DE4416641A1

DE4416641A1 - Selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung

Info

Publication number: DE4416641A1
Application number: DE19944416641
Authority: DE
Inventors: Werner Kuchheuser
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1995-11-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruck kammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die Feder bewegungen angetriebenen und Öl aus einer Niederdruck kammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte Pumpenstange eintaucht und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeits kolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregel öffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit der Niederdruckkammer verbindet.

Es sind bereits Federbeine bekannt (z. B. DE-PS 36 30 757), bei denen der Arbeitszylinder von einem Hochdruck- und einem Niederdruckraum umgeben ist und wobei der Dämpfungskolben den Arbeitszylinder in zwei einzelne Arbeitsräume unterteilt. Am Boden des Arbeits zylinders ist eine Pumpenstange befestigt, die zusammen mit einer im Hohlraum der Kolbenstange befindlichen Steuerhülse, die als Pumpenzylinder wirkt, eine Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange betätigen diese Ölpumpe, die ständig Öl, gesteuert durch ein Saugventil, aus der Niederdruck kammer über ein Druckventil, durch den Kanal in den Arbeitszylinder fördert. Dadurch werden der Kolben, die Kolbenstange mit der Steuerhülse so lange auswärts geschoben, bis die Abregelöffnung der Pumpenstange eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder und dem Niederdruckraum freigibt, so daß dadurch anschließend die Abregelfunktion einsetzt.

Nachteilig ist hierbei, daß die Pumpe aus mehreren auf wendig herzustellenden Bauteilen besteht, es ist nicht nur eine hohle Kolbenstange und eine Pumpenstange, sondern auch eine in der hohlen Kolbenstange angeordnete Steuerhülse notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, funktions sichere Niveauregelungseinrichtung zu schaffen, die bei Beibehaltung der geforderten Funktionen eine kosten günstige und einfache Herstellung durch Verwendung von wenigen Bauteilen erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge sehen, daß der Arbeitskolben mit einem Rückschlagventil versehen ist, welches den Hohlraum der Kolbenstange mit dem hochdruckseitigen Arbeitsraum und ein weiteres Rück schlagventil, welches den niederdruckseitigen Arbeits raum mit dem Hohlraum der Kolbenstange verbindet.

Hierbei ist von Vorteil, daß die eigentliche Pumpe für die Niveauregelung des Federbeines lediglich aus einer teilweise hohlen Kolbenstange und einer aus Vollmaterial hergestellten Pumpenstange besteht. Durch die ent sprechende Anordnung eines Rückschlagventiles (Saug ventil) wird jeweils bei der Einfahrbewegung der Kolben stange das Öl von der Niederdruckkammer über den Hohl raum der Kolbenstange in den hochdruckseitigen Arbeits raum und bei der Auswärtsbewegung der Kolbenstange vom Niederdruckraum über den niederdruckseitigen Arbeitsraum in den Hohlraum der Kolbenstange gefördert.

Ein wesentliches Merkmal sieht vor, daß der in den Hohlraum der Kolbenstange hineinragende Bereich der Pumpenstange verjüngt ausgebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß für die Absenkung der Pumpleistung im Bereich der Niveaulage eine fertigungstechnisch einfache Ausführung möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung ist das Rückschlagventil als Druckventil oder als Saugventil ausgebildet.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß das Druck ventil im Bereich des Arbeitskolbens als Dämpfungsventil für eine Bewegungsrichtung ausgebildet ist. Mit Vorteil ist dabei das Dämpfungsventil als Druckstufendämpfungs ventil ausgebildet.

Ein weiteres Merkmal ist vorgesehen, indem dem hoch druckseitig zugewandten Arbeitsraum ein Dämpfungsventil zugeordnet wird. Mit Vorteil läßt sich hierbei das Dämpfungsventil als Bodenventil im Arbeitszylinder an ordnen, so daß das Dämpfungsmittel vom hochdruckseitigen Arbeitsraum über das Bodenventil in die Hochdruckkammer gelangt.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß zur Ab trennung des hochdruckseitigen Gaspolsters eine Membran oder ein Ringtrennkolben vorgesehen ist.

Ein wesentliches Merkmal sieht vor, daß dem hochdruck seitig zugewandten Arbeitsraum ein Dämpfungsventil zugeordnet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende, hydropneu matische Federbein mit innerer Niveauregelung besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 2, der durch den Arbeitskolben 6 in zwei Arbeitsräume 21, 22 unterteilt wird. Der Arbeitskolben 6 ist an einer Kolbenstange 10 befestigt und unterteilt mit der Dichtung 4 den Arbeits zylinder 2 in den hochdruckseitigen Arbeitsraum 21 und den niederdruckseitigen Arbeitsraum 22. Der hochdruck seitige Arbeitsraum 21 ist mit einem Hochdruckraum 11 bzw. 12 verbunden, und teilweise mit Gas und teilweise mit Dämpfungsmittel gefüllt. Die Trennung von Gas und Dämpfungsmittel erfolgt über einen Trennkolben 3 oder eine Membran 13 (linke Bildhälfte).

Der Arbeitszylinder 2 besitzt eine oder mehrere Abregelöffnungen 8. Bewegt sich der Arbeitskolben 6 über die Abregelöffnung 8 auswärts, so erfolgt zwischen dem Hochdruckraum 11 bzw. 12 bzw. dem hochdruckseitigen Arbeitsraum 21 und dem Niederdruckraum 16 bzw. 17 ein Druckausgleich.

Bei jedem Hub des Arbeitskolbens 6 im Arbeitszylinder 2 wird Dämpfungsmittel aus dem Niederdruckraum 17 über die Öffnung 19 in den niederdruckseitigen Arbeitsraum 22 gefördert und von dort über das Rückschlagventil 14 in den Hohlraum 9 der Kolbenstange 10. Durch die Pump bewegung der Pumpenstange 1 in dem Hohlraum 9 der Kolbenstange 10 wird das Dämpfungsmittel über das Rück schlagventil 5 in den hochdruckseitigen Arbeitsraum 21 gefördert und über die Öffnungen 18 wird gleichzeitig das Hochdruckgaspolster 12 vorgespannt. Bei diesem Vor gang bewegt sich der Arbeitskolben 6 ständig auswärts, so daß das Niveau des Fahrzeugaufbaus gegenüber den Rädern solange angehoben wird, bis bei Erreichen eines Sollniveaus die Pumpenstangenverjüngung 7 einen Bypaß zwischen dem hochdruckseitigen Arbeitsraum 21 und dem Hohlraum der Kolbenstange 9 freigibt, der somit die Pumpleistung wunschgemäß absenkt, bzw. gänzlich unter bindet.

Bei weiterer Auswärtsbewegung des Arbeitskolbens 6, zum Beispiel bei der Entlastung des Fahrzeuges, wird beim Freigeben der Abregelöffnung 8 ein Kurzschluß zwischen dem Niederdruckraum 16 bzw. 17 und dem Hochdruckraum 12 bzw. 11 geschaffen, der den Fahrzeugaufbau wieder auf das vorbestimmte Niveau absenkt.

Hoch- und Niederdruckräume werden durch die Zwischenwand 15 voneinander getrennt.

Die Stangendichtung 20 dient der Abdichtung der Kolben stange 10 gegenüber der Atmosphäre.

Bezugszeichenliste

1 Pumpenstange
2 Arbeitszylinder
3 Trennkolben
4 Kolbendichtung
5 Rückschlagventil
6 Arbeitskolben
7 Verjüngung
8 Abregelöffnung
9 Hohlraum der Kolbenstange
10 Kolbenstange
11 Hochdruck-Ölraum
12 Hochdruck-Gasraum
13 Membran
14 Rückschlagventil
15 Zwischenwand
16 Niederdruck-Gasraum
17 Niederdruck-Ölraum
18 Öffnung
19 Öffnung
20 Stangendichtung
21 hochdruckseitiger Arbeitsraum
22 niederdruckseitiger Arbeitsraum
23 Dämpfungsventil

Claims

1. Selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahr zeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer ange ordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die Federbewegungen angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruck kammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolben pumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolben stange gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte Pumpenstange eintaucht und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit der Niederdruckkammer verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (6) mit einem Rückschlag ventil (5) versehen ist, welches den Hohlraum (9) der Kolbenstange (10) mit dem hochdruckseitigen Arbeitsraum (21) und ein weiteres Rückschlagventil (14), welches den niederdruckseitigen Arbeitsraum (22) mit dem Hohlraum (9) der Kolbenstange (10) verbindet.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Hohlraum (9) der Kolbenstange (10) hineinragende Bereich der Pumpenstange (1) verjüngt ausgebildet ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (5) als Druckventil ausge bildet ist.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (14) als Saugventil aus gebildet ist.

5. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (5) im Arbeitskolben (6) für mindestens eine Bewegungsrichtung als Dämpfungsventil ausgebildet ist.

6. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtrennung des hochdruckseitigen Gas polsters eine Membran (13) oder ein Ringtrennkolben (3) vorgesehen wird.

7. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem hochdruckseitig zugewandten Arbeitsraum (11) ein Dämpfungsventil (23) zugeordnet ist.