Pierwszenstwo: Opublikowano: 3.XII.1965 (P 111 896) 7.XII.1964 Niemiecka Republika Federalna 25.X.1969 58666 KI. 63 c, 40 MKP B 60 g UKD itt Wlasciciel patentu: Fichtel u. Sachs A. G., Schweinfurt (Niemiecka Re¬ publika Federalna) Hydropneumatyczny element sprezysty do samoczynnej regulacji poziomu zawieszenia pojazdów mechanicznych Przedmiotem wynalazku jest hydropneumatyczny element sprezysty do samoczynnej regulacji pozio¬ mu zawieszenia zwlaszcza pojazdów mechanicznych oraz do wskazywania przeciazen tych pojazdów, majacy komore sprezysta z czynnikiem pod duzym cisnieniem, komore robocza napelniona ciecza dzia¬ lajaca na komore sprezysta oraz umieszczony w tej komorze roboczej uklad pompowy.Znane sa hydropneumatyczne elementy sprezy¬ ste do regulacji poziomu zawieszenia z zasobnikiem cisnienia i zaworem zwrotnym, w których cisnienie w komorze zasobnikowej jest wyzsze niz cisnienie w komorze sprezystej. Urzadzenie pompowe dziala sciskajac i zwalniajac równoczesnie element spre¬ zysty, przy czym ciecz jest pompowana z komory zapasowej do komory zasobnikowej. Gdyby nie by¬ lo zaworu nadcisnieniowego to ilosc cieczy tloczo¬ na przy tym stale do komory zasobnikowej wywo¬ lywalaby staly wzrost cisnienia, powodujac znisz¬ czenie ukladu. Urzadzenie do regulowania przeply¬ wu lub cisnienia w komorze zasobnikowej jest z te¬ go wzgledu w takich konstrukcjach bezwzglednie konieczne, gdyz ilosc cieczy tloczona do komory za¬ sobnikowej jest zalezna od wielkosci i liczby sko¬ ków pompy, a nie od obciazenia pojazdu.Znane hydropneumatyczne elementy sprezyste omówionego wyzej typu maja charakterystyke ob¬ ciazenia proporcjonalna do obciazenia pojazdu w calym zakresie tego obciazenia. Oznacza to, ze przy przeciazeniu pojazdu co zdarza sie czesto w prak- 10 15 20 25 tyce, elementy te sa równiez przeciazane wobec czego ulegaja szybkiemu zuzyciu jak równiez usz¬ kodzeniom.Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie proste¬ go hydropneumatycznego elementu sprezystego bez dodatkowego zasobnika cisnienia, przy czyni uklad tego rodzaju powinien dzialac sprawnie takze przy przeciazeniach pojazdu.Zgodnie z wynalazkiem zadanie to rozwiazano w ten sposób, ze w celu ograniczenia cisnienia w ko¬ morze roboczej do okreslonej z góry, najwyzszej, dopuszczalnej wartosci, hydropneumatyczny ele¬ ment sprezysty jest wyposazony w zawór cisnienio¬ wy, na który dziala cisnienie w komorze roboczej i wylaczajacy dzialanie pompy przy osiagnieciu tej najwyzszej dopuszczalnej wartosci cisnienia.Hydrauliczny element sprezysty wedlug wynalaz¬ ku ma znana pompe, która sklada sie najkorzyst¬ niej z komory pompowej ograniczonej tlokiem tlo- czyska, z zaworu ssacego prowadzacego z komory zapasowej do komory pompowej oraz zgodnie z wy¬ nalazkiem z zaworu cisnieniowego prowadzacego z komory pompowej do komory roboczej.Korzystna cecha elementu wedlug wynalazku jesi to, ze przy przeladowaniu pojazdu cisnienie w ko¬ morze roboczej nie moze wzrastac ponad okreslona wartosc, tak iz przeciazenie elementu sprezystego jest wykluczone. Z tego wzgledu nadaje sie on szczególnie do zastosowania jako hydropneuma- tycze golenie sprezyste, które maja wspólpracowac 586663 58666 4 dodatkowo z resorem glównym zawieszenia pojaz¬ du. Takie bowiem golenie sprezyste przejmuja tyl¬ ko niewielka czesc obciazenia kól, gdy pojazd jest pusty, natomiast przejmuja cale obciazenie gdy po¬ jazd jest w pelni obciazony. Stosunek sily obciaze¬ nia przypadajacej rta element sprezysty przy calko¬ wicie naladowanym pojezdzie do przyjmowanej przez ten element sily obciazenia przy pustym po¬ jezdzie jest w tym przypadku znacznie wiekszy niz w przypadku goleni sprezystych, przejmujacych zawsze cale obciazenie kól. W przypadku zastoso¬ wania goleni sprezystych tego rodzaju niebezpie¬ czenstwo zniszczenia ich wskutek • przeladowania pojazdu jest szczególnie duze.Niebezpieczenstwo takie jest calkowicie wyelimi¬ nowane przy zastosowaniu elementu hydropneuma¬ tycznego wedlug wynalazku. Inna zaleta tego ele¬ mentu polega na tym, ze w przypadku przeladowa¬ na pojazdu dzieki wylaczeniu pompy, nie jest mo¬ zliwa samoczynna regulacja poziomu, wobec czego pojazd przyjmuje polozenie ukosne, co jest wska¬ zówka, ze zostal on przeciazony.Przy przeciazeniu dzialanie pompy elementu ustaje, bowiem czujnik cisnieniowy w postaci za¬ woru przeciazeniowego, umieszczony w sciance za¬ mykajacej komore robocza nie dopuszcza do nad¬ miernego wzrostu cisnienia. Korzystnie zawór ten prowadzi z komory roboczej do ,komory pompowej i moze byc umieszczony w tloczysku.Wedlug korzystnej postaci wykonania elementu hydropneumatycznego wedlug wynalazku, gniazdo zaworu przeciazeniowego i zawór cisnieniowy pom¬ py sa zespolone w zespól zaworowy w ten sposób, ze kulka zamykajaca zaworu cisnieniowego jest umieszczona na ruchomym gniezdzie zaworowym.Zawór cisnieniowy moze byc równiez umieszczony w calosci wewnatrz przesuwnego gniazda zaworu przeciazeniowego. Przesuwne gniazdo zaworowe z zaworem cisnieniowym jest dociskane do powierz¬ chni uszczelniajacej sprezyna, która wywiera na to gniazdo nacisk wstepny o okreslonej wielkosci.Szczególnie korzystna pod wzgledem technologicz¬ nym jest taka postac wykonania elementu hydro¬ pneumatycznego, w której gniazdo zaworu przecia¬ zeniowego jest osadzone przesuwnie i prowadzone w wydrazeniu tloczyska, a na swej powierzchni zwróconej do roboczej komory ma gniazdo zaworu cisnieniowego oraz kanal prowadzacy od gniazda zaworu do otworu odplywowego tloczyska, a na koncu przeciwleglym wzgledem gniazda zaworowe¬ go jest podparte elementem sprezystym, wywiera¬ jacym nan nacisk wstepny.Sprezysty element nacisku wstepnego moze sta¬ nowic scisnieta sprezyna srubowa, a w innej wersji wykonania elementem tym moze byc tlok polaczo¬ ny z przesuwnym gniazdem zaworu przeciazenio¬ wego i zamykajacy komore napelniona czynnikiem pod wysokim cisnieniem.Ta odmiana wykonania stwarza dodatkowa obje¬ tosc sprezysta, której energia jest wykorzystywa¬ na czynnie wtedy, gdy pod wplywem przekroczenia cisnienia w komorze roboczej zadziala czujnik ci¬ snieniowy.Aby uzyskac ciagle otwieranie i zamykanie za¬ woru przeciazeniowego wedlug wynalazku, prze¬ suwne gniazdo ma pierscieniowa powierzchnie od¬ ciazajaca tej samej wielkosci co powierzchnia uszczelniajaca, a zwrócona przeciwko tej powierz¬ chni uszczelniajacej. Wobec tego sila dzialajaca na 5 gniazdo, pochodzaca od cisnienia z komory roboczej jest taka sama przed jak i po otwarciu zaworu ob¬ ciazeniowego.Wynalazek jest objasniony szczególowo na pod¬ stawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia hy¬ dropneumatyczny element sprezysty wedlug wyna¬ lazku w przekroju podluznym, a fig. 2 hydropne¬ umatyczny element sprezysty o odmiennej kon¬ strukcji wedlug wynalazku w przekroju podluz¬ nym.Hydropneumatyczny element sprezysty wedlug fig. 1 sklada sie ze zbiornika 1, z cylindra 2 umiesz¬ czonego wewnatrz zbiornika majacego w scianie podluzny rowek 17 oraz mieszczacego przesuwny tlok 4, polaczony z tloczyskiem 3. Pomiedzy spre¬ zysta komora 6 napelniona gazem i robocza komo¬ ra 7 jest umieszczona przegroda 5. Zapasowa ko¬ mora 8 jest równiez oddzielona sprezysta przegroda 10 od innej gazowej komory 11, przy czym pomie¬ dzy sprezysta komora 6 i robocza komora 7 z jednej strony a zapasowa komora 8 i jej gazowa komora 11 z drugiej, znajduje sie stala przegroda 9. W dol¬ nej czesci zbiornika 1 znajduje sie zawór, laczacy zapasowa komore 8 z pompowa komora 12, który sklada sie z kanalów 13, zaworowej plytki 14, do¬ ciskajacej te plytke sprezyny 15 i sprezyny 16, któ¬ ra jest sciskana przez tlok 4 z chwila, gdy zajmuje on okreslone dolne polozenie. W tloczysku 3 znaj¬ duje sie wydrazenie 25, w którym jest umieszczony zawór przeciazeniowy, skladajacy sie ze sciskanej sprezyny 18 przesuwnego gniazda 19 majacego prze¬ plywowy otwór 20, powierzchnie uszczelniajaca 21 oraz wyciecie 22. W tloczysku 3 w poblizu zaworu przeciazeniowego znajduje sie doplywowy otwór 23. Zawór przeciazeniowy, który oddziela komore robocza od komory pompowej jest zaworem zwrot¬ nym i w omawianym przykladzie wykonania ma . postac kulki 24 obciazonej sprezyna.W dzialaniu hydropneumatycznego elementu sprezystego wedlug fig. 1 mozna wyróznic trzy fa¬ zy robocze okreslone polozeniem tloka 4.W przypadku gdy tlok 4 zajmuje polozenie srod¬ kowe pokazane na fig. 1, wówczas przy normalnym obciazeniu pojazdu na tlok 4 i tloczysko 3 dzialaja sprezyste sily pochodzace od sprezonego czynnika w zbiorniku 1. Przy braku wplywów zewnetrznych i przy tym polozeniu tloka 4, nie zachodzi jakikol¬ wiek ruch cieczy miedzy zapasowa komora 3, a ro¬ bocza komora 7.Jezeli pod wplywem zwiekszenia obciazenia zew¬ netrznego nastapi przesuniecie tloka 4 do cylindra 2 w kierunku do góry, wówczas wzrosnie cisnienie w roboczej komorze 7, które poprzez sprezysta prze¬ grode 5 dziala na gazowa komore sprezysta 6 i po¬ woduje zmniejszenie jej objetosci. Równoczesnie do pompowej komory 12 przez otwory 13 i zaworowa plytke 14 zostaje wessana ciecz z zapasowej komo¬ ry 8, poniewaz w pompowej komorze 12 na skutek przesuniecia tloka 4 w cylindrze 2 powstaje pod¬ cisnienie. Jezeli pod wplywem ruchów zawieszenia pojazdu wskutek wstrzasów na jezdni tloczysko S 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6058666 z tlokiem 4 porusza sie w dól, przy nie przekracza¬ niu przez tlok 4 konca rowka 17, wówczas przez doplywowy otwór 23 w tloczysku 3 oraz \przez przeplywowy otwór 20 w gniezdzie 19 zaworu i po uniesieniu kulki 24 przeciwko sile sprezyny 30 na skutek powstania nadcisnienia w komorze pompo¬ wej, ciecz zostaje wprowadzona do roboczej komo¬ ry 7. Ten proces pompowania ma miejsce tylko wtedy, gdy tlok 4 znajduje sie w tym obszarze cy¬ lindra 2, gdzie nie siega podluzny rowek 17. W wy¬ niku pompowania cieczy do bocznej komory 7, spo¬ wodowanego podczas jazdy pojazdu nierównoscia¬ mi jezdni, tlok 4 zostanie ponownie sprowadzony w polozenie srodkowe, pokazane na fig. 1.W przypadku gdy pojazd jest przeciazony, cis¬ nienie w komorze roboczej przekracza okreslona z góry i najwyzsza dopuszczalna wartosc. Wówczas naciskowa sprezyna 18, dzialajaca od dolu na gniaz¬ do 19 zostaje scisnieta i otwiera zawór przeciaze¬ niowy. Ciecz przeplywa przez szczeline nad uszczel¬ niajaca powierzchnia 21, wyciecie 22 i doplywowy otwór 23 do komory pompowej. W ten sposób dalsze pompowanie jest niemozliwe; tlok 4 zaglebia sie w cylindrze 2 bez dalszego wzrastania sily od spre¬ zanego czynnika i nie jest w stanie przyjac polo¬ zenia srodkowego. Pojazd przyjmuje wówczas po¬ lozenie ukosne, co jest wyrazna oznaka przeciaze¬ nia pojazdu.Przy zmniejszeniu sie obciazenia dzialajacego na element sprezysty, tlok 4 przesuwa sie w dól pod wplywem rozprezania sie gazu w sprezystej komo¬ rze 6, wchodzi w obszar podluznego rowka 17 cy¬ lindra 2. Jednoczesnie tlok 4 dziala na sprezyne 16, która powoduje opuszczenie zaworowej plytki 14 pokonujac sile dolnej sprezyny 15. Dzieki temu ka¬ naly 13 zostaja otwarte, a ciecz moze przyplywac z roboczej komory 7 przez podluzny rowek 17 do pompowej komory 12, a stamtad przez kanaly 13 do zapasowej komory 8, poniewaz panuje w niej niz¬ sze cisnienie niz w roboczej komorze 7. Ubytek cie¬ czy w roboczej komorze 7 powoduje, ze tlok 4 po¬ wraca w swoje srodkowe polozenie.Na fig. 2 przedstawiono inny przyklad wykona¬ nia elementu hydropneumatycznego wedlug wyna¬ lazku, który od omówionego wyzej rózni sie tym, ze gniazdo 19 na przeciwleglym od uszczelniajacej powierzchni 21 koncu jest wykonane jako tlok 26, który jest przesuwny w cylindrycznej komorze 27 tloczyska 3, w której znajduje sie gaz pod wysokim cisnieniem. Pierscieniowa powierzchnia 28 ma taka sama wielkosc jak uszczelniajaca powierzchnia 21 i jest wzgledem niej przeciwlegla. Zawór cisnie¬ niowy skladajacy sie z dociskowej sprezyny 30 kul¬ ki 24 i zamykajacy przepustowy otwór 20 w gniez¬ dzie 19 jest umieszczony wewnatrz przesuwnego gniazda 19.Dzialanie odmiany urzadzenia przedstawionego na fig. 2 jest takie same jak dzialanie elementu omó¬ wionego na podstawie fig. 1. Cisnienie gazu zawar¬ tego w komorze 27 tloczyska 3 jest zalezne od naj¬ wyzszego dopuszczalnego cisnienia w roboczej ko¬ morze 7. Jezeli najwyzsze dopuszczalne cisnienie w komorze roboczej zostanie przekroczone wskutek przeciazenia, wówczas gniazdo 19 zostaje odsuniete od uszczelniajacej powierzchni 21 i ciecz przeplywa przez wyciecie 22 oraz doplywowy otwór 23 w tlo¬ czysku 3 do pompowej komory 12. Pierscieniowa powierzchnia 28 jest równa co do wielkosci uszczel¬ niajacej powierzchni 21 dlatego, aby mozna bylo 5 uzyskac ciagle otwieranie i zamykanie zaworu przeciazeniowego. CtSnienie gazu w cylindrycznej komorze 27 tloczyska 3 dziala przy przekroczeniu okreslonego z góry cisnienia w komorze roboczej 7 w ten sposób, ze przy przesuwaniu gniazda 19 pow- 10 staje dodatkowa sila sprezysta, dzieki czemu uzys¬ kuje sie splaszczenie charakterystyki sprezynowa¬ nia.O ile w przykladzie wykonania elementu z fig. 1 zawór cisnieniowy stanowila kulka 24 dociskana do 15 gniazda zaworowego za pomoca srubowej sprezyny 30, która opierala sie na oparciu 32 tloka 4, to w przykladzie wykonania wedlug fig. 2 kulka 24 jest dociskana do powierzchni 31 gniazda zaworowego za pomoca sprezyny 30, która opiera sie na wew- 20 netrznym kolnierzu gniazda 19.Wynalazek nie ogranicza sie do przedstawionych na rysunku postaci wykonania, lecz daje mozli¬ wosc zastosowania zmian nie wykraczajacych jed¬ nak poza ramy wynalazku. 25 PL