DE4017925A1

DE4017925A1 - Selbstpumpendes hydropneumatisches federbein mit innerer niveauregulierung

Info

Publication number: DE4017925A1
Application number: DE19904017925
Authority: DE
Inventors: Werner Kuchheuser
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1991-12-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem dämpfungsmittelgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer 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 Federbewegungen angetriebenen und Dämpfungsmittel aus einer Niederdruckkammer mit den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch ein, in der hohlen Kolbenstange angeordnetes Steuerrohr gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saugventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist, 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.

Es sind derartige Federbeine bekannt (DE-OS 29 44 831, DE-AS 23 56 802), bei denen der Arbeitszylinder durch einen von einer Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird und bei denen der Arbeitskolben mit Ventilen zur Erzeugung einer Dämpfungskraft versehen ist. Dabei ist für jede Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens ein entsprechendes Ventil vorgesehen. Diese Ventile dienen zur Erzeugung einer bestimmten vorgegebenen Dämpfungskraft im jeweiligen Kolbengeschwindigkeitsbereich. Nachteilig ist dabei, daß eine lastabhängige Dämpfungsänderung aufgrund der Pumparbeit für die verschiedenen Belastungszustände zu gering ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung so weiterzubilden, daß die Dämpfungskraft druckabhängig, in Abhängigkeit der Beladung des Fahrzeuges, selbständig veränderbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitsraum mit der Hochdruckkammer über eine, ein lastabhängiges (druckabhängiges) verstellbares Ventil aufweisende weitere Strömungsverbindung verbunden ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß eine einfache, mit geringem Aufwand zu realisierende lastabhängige (druckabhängige) Dämpfungskraftverstellung erreicht werden kann, bei der in Abhängigkeit vom Systeminnendruck eine, parallel zu den Dämpfungsventilen des Arbeitskolbens angeordnete, Strömungsverbindung gesteuert wird. Eine derartige Dämpfungskraftsteuerung in Abhängigkeit der Beladung des Fahrzeuges ist vor allem im unteren Geschwindigkeitsbereich des Arbeitskolbens wirksam, so daß bei unbeladenem Fahrzeug eine Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wird, bzw. bei beladenem Fahrzeug eine Stabilisierung des Aufbaues erreicht werden kann.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß das Ventil im Deckel angeordnet ist und als Strömungsverbindung eine Bohrung im Arbeitszylinder vorgesehen ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil mit einem federbelasteten, axial beweglichen Ventilkörper versehen.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß der Ventilkörper eine Ringnut aufweist und die Strömungsverbindung quer zur Längsachse des Ventilkörpers verläuft.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung und einem Ventil im Schnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt des Arbeitszylinders zusammen mit dem Deckel und einem Ventil im vergrößerten Maßstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Niveauregelungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1 des Federbeins, in dem ein Arbeitskolben 2 am Ende einer Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeitszylinder 1 ist auf der einen Seite durch einen Boden 4 und auf der anderen Seite durch einen Deckel 5 abgeschlossen, durch den die Kolbenstange 3 abgedichtet nach außen tritt. Der Boden 4 ist mittels eines Befestigungsteiles 6 am Aufbau des Fahrzeuges und der Kolbenstange 3 mittels eines Befestigungsteiles 7 an der Achse des Fahrzeuges in nicht gezeigter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 1 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit Dämpfungsmittel und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 8 in eine Hochdruckkammer 9, 11 und eine Niederdruckkammer 10 unterteilt ist. Die Hochdruckkammer 9, 11 ist durch eine Membran 12 in einen Dämpfungsmittel- und einen Gasraum getrennt. In der Niederdruckkammer 10 sind Dämpfungsmittel und ein Niederdruckgaspolster 13 nicht voneinander getrennt. Der Spiegel 14 des Dämpfungsmittels ist angedeutet. Im völlig abgeregelten, das heißt im nicht hochgepumpten Zustand, herrscht in der Niederdruckkammer 10 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 11, 9

Das Dämpfungsmittel der Hochdruckkammer 9, 11 ist über die Bohrung 33 und den Durchflußkanal 17, mit dem Arbeitsraum 16 verbunden. Zwischen dem Arbeitsraum 18 und der Hochdruckkammer 11 ist ein Ventil 20 als weitere Strömungsverbindung 25 vorgesehen. Das Ventil 20 arbeitet parallel zu den im Arbeitskolben 2 angeordneten Dämpfungsventilen 15 und ist im Deckel 5 angeordnet.

Zur eigentlichen Niveauregelung ist die Pumpenstange 19 im Boden 4 fest und dicht aufgenommen, die zusammen mit einem im Hohlraum der Kolbenstange 3 befindlichen Steuerrohr 32 geschaffenen Pumpenzylinder 21 eine Ölpumpe bildet. Durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 3 betätigt, fördert diese Ölpumpe ständig Dämpfungsmittel, gesteuert durch das Saugventil 22 aus der Niederdruckkammer 10 über das Druckventil 23 durch den Kanal 24 in den Arbeitszylinder 1. Dadurch werden der Arbeitskolben 2, die Kolbenstange 3 mit dem Steuerrohr 32 so lange auswärts geschoben, bis eine Abregelöffnung 27 in der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen den mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitsräumen 16 und über die hohle Pumpenstange 19 mit der Niederdruckkammer 10 freigibt. Dadurch setzt die Abregelfunktion ein.

In der Fig. 2 ist als Einzelheit ein Ventil 20 dargestellt. Zwischen dem Deckel 5 und dem Arbeitszylinder 1 ist die Strömungsverbindung 25 derart angeordnet, daß im Arbeitszylinder 1 eine Bohrung und im Deckel 5 eine mit der Bohrung zusammenarbeitende weitere Bohrung vorgesehen ist. Quer zur Strömungsverbindung 25 ist ein axial beweglicher Ventilkörper 26 in einer Bohrung 36 aufgenommen, der über die Feder 28 abgestützt ist. Die Führung 29, die Dichtung 30 sowie ein Dichtring 31 dienen der einwandfreien Abdichtung gegen Atmosphäre. Unter Umständen kann am Zylinderrohr 1 eine zusätzliche Dichtung 34 vorgesehen werden. Bei Basisdruck (Leerlast) ist infolge des verjüngten Bereichs 35 des Ventilkörpers 26 die Strömungsverbindung 25 offen und eine bestimmte Menge an Dämpfungsmittel - abhängig vom gewählten Querschnitt der Strömungsverbindung 25 - braucht nicht die Dämpfungsventile 15 des Arbeitskolbens 2 zu durchströmen, sondern passiert die Strömungsverbindung. Es stellt sich eine entsprechend niedrige Dämpfungskraft ein.

Bei Hochdruck (Vollast) wird der Ventilkörper 26 infolge des Druckunterschiedes zur Atmosphäre gegen die Feder 28 nach außen verschoben und verschließt entsprechend des vergrößerten Bereiches des Ventilkörpers 26 die Strömungsverbindung 25. Das Dämpfungsmittel durchströmt dann ausschließlich die Dämpfungsventile 15 des Arbeitskolbens 2 mit der Folge eines gezielten erhöhten Anstiegs der Dämpfungskraft.

Je nach Systeminnendruck zwischen Basisdruck und Hochdruck stellt sich abhängig der Position des Ventilkörpers 26 zu der Strömungsverbindung 25 und der Spannkraft der Feder 28 ein entsprechend vorbestimmter Wert der Dämpfungskraft ein.

Bezugszeichenliste

1 - Arbeitszylinder
2 - Arbeitskolben
3 - Kolbenstange
4 - Boden
5 - Deckel
6 - Befestigungsteil
7 - Befestigungsteil
8 - Zwischenwand
9 - Hochdruckkammer für das Gaspolster
10 - Niederdruckkammer
11 - Hochdruckkammer für das Dämpfungsmittel
12 - Membran
13 - Niederdruckgaspolster
14 - Spiegel des Dämpfungsmittels
15 - Dämpfungsventile
16 - Arbeitsraum
17 - Durchflußkanal
18 - Arbeitsraum
19 - Pumpenstange
20 - Ventil
21 - Pumpenzylinder
22 - Saugventil
23 - Druckventil
24 - Kanal
25 - Strömungsverbindung
26 - Ventilkörper
27 - Abregelöffnung
28 - Feder
29 - Führung
30 - Dichtung
31 - Dichtring
32 - Steuerrohr
33 - Bohrung
34 - Dichtung
35 - Verjüngter Bereich
36 - Bohrung

Claims

1. Selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem dämpfungsmittelgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer 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 Federbewegungen angetriebenen und Dämpfungsmittel aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch ein, in der hohlen Kolbenstange angeordneten Steuerrohr gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saugventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist, 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 Arbeitsraum (18) mit der Hochdruckkammer (11) über eine, ein lastabhängiges (druckabhängiges) verstellbares Ventil (20) aufweisende weitere Strömungsverbindung (25) verbunden ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (20) im Deckel (5) angeordnet ist und als Strömungsverbindung (25) eine Bohrung im Arbeitszylinder (1) vorgesehen ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (20) mit einem federbelasteten, axial beweglichen Ventilkörper (26) versehen ist.

4. Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (26) eine Ringnut aufweist und die Strömungsverbindung quer zur Längsachse des Ventilkörpers verläuft.