DE102010013126B4

DE102010013126B4 - Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE102010013126B4
Application number: DE201010013126
Authority: DE
Inventors: Richard Käsler; Konrad Stingl; Jacek Zatrieb; Hans-Wilhelm Weiss
Original assignee: Weber Hydraulik GmbH Germany
Current assignee: Weber Hydraulik GmbH Germany
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2030-03-27
Also published as: DE102010013126A1

Abstract

Eine Kolbenstange (12) aufweisender doppeltwirkender hydraulischer Dämpfungszylinder (11), der zwischen dem Rad (20) und dem Chassis (25) eines Kraftfahrzeugs zum Anheben, zum Absenken des Rades und in dessen abgesenktem Zustand zwecks Dämpfung vorgesehen ist, mit einem kolbenseitigen Anschluss (13) für Hydaulikflüssigkeit an dem Kolbenraum (14), mit einem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) für den Kolbenstangenraum (16), mit einer zu dem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) führenden, entweder an einer hydraulischen Druckquelle oder einem Tank für die Hydraulikflüssigkeit liegenden ersten Leitung (70) und mit einer an die beiden Anschlüsse (13; 15) angeschlossenen, hydraulischen Dämpfungseinheit (30) einschliesslich einer Druckspeichereinrichtung (31) für die Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass an den kolbenstangenseitigen Anschluss (15) der Ausgang (41) eines Wechselventils (40) angeschlossen ist, dessen einer Eingang (42) mit der Dämpfungseinheit (30) und dessen anderer Eingang (43) über ein elektrisch gesteuertes erstes Sitzventil (50) mit der ersten Leitung (70) verbunden ist, und dass das erste Sitzventil (50) als Zweipositions-Ventil ausgebildet ist, das in seiner einen Position zum Absenken des Rades (20) durch elektrische Ansteuerung mit der an den Tank angeschlossenen ersten Leitung (70) und in seiner stromlosen anderen Position für den Anhebe- sowie Dämpfungsbetrieb über ein zu dem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) hin öffnendes erstes Rückschlagventil (53) mit der ersten Leitung (70) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfungszylinder nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein solcher gattungsgemässer Dämpfungszylinder ist bekannt ( EP 2 098 389 A1 ). Allerdings haben sich Versuche, diese unter Beibehaltung von deren Dämpfungsfunktion auch bei Kraftfahrzeugen mit Anhebe- oder Liftfunktion einzusetzen, die neben zumindest einer festen Achse eine solche mit anhebbaren Rädern aufweisen, nicht bewährt.
Es ist auch bekannt ( DE 10 2006 051 894 A1 ), ein als Zweipositions-Ventil ausgebildetes Sitzventil einzusetzen, das in seiner einen Position ein Absenken des Rades und in seiner stromlosen anderen Position ein Anheben des Chassis erlaubt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemässen Dämpfungszylinder einfacher und zuverlässiger auch für die Anhebefunktion auszubilden.
Diese Aufgabe wird bei einem Dämpfungszylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäss durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Mit der Erfindung wird also neben der das hydaulische Dämpfen bewirkenden Dämpfungseinheit einfach, schnell und ohne aufwändige sowie kompliziert zu schaltende Funktionsteile die Möglichkeit zum Anheben des Dämpfungszylinders geschaffen, indem lediglich zwischen den kolbenstangenseitigen Anschluss und der Dämfungseinheit das Wechselventil eingesetzt wird. Soll das Rad angehoben werden, so wird die Druckquelle über das erste Rückschlagventil in dem ersten Sitzventil an den Kolbenstangenraum angelegt. Die dabei aus dem Kolbenraum verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird in der Druckspeichereinheit der Dämpfungseinheit gespeichert, welche Hydraulikflüssigkeit beim Absenken wieder freigegen wird. Mit Vorteil ist das erste Sitzventil nur beim Senken stromdurchflossen, ansonsten im Anhebebetrieb, im angehobenen und arretierten Zustand sowie dem Dämpfungsbetrieb, der stets dem Fahrbetrieb entspricht, stromlos.
Zweckmässigerweise ist das erste Sitzventil als mittels eines Elektromagneten betätigtes Magnetventil ausgebildet, das im Dämpfungs- oder Anhebebetrieb stromlos und aufgrund der Kraft einer ersten Rückstellfeder geschlossen ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein besserer und sichere Schaltkomfort mit nicht nur einem einzigen Sitzventil dann gegeben, wenn der kolbenseitige Anschluss über ein zweites Sitzventil mit einer entweder an einem Tank für die Hydraulikflüssigkeit oder an einer hydraulischen Druckquelle liegenden zweiten Leitung verbunden ist, wobei das zweite Sitzventil als Zweipositions-Ventil ausgebildet ist, das im Dämpfungsbetrieb sowie im angehobenen arretierten Zustand des Rades stromlos und geschlossen ist. Dabei ist mit Vorteil das zweite Sitzventil in seiner stromlosen anderen Position für den Anhebe- sowie Dämpfungsbetrieb über ein in beiden Strömungsrichtungen sitzdicht ausgebildetes zweites Rückschlagventil von der zweiten Leitung abgetrennt und zweckmässigerweise als mittels eines Elektromagneten betätigtes Magnetventil ausgebildet, das im Dämpfungsbetrieb stromlos und aufgrund der Kraft einer zweiten Rückstellfeder geschlossen ist.
Das zweite Sitzventil ist also eine Option: es kann, muss aber nicht vorgesehen sein. Es ist im Dämpfungs- betrieb sowie im angehobenen arretierten Zustand des Rades stromlos und geschlossen. Dabei kann der kolbenseitige Anschluss über das zweite Sitzventil beim Anheben bestromt und somit zwecks Entlastung geöffnet sowie mit dem Tank verbunden (es wird dann keine Hydraulikflüssigkeit in die Druckspeichereinrichtung gedrückt, wenn die erste Leitung über das erste Sitzventil mit der hydraulischen Druckquelle verbunden ist) und/oder beim Absenken bestromt und zum Beaufschlagen des Dämpfungszylinders mit Hydraulikflüssigkeit zu der Druckquelle geöffnet werden (wenn die erste Leitung über das erste Sitzventil mit dem Tank verbunden ist), ohne dass dadurch die Beschaltung irgendwie geändert werden müsste. Somit ergibt sich ein einfacher und zuverlässiger Dämpfungszylinder, mit dem zugleich auch das Rad angehoben werden kann. Die Erfindung lässt es auch zu, dass deren – ohne die Dämfungseinheit – restliche Ausbildung nicht nur als solche unverändert belassen werden, sondern auch selbst als Nachrüsteinheit ausgestaltet sein kann.
Zum Einfahren des Dämpfungszylinders zwecks Anheben des Rades können die beiden Sitzventile gleichzeitig zu betätigt werden, so dass das erste Sitzventil mit der Druckquelle und das zweite Sitzventil mit dem Tank verbunden sind. An dem anderen Eingang des Wechselventils baut sich also ein Druck auf, der bewirkt, dass der eine Eingang zu der Dämpfungseinheit geschlossen und der Druck an seinem Ausgang und damit über den kolbenstangenseitigen Anschluss in dem Kolbenstangenraum anliegt, wodurch die Kolbenstange eingefahren wird. Die bei dieser Ausführungsform aus dem Kolbenraum über den kolbenseitigen Anschluss des Dämpfungszylinders verdrängte Hydraulikflüssigkeit gelangt über das geöffnete zweite Sitzventil zu der zweiten Leitung zu einem Tank, welche Hydraulikflüssigkeit ansonsten bei fehlender zweiter Leitung in der Druckspeichereinrichtung gespeichert wird.
Zweckmässige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die einen schematischen hydraulischen Schaltkreis zeigt.
Ein gemäss Richtungsdoppelpfeil 10 doppeltwirkender hydraulischer Dämpfungszylinder 11 weist eine Kolbenstange 12 sowie einen kolbenseitigen Anschluss 13 für Hydaulikflüssigkeit an den Kolbenraum 14 und einem kolbenstangenseitigen Anschluss 15 für den Kolbenstangenraum 16 auf, welcher Dämpfungszylinder 11 zwecks Dämpfung zwischen dem Rad 20 und dem schematisch mit 25 angedeuteten Chassis eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. An diese beiden Anschlüsse 13, 15 ist eine an sich bekannte hydraulische Dämpfungseinheit 30 angeschlossen, einschliesslich einer Druckspeichereinrichtung 31 für die Hydraulikflüssigkeit.
An den kolbenstangenseitigen Anschluss 15 des Dämpfungszylinders 11 ist der Ausgang 41 eines Wechselventils 40 angeschlossen, dessen einer Eingang 42 mit der Dämpfungseinheit 30 und dessen anderer Eingang 43 über ein als mittels eines Elektromagneten 51 betätigbares Magnetventil und als Zweipositions-Ventil ausgebildetes erstes Sitzventil 50 mit einer ersten Leitung 70 verbunden ist. Diese liegt entweder im Anhebebebetrieb zum Einfahren der Kolbenstange 12 in den Dämpfungszylinder 11 an einer hydraulischen Anhebedruckquelle oder im Absenkbetrieb an einem Tank zur Aufnahme der aus dem Kolbenstangenraum 16 verdrängten Hydraulikflüssigkeit. Das erste Sitzventil 50 ist im Dämpfungs- bzw. Fahrbetrieb stromlos und aufgrund der Kraft einer Rückstellfeder 52 über ein zu dem kolbenstangenseitigen Anschluss 15 hin öffnendes RÜckschlagventil 53 (wie gezeichnet) geschlossen. Auch zum Anheben des Rades 20 beim Einfahren der Kolbenstange 12 in den Dämpfungs- zylinder 11 ist das erste Sitzventil 50 geschlossen. Die dann mit einer ersten Leitung 70 verbundene hydraulische Anhebedruckquelle kann aber zu dem kolbenstangenseitigen Anschluss 15 hin öffnenden RÜckschlagventil 53 auf diese Weise über das Wechselventil 40 den Kolbenstangenraum 16 mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagen, wodurch die Kolbenstange 12 unter Anheben des Rades 20 eingefahren wird.
Nur zum Absenken des Rades 20 beim Ausfahren der Kolbenstange 12 aus dem Dämpfungszylinder 11 aufgrund der Schwerkraft des Rades 20 wird das erste Sitzventil 50 unter Beaufschlagung mit Strom in seiner einen Position geöffnet, sodass aus dem Kolbenstangenraum 16 verdrängte Hydraulikflüssigkeit über die dann mit dem Tank verbundene erste Leitung 70 zu diesem abfliessen kann. In den Kolbenraum 14 fliesst dann Hydraulikflüssigkeit nach. Ohne weitere Beschaltung wird diese aus der Druckspeichereinrichtung 31 bereitgestellt.
Es ist beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der kolbenseitige Anschluss 13 aber über ein ebenfalls als mittels eines Elektromagneten 61 betätigbares Magnetventil und als Zweipositions-Ventil ausgebildetes zweites Sitzventil 60 mit einer zweiten Leitung 80 verbunden. Diese liegt im Absenkbetrieb zum Ausfahren der Kolbenstange 12 des Dämpfungszylinders 11 und damit des Rades 20 an einer hydraulischen Anhebedruckquelle, wenn die erste Leitung 70 über das erste Sitzventil 50 mit dem Tank verbunden ist, so dass Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderraum 14 über das zweite bestromte Sitzventil 60 – anstelle aus der Druckspeichereinrichtung 31 – einströmt. Im Anhebebetrieb, wenn die erste Leitung 70 an der hydraulischen Anhebedruckquelle liegt, liegt die zweite Leitung 80 über das aufgrund des durch Beaufschlagung mit Strom in seiner einen Position geöffnete zweite Sitzventil 60 hingegen an einem Tank zur Aufnahme der aus dem Kolbenraum 14 verdrängten Hydraulikflüssigkeit.
Das zweite Sitzventil 60 ist in seiner anderen Position im Dämpfungs- bzw. Fahrbetrieb sowie im angehobenen arretierten Zustand des Rades stromlos und aufgrund der Kraft einer Rückstellfeder 62 über ein in beiden Strömungsrichtungen sitzdicht ausgebildetes Rückschlagventil 63 von der zweiten Leitung 80 getrennt.
Um Druckspitzen abzubauen, ist zwischen dem ersten Anschluss 15 und dem Tank ein zu diesem bei einem einstellbaren Überdruck öffnendes Sicherheitsventil 90 vorgesehen.
Soll die Kolbenstange 12 des Dämpfungszylinders 11 eingezogen werden, so werden beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiele die beiden Elektromagnete 51, 61 der Sitzventile 50 und 60 gleichzeitig zwecks Öffnen unter Strom gesetzt. An dem anderen Eingang 43 des Wechselventils 40 baut sich ein Druck auf, der bewirkt, dass der eine Eingang 42 zu der Dämpfungseinheit 30 geschlossen und der Druck an seinem Ausgang 41 und damit über den kolbenstangenseitigen Anschluss 15 an dem Kolbenstangenraum 16 anliegt, so dass die Kolbenstange 12 eingefahren wird. Die dabei aus dem Kolbenraum 14 über den kolbenseitigen Anschluss 13 des Dämpfungszylinders 12 verdrängte Hydraulikflüssigkeit gelangt über das geöffnete zweite Sitzventil 60 über die zweite Leitung 80 zu dem daran angeschlossenen Tank.

Claims

Eine Kolbenstange (12) aufweisender doppeltwirkender hydraulischer Dämpfungszylinder (11), der zwischen dem Rad (20) und dem Chassis (25) eines Kraftfahrzeugs zum Anheben, zum Absenken des Rades und in dessen abgesenktem Zustand zwecks Dämpfung vorgesehen ist, mit einem kolbenseitigen Anschluss (13) für Hydaulikflüssigkeit an dem Kolbenraum (14), mit einem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) für den Kolbenstangenraum (16), mit einer zu dem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) führenden, entweder an einer hydraulischen Druckquelle oder einem Tank für die Hydraulikflüssigkeit liegenden ersten Leitung (70) und mit einer an die beiden Anschlüsse (13; 15) angeschlossenen, hydraulischen Dämpfungseinheit (30) einschliesslich einer Druckspeichereinrichtung (31) für die Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass an den kolbenstangenseitigen Anschluss (15) der Ausgang (41) eines Wechselventils (40) angeschlossen ist, dessen einer Eingang (42) mit der Dämpfungseinheit (30) und dessen anderer Eingang (43) über ein elektrisch gesteuertes erstes Sitzventil (50) mit der ersten Leitung (70) verbunden ist, und dass das erste Sitzventil (50) als Zweipositions-Ventil ausgebildet ist, das in seiner einen Position zum Absenken des Rades (20) durch elektrische Ansteuerung mit der an den Tank angeschlossenen ersten Leitung (70) und in seiner stromlosen anderen Position für den Anhebe- sowie Dämpfungsbetrieb über ein zu dem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) hin öffnendes erstes Rückschlagventil (53) mit der ersten Leitung (70) verbunden ist.
Dämpfungszylinder (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sitzventil (50) als mittels eines Elektromagneten (51) betätigtes Magnetventil ausgebildet ist, das im Dämpfungs- oder Anhebebetrieb stromlos und aufgrund der Kraft einer ersten Rückstellfeder (52) geschlossen ist.
Dämpfungszylinder (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kolbenseitige Anschluss (13) über ein zweites Sitzventil (60) mit einer entweder an einem Tank für die Hydraulikflüssigkeit oder an einer hydraulischen Druckquelle liegenden zweiten Leitung (80) verbunden ist und dass das zweite Sitzventil (60) als Zweipositions-Ventil ausgebildet ist, das in seiner einen Position geöffnet und in seiner anderen Position für den Dämpfungsbetrieb geschlossen ist.
Dämpfungszylinder (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sitzventil (60) in seiner stromlosen anderen Position für den Dämpfungsbetrieb über ein in beiden Strömungsrichtungen sitzdicht ausgebildetes zweites Rückschlagventil (63) von der zweiten Leitung (80) abgetrennt ist.
Dämpfungszylinder nach (11) einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sitzventil (60) als mittels eines Elektromagneten (61) betätigtes Magnetventil ausgebildet ist, das im Dämpfungsbetrieb stromlos und aufgrund der Kraft einer zweiten Rückstellfeder (62) geschlossen ist.
Dämpfungszylinder (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem kolbenstangenseitigen Anschluss (15) und dem Tank ein zu diesem bei einem einstellbaren Überdruck öffnendes Sicherheitsventil (90) vorgesehen ist.