DE1134601B - Hydropneumatic suspension for vehicles - Google Patents

Description

Hydropneumatische Federung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung für Fahrzeuge, bei der Druckflüssigkeit vermittels des Verdrängerkolbens einer starren Flüssigkeitskammer über ein Rückschlagventil auf ein Gas- bzw. Luftpolster wirkt, das aus einem mit Gas bzw. Luft gefüllten, geschlossenen Sack aus elastischem Stoff, wie Gummi, Kunststoff od. dgl., besteht, und von einer anderen starren Flüssigkeitskammer umschlossen ist, wobei das mit einem Rückschlagglied aus elastischem Stoff, z. B. Gummi, versehene Rückschlagventil einen den Abiluß von Druckflüssigkeit aus dieser anderen Flüssigkeitskammer verzögernden Verbindungskanal aufweist.Hydro-pneumatic suspension for vehicles The invention relates to on a hydropneumatic suspension for vehicles in which hydraulic fluid is mediated the displacement piston of a rigid fluid chamber via a check valve acts on a gas or air cushion, which consists of a gas or air filled, closed sack made of elastic material such as rubber, plastic or the like. and is enclosed by another rigid liquid chamber, the with a return member made of elastic material, e.g. B. rubber, provided check valve a retarding the outflow of pressure fluid from this other fluid chamber Has connecting channel.

Es ist bei solchen hydropneumatischen Fahrzeugfederungen insbesondere bereits bekannt, ein als Gummimembran ausgebildetes und mit einer engen zentralen Bohrung versehenes Dichtglied, das den Durchlaßquerschnitt in Abhängigkeit vom Schließdruck der auf den beiden Seiten am Ventil sich befindenden Luft verengt. Der Verengungsfall besteht aber nur bei geringem Druckunterschied der Ventilseiten. Falls ein wesentlicher Druckunterschied besteht, soll das Dichtglied den Luftdurchlaß verhüten.It is particularly important with such hydropneumatic vehicle suspensions already known, one designed as a rubber membrane and with a narrow central Sealing member provided with a bore that adjusts the passage cross-section as a function of the closing pressure constricts the air on both sides of the valve. The constriction case but only exists if there is a slight pressure difference between the valve sides. If a major one If there is a pressure difference, the sealing member should prevent the passage of air.

Die Erfindung hat im Gegensatz zum Bekannten die Aufgabe, insbesondere auch in diesem Falle nicht einen Verschluß, sondern einen Durchlaß, insbesondere einen entsprechend gedrosselten Durchlaß herbeizuführen.In contrast to the known, the invention has the object, in particular also in this case not a closure, but a passage, in particular bring about a correspondingly throttled passage.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei Federungen der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß der Verbindungskanal in der Sitzfläche des Rückschlagventils so angeordnet ist, daß sein Durchlaßquerschnitt über, in den Verbindungskanal in Abhängigkeit vom Schließdruck der Flüssigkeit eintauchende Oberflächenteile des Rückschlaggliedes verengt wird.The object underlying the invention is in the case of suspensions type described above solved in that the connecting channel in the seat of the check valve is arranged so that its passage cross-section over, into the Connection channel depending on the closing pressure of the liquid submerged surface parts the return link is narrowed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Rückschlagglied eine Oberfläche von ebenmäßiger Kugelform auf, und der Verbindungskanal ist an der Sitzfläche des Ventildurchlasses beispielsweise in Form von mindestens einer radialen Nut angebracht.In a further embodiment of the invention, the non-return member a surface of an even spherical shape, and the connecting channel is on the Seat surface of the valve passage, for example in the form of at least one radial Groove attached.

Bei Zunahme des vom Luftpolster auf die Druckflüssigkeit ausgeübten Druckes wird die aus weichem Gummi bestehende Kugel zusammengedrückt, und es werden Teile ihrer Oberfläche in die putenförmigen Kanäle hineingepreßt, wodurch diese im Querschnitt verkleinert werden, so daß die Dämpfung der Federung vergrößert wird.With an increase in the pressure exerted by the air cushion on the hydraulic fluid The ball made of soft rubber is squeezed together under pressure, and there will be Parts of their surface are pressed into the turkey-shaped channels, causing them be reduced in cross-section, so that the damping of the suspension is increased.

Eine zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß die Rückschlagkugel über einen siebartig gelochten, halbkugelförmigen Käfig lose am Sitz des Ventils zentral gehaltert ist.A useful measure is that the non-return ball over a sieve-like, perforated, hemispherical cage loosely on the seat of the valve in the center is held.

An Stelle des Kugelventils kann auch ein Scheibenventil vorgesehen werden. In diesem Fall ist der Verbindungskanal am scheibenförmigen Rückschlagglied in Form von mindestens einer Durchbohrung angebracht. Das scheibenförmige Rückschlagglied ist hierbei auf einem am Ventil befestigten Bolzen axial verschiebbar angeordnet. Dieser Bolzen weist an seinem freien Ende einen Bund auf, der die axiale Bewegung der Ventilscheibe begrenzt. Konzentrisch zu diesem Bolzen sind mehrere Öffnungen im Ventilsitz vorgesehen, um die Druckflüssigkeit von der Druckflüssigkeitskammer in den Ventilraum und umgekehrt gelangen zu lassen. Damit aber beim Nachlassen des Druckes auf die hydropneumatische Federung nur eine geringe Menge von Druckflüssigkeit aus dem Ventilraum in die Druckflüssigkeitskammer zurückfließen kann, weist die Ventilscheibe die vorstehend beschriebene Durchbohrung auf. Es ist jedoch möglich, daß die Ventilscheibe auf dem Ventil eine Stellung einnimmt, in der die Durchbohrung mit einer entsprechenden Öffnung des Ventilsitzes nicht fluchtet, sondern neben zwei solcher Öffnungen zu liegen kommt. In diesem Falle würde ein Zurückfließen von Druckflüssigkeit aus der Ventilkammer in die Druckflüssigkeitskammer völlig unterbunden sein. Um auch in diesem Falle ein Zurückfließen von Druckflüssigkeit aus der Ventilkammer in die Druckflüssigkeitskammer zu ermöglichen, mündet die Durchbohrung in einen Ringkanal, über den die im Ventilsitz angeordneten Durchlaßöffnungen miteinander verbunden sind. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hydropneumatische Federung gemäß der Erfindung, Fig. Z den Querschnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1, Fig. 3 die Draufsicht auf den Käfig des Kugelventils von Fig. 1, Fig. 4 den Ventilteil nach Fig. 1 mit einem Scheibenventil, Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 4, Fig. 6 das Schnittbild des in Fig. 1 dargestellten Kugelventils in größerem Maßstab, Fig.7 die Draufsicht auf das Kugelventil nach Fig. 6, Fig. 8 den Schnitt durch das in Fig. 4 dargestellte Scheibenventil in größerem Maßstab, Fig. 9 die Draufsicht auf das Scheibenventil nach Fig. 8, Fig. 10 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der hydropneumatischen Federung. Die in Fig. 1 dargestellte hydropneumatische Federung weist den nach oben hin offenen Zylinder 1 auf, dessen Stirnseite mit einer Hängeöse 2 versehen ist. In den Zylinder 1 ist das rohrförmige Gehäuse 3 eingesetzt, das am unteren Ende durch die Scheibe 4 und am oberen Ende durch den Deckel 5 flüssigkeitsdicht geschlossen ist, der die Hängeöse 6 besitzt. Innerhalb des Gehäuses 3 befindet sich koaxial und im Abstand von der Gehäusewand die zylindrische Kammer 7. In ihr ist der Luftsack 8 an- ; geordnet, der aus Gummi oder elastischem Kunststoff besteht. über einen an dem Luftsack 8 befestigten Rohrstutzen 9, der durch eine entsprechende Bohrung des Deckels 5 nach außen geführt ist, kann Luft in den Sack 8 gedrückt werden. Der Rohr- , stutzen 9 kann über ein Ventil und eine Leitung mit einem Kompressor od. dgl. verbunden sein, so daß auch während der Fahrt der Luftdruck im Luftsack 8 verändert und damit die Polsterwirkung des Luftsackes der Wagenbelastung und dem Straßenzustand angepaßt werden kann. Durch den ebenfalls durch den Deckel 5 hindurchgeführten Rohrstutzen 10 kann das Öl in die Kammer 7 eingefüllt bzw. nachgefüllt werden.A disk valve can also be provided in place of the ball valve. In this case, the connecting channel is attached to the disc-shaped non-return member in the form of at least one through-hole. The disc-shaped check member is arranged axially displaceably on a bolt attached to the valve. At its free end, this bolt has a collar which limits the axial movement of the valve disc. Several openings are provided in the valve seat concentrically with this bolt in order to allow the pressure fluid to pass from the pressure fluid chamber into the valve chamber and vice versa. However, so that only a small amount of pressure fluid can flow back from the valve chamber into the pressure fluid chamber when the pressure on the hydropneumatic suspension is released, the valve disk has the through-hole described above. It is possible, however, for the valve disc to assume a position on the valve in which the through-hole is not aligned with a corresponding opening in the valve seat, but instead comes to lie next to two such openings. In this case, a backflow of pressure fluid from the valve chamber into the pressure fluid chamber would be completely prevented. In order to allow pressure fluid to flow back from the valve chamber into the pressure fluid chamber in this case as well, the through-hole opens into an annular channel via which the passage openings arranged in the valve seat are connected to one another. 1 shows a longitudinal section through a hydropneumatic suspension according to the invention, FIG. Z shows the cross section along line II-11 in FIG. 1, FIG. 3 shows the top view of the cage of the ball valve of FIG. 1, FIG Valve part according to FIG. 1 with a disk valve, FIG. 5 the section along the line VV of FIG. 4, FIG. 6 the sectional view of the ball valve shown in FIG. 1 on a larger scale, FIG. 7 the top view of the ball valve according to FIG. 6, FIG. 8 the section through the disk valve shown in FIG. 4 on a larger scale, FIG. 9 the plan view of the disk valve according to FIG. 8, FIG. 10 a section through another exemplary embodiment of the hydropneumatic suspension. The hydropneumatic suspension shown in FIG. 1 has the cylinder 1 which is open at the top and whose end face is provided with a hanging eyelet 2. The tubular housing 3 is inserted into the cylinder 1 and is closed in a liquid-tight manner at the lower end by the disk 4 and at the upper end by the cover 5, which has the hanging eyelet 6. Inside the housing 3, the cylindrical chamber 7 is located coaxially and at a distance from the housing wall. The airbag 8 is in it; organized, which consists of rubber or elastic plastic. Air can be forced into the bag 8 via a pipe socket 9 which is fastened to the air bag 8 and which is led to the outside through a corresponding bore in the cover 5. The pipe, socket 9 can od via a valve and a line with a compressor. The oil can be filled or refilled into the chamber 7 through the pipe socket 10 , which is also passed through the cover 5.

Die Wand der Kammer 7 ist durch das Rohr- 5 stück 11 bis an die Scheibe 4 verlängert. Das Rohrstück ist unten mit der Scheibe 4 verschweißt, vorzugsweise angeschweißt und oben mit der Kammer 7 über die topfförmige Muffe 12 verschraubt. Der Ring 7' stützt die Kammer 7 am oberen Ende.The wall of the chamber 7 is through the pipe piece 11 up to the disk 4 extended. The pipe section is welded to the disk 4 at the bottom, preferably welded on and screwed at the top to the chamber 7 via the cup-shaped sleeve 12. The ring 7 'supports the chamber 7 at the upper end.

Die Kammer 7 weist Öffnungen 13 und das Verlängerungsrohr 11 Öffnungen 14 auf für den Durchlaß des Öles.The chamber 7 has openings 13 and the extension tube 11 openings 14 for the passage of the oil.

In die Öffnung 18 der Scheibe 4 ist das Kugelventil 16 geschraubt, das in den Fig. 6 und 7 in größerem Maßstab dargestellt ist. An dem oberen Ende der Öffnung 19 weist das Kugelventil 16 die kugelige Fläche 20 auf. Gegebenenfalls kann diese Ventilfläche kegelig ausgebildet sein. Diese Kugelfläche 20 besitzt vier putenförmige Kanäle 21. Die Kugel 22 bedeckt die Öffnung 19. Die Kugel 22 besteht aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff. Sie ist von dem Käfig 23 umgeben, der aus einem elastischen Kunststoff bestehen kann und in die Ringnut 24 eingesetzt ist.The ball valve 16 is screwed into the opening 18 of the disc 4, which is shown in Figs. 6 and 7 on a larger scale. At the top The ball valve 16 has the spherical surface 20 of the opening 19. Possibly this valve surface can be conical. This spherical surface 20 has four Turkey-shaped channels 21. The ball 22 covers the opening 19. The ball 22 consists made of rubber or an elastic plastic. It is surrounded by the cage 23, the can consist of an elastic plastic and inserted into the annular groove 24 is.

An Stelle des Kugelventils 16 kann, wie in Fig. 4 dargestellt, ein Scheibenventil 25 verwendet werden. 5 Das Scheibenventil 25 ist in die Bohrung 26 der der Scheibe 7 entsprechenden Scheibe 27 eingesetzt. Es wird durch die überwurfmutter 28 gehaltert. Mittels der Gberwurfmutter 28 bzw. der Mutter 29 nach Fig. 1 sowie der Beilegscheibe 30 ist der topfförmig ausgebildete Stulpring 31 an der Scheibe 27 bzw. an der Scheibe 4 (Fig. 1) befestigt. Den öldurchfluß ermöglicht bezüglich der überwurfmutter 28 die zentrale Bohrung 32 und im Ventil 25 kreisförmig angeordnete Öffnungen 33 (Fig. 8). Auf dem zentralen Bolzen 34 ist die bei 35 gelochte Ventilscheibe 36 geführt, deren Hub durch den Bund 37 des Bolzens 34 begrenzt ist. Die Ventilscheibe 36 besitzt exzentrisch eine einzige Bohrung 38, deren radialer Abstand von der Ventilachse gleich dem Radialabstand der Öffnungen 33 ist. Eine Ringnut 39 verbindet die Öffnungen 33 untereinander. Zwischen dem Ventil 25 und der Scheibe 27 ist die Dichtung 40 angebracht.Instead of the ball valve 16, as shown in FIG. 4, a Disc valve 25 can be used. 5 The disc valve 25 is in the bore 26 the disk 27 corresponding to the disk 7 is inserted. It is made by the union nut 28 supported. By means of the union nut 28 or the nut 29 according to FIG. 1 and of the washer 30 is the cup-shaped collar ring 31 on the disk 27 or attached to the disc 4 (Fig. 1). The oil flow enables re the union nut 28, the central bore 32 and arranged in a circle in the valve 25 Openings 33 (Fig. 8). The valve disc perforated at 35 is on the central bolt 34 36 out, the stroke of which is limited by the collar 37 of the bolt 34. The valve disc 36 eccentrically has a single bore 38 whose radial distance from the valve axis is equal to the radial spacing of the openings 33. An annular groove 39 connects the openings 33 among each other. The seal 40 is located between the valve 25 and the disk 27 appropriate.

Die Wirkungsweise der beschriebenen hydropneumatischen Federung ist folgende: Wird infolge einer in axialer Richtung wirkenden Kraft die Ölkammer 17 zum Ventil hin verschoben, dann wird das in der Ölkammer 17 befindliche Öl durch die Öffnung 18 und die Öffnung 19 des Ventils 16 gedrückt und die Kugel 22 von der Sitzfläche 20 abgehoben; das Öl kann durch die Öffnungen 41 des Käfigs 23 in die Ventilkammer 42 und von dort durch die Öffnungen 14 in den Ringraum 15 und durch die Öffnungen 13 in die Kammer 7 gelangen, in der es auf den Luftsack 8 einwirkt, wobei die vom Öl übertragene Kraft sein Volumen vermindert. Beim Nachlassen der axialen Kraft dehnt sich die komprimierte Luft und der Luftsack wieder aus und drückt das Öl auf dem angegebenen Weg zurück in die Ventilkammer 42, in der es auf die Kugel 22 einwirkt. Die Kugel 22 wird hierbei auf die Sitzfläche 20 gepreßt. Hierbei werden Oberflächenteile der Kugel in die putenförmigen Kanäle 21 hineingedrückt, und es werden diese nun nur noch allein bestehenden Verbindungskanäle entsprechend dem Schließdruck im Querschnitt verengt. Es wird somit die benötigte Dämpfung erreicht.The mode of operation of the hydropneumatic suspension described is the following: As a result of a force acting in the axial direction, the oil chamber 17 Moved towards the valve, then the oil in the oil chamber 17 is through the opening 18 and the opening 19 of the valve 16 pressed and the ball 22 from the Seat 20 lifted; the oil can through the openings 41 of the cage 23 in the Valve chamber 42 and from there through the openings 14 into the annular space 15 and through the openings 13 get into the chamber 7, in which it acts on the airbag 8, the force transmitted by the oil reducing its volume. When the axial force expands the compressed air and the air bag again and presses the oil on the specified route back into the valve chamber 42, in which it is on the Ball 22 acts. The ball 22 is here pressed onto the seat surface 20. Here surface parts of the ball are pressed into the turkey-shaped channels 21, and these connecting channels are now only existing alone the closing pressure narrows in cross-section. The required damping is thus achieved.

Durch das in den Fig. 4, 8 und 9 dargestellte Scheibenventil wird eine gleiche Dämpfungswirkung erzielt, wie dies aus der Figurenbeschreibung und der Zeichnung ohne weiteres verständlich ist.The disk valve shown in FIGS. 4, 8 and 9 is achieved the same damping effect, as shown in the description of the figures and the drawing is readily understandable.

Bei dem in der Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federung ist der Luftsack zweiteilig ausgebildet. Er besteht aus zwei etwa halbkugelförmigen Teilen 43 und 44, die durch einen starren Ring 45 zusammengehalten werden. Die Ölkammer 54 besitzt obenseitig einen zylinderförmigen Fortsatz 59, der durch die Scheibe 60 nach außen abgeschlossen und in dem der Kolben 61 der Kolbenstange 62 geführt ist, deren Ende die Aufhängeösen 63 aufweist. An dem übergang des Teils 54 der Ölkammer zu dem Fortsatz 59 ist das erfindungsgemäße Kugelventil 64 angebracht. Die Sitzfläche 73 für die unterseitig angeordnete Kugel 22 aus elastischem Stoff ist kegelig ausgebildet und weist bei 74 die nutenförrnigen radialen Kanäle auf. Die Wirkungsweise dieses Beispiels entspricht der der schon beschriebenen Beispiele. Die aus den Teilen 43, 44, 45 und 54 gebildete hydropneumatische Federung ist nicht Gegenstand der Erfindung.In the embodiment of the invention shown in FIG hydropneumatic suspension, the airbag is designed in two parts. He exists of two approximately hemispherical parts 43 and 44, which are connected by a rigid ring 45 be held together. The oil chamber 54 has a cylindrical shape on the top Extension 59, which is closed off to the outside by the disc 60 and in which the piston 61 of the piston rod 62 is guided, the end of which has the suspension eyes 63. At the transition of the part 54 of the oil chamber to the extension 59 is the invention Ball valve 64 attached. The seat 73 for the ball arranged on the underside 22 made of elastic material is conical and has at 74 the grooved radial channels. The mode of action of this example corresponds to that of the previous one examples described. The one formed from parts 43, 44, 45 and 54 hydropneumatic suspension is not the subject of the invention.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydropneumatische Federung für Fahrzeuge, bei der Druckflüssigkeit vermittels des Verdrängerkolbens einer starren Flüssigkeitskammer über ein Rückschlagventil auf ein Gas- bzw. Luftpolster wirkt, das aus einem mit Gas bzw. Luft gefüllten, geschlossenen Sack aus elastischem Stoff, wie Gummi, Kunststoff u. dgl., besteht, und von einer anderen starren Flüssigkeitskammer umschlossen ist, wobei das mit einem Rückschlagglied aus elastischem Stoff, z. B. Gummi, versehene Rückschlagventil einen den Abfluß von Druckflüssigkeit aus dieser anderen Flüssigkeitskammer verzögernden Verbindungskanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal in der Sitzfläche des Rückschlagventils so angeordnet ist, daß sein. Durchlaßquerschnitt über, in den Verbindungskanal (21,38) in Abhängigkeit vom Schließdruck der Flüssigkeit eintauchende Oberflächenteile des Rückschlaggliedes (22, 36) verengt wird. PATENT CLAIMS: 1. Hydropneumatic suspension for vehicles in which hydraulic fluid acts on a gas or air cushion by means of the displacement piston of a rigid fluid chamber via a non-return valve, which consists of a closed bag made of elastic material such as rubber, plastic and filled with gas or air u. B. rubber, provided check valve has a the outflow of pressure fluid from this other fluid chamber delaying connection channel, characterized in that the connection channel is arranged in the seat of the check valve so that its. The passage cross-section is narrowed over surface parts of the non-return member (22, 36) which immerse into the connecting channel (21, 38) as a function of the closing pressure of the liquid. 2. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagglied (22) eine Oberfläche von ebenmäßiger Kugelform aufweist, und daß der Verbindungskanal an der Sitzfläche des Ventildurchlasses beispielsweise in Form von mindestens einer radialen Nut (21) angebracht ist. 2. Hydropneumatic suspension according to claim 1, characterized in that the check member (22) has a surface of regular spherical shape, and that the connecting channel on the seat surface of the valve passage, for example is attached in the form of at least one radial groove (21). 3. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagkugel (22) über einen siebartig gelochten, halbkugelförmigen Käfig (23) lose am Sitz des Ventils (16, 64) zentral gehaltert ist. 3. Hydropneumatic Suspension according to claim 2, characterized in that the non-return ball (22) over a sieve-like perforated, hemispherical cage (23) loosely on the seat of the valve (16, 64) is held centrally. 4. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal am scheibenförmigen Rückschlagglied (36) in Form von mindestens einer Durchbohrung (38) angebracht ist. 4. Hydropneumatic suspension according to claim 1, characterized characterized in that the connecting channel on the disc-shaped non-return member (36) is attached in the form of at least one through hole (38). 5. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrung (38) in einen Ringkanal (39) mündet, über den mehrere im Ventilsitz angeordnete Durchlaßöffnungen (33) miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 886 249, 910 989; deutsche Auslegeschrift Nr. 1013 975; USA.-Patentschriften Nr. 2 521074, 2 571279, 2620182. 5. Hydropneumatic suspension according to claim 4, characterized in that the through hole (38) opens into an annular channel (39) through which a plurality of passage openings (33) arranged in the valve seat are connected to one another. Considered publications: German Patent Specifications No. 886 249, 910 989; German Auslegeschrift No. 1013 975; U.S. Patent Nos. 2,521,074, 2,571279, 2620182.