DE1181073B

DE1181073B - Teleskopartige hydropneumatische Abfederung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE1181073B
Application number: DEM40728A
Authority: DE
Inventors: Karl M Mayer
Original assignee: KARL M MAYER
Current assignee: KARL M MAYER
Priority date: 1959-03-06
Filing date: 1959-03-06
Publication date: 1964-11-05

Description

Teleskopartige hydropneumatische Abfederung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine teleskopartige hydropneumatische Abfederung mit hydraulischer Kraftübertragung über mindestens einen Kolben mit kombinierter Stoßdämpferwirkung für Fahrzeuge, bei der in einem ersten mit einem Befestigungsauge versehenen Zylinder ein zweiter Zylinder fest angeordnet ist, in dem sich ein Kolben bewegt, dessen nach außen geführte Kolbenstange ein weiteres Befestigungsmittel aufweist, wobei der Hydraulikraum auf der Differentialseite des Kolbens mit einem außerhalb dieses Zylinders gelegenen Reserve-Hydraulikraum in Verbindung steht.
Eine Vorrichtung mit vorgenannten Merkmalen ist zur selbsttätigen Niveauregelung von Kraftfahrzeugen bekannt, kann jedoch nur in Verbindung mit üblichen, das eigentliche Gewicht des Fahrzeuges tragenden Federn zusammenarbeiten. Der durch den vollen Kolbenquerschnitt abgeschlossene Arbeitsraum des inneren Zylinders weist eine mit Drosselöffnungen versehene radiale Trennwand auf, hinter der eine mit einem kompressiblen Medium gefüllte Blase als Federungskörper untergebracht ist. In dem Bereich der Wandung des inneren Zylinders zwischen Trennwand und Kolben befindet sich ein einseitig wirkendes, nur in Richtung zum inneren Zylinder öffnendes Ventil, durch das beim Schwingen des Fahrzeuges, d. h. bei einer von der Trennwand weggerichteten Kolbenbewegung aus dem unter Normaldruck stehenden Reserve-Hydraulikraum so viel öl nachgesaugt werden soll, bis die relative Lage von Kolben und Zylinder einen bestimmten Wert erreicht hat, der durch eine ebenfalls in der Wandung des inneren Zylinders angeordnete Überlauföffnung bestimmt ist. Da der Reserve-Hydraulikraum unter Normaldruck steht, kann beim Rückfedern des Fahrzeuges nur dann durch das Ventil Flüssigkeit in den Arbeitsraum zurückströmen, wenn die Vorrichtung völlig entlastet ist, d. h. wenn die zusätzlichen Stahlfedem fast das gesamte Fahrzeuggewicht allein aufnehmen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine ohne jede andere Zusatzfeder oder Stoßdämpfereinrichtung arbeitende hydropneumatische Abfederung zu schaffen, deren bewegliche Teile mit kleineren und einen geringen Anpreßdruck erzeugenden Dichtungen ausgestattet sind, damit die Federung und Dämpfung nicht durch die sonst üblichen hohen Reibungswerte der Dichtungen beeinträchtigt wird. Bei der Abfederung sollen auch Maßnahmen getroffen sein, damit das Fahrzeug bei gegebener Belastung nicht auf Grund der unvermeidlichen Leckverluste im Dämpfungsaggregat bzw. durch das an der Kolbenwandung vorbeigedrückte Lecköl an Bodenhöhe verliert. Die Aufgabe besteht schließlich auch darin, das mit Druckluft oder Gas gefüllte bzw. ein solches Medium einschließende flexible Federungselement so anzuordnen und zu gestalten, daß es unter Last eine kontrollierte Federungsbewegung ausführen kann und nicht durch einseitige Belastungen örtlich zusammengedrückt, eingeknickt und dort einem hohen Verschleiß unterworfen ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Abfederung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Reserve-Hydraulikraum das Hydraulikmittel auf Grund eines von einem elastischen Bauteil belasteten Ringkolbens unter einem genngen überdruck steht und in dem Kolben ein eine Verbindungsöffnung zwischen Arbeitsraum und Differentialarbeitsraum abschließendes" in Richtung zum Differentialarbeitsraum sperrendes Ventil vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist der elastische Bauteil ein Ringfilter, dessen Stirnflächen an der Abschlußwand des Ringraumes und an der dem Hydraulikmittel abgewandten Seite des Ringkolbens anliegen.
Damit auf Grund der Bewegungen des Ringkolbens keine unkontrollierten, und unbeabsichtigten Federungs- bzw. Dämpfungswirkungen auftreten, ist der äußere Zylinder ün Bereich des Ringfilters in unmittelbarer Nähe der Ringraum-Abschlußwand mit Belüftungsbohrungen versehen. Dem Ringfilter kommt somit die Aufgabe zu, durch die Belüftungsbohrungen eintretende Staubkörper von der Dichtfläche des Ringkolbens fernzuhalten.
Eine unter Last gesteuerte Federbewegung des mit Druckgas gefüllten Federungselementes, wird dadurch erzielt, daß der den mit Druckgas gefüllten Federungsraum umgrenzende elastische, von Hydraulikmittel umgebene Membrankörper kegelstumpfförmig angeordnet, durch eine ein Absperr- und Füllventil aufweisende Platte abgeschlossen ist, die in ihrer Mitte ein nach oben weisendes Führungsrohr für einen Führungsstößel besitzt, der an seinem oberen Ende eine konkav ausgebildete, an ihrem Außenrand abgerundete und mit Bohrungen versehene Stützplatte für das freie Ende des kegelstumpfförmigen Membrankörpers trägt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine teleskopartige hydropneumatische Abfederungseinheit mit je einem Befestigungsauge an beiden Enden. Der mit dem unteren Befestigungsauge versehene Zylinderl enthält einen mit Druckluft oder Druckgas gefüllten, aus stark elastischem, flexiblemMaterialbestehenden Membrankörper2, der nach unten durch einen mit einem Ventil 2 a versehenen Boden 2 b verschlossen ist. Von der Mitte des Bodens 2 b ragt ein Führungsrohr 2 c nach oben, in dem ein Führungsstößel 2 d verschiebbar aufgenommen ist. Der Führungsstößel trägt an seinem oberen Ende eine Stützplatte 2 e, die mit Bohrungen 2 f versehen ist und mit ihrem Außenrand 2 g mit der Wand des Membrankörpers 2 fest verbunden ist. Diese pneumatische Einheit befindet sich in einem im unteren Teil des Zylinders 1 vorgesehenen Druckraum, der nach oben durch ein festliegendes Zwischenstück 4 begrenzt wird. Dieses Zwischenstück sitzt auf einem sich durch Verringerung der Zylinderwanddicke bildenden Absatz und enthält in der Nähe seines Randes Düsen, 5, welche den Druckraum 3 mit dem darüberliegenden, im Durchmesser kleineren Arbeitsraum 11 verbinden.
Ein auf dem Zwischenstück 4 aufsitzender, außen von dem Zylinder 1 umgebener kleinerer Zylinder 6 enthält einen Kolben 8, dessen Kolbenstange 9 an dem von dem Kolben weggerichteten Ende mit einer Schutzhülse 19 verbunden ist, an der sich das obere Befestigungsauge 10 befindet.
Verbindungskanäle 7 am oberen Ende des Zylinders 6 führen zu einem Reserve-Hydraulikrauin 13, der von den Wandungen der beiden Zylinder 1 und 6 gebildet (Y wird. Der Reserve -Hydraulikraum 13 steht daher mit dem Differentialarbeitsraum 12 im Zylinder 6 oberhalb des Kolbens 8 in Verbindung. Der Kolben 8 ist mit einem Ventil 18 versehen, das eine Durchgangsbohrung 18 a innerhalb des Kolbens abschließt bzw. bei einem bestimmten Druck in Richtung auf den Arbeitsraum 11 diese Bohrung freigibt. Der äußere Zylinder 1 und der innere Zylinder 6 sind durch eine gemeinsame Deckplatte 14 abgeschlossen, in der die Kolbenstange 9 geführt und abgedichtet ist. Der Reserve-Hydraulikraum ist nach unten durch einen Ringkolben 15 und ein diesen von unten belastendes, elastisches Ringfilter 16 abgeschlossen, das die bei 17 eintretende Luft reinigt. Durch die Anpreßkraft des elastischen Ringfilters 16 an den Ringkolben 15 steht die Flüssigkeit im Reserve-Hydraulikraum 13 stets unter einem geringen Überdruck. In der Kolbenstange 9 ist eine Bohrung vorgesehen, über welche die Abfederungseinheit mit einer benachbarten Einheit verbunden und an eine Niveau-Ausgleichsanlage angeschlossen werden kann.
Wenn auf die Abfederungseinheit ein plötzlicher Stoß einwirkt, wird dieser über den Kolben 8 auf die im Arbeitsraum 11 enthaltene Flüssigkeit übertragen. Von dort wird der Druck in bekannter Weise über die Düsen 5 gedrosselt in den Druckraum 3 übertragen und wirkt dort auf den durch die Membran 2 abgeschlossenen gasgefüllten Federungsraum.
Normalerweise befindet sich in dem Reserve-Hydraulikraum 13 so viel Flüssigkeit bzw. öl, daß bei oben an der Deckplatte 14 affstehendemKolben 87 der elastische Ringfilter 16 auf eine Minimalhöhe zusammengepreßt ist. Es läßt sich nicht vermeiden, daß auf Grund der Abfederungshübe des Aggregates Lecköl aus dem Arbeitsraum 11 an den Wandungen des Kolbens 8 vorbei in den Differentialarbeitsraum 12 sowie in den Reserve-Hydraulikraum 13 gelangt. Hat sich nach einer gewissen Betriebsdauer der Flüssigkeitsinhalt in dem Reserve-Hydraulikraum 13 und dem Differential-Arbeitsraum 12 erhöht, so entsteht bei einer Entlastung des Kolbens 8 dort ein überdruck gegenüber dem Arbeitsraum 11. Dieser Überdruck öffnet das Ventil 18 und drückt die überschüssige Flüssigkeit in den Arbeitsraum 11 zurück.

Claims

Patentansprüche: 1. Teleskopartige hydropneumatische Abfcdc>-rung mit hydraulischer Kraftübertragung über mindestens einen Kolben mit kombinierter Stoßdämpferwirkung für Fahrzeuge, bei der in einem ersten mit einem Befestigungsauge versehenen Zylinder ein zweiter Zylinder fest angeordnet ist, in dem sich ein Kolben bewegt, dessen nach außen geführte Kolbenstange ein weiteres Befestigungsmittel aufweist, wobei der Hydraulikraum auf der Differentialseite des Kolbens mit einem außerhalb dieses Zylinders gelegenen Reserve-Hydraulikraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reserve-Hydraulikraum(13) das Hydraulikmittel auf Grund eines von einem elastischen Bauteil belasteten Ringkolbens(15) unter einem geringen Überdruck steht und in dem Kolben (8) ein eine Verbindungsöffnung(18a) zwischen Arbeitsraum (11) und Differentialarbehsraum(12) abschließendes, in Richtung zum Differentialarbeitsraum (12) sperrendes Ventil (18) vorgesehen ist.
2. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Bauteil ein Ringfilter (16) ist, dessen Stirnflächen an der Abschlußwand des Ringraumes (13) und an der dem Hydraulikmittel abgewandten Seite des Ringkelbens (15) anliegen. 3. Abfederung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinder (1) im Bereich des Ringfilters (16) in unmittelbarer Nähe der Ringraum-Abschlußwand mit Belüftungsbohrungen (17) versehen ist. 4. Abfederung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Ringraum (13) und Differentiairaum (12) in an sich bekannter Weise aus Drosselöffnungen (7) besteht. 5. Mit einem hydraulischen Stoßdämpfer vereinigte Luftfederung, insbesondere nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den mit Druckgas gefüllten Federungsraum umgrenzende elastische, von Hydraulikmittel umgebene Membrankörper (2) kegelstumpfförmig angeordnet, durch eine ein Absperr- und Füllventil (2a) aufweisende Platte(2b) abgeschlossen ist, die in ihrer Mitte ein nach oben weisendes, Führungsrohr (2 c) für einen Führungsstößel (2 d) besitzt, der an seinem oberen Ende eine konkav ausgebildete, an ihrem Außenrand (2g) abgerundete und mit Bohrungen (2f) versehene Stützplatte (2e) für das freie Ende des kegelstumpfförinigen Membrankörpers trägt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1043 102; französische Patentschrift Nr. 1090 008; USA.-Patentschrift Nr. 2 620 182. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1064 335.