DE1430536B - Selbstpumpendes hydropneumatiaches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Selbstpumpendes hydropneumatiaches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für KraftfahrzeugeInfo
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Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpen- der Erfindung nicht gelöst werden. Eine Verbindung
des hydropneumatisches Federbein mit innerer der Hochdruckkammer mit der Vorratskammer wird
Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei durch das erwähnte Sicherheitsventil nicht hergestellt,
dem eine durch die Federbewegungen angetriebene Die französische Patentschrift 1 253 864 gibt keine
Pumpe zur Niveauregelung Flüssigkeit aus einer un- 5 Anregung für die Erfindung.
ter geringerem Druck stehenden Vorratskammer in Eine zweite Lösung der gestellten Aufgabe besteht
eine ständig von der jeweiligen Federkraft des Feder- darin, daß zur Verhinderung einer Überlastung des
beins belastete Hochdruckkammer fördert und bei Federbeins die Hochdruckkammer zusätzlich ein
dem diese Flüssigkeit bei Überschreiten einer vor- Überdruckventil aufweist, das bei Überschreitung
gegebenen Niveauhöhe über eine Abregeleinrichtung io eines vorbestimmten Druckes in der Hochdruckkamin
die Vorratskammer zurückfließen kann. mer diese, wie bei Druckspeichern an sich bekannt,
Mit einem derartigen Federbein, wie es z. B. aus selbsttätig mit der Pumpenkammer verbindet. Hierder
deutschen Auslegeschrift 1 135 779, insbesondere durch wird die Pumpe kurzgeschlossen und die För-Abb.
2, bekanntgeworden ist, wird auch ein über- derung der Flüssigkeit aus der Vorratskammer in die
ladenes Fahrzeug auf die vorgegebene Niveauhöhe 15 Hochdruckkammer unterbunden. Vorteilhafterweise
gehoben, wobei der Druck in der Hochdruckkammer wird verhindert, daß bei einer quasistatischen Überin
nachteiliger Weise unzulässig hohe Werte anneh- lastung, z. B. bei längerer Kurvenfahrt, Flüssigkeit
men kann, die eine Beschädigung des Federbeins aus der Hochdruckkammer ausströmt und ein Abherbeiführen
können. Außerdem ist nachteilig, daß sinken des Aufbaus im Sinne einer erhöhten Kurvendas
Fahrzeug selbst gefährdet ist und sich eine Über- 20 neigung verursacht.
ladung nicht wie bei konventionellen Federungen Bei dem aus der deutschen Auslegeschrift 1 117 412
durch einen abgesunkenen Aufbau bemerkbar bekannten Federbein wird aus der Vorratskammer
macht. Flüssigkeit in einen Druckspeicher mit einom Druck · /f
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gepumpt, der größer ist als der maximale Druck in '
Hochdruckkammer mit einer Einrichtung zu verse- 25 der Hochdruckkammer. Im Druckspeicher ist ein
hen, dje das Überladen des Fahrzeuges verhindert Überdruckventil vorgesehen, das nicht anders zu be-
bzw. einen Überladungszustand deutlich wahrnehm- werten ist als das Überdruckventil nach der schon
bar macht. Dabei genügt es nicht, die Hochdruck- erwähnten deutschen Auslegeschrift 1 089 282 und
kammer mit einem einfachen Überdruckventil zu ver- nicht die Aufgabe der Einrichtung lösen kann, ein
sehen. Dieses würde bei dynamischer Überlastung, 30 überladen des Fahrzeuges und die damit verbunde-
z. B. beim Überrollen von Hindernissen oder bei nen Folgen zu verhindern bzw. den Überladungszu-
Kurvenfahrt schlagartig ansprechen und ein plötz- stand des Fahrzeuges deutlich wahrnehmbar zu
liches Absinken des Aufbaus verursachen, wodurch machen. Die Erfindung ist durch den Gegenstand der
die Fahrsicherheit in gefährlicher Weise beeinträch- deutschen Auslegeschrift 1117 412 nicht nahegelegt,
tigtwäre. . , ... 35 denn die Lehre, daß das Überdruckventil entweder
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in die Pumpenkammer münden muß oder mit einer
darin, daß zur Verhinderung einer Überlastung des Verzögerungseinrichtung zu versehen ist, wenn es
Federbeins die Hochdruckkammer zusätzlich ein mit direkt in die Vorratskammer mündet, kann dieser
einer Verzögerungseinrichtung versehenes Überdruck- Auslegeschrift nicht entnommen werden,
ventil aufweist, das bei Überschreitung eines vor- 40 Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erbestimmten Druckes in der Hochdruckkammer diese, findung dar. Es zeigt
ventil aufweist, das bei Überschreitung eines vor- 40 Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erbestimmten Druckes in der Hochdruckkammer diese, findung dar. Es zeigt
wie bei Druckspeichern an sich bekannt, selbsttätig F i g. 1 ein Federbein mit einem Überdruckventil,
mit der Vorratskammer verbindet. Die Verzögerungs- welches in die Vorratskammer des Federbeins
einrichtung bewirkt in vorteilhafter Weise, daß das mündet,
Überdruckventil nur bei länger anhaltender Über- 45 F i g. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des
lastung, z. B. bei Überladung des Fahrzeuges an- Überdruckventils gemäß F i g. 1, welches mit einer
spricht und macht das oben geschilderte plötzliche Verzögerungseinrichtung versehen ist, und
Absinken des Aufbaus bei dynamischer Belastungs- F i g. 3 ein Federbein, dessen Überdruckventil in
änderung unmöglich. die Pumpenkammer mündet.
Eine selbstpumpende, niveauregelnde, hydropneu- 50 Ein Gehäuse 1 des Federbeins nach Fig. 1, dessen
matische Federungseinrichtung ist aus der deutschen Boden einen Befestigungszapfen 2 aufweist, ist mit
Auslegeschrift 1 089 282 bekannt, bei der die Pumpe Hilfe eines Schraubringes 3 durch einen Deckel 4
in einen Druckspeicher fördert, dessen Druck durch verschlossen, aus dem eine Kolbenstange 5 eines
ein Überdruckventil begrenzt wird. Aus diesem Arbeitskolbens 6 austritt. Die Kolbenstange 5 wird
Druckspeicher strömt Flüssigkeit bei Unterschreitung 55 durch Dichtringe 7 abgedichtet und weist ein Befe-
der Niveauhöhe in die Hochdruckkammer eines stigungsauge 8 auf. Der Arbeitskolben 6 gleitet in
Federbeins, das keine Sicherung bei Überlastung auf- einem Zylinderrohr 9, welches zwischen dem Dek-
weist. Diese Schrift konnte nicht Lehre für die Erfin- kel 4 und einer Bodenplatte 10 eingespannt ist. Ge-
dung sein. häuse 1 und Zylinderrohr 9 bilden eine Vorratskam-
Aus der französischen Patentschrift 1 253 864 ist 60 mer 11, welche über einem Flüssigkeitsspiegel 12 mit
eine Einrichtung bekannt, bei der die Verhinderung Gas gefüllt ist. Zwischen dem Gehäuse 1 einerseits
einer Überladung des Fahrzeuges mittels eines und der Bodenplatte 10 und einer Trennwand 13 anSicherheitsventils
von der Verhaltensweise des Fah- dererseits ist eine schlauchförmige Membran 14 einrers
abhängig gemacht und dessen Willen unter- gespannt. Die Membran 14 trennt ein Gaspolster 15
worfen ist. Dem Fahrer ist die Möglichkeit gegeben, 65 von einer Hochdruckkammer 16, welche mit Flüseinen
Kolben hydraulisch so weit zu verschieben, sigkeit gefüllt ist und über Kanäle 17 mit einer Ausdaß
jede gewünschte Last auf jedes gewünschte sparung 18 in der Bodenplatte 10 Verbindung hat.
Niveau hochgepumpt wird. Hiermit kann die Aufgabe Drosselkanäle 19 und/oder Drosselventile 20, welche
in bekannter Weise zur Dämpfung dienen, verbinden die Aussparung 18 mit einer Arbeitskammer 21 des
Federbeins, die ein Teil der Hochdruckkammer 16 ist und durch den Arbeitskolben 6 von einer Pumpenkammer
22 getrennt ist. Die Pumpenkammer 22 ist über ein Saugventil 23 mit der Vorratskammer 11
und über ein Druckventil 24 mit der Arbeitskammer 21 verbunden.
Eine Steuerbohrung 26 im Zylinderrohr 9, welche von einer Steuerkante 27 des Arbeitskolbens 6 gesteuert
wird, verbindet bei entsprechender Kolbenstellung die Arbeitskammer 21 mit der Vorratskammer
11 und stellt die Abregeleinrichtung dar. In der Trennwand 13 ist ein Überdruckventil 25 angeordnet.
Dieses weist nach F i g. 2 einen Stufenkolben 28 auf, der aus den Kolben 29 und 30 besteht, die sich über
ein Zwischenstück 31 berühren. Ein Zylinder 32 des Kolbens 29 hat einen Hals 33, mit dem er in einer
Bohrung der Trennwand 13 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 34 vernietet ist. Ein Zylinder 35 des
Kolbens 30 ist mit dem Zylinder 32 verschraubt. Der Stufenkolben 28 wird durch eine Feder 36 belastet,
D deren Vorspannung mit Hilfe einer Schraubhülse 37 verstellbar ist. Das Zwischenstück 31 bildet zusammen
mit der unteren Stirnseite des Zylinders 32 ein Sitzventil 45.
Im Betrieb wird Flüssigkeit aus der Vorratskammer 11 in die Arbeitskammer 21 des Federbeins gepumpt,
wobei sich der Absfand zwischen dem Befestigungszapfen 2 und dem Befestigungsauge 8 vergrößert, bis
die Steuerkante 27 des Arbeitskolbens 6 die Steuerbohrung 26 freigibt und die in die Arbeitskammer
21 geförderte Flüssigkeit in die Vorratskammer 11 zurückströmt.
Steigt der Druck in der Arbeitskammer 21 und somit in der Hochdruckkammer 16 über einen durch
die Feder 36 vorbestimmten Wert, so wird das Sitzventil 45 von zwischen dem Kolben 29 und dem
Zvlinder 32 durchtretender Flüssigkeit geöffnet. Die Flüssigkeit gelangt in den Zylinder 35 und verschiebt
bei anhaltendem Überdruck den Kolben 30 so weit, bis Steuerkanten 40 und 41 den Weg in die Vorratskammer
11 freigeben. Ein Drosselspalt 42 zwischen ") einem Schaft 43 des Kolbens 29 und dem Zylinder
32 sowie ein Drosselspalt 44 zwischen dem Zwischenstück 31 und dem Zylinder 35 bewirken ein verzögertes
öffnen der Steuerkante 41. Nur bei einer länger
andauernden Überlastung wird das Überdruckventil 25 wirksam, bei kurzzeitiger dynamischer Überlastung
spricht es nicht an.
Das Sitzventil 45 verhindert Flüssigkeitsverluste aus der Hochdruckkammer 16 bei normalem Betriebsdruck.
Ein Gehäuse 301 des Federbeins gemäß F i g. 3, dessen Boden mit einem Befestigungszapfen 302 versehen
ist, ist durch Umbördeln seines Endes 303 mit einem Deckel 304 verschlossen. Aus diesem tritt eine
Kolbenstange 305 eines Arbeitskolbens 306 aus, die durch einen Dichtring 307 abgedichtet ist. Die Kolbenstange
305 ist hohl und an dem aus dem Deckel 304 austretenden Ende durch einen Befestigungszapfen
308 verschlossen. Ein Zylinderrohr 309 wird zwischen dem Deckel 304 und einer Bodenplatte 310
gehalten. Eine schlauchförmige Membran 314 ist zwischen dem Gehäuse 301 einerseits und der Bodenplatte
310, einer Trennwand 313 und dem Deckel 304 andererseits eingespannt. Oberhalb der Trennwand
313 trennt die Membran 314 ein Gaspolster 315 von einer Hochdruckkammer 316. Unterhalb der
Trennwand 313 trennt sie ein weiteres Gaspolster 351 von einer als Niederdruckkammer ausgebildeten
Vorratskammer 311. Bohrungen 317 führen von der Hochdruckkammer 316 in eine Aussparung 318 im
Boden des Gehäuses 301. Drosselventile 320 verbinden die Aussparung 318 mit einer Arbeitskammer
321 des Federbeins, die ein Teil der Hochdruckkammer 316 ist. Kanäle 352 stellen eine Verbindung
" der Vorratskammer 311 mit einer von dem Arbeitskolben 306 und der Kolbenstange 305 gebildeten
Ringkammer 353 her, die ein Teil der Vorratskammer 311 ist.
In eine von der hohlen Kolbenstange 305 gebildete Pumpenkammer 354 taucht ein Pumpenkolben 355
ein, welcher in der Bodenplatte 310 kardanisch be-' festigt ist. Die Pumpenkammer 354 ist über ein Saugventil
323 mit der Ringkammer 353 und über ein Druckventil 324 mit der Arbeitskammer 321 verbunden.
Ein Kanal 356 des Pumpenkolbens 365 mündet in die Aussparung 318 im Boden des Gehäuses 301.
Gegenüber der Pumpenkammer 354 ist der "Kanal 356 durch ein federbelastetes Überdruckventil 357
verschlossen, dessen Öffnungsdruck mit Hilfe einer Stellschraube 358 einstellbar ist.
Im Betrieb wird infolge von Relativbewegungen . zwischen Pumpenkammer 354 und Pumpenkolben
355 Flüssigkeit aus der Ringkammer 353 in die Arbeitskammer 321 des Federbeins gepumpt. Sobald
eine Steuerkante 327 des Arbeitskolbens 306 eine Steuerbohrung 326 im Zylinderrohr 309 freigibt,
strömt die in die Arbeitskammer 321 gepumpte Flüssigkeit in die Vorratskammer 311 zurück. Die
Stellung, die der Arbeitskolben 306 dabei relativ zum Gehäuse 301 einnimmt, bestimmt die Niveauhöhe
des Fahrzeuges. Übersteigt z. B. infolge statischer oder quasistatischer Überlastung der Druck in der
Hochdruckkammer 316 den öffnungsdruck des Uberdruckventil
357, so kann Flüssigkeit aus der Hochdruckkammer 316 in die Pumpenkammer 354 strömen.
Ein weiterer Druckanstieg in der Hochdruckkammer 316 ist daher unmöglich. Das Uberdruckventil
357 ist auch dann wirksam, wenn die Steuerbohrung 326 noch nicht freigegeben ist und das Fahrzeug
tiefer steht, als der Niveauhöhe entspricht. Ein statisch überlastetes Fahrzeug wird daher die vorbestimmte
Niveauhöhe nicht erreichen, so daß der Überladungszustand sichtbar auffällt. Bei quasistatischer
Überlastung, z. B. infolge längerer Kurvenfahrt, tritt in der Arbeitskammer 321 kein Flüssigkeitsverlust
ein, da die Pumpenkammer 354, in die das Überdruckventil 357 mündet, durch das Saugventil 323
gegenüber der Vorratskammer 311 verschlossen ist. Eine erhöhte Kurvenneigung wird dadurch vermieden.
Das Fahrzeug richtet sich unmittelbar nach Beendigung der quasistatischen Überlastung wieder
auf.
Claims (5)
1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bei dem eine durch die Federbewegungen angetriebene Pumpe zur Niveauregelung
aus einer unter geringerem Druck stehenden Vorratskammer in eine ständig von der jeweiligen
Federkraft des Federbeins belastete Hochdruckkammer fördert und bei dem diese
Flüssigkeit bei Überschreiten einer vorgegebenen
Niveauhöhe über eine Abregeleinrichtung in die Vorratskammer zurückfließen kann, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verhinderung einer Überlastung des Federbeins die Hochdruckkammer
(16) zusätzlich ein mit einer Verzögerungseinrichtung versehenes Überdruckventil (25)
aufweist, das bei Überschreitung eines vorbestimmten Druckes in der Hochdruckkammer (16)
diese, wie bei Druckspeichern an sich bekannt, selbsttätig mit der Vorratskammer (11) verbindet.
2. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bei dem eine durch die Federbewegungen angetriebene Pumpe zur Niveauregelung
Flüssigkeit aus einer unter geringerem Druck stehenden Vorratskammer in eine ständig
von der jeweiligen Federkraft des Federbeins belastete Hochdruckkammer fördert und beim dem
diese Flüssigkeit bei Überschreiten einer vorgegebenen Niveauhöhe über eine Abregeleinrichtung
in die Vorratskammer zurückfließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung
einer Überlastung des Federbeins die Hochdruckkammer (316) zusätzlich ein Überdruckventil
(357) aufweist, das bei Überschreitung eines vorbestimmten Druckes in der Hochdruckkammer
(316) diese, wie bei Druckspeichern an sich bekannt, selbsttätig mit der Pumpenkammer (354)
verbindet.
3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (25) einen
von einer Feder (36) belasteten, mit Steuerkanten (40 und 41) versehenen Stufenkolben (28) aufweist,
dessen Kolben (29) mit kleinerem Durchmesser unmittelbar vom Druck der Hochdruckkammer
(16) belastet ist und dessen Kolben (30) mit größerem Durchmesser eine von dem Kolben
(29) mit kleinerem Durchmesser getrennte, stark gedrosselte Verbindung (Drosselspalte 42 und
44) mit der Hochdruckkammer (16) besitzt.
4. Federbein nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben
(28) ein als Sitzventil (45) ausgebildetes Zwischenstück (31) aufweist.
5. Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (357) in
einem in die Pumpenkammer (354) mündenden Kanal (356) des Pumpenkolbens (355) angeordnet
ist, der mit der Hochdruckkammer (316) Verbindung hat.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Family
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19922877A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-12-07 | Mannesmann Sachs Ag | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19922877A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-12-07 | Mannesmann Sachs Ag | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung |
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