DE1555226C3 - Hydropneumatic suspension for vehicles, in particular motor vehicles - Google Patents
Hydropneumatic suspension for vehicles, in particular motor vehiclesInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem oder mehreren lastabhängig zuschaltbaren, als Feder wirkenden hydropneumatischen Zusatz-Speichern, bei der ein als Stellglied zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen vorgesehener Arbeitszylinder ständig mit einem als Feder wirkenden hydropneumatischen Haupt-Speicher verbunden und mit den hydropneumatischen Zusatz-Speichern durch einen Kolbenschieber verbindbar ist, der in einem Steuerzylinder verschiebbar gelagert ist, auf den in der einen Richtung der lastabhängige Druck im Arbeitszylinder und im hydropneumatischen Haupt-Speicher und in der anderen Richtung der Atmosphärendruck und eine Steuerfeder einwirken und der bei zunehmender Last nacheinander die Verbindung zu den hydropneumatischen Zusatz-Speichern dann voll freigibt, wenn der lastabhängige Druck im Haupt-Speicher jeweils in etwa den höheren Ausgangsdruck im durch ein nachgiebiges Trennelement von der Hydraulikflüssigkeit getrennten Gasraum des betreffenden Zusatz-Speichers erreicht hatThe invention relates to a hydropneumatic suspension for vehicles, in particular motor vehicles, with one or more load-dependent switchable, spring-acting hydropneumatic additional accumulators, in the one provided as an actuator between sprung and unsprung vehicle parts Working cylinder permanently connected to a hydropneumatic main accumulator acting as a spring and can be connected to the hydropneumatic additional accumulators by means of a piston valve, which in a control cylinder is slidably mounted on which in one direction the load-dependent pressure im Working cylinder and in the hydropneumatic main accumulator and in the other direction the atmospheric pressure and a control spring act and the connection to the successively with increasing load hydropneumatic additional storage is then fully released when the load-dependent pressure in the main storage in each case approximately the higher output pressure in due to a flexible separating element from the hydraulic fluid has reached the separate gas space of the additional storage tank concerned
Bei einer aus der FR-PS 14 22 968 bekannten Federung dieser Art ist der Kolbenschieber gegenüber der ihn verschiebbar führenden Bohrung seines Steuerzylinders im wesentlichen druckfest abgedichtet. Besondere Maßnahmen, um den Kolbenschieber auch bei Auftreten von kurzzeitigen und größeren Ein- bzw. Ausfederbewegungen der betreffenden ungefederten Fahrzeugteile in seiner der jeweiligen statischen Fahrzeuglast entsprechenden Stellung zu halten, sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Dadurch besteht die Gefahr, daß die Zusatz-Speicher kurzzeitig zu- und abgeschaltet werden und deren Trennelemente an ihrer jeweiligen Speicherwand anschlagen. Hierdurch treten harte hydraulische Schläge in den Hydraulik-Leitungen auf.In a suspension of this type known from FR-PS 14 22 968, the piston slide is opposite the him slidably leading bore of his control cylinder is sealed essentially pressure-tight. Special measures to keep the piston valve open even in the event of short-term and larger intrusions or Rebound movements of the unsprung vehicle parts concerned in its respective static This publication does not provide information on maintaining a position that corresponds to the vehicle load. Through this there is a risk that the additional memory will be switched on and off briefly and their separating elements attach to their respective storage wall. This results in hard hydraulic impacts in the Hydraulic lines on.
Bei einer aus der DT-AS 1145 939 bekannten hydropneumatischen Fahrzeug-Federung anderer Art ist ein vom Gasdruck einer Hauptfedergaskammer unmittelbar und ständig beaufschlagter Arbeitskolben über ein hydraulisches Gestänge mit seinem Fahrzeugteil verbunden. Der gleichzeitig als Trennelement zwischen Gas und hydraulischem Mittel eingeschaltete Arbeitskolben ist mit an die Hauptfedergaskammer angeschlossenen Steuerkanälen versehen, die je nach Größe des Federweges des Arbeitskolbens mit einer oder mehreren Zusatzfedergaskammern in Verbindung gelangen. Auf diese Weise wird angestrebt, daß die Schwingungsfrequenz der Federung sowohl bei Änderung der Fahrzeuglast als auch bei Änderung der Federwege möglichst konstant bleibt Bei dieser bekannten Federung, bei der Zusatzfedergaskammern auch schon bei kleineren und mittleren dynamisch ausgelösten Federwegen des Arbeitskolbens an der Abfederung beteiligt sind, treten infolge des Fehlens von Trennelementen in den Zusatzfedergaskammern harte hydraulische Schläge naturgemäß nicht auf. Nach Maßgabe der Druckschrift soll der Arbeitskolben so dicht in seinem Zylinder sitzen, daß bei schnellen Kolbenbewegungen die von der Hauptfedergaskammer abgeschalteten Zusatzfedergaskammern unter dem Druck bleiben, den sie im Augenblick des Abschaltens hatten. Selbst wenn diese Dichtigkeit nicht vollkommen erreicht wird, soll die Wirkung dieser Federung nicht merkbar beeinträchtigt sein.In one known from DT-AS 1145 939 Hydro-pneumatic vehicle suspension of another type is one of the gas pressure of a main spring gas chamber directly and constantly acted upon working piston via a hydraulic linkage with its vehicle part connected. The one that is switched on at the same time as a separating element between the gas and the hydraulic medium The working piston is provided with control channels connected to the main spring gas chamber, depending on the Size of the spring travel of the working piston with one or more additional spring gas chambers in connection reach. In this way, the aim is that the oscillation frequency of the suspension both when changing the vehicle load as well as changing the spring travel remains as constant as possible known suspension, with the additional spring gas chambers even with smaller and medium-sized dynamic triggered spring travel of the working piston are involved in the cushioning, occur as a result of the lack of the separating elements in the additional spring gas chambers, hard hydraulic impacts naturally do not occur. To According to the publication, the working piston should sit so tightly in its cylinder that when fast Piston movements switch off the auxiliary spring gas chambers under the main spring gas chamber The pressure they had when they switched off. Even if this tightness is not perfect is achieved, the effect of this suspension should not be noticeably impaired.
Aus der US-PS 30 33 552 ist eine hydropneumatische Federung für Fahrzeuge bekannt, die wegen des Fehlens von zu- und abschaltbaren Zusatz-Speichern nicht unter den Gattungsbegriff der Erfindung fällt. Diese andersartige Federung arbeitet mit einem Regelzylinder zur Konstanthaltung des Abstandes zwischen den gefederten und den ungefederten Fahrzeugteilen bei wechselnder statischer Fahrzeuglast. Der Regelzylinder weist zwei durch eine Drosselverbin-From US-PS 30 33 552 a hydropneumatic suspension for vehicles is known that because of the The absence of additional memories that can be switched on and off does not fall under the generic term of the invention. This different type of suspension works with a control cylinder to keep the distance constant between the sprung and unsprung vehicle parts when the static vehicle load changes. The control cylinder has two through a throttle connection
dung — die eine enge öffnung oder eine poröse Keramiktrennwand oder ein Ventil sein kann — kommunizierende Gaskammern auf. Die eine Gaskammer steht durch eine Trennmembrane mit einer unter dem hydraulischen Lastdruck der Federung stehenden Arbeitskammer und die andere Gaskammer durch eine Trennmembrane unter dem sich in Abhängigkeit von der statischen Fahrzeuglast ändernden hydraulischen Regeldruck stehenden Regelkammer in Verbindung. Bei dieser bekannten Federung hat die Drosselverbindung die Aufgabe, eine Änderung des Regeldruckes infolge dynamischer Druckänderungen in der Arbeitskammer zu vermeiden.communication - which can be a narrow opening or a porous ceramic partition or a valve - communicating Gas chambers. One of the gas chambers stands through a separating membrane with one under the hydraulic load pressure of the suspension standing working chamber and the other gas chamber through a Separating membrane under the hydraulic one, which changes depending on the static vehicle load Control pressure standing control chamber in connection. In this known suspension, the throttle connection has the task of changing the control pressure as a result of dynamic pressure changes in the working chamber to avoid.
Schließlich ist aus der DT-AS 11 29 845 noch eine hydropneumatische Federung für Fahrzeuge mit mehreren lastabhängig zuschaltbaren, als Feder wirkenden hydropneumatischen Zusatz-Speichern bekannt, bei der ein als Stellglied zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen vorgesehener Arbeitszylinder ständig sowohl mit einem als Feder wirkenden hydropneumatisehen Haupt-Speicher als auch mit den Zusatz-Speichern verbunden ist. Ein mit einer Steuerfeder zusammenarbeitender Kolbenschieber zum Zu- bzw. Abschalten der Zusatz-Speicher ist nicht vorgesehen. Die Zusatz-Speicher sollen an der Federungsarbeit beteiligt sein, wenn der lastabhängige Druck im Haupt-Speicher jeweils in etwa den höheren Ausgangsdruck im durch ein nachgiebiges Trennelement von der Hydraulikflüssigkeit getrennten Gasraum des betreffenden Zusatz-Speichers erreicht hat. Auch diese bekannte Federung weist den Nachteil auf, daß die Trennelemente der Zusatz-Speicher bei kurzzeitigen und größeren Ein- bzw. Ausfederbewegungen der ungefederten Fahrzeugteile an der jeweiligen Speicherwand anschlagen und dadurch harte hydraulische Schläge im Leitungssystem auftreten können.Finally, from DT-AS 11 29 845 there is also a hydropneumatic suspension for vehicles with several Load-dependent switchable, spring-acting hydropneumatic additional accumulators are known in which a working cylinder provided as an actuator between sprung and unsprung vehicle parts constantly both with a hydropneumatic main accumulator acting as a spring and with the additional accumulators connected is. A spool valve that works together with a control spring for closing or closing. There is no provision for switching off the additional storage. The additional memory should work on the suspension be involved if the load-dependent pressure in the main store is approximately the higher output pressure in the gas space of the relevant, which is separated from the hydraulic fluid by a flexible separating element Additional memory has reached. This known suspension also has the disadvantage that the separating elements the additional memory for short-term and larger compression or rebound movements of the unsprung Hit the vehicle parts on the respective storage wall and cause hard hydraulic blows in the Line system can occur.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, bei einer hydropneumatischen Federung mit zuschaltbareu Zusatz-Speichern das Auftreten von harten hydraulischen Schlägen bei dynamischen Federbewegungen zu vermeiden.The object on which the invention is based essentially consists in a hydropneumatic Suspension with switchable additional accumulators prevent hard hydraulic shocks from occurring to avoid dynamic spring movements.
Ausgehend von einer hydropneumatischen Federung der eingangs genannten Art mit einem in einem Steuerzylinder unter dem Einfluß einer Steuerfeder arbeitenden Kolbenschieber zum Zu- und Abschalten der Zusatz-Speicher ist die erläuterte Aufgabe in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß der Kolbenschieber mindestens einen Drosselkanal aufweist, der zur Vermeidung von hydraulischen Schlägen beim Zuschalten der Zusatz-Speicher eine ständige gedrosselte Verbindung zwischen dem hydropneumatischen Haupt-Speicher und den jeweils abgeschalteten hydropneumatischen Zusatz-Speichern herstellt und gleichzeitig zur hydraulischen Dämpfung der Bewegungen des Kolbenschiebers die einzige Verbindung zu einem ringsum abgeschlossenen Dämpfungsraum auf der Rückseite des Kolbenschiebers bildet.Based on a hydropneumatic suspension of the type mentioned with one in one Control cylinder working under the influence of a control spring piston slide for switching on and off the additional memory, the explained object is achieved in an advantageous manner in that the piston valve has at least one throttle channel, which to avoid hydraulic shocks when Switching on the additional storage a constant throttled connection between the hydropneumatic Main memory and the hydropneumatic additional memory that is switched off in each case and at the same time the only connection to one for hydraulic damping of the movements of the piston valve All around closed damping space forms on the back of the piston valve.
Bei der Federung nach der Erfindung können sich dynamische Ausfederbewegungen nicht mehr auf die von der Federarbeit abgeschalteten Zusatz-Speicher auswirken, da der Kolbenschieber bei einem plötzlichen Druckanstieg durch Drosselung des verdrängten Mittels gebremst wird. Bei Erhöhung der Fahrzeugzuladung kann über den Drosselkanal des Kolbenschiebers ein langsamer Druckausgleich zwischen der Haupt- und einem noch abgeschalteten Zusatz-Speicher erfolgen, so daß bei plötzlicher Freigabe der hydraulischen Verbindung zwischen dem Haupt-Speicher und einem Zusatz-Speicher letzterer bereits zu einem bestimmten Teil mit hydraulischem Mittel gefüllt ist. Wenn der Zusatz-Speicher nun von der Federungsarbeit wieder abgeschaltet wird, muß die vorgenannte Menge des hydraulischen Mittels zwangsläufig durch den Drosselkanal des Kolbenschiebers in den Haupt-Speicher oder in eine mit diesem in Verbindung stehende Hydraulik-Leitung entweichen.In the suspension according to the invention, dynamic rebound movements can no longer affect the the additional memory that is switched off by the spring work, since the piston slide in the event of a sudden Pressure increase is slowed down by throttling the displaced agent. When the vehicle load is increased a slow pressure equalization between the main and an additional memory that is still switched off, so that if the hydraulic connection is suddenly released between the main memory and an additional memory the latter already to a specific one Part is filled with hydraulic fluid. When the additional memory is now back from the suspension work is switched off, the aforementioned amount of hydraulic medium must necessarily pass through the throttle channel of the spool into the main accumulator or into a hydraulic line connected to it escape.
Wie eine hydropneumatische Federung mit den Merkmalen der Erfindung beispielsweise ausgeführt werden kann, ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.As a hydropneumatic suspension with the features of the invention, for example is described below with reference to the drawing.
Die hydropneumatische Federung weist einen Arbeitszylinder 10 auf, der mit einem abgefederten Fahrzeugteil verbunden ist. Im Arbeitszylinder 10 ist ein Arbeitskolben 11 verschiebbar geführt, der mit dem abzufedernden Rad in Verbindung steht. Der Arbeitszylinder 10 ist über eine Hydraulik-Leitung 12 mit einem als Feder wirkenden hydropneumatischen Haupt-Speicher 13 verbunden, der über den ganzen Belastungsbereich des Fahrzeuges an der Federungsarbeit beteiligt ist. Zu diesem Zweck herrscht in einem Gas-Raum 13/3 des Haupt-Speichers 13 ein Anfangsdruck, der den gesamten dem betreffenden Rad zugehörigen Anteil für das volle Fahrzeug-Leergewicht trägt. Der Gas-Raum 13jP ist gegenüber einem Hydraulik-Raum 13Λ des Haupt-Speichers 13 durch ein nachgiebiges Trennelement 13 ί gasdicht abgeschlossenThe hydropneumatic suspension has a working cylinder 10 which is connected to a sprung part of the vehicle. A working piston 11, which is connected to the wheel to be cushioned, is displaceably guided in the working cylinder 10. The working cylinder 10 is connected via a hydraulic line 12 to a hydropneumatic main accumulator 13 which acts as a spring and which participates in the suspension work over the entire load range of the vehicle. For this purpose, there is a gas space 13/3 of the main memory 13, an initial pressure of the associated portion of the full carries all the wheel subject vehicle curb weight. The gas space 13jP is sealed off in a gas-tight manner from a hydraulic space 13Λ of the main accumulator 13 by a flexible separating element 13ί
Die Hydraulik-Leitung 12 steht weiterhin mit einem Steuerzylinder 14 in Verbindung, in dem ein Kolbenschieber 15 verschiebbar geführt ist. Der Kolbenschieber 15 weist ein im Querschnitt größeres Steuer-Teil 155 und ein Kolben-Teil 15Ar mit einem kleineren Querschnitt auf.The hydraulic line 12 is also connected to a control cylinder 14 in which a piston valve 15 is slidably guided. The piston valve 15 has a control part which is larger in cross section 155 and a piston part 15Ar with a smaller cross section.
Der Steuer-Teil 155 steuert radiale Anschlüsse 16,17 und 18 für je einen ebenfalls als Feder wirkenden hydropneumatischen Zusatz-Speicher 19, 20 und 21. Entsprechend der Reihenfolge ihres Zuschaltens weisen die Zusatz-Speicher steigende und gegenüber dem Haupt-Speicher höhere Anfangsdrücke in ihren Gas-Räumen ί9Ρ, 20Pbzw. 21P auf. Diese Gas-Räume sind jeweils durch ein nachgiebiges Trennelement 19f, 2Oi bzw. 21 ί gegenüber den mit dem Steuerzylinder 14 in Verbindung stehenden Hydraulik-Räumen 19A,20Abzw. 21 h gasdicht abgeschlossen.The control part 155 controls radial connections 16, 17 and 18 for one hydropneumatic additional accumulator 19, 20 and 21, which also acts as a spring their gas chambers ί9Ρ, 20P or 21 P on. These gas spaces are each separated by a flexible separating element 19f, 20i or 21 'with respect to the hydraulic spaces 19A, 20Abzw which are in communication with the control cylinder 14. 21 h sealed gas-tight.
Die von der Federungsarbeit abgeschalteten Zusatz-Speicher bzw. deren Anschlüsse 16, 17 und 18 stehen über Drosselkanäle 22 und 23 des Steuer-Teiles 155 mit dem Haupt-Speicher 13 in Verbindung.The additional storage units or their connections 16, 17 and 18, which are switched off by the suspension work, are in place Via throttle channels 22 and 23 of the control part 155 with the main memory 13 in connection.
Der Steuerzylinder 14 ist an seinem der Hydraulik-Leitung 12 entgegengesetzten Ende durch eine Kolbenstangenführung 24 druck- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Die Kolbenstangenführung 24 wird von dem als Plunger ausgeführten Kolben-Teil 15it beweglich und druckdicht durchsetzt. Am Kolben-Teil 15Jt greift eine als Schraubenfeder ausgebildete Steuerfeder 25 an, die sich an einem festen Teil 26 des Steuerzylinders 14 abstützt. Die Steuer-Feder 25 wirkt dem durch den Arbeitskolben 11 erzeugten Druck am Kolbenschieber 15 entgegen.The control cylinder 14 is on its hydraulic line 12 opposite end by a piston rod guide 24 sealed pressure and liquid-tight. The piston rod guide 24 is movable by the piston part 15it designed as a plunger and permeated pressure-tight. A control spring 25 designed as a helical spring engages the piston part 15Jt, which is supported on a fixed part 26 of the control cylinder 14. The control spring 25 acts through the Working piston 11 generated pressure on the piston valve 15 against.
Durch die Abstimmung der Kennung der Steuer-Feder 25 und der Anfangsdrücke der Zusatz-Speicher auf die Zuladung des Fahrzeuges können die Zuschaltpunkte für die Zusatz-Speicher so ausgelegt werden, daß sich für den gesamten Belastungsbereich des Fahrzeuges eine Federkennlinie für eine angenähert konstante Eigengeschwindigkeit ergibt.By matching the identifier of the control spring 25 and the initial pressures of the additional memory on the payload of the vehicle can be the connection points for the additional memory are designed so that it is suitable for the entire load range of the vehicle results in a spring characteristic for an approximately constant vehicle speed.
Jeder von der Federungsarbeit abgeschaltete Zusatz-Any additional equipment switched off from suspension work
Speicher 19,20 und 21 weist über einen Drosselkanal 22 oder 23 im Kolbenschieber 15 eine gedrosselte Verbindung zum Haupt-Speicher 13 auf. Hierdurch wird erreicht, daß bei Erhöhung der Fahrzeuglast vor der Bewegung des Kolbenschiebers 15 für die Zuschaltung der Zusatz-Speicher deren Hydraulik-Räume zunächst zu einem von ihrem Anfangsdruck abhängigen Teil mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt werden.Reservoirs 19, 20 and 21 have a throttle channel 22 or 23 in the piston valve 15 has a throttled connection to the main accumulator 13. This will achieved that when the vehicle load increases before the movement of the piston valve 15 for the connection the additional storage unit initially has its hydraulic spaces with a part that is dependent on its initial pressure Hydraulic fluid can be filled.
Das jeweilige nachgiebige Trennelement 19f, 2Oi bzw. 211 ist infolgedessen bereits von der Gehäusewandung abgehoben, wenn der zugehörige Anschluß 16, 17 bzw. 18 vom Kolbenschieber 15 freigegeben wird. Die entsprechende Menge an Hydraulikflüssigkeit befindet sich auch in den Zusatz-Speichern 19, 20 und 21, wenn diese bei abnehmender Fahrzeugbelastung durch den Kolbenschieber 15 abgeschaltet werden. Die genannte Menge an Hydraulikflüssigkeit kann dann nur über die Drosselkanäle 22 und 23 in die Hydraulik-Leitung 12 des Haupt-Speichers 13 entweichen.The respective flexible separating element 19f, 20i or 21 1 is consequently already lifted off the housing wall when the associated connection 16, 17 or 18 is released from the piston valve 15. The corresponding amount of hydraulic fluid is also located in the additional accumulators 19, 20 and 21 when these are switched off by the piston valve 15 when the vehicle load is reduced. The specified amount of hydraulic fluid can then only escape via the throttle channels 22 and 23 into the hydraulic line 12 of the main reservoir 13.
Demzufolge kann weder beim Zuschalten noch beim Abschalten der Zusatz-Speicher von der Federungsarbeit durch die nachgiebigen Trennelemente 19i, 2Oi undAs a result, neither when switching on nor when switching off the additional memory of the suspension work by the flexible separating elements 19i, 20i and
211 ein hydraulischer Schlag erzeugt werden.21 1 a hydraulic shock can be generated.
Die erfindungsgemäße Federung weist noch zusätzlich den Vorteil auf, daß kurzzeitige dynamische Druckanstiege bzw. -abfalle auch infolge extrem niederfrequenter Radfederbewegungen sich nicht auf die Zusatz-Speicher 19,20 und 21 auswirken können, da der Kolbenschieber 15 hierbei infolge seiner Ausbildung als Dämpfungskolben hydraulisch abgebremst wird. Das heißt, bei einem plötzlichen Druckanstieg im Arbeitszylinder 10 muß für eine Bewegung des Kolbenschiebers 15 entgegen der Steuerfeder 25 die aus einem Dämpfungsraum zwischen Steuer-Teil 155 und der Kolbenstangenführung 24 zu verdrängende Hydraulikflüssigkeit über die Drosselkanäle 22 und 23 in die Hydraulikleitung 12 abfließen. Für die entgegengerichtete Bewegung des Kolbenschiebers 15 entsteht dann eine entsprechende hydraulische Bremskraft durch die Drosselung der aus der Hydraulik-Leitung 12 in den Dämpfungsraum zwischen Steuer-Teil 15s und Kolbenstangenführung 24 zurückfließenden Hydraulikflüssigkeit. The suspension according to the invention also has the advantage that short-term dynamic Pressure rises or falls, even as a result of extremely low-frequency wheel spring movements, do not occur the additional memory 19, 20 and 21 can have an effect, since the piston valve 15 here due to its training is braked hydraulically as a damping piston. That is, in the event of a sudden pressure increase in the working cylinder 10 must for a movement of the piston valve 15 against the control spring 25 from a Damping space between the control part 155 and the piston rod guide 24 to be displaced hydraulic fluid Flow through the throttle channels 22 and 23 into the hydraulic line 12. For the opposite Movement of the piston valve 15 then creates a corresponding hydraulic braking force through the Throttling of the hydraulic line 12 into the damping space between the control part 15s and the piston rod guide 24 hydraulic fluid flowing back.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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