DE1555791C - Abregeleinrichtung fur pneumatische oder hydropneumatische Federelemente mit innerer Niveauregelung, insbesondere fur Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Abregelein- und das Gerät durch die zur Stangendichtung zusätzrichtung für pneumatische oder hydropneumatische liehe Dichtung eine größere Reibung aufweist. Diese Federelemente mit innerer Niveauregelung, insbe- Nachteile gelten übrigens auch für Abregelvorrichsondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem tungen über Steuerschlitze und Abregelbohrungen. Arbeitszylinder verschiebbaren Kolben an einer 5 Bei einer weiteren bekannten Luftfederung für · hohlen Kolbenstange und mit einem den Abfluß des Kraftfahrzeuge nach der deutschen Patentschrift Regelmediums von einem im Arbeitszylinder ange- 382031, bei welcher ein Überdruckraum gegenüber ordneten Arbeitsraum in einen Reserveraum steuern- dem Druckraum durch ein Ventil abgesperrt ist, den Abregelventil, das als Ventilkörper einen in die bewirkt ein Stift mit einem Ventilsitz den Aufregelhohle Kolbenstange hineinragenden Taststift besitzt, io Vorgang. Durch eine lange und schmale Lecknut der an seinem der Austrittsseite der Kolbenstange wird das Ventil baulich sehr aufwendig. Außerdemgegenüberliegenden Ende ein fest angebrachtes Dich- wird durch die konzentrische Anordnung des Ventiltungsteil trägt und mit diesem durch eine Ventilfeder sitzes zum Stift die vom Hochdruck beaufschlagte gegen einen mit dem Arbeitszylinder verbundenen Fläche und die zum öffnen des Ventils erforderliche Ventilsitz gedrückt wird, während an seinem in der 15 Kraft relativ groß, was zu Funktionsstörungen und hohlen Kolbenstange liegenden Ende Schleppmittel Geräuschen führt.

vorgesehen sind, durch die er über einen Teil des Eine weitere durch die französische Patentschrift

Hubes der Kolbenstange mitgenommen und von 1228 272 bekanntgewordene hydropneumatische

seinem Ventilsitz abgehoben wird. Federung besitzt einen dichten -Kolben, dessen

Derartige Abregeleinrichtungen sind bekannt, ins- 20 Oberseite von einem Gaspolster beaufschlagt ist,

besondere aus der USA.-Patentschrift 3 222 048 während ein Ringraum auf der Kolbenstangenseite

(vgl. auch die USA.-Patentschrift 3 163 412). über einen Ringkanal zwischen dem Laufzylinder

Die hydropneumatische Federung gemäß der USA.- und einem diesen umgebenden Außenrohr, in den Patentschrift 3 222 048, bei welcher der Taststift von auch eine vom Kolben gesteuerte Abregelbohrung der Kolbenstange über einen größeren Teil des 35 mündet, mit einem drucklosen Vorratsbehälter verHubes mitgenommen wird, erscheint ohne Trenn- bunden ist. Um bei den im Betrieb auftretenden wand zwischen Gas und öl im Reserveraum nicht Geschwindigkeiten der Kolbenstange in Richtung funktionsfähig, da bei einer Anordnung im Fahrzeug, Einfedern den Ringraum mit öl füllen zu können, in der der Federraum am Aufbau und die Kolben- bzw. beim Ausfedern das öl des Ringraumes ohne stange an der Achse des Fahrzeugs befestigt ist, 30 übermäßige Dämpfung herausdrücken zu können, beim Ausfahren der Kolbenstange über den Abregel- müssen der Ringkanal und die zu ihm führenden öffpunkt hinaus im Leerlastzustand Gas aus dem unge- nungen möglichst groß dimensioniert sein. Aus dem teilten Reserveraum in den Zylinderraum und von gleichen Grund' ist auch in die Verbindungsleitung dort in den Federraum gelangt und so eine Verände- zum Vorratsbehälter als Puffer eine Gasblase eingerung der Federcharakteristik bewirkt. Ein umge- 35 schaltet. Außerdem liegt die Abregelbohrung in einer kehrter Einbau dieses Gerätes, d. h. also Befestigung Vergrößerung des Ringkanals am Leitungsanschluß der Kolbenstange am Aufbau und des Federraumes des Federelementes, wodurch für die Abregelung nur an der Achse, ist ebenfalls nicht möglich, da dann die Drosselwirkung der Abregelbohrung wirksam aus dem Reserveraum Gas in den Pumpraum gesaugt wird. Ferner ist prinzipiell der Ringkanal zwischen wird, wodurch ein Pumpen von öl zur Drucker- 40 dem Außenrohr und dem Laufzylinder auch dann höhung im Federraum unmöglich wird. nicht als Drosselkanal für die Abregelung geeignet,

Bei einer ähnlichen Abregeleinrichtung nach der wenn die Abregelbohrung innerhalb des Ringkanals

französischen Patentschrift 1 224 488 muß der Tast- mündet, da dann die Funktion des Federelementes

stift im Boden des Gerätes befestigt sein und eine beeinträchtigt würde.

größere Länge besitzen als der gesamte Hub des 45 Gegenüber diesem bekannten Stand der Technik Federelementes. Außerdem muß zur Vermeidung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aufgeeiner Knickgefahr eine Führung für den Taststift zeigten Nachteile zu vermeiden und eine Abregelvorgesehen sein, wodurch sich dessen Länge auf einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mindestens das 1,5-fache des Hubes vergrößert. Aus durch die ein funktionssicheres Arbeiten gewährdiesem Grunde ist der Einsatz eines solchen Feder- 50 leistet ist und eine einwandfreie Abdichtung zwischen elementes stark eingeschränkt, obwohl sein baulicher Arbeits- und Reserveraum mit einem Minimum an Aufwand für die Niveauregelung verhältnismäßig baulichem Aufwand erzielt wird,
groß ist (vgl. hierzu auch die USA.-Patentschrift Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-2 976 032). löst, daß ein Spalt zwischen dem Arbeitszylinder und

Durch die deutsche Auslegeschrift 1137 325 ist ein 55 einem diesen umgebenden Stützrohr einen den Abanderes hydropneumatisches Federbein mit selbst- regelvorgang verzögernden Abregelkanal zum tätiger Höhenregelung für Kraftfahrzeuge bekannt- Reserveraum bildet.

geworden; es besitzt jedoch den Nachteil, daß seine Vorzugsweise besitzen die Schleppmittel zur Mit-Baulänge größer als der doppelte Hub ist, was seine nähme des Taststiftes eine Feder, die zwischen einem Einsatzmöglichkeit stark begrenzt. Die Abregelung 60 festen Ansatz am Taststift und einem auf dem Tasterfolgt so, daß Nuten im plungerartigen Kolben stift verschiebbaren Gleitschuh, der sich an einer nach Erreichen des Niveaus eine Dichtung über- Schulter des Taststifts abstützt, vorgespannt ist.
brücken, wodurch das Regelmedium wieder zurück Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfinin den Reserveraum gelangt. Eine solche Abregelung dung ergeben sich aus den Merkmalen der Anmuß äußerst präzise ausgeführt werden, um wirksam 65 Sprüche 3 und 4. >
' zu sein. Ein erheblicher Nachteil besteht außerdem Einige Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden darin, daß die Dichtung durch das Überfahren der nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher Abregelnuten einem starken Verschleiß unterliegt erläutert.

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Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Abregeleinrich- Hochdruckflüssigkeitsraum 16b über die Bohrungen rung in einem selbstpumpenden hydropneumatischen 29, den Arbeitsraum 30, die Bohrung 31, die Ring-Federbein mit innerer Niveauregelung, das mit einem nut U, die Kerbe 12, den Abregelkanal 15 und die ' unteren Befestigungsauge 1 an einer Achse des Fahr- Abregelbohrungen 32 zum Reserveflüssigkeitsraum zeuges und mit einem oberen Befestigungsauge 2 5 18 b hergestellt, so daß Flüssigkeit vom Hochdruckam Aufbau befestigt sein kann. Es ist von einem flüssigkeitsraum in den Reserveflüssigkeitsraum ab-Außenmantel 3 umgeben, unten durch einen Boden 4 fließt. Durch die daraus resultierende Druckvermin- und oben durch eine Kolbenstangenführung 5 mit derung im Hochdruckraum 16 fährt die Kolbeneiner Kolbenstangendichtung 6 abgedichtet. Ein stange wieder ein, bis sich der Ansatz 24 des Tast-Kolben 7 ist mit einer Kolbenstange 8 verbunden io Stiftes 23 von der Anschlagfläche 37 abhebt, der und gleitet in einem Arbeitszylinder 9, der eine Nut. Taststift die Bohrung 31 durch das Dichtungsteil 25 10 und eine Ringnut 11 mit einer Kerbe 12 aufweist. verschließt und das Federbein sich wieder in der Der Arbeitszylinder 9 sitzt unten auf einem Stütz- Normallage befindet.

körper 13 und bildet mit einem Stützrohr 14 einen Eine abgewandelte Ausführungsform der erfin-

Abregelkanal 15. · i5 dungsgemäßen Abregeleinrichtung ist in dem hydro-

,Ein~Hochdruckraum 16 wird durch ein Mittel- pneumatischen Federbein nach Fig.2 dargestellt,

stück 17 von einem Reserveraum 18 des Federbeins dessen Funktion der des Federbeins nach Fig.l

getrennt, wobei letzterer durch ein elastisches Trenn- ähnlich ist.

element 19 in einen Reservegasraum 18 α und einen Im Aufregelbereich wird das Dichtungsteü 25 eines Reserveflüssigkeitsraum 18 b aufgeteilt wird, während ao Taststiftes 38 durch eine Ventilfeder 39 und den ein weiteres elastisches Trennelement 20 den Hoch- Differenzdruck gegen den Ventilsitz 28 am Stützdruckraum 16 in einen Hochdruckgasraum 16 α und körper 13 dichtend angedrückt. Beim Einfahren einer einen Hochdruckflüssigkeitsraum 16 ft unterteilt. Der Kolbenstange 40 wird ein Rückschlagventil 41 eines Kolben 7 des Federbeins besitzt ein Rückschlagventil Kolbens 42, der sich in einem Arbeitszylinder 65 21 und zur Vermeidung einer Zerstörung des Feder- »5 bewegt, durch eine Feder 43 und den Differenzdruck beins durch Überlastung ein Überdruckventil 22. geschlossen, und über das Rückschlagventil 33 und

In einer Bohrung 27 des Kolbens 7 ist ein Taststift die Bohrungen 34 wird Flüssigkeit aus dem Reserve-

23 verschiebbar geführt, der an seinem oberen Ende flüssigkeitsraum 18 & in den Pumpraum 35 gedrückt,

einen Ansatz 24 und am unteren ein Dichtungsteü 25 Beim Ausfahren der Kolbenstange 40 schließt das

aufweist und durch eine Ventilfeder 26 sowie durch 30 Rückschlagventil 33, es wird Flüssigkeit über das

die Druckdifferenz dichtend gegen einen Ventilsitz Rückschlagventil 41 aus dem Pumpraum 35 in den

28 gedrückt wird und so ein Austreten der Flüssigkeit Arbeitsraum 30 gefördert, der über die Bohrungen

aus dem Hochdruckflüssigkeitsraum 16 b über Boh- 29 mit dem Hochdruckflüssigkeitsraum 16 b ver-

rungen 29, einen Arbeitsraum 30, Bohrungen 31, die bunden ist, und ein Ausfahren der Kolbenstange 40

Ringnut 11, die Kerbe 12, den Abregelkanal 15 und 35 bewirkt. Dies geschieht so lange, bis eine Schulter 44

Abregelbohrungen 32 in den Reserveflüssigkeitsraum des Taststiftes 38 am Rückschlagventil 41 anstößt,

18 b verhindert. Der Reserveflüssigkeitsraum 18 b dieses öffnet und der Druck des Hochdruckflüssig-

steht über ein Rückschlagventil 33 und Bohrungen keitsraumes 16 b sich in den Pumpraum 35 fort-

34 in der Kolbenstangenführung 5 mit einem Pump- pflanzt, das Rückschlagventil 33 zudrückt und ein

raum 35 in Verbindung. ■ 40 weiteres Ansaugen von Flüssigkeit aus dem Reserve-

Im Aufregelbereich wird das Dichtungsteü 25 des flüssigkeitsraum 18 6 verhindert.
Taststiftes 23 durch die Ventilfeder 26 dichtend Beim Entladen des Fahrzeuges fährt die Kolbengegen den Ventilsitz 28 am Stützkörper 13 gedrückt. stange 40 aus dieser Normallage aus, ein Ansatz 45 Bei Relativbewegungen zwischen Achse und Aufbau des Taststiftes 38 setzt sich nach Durchfahren des des Fahrzeuges und beim Einfahren der Kolben- 45 Normalbereiches auf einer Anschlagfläche 46 des stange 8 wird das Rückschlagventil 21 des Kolbens 7 Kolbens 42 auf und hebt den Taststift 38 mit dem durch eine Feder 47 geschlossen, der Druck des Dichtungsteil 25 von dem Ventilsitz 28 am Stütz-Reservegasraumes 18 α drückt über das Rückschlag- körper 13 ab, wodurch die Verbindung zwischen ventil 33 und die Bohrungen 34 der Kolbenstangen- Hochdruckflüssigkeitsraum 16 b und Reserveflüssigführung 5 Flüssigkeit aus dem Reserveflüssigkeits- 50 keitsrauml8& hergestellt wird und das Federbein raum 18 & in den Pumpraum 35 und füllt diesen. abregelt, bis die Kolbenstange 40 sich wieder im

Beim Ausfahren der Kolbenstange schließt das Normalbereich befindet und die Bohrung 31 durch Rückschlagventil 33, und es wird Flüssigkeit über Aufsetzen des Dichtungsteils 25 auf den Ventilsitz das Rückschlagventil 21 aus dem Pumpraum 35 in 28 verschlossen wird. .
den Arbeitsraum 30 gefördert, der über die Boh- 55 Fig. 3 zeigt ein hydropneumatisches Federbein, rungen29 mit dem Hochdruckflüssigkeitsraum 16 & in dem die erfindungsgemäße Abregeleinrichtung so verbunden ist, was so lange ein Ausfahren der ausgeführt ist, daß sich in der Normallage des Feder-Kolbenstange 8 bewirkt, bis ein Kolbenring 36 die beins ein Gleichgewichtszustand zwischen der aus dem Nut 10 im Arbeitszylinder 9 aufsteuert. In dieser Reserveflüssigkeitsraum 18 b angesaugten und der Normalstellung pflanzt sich der Druck des Hoch- 60 über ein Dichtungsteil 48 abgeführten Flüssigkeitsdruckgasraumes in den Pumpraum 35 fort, hält das menge einstellt. Das Dichtungsteil 48 kann kegel-Rückschlagventil 33 geschlossen und verhindert eine förmig oder zylindrisch mit sich zum Arbeitsraum 30 weitere Pumpwirkung. verjüngenden Nuten ausgeführt sein.

Wird das Fahrzeug entladen, so fährt die Kolben- Beim Einfahren einer Kolbenstange 49 über die

stange 8 aus, der Ansatz 24 setzt sich auf eine An- 65 Normallage hinaus wird das Dichtungsteü 48 eines

schlagfläche 37 am Kolben 7 und hebt den Taststift Taststiftes 50 durch eine" Ventilfeder 58 auf einen

23 mit dem Dichtungsteil 25 von dem VentUsitz 28 Ventilsitz in einer Bohrung 59 gedruckt und ver-

äb. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem hindert somit ein Austreten der Flüssigkeit über eine

Bohrung 60, die Ringnut 11, die Kerbe 12, den Ab- ' regelkanal 15 und die Abregelbohrung 32 in " den Reserveflüssigkeitsraum 18 ö. Beim Ausfahren der Kolbenstange 49 legt sich ein Gleitschuh 51 an einer Anschlagfläche 63 der Kolbenstange an und hebt über eine zwischen einem Ansatz 53 und dem Gleitschuh 51 mittels einer Schulter 64 des Taststiftes 50 vorgespannte Feder 52 und den Ansatz 53 den Taststift 50 mit dem Dichtungsteil 48 an, so daß so lange Flüssigkeit in der oben, beschriebenen Art in den Reserveflüssigkeitsraum 18 b gelangen kann, bis sich der Druck im Hochdruckraum 16 der auf die Kolbenstange 49 einwirkenden Last angepaßt hat.

Unabhängig von der oben beschriebenen Anordnung arbeitet eine Dämpfungseinrichtung für die Bewegung der Kolbenstange 49. Wird die Kolbenstange eingefahren, so wird Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 30 über einen konstanten Durchlaß 55 in den Pumpraum 35 gedrückt und somit durch die Drosselung eine Dämpfungswirkung erzielt.

Gleichzeitig wird Kavitation im Pumpraum 35 dadurch verhindert, daß über das Rückschlagventil 33 gegebenenfalls Flüssigkeit aus dem Reserveflüssigkeitsraum 18 b nachgesaugt wird. Beim Ausfahren der Kolbenstange wird eine Dämpfung dadurch erzielt, daß die Flüssigkeit aus dem Pumpraum 35 über den konstanten Durchlaß 55 in den Arbeitsraum 30 strömt und die aus dem Reserveflüssigkeitsraum 18 b angesaugte Flüssigkeit eine Druckerhöhung im Hochdruckraum 16 bewirkt. Eine übermäßige Dämpfung in beiden Richtungen wird durch Überdruckventile 56 bzw. 57 verhindert, die einen zusätzlichen Querschnitt freigeben. Sie sind so abgestimmt, daß die oben beschriebene Pumpwirkung bis zu einer gewünschten Druckhöhe erreicht werden kann.

Eine Anordnung des Überdruckventils 22 bzw. 56 im Kolben 7,42 bzw. 54 ist besonders vorteilhaft, da nach dem öffnen des Überdruckventils der Druck im Hochdruckraum 16 beim Einfahren der Kolbenstange 8, 40 bzw. 49 weiter zunimmt und die vorgegebene Kennlinie des Federbeins beibehalten wird. Bei einer Anordnung des Überdruckventils zwischen Hochdruckflüssigkeitsraum 16 b und Reserveflüssigkeitsraum 18 b bleibt der Druck im Hochdruckraum nach dem öffnen des Überdruckventils konstant und die durch das Gasvolumen vorgegebene Federkennlinie wird horizontal begrenzt.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Federbein wird ein Arbeitszylinder 65 des Kolbens 54 durch einen Stützkörper 62 verschlossen, in dem die Bohrung 59 mit dem Ventilsitz für das Dichtungsteil 48 des Taststiftes angeordnet ist. Dieser Stützkörper 62 trägt eine Anschlagplatte 66, die den Hub des Taststiftes 50 begrenzt, und weist zur Verbindung des Arbeitsraumes 30 mit dem Hochdruckflüssigkeitsraum 16 b eine Bohrung 61 auf.

Claims (4)

Patentansprüche: ■ ' ·

1. Abregeleinrichtung für pneumatische oder hydropneumatische Federelemente mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,

. mit einem in einem Arbeitszylinder verschieb-.

ίο baren Kolben an einer hohlen Kolbenstange und . mit einem den Abfluß des Regelmediums von einem im Arbeitszylinder angeordneten Arbeitsraum in einen Reserveraum steuernden Abregelventil, das als Ventilkörper einen in die hohle Kolbenstange hineinragenden Taststift besitzt, der an seinem der Austrittsseite der Kolbenstange gegenüberliegenden Ende ein fest angebrachtes Dichtungsteil trägt und mit diesem durch eine Ventilfeder gegen einen mit dem Arbeitszylinder verbundenen Ventilsitz gedrückt wird, während an seinem in der hohlen Kolbenstange liegenden Ende Schleppmittel vorgesehen sind, durch die er über einen Teil des Hubes der Kolbenstange mitgenommen und von seinem Ventilsitz abge-

as hoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt zwischen dem Arbeitszylinder (9 oder 65) und einem diesen umgebenden Stützrohr (14) einen den Abregelvorgang vorzögernden Abregelkanal (15) zum Reserveraum (18) bildet.

2. Abregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppmittel zur Mitnahme des Taststiftes (50) eine Feder (52) aufweisen, die zwischen einem festen Ansatz (53) am Taststift und einem auf dem Taststift verschiebbaren Gleitschuh (51), der sich an einer Schulter (64) des Taststiftes abstützt, vorgespannt ist.

3. Abregeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift

(50) beim Ausfahren der Kolbenstange (49) über die Normallage hinaus nach Anlegen des Gleitschuhs (51) an einer Anschlagfläche (63) der hohlen Kolbenstange (49) durch die Kraft der Feder (52) gegen die Kraft der Ventilfeder (58), die sich an einem mit dem Arbeitszylinder (65) verbundenen Teil (Anschlagplatte 66) abstützt, mit seinem Dichtungsteil (48) von seinem Ventilsitz in einer Bohrung (59) abgehoben wird.

4. Abregeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Arbeitszylinder (65) verbundene Anschlagplatte (66) den Hub des Taststiftes (50) nach Abheben seines Dichtungsteils (48) vom Ventilsitz in der Bohrung (59) begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen