DE1630752A1

DE1630752A1 - Hydropneumatisches Federbein od.dgl. mit innerhalb des Zylindergehaeuses liegender Niveauregeleinrichtung

Info

Publication number: DE1630752A1
Application number: DE19671630752
Authority: DE
Inventors: Guenter Strauff
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1967-12-15
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1241807A; FR1589842A; US3572679A; DE1630752C3; DE1630752B2

Description

Patentanmeldung

Gegenstand: Hydro-pneumatisches Federbein oder dergleichen mit innerhalb des Zylindergehäuses liegender Niveauregeleinrichtung

Anmelderin: Langen & Co.

4 Düsseldorf, Klosterstr. 49

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydro-pneumatisches Federbein oder dergleichen mit innerhalb des Zylindergehäuses liegender Niveauregeleinrichtung, die aus einem Wegeventil besteht, welches abhängig von der relativen Stellung von Kolbenstange und Zylinder zueinander in einer ersten Regelstellung eine Verbindung von einer zum Kolbenraum führenden Leitung herstellt, in einer zweiten Regelstellung die zum Kolbenraum führende Leitung mit einer Ablaufleitung verbindet und in einer dritten Regelstellung, der Neutralstellung, diese Verbindung sperrt, wobei eine sich am Zylindergehäuee abstützende, dauernd wirkende Feder den Steuerkolben des Wegeventils in eine der ersten Regelstellung entsprechende Position zu bringen versucht, während &in& nur innerhalb . eines bestimmten Iiubbereiches wirkende, in diesem Bereich mit dem Kolben bzw. der Kolbenstange verbundene Zugfeder den Steuerkolben gegen die Kraft der Feder in die «weite Regelstellung bringt.

Den bei den Federbeinen dieser Art gegenüber den herkömmlichen mit außerhalb des Zylinders liegender Niveauregulierung erzielten Vorteil einer kompakten, gedrängten Bauweise ohne äußere Ventile, Betätigungsgestänge usw. stand bisher der Nachteil gegenüber, daß bei einer Leckage in dear Druckleitung oder bei Ausfall der Pumpe ein langsames Absinken des

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Fahrzeuges infolge der an dem Steuerkolben vorbeiströmenden Leckflüssigkeit nicht zu vermeiden war. Die gleiche Erscheinung trat!nach längeren Stillstandzeiten auf, wobei es vorkommen|konnte, daß der Kolben bis zum Anschlag in den Zylinder einfuhr, Während dieses Einfahren des Kolbens bei einem!, reinen Stellzylinder, wie er beispielsweise «wischen einem Wagenkasten und einer Blattfeder geschaltet ist, außter einem Verlust der Höhe des Fahrzeuges keine besonderen Folgen hat, geht bei einem hydropneumatischen Federbein die Federwirkung verloren, wenn der Kolben keine Flüssigkeit mehr in den Druckspeicher verdrängen kann. Die Folgen bestehen in großen ürabequemiiohkeiten für die Fahrzeuginaaesen, einer stark verminderten Einsatzfähigkeit des Fahrzeuges und in einer Verringerung der Lebensdauer;

£8 ist Aufgabe der Erfindung, das beschriebene Absinken ohne auisäGlichen Raunibedarf und ohne aufwendige zusätzlich« Geräte in sicherer» einfacher Weise zu verhindern. Öle Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß von der Druckleitung eine Leitung auf die dem Kolbenraum abgewandte Seite des Steuerkolbens führt« der mittels einer Dichtfläche smeammen mit einer entsprechenden Partie des Zylindergehäusee einen dichten« in Richtung Kolbenraum zu öffnenden Sits bildet und die zum Kolbenraum führende Leitung innerhalb des Sitzes in den Kolbenraum mündet« In besonders günstiger Ausführung der Erfindung schließt sich an die Dichtfluche eine Hingnut im Steuerkolben an, die über eine

und eine axiale Bohrung im Steuerkolben mit dem Kolbenraum abgewandten Seite verbunden 1st,

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wobei mindestens eine weitere« von der Ringnut entfernt liegende Ringnut, die je nach Stellung des Steuerkolbens entweder mit der Druckleitung oder der Ablaufleitung verbunden oder von beiden getrennt ist, vorgesehen und mittels Querbohrungen mit der axialen Bohrung verbunden 1st. Zur Dämpfung der Steuerkolbenbewegung weist die axiale Bohrung des Steuerkolbens in der Nähe der dem Kolbenraum abgewandten Seite eine Drosselstelle auf. In einer anderen Ausführung kann aber auch der Durchmesser der mit der Ablauf leitung korrespondierenden Ring-¹ nut nur geringfügig kleiner sein als der Steuerkolbendurchmesser.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung anhand verschiedener Abbildungen näher beschrieben.

Abbildung 1 zeigt schematisch ein hydro-pneumatiachea Federbein mit dar Niveauregeleinrichtung in geschlossener Stellung.

Abbildung 2 zeigt die Stellung« in der Flüssigkeit zugeführt wird.

Abbildung 3 zeigt die (teilung für das Ablassen von Flüssigkeit.

In einem Zylinder 1 gleitet ein mit einer Kolbenstange 2 verbundener Kolben 3. Der Zylinder 1 besitzt einen Boden 4« der koaxial sum Zylinder 1 von einer Bohrung 5, die sich zu einer in den Kolbenraum 6 mündenden Bohrung 7 verengt» durchsetzt wird. In der Bohrung 7 gleitet ein Steuerkolben 3,

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der sowohl in den Kolbenraum 6 als auch in die Bohrung 5 hineinragti In der Nähe seiner dem Kolbenraum 6 abgewandten Seite 9 trägt der Steuerkolben 8 einen Federteller Io, auf den eine Feder 11 wirkt, die sich an dem Absatz 12 zwischen den Bohrungen 5 und 7 abstützt. Auf seiner in den Kolbenraum 6 hineinragenden Seite hat der Steuerkolben 8 einen Bund 13, der mit einer Dichtung 14 versehen 1st, so daß sich eine Dichtfläche 15 ergibt, die mit der entsprechenden Partie des Bodens 4 einen dichten Sitz bildet. Eine sich an die Dichtung 14 anschließende Ringnut 16 im Steuerkolben 8 ist durch eine Querbohrung 17 mit einer im Steuerkolben 8 axial verlaufenden Sackbohrung 18 verbunden, die an der Seite 9 mündet. Durch eine Schulter 19 von der Ringnut 16 getrennt ist eine weitere Ringnut 2o angeordnet, die mit der Bohrung 18 durch eine Querbohrung 21 verbunden ist. Auf die Ringnut 2o folgt eine weitere Schulter 22, an die sich eine Ringnut-23 anschließt, die mit der Bohrung 18 durch eine Querbohrung 24 verbunden ist. Eine Druckleitung P ist so im Boden 4 angebracht, daß sie bei geschlossenem Sitz im Bereich der Ringnut 2o mündet. In dieser Stellung verschließt die Schulter 22 eine Ablaufleitung T. Die Schulter 22 ist im übrigen so bemessen, daß sie in der Neutralstellung sowohl die Ablaufleitung T als auch die Druckleitung P verschließt. Bei noch weiterer Bewegung des Steuerkolbens 8 (entsprechend Abb. 3) kommt die Ringnut 23 in den Bereich der Ablaufleitung T. Die Bohrung 18 weist eine Drosselstelle 25 auf. Die Bohrung 5 ibt durch einen Stopfen 26 dicht verschlossen. An dem in den Kolbenraum 6 hineinragenden Ende 27 des Steuerkolbens. 8 ist

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eine Zugfeder 28 befestigt, deren anderes Ende mit einer Büchse 29 verbunden ist, die in einer den Kolben 3 und die Kolbenstange 2 axial durchsetzenden Sackbohrung 3o gleitet und in ihrem Hub relativ zum Kolben 3 bzw. zur Kolbenstange 2 durch einen Anschlag 31 begrenzt wird. Mit dem Kolbenraum 6 ist ein symbolisch dargestellter Druckspeicher 32 verbunden.

Zur Erklärung der Wirkungsweise sei angenommen, daß das Federbein gemäß Abbildung 1 in einem Fahrzeug eingebaut sei, dieses Fahrzeug sich im Stillstand befinde und in der Druckleitung P kein Druck herrsche. Die Dichtfläche 14 liegt dicht auf der entsprechenden Partie des Gehäuses und schließt den Kolbenraum 6 hermetisch ab. Die Büchse 29 stößt gerade an den Anschlag 31. Wenn nunmehr die Druckleitung P wieder mit Druck beaufschlagt wird, pflanzt sich dieser Druck über die Ringnut 2o, die Querbohrung 21, die Bohrung 18 und die Drosselstelle 25 auf die dem Kolbenraum 6 abgev/andte Seite 9 des Steuerkolbens 8 fort. Die auf die Seite 9 ausgeübte Druckkraft verschiebt den Steuerkolben 8 gegen den im Kolbenraum 6 herrschenden Druck und gegen die Kraft der Feder 11. Dadurch wird die Dichtfläche 15 von', ihrem Sitz abgehoben, und die Ringnut 16 kommt in Verbindung zum Kolbenraum 6, so daß Flüssigkeit von der Druckleitung P Über die Ringnut 2o, die Querbohrung 21, die Bohrung 18, die Querbohrung 17 und die Ringnut 16 in den Kolbenraum 6 strömt. Diese Stellung des Steuerkolbens 8 ist in Abbildung 2 dargestellt, infolge des Sitzes ist die vom Kolbenraum 6 her beaufschlagte Fläche des Steuerkolbens 8 etwas größer als die auf der Seite 9 wirksame;

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Folglich muß zum öffnen des Steuerkolbens im System P, 16, 17, 18, 2o, 21, 23, 24, 25, 9 der Druck größer sein als der-Druck im Kolbenraum 6. Entsprechend dieser Druckdifferenz und der durchströmenden Menge stellt sich der üffnungsspalt ein. Durch die zuströmende Flüssigkeit fährt der Kolben 3 aus und nimmt dabei über den Anschlag 31 die Büchse 29 und die Feder 28 mit. Die Feder 28 hat eine Steifigkeit, die größer ist als die der Feder 11. Eine Bewegung der Feder 28 überträgt sich demnach zunächst auf den Steuerkolben 8. Die Bewegung von Kolben 11, Büchse 29, Feder 28 und Steuerkolben 8 findet etwa solange statt, bis die Schulter 22 die Druckleitung P nahezu verschlossen hat.Die durch den immer enger werdenden Spalt strömende Flüssigkeit dient schließlich nur noch zum Ausgleich von Leckverlusten. Wenn das Fahrzeug nunmehr entlastet wird, strömt Flüssigkeit aus dem Druckspeicher 32 zurück in den Kolbenraum 6 und bewirkt ein zusätzliches Ausfahren des Kolbens.3. Über die Büchse 29 und die Feder 28 wird der Steuerkolben 8 nachgezogen und gelangt in eine Stellung (Abb. 3), in der die Ringnut 23 in Verbindung mit der Ablaufleitung T kommt und Flüssigkeit aus dem Kolbenraum 6 abströmen kann. Dadurch fährt der Kolben 3 wieder ein, und der Steuerkolben 8 wird aufgrund der auf ihn wirkenden Druckdifferenz und der Kraft der Feder 11 solange verschoben, bis die Schulter 22 die Ablaufleitung T wieder verschließt. Nach einem weiteren Absinken kommt wieder die Verbindung zwischen Druckleitung P und Ringnut 2o zustande.

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Wenn nun beispielsweise in dieser Stellung der Druck in der Druckleitung P absinkt, verschiebt sich aus den schon beschriebenen Gründen der Steuerkolben 8 solange, bis die Dichtfläche 15 wieder abdichtet. Da dieser Schließvorgang sehr schnell geschieht, bleibt der Kolben 3 nahezu in der gleichen Stellung, in der der Druckausfall eintrat.

Federungsbewegungen des Kolbens 3, die meist wesentlich größer sind; als die vergleichsweise geringen Wege des Steuerkolbens 8, wirken sich auf diesen nicht in voller Größe aus. Beim Einfedern besteht keinerlei Verbindung, da die Büsche 29 leer läuft. Beim Ausfedern zieht die Feder 28 den Steuerkolben 8 solange nach unten, bis der topfförmige Federteller Io am Absatz 12 anstößt. Größere Auswärtsbewegungen des Kolbens wirken sich danach nur noch in einer Expansion der Feder 28 aus*

Es sei darauf hingewiesen, daß im Rahmen der Erfindung verschiedene Abänderungen gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemacht werden können. Beispielsweise kann der Steuerkolben andere Formen annehmen. Denkbar wäre dabei eine Form mit nur einer Ringnut, wobei dann die Druckleitung weiter vom Kolbenraum entfernt liegen müßte als die Ablaufleitung· Auch Ringnuten im Gehäuse sind möglich» Desgleichen kann auch die Verbindung von der Druckleitung sum Kolbenraum im Zylindergehäuse angeordnet sein, solange sie nur innerhalb der Sitzfläche mündet. Der Sits selbst kann metallisch sein. Zur Dämfpung Steuerkolbenbettegung und / oder zur Drosselung der zu-

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oder abfließenden Flüssigkeit kann man in den entsprechenden Leitungen bzw. Bohrungen Drosselstellen vorsehen.

Claims

- 9 Patentansprüche:

1. Hydro-pneunatisches Federbein oder dergleichen mit innerhalb des Zylindergehäuses liegender Niveauregeleinrichtung, die aus einem Wegeventil besteht, welches abhängig von der relativen Stellung von Kolbenstange und Zylinder zueinander in einer ersten Regelstellung eine Verbindung von einer Druckleitung zu einer zum Kolbenraum führenden Leitung herstellt, in einer zweiten Regelstellung die zum Kolbenraum führende Leitung mit einer Ablaufleitung verbindet und in einer dritten Regelstellung, der Neutralstellung, diese Verbindungen sperrt, wobei eine sich am Zylindergehäuse abstützende, dauernd wirkende Feder den Steuerkolben des Wegeventils in eine der ersten Regelstellung entsprechende Position zu bringen versucht, während eine nur innerhalb eines bestimmten Hubbereiches wirkende, in diesem Bereich mit dem Kolben bzv/. der Kolbenstange verbundene Zugfeder den Steuerkolben gegen die Kraft der Feder in die zweite Regelstellung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckleitung (P) eine Leitung (2o,21,18,25) auf die dem Kolbenraum (6) abgewandte Ceite (9) cies Steuerkolbens (8) führt, der mittels einer Dichtfläche (15) zusammen mit einer entsprechenden Partie des Zylindergehäuses (1, 4) einen dichten, in Richtung Kolbenraum (6) zu öffnenden Sitz bildet und die zum Kolbenraum (6) führende Leitung (2o, 21, 18, 17, 16) innerhalb des Sitzes in den Kolbenraum (6) mündet.

- Io -

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- Io -

2. Ilydro-pneumatisches Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß sich an die Dichtfläche (15) eine Ringnut (16) im Steuerkolben (8) ansahließt, die über eine. Querbohrung (17) und eine axiale Bohrung (18) im Steuerkolben (3) mit dessen dem Kolbenraum (6) abgewandten Seite (9) verbunden ist, wobei mindestens eine weitere, von der Ringnut (lo) entfernt liegende Ringnut, die je nach Stellung des Steuerkolbens (8) entweder mit der Druckleitung (P) oder der Ablaufleitung (T) verbunden oder von beiden getrennt ist, vorgesehen und mittels Querbohrungen mit der axialen Bohrung (18) verbunden ist.

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