DE1948398A1 - Hydropneumatic suspension strut with automatic level control - Google Patents

Hydropneumatic suspension strut with automatic level control

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DE1948398A1 DE19691948398 DE1948398A DE1948398A1 DE 1948398 A1 DE1948398 A1 DE 1948398A1 DE 19691948398 DE19691948398 DE 19691948398 DE 1948398 A DE1948398 A DE 1948398A DE 1948398 A1 DE1948398 A1 DE 1948398A1
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Dr. Ing., Dipl. Phys.
HERBERTSTURIES 5600 Wuppertai-Elberfeid, den 24ο9ο 1969Dr. Ing., Dipl. Phys.
HERBERTSTURIES 5600 Wuppertai-Elberfeid, the 24ο9ο 1969

Patentanwalt Morianstraße 10, Ruf 446271Patent attorney Morianstrasse 10, call 446271

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Firma August Bilstein, 5828 Ennepetal-AltenvoerdeCompany August Bilstein, 5828 Ennepetal-Altenvoerde

"Hydropneumatisches Federbein mit selbsttätiger Niveauregulierung" · (Zusatz zur Patentanmeldung P 17 55 693.3) "Hydropneumatic suspension strut with automatic level control" · (Addition to patent application P 17 55 693.3)

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung P 17 55 693.3 ist ein hydropneumatisches Federbein mit selbsttätiger Niveauregulierung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Arbeitsflüssigkeit gefüllten Arbeitszylinder, einem darin gleitverschieblich geführten Arbeitskolben mit einendig aus dem Arbeitszylinder abdichtend herausgeführter Kolbenstange, einer die Arbeitsflüssigkeit im Arbeitszylinder unter hohen Druck stellenden Druckgaskammer, einer teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Vorratskammer, einem ihr vorgeschaltetem Abregelventil und einer ihr nachgeschalteten Pumpe, die durch einen mittels eines in seine Stromzuleitung eingebauten Niveauschalter zu steuernden Elektromotor zu betreiben ist. Ein solches hydropneumatisches Federbein mit selbsttätiger Niveauregulierung ist von kompakter, selbstpumpender Bauart und als unabhängiges Einzelabstützorgan zu verwenden, wobei es aber gegenüber anderen bekannten Federbeinen auch bei stehendem Fahrzeug auf das gewünschte Niveau gebracht werden kann, obwohl esSubject of the main patent application P 17 55 693.3 is a hydropneumatic suspension strut with automatic level control, especially for motor vehicles from a working cylinder filled with working fluid, a working piston slidably guided therein with one end sealingly led out of the working cylinder Piston rod, a pressurized gas chamber that puts the working fluid in the working cylinder under high pressure, a storage chamber partially filled with liquid, a regulating valve upstream of it and a downstream one Pump to be controlled by a level switch built into its power supply line Electric motor is to be operated. Such a hydropneumatic Suspension strut with automatic level control is of compact, self-pumping design and as an independent one To use single support, but compared to other known struts, even when the vehicle is stationary can be brought to the desired level, although there is

1098 U/11571098 U / 1157

keine zum Fahrzeug führende Hydraulik- oder Druckmittelleitungen, sondern lediglich ein zur fahrzeugseitig gelegenen Stromzuleitung führendes Stromkabel erfordert.no hydraulic or pressure medium lines leading to the vehicle, but only one to the vehicle side Power cable requires power cable.

Im Falle der Hauptanmeldung sind die durch den Elektromotor angetriebene Pumpe sowie das Abregelventil zwischen dem Arbeitszylinder und der Vorratskammer ange-In the case of the main application, the pump driven by the electric motor and the regulating valve are used between the working cylinder and the storage chamber

^ ordnet, so daß diese Aggregate durchweg mit der Arbeitsflüssigkeit gefüllt sind, die je nach Erfordernis aus der Vorratskammer direkt in den Arbeitszylinder gepumpt bzw«, ■ aus letzterer in die Vorratskammer über das Abregelventil abgelassen wirdoDas hat sich aber als nachteilig erwiesen, weil die Arbeitsflüssigkeit (Dämpfungsöl) mit zunehmender Betriebsdauer altert und durch Verschleißteilchen Uodgl« verschmutzt wird, mithin die Arbeit der von ihr durchströmten Pumpenorgane, insbesondere -ventile, sowie des Abregelventils beeinträchtigte Auch wirkt sich die starke Tempe-^ arranges so that these units are consistently filled with the working fluid, which as required from the Storage chamber pumped directly into the working cylinder or «, ■ is drained from the latter into the storage chamber via the regulating valve, but this has proven to be disadvantageous, because the working fluid (damping oil) increases with The service life ages and is contaminated with wear and tear particles is, therefore, the work of the pump organs through which it flows, in particular valves, as well as the cut-off valve impaired The strong temperature

* raturabhängigkeit der Viskosität der Arbeitsflüssigkeit bzw. des Dämpfungsöls bei den relativ großen Temperaturwechseln im Federbein nachteilig auf die Pumpenleistung aus, die dadurch erheblichen Veränderungen unterworfen ist und damit auch die Niveauregulierung entsprechend beeinflußt,, Weiterhin ist es im Falle der Hauptanmeldung wie auch bei anderen hydropneumatischen Federbeinen von Nach-" teil, daß sie mit einer konstanten Druckgasmenge gefüllt sind, mithin das Druckgasvolumen starken lastabhängigen Veränderungen unterworfen ist. Dadurch wird bei Laständerungen auch die Kennung der Gasfederrate stark ver- * Temperature dependence of the viscosity of the working fluid or of the damping oil with the relatively large temperature changes in the shock absorber has a negative effect on the pump performance, which is therefore subject to considerable changes and thus also influences the level control accordingly struts of neighboring "part, that they are filled with a constant amount of pressurized gas, and hence the volume of pressurized gas strong load-dependent changes is subjected. As a result, also the identifier of the gas spring rate is highly comparable with load changes

.109814/116.7 :.109814 / 116.7:

ändert, die dabei sehr progressiv werdenikann. Soll beispielsweise eine möglichst große Zuladung erreicht, d.h. von dem Federbein eine verhältnismäßig große Last aufgenommen werden, so wird durch die stark progressiv ansteigende G-asfederrate die Aufbau-Eigenfrequenz sehr hoch , so daß das abgestützte Fahrzeug dann keinen ausreichenden Federungskomfort mehr besitzt.changes, which can become very progressive. Should for example as large a payload as possible, i.e. a relatively large load are absorbed by the shock absorber, it is due to the strongly progressive increase Gas spring rate, the natural frequency of the build-up is very high, so that the supported vehicle is then insufficient Suspension comfort has more.

Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das hydropneumatische Federbein nach der Hauptanmeldung dahingehend weiter zu entwickeln und zu vervollkommnen, daß es seine Vorteile beibehält, jedoch die ihm noch anhaftenden vorerwähnten Mängel nicht aufweist. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Vorratskammer, das Abregelventil und die Pumpe einen von der Arbeitsflüssigkeit getrennt angeordneten Regelflüssigkeitskreis bilden, der einen zwischen Pumpe und Abregelventil gelegenen Regelflüssigkeits-Druckraum besitzt, der über ein bewegliches Trennorgan die Druekgaskammer beaufschlagt. Auf diese Weise wird die Arbeits- bzw. Dämpfungsflüssigkeit von der Regelflüssigkeit vollständig getrennt, so daß erstere mit.den Pumpenorganen sowie dem Abregelventil überhaupt nicht in Berührung kommt. Dadurch kann auch die Regelflüssigkeit von anderer Beschaffenheit als die Arbeitsflüssigkeit bzw. das Dämpfungsöl gewählt werden, insbesondere eine weitgehend tem ρeratürunabhängige Viskosität besitzen« Auf diese Weise kann die Pumpenleistung in relativ weitgehenden Temperaturbereichen konstant ge-The present additional invention is the task based on further developing and perfecting the hydropneumatic strut according to the main application, that it retains its advantages, but does not have the aforementioned shortcomings that still adhere to it. That is achieved according to the invention essentially in that the storage chamber, the regulating valve and the pump one control fluid circuit arranged separately from the working fluid form which has a control fluid pressure chamber located between the pump and the regulating valve, which acts on the pressurized gas chamber via a movable separating element. In this way, the working or damping fluid is completely separated from the control fluid, so that the former does not come into contact with the pump organs or the regulating valve at all. This can also the control fluid selected is of a different nature than the working fluid or the damping oil, in particular have a viscosity that is largely independent of the temperature. In this way, the pump output constant in relatively wide temperature ranges

1098 U/ 1 1 5 7 ■<.,* -φι.1098 U / 1 1 5 7 ■ <., * -Φι.

halten werden, was sich wiederum günstig auf die Regelzeit auswirkt, die dadurch konstant gehalten werden kann.will hold, which in turn has a positive effect on the control time, which can be kept constant.

Vorteilhaft sind der die Pumpe antreibende Elektromotor sowie da"s Abregelventil in der die Regelflüssigkeit enthaltenden Vorratskammer untergebracht, die an_ dem dem Kolbenstangenaustrittsende gegenüber gelegenen Ende des Ärbeitszylinders, vorzugsweise im oberen Teil dps Feder-'The electric motors driving the pump are advantageous as well as the regulating valve housed in the storage chamber containing the regulating fluid, which is on the Piston rod exit end opposite end of the working cylinder, preferably in the upper part of the spring '

^ beines angeordnet ist. Das hat u.a. auch den Vorteil, daß der für die Unterbringung des Pumpenantriebsmotors und Abregelventils ohnehin erforderliche Raum nunmehr auch für die Unterbringung der Regelflüssigkeit genutzt werden kann, wodurch eine noch gedrängtere Bauweise erhalten wird.^ legs are arranged. This also has the advantage that the space that is already required to accommodate the pump drive motor and cut-off valve is now also available can be used for accommodating the control fluid, whereby an even more compact design is obtained.

Die erfindungsgemäße Trennung der Regelflüssigkeit von der Arbeitsflüssigkeit bzw. die Beaufschlagung der Druckgaskammer durch den Regelflüssigkeits-Druckraum eröffnet auf einfache './eise auch die Möglichkeit, daß nach The inventive separation of the control fluid of the working fluid or the application of the Compressed gas chamber through the control fluid pressure chamber opens up in a simple way the possibility that after

^ einem weiteren Merkmal der Erfindung die Druckgaskammer durch eine eine Drosselöffnung oder Steuerventilbohrung enthaltende Trennwand in eine die-Arbeitsflüssigkeit beaufschlagende Hauptkammer und in eine Vor- bzw» Speicherkammer unterteilt wird, die von dem Regelflüssigkeits-Druckraum beaufschlagt ist. Auf diese Weise kann in der die Arbe.itsflüssigkeit beaufschlagenden Hauptkammer unabhängig von der Belastung des Fahrzeuges bzw. Federbeins das hier wirksame G-asvolumen stets konstant gehalten werden, und zwar dadurch, daß über die Drosselöffnung oder eine entsprechend gesteuerte Ventilbohrung die der jeweili-109814/1157 ^ Another feature of the invention, the compressed gas chamber through a dividing wall containing a throttle opening or control valve bore into a main chamber that acts on the working fluid and into a preliminary or storage chamber is divided, which is acted upon by the control fluid pressure chamber. That way, in the the main chamber acting on the working fluid, regardless of the load on the vehicle or shock absorber the effective gas volume here is always kept constant, namely by the fact that via the throttle opening or a correspondingly controlled valve bore that of the respective 109814/1157

gen Zuladung entsprechende Druckgasmenge aus der vom Regelflüssigkeits-Druckraum beaufschlagten Vor- bzw. Speicherkammer in die wirksame Druckgas-Hauptkammer einströmt bzw. aus letzterer abgelassen wird.Depending on the load, the corresponding amount of compressed gas from the control fluid pressure chamber pressurized pre-chamber or storage chamber flows into the effective main compressed gas chamber or is drained from the latter.

Weitere Merkmale nach der Erfindung seien anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Darin zeigtFurther features according to the invention are based on several exemplary embodiments shown in the drawing described. In it shows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des neuen hydropneumatischen Federbeins in axialem Längsschnitt, 1 shows a first embodiment of the new hydropneumatic strut in axial longitudinal section,

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilausschnitt, jedoch mit in Yor- und Hauptkammer unterteiltem Druckgasraum und
Fig. 3 eine weitere Federbein-Ausführungsform in FIG. 2 shows a partial section corresponding to FIG. 1, but with a compressed gas chamber and divided into Yor and main chambers
Fig. 3 shows a further strut embodiment in

axialem Längsschnitt.axial longitudinal section.

Das in Fig. 1 abgebildete hydropneumatische Federbein mit selbsttätiger Kiveauregulierung besteht im wesentlichenaus dem mit Arbeitsflüssigkeit bzw. einen geeigneten Dämpfungsöl gefüllten Arbeitszylinder 1, dem darin gleitverschieblich geführten, mit ventilgesteuerten Drosselöffnungen 2 versehenen Arbeitskolben 3» der damit fest verbundenen einendig aus d em Arbeitszylinder T durch dessen unteres Abschlußstück 4 abdichtend herausgeführten Kolbenstange 5, der die Arbeitsflüssigkeit im Arbeitszylinder 1 unter hohen Druck stellenden Druckgaskammer 6, der oberhalb des oberen Zylinderabschlußstückes 7 gelegenen und von dem Außenrohr 8 und dessen Deckel 9 umschlossenen, mit Regal-1098U/11S7 The hydropneumatic suspension strut shown in Fig. 1 with automatic level control consists essentially of the working cylinder 1 filled with working fluid or a suitable damping oil, the working piston 3, which is slidably guided therein and provided with valve-controlled throttle openings 2, and the working piston 3, which is firmly connected at one end, from the working cylinder T through its lower end piece 4 sealingly led out piston rod 5, the compressed gas chamber 6 which places the working fluid in the working cylinder 1 under high pressure, the one above the upper cylinder end piece 7 and enclosed by the outer tube 8 and its cover 9, with shelf 1098U / 11S7

flüssigkeit teilweise gefüllten Vorratskammer TO und dem darin untergebrachten Elektromotor 11 sowie dem Elektromagneten 12.für das Abregelventil 13, das ebenso wie die von dem Elektromotor 11 betriebene Pumpe H ,mit ihren Ansaug-'-und Auslaßventilen 14' bzw·. H11 in dem Zylin&erabschlußstück 7 untergebracht ist. Die Druckgaskammer 6 wird durch die zwischen den Zylinderabschlußstücken 4, 7liquid partially filled storage chamber TO and the electric motor 11 accommodated therein as well as the electromagnet 12. for the regulating valve 13, which, like the pump H operated by the electric motor 11, with its suction -'- and outlet valves 14 'or ·. H 11 is housed in the cylinder end piece 7. The compressed gas chamber 6 is through the between the cylinder end pieces 4, 7

fc ausgespannte Schlauchmembran 15 gegenüber dem zwischen letzterer und dem Arbeitszylinderrohr 16 gelegenen Ringraum abgedichtet. Dieser Ringraum ist durch die etwa im ■mittleren Teil zwischen der Schlauchmembran 15 und dem Arbeitszylinderrohr 16 vorhandene Trennwand 17 flüssigkeitsdieht in zwei Ringräume 18, 19 unterteilt, von denen der untere Ringraum 18 über den Durchlaß 16' am unteren Ende des Zylinderro"hres 16 mit dem Inneren des Arbeitszylinders in ständiger Verbindung steht, mithin mit Arbeitsflüssigkeitfc stretched hose membrane 15 compared to the between the latter and the working cylinder tube 16 located annular space sealed. This annular space is through the approximately im ■ middle part between the hose membrane 15 and the Working cylinder tube 16 existing partition 17 liquid pulls divided into two annular spaces 18, 19, of which the lower annulus 18 over passage 16 'at the lower end of the cylinder tube 16 with the interior of the working cylinder is in constant contact, therefore with working fluid

. gefüllt ist und eine entsprechende Ausdehnungskammer bildet, wohingegen der obere Ringraum 19 als Regelflüssigkeits-Druekraum dient, der über die Pumpenventile H', H1' einerseits und die Abregelventilbohrung 13' andererseits in entsprechender Leistungsverbindung mit der die Regelflüssigkeit enthaltenden Vorratskammer 10 steht. Auf diese Weise wird die in der Vorratskammer 10 und im Druckraum befindliche Regelflüssigkeit, für die zweckmäßigerweise eine Flüssigkeit mit weithin temperaturunabhängiger Viskosität verwendet wird, von der im Arbeitszylinder und in der Ausdehnungskammer 18 befindlichen Arbeitsflüssigkeit. is filled and forms a corresponding expansion chamber, whereas the upper annular space 19 serves as a control fluid pressure chamber, which is connected to the supply chamber 10 containing the control fluid via the pump valves H ', H 1 ' on the one hand and the cut-off valve bore 13 'on the other. In this way, the control fluid located in the storage chamber 10 and in the pressure chamber, for which a fluid with a largely temperature-independent viscosity is expediently used, is separated from the working fluid located in the working cylinder and in the expansion chamber 18

bzw» dem Dämpfungsöl vollständig getrennte 1098U/1 157 or the damping oil completely separate 1098U / 1 157

Bei zusätzlicher Fahrzeugbela-dung wird zwecks Erreichung des ordnungsgemäßen Niveaus durch den mitbtels des nicht dargestellten Niveauschalters gesteuerten Elektromotor 11 die Pumpe 14 angetrieben, die von der in der Hauptanmeldung beschriebenen Bauart und Wirkungsweise ist<, Dadurch wird Regelflüssigkeit aus der Vorratskammer 10 in die Druckkammer 19 gefördert, die demzufolge über den oberen Teil der Schlauchmembran 15 das in der Kammer 6 vorhandene Druckgas komprimiert, das dann seinerseits über den unteren Teil 15' der Schlauchmembran die Arbeitsflüssigkeit in der Kammer 18 und damit auch im Arbeitszylinder 1 unter entsprechend höheren Druck setzt, wodurch die Kolbenstange 5 um ein entsprechendes Stück ausfährt und dadurch das gewünschte Niveau erreichen läßt. Wird dagegen das Fahrzeug entlastet, so wird über den durch den Niveauschalter gesteuerte Elektromagneten 12 das Abregelventil 13 geöffnet, wodurch eine entsprechende Regelflüssigkeitsmenge aus dem Druckraum 19 in die Vorratskammer 10 entweichen kann. Die dadurch bedingte Erniedrigung des Gasdrucks in der Kammer hat eine entsprechende Verringerung des Arbeitsflüssigkeitsdruckes zur Folge, wodurch die Kolbenstange 5 weiter einfahren kann, bis das gewünschte Niveau erreicht ist.In the event of additional vehicle loading, in order to achieve the correct level by the means of the level switch, not shown, controlled electric motor 11, the pump 14 driven by that in the parent application described design and mode of operation is <, This is control fluid from the storage chamber 10 in the The pressure chamber 19 is promoted, which is consequently present in the chamber 6 via the upper part of the hose membrane 15 Compressed gas is compressed, which in turn is via the lower Part 15 'of the hose membrane contains the working fluid in the Chamber 18 and thus also in the working cylinder 1 is put under a correspondingly higher pressure, whereby the piston rod 5 extends by a corresponding piece and thereby allows the desired level to be reached. On the other hand, it becomes the vehicle relieved, the regulating valve 13 is opened via the solenoid 12 controlled by the level switch, whereby a corresponding amount of regulating fluid can escape from the pressure chamber 19 into the storage chamber 10. the the resulting lowering of the gas pressure in the chamber has a corresponding reduction in the working fluid pressure as a result, whereby the piston rod 5 can continue to retract until the desired level is reached.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zwischen dem Arbeitszylinderrohr 16 und der Schlauchmembran 15 vorhandene Trennwand 17 mit einer sich radial nach außen bis an das Außenrohr 8 erstreckenden Verlängerung 17' versehen, in der sich eine enge Drosselbohrung 20 be-109 8 U/1.1 57 In the illustrated in Fig. 2 embodiment, between the working cylinder tube 16 and the tubular diaphragm 15 is known partition wall 17 is provided with a radially outward to extend to the outer tube 8 extension 17 ', in which a narrow throttle bore 20 Working 109 8 U /1.1 57

findete Durch diese Trennwand-Verlängerung 17' wird die zwischen der Schlauchmembran 15 und dem Außenrohr 8 gelegene Druckgaskammer in eine untere, die Arbeitsflüssigkeit bzw. deren Ausdehnungskammer 18 beaufschlagende Hauptkammer 21 und eine darüber gelegene, vom Regelflüssigkeits-Druckraum 19 beaufschlagte Yor- bzw. ,Speicherkammer 22 unterteilt* Durch die Drosselbohrung 20 kann in begrenztem Umfang Druckgas von der Vorkammer 22 in die Hauptkammer 21 und umgekehrt strömen, so daß sich auf die Dauer in beiden Kammern der gleiche statische Gasdruck einstellt. Jedoch ist dann aber für die im Fährbetrieb auftretenden, durch die relativ rasch erfolgenden Hubbewegungen der Kolbenstange 5 bedingte Federungsarbeit praktisch nur das in der Druckgas-Hauptkammer 21 befindliche Druckgas wirksam, das hier also bei Voll- wie auch Leerlast stets ein konstantes Volumen besitzt. Auf diese Weise bleibt die Kennung der Gasfederrate unabhängig von der Belastung des Fahrzeuges bzw. Federbeines, wodurch eine entsprechende Verbesserung des Federungskomforts erreicht wird. found Through this partition wall extension 17 'the between the hose membrane 15 and the outer tube 8 in a lower pressure gas chamber, the working fluid or main chamber 21 acting on its expansion chamber 18 and one above, from the control fluid pressure chamber 19 loaded Yor or storage chamber 22 divided * Through the throttle bore 20, compressed gas can to a limited extent from the antechamber 22 into the main chamber 21 and vice versa flow, so that in the long run in both chambers of the sets the same static gas pressure. However, then it is relative for those occurring in the ferry service Rapid stroke movements of the piston rod 5 caused suspension work practically only that in the main compressed gas chamber 21 located compressed gas is effective, which here always has a constant volume at full and empty load. In this way the identification of the gas spring rate remains regardless of the load on the vehicle or shock absorber, whereby a corresponding improvement in suspension comfort is achieved.

Das in Fig. 5 dargestellte hydropneumatische Federbein ist von grundsätzlich gleicher Beschaffenheit wie das in den vorbeschriebenen Figuren abgebildete Es ist insbesondere auch mit einem besonderen, von der Arbeitsflüssigkeit bzw ο dem Dämpf ungsöl vollständig getrennten Regelflüssigkeitekreis sowie mit einer in eine Haupt- und Vor- bzw. Speicherkammer unterteilten Druckgaskammer versehene DieThe hydropneumatic suspension strut shown in FIG. 5 is basically the same as that It is depicted in the above-described figures in particular also with a special one, from the working fluid or ο completely separate control fluid circuit from the damping oil as well as a die which is subdivided into a main chamber and an antechamber or storage chamber

Regelflüasigkeits-Vorratskammer 10 mitsamt dem in ihr be-1098U/1 157Regulatory fluid storage chamber 10 including the be-1098U / 1 in it 157

findlichen Elektromotor 11 und demsensitive electric motor 11 and the

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Elektromagneten 12 für das Abregelventil 13 befindet sich hier aber unterhalb des unteren Zylinderabschlußstückes 4, in welchem sich lediglich die durch den Motor 11 angetriebene Pumpe 14 befindet, wohingegen das Abregelventil 13. und die Ventilbohrung 13f im Boden 23' des den unteren Teil des Außenrohres 8 mit Abstand umgebenden Zylindertopfes 23 gelegen sind. Der zwischen dem Zylindertopf 23 und dem Außenrohr 8 vorhandene Kingraum ist durch den abdichtenden Ringtrennkolben 24 in zwei Ringkammern 25» 26 unterteilt, von denen die untere Kammer 25 den Regelflüssigkeits-Druckraum bildet, während die obere Ringkammer 26 mit Druckgas gefüllt ist und über die im Außenrohr 8 nahe oberhalb des Zylinderabschlußstückes 4 gelegene Drosselbohrung 27 mit der eigentlichen, über die Schlauchmembran 28 die Arbeitsflüssigkeit beaufschlagenden Druckgas-Haup tkammer 29 in Verbindung steht. Auch hier bildet also die Ringkammer 26 eine entsprechende Vor- bzw.Speicherkammer zur wirksamen Druckgas-Hauptkammer 29· Die von der Schlauchmembran 28 umgebene Ausdehnungskammer 30 ist mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt und steht über den am oberen Ende des Arbeitszylinderrohres 16 vorhandenen Kanal 161 mit dem Inneren des Arbeitszylinders 1 in ständiger Verbindung. Das obere Ende des Arbeitszylinderrohres 16 ist über das obere Zylinderabschlußstück 7 mit dem Außenrohr 8 verbunden, wobei das Abschlußstück 7 in seinem zentralen Teil die abgedichtete Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange 5 enthält und am unteren Ende seines Außenumfanges die Schlauch-The solenoid 12 for the regulating valve 13 is located below the lower cylinder end piece 4, in which only the pump 14 driven by the motor 11 is, whereas the regulating valve 13 and the valve bore 13 f in the bottom 23 'of the lower part of the outer tube 8 at a distance surrounding the cylinder pot 23 are located. The existing between the cylinder pot 23 and the outer tube 8 is divided by the sealing annular separating piston 24 into two annular chambers 25 »26, of which the lower chamber 25 forms the control fluid pressure chamber, while the upper annular chamber 26 is filled with compressed gas and via the Outer tube 8 located close above the cylinder end piece 4 throttle bore 27 is connected to the actual pressurized gas main chamber 29 which acts on the working fluid via the hose membrane 28. Here, too, the annular chamber 26 forms a corresponding preliminary or storage chamber for the effective main compressed gas chamber 29. The expansion chamber 30 surrounded by the hose membrane 28 is filled with working fluid and is connected to the interior via the channel 16 1 at the upper end of the working cylinder tube 16 of the working cylinder 1 in constant communication. The upper end of the working cylinder tube 16 is connected to the outer tube 8 via the upper cylinder end piece 7, the end piece 7 containing the sealed passage opening for the piston rod 5 in its central part and the hose at the lower end of its outer circumference.

10 9 814/115710 9 814/1157

membran 28 einspannt, die mit ihrem anderen Ende durch den hier vorgesehenen Befestigungsring 31 an dem Arbeitszylinderrohr 16 bzw. dessen unterem Abschlußstück 4 befestigt ist.The membrane 28 clamps the other end through the fastening ring 31 provided here on the working cylinder tube 16 or its lower terminator 4 is attached.

Auch bei dem Ausführungsrbeispiel nach Fig. 3 wird die Federungsrate praktisch nur durch das in der Hauptkammer 29 vorhandene Druckgas bestimmt, das dem verdrängten Kolbenstangenvolumen entgegenwirkt. Die Drosselbohrung 27, die auch als niveauabhängig steuerbares Ventil ausgebildet sein kann, läßt bei den dynamischen Bewegungen der Kolbenstange 5 kaum Druckgas hindurch, da die Bohrung 27 sehr klein ist und dämpfend wirkt. Soll bei Entlastung des Fahrzeuges der Druck in der Hauptkammer 29 reduziert werden, so wird über entsprechende Impulse vom Regler bzw. Niveauschalter her das elektromagnetisch betätigte Abregelventil 13 geöffnet, das aus der Druckkammer 25 Regelflüssigkeit in die Vorratskammer 10 zurückfließen läßt. Die G-asdruek-Vorkammer bzw. -Speicherkammer 26 dehnt sich dann entsprechend der abgelassenen Regelflüssigkeitsmenge aus, so daß sich.der Druck in der Hauptkammer 29 der gegenwirkenden Kraft der Kolbenstange 5 anpaßt und durch deren entsprechend weites Einfahren das Niveau wieder erreicht wird. Die statische Last wird auch im Stillstand dadurch gehalten, daß .das Auslaßventil 1.4'.r der Pumpe 14, die über das Rohr 32 mit der Regelflüssigkeits-Druckkammer 25 verbunden ist, ausreichend dicht ist.» Um die Pumpenventile gegen in der Regelflüssigkeit etwa vorhandene Verunreinigungen zu In the exemplary embodiment according to FIG. 3, too, the suspension rate is determined practically only by the compressed gas present in the main chamber 29, which counteracts the displaced piston rod volume. The throttle bore 27, which can also be designed as a level-dependent controllable valve, hardly lets through compressed gas during the dynamic movements of the piston rod 5, since the bore 27 is very small and has a damping effect. If the pressure in the main chamber 29 is to be reduced when the vehicle is relieved, the electromagnetically actuated cut-off valve 13 is opened via appropriate pulses from the controller or level switch, which allows control fluid to flow back into the storage chamber 10 from the pressure chamber 25. The gas pressure prechamber or storage chamber 26 then expands in accordance with the amount of control fluid drained, so that the pressure in the main chamber 29 adapts to the counteracting force of the piston rod 5 and the level is reached again by retracting it accordingly. The static load is also held at a standstill in that .the outlet valve 1.4 '. r of the pump 14, which is connected to the control fluid pressure chamber 25 via the pipe 32, is sufficiently tight. To protect the pump valves against any impurities that may be present in the control fluid

schützen, kann vor dem Ansaugventil 14' noch ein entspre-109 814/ 1157can protect, in front of the suction valve 14 'there is also a corresponding one

13483381348338

chendes, nicht dargestelltes Filter eingebaut sein.be installed accordingly, not shown filter.

Sofern statt der Drosselbohrung 27 ein niveauabhängig steuerbares Ventil vorhanden ist, kann über die !Pumpe 14, den Regelflüssigkeits-Druckraum 20 und den Trennkolben 24 in der Vor- bzw. Speicherkammer 26 auch ein entsprechend gröberer Druck als in der Hauptkammer 29 erzeugt bzw. gehalten werden. Wird beispielsweise das -Fahrzeug entladen und dabei zur Niveauregulierung das ^regelventil 13 bei geöffnetem Ventil 27 geöffnet, so daß die Regel flüssigkeit in die Vorratskammer 10 zurückfließen kann, so kann dann nach Schließen des Ventils 27 die Pumpe sofort wieder Regelflüssigkeit aus der Vorratskammer TO in die Druckkammer 25 pumpen, mithin in der dann abgeschlossenen Druckgas-Speicherkammer 26 ein eniqprechend höherer Gasdruck erzeugt werden. Wird sodann das Fahrzeug beladen, kann über das dann zu öffnende Ventil 27 das Druckgas aus der Speicherkammer 26 sofort in die Hauptkammer 29 einströmen, wodurch das Fahrzeug auf das gewünschte Niveau gebracht wird. Sofern dagegen anstelle eines steuerbaren Ventils lediglich eine einfache Drosselbohrung 27 vorhanden ist, muß bei einer Zuladung die Pumpe den Druck ausgleichen, d.h. die Niveauregulierung erfordert dann eine bestimmte, von der Förderleistung der Pumpe·abhängige Dauer,,If instead of the throttle bore 27, a level-dependent one controllable valve is present, can about the! pump 14, the control fluid pressure chamber 20 and the separating piston 24 in the antechamber or storage chamber 26 also has a corresponding one coarser pressure than in the main chamber 29 is generated or held. If, for example, the vehicle is unloaded and the ^ control valve is used to regulate the level 13 opened with the valve 27 open, so that the rule liquid can flow back into the storage chamber 10, so the pump can then immediately return control fluid from the storage chamber TO to the after closing the valve 27 Pump pressure chamber 25, therefore in the then closed pressure gas storage chamber 26 a correspondingly higher gas pressure be generated. If the vehicle is then loaded, the pressurized gas can immediately flow from the storage chamber 26 into the main chamber 29 via the valve 27, which is then to be opened, whereby the vehicle is brought to the desired level. If, on the other hand, instead of a controllable Valve only has a simple throttle bore 27, the pump must compensate for the pressure when loading, i.e. the level control then requires a certain level that depends on the delivery rate of the pump Duration,,

1 0 9 8 U / 1 1 5 71 0 9 8 U / 1 1 5 7

Claims (7)

' " Patentansprüche: '" Claims: ί 1. yHydropneumatisehes federbein mit selbsttätiger Niveauregulierung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Arbeitsflüssigkeit gefüllten Arbeitszylinder, einem darin glei-tverschieblich geführten Arbeitskolben mit einendig aus dem Arbeitszylinder abdichtend herausgeführter Kolbenstange, einer die Arbeitsflüssigkeit im Arbeitszylinder unter hohen Druck stellenden Druckgaskammer, einer ί 1. yHydropneumatic shock absorber with automatic level control, especially for motor vehicles, consisting of a working cylinder filled with working fluid, with a working piston that is slidably guided in it one end of the piston rod protruding sealingly from the working cylinder, a compressed gas chamber that places the working fluid in the working cylinder under high pressure, a ^ teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Vorratskammer, einem ihr vorgeschalteten Abregelventil und einer ihr nachgeschalteten Pumpe, die durch einen mittels eines in seine Stromzuleitung eingebauten Niveauschalters zu steuernden Elektromotor zu betreiben ist, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung ^ a storage chamber partially filled with liquid her upstream cut-off valve and a downstream pump, which by means of a in its power supply line built-in level switch to operate the electric motor to be controlled, according to patent. ... ... (patent application ■\ P 17 55 6.93.3) t d a'diir o.h g e k e η η ζ ei ohne t, daß die Verratskammer (10), das Abregelventil (13) und die Pumpe (14) .einen von der Arbeitsflüssigkeit getrennt angeordneten Regelflüssigkeitskreis bilden, der einen zwischen Pumpe ■ \ P 17 55 6.93.3) t d a'diir o.h g e k e η η ζ ei without t, that the treasury (10), the cut-off valve (13) and the Pump (14). Form a control fluid circuit arranged separately from the working fluid, the one between the pump - -'"■■■■ (H) und Abregelventil (13) gelegenen Regelflüssigkeits-Druck-- - '"■■■■ (H) and control valve (13) located control fluid pressure raum (19 bzw. 25) besitzt, der über ein bewegliches Trennor-. · gan (15 bzw. 24) die Druckgaskammer (6 bzw. 21,22 oder 26,29) beaufschlagt. ,space (19 or 25), which has a movable separator. Gan (15 or 24) the compressed gas chamber (6 or 21,22 or 26,29) applied. , 2. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Regelflüssigkeit von anderer Beschaffenheit als-die Arbeitsflüssigkeit (Dämpfungsöl) ist, insbesondere eine weitgehend temperaturunabhängige Viskosität besitzt.2. Hydropneumatic strut according to claim 1, d a d u r c h characterized that the control fluid of different quality than the working fluid (damping oil) is, in particular has a largely temperature-independent viscosity. 10981 4/11 5710981 4/11 57 19483381948338 3. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Pumpe (14) antreibende Elektromotor (11) sowie das Abregelventil (12,13) in der die Regelflüssigkeit enthaltenden Vorratskammer (10) untergebracht sind, die an dem dem Kolbenstangenaustrittsende gegenüber gelegenen Ende des Arbeitszylinders(1), vorzugsweise im oberen Teil des Federbeines angeordnet ist.3. Hydropneumatic strut according to claim 1 or 2, characterized in that the the Pump (14) driving electric motor (11) and the cut-off valve (12,13) are housed in the storage chamber (10) containing the control fluid, which is connected to the Piston rod exit end opposite end of the working cylinder (1), preferably in the upper part of the spring strut is arranged. 4. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgaskammer (6) durch eine eine Drosselöffnung (20 bzw. 27) oder eine Steuerventilbohrung enthaltende Trennwand (171 bzw. 24) in eine die Arbeitsflüssigkeit beaufschlagende Hauptkammer (21 bzw. 29) und in eine Vor- bzw. Speicherkammer (22 bzw. 26) unterteilt ist, die von dem Regelflüssigkeits-Druckraum (19 bzw. 25) beaufschlagt ist.4. Hydropneumatic strut according to claim 1, characterized in that the compressed gas chamber (6) through a throttle opening (20 or 27) or a control valve bore containing partition (17 1 or 24) in a main chamber acting on the working fluid (21 or 29 ) and is divided into a preliminary or storage chamber (22 or 26), which is acted upon by the control fluid pressure chamber (19 or 25). 5. Hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3,. mit einem den Arbeitszylinder mit Abstand umgreifenden und damit über Zylinderabschlußstücke verbundenen Außenrohr und einer dazwischen angeordneten Schlauchmembran, die mit dem Außenrohr die Druckgaskammer und mit dem Arbeitezylinderrohr eine mit dessen Arbeitsflüssigkeit in ständiger Verbindung stehende Arbeitsflüssigkeits-Ausdehnungskammer einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchmembran (15) etwa im mittleren Teil mit dem Arbeitszylinder (1) über eine trennwand (17) flüssigkeitsdicht verbunden ist,5. Hydropneumatic strut according to claims 1 to 3 ,. with an outer tube that encompasses the working cylinder at a distance and is thus connected via cylinder end pieces and a hose membrane arranged in between, which with the outer tube the compressed gas chamber and with the working cylinder tube includes a working fluid expansion chamber that is in constant communication with its working fluid, characterized in that the hose membrane (15) is connected in a liquid-tight manner to the working cylinder (1) via a partition wall (17) in approximately the middle part, 109814/1157109814/1157 wobei der zwischen dieser Trennwand und dem das Kolben-", stangendurßhtrittsende bildenden Zylinderabschlußstück (4) gelegene untere Ringraum (18) die Arbeitsflüssigkeits-Ausdehnungskammer bildet, dagegen der zwischen der Trennwand (17) und dem anderen, int^j. an Zylinderabschlußstück (7) gelegene obere Ringraum (19) als Regelflüssigkeits-Druckraum dient, der über die im inneren Zylinderabschlußstück (7) gelegene Pumpe (H) und die Abregelventi!bohrung (13') mit der zwischen dem inneren Zylinderabschlußstück (7) und dem oberen Deckel (9) des Außenrohres (8) befindlichen, den Pumpenantriebsmotor (11) und das Abregelventil (12,13) enthaltenden Vorratskammer (10) für die Regelflüssigkeit in Verbindung steht (Fig. 1).where the between this partition and the piston ", rod end forming cylinder end piece (4) located lower annulus (18) the working fluid expansion chamber forms, on the other hand that between the partition (17) and the other, int ^ j. on cylinder end piece (7) located upper annular space (19) serves as a control fluid pressure space, which is connected to the inner cylinder end piece (7) located pump (H) and the cut-off valve bore (13 ') with the between the inner cylinder end piece (7) and the upper cover (9) of the outer tube (8), the Pump drive motor (11) and the regulating valve (12, 13) containing the storage chamber (10) for the regulating liquid in Connection is (Fig. 1). 6. Hydropneumatisch.es Federbein nach den Ansprüchen 4 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Arbeitszylinderrohr (16) und Schlauchmembran (15) etwa in deren mittlerem Teil gelegene Trennwand (17) eine sich radial nach außen bis" an das Außenrohr (8) erstreckende, die Drosseloder Siaierventilbohrung (20) enthaltende Verlängerung (17*) aufweist, die die zwischen Schlauchmembran (15) und Außenrohr (8) gelegene Druckgaskammer in die untere, die Arbeitsflüssigkeit beaufschlagende Hauptkammer (21) und die darüber gelegene, vom Regelflüssigkeits-Druckraum (19) beaufschlagte Vor- bzw. Speicherkammer (22) unterteilt (Fig. 2).6. Hydropneumatik.es suspension strut according to claims 4 and 5> characterized in that the between Working cylinder tube (16) and hose membrane (15) located approximately in the middle part of the partition (17) a radially outward to "the outer tube (8) extending, the throttle or Extension (17 *) containing the valve bore (20) which the compressed gas chamber located between the hose membrane (15) and the outer tube (8) into the lower main chamber (21), which acts on the working fluid, and the one above it located, from the control fluid pressure chamber (19) acted on the pre or storage chamber (22) divided (Fig. 2). 7. Hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 4, mit einem den Arbeitezylinder mit Abstand umgreifenden und 7. Hydropneumatic strut according to claims 1 to 4, with a working cylinder encompassing at a distance and 109814/115 7109814/115 7 - -rr-Ί348338 - -rr-Ί348338 damit über Zylinderabschlußstücke verbundenen Außenrohr und einer dazwischen angeordneten Schlauchmembran, die mit dem Außenrohr die Druckgaskammer und mit dem Arbeitszylinder eine mit dessen Arbeitsflüssigkeit in ständiger Verbindung stehende Arbeitsflüssigkeits-Ausdehnungskammer einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Arbeitszylinderabschlußstück (4) und dem Außenrohrboden (23') die den Pumpenantriebsmotor (11) und das Abregelventil (12,13) enthaltende Regelflüssigkelts-Yorratsr kammer (10) angeordnet und in diesem Bereich um das Außenrohr (8) herum eine durch einen abdichtenden Ringtrennkolben (24)unterteilte Ringkammer vorgesehen ist, deren unterer Teil den Regelflüssigkeits-Druckraum (25) und deren oberer Teil die Gasdruek-Vor- bzw. Speicherkammer (26) bildet, welche ü'ber die im Außenrohr (8) in der Nähe des ftnteren Zylinderabschlußstückes (4) angeordnete Drossel- oder S"teuerventilbohrung (27) mit der Druckgas-Hauptkammer (29) in Verbindung steht (Fig. 3).outer tube connected to it via cylinder end pieces and a tube membrane arranged in between, which is connected to the Outer tube the compressed gas chamber and with the working cylinder one with its working fluid in constant connection includes standing working fluid expansion chamber, characterized in that between the inner working cylinder end piece (4) and the outer tube base (23 ') which the pump drive motor (11) and the Control fluid containing regulating valve (12, 13) Chamber (10) arranged and in this area around the outer tube (8) by a sealing ring separating piston (24) subdivided annular chamber is provided, the lower part of which is the control fluid pressure chamber (25) and the upper Part of the gas pressure preliminary or storage chamber (26) forms which Via the one in the outer tube (8) near the lower cylinder end piece (4) arranged throttle or control valve bore (27) is in communication with the main compressed gas chamber (29) (Fig. 3). 1098 U/1 1571098 U / 1 157
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