DE19545661C1

DE19545661C1 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung

Info

Publication number: DE19545661C1
Application number: DE19545661A
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: JPH09184533A; US5713562A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Fe derbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem eine durch die Federbewegungen angetriebene Pumpe zur Niveauregelung aus einer unter geringerem Druck stehenden Niederdruckkammer in eine ständig von der jeweiligen Federkraft des Federbeins belastete Hochdruckkammer för dert und bei dem das Dämpfungsmittel bei Überschreiten einer vorgegebenen Niveauhöhe über eine Abregeleinrichtung in die Vorratskammer zurückfließen kann.

Es sind bereits derartige selbstpumpende hydropneumatische Federbeine mit innerer Niveauregelung bekannt (z. B. GB-PS 1.035.509), bei denen die Pumpe ohne eine Pumpenstange auskommt, wobei durch die Federbewegungen das Dämpfungsmittel zur Niveauregelung aus einer unter geringerem Druck stehen den Niederdruckkammer in eine ständig von der jeweiligen Federkraft des Fe derbeins belastete Hochdruckkammer gefördert wird. Zum Druckausgleich von der Hochdruckkammer zur Niederdruckkammer (Fig. 1) wird ein aufwendiges Überlastventil benötigt, wobei eine derartige Konstruktion einen entsprechend großen axialen Bauraum benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstpumpendes hydropneumatisches Feder bein so weiterzubilden, daß eine einfache, selbsttätig arbeitende, druck- und/oder wegabhängige Abregeleinrichtung aus wenigen einfachen Bauteilen geschaffen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Ab regeleinrichtung eine Ausnehmung zwischen dem Arbeitsraum und der Nieder druckkammer vorgesehen ist, die über ein magnetisch beaufschlagbares Schließelement steuerbar ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Ablaßbohrung in einem antimagnetischen Zylin derrohr (oder auch in einem antimagnetischen Teilbereich des Zylinderrohres) von einem magnetisch beaufschlagbaren Schließelement gesteuert wird. Im Zusammenspiel mit der Kolbenstange übernimmt das Schließelement eine das Gerät schützende Überlastfunktion. Bei Überfahren der Ablaßbohrung durch den Kolben kann das Dämpfungsmittel von der Hochdruckkammer in den Nie derdruckraum fließen.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß dem Schließ element ein Magnet zugeordnet ist und/oder das Schließelement mindestens teilweise aus magnetischem Werkstoff besteht. Mit Vorteil ist dabei als Magnet ein Permanentmagnet vorgesehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Arbeitszylinder im Bereich der Abregeleinrichtung aus antimagnetischem Werkstoff besteht.

Zur einwandfreien Funktion, bei der das Schließelement mit einem Permanent magneten versehen ist, ist vorgesehen, daß mindestens der, der Abregelein richtung zugewandte Bereich der Kolbenstange aus magnetischem Werkstoff besteht.

Nach einer fertigungstechnisch günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß als Ausnehmung eine Bohrung vorgesehen ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Schließelement ein Dichtelement auf. Mit Vorteil weist das Dichtelement einen gummielastischen Bereich auf.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß das Schließelement an einem federnd mit dem Arbeitszylinder verbundenen Teil angeordnet ist.

Bei Einstellung einer entsprechenden Magnetkraft läßt sich das Schließelement druckabhängig oder wegabhängig öffnen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche matisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 und 2 jeweils einen Schnitt durch ein selbstpumpendes hydropneumati sches Federbein.

Fig. 3 bis 6 verschiedene Ausführungsformen des Schließelementes jeweils im Querschnitt dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende hydropneumatische Federbein besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 13, der Kolbenstange 12, dem Kolben 6 sowie der Niederdruckkammer 1 und der Hochdruckkammer 4. Die Hochdruckkammer 4 ist über den Ringtrennkolben 19 in eine Gaskammer 20 und die mit Dämpfungsmedium gefüllte Kammer 4 unterteilt. Zwischen der Kol benstange 12 und dem Arbeitszylinder 13 befindet sich der Pumpraum 3, wel cher über die Abregeleinrichtung 7 mit der Niederdruckkammer 1 verbunden ist, gleichzeitig ist das Rückschlagventil 2 zur Strömungsverbindung der Nieder druckkammer 1 mit dem Pumpraum 3 vorgesehen.

Aus dem Pumpraum 3 ist desweiteren über das Rückschlagventil 5 eine Strö mungsverbindung zur Hochdruckkammer 4 vorhanden. Die Fig. 1 zeigt ein Federbein in der Hochpumpphase, wobei das Dämpfungsmittel aus der Nieder druckkammer 1 über das Rückschlagventil 2 in den Pumpraum 3 fließt. Die unter Gasvorspannung stehende Hochdruckkammer 4 hält das Rückschlagventil 5 in Schließposition und beaufschlagt die Fläche des Kolbens 6. In der Zugstufe schließt das Rückschlagventil 2 und das Dämpfungsmedium aus dem Pumpraum 3 gelangt über das Rückschlagventil 5 in die Hochdruckkammer 4. Durch Ein- und Ausfedern der Kolbenstange 12 wird das Dämpfungsmedium ständig von der Niederdruckkammer 1 in die Hochdruckkammer 4 gepumpt.

Die Abregeleinrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einem federnden Teil 8 und dem eigentlichen Schließelement 9, welches über ein Dichtelement 10 die Ausnehmung 11 des Arbeitszylinders 13 verschlossen hält.

In der in Fig. 1 dargestellten Hochpumpphase wird das als Permanentmagnet ausgebildete Schließelement 9 von der Kolbenstange 12 beaufschlagt und ver schließt somit die Ausnehmung 11. Der Permanentmagnet kann in seiner Magnetkraft so gewählt werden, daß ab einem bestimmten Druck im Pumpraum 3 die Ausnehmung 11 geöffnet wird. Ab diesem Zeitpunkt wird das Dämpfungs medium vom Pumpraum 3 nicht mehr in die Hochdruckkammer 4 gepumpt, son dern direkt in die Niederdruckkammer 1. Darüber hinaus verhindert die Ab regeleinrichtung 7 das Eindringen von dem in der Niederdruckkammer 1 befind lichen Gas in den Pumpraum 3.

Die Fig. 2 zeigt ein Federbein in der Abregelphase, die Kolbenstange 12 be findet sich zusammen mit dem Kolben 6 unterhalb der Ausnehmung 11, so daß sich der Permanentmagnet der Abregeleinrichtung 7 nicht mehr im Wirkungsfeld der Kolbenstange befindet. Bei entsprechendem Druck im Hochdruckraum 4 öffnet nun das Schließelement 9 und gibt die Ausnehmung 11 frei, so daß sich zwischen der Hochdruckkammer 4 und der Niederdruckkammer 1 ein entspre chender Druckausgleich stattfinden kann.

Die Fig. 3 zeigt im Querschnitt den Arbeitszylinder 13, den Pumpraum 3 sowie die Kolbenstange 12. Im Arbeitszylinder 13 ist die Ausnehmung 11 angeordnet, welche durch die Abregeleinrichtung 7 beaufschlagt wird. Das Schließelement 9 ist dabei direkt als Permanentmagnet ausgebildet und an einer in Umfangsrich tung verlaufenden federnden Teil 8 mit dem Arbeitszylinder 13 verbunden. Das Schließelement 9 ist dabei direkt gesteuert, da das Schließelement 9 als Per manentmagnet ausgebildet und die Ausnehmung 11 direkt beaufschlagt. Die Kolbenstange 12 ist dabei aus magnetischem Werkstoff aus Vollmaterial oder als rohrförmiges Bauteil ausgeführt.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführung einer Abregeleinrichtung 7 dargestellt, bei der wiederum der Arbeitszylinder 13 die Ausnehmung 11 aufweist, mit dem Unterschied, daß das Schließelement 9 im Abstand von der Ausnehmung 11 angeordnet ist, wobei zwischen der Befestigung des federnden Teiles 8 am Arbeitszylinder 13 und dem als Permanentmagnet ausgebildeten Schließele ment 9 ein Dichtelement 10 die Ausnehmung 11 steuert. Da der Permanentma gnet in Form des Schließelementes 9 von der Ausnehmung 11 beabstandet ist, ist die Ausnehmung 11 entsprechend schmutzunempfindlich. Eventuell anfal lende metallische Partikel setzen sich nicht im Bereich der Ausnehmung 11 sondern im Bereich des Permanentmagneten ab.

Eine weitere Ausführungsform einer Abregeleinrichtung 7 ist in Fig. 5 darge stellt, bei der die Ausnehmung 11 im Arbeitszylinder 13 durch ein antimagneti sches Bauteil 14 verlängert wird, wobei diesem antimagnetischem Bauteil das Dichtelement 10 zugeordnet ist. Das Schließelement 9 ist wiederum als Perma nentmagnet in Ringform ausgebildet und ist mit dem Dichtelement 10 über das Gehäuse 15 verbunden, wobei das federnde Teil 8 als Federscheibe ausgebil det ist und das Dichtelement 10 unter leichter Vorspannung in Schließstellung auf der Ausnehmung 11 hält.

Eine weitere Ausführungsform einer Abregeleinrichtung 7 ist in Fig. 6 darge stellt, wobei der Arbeitszylinder 13 von einem zylindrischen antimagnetischen Bauteil 16 umgeben ist, welches gleichzeitig das Gehäuse 15 des Schließele mentes 9 bildet. Das Schließelement 9 enthält wiederum den Permanent magneten sowie das Dichtelement 10 und wird vom federnden Teil 8 in Form einer Spiralfeder beaufschlagt. Das Gehäuse 15 ist dabei mit einer Öffnung 17 zum Durchtritt des Dämpfungsmediums aus dem Pumpraum 3 versehen.

Bezugszeichenliste

1 Niederdruckkammer
2 Rückschlagventil
3 Pumpraum
4 Hochdruckkammer
5 Rückschlagventil
6 Kolben
7 Abregeleinrichtung
8 federndes Teil
9 Schließelement
10 Dichtelement
11 Ausnehmung
12 Kolbenstange
13 Arbeitszylinder
14 antimagnetisches Bauteil
15 Gehäuse
16 zylindrisches antimagnetisches Bauteil
17 Öffnung
18 Arbeitsraum
19 Ringtrennkolben
20 Gaskammer

Claims

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveau regelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem eine durch die Federbe wegungen angetriebene Pumpe zur Niveauregelung aus einer unter geringe rem Druck stehenden Niederdruckkammer in eine ständig von der jeweiligen Federkraft des Federbeins belastete Hochdruckkammer fördert und bei dem das Dämpfungsmittel bei Überschreiten einer vorgegebenen Niveauhöhe über eine Abregeleinrichtung in die Vorratskammer zurückfließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß als Abregeleinrichtung (7) eine Ausnehmung (11) zwischen dem Arbeits raum (18) und der Niederdruckkammer (1) vorgesehen ist, die über ein magnetisch beaufschlagbares Schließelement (9) steuerbar ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schließelement (9) ein Magnet zugeordnet ist und/oder das Schließelement (9) mindestens teilweise aus magnetischem Werkstoff be steht.

3. Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnet ein Permanentmagnet vorgesehen ist.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (13) im Bereich der Abregeleinrichtung (7) aus anti magnetischem Werkstoff besteht.

5. Federbein nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der der Abregeleinrichtung (7) zugewandte Bereich der Kol benstange (12) aus magnetischem Werkstoff besteht.

6. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausnehmung (11) eine Bohrung vorgesehen ist.

7. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (9) ein Dichtelement (10) aufweist.

8. Federbein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (10) einen gummielastischen Bereich aufweist.

9. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (9) an einem federnd mit dem Arbeitszylinder (13) verbundenen Teil (8) angeordnet ist.

10. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (9) druckabhängig öffnet.

11. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (9) wegabhängig öffnet.