DE19635879C2

DE19635879C2 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung

Info

Publication number: DE19635879C2
Application number: DE1996135879
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: DE19635879A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes, hydropneumatisches Fe derbein mit innerer Niveauregelung, mit einem mit Dämpfungsmittel gefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in die sem verschiebbaren Kolben am Ende einer, über eine Kolbenstangenführung nach außen geführte Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange dient, wobei durch die Federbe wegungen Dämpfungsmittel von einer Niederdruckkammer in eine Hochdruck kammer förderbar ist.

Es sind bereits selbstpumpende, hydropneumatische Federbeine (z. B. DE-OS 44 16 641) bekannt, bei denen ein Dämpfungskolben in Arbeitszylinder ver schiebbar angeordnet ist und unter dem Druck von Gaspolstern steht. Der Hohl raum einer Kolbenstange ist dabei als Pumpenzylinder ausgebildet und von einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange beaufschlagt. Beim Ausfah ren der Kolbenstange wird Dämpfungsmittel aus einem Reserveraum über ein Ventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein weiteres Ventil in den Arbeitsraum gefördert. Üblicherweise sind die Innenbauteile im Außen rohr unter Vorspannung aufgenommen. Die Kolbenstangenführung wird dadurch extrem belastet, da sie nicht nur die Vorspannung der Innenbauteile abstützen muß, sondern zusätzlich noch den beladungsabhängigen Innendruck des hy dropneumatischen Federbeines. Aus Festigkeitsgründen ist deshalb das Bauvo lumen der Kolbenstangenführung entsprechend groß ausgeführt.

Darüber hinaus sind selbstpumpende, hydropneumatische Federbeine bekannt (z. B. EP-OS 0.059.621), bei denen der Arbeitszylinder mit Dämpfungsmittel gefüllt ist und bei denen der Arbeitszylinder mit Druck von Gaspolstern beauf schlagt wird. Es muß dabei insbesondere die Membran durch den am Arbeitszy linder gehaltenen Boden und durch die Distanzhülse 32 einerseits und anderer seits durch die auf den Arbeitszylinder aufgefädelte Zwischenwand während des Einschiebens in Position gehalten werden. Auch die Membran kann nur in die Zwischenwand eingeknöpft werden, bevor die Distanzhülse auf dem Arbeitszy linder aufgefädelt wird und die Ringnut der Zwischenwand noch zugänglich ist, das heißt außerhalb des Außenrohres. Ebenso muß das Einknöpfen der Mem bran an der Kolbenstangenführung zu diesem Zeitpunkt vor dem Einschieben der Bauteile in das Außenrohr erfolgen.

Weitere hydropneumatische Federbeine (z. B. DE 195 47 535 A1) mit innerer Niveauregelung sind bekannt, bei denen auf dem Arbeitszylinder ein Boden und eine die Hochdruckkammer von der Niederdruckkammer trennende Zwischen wand aufgefädelt sind, während eine Distanzhülse fehlt und die Kolbenstangen führung nur schematisch dargestellt ist, so daß die Neuheit des Anmeldungsge genstandes gegenüber dieser Entgegenhaltung gewährleistet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstpumpendes, hydropneumatisches Feder bein zu schaffen, das nicht nur kostengünstig und einfach ausgeführt ist, son dern daß verschiedene, innerhalb des Außenrohres angeordnete Bauteile zu einer Baugruppe zusammengefaßt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf dem Arbeitszylinder ein Boden, eine die Hochdruckkammer von der Niederdruck kammer trennende Zwischenwand und eine an der Kolbenstangenführung sich direkt oder indirekt abstützende Distanzhülse zur Bildung einer vormontierten Baueinheit aufgefädelt sind, wobei der Arbeitszylinder gegenüber der Kolben stangenführung und die Kolbenstangenführung gegenüber dem Außenrohr form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist, wobei zur anderen Seite hin der Bo den, ohne weitere axiale Abstützung gegenüber dem Außenrohr, die Teile un verlierbar hält.

Vorteilhaft ist hierbei, daß ein dünnwandiges Bauteil z. B. aus Blech verwendet werden kann, welches über zwei zylindrische Bereiche eine derart spezielle Formgebung und Kaltverfestigung erhalten hat, daß dieses Bauteil trotz relativ dünner Wandung sehr stabil ist. Der Öffnungsbereich, welcher sich zum Innen raum stufig vergrößert, läßt sich hinterschnittfrei herstellen, so daß nicht nur eine Dichtung, eine Lagerbuchse und der Arbeitszylinder aufgenommen werden kann, sondern daß darüber hinaus der Innendruck die Dichtung in Richtung der Dichtungsaufnahme beaufschlagt.

Zur Erzielung einer Baueinheit ist vorgesehen, daß der Arbeitszylinder und die Kolbenstangenführung über ein Gewinde miteinander verbunden sind. Vorteil haft ist hierbei, daß diese Baueinheit in das Außenrohr eingebracht werden kann, so daß nach anschließendem Zurollen des Außenrohres ein funktionsfä higes Federbein hergestellt ist.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß der Arbeitszylinder und die Kolbenstangenführung über eine Verstemmung miteinander verbunden sind.

Eine günstige Variante sieht vor, daß der Arbeitszylinder und die Kolbenstan genführung über einen Sicherungsring miteinander verbunden sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung besteht die Verbindung aus einer Verstem mung und einem zusätzlichen Sicherungsring.

Um weitere Bauteile zu einer Baueinheit zusammenzufassen, ist vorgesehen, daß zwischen dem Außenrand der Kolbenstangenführung und der, die Nieder druckkammer von der Hochdruckkammer trennenden Zwischenwand eine Di stanzhülse angeordnet ist.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung, daß im zusammengebauten Zustand und sobald die Hochdruckkammer mit entsprechendem Innendruck beaufschlagt ist, die Zwischenwand auf der der Distanzhülse gegenüberliegenden Seite vom Druck der Hochdruckkammer nach der Montage in ihrer Position gehalten wird.

Zusätzlich ist vorgesehen, daß dem Arbeitszylinder zwischen der Zwischenwand und dem Boden ein axial beweglicher Trennkolben zugeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß sämtliche Innenteile auf dem Arbeitszylinder aufgefädelt sind, wo bei zur einen Seite der Boden die Teile unverlierbar hält, während zur anderen Seite hin die Kolbenstangenführung die Fixierung der Teile übernimmt.

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

Es zeigt:

Fig. 1 und 1a ein selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein im Schnitt,

Fig. 2 sämtliche Innenteile des Federbeines auf dem Arbeitszylinder aufgefä delt und unverlierbar gehalten

Fig. 3 ein Außenrohr zur Aufnahme der Innenteile gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Teilschnitt, bei dem der Arbeitszylinder mit der Kolbenstangenfüh rung verschraubt ist,

Fig. 5 einen weiteren Teilschnitt, bei dem der Arbeitszylinder mit der Kolben stangenführung verschweißt ist,

Fig. 6 und 7 einen Teilschnitt, bei dem Arbeitszylinder und Kolbenstangenfüh rung mittels Sprengring und Verstemmung miteinander verbunden sind.

Das in Fig. 1 dargestellte, selbstpumpende, hydropneumatische Federbein mit innerer Niveauregelung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 2 des Federbeins 1, in dem ein Dämpfungskolben 18 am Ende einer hohlen Kolbenstange 5 gleitet. Der Arbeitszylinder 2 ist auf der einen Seite durch einen Boden 16 und auf der anderen Seite durch eine Kolbenstangenfüh rung 6 abgeschlossen, durch die die hohle Kolbenstange 5 abgedichtet nach außen tritt. Das Federbein 1 ist mittels Befestigungsteilen am Aufbau eines Fahrzeuges sowie an der Achse eines Fahrzeuges in nicht dargestellter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 2 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit Dämp fungsmittel und zum Teil mit Gas gefüllten Niederdruckkammer 7 umgeben; im entgegengesetzten Bereich ist der Arbeitszylinder 2 von einer Hochdruckkam mer 8 umgeben, welche in einen dämpfungsmittelgefüllten Bereich 8a und in einen gasgefüllten Bereich 8b mittels eines Trennkolbens 17 unterteilt ist.

Im völlig abgeregelten, das heißt im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 7 und in der Hochdruckkammer 8 gleicher Druck. Der Arbeitszylinder 2 ist stirnseitig über Ventile 19 gedrosselt und/oder gedämpft mit der Hochdruckkammer 8 in Verbindung. Der Dämpfungskolben 18 ist mit Rück schlagventilen zur Steuerung des Federbeines versehen, wobei der Arbeitszy linder 2 in seinem Stirnbereich mit einer Pumpenstange 3 versehen ist. Die Pumpenstange 3 wird durch eine Öffnung des Dämpfungskolbens 18 hindurch geführt und bildet zusammen mit dem Hohlraum der hohlen Kolbenstange 5 eine Pumpe.

Die Wirkungsweise des Federbeines erfolgt in der Weise, daß beim Eintauchen der Pumpenstange 3 in die hohle Kolbenstange 5, das heißt in den Pumpenzy linder 4, das im Pumpenraum 4 der Kolbenstange 5 befindliche Dämpfungsmittel aufgrund der Rückschlagventile im Dämpfungskolben 18 in den oberen Teil des Arbeitszylinders 2 gefördert wird und von da über die Ventile 19 das Gaspolster 8b in der Hochdruckkammer 8 beaufschlagt. Beim Ausfahren der Kolbenstange 5 wird, wiederum gesteuert durch die Ventile im Dämpfungskolben 18 aus der Niederdruckkammer 7 über entsprechende Öffnungen, Dämpfungsmittel in den Pumpenzylinder 4 der hohlen Kolbenstange 5 angesaugt. Nach Erreichen des gewünschten Niveaus wird ein weiteres Pumpen durch den konischen Bereich der Pumpenstange 3 unterbunden.

Die Kolbenstangenführung 6 besitzt eine Öffnung 9, in der eine Dichtung 10, eine Lagerbuchse 20 sowie der Arbeitszylinder 2 in einer stufenförmig sich vergrößernden Öffnung aufgenommen sind. Die Öffnung 9 ist zum Arbeitszylin der 2 hin hinterschnittfrei ausgebildet. Nach Aufnahme dieser Bauteile wird die Kolbenstangenführung 6 gegenüber dem Arbeitszylinder 2 durch einen Siche rungsring 13 sowie einer Verstemmung 12 axial unverschiebbar fixiert.

Am Außenradius der Kolbenstangenführung 6 ist in einem Ansatz eine Distanz hülse 15 angeordnet, die der Abstützung der Zwischenwand 14 dient. Die Zwi schenwand 14 trennt die Niederdruckkammer 7 gegenüber der Hochdruckkam mer 8, wobei durch Zuhilfenahme zweier Dichtungen der Druck in der Hoch druckkammer 8 die Zwischenwand 14 gegen die Distanzhülse 15 in ihrer Positi on hält.

In der Fig. 2 sind die Innenteile des Federbeines 1 dargestellt, wobei auf dem Arbeitszylinder 2 der Boden 16, der Trennkolben 17, die Zwischenwand 14, die Distanzhülse 15 über der Kolbenstangenführung 6 gehalten sind. Innerhalb des Arbeitszylinders 2 befinden sich der Dämpfungskolben 18, die Pumpenstange 3, die hohle Kolbenstange 5, welche über die Dichtung 10 abgedichtet durch die Kolbenstangenführung 6 nach außen heraustritt. Alle Bauteile sind zusammen auf dem Arbeitszylinder 2 aufgefädelt und durch den Sicherungsring 13 sowie der Verstemmung 12 unverlierbar gehalten.

Die aus Fig. 2 entnehmbare Baueinheit wird komplett in das in Fig. 3 darge stellte Außenrohr 21 eingebracht, wobei sich die Kolbenstangenführung an einem Ansatz 22 auf der Innenseite des Außenrohres 21 abstützt, so daß an schließend der überstehende Bereich des Außenrohres 21 über die Kolben stangenführung 6 gebördelt, gerollt oder dergleichen formschlüssig verbindbar ist.

Aus der Fig. 4 ist als Einzelheit eine Ausführung im Schnitt dargestellt, bei der der Arbeitszylinder 2 über ein Gewinde 11 mit der Kolbenstangenführung 6 verbunden ist.

In der Fig. 5, rechte Bildhälfte wird eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der der Arbeitszylinder 2 über eine Schweißung 23 mit der Kolbenstangenfüh rung 6 verbunden ist.

Aus der Fig. 6 ist eine Ausführungsform gemäß der Fig. 1 oder 2 dargestellt, wobei der Kolbenstangenführung ein Anschlagpuffer 24 zugeordnet ist. Die Fig. 7 dagegen besitzt an ihrer Kolbenstangenführung 6 einen Aufnahmering zum Einknüpfen eines Faltenbalges 25.

Bezugszeichenliste

1

- Federbein

2

- Arbeitszylinder

3

- Pumpenstange

4

- Pumpenzylinder

5

- Kolbenstange

6

- Kolbenstangenführung

7

- Niederdruckkammer

8

- Hochdruckkammer

9

- Öffnung

10

- Dichtung

11

- Gewinde

12

- Verstemmung

13

- Sicherungsring

14

- Zwischenwand

15

- Distanzhülse

16

- Boden

17

- Trennkolben

18

- Dämpfungskolben

19

- Ventile

20

- Lagerbuchse

21

- Außenrohr

22

- Ansatz

23

- Schweißung

24

- Anschlagpuffer

25

- Faltenbalg

Claims

1. Selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveau regelung, mit einem mit Dämpfungsmittel gefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in diesem verschiebbaren Kolben am Ende einer, über eine Kolbenstangenführung nach außen geführ ten Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylin der befestigten Pumpenstange dient, wobei durch die Federbewegungen Dämpfungsmittel von einer Niederdruckkammer in eine Hochdruckkam mer förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Arbeitszylinder (2) ein Boden (16), eine die Hochdruckkammer (8) von der Niederdruckkammer (7) trennende Zwischenwand (14) und eine an der Kolbenstangenführung (6) sich direkt oder indirekt abstützende Di stanzhülse (15) zur Bildung einer vormontierten Baueinheit aufgefädelt sind, wobei der Arbeitszylinder (2) gegenüber der Kolbenstangenführung (6) und die Kolbenstangenführung (6) gegenüber dem Außenrohr (21) form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist, wobei zur anderen Seite hin der Boden (16), ohne weitere axiale Abstützung gegenüber dem Außenrohr (21), die Teile unver lierbar hält.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (2) und die Kolbenstangenführung (6) über ein Ge winde (11) miteinander verbunden sind.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (2) und die Kolbenstangenführung (6) über eine Ver stemmung (12) miteinander verbunden sind.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (2) und die Kolbenstangenführung (6) über einen Si cherungsring (13) miteinander verbunden sind.

5. Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus einer Verstemmung (12) und einem zusätzlichen Si cherungsring (13) besteht.

6. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrand der Kolbenstangenführung (6) und der, die Niederdruckkammer (7) von der Hochdruckkammer (8) trennenden Zwi schenwand (14) eine Distanzhülse (15) angeordnet ist.

7. Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (14) auf der der Distanzhülse (15) gegenüberliegen den Seite vom Druck der Hochdruckkammer (8) nach der Montage in ihrer Position gehalten wird.

8. Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Arbeitszylinder (2) zwischen der Zwischenwand (14) und dem Bo den (16) ein axial beweglicher Trennkolben (17) zugeordnet ist.