DE19719077C2 - Hydropneumatic suspension for vehicles - Google Patents
Hydropneumatic suspension for vehiclesInfo
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- DE19719077C2 DE19719077C2 DE1997119077 DE19719077A DE19719077C2 DE 19719077 C2 DE19719077 C2 DE 19719077C2 DE 1997119077 DE1997119077 DE 1997119077 DE 19719077 A DE19719077 A DE 19719077A DE 19719077 C2 DE19719077 C2 DE 19719077C2
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- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
- B60G17/0416—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics regulated by varying the resiliency of hydropneumatic suspensions
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a hydropneumatic suspension for vehicles the features of the preamble of claim 1.
Bekanntlich werden Federglieder für Federungen immer nach den größten auftretenden Belastungen ausgelegt. Nach unten, d. h. zu geringeren Belastungen hin ist eine hydropneumatische Federung dadurch begrenzt, daß irgendwann beim Ausfedern der Druck die Gasvorspannung unterschreitet, wodurch keine Federfunktion mehr vorhanden ist. Da diese Erscheinung auf jeden Fall vermieden werden muß, ist das Lastverhältnis vom beladenen zum unbeladenen Fahrzeug auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Hierbei ist unter den Ausdrücken "beladen" und "unbeladen" sowohl eine echte Beladung wie zum Beispiel bei Lastkraftwagen oder Fahrzeugen der Landtechnik wie Rübenrodern als auch eine Belastungsänderung im Sinne eines Anbaus und Abbaus von schweren Zusatzgeräten an Traktoren oder dergleichen zu verstehen. Es ist weiterhin bekannt, daß sich das Lastverhältnis vergleichsweise einfach dadurch vergrößern läßt, daß im Ringraum ein Druck im Sinne einer Vorlast aufgebaut und aufrecht erhalten wird, was üblicherweise durch den Anschluß eines hydropneumatischen Federungsgliedes an den Ringraum erfolgt. Eine weitere Vergrößerung läßt sich gemäß dem Oberbegriff dadurch erreichen, daß man den Druck im Ringraum in bestimmter Weise dem Druck im Kolbenraum anpaßt. Eine solche automatische Anpassung ist aus der DE-OS 17 55 095 bekannt geworden und erfolgt über ein stetig verstellbares Dreiwegeventil, welches einerseits von dem als konstant zu betrachtenden Zulaufdruck und andererseits über einen Hilfskolben und eine Gestängeübersetzung vom Druck im Arbeitsraum so gesteuert wird, daß bei Druckzunahme im Arbeitsraum Druckmittel aus dem Ringraum (im Extremfall auf den Druck Null, so daß keine Vorlast mehr vorhanden ist) abgelassen wird, während bei Druckabnahme im Arbeitsraum der Ringraum zwecks Druckerhöhung mit dem Zulauf in Verbindung gebracht wird. Die vollständige Reduktion der Vorlast erhöht zwar rein theoretisch das Lastverhältnis, bringt aber praktische Nachteile mit sich, da Hohlsogbildung im Ringraum entstehen kann. Das hydropneumatische Federungselement, üblicherweise ein Hydrospeicher, kommt bereits in einen ungünstigen Arbeitsbereich, wenn der Druck im Ringraum etwa auf die Höhe der Gasvorspannung abgesunken ist. Die Anordnung erfordert ein mehrteiliges Gestänge und die entsprechende Anbindung an das Dreiwegeventil. Der mechanische Aufwand ist beträchtlich und wegen des Gestänges mit seinen Umlenkpunkten ist auch mit einem beträchtlichen Einbauraum zu rechnen. Falls die Anordnung nicht voll gekapselt wird, muß außerdem gerade im landwirtschaftlichen Bereich mit Verschmutzung gerechnet werden, was zu erhöhten Reibungen in den Gelenken und damit zu Funktionsabweichungen führen kann.As is known, spring links for suspensions are always based on the largest occurring Designed for loads. Down, d. H. towards lower loads is one hydropneumatic suspension limited by the fact that at some point when the Pressure falls below the gas preload, which means that the spring no longer functions is available. Since this phenomenon must be avoided in any case, it is Load ratio from the loaded to the unloaded vehicle to a predetermined Value limited. Here, the terms "loaded" and "unloaded" are both a real load such as for trucks or vehicles of the Agricultural technology such as beet harvesters as well as a change in load in the sense of a Attaching and removing heavy additional equipment to tractors or the like understand. It is also known that the load ratio is comparatively can simply be increased in that a pressure in the sense of a preload in the annular space is built and maintained, which is usually done by connecting a hydropneumatic suspension member to the annulus. Another According to the preamble, enlargement can be achieved by printing in the annular space adapts the pressure in the piston space in a certain way. Such automatic adaptation has become known from DE-OS 17 55 095 and is carried out via a continuously adjustable three-way valve, which on the one hand is constant considering inlet pressure and on the other hand via an auxiliary piston and a Linkage translation is controlled by the pressure in the work area so that at Pressure increase in the work space pressure medium from the annular space (in extreme cases on the Pressure zero, so that there is no longer a preload), while at Decrease in pressure in the work area of the annulus in order to increase the pressure with the inlet in Is connected. The complete reduction of the preload increases theoretically the load ratio, but has practical disadvantages, because Hollow suction can occur in the annulus. The hydropneumatic Suspension element, usually a hydraulic accumulator, already comes in one unfavorable work area when the pressure in the annulus approximately at the level of Gas bias has dropped. The arrangement requires a multi-part linkage and the corresponding connection to the three-way valve. The mechanical effort is considerable and because of the linkage with its deflection points is also with a considerable installation space. If the arrangement is not fully encapsulated must also be in the agricultural area with pollution can be expected, which leads to increased friction in the joints and thus Functional deviations can result.
Eine Beeinflussung des Ringraumdruckes in Abhängigkeit vom Druck des Arbeitsraumes ist auch schon in der DE 41 20 758 A1 vorgeschlagen worden. Eine als 3/3-Wegeventil ausgebildete. Druckwaage wurde einerseits vom Druck des Arbeitsraums und in entgegengesetzter Richtung vom Druck des Ringraums gesteuert, derart, daß Druckmittel in den Ringraum strömen oder aus ihm abgelassen werden konnte bzw. der Ringraum abgesperrt war. Eine Druckwaage dieser Art steuert in Abhängigkeit von der Größe ihrer beiden Wirkflächen ein konstantes Druckverhältnis. Das bedeutet jedoch, daß eine Druckabnahme im Ringraum und damit eine Abnahme der Vorlast bei Druckerhöhung im Arbeitsraum im Sinne der Erfindung nicht möglich ist.Influencing the annulus pressure depending on the pressure of the Work space has also been proposed in DE 41 20 758 A1. One as 3/3-way valve trained. Pressure balance was on the one hand from the pressure of the Working space and controlled in the opposite direction by the pressure of the annular space, in such a way that pressure medium flows into the annular space or is released from it could or the annulus was cordoned off. A pressure compensator of this type controls in A constant pressure ratio depending on the size of their two active surfaces. However, this means that a decrease in pressure in the annulus and thus a decrease the preload is not possible in the sense of the invention when there is an increase in pressure in the work space.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine auf eine maximale Belastung ausgelegte hydropneumatische Federung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zwecks Vergrößerung des zulässigen Lastverhältnisses so auszugestalten, daß unter Verzicht auf elektronische oder elektrische Steuerungen und mechanische Betätigungs- oder Übersetzungsgestänge der Druck im Ringraum automatisch und ohne manuelle Eingriffe den Belastungsverhältnissen angepaßt wird, wobei sprunghafte Zustandsübergänge durch sprunghafte Druckwechsel vermieden werden sollen. Eine Entlastung des Ringraums auf Null soll vermieden werden und der mittlere Druck im ringraumseitigen Federungselement soll auch in einem Extremfall nur auf einen Wert abgesenkt werden, der einen ausreichenden Abstand zur Gasvorspannung hat. Die Ausgestaltung soll einfach, billig und funktionssicher sein und trotz voller Kapselung nach außen nur einen geringen Einbauraum benötigen. Weiterhin soll das angestrebte Ziel auch unabhängig von der Bauform der verwendeten Hydrospeicher erreicht werden.The object underlying the invention is therefore one on one Maximum load designed hydropneumatic suspension according to the generic term of claim 1 for the purpose of increasing the permissible load ratio to design that without electronic or electrical controls and mechanical actuation or transmission linkage the pressure in the annulus is automatically adapted to the load conditions without manual intervention, abrupt changes in state avoided by abrupt changes in pressure should be. Relief of the annulus to zero should be avoided and Average pressure in the suspension element on the annulus side should only be used in an extreme case be reduced to a value which is a sufficient distance from the Has gas bias. The design should be simple, cheap and reliable need only a small installation space despite full encapsulation. Farther the desired goal should also be independent of the design of the used Hydraulic accumulator can be reached.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention with the features of Claim 1.
Der Vorteil der Lösung besteht darin, mit Hilfe eines einfachen hydraulischen Bauteils und einer ebenso einfachen Schaltung den Druck im Ringraum ruck- und sprungfrei allein hydraulisch zu steuern und zwar in Abhängigkeit vom Druck im Arbeitsraum, wobei bei niedrigen Belastungen die Zusatzbelastung im Ringraum maximal ist und bei höheren Belastungen stetig bis auf einen Minimalwert verringert wird. Durch geeignete Wahl von Federvorspannungen und Federkonstanten sowie durch die Lage und ggf. Verstellbarkeit der Anschläge läßt sich der Druckverlauf im Ringraum vom Maximaldruck zum Minimaldruck und damit die Übergangscharakteristik in weiten Grenzen vorher bestimmen. The advantage of the solution is with the help of a simple hydraulic component and an equally simple circuit, the pressure in the annulus without jerk and jump can only be controlled hydraulically, depending on the pressure in the work area, the additional load in the annulus is maximum at low loads and at higher loads is steadily reduced to a minimum value. By suitable Choice of spring preloads and spring constants as well as by the position and if necessary Adjustability of the stops allows the pressure profile in the annulus from Maximum pressure to minimum pressure and thus the transition characteristics in a wide range Determine limits beforehand.
Anspruch 2 bezieht sich auf einen verstellbaren Anschlag zur Einstellung des Minimaldruckes im Ringraum. Claim 2 relates to an adjustable stop for setting the Minimum pressure in the annulus.
Anspruch 3 richtet sich auf Dämpfungsmaßnahmen zum Ausschalten dynamischer Laständerungen.Claim 3 is aimed at damping measures to switch off dynamic Load changes.
Anspruch 4 richtet sich auf ein entsperrbares Rückschlagventil, mit dessen Hilfe der Ringraum hermetisch dicht gesperrt werden kann.Claim 4 is directed to an unlockable check valve, with the help of Annulus can be hermetically sealed.
Anspruch 5 bezieht sich auf eine nur intermittierend bei statischen Laständerungen wirksam werdende Niveauregeleinrichtung.Claim 5 relates to an intermittent only with static load changes effective level control device.
Anspruch 6 bezieht sich auf ein Blockierventil, das wahlweise alle Druckanschlüsse mit der Druckquelle oder mit dem Rücklauf verbinden kann.Claim 6 relates to a check valve, which optionally all pressure connections can connect to the pressure source or to the return.
Die Erfindung wird anhand eines zum Teil symbolisch dargestellten Hydraulikplans sowie zweier zugehöriger Diagramme näher erläutert.The invention is based on a hydraulic symbol that is partially symbolically represented and two associated diagrams explained in more detail.
Fig. 1 zeigt einen mit Hilfe von Hydrauliksymbolen aufgestellten Hydraulikschaltplan für einen einzelnen Federungszylinder, wobei der Positionierkolben zur besseren Beschreibung seiner Funktion gegenständlich dargestellt ist. Fig. 1 shows an erected by means of hydraulic symbols hydraulic circuit diagram for an individual suspension cylinder, the positioning piston is shown representational for better description of its function.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in welchem für eine herkömmliche Federung der Druck im Hydrospeicher über der Achslast aufgetragen ist. Fig. 2 shows a diagram, in which for a conventional suspension, the pressure in the hydraulic accumulator is applied to the axle load.
Fig. 3 zeigt ein entsprechendes Diagramm für eine erfindungsgemäße Federung zur Darstellung des vergrößerten Lastbereiches. Fig. 3 shows a corresponding diagram for a suspension according to the invention to illustrate the enlarged load range.
Eine nicht näher dargestellte Druckquelle 1 liefert Druckmittel zum Anschluß P eines magnetbetätigten Blockierventils 2, das in seiner Schaltstellung a den Anschluß P mit einem weiteren Anschluß A verbindet, hingegen in seiner Schaltstellung b den Anschluß A mit einem Rücklaufanschluß T. Vom Anschluß A führt eine Leitung 3 zu einem Druckanschluß P1 eines Niveauregelventils 4, das über einen Exzenter 5 auf nicht näher dargestellte Weise den Abstand zwischen den gefederten und den ungefederten Massen eines Fahrzeuges abtastet und in eine bestimmte Stellung des Nockens übersetzt. In einer einem zu kleinen Abstand entsprechenden Schaltstellung a wird der Druckanschluß P1 mit einem Verbraucheranschluß A1 verbunden. In einer der gewünschten Niveaulage entsprechenden Schaltstellung 0 sind alle Anschlüsse gesperrt und in einer einem zu großen Abstand entsprechenden Schaltstellung b ist der Verbraucheranschluß A1 mit einem Rücklaufanschluß T1 verbunden. Vom Verbraucheranschluß A1 führt eine Leitung 6 zu einem entsperrbaren Rückschlagventil 7, das selbsttätig in Richtung auf eine Leitung 8 öffnet und in Gegenrichtung über eine von der Leitung 3 abzweigende Steuerleitung 9 entsperrt werden kann. Die Leitung 8 mündet in einem Arbeitsraum 10 eines Federungszylinders 11, der auf nicht näher dargestellte Weise zwischen den gefederten und ungefederten Massen eines Fahrzeuges angeordnet ist. Der Federungszylinder 11 besitzt einen den Arbeitsraum 10 abteilenden Kolben 12, der mit einer dicht nach außen geführten und einen Ringraum 13 abteilenden Kolbenstange 14 verbunden ist. An die Leitung 8 ist ein Hydrospeicher 15 als Federglied angeschlossen. Von der Leitung 3 zweigt eine Leitung 16 ab, die zu einem Hochdruckanschluß P2 eines Drei-Wege-Druckregelventils 17 führt, das weiterhin einen Niederdruckanschluß B und einen Rücklaufanschluß T2 besitzt. Gesteuert wird das Drei-Wege-Druckregelventil 17 über eine mit dem Niederdruckanschluß B in Verbindung stehende Steuerleitung 18, wobei der Steuerdruck auf nicht näher dargestellte Weise gegen eine Regelfeder 19 wirkt. Bekanntlich wirkt ein Drei-Wege-Druckregelventil so, daß eine Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluß P2 und dem Niederdruckanschluß B solange unter zunehmender Drosselung bestehen bleibt, bis ein vorbestimmter Niederdruck erreicht ist. Bei Überschreiten dieses Niederdruckes wird eine Verbindung vom Niederdruckanschluß B zu einem Rücklaufanschluß T2 hergestellt. Vom Niederdruckanschluß B führt eine Leitung 20 zu einem entsperrbaren Rückschlagventil 21, das in Richtung einer zum Ringraum 13 führenden Leitung 22 selbsttätig öffnet und in Gegenrichtung durch eine von der Leitung 3 abzweigende Steuerleitung 23 entsperrbar ist. An die Leitung 22 ist ein als Federglied dienender Hydrospeicher 24 angeschlossen. Die Regelfeder 19 stützt sich an einem als Stufenkolben ausgebildeten Positionierkolben 25 ab, dessen Teil 26 kleineren Durchmessers durch eine Dichtung 27 abgedichtet ist und mit der Regelfeder 19 in Kontakt kommt und dessen Teil 28 größeren Durchmessers durch eine Dichtung 29 abgedichtet ist und im übrigen mit einer ringförmigen Wirkfläche 30 einen den Teil 25 teilweise umgebenden Steuerraum 31 begrenzt. In den Steuerraum 31 mündet über eine als Dämpfungseinrichtung 32 dienende Drossel eine von der Leitung 8 abzweigende Steuerleitung 33. Der Teil 28 größeren Durchmessers wird von einer Positionierfeder 34 belastet, die sich an einem Gehäuse 35 abstützt. Der mögliche Hub des Positionierkolbens 25 wird durch einen im Gehäuse 35 verstellbaren Anschlag 36 in Form einer Stellschraube begrenzt. Bei fehlendem Druck im Steuerraum 31 wird der Positionierkolben 25 gegen einen gehäuseseitigen festen Anschlag 37 gedrückt. A pressure source 1 , not shown in more detail, supplies pressure medium to the connection P of a solenoid-operated blocking valve 2 , which connects the connection P in its switching position a to a further connection A, but in its switching position b connects the connection A to a return connection T. From connection A, a line leads 3 to a pressure connection P1 of a level control valve 4 , which scans the distance between the sprung and unsprung masses of a vehicle via an eccentric 5 in a manner not shown in detail and translates it into a specific position of the cam. In a switching position a corresponding to a too small distance, the pressure connection P1 is connected to a consumer connection A1. In a switch position 0 corresponding to the desired level position, all connections are blocked and in a switch position b corresponding to a large distance, the consumer connection A1 is connected to a return connection T1. A line 6 leads from the consumer connection A1 to an unlockable check valve 7 , which opens automatically in the direction of a line 8 and can be unlocked in the opposite direction via a control line 9 branching off the line 3 . The line 8 opens into a working space 10 of a suspension cylinder 11 , which is arranged in a manner not shown between the sprung and unsprung masses of a vehicle. The suspension cylinder 11 has a piston 12 which divides the working space 10 and which is connected to a piston rod 14 which leads tightly outwards and divides an annular space 13 . A hydraulic accumulator 15 is connected to line 8 as a spring member. A line 16 branches off from line 3 , which leads to a high-pressure connection P2 of a three-way pressure control valve 17 , which furthermore has a low-pressure connection B and a return connection T2. The three-way pressure control valve 17 is controlled via a control line 18 connected to the low pressure connection B, the control pressure acting in a manner not shown against a control spring 19 . As is known, a three-way pressure regulating valve acts in such a way that a connection between the high-pressure connection P2 and the low-pressure connection B remains under increasing throttling until a predetermined low pressure is reached. If this low pressure is exceeded, a connection from the low pressure connection B to a return connection T2 is established. A line 20 leads from the low-pressure connection B to an unlockable check valve 21 , which opens automatically in the direction of a line 22 leading to the annular space 13 and can be unlocked in the opposite direction by a control line 23 branching off the line 3 . A hydraulic accumulator 24 serving as a spring element is connected to the line 22 . The control spring 19 is supported on a positioning piston 25 designed as a stepped piston, the part 26 of smaller diameter is sealed by a seal 27 and comes into contact with the control spring 19 and the part 28 of larger diameter is sealed by a seal 29 and otherwise with a annular active surface 30 delimits a control chamber 31 partially surrounding the part 25 . A control line 33 branching off from line 8 opens into control chamber 31 via a throttle serving as damping device 32 . The part 28 of larger diameter is loaded by a positioning spring 34 which is supported on a housing 35 . The possible stroke of the positioning piston 25 is limited by an adjustable stop 36 in the form of an adjusting screw in the housing 35 . If there is no pressure in the control chamber 31 , the positioning piston 25 is pressed against a fixed stop 37 on the housing side.
Unter Verzicht auf die Beschreibung hinlänglich bekannter Niveauregeleinrichtungen wird zu Erläuterung der Funktion zunächst auf Fig. 2 verwiesen, in welcher der Druck in einem Arbeitsraum eines herkömmlichen Federungszylinders über der Achslast aufgetragen ist. Der Ausdruck "herkömmlich" soll hier die Bedeutung haben, daß entweder kein Ringraum vorhanden ist oder dieser als abgeschlossenes System mit einem angeschlossenen Hydrospeicher betrachtet wird. Unter der weiteren Voraussetzung, daß auch beim Ausfedern unter geringster Belastung die Gasvorspannung p0 des Hydrospeichers nicht unterschritten werden sollte (Fortfall jeglicher Federung, sprunghafte Änderung der Charakteristik, Anschlagen von Schließplatten oder Schließventilen innerhalb des Hydrospeichers usw.), kann eine Mindestlast von F1min nicht unterschritten werden, ohne die beschriebenen Nachteile in Kauf zu nehmen. Gegenüber der maximal möglichen Last Fmax ergibt sich somit ein vergleichsweises kleines Lastverhältnis Fmax/F1min.With the description of well-known level control devices being omitted, reference is first made to the explanation of the function in FIG. 2, in which the pressure in a working space of a conventional suspension cylinder is plotted against the axle load. The term "conventional" is intended here to mean that either there is no annulus or this is considered a closed system with a connected hydraulic accumulator. Provided that the gas preload p 0 of the hydraulic accumulator should not be fallen below even when rebounding under the slightest load (no suspension, sudden changes in characteristics, striking of locking plates or closing valves within the hydraulic accumulator, etc.), a minimum load of F1min cannot be undercut without accepting the disadvantages described. Compared to the maximum possible load Fmax, this results in a comparatively small load ratio Fmax / F1min.
Es soll nun unter Bezug auf die Fig. 1 und 3 beschrieben werden, wie man dieses Verhältnis vergrößern kann. Es wird vorausgesetzt, daß das Fahrzeug entsprechend einer Achslast F2min unbeladen sei und der sich bei dieser Belastung einstellende Druck im Arbeitsraum 10, der sich als Steuerdruck über die Steuerleitung 33 auch in den Steuerraum 31 fortpflanzt, auch zusammen mit der Kraft der Regelfeder 19 nicht in der Lage ist, die Vorspannung der Positionierfeder 34 zu überwinden. Der Positionierkolben 25 liegt daher an seinem Anschlag 37 und verleiht der Regelfeder 19 ihre größte Vorspannung. Der sich auf Grund dieser Vorspannung am Niederdruckanschluß B und damit auch im Ringraum 13 einstellende Niederdruck sei mit PNDmax bezeichnet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, würde eine von Null ansteigende Achslast ohne Beaufschlagung des Ringraums einen der von Null ansteigenden gestrichelten Linie entsprechenden Druck im Arbeitsraum 10 ergeben, was genau den Verhältnissen der Fig. 2 entsprechen würde. Durch die Zusatzbelastung im Ringraum 13 durch den Druck PNDmax ergibt sich ein höherer Druck im Arbeitsraum 10 entsprechend der Voll-Linie 1-2, wobei im Punkt 2 schließlich erstmals die Vorspannung der Positionierfeder 34 überwunden wird. Das bedeutet, daß sich der Positionierkolben 25 vom Anschlag 37 löst und die Regelfeder 19 dadurch Gelegenheit zu einer Entspannung hat. Eine geringer gespannte Regelfeder 19 bedeutet aber gleichzeitig eine Verringerung des Niederdrucks. Der Niederdruck erreicht dabei seinen geringsten Wert bei maximaler Entspannung der Regelfeder 19, d. h., wenn der Positionierkolben 25 am Anschlag 36 anschlägt und keinen weiteren Hub mehr machen kann. Der Niederdruck ist dann von PNDmax auf PNDmin abgefallen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Analog zu diesem Abfall fällt auch die Zusatzkraft im Ringraum 13, so daß der Druckanstieg im Arbeitsraum 10 entsprechend der Linie 2-3 etwas flacher verläuft, als es dem Anstieg der Achslast entsprechen würde. Da sich der Positionierkolben (25) bei weiter steigender Achslast nicht mehr weiter bewegen kann, bleibt die Vorspannung der Regelfeder 19 und damit auch der Niederdruck PNDmin konstant. Je näher man PNDmin gegen Null streben läßt, was sich durch Variation des Anschlages 36 bewerkstelligen läßt, um so enger nähert sich die Druckkennlinie 3-4 der gestrichelten Kennlinie. Das bedeutet, daß man im oberen Druckbereich mit einem geringfügig angehobenen Druckniveau und einem etwas breiter gespreizten dynamischen Bereich rechnen muß. Eindeutig ersichtlich ist in jedem Fall, daß die Achslast F2min, bei welcher der dynamische Bereich die Gasvorspannung p0 zu unterschreiten beginnt, wesentlich geringer ist als die Achslast F1min einer herkömmlichen Federung. Wichtig ist, daß man nach erfolgter statischer Belastungsänderung durch Schalten des Blockierventils 2 sowohl Arbeitsraum 10 wie auch Ringraum 13 von der Druckquelle 1, aber auch vom Rücklauf trennen kann, so daß ein permanenter Energiefluß nicht nötig ist. Die Dichtheit wird durch die entsperrbaren Rückschlagventile 7 und 21 sowie durch die Dichtungen 27 und 29 gewährleistet. Da klar ist, daß eigentlich nur statische Belastungsänderungen zu einer Verstellung des Positionierkolbens 25 führen sollten, ist die Dämpfungseinrichtung 32 in der Steuerleitung 33 vorgesehen, welche dynamische Druckänderungen, wie sie z. B. durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, glätten soll. Es ist weiterhin klar, daß die Abbildungen nur die prinzipiellen Zusammenhänge erläutern sollten und insofern verschiedene konstruktive Ausführungen und schaltplanmäßige Variationen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. How to increase this ratio will now be described with reference to FIGS. 1 and 3. It is assumed that the vehicle is unloaded in accordance with an axle load F2min and that the pressure in the work space 10 which arises under this load and which also propagates as control pressure via the control line 33 into the control space 31 , also not together with the force of the control spring 19 is able to overcome the bias of the positioning spring 34 . The positioning piston 25 is therefore at its stop 37 and gives the control spring 19 its greatest bias. The low pressure which arises on account of this preload at the low pressure connection B and thus also in the annular space 13 is referred to as PNDmax. As can be seen from FIG. 3, an axle load that increases from zero without loading the annular space would result in a pressure in the working space 10 that corresponds to the dashed line rising from zero, which would correspond exactly to the conditions of FIG. 2. The additional load in the annular space 13 due to the pressure PNDmax results in a higher pressure in the working space 10 corresponding to the full line 1-2, with point 2 finally overcoming the preload of the positioning spring 34 for the first time. This means that the positioning piston 25 detaches from the stop 37 and the control spring 19 thus has the opportunity to relax. A less tensioned control spring 19 also means a reduction in the low pressure. The low pressure reaches its lowest value with maximum relaxation of the control spring 19 , ie when the positioning piston 25 strikes the stop 36 and can no longer make a further stroke. The low pressure then dropped from PNDmax to PNDmin, as can be seen from FIG. 3. Analogously to this drop, the additional force in the annular space 13 also falls, so that the pressure increase in the working space 10 is somewhat flatter according to the line 2-3 than it would correspond to the increase in the axle load. Since the positioning piston ( 25 ) can no longer move when the axle load continues to increase, the preload of the control spring 19 and thus also the low pressure PNDmin remains constant. The closer one can strive for PNDmin to zero, which can be accomplished by varying the stop 36 , the closer the pressure characteristic curve 3-4 approaches the dashed characteristic curve. This means that one has to reckon with a slightly higher pressure level and a somewhat wider dynamic range in the upper pressure range. In any case, it is clearly evident that the axle load F2min, at which the dynamic range begins to fall below the gas preload p 0 , is significantly lower than the axle load F1min of a conventional suspension. It is important that after the static load change has taken place, by switching the blocking valve 2, both the working space 10 and the annular space 13 can be separated from the pressure source 1 , but also from the return line, so that a permanent energy flow is not necessary. The tightness is ensured by the unlockable check valves 7 and 21 and by the seals 27 and 29 . Since it is clear that actually only static changes in load should lead to an adjustment of the positioning piston 25 , the damping device 32 is provided in the control line 33 , which dynamic pressure changes, such as z. B. caused by bumps in the road, smoothen. It is furthermore clear that the figures should only explain the basic relationships and, in so far, various constructive designs and circuit-diagram variations are possible without leaving the scope of the invention.
11
Druckquelle
Pressure source
22nd
Blockierventil
Blocking valve
33rd
Leitung
management
44th
Niveauregelventil
Level control valve
55
Exzenter
eccentric
66
Leitung
management
77
Entsperrbares Rückschlagventil
Unlockable check valve
88th
Leitung
management
99
Steuerleitung
Control line
1010th
Arbeitsraum
working space
1111
Federungszylinder
Suspension cylinder
1212th
Kolben
piston
1313
Ringraum
Annulus
1414
Kolbenstange
Piston rod
1515
Hydrospeicher
Hydraulic accumulator
1616
Leitung
management
1717th
Drei-Wege-Druckregelventil
Three-way pressure control valve
1818th
Steuerleitung
Control line
1919th
Regelfeder
Rule spring
2020th
Leitung
management
2121
entsperrbares Rückschlagventil
unlockable check valve
2222
Leitung
management
2323
Steuerleitung
Control line
2424th
Hydrospeicher
Hydraulic accumulator
2525th
Positionierkolben
Positioning piston
2626
Teil
part
2727
Dichtung
poetry
2828
Teil
part
2929
Dichtung
poetry
3030th
Wirkfläche
Effective area
3131
Steuerraum
Control room
3232
Dämpfungseinrichtung
Damping device
3333
Steuerleitung
Control line
3434
Positionierfeder
Positioning spring
3535
Gehäuse
casing
3636
Anschlag
A Anschluß
A1 Verbraucheranschluß
B Niederdruckanschluß
P Anschluß
P1 Druckanschluß
P2 Hochdruckanschluß
T Rücklaufanschluß
T1 Rücklaufanschluß
T2 Rücklauf
a Schaltstellung
b Schaltstellung
0 Schaltstellung
attack
A connection
A1 consumer connection
B low pressure connection
P connection
P1 pressure connection
P2 high pressure connection
T return connection
T1 return connection
T2 return
a switch position
b Switch position
0 switch position
Claims (6)
- a) mindestens einem doppeltwirkenden Federungszylinder zwischen den gefederten und ungefederten Massen mit einem kolbenseitigen Arbeitsraum und einem kolbenstangenseitigen Ringraum,
- b) einem mit dem Arbeitsraum wirkungsmäßig verbundenen oder verbindbaren hydropneumatischen Federglied,
- c) einem weiteren, mit dem Ringraum in Wirkverbindung stehenden hydropneumatischen Federglied,
- d) einer den Arbeitsraum in Abhängigkeit von Abstandsänderungen zwischen den gefederten und ungefederten Massen entweder mit einer Druckquelle zwecks Vergrößerung des Abstandes oder mit einem Rücklauf zwecks Verkleinerung des Abstandes in Verbindung bringenden Niveauregeleinrichtung,
- e) sowie einer Einrichtung zu einer vorbestimmten statischen Druckänderung im Ringraum in Abhängigkeit vom Druck im Arbeitsraum,
- a) der Ringraum (13) mit dem Niederdruckanschluß (B) eines Drei-Wege- Druckregelventils (17) verbunden ist, dessen Steuerkolben vom Druck des Niederdruckanschlusses (B) gegen die Kraft einer Regelfeder (19) derart beaufschlagt wird, daß bei Unterschreiten eines von der Vorspannung der Regelfeder (19) abhängigen Regeldruckes der Niederdruckanschluß (B) mit einem Hochdruckanschluß (P2) verbunden wird und bei Überschreiten des Regeldruckes der Niederdruckanschluß (B) mit einem Rücklauf (T2) verbunden wird,
- b) wobei die Regelfeder (19) ihr Widerlager an einem dicht geführten Positionierkolben (25) findet, der innerhalb eines Steuerraumes (31) eine von einem Steuerdruck gegen die Kraft einer Positionierfeder (34) beaufschlagbare Wirkfläche (30) besitzt,
- c) welcher Steuerdruck im wesentlich der Druck des Arbeitsraumes (10) ist,
- d) wobei die Positionierfeder (34) eine Vorspannung und eine Federkonstante besitzt, die größer sind als jene der Regelfeder (19), und so bemessen werden, daß sich der Positionierkolben (25) bei einem ersten Arbeitsdruck an einem ersten (37), der Regelfeder (19) eine maximale Vorspannung verleihenden Anschlag befindet und nach Zunahme des Arbeitsdruckes um einen vorbestimmten Betrag sich an einem gegenüberliegenden (36), der Regelfeder (19) eine minimale Vorspannung verleihenden Anschlag befindet.
- a) at least one double-acting suspension cylinder between the sprung and unsprung masses with a piston-side working space and a piston rod-side annular space,
- b) a hydropneumatic spring element which is operatively connected or connectable to the work space,
- c) a further hydropneumatic spring element which is operatively connected to the annular space,
- d) a level control device which connects the working space as a function of changes in distance between the sprung and unsprung masses either with a pressure source for increasing the distance or with a return for reducing the distance,
- e) and a device for a predetermined static pressure change in the annular space as a function of the pressure in the working space,
- a) the annular space ( 13 ) is connected to the low pressure connection (B) of a three-way pressure control valve ( 17 ), the control piston of which is acted upon by the pressure of the low pressure connection (B) against the force of a control spring ( 19 ) in such a way that when the pressure falls below one the low pressure connection (B) is connected to a high pressure connection (P2) depending on the pre-tension of the control spring ( 19 ) and if the control pressure is exceeded the low pressure connection (B) is connected to a return (T2),
- b) the control spring ( 19 ) finds its abutment on a tightly guided positioning piston ( 25 ) which has an active surface ( 30 ) within a control chamber ( 31 ) which can be acted upon by a control pressure against the force of a positioning spring ( 34 ),
- c) which control pressure is essentially the pressure of the working space ( 10 ),
- d) wherein the positioning spring ( 34 ) has a bias and a spring constant that are greater than that of the control spring ( 19 ), and are dimensioned so that the positioning piston ( 25 ) at a first working pressure on a first ( 37 ), the Control spring ( 19 ) is a maximum prestressing stop and after increasing the working pressure by a predetermined amount is on an opposite ( 36 ), the control spring ( 19 ) is a minimum prestressing stop.
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