DE19922877A1 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung - Google Patents
Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer NiveauregelungInfo
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Abstract
Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Dämpfungskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die Federbewegungen angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch eine in der hohlen Kolbenstange angeordneten Steuerhülse gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Pumpeneinlaßventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit der Niederdruckkammer verbindet und daß zwischen der Steuerhülse und einem mit der Hochdruckkammer in Verbindung stehenden Kanal ein Pumpenauslaßventil vorgesehen ist, wobei zwischen dem von der Steuerhülse und der Pumpenstange gebildeten Pumpenraum und der Hochdruckkammer ein Überlastventil vorgesehen ist, welches bei einem vorbestimmten Druckgefälle von der Hochdruckkammer in Richtung des Pumpenraumes durchströmbar ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Fe
derbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem
ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer an
geordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder,
der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Dämpfungskolben
in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die Federbewegungen an
getriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruck
kammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzy
linder durch eine in der hohlen Kolbenstange angeordneten Steuerhülse gebil
det ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein
Pumpeneinlaßventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung
mit der Niederdruckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der
Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregel
öffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit der
Niederdruckkammer mündenden Abregelkanal verbindet und daß zwischen der
Steuerhülse und einem mit der Hochdruckkammer in Verbindung stehenden Ka
nal ein Pumpenauslaßventil vorgesehen ist.
Es sind bereits selbstpumpende hydropneumatische Federbeine bekannt (z. B.
DE-PS 36 30 757), bei denen der Hohlraum der Kolbenstange zusammen mit
einer Pumpenstange einen Pumpenraum bildet, wobei die Pumpenstange mit
einem Saugventil zur Verbindung mit dem Niederdruckraum und der Pumpen
raum mit einem Druckventil zur Verbindung mit dem Hochdruckraum versehen
ist. Durch die Federbewegungen eines Fahrzeuges wird dabei aus dem Nieder
druckraum über den Hohlraum der Pumpenstange und dem Saugventil Dämp
fungsmittel in den Pumpenraum gesaugt und von dort bei eintauchender Kolbenstange in den Arbeitszylinder wird das Dämpfungsmittel vorbei am Druck
ventil in den hochdruckseitigen Arbeitsraum gefördert. Dieser Vorgang erfolgt so
lange, bis das Fahrzeugniveau erreicht ist. Nach Erreichen des Fahrzeugni
veaus wird über eine Abregelöffnung der Pumpvorgang unterbrochen. Es hat
sich in der Praxis herausgestellt, daß auch bei bestimmten Lastzuständen, das
heißt bei überladenem Fahrzeug die Pumpfunktion aus Sicherheitsgründen un
terbrochen werden sollte.
Darüber hinaus sind selbstpumpende hydropneumatische Federbeine bekannt
(DE-PS 14 30 536), bei denen ebenfalls eine durch die Federbewegungen des
Fahrzeuges angetriebene Pumpe zur Niveauregelung Dämpfungsmittel aus ei
ner unter geringerem Druck stehenden Vorratskammer in eine ständig von der
jeweiligen Federkraft des Federbeins belasteten Hochdruckkammer gefördert
wird und bei dem diese Dämpfungsflüssigkeit bei Überschreiten einer vorgege
benen Niveauhöhe ebenfalls über eine Abregeleinrichtung in die Vorratskammer
zurückfließen kann. In eine von der hohlen Kolbenstange gebildeten Pumpen
kammer taucht ein Pumpenkolben ein, der in der Bodenplatte kardanisch befe
stigt ist. Diese Pumpenkammer ist über ein Saugventil mit einer Ringkammer
und über ein Druckventil mit einer Arbeitskammer verbunden. Ein Kanal im
Pumpenkolben mündet in die Aussparung im Boden des Gehäuses, gegenüber
der Pumpenkammer ist der Kanal durch ein federbelastetes Überdruckventil
verschlossen, dessen Öffnungsdruck mit Hilfe einer Stellschraube einstellbar ist.
Nachteilig ist hierbei jedoch, daß hier die Position des Überlastventiles in der
Pumpenstange nur in der dargestellten Anordnung von Hochdruck- und Nieder
druckkammern in Verbindung mit einem dichtenden, Hoch- und Niederdruck
trennenden Arbeitskolben möglich ist und dieser Funktionsaufbau wesentliche
Einschränkungen im Aufbau von Zugstufendämpfungen mit sich bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, funktionssichere und unempfindli
che Niveauregelungseinrichtung zu schaffen, bei der nicht nur eine einwandfreie
Funktionsfähigkeit, sondern bei der auch zusätzlich noch eine ausreichende
Überlastsicherung geschaffen wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen
dem von der Steuerhülse und der Pumpenstange gebildeten Pumpenraum und
der Hochdruckkammer ein Überlastventil vorgesehen ist, welches bei einem
vorbestimmten Druckgefälle von der Hochdruckkammer in Richtung des Pum
penraumes durchströmbar ist.
Übersteigt, z. B. infolge Überladung des Fahrzeuges der Druck in der Hoch
druckkammer den Öffnungsdruck des Überlastventils, so kann Öl aus der Hoch
druckkammer in die Pumpenkammer strömen. Ein weiterer Druckanstieg in der
Hochdruckkammer ist auch dann nicht möglich, wenn die Abregelbohrung durch
die Steuerhülse verschlossen ist und das Fahrzeug seine vorbestimmte Niveau
höhe noch nicht erreicht hat. Vorteilhaft ist hierbei, daß bei quasistatischer
Überlastung, z. B. infolge längerer Kurvenfahrt, kein Öl aus der Hochdruckkam
mer in die Niederdruckkammer gelangt, da der Pumpenraum, in den das Über
lastventil mündet, durch das Pumpeneinlaßventil gegenüber der Niederdruck
kammer verschlossen ist. Unerwünschte Hochdruckverluste, die die Fahr
zeugstabilität und Parallelität beeinflussen könnten werden vermieden.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Überlastventil eine
federbelastete Scheibe vorgesehen ist oder daß als Überlastventil eine federbe
lastete Kugel vorgesehen ist.
Fertigungstechnisch ist von Vorteil, daß das Überlastventil und das Pumpenein
laßventil einen gemeinsamen Ventilkörper aufweisen, der in kompakter Bauwei
se relativ einfach herzustellen ist.
Darüber hinaus ist vorgesehen, daß das Überlastventil mindestens eine dezen
trale Bohrung des Ventilkörpers beaufschlagt.
Eine Ausführungsform des Überlastventils sieht vor, daß die Federvorspannung
über Absätze in der Steuerhülse als fixe Größe erfolgt.
Eine weitere Ausführung sieht vor, daß die daß die Federvorspannung des
Überlastventiles mittels in Nuten der Federabstützung eingreifenden Verstem
mungen der Steuerhülse einstellbar gestaltet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Druckventil und
das Überlastventil einen gemeinsamen Ventilkörper aufweisen.
Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor, daß das Pumpenauslaß
ventil eine zentrale Öffnung des Ventilkörpers beaufschlagt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche
matisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Ni
veauregelung im Schnitt,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Druck-Überlastventiles als Einzelheit,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Überlastventils im Schnitt.
Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende hydropneumatische Federbein für
Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1, indem ein
Dämpfungskolben 2 am Ende einer Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeitszylinder
1 ist auf der einen Seite durch einen Boden 4 und auf der anderen Seite durch
einen Deckel 5 abgeschlossen, durch den die Kolbenstange 3 abgedichtet nach
außen tritt. Der Boden 4 des Außenrohres 20 ist mittels eines Befestigungsstif
tes 6 am Aufbau des Fahrzeuges und die Kolbenstange 3 mittels eines Befesti
gungsauges 7 an der Achse des Fahrzeuges in nicht gezeigter Weise befestigt.
Der Arbeitszylinder 1 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit Öl und zum Teil mit
Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 8 in
eine Hochdruckkammer 9, 11 und eine Niederdruckkammer 10, 13 unterteilt ist.
Die Hochdruckkammer 9, 11 ist durch eine Membran 12 in einen Öl- und einen
Gasraum getrennt. In der Niederdruckkammer 10 sind Öl und ein Niederdruck
gaspolster 13 nicht voneinander getrennt. Der Ölspiegel 14 ist angedeutet. Im
völlig abgeregelten, das heißt nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der
Niederdruckkammer 10, 13 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 11, 9.
Der stirnseitige, innere Arbeitsraum 15 zwischen dem Dämpfungskolben 2 und
dem Boden 4 steht mit dem Ölraum 11 der Hochdruckkammer über einen Kanal
17 in Verbindung. Der stirnseitig zwischen dem Dämpfungskolben 2 und dem
Deckei 5 angeordnete Arbeitsraum 16 ist über Dämpfungsventile im Dämp
fungskolben 2 mit dem stirnseitigen Arbeitsraum 15 des Arbeitszylinders 1 ver
bunden.
Am Boden 4 ist eine Pumpenstange 27 befestigt, die zusammen mit einer im
Hohlraum der Kolbenstange 3 befindlichen Steuerhülse 25, die als Pumpenraum
21 wirkt, eine Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufe
nen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 3
betätigen diese Ölpumpe, die ständig Öl, gesteuert durch das Pumpeneinlaß
ventil 22, aus der Niederdruckkammer 10 über das Pumpenauslaßventil 23
durch den Kanal 24 in den Arbeitszylinder 1 fördert. Dadurch werden der Ar
beitskolben 2, die Kolbenstange 3 mit der Steuerhülse 25 so lange auswärts
geschoben, bis die Abregelöffnung 18 der Pumpenstange 27 eine Verbindung
zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und dem Nieder
druckraum 10 freigibt, so daß dadurch die Abregelfunktion einsetzt. Die Nieder
druckkammer 10 steht über den Hohlraum 26, der Pumpenstange 27 und dem
Saugrohr 19 mit dem Arbeitsraum 15 in Verbindung.
Zur Gewährleistung eines Überlastschutzes, die bei bestimmten Lastzuständen
die Pumpfunktion außer Kraft setzen soll, ist das Pumpenauslaßventil 23 zu
sätzlich mit einem Überlastventil 28 versehen.
Das Überlastventil 28 sowie das Pumpenauslaßventil 23 sind in der Fig. 2 nä
her dargestellt. Die Kolbenstange 3 ist mit einer Steuerhülse 25 versehen, deren
koaxialer Abstand zueinander den Kanal 24 bildet. Auf der Stirnseite der Steu
erhülse 25 ist der Ventilkörper 33 über eine im Bohrungsgrund der Kolbenstan
ge 3 abgestützte Feder 34 axial fixiert. Das Pumpenauslaßventil 23 weist eine
Scheibe 29 auf, die federbelastete ist und die die im Zentrum des Ventilkörpers
33 befindliche Öffnung steuert. Taucht die Pumpenstange 27 in den Pumpen
raum 21 ein, gibt die Scheibe 29 des Pumpenauslaßventils 23 die Öffnung 30
gegen die Feder 35 frei, Öl strömt aus dem Pumpenraum 21 über den Kanal 24
in den hochdruckseitigen Arbeitsraum 15 (Fig. 1) und über den Kanal 17 in die
Hochdruckkammer 9, 11. Der Druck gegen die Hochdruckgaskammer 11 steigt
und die Kolbenstangenausfahrkraft nimmt zu.
Bis zu einem vorbestimmten Druckgefälle bleibt dabei das Überlastventil 28 ge
schlossen.
Wird der Zustand erreicht, daß während der Auswärtsbewegung der Pumpen
stange 27 der Druck des hochdruckseitigen Arbeitsraumes 15 über die außer
mittig angeordneten Bohrungen 32 des Ventilkörpers 33 eine höhere Kraft auf
die Scheibe 31 aufbringt als die vorgespannte Feder 36 entgegensetzt, öffnet
die Scheibe 31 gegenüber dem Ventilkörper 33 und es erfolgt ein Druckaus
gleich zwischen dem Pumpenraum 21 und dem hochdruckseitigen Arbeitsraum
15. Die weitere Förderung von Öl aus dem Niederdruckraum 10 über das Pum
peneinlaßventil 22 ist damit unterbrochen, der Druck der Hochdruckkammer 9,
11 steigt nicht mehr an.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung eines einstellbaren Überlastventils 28. Die Vor
spannung der Feder 36 wird bei der Montage bestimmt und mittels in Nuten der
Federabstützung 38 eingreifenden Verstemmungen fixiert. Alternativ zu einer
Scheibe 31 ist hier eine federbelastete Kugel 40 als Ventilabdeckung darge
stellt.
1
Arbeitszylinder
2
Dämpfungskolben
3
Kolbenstange
4
Boden
5
Deckel
6
Befestigungsstift
7
Befestigungsauge
8
Zwischenwand
9
Hochdruckkammer
10
Niederdruckkammer
11
Hochdruckkammer
12
Membran
13
Niederdruckkammer
14
Ölspiegel
15
Arbeitsraum
16
Arbeitsraum
17
Kanal
18
Abregelöffnung
19
Saugrohr
20
Außenrohr
21
Pumpenraum
22
Saugventil
23
Pumpenauslaßventil
24
Kanal
25
Steuerhülse
26
Hohlraum
27
Pumpenstange
28
Überlastventil
29
Scheibe
30
Öffnung
31
Scheibe
32
Bohrung
33
Ventilkörper
34
Feder
35
Feder
36
Feder
37
Absatz
38
Federabstützung
39
Verstemmung
40
Kugel
Claims (8)
1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveaurege
lung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck
mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder
wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder, der durch einen von einer
hohlen Kolbenstange getragenen Dämpfungskolben in zwei Arbeitsräume
unterteilt wird, mit einer durch die Federbewegungen angetriebenen und Öl
aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen
Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch eine in
der hohlen Kolbenstange angeordneten Steuerhülse gebildet ist, in die eine
am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Pumpenein
laßventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der
Niederdruckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der
Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregel
öffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit der
Niederdruckkammer mündenden Abregelkanal verbindet und daß zwischen
der Steuerhülse und einem mit der Hochdruckkammer in Verbindung stehen
den Kanal ein Pumpenauslaßventil vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem von der Steuerhülse (25) und der Pumpenstange (27)
gebildeten Pumpenraum (21) und der Hochdruckkammer (9/11) ein Über
lastventil (28) vorgesehen ist, welches bei einem vorbestimmten Druckgefälle
von der Hochdruckkammer (9/11) in Richtung des Pumpenraumes (21)
durchströmbar ist.
2. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Überlastventil (28) eine federbelastete Scheibe (29) vorgesehen ist.
3. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Überlastventil (28) eine federbelastete Kugel (40) vorgesehen ist.
4. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Überlastventil (28) mindestens eine dezentrale Bohrung (32) des
Ventilkörpers (33) beaufschlagt.
5. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federvorspannung des Überlastventiles (28) über Absätze (37) in der
Steuerhülse (25) als fixe Größe erfolgt.
6. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federvorspannung des Überlastventiles (28) mittels in Nuten der Fe
derabstützung (38) eingreifenden Verstemmungen (39) der Steuerhülse (25)
einstellbar gestaltet ist.
7. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckventil (23) und das Überlastventil (28) einen gemeinsamen
Ventilkörper (33) aufweisen.
8. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Pumpenauslaßventil (23) eine zentrale Öffnung (30) des Ventilkör
pers (33) beaufschlagt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999122877 DE19922877A1 (de) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999122877 DE19922877A1 (de) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19922877A1 true DE19922877A1 (de) | 2000-12-07 |
Family
ID=7908461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999122877 Ceased DE19922877A1 (de) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19922877A1 (de) |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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