DE2406987C3 - Stabilisierte Federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Stabilisierte Federung, insbesondere für KraftfahrzeugeInfo
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- DE2406987C3 DE2406987C3 DE19742406987 DE2406987A DE2406987C3 DE 2406987 C3 DE2406987 C3 DE 2406987C3 DE 19742406987 DE19742406987 DE 19742406987 DE 2406987 A DE2406987 A DE 2406987A DE 2406987 C3 DE2406987 C3 DE 2406987C3
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- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/06—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected fluid
- B60G21/073—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected fluid between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
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Description
gungselemente mit dem Stufenkolben und der Arbeitsraum
der großen Kreisfläche des Stufenkolbens selbst als Druckspeicher wirksam sind.
An Hand der Zeichnungen werden Einzelheiten von Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Ausfuhrungsform einer Federung nach dem Oberbegriff von Anspiuch 1 mit hydraulischen
Verdrängungsehmenten in schematischer Darstellung mit fremdbetätigter Pumpe und separatem Füllungsregler,
F i g. 2 realisierbare Federkennlinien,
Fig.3 ein Ausführungsbeispiel eines Stufenkolbens
für eine Federung nach der Erfindung mit hydraulischen Verdrängungselementen,
Fig.4 ein Ausführungsbeispiel eines Stufenkolbens
für ein Federung nach der Erfindung mit pneumatischen Verdrängungselemeriten, wobei der Druck im Behälter
zwischen dem Druck im Arbeitsraum der großen Kreisfläche und dem Atmosphärendruck liegt,
Fig.5 ein Regelventil zur Regelung des Drucks im
Behälter der Federung nach F i g. 4.
Die Ausführungsform der Federung nach Fig. 1 mit
fremdbetätigter Pumpe und separatem Füllungsregler zur Rückführung des Stufenkolbens in seine Mittellage
dient nur zur Erläuterung und wird nicht vom Schutz umfaßt Ein anteiliger Aufbau 1 eines Fahrzeugs stützt
sich über Kraftzylinder 2 und 3, die hydraulische Verdrängungselemente darstellen, an durch Schwingachsen
4 und S geführten Rädern 6 und 7 ab. Der Kraftzylitider 2 ist an einen eigenen Druckspeicher 8
angeschlossen, der Kraftzylinder 3 an einen eigenen Druckspeicher 9 von vorzugsweise der gleichen Größe
wie der Druckspeicher 8. Ein Stufenkolben 10 mit einer kleinen Kreisfläche 11, einer Kreisringfläche 12, die
flächengleich mit der kleinen Kreisfläche 11 ist und einer großen Kreisfläche 13 ist in einem am Aufbau 1
befestigten Stufenzylinder 14 verschiebbar geführt Der Kraftzylinder 2 ist mittels einer Leitung 15 mit dem
Arbeitsraum 16 der Kreisringfläche 12 verbunden, der Kraftzylinder 3 mittels einer Leitung 17 mit dem
Arbeitsraum 18 der kleinen Kreisfläche 11. Der Arbeitsraum 19 der großen Kreisfläche 13 ist an einen
Druckspeicher 20 angeschlossen, dessen federndes Gasvolumen 20' vorzugsweise erheblich größer als die
Summe der Gasvolumina 8' und 9' der Druckspeicher 8 und 9 ist
Der Kraftzylinder 2 kann über eine Leitung 22 und einen von der Schwingachse 4 betätigten Füllungsregler
21 im Sinne einer verzögerten Niveauregelung des Aufbaus 1 nach Bedarf mit einem Behälter 23 oder einer so
aus dem Behälter 23 saugenden Pumpe 24 in Verbindung gebracht werden, ebenso der Kraftzylinder
3 über eine Leitung 25 und einen von der Schwingachse 5 betätigten Füllungsregler 26 mit einem Behälter 27
oder einer aus dem Behälter 27 saugenden Pumpe 28. Der Arbeitsraum 19 der großen Kreisfläche 13 kann
über eine Leitung 29 und einem von dem Stufenkolben 10 betätigten Füllungsregler 30 mit dem Behälter 23
oder der Pumpe 24 derart in Verbindung gebracht werden, daß der Stufenkolben 10 jeweils verzögert der
gezeichneten Mittellage zustrebt.
Bei gleichsinnigen Einfederbewegungen der Räder 6 und 7 gegenüber dem Aufbau 1 strömt die vom
Kraftzylinder 2 verdrängte Flüssigkeit anteilig in den Druckspeicher 8 und den Arbeitsraum 16 der Kreisring- 6",
fläche 12 und zugleicrt die vom Kraftzylinder 3 verdrängte Flüssigkeit anteilig in den Druckspeicher 9
und den Arbeitsraum 18 der kleinen Kreisfläche 11.
Dabei verschieben die Kraftzylinder 2 und 3 den
Stufenkolben 10 gemeinsam gegen den Druckspeicher 20, dessen Gasvolumen 20' komprimiert wird, ebenso
wie die Gasvolumina 8' und 9' in den Druckspeichern 8 und 9. Bei gleichsinnigen Ausfederbewegungen der
Räder 6 und 7 verschieben die Kraftzylinder 2 und 3 den Stufenkolben 10 entsprechend in entgegengesetzter
Richtung vom Druckspeicher 20 weg, in dem eine Gasexpansion erfolgt ebenso wie in den Druckspeichern
8 und 9.
Bei Kurvenfahrt entsteht eine Neigung des Aufbaus 1,
bis das Fliehkraftmoment durch entsprechende Änderungen der von den Rädern 6 und 7 getragenen Lasten
aufgenommen ist Die dazugehörigen gegensinnigen Bewegungen der Kraftzyiinder 2 und 3, beispielsweise
eine Einfederung des Kraftzylindcrs 2 und eine Ausfederung des Kraftzylinders 3 erfolgen bis zum
quasistationären Gleichgewicht in dem die Belastung des Rades 6 jeweils um den gleichen Betrag
zugenommen hat um den die Belastung des Rades 7
abgenommen hat Die durch Kompression des Gasvolumens 8' im Druckspeicher 8 und Expansion des
Gasvolumens 9' im Druckspeicher 9 bedingten Dmckänderunjren
in den Kraftzylindern 2 und 3 von gleicher Größe, aber umgekehrtem Vorzeichen bewirken in den
Arbeitsräumen 16 und 18 keine Änderung der gegen den Stufenkolben ausgeübten Summenkraft Denn die
Zunahme der Kraft auf die Kreisringfläche 12 entspricht genau der Abnahme der Kraft auf die kleine Kreisfläche
11. Demzufolge bleibt der Stufenkolben 10 in Ruhe, so daß bei Kurvenfahrt nur die Druckspeicher 8 und 9 die
Ein- und Ausfederwege der Kraftzylinder 2 und 3, d. h. die Neigung des Aufbaus 1 bestimmen.
Zusammenfassend sind für eine gleichsinnige Federung die Gasvolumina 8', 9' und 20' der Druckspeicher 8,
9 und 20 gemeinsam wirksam und bei gegensinniger Federung für das quasistationäre Gleichgewicht bei
Kurvenfahrt nur die Gasvolumina der Druckspeicher 8 und 9.
Der Hub des Stufenkolbens 10 ist nach beiden Richtungen in der Weise begrenzt gedacht daß bei
gleichsinniger Federung in den Hubendbereichen der Kraftzylinder 2 und 3 ebenfalls die Gasvolumina 8' und
9' der Druckspeicher 8 und 9 alleine wirksam sind.
Mit einer Federung nach Fig. 1 lassen sich Federkennlinien nach F i g. 2 realisieren, in der die Kraft eines
Kraftzylinders 2 oder 3 als Ordinate und der Weg als Abszisse aufgetragen sind. Die durchgezogene Federkennlinie
50 entspricht einer gleichsinnigen Federung mit einem weichen Mittelbereich von Weg 42 bis 44,
einem harten Endbereich beim Einfedern von Weg 44 bis 45 i*nd einem harten Endbereich beim Ausfedern von
Weg 42 bis 41. In dem angegebenen »Iittelbereich sind
die Gasvolumina aller Druckspeicher 8,9 und 20 in ihrer Summe wirksam. In den angegebenen Endbereichen ist
das Gasvolumen des Druckspeichers 20 infolge Hubbegrenzung des Stufenkolbens 10 unwirksam und
sind die Gasvolumiiia der Druckspeicher 8 und 9 alieine
wirksam. Der Weg 43 entspricht dem Regelniveau. Die gestrichelte Federkennlinie 51 entspricht der ge»ensinnigen
Federung bei unbewegtem Stufenkolben 10 und ist allein durch das Gasvolumen des Druckspeichers 8
oder 9 bestimmt. Man erkennt, daß die gegensinnige Federrate, ausgedrückt in Kraft pro Federweg, wesentlich
härter ist als die gleichsinnige Federrate. Die Federrate bei einseitiger Federung ist gleich dem
arithmetischen Mittel aus den Federraten bei gleichsinniger und gegensinniger Federung, was bekannterma-
ßen für alle Federungen mit unterschiedlichen Federraten
bei gleichsinniger und gegensinniger Federung gilt. Ist bei einer Kurvenfahrt das Gleichgewicht mit dem
Fliehkraftinornent erreicht, wobei die Federwege auf
der Federkennlinie 51 abzugreifen sind, so wird bei gleichsinniger Federung aus dieser Lage heraus wieder
der Stufenkolben 10 im Sinne einer weichen Federung wirksam. Im allgemeinen überschneiden sich diese
Vorgänge.
Nach Fig. 3 sind ein als Kraftzylinder ausgebildetes
Verdrängungselement 108, dessen Ölvolumen über eine Leitung 115 regelbar ist, mit einem Arbeitsraum 116 der
Kreisringfläche 112 eines Stufenkolbens 110 und ein zweites als Kraftzylinder ausgebildetes Verdrängungselement 109, dessen ölvolumen über eine Leitung 117
regelbar ist, mit einem Arbeitsraum 118 der kleinen Kreisfläche 111 des Stufenkolbens 110 verbunden. Ein
Arbeitsraum 119 der großen Kreisfläche 113 des Stufenkolbens 110 ist an einen Druckspeicher 120 unter
Zwischenschaltung einer Zwischenwand 150 mit Dämpfungsventilen angeschlossen. Vorzugsweise weist der
Stufenkolben 110 keine Reibung erzeugende Dichtelemenle,
wie Kolbenringe oder dergleichen gegenüber der Zylinderwand auf. Vorgesehene Spaltdichtungen
sind ausreichend, da eventuell durchtretende Flüssigkeitsmengen auf dem Wege der unten beschriebenen
Mittellagenregelung des Stufenkolbens 110 kompensiert werden.
Im Druckspeicher 120 sind ein ölraum 151 und ein
Gasraum 152 durch eine Membrane 153 getrennt. Zum Einfüllen des Gases in den Gasraum 152 dient eine
durch eine Kugel mit Preßsitz verschließbare öffnung 154. Der Ölraum 151 ist von einer an einer
Zwischenwand 155 gelenkig befestigten hohlen Pumpenstange 156 durchdrungen, die zusammen mit einem
Hohlraum 157 des Stufenkolbens 110 eine Pumpeinrichtung bildet und über ein Einlaßventil 158 am inneren
Ende der Pumpenstange 156 aus einem Behälter 159 am äußeren Ende der Pumpenstange 156 saugt und über ein
Stufenkolbens 110 in den Arbeitsraum 119 der großen
Kreisfläche 113 fördert, wenn der Stufenkolben UO unter dem Einfluß der Bewegungen der Verdrängungselemente 108 und 109 Hin- und Herbewegungen
ausführt Das Auslaßventil 160 ist als kugeliger Flansch
168 einer die Pumpenstange 156' mit engem Gleitsitz umfassenden Steuerhülse 161 ausgebildet, wobei der
Flansch 168 gegen den Druck einer leichten Ventilfeder
169 von einem kugeligen, in der Zwischenwand 163 seitlich verschiebbaren Ventilsitz 170 abhebbar ist und
so die Auslaßverbindung von dem Hohlraum 157 in den Arbeitsraum 119 herstellt Die Steuerhülse 161 weist
eine dem Arbeitsraum 119 zugewandte Steuerkante 164 auf, die eine zum Behälter 159 offene in den Arbeitsraum
119 mündende enge Steueröffnung 162 in der Wand der hohlen Pumpenstange 156 je nach der Stellung des
Stufenkolbens 110 relativ zur Pumpenstange 156 überdeckt oder freigibt Die gezeichnete Stellung des
Stufenkolbens 110 stellt eine Mittelstellung dar, in der die Steueröffnung 162 gerade von der Steuerkante 164
überdeckt ist In einer bei selbstpumpenden Federbeinen bekannten Weise strebt der Stufenkolben 110 der
gezeichneten Mittelstellung zu, wobei in dem auf die Zwischenwand 150 gerichteten Einfederbereich die
Steueröffnung 162 abgedeckt ist und die durch die Pumpenstange 156 betätigte Pumpeinrichtung Flüssigkeit
aus dem Behälter 159 in den Arbeitsraum 119 fördert, während im Ausfederbereich eine verzögerte
Rückströmung von Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 119 durch die Steueröffnung 162 in den Behälter 159
erfolgt.
Wird der Stufenkolben 110 bei statischer Belastungserhöhung
des Aufbaus I, d. h. der Verdrängungselemente 108 und 109 bis zum Endbereich an die Zwischenwand
150 geschoben und ist hierbei die durch die Drücke in den Arbeitsräumen 116 und 118 ausgeübte Summenkraft
auf den Stufenkolben HO größer als die vom
ίο Druck im Arbeitsraum 110 ausgeübte Gegenkraft, so ist
das Zustandekommen einer Bewegung des Stufenkolbens 110 erschwert und kann die Förderung von
Flüssigkeit aus dem Behälter 159 in den Arbeitsraum 119 aussetzen. Um Abhilfe zu schaffen, ist ein
federbelastetes Ventil 165 in dem dem Arbeitsraum 118 zugewandten Boden 180 des Stufenkolbens 110
vorgesehen, das gedrosselte Verbindungsofinungen iö6
zwischen dem Hohlraum 157 und duin Arbeitsraum 118
normalerweise abschließt, jedoch in dem geschilderten
.Ό Endbereich freigibt, wenn durch Anlage eines Federtellers
181 des Ventils 165 an einer Stirnfläche 167 der Pumpenstange 156 das Ventil 165 aufgestoßen wird.
Nunmehr kann Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 118 in den Hohlraum 157 und weiter über das Auslaßventil 160
in den Arbeitsraum 119 übertreten und den Druck im Arbeitsraum 119 erhöhen, bis wieder Bewegungen des
Stufenkolbens einsetzen und seine Rückführung in die Mittellage in selbstpumpender Weise bewirkt werden
kann. Es kann \i. U. zweckmäßig sein, auch oder
ausschließlich ein ähnliches aulstoßbares Ventil 185 in dem Kolbenboden 186 der großen Kreisfläche 113 zur
Verbindung des Arbeitsraumes 116 mit dem Arbeitsraum 119 in dem genannten Endbereich vorzusehen.
Nach Fig.4 sind ein pneumatisches Verdrängungselement 208, dessen Gasvolumen als eigener Druckspeicher fungiert und über eine Leitung 215 regelbar ist, mit einem Arbeitsraum 216 der Kreisringfläche 212 eines Stufenkolbens 210 und ein zweites Verdrängungselement 209, dessen Gasvolumen als eigener Druckspei-
Nach Fig.4 sind ein pneumatisches Verdrängungselement 208, dessen Gasvolumen als eigener Druckspeicher fungiert und über eine Leitung 215 regelbar ist, mit einem Arbeitsraum 216 der Kreisringfläche 212 eines Stufenkolbens 210 und ein zweites Verdrängungselement 209, dessen Gasvolumen als eigener Druckspei-
einem Arbeitsraum 218 der kleinen Kreisfläche 211 des
Stufenkolbens 210 verbunden. Ein Arbeitsraum 219 der großen Kreisfläche 213 des Stufenkolbens 210 fungiert
als Druckspeicher des Stufenkolbens 210. Alle Arbeitsräume 216, 218 und 219 sind gasgefüllt Der Stufenkolben
210 ist durch aus dem Verdichterbau bekannte selbstschmierende Kolbenringe 281 und 282 gegenüber
der Zylinderwand gedichtet.
Der Arbeitsraum 219 ist von einer an seinem Boden 255 gelenkig und dicht befestigten hohlen Pumpenstange 256 durchdrungen, die zusammen mit einer an einer Zwischenwand 263 des Stufenkolbens 210 gelenkig und dicht befestigten topfförmigen Steuerhülse 261 eine Pumpeinrichtung bildet, wobei ein Pumpenraum 257 zwischen einem Boden 284 am inneren Ende der Pumpenstange 256 und einem Boden 283 der Steuerhülse 261 vorgesehen ist Die Pumpeinrichtung saugt über ein Einlaßventil 258 im Boden 284 der Pumpenstange 256 aus einem Behälter 259 am äußeren Ende der Pumpenstange 256 und fördert über ein Auslaßventil 260 im Boden 283 der Steuerhülse 261 in den Arbeitsraum 219, wenn der Stufenkolben 210 unter dem Einfluß der Bewegungen der Verdrängungselemente 208 und 209 Hin- und Herbewegungen ausführt Die die Pumpenstange 256 mit engem Gleitsitz umfassende Steuerhülse 261 weist eine dem Arbeitsraum 219 zugewandte Steuerkante 264 auf, die eine zum Behälter 259 offene, in den Arbeitsraum 219 mündende enge
Der Arbeitsraum 219 ist von einer an seinem Boden 255 gelenkig und dicht befestigten hohlen Pumpenstange 256 durchdrungen, die zusammen mit einer an einer Zwischenwand 263 des Stufenkolbens 210 gelenkig und dicht befestigten topfförmigen Steuerhülse 261 eine Pumpeinrichtung bildet, wobei ein Pumpenraum 257 zwischen einem Boden 284 am inneren Ende der Pumpenstange 256 und einem Boden 283 der Steuerhülse 261 vorgesehen ist Die Pumpeinrichtung saugt über ein Einlaßventil 258 im Boden 284 der Pumpenstange 256 aus einem Behälter 259 am äußeren Ende der Pumpenstange 256 und fördert über ein Auslaßventil 260 im Boden 283 der Steuerhülse 261 in den Arbeitsraum 219, wenn der Stufenkolben 210 unter dem Einfluß der Bewegungen der Verdrängungselemente 208 und 209 Hin- und Herbewegungen ausführt Die die Pumpenstange 256 mit engem Gleitsitz umfassende Steuerhülse 261 weist eine dem Arbeitsraum 219 zugewandte Steuerkante 264 auf, die eine zum Behälter 259 offene, in den Arbeitsraum 219 mündende enge
Steueröffnung 262 in der Wand der hohlen Pumpenstange
256 je nach der Stellung des Stufcnkolbens 210 relativ zur Pumpenstange 256 überdeckt oder freigibt.
Die gezeichnete Stellung des Stufenkolbens 210 stellt cw. Mitlcllagc dar, in der die Steueröffnung 262 gerade
von der Steuerkante 264 überdeckt ist. In einer der selbstpumpenden Funktion des Stufenkolbens 110 nach
F i g. 3 analogen Weise strebt der Stufenkolben 210 bei statischer Verschiebungen aus der gezeichneten Mittellage
derselben stets wieder zu. Hl
Der Hub des Stufenkolbens 210 ist in seinen Endbercichcn durch gummielastische Puffer 240 und
241 begrenzt, die sich an dem Boden 242 des Arbeitsraumes 218 bzw. an einer Zwischenwand 243 des
Arbeitsraumes 219 abstützen. Wird der Stufenkolben 210 bei statischer Belastungserhöhung der Verdrängungselemente
208 und 209 in den l-.ndbereich gegen die
Zwischenwand 243 geschoben und ist hierbei die selbstpumpende Wirkung erschwert, tritt in einer am
Ende der Beschreibung zu F i g. 3 erläuterten Weise analog ein Ventil 265 in Tätigkeit, das durch eine an der
Zwischenwand 243 befestigten Stange 244 aufgestoßen wird und den Übertritt von Gas aus dem Arbeitsraum
218 in den Arbeitsraum 219 bewirkt.
Der Druckunterschied zwischen dem Behälter 259 und dem Arbeitsraum 219 darf nicht zu groß sein, da
sonst infolge des großen schädlichen Raumes des Pumpenraumes 257 keine Förderung von Gas in den
Arbeitsraum 219 zustande kommt. Aus diesem Grunde wird mittels eines besonderen am Behälter 259
sitzenden, aus den Verdrängungselementen 208 und 209 versorgbaren und mit der Atmosphäre verbindbaren
Regelventils 285 im Behälter 259 ein Zwischendruck aufrechterhalten, der zwischen Atmosphärendruck und
dem Druck im Arbeitsraum 219 liegt. Ein im Schnitt a dargestelltes Regelventil 285 nach Fig. 5 kann diese
Aufgabe erfüllen. Seine Funktion wird an Hand von F i g. 4 und F i g. 5 beschrieben:
Ein Steuerkolben 286 ist als ein in seinen Flächenver-
haliniccpn t\t*m ^!liifpnlfrtlhpn 91Π pntcnrprhonrjor aKpr .la
verkleinerter Stufenkolben mit einer kleinen Kreisfläche 311, einer Kreisringfläche 312 und einer großen
Kreisfläche 313 ausgebildet und in einem Stufenzylinder 287 verschiebbar geführt. Die kleine Kreisfläche 311 ist
über eine Leitung 288 mit dem aus dem Verdrängungselement 209 stammenden Druck im Arbeitsraum 218
der kleinen Kreisfläche 211 des Stufenkolbens 210 belastet, die Kreisringfläche 312 über eine Leitung 289
mit dem aus dem Verdrängungselement 208 stammenden Druck im Arbeitsraum 216 der Kreisringfläche 212
des Stufenkolbens 210 und die große Kreisfläche 313 über eine Öffnung 290 mit dem im Behälter 259
herrschenden Druck. Der Steuerkolben 286 ist außerdem in Wirkrichtung des Druckes auf die große
Kreisfläche 313 mit einer sich am Boden 291 des Stufenzylinders 287 abstützenden Feder 292 belastet,
deren Kraft in der gezeichneten Mittelstellung des Steuerkolbens 286 so bemessen ist, daß ein etwas
unterhalb des Druckes im Arbeitsraum 219 liegender Druck im Behälter 259 den Steuerkolben 286 im Verein
mit der Kraft der Feder 292 im Gleichgewicht hält gegen die Summe der Druckkräfte auf die kleine
Kreisfläche 311 und die Kreisringfläche 312. Beispielsweise
betragen die Drücke in den Verdrängungselementen 208 und 209 und im Arbeitsraum 219 je 6 bar, und
der Druck im Behälter 259 betrage 5 bar. Dann ist die Feder 292 mit einer Kraft bemessen, die gleich dem
Produkt aus I bar und großer Kreisfläche 313 ist. Aus dem Pumpenraum 257 kann nunmehr auch bei kleinen
Bewegungen des Stufenkolbens 210 eine Förderung von Oiis zustande kommen, da nur ein Druckverhältnis von
5 : b zu überwinden ist. Ändert sich bei Kurvenfahrt rlrr
Druck in den Verdrängungselementen 208 und 209 beispielsweise auf 4 bar und 8 bar, so bleibt nur im
Stufenkolben 210 die Summenkraft gegen die große Kreisfläche 213 unverändert, sondern ebenso im
Steuerkolben 286 die Summenkraft gegen die große Kreisfläche 313, und der Steuerkolben 286 bleibt in
Kühe. Die geschilderte Ausbildung des Steuer'koibens
286 als Stufenkolben macht die Funktion des Regelventils 285 in vorteilhafter Weise unabhängig von der
Kurvenfahrt.
Die Bezugszeichen 311, 312 und 313 der Fig. 5 weisen zugleich auf Steuerkanten des Steuerkolbens
286, die mit drei Steueröffnungen 411, 412 und 413 zusammen arbeiten. Die Steuerkante der kleinen
Kreisfläche 311 überdeckt in der gezeichneten Stellung, die einer neutralen Stellung entspricht, eine Steueröffnung
411, die über einen Kanal 293 in den Behälter 259 führt, die Steuerkante der Kreisringfläche 312 überdeckt
eine Steueröffnung 412, die über einen Kanal 294 ebenfalls in den Behälter 259 führt. Die Steuerkante der
großen Kreisfläche 313 überdeckt eine Steueröffnung 413. die in die Atmosphäre führt. Die Kanäle 293 und
294 weisen Rückschlagventile 295 und 296 auf, die den Zutritt von Gas aus dem Behälter 259 zu den
Steueröffnungen 411 und 412 sperren. Die Funktion des Regelventils 285 ist verhältnismäßig einfach. Bei
erhöhtem Druck im Behälter 259 über einen Sollwert hinaus werden der Steuerkolben 286 nach oben
geschoben, die Steueröffnung 413 freigegeben und Gas in A\t>
Δ imncnhärp ahcrplaccpn hie ripr SnllHmrk im
Behälter 259 wieder erreicht ist und der Steuerkolben 286 in seine gezeichnete neutrale Stellung zurückgekehrt
ist. Bei erniedrigtem Druck im Behälter 259 unter den Solldruck wird der Steuerkolben nach unten
geschoben, werden die Steueröffnungen 411 und 412 freigegeben und wird Gas aus den Verdrängungselementen
208 und/oder 209, je nachdem, in welchem der Verdrängungselemente der Druck den Druck im
Behälter 259 überwiegt, über die Kanäle 293 und/oder 294 in den Behälter 259 gespeist, bis der Solldruck im
Behälter 259 wieder erreicht und der Steuerkolben 286 in die neutrale Stellung zurückgekehrt ist. Um ein
pendelfreies Arbeiten des Steuerkolbens 286 zu gewährleisten, sind entsprechende Überdeckungen an
den Steueröffnungen 411,412 und 413 vorgesehen.
Bei allen Ausführungsbeispielen können in bekannter Ergänzung der Federeigenschaften an geeigneten
Stellen Drosseleinrichtungen im Strömungsfluß vorgesehen werden, die die Dämpfungsaufgaben der Federung
übernehmen. Die von den Pumpenstangen 256 und 156 geleistete Pumparbeit trägt in vorteilhafter Weise
zu einer lastabhängigen Dämpfung bei.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Stabilisierte Federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei je eine Radlast tragenden,
druckmittelgefüllten Verdrängungselementen, die s
jeweils mit einem eigenen, als Feder wirkenden Druckspeicher in Verbindung stehen oder selbst als
Feder wirken und von denen das eine Verdrängungselement an den Arbeitsraum der kleinen
Kreisfläche und das andere Verdrängungselement an dem Arbeitsraum der Kreisringfläche eines
Stufenkolbens zusätzlich angeschlossen sind, dessen große Kreisfläche einem ebenfalls druckmittelgefüllten
Arbeitsraum zugekehrt ist, der durch einen weiteren als Feder wirkenden Druckspeicher belastet
ist oder ebenfalls selbst als Feder wirkt, so daß die Federung bei gleichsinnigen Federbewegungen
beider Verdrängungselemente weicher ist als bei einseitigen oder gegensinnigen Federbewegungen,
wobei die Druckmitielmenge zwischen den Verdrängungselementen
und dem Stufenkolben durch den statischen Abstand zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen gleichhaltende Niveauregler
veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stufenkolben (110 oder 210) zur an sich bekannten Rückführung in seine statische
Mittellage mit einer durch seine Federbewegungen angetriebenen Pumpeinrichtung (Pumpenstange 156
oder 256), die Druckmittel aus einem Behälter (159 oder 259) in den Arbeitsraum (119 oder 219) der
großen Kreisfläche (113 oder 213) fördert, und mit einer Steueröffnung (162 oder 262), die überschüssiges
Druckmittel aus dem Arbeitsraum (119 oder 219)
der großen Kreisfläche (113 oder 213) in den Behälter (159 oder 259) zurückfließen läßt, zusammenwirkt
2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Behälter (159 oder 259)
zwischen dem Druck im Arbeitsraum (119 oder 219)
der großen Kreisfläche (113 oder 213) und dem «0 Atmosphärendruck liegt.
3. Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Drucks im Behälter
(259) ein Regelventil (285) vorgesehen ist, das den Behälter (259) bei zu niedrigem Druck mit den 4^
Verdrängungselementen (208 und 209) und bei zu hohem Druck mit der Atmosphäre verbindet.
4. Federung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (285) einen als
Stufenkolben ausgebildeten Steuerkolben (286) aufweist, dessen kleine Kreisfläche (311) und dessen
Kreisringfläche (312) von den Drücken in den Verdrängungselementen (208 und 209) und dessen
große Kreisfläche (313) vom Druck im Behälter (259) und von einer Feder (292) belastet sind.
5. Federung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom
Stufenkolben (110 oder 210) in seiner eingefederten
Endstellung aufstoßbare Ventile (165 und 185 und 265) vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen Ml
dem Arbeitsraum (118 oder 218) der kleinen Kreisfläche (111 oder 211) und/oder dem Arbeitsraum
(116 oder 216) der Kreisringfläche (112 oder 212) einerseits und dem Arbeitsraum (119 oder 219)
der großen Kreisfläche (113 oder 213) andererseits hi
herstellen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine stabilisierte Federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der deutschen Auslegeschrift 12 81 864 ist eine Federung dieser Art bekannt, bei der die statische
Stellung des Stufenkolbens lastabhängig veränderlich ist. Diese Federung ist dadurch in nachteiliger Weise
störanfällig.
Bei der aus der deutschen Auslegeschrift 10 92781
bekannten artverwandten Federung stützen sich die Radkräfte zweier Räder gegen je einen Stufenkolben ab
und jeder Stufenkolben wird bei statischen Verschiebungen aus einer festgelegten Lage, beispielsweise der
Mittellage in diese durch eine fremdbetätigte Pumpe und einen separaten Füllungsregler zurückgeführt Der
Regelaufwand ist in nachteiliger Weise groß und aufwendig.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 30 542 ist eine Federung mit hydraulischen Federbeinen bekannt,
deren ölvolumen durch eine stufcnkolbcnartige bewegliche
Trennwand in ein primäres und ein sekundäres ölvolumen unterteilt ist, wobei die Trennwand eine
Pumpe betätigt Eine Rückführung der Trennwand in eine Mittellage ist jedoch nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Federung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 den
Regelaufwand für eine vorgesehene Rückführung des Stufenkolbens in eine Mittellage klein zu halten. Diese
Aufgabe wird durch die in den Kennzeichnungsteilen der Ansprüche genannten Mittel gelöst.
Der Stufenkolben wird auf diese selbstpumpende Weise durch seine eigenen Federbewegungen in die
Mittellage zurückgeführt, und hierfür werden keine außen liegenden Teile benötigt, so daß der Regelaufwand
in vorteilhafter Weise auf ein Minimum beschränkt ist.
Die in den Ansprüchen 2 bis 5 genannten Mittel unterstützen in vorteilhafter Weise <lie selbstpumpende
Funktion des Stufenkolbens durch Festlegung bzw. Regelung des Druckes im Behälter auf einen Wert, der
zwischen dem Druck im Arbeitsraum der großen Kreisfläche und dem Atmosphärendruck liegt, und
durch eine Speisung des Arbeitsraums der großen Kreisfläche des Stufenkolben in seiner eingefederten
Endstellung aus den Verdrängungselementen.
Vorzugsweise werden die kleine Kreisfläche und die Kreisringfläche des Stufenkolbens in gleicher Größe
ausgeführt. Wenn der Hub des Stufenkolbens von der Mittellage aus nach einer oder beiden Seiten begrenzt
wird, können die Verdrängungselemente in den Endbereichen ihrer Bewegungen Druckmittel nur in die
eigenen Druckspeicher verdrängen und läßt sich eine z-förmige Federkennung mit weichem Mittelbereich
und harten Endbereichen bei gleichsinnigen Federbewegungen verwirklichen. Für eine Niveauregelung des
Fahrzeugs können in bekannter Weise von der Fahrzeugachse betätigte Füllungsregler vorgesehen
werden, die die Druckmittelmenge in den Verbindungsräumen zwischen den Verdrängungselementen und dem
Stufenkolben entsprechend regeln. In der weiteren Beschreibung ist angenommen, daß bei hydraulischen
Verdrängungselementen, bei denen das Druckmittel eine Flüssigkeil ist, diese und der Stufenkolben mit
flüssigkeitsgefüllten Druckspeichern in Verbindung stehen, die ein die Flüssigkeit belastendes federndes
Gasvolumen aufweisen, und daß bei pneumatischen Verdrängungselementen, bei denen das Druckmittel ein
Gas oder Luft ist, die Verbindungsräume der Verdrän-
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742406987 DE2406987C3 (de) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | Stabilisierte Federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19742406987 DE2406987C3 (de) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | Stabilisierte Federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
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DE2406987A1 DE2406987A1 (de) | 1975-09-04 |
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DE2406987C3 true DE2406987C3 (de) | 1980-04-24 |
Family
ID=5907350
Family Applications (1)
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DE19742406987 Expired DE2406987C3 (de) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | Stabilisierte Federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
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DE3427902A1 (de) * | 1984-07-28 | 1986-02-13 | Franz Dr.-Ing. 7530 Pforzheim Tuczek | Steuerung von hydropneumatischen federelementen, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
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-
1974
- 1974-02-14 DE DE19742406987 patent/DE2406987C3/de not_active Expired
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