DE2511289C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein ölpneuniatisches Federungselement für Kraftfahrzeuge, das einen hydraulischcn Stoßdämpfer und eine Luftfederung in sich vereinigt und mit einer, temperaturabhängige Volumenänderungen mindestens eines der in ihr enthaltenen Fluide ausgleichenden Einrichtung verschen ist, das einen Außenzylinder mit zwei voneinander getrennten Räumen aufweist, von denen der eine ein Gas und der andere eine Flüssigkeit enthält, in denen sich ein zweiler, an seinen Enden geschlossener Hohlzylinder bewegt, der im wesentlichen Flüssigkeit und in einem kleineren Raum unter Druck stehendes Gas enthält und der einen im Flüssigkeit enthaltenden Ringrainn zwischen Außenzylinder und Hohlzylinder als Kolben wirkenden und mit Ventilen versehenen Bund aufweist, wobei die Ventile den Durchgang der dämpfend wirkenden Flüssigkeit in beiden Richtungen regeln und auf der einen Seite des Bundes mindestens ein, die auf beiden Seiten des Mantels des Hohlzylindcrs hcrrschcn-'den Drücke ausgleichender Durchlaß vorgesehen ist.

Ein derartiges Federungselement ist aus der DT-AS I 90 812 bekannt. Zum Erreichen einer vollkommenen Federung und Stoßdämpfung auch bei Höchstbelastung des Fahrzeugs ist vorgesehen, den als Verdriingerkolbcn wirkenden inneren Hohlzylinder an seinem inneren Ende mit einem durchbohrten elastischen Puffer zu verschen, der bei Höchstbelastung dichtend in eine zylindrischc Ausnehmung eines im Außenzylinder geführten und dessen Gaspolster gegen den Flüssigkeitsraum abdichtenden Ausgleichskolbens eindringt und diesen zusätzlich zum Verdrängerkolben macht. Auf diese Weise werden die Fahreigenschaften zwar verbessert, jedoch sind keine Vorkehrungen getroffen, temperaturabhängige Volumenänderungen, zumindest eines der in der Einrichtung entnahmen Fluide, auszugleichen.

Aus der FR-PS 14 01756 ist ein ölpneumaiisdics Federungselement bekannt, bei dem zwischen dem Arbeitsraum der Flüssigkeit und dem Arbeitsraum der Luft eine beide Fluide trennender, axial beweglicher Kolben vorgesehen ist. dessen Bewegungen durch Anschläge begrenzt sind und der durch hydrodynamische Stöße dadurch unbeeinflußt bleibt, daß der Anschlag auf der Flüssigkeitsseite mit einer Kapillarbohrung versehen ist und in dem zylindrischen Hohlraum des fest angeordneten luftseitigen Anschlags ein Luftrest verbleibt. Auch hier ist keine Einrichtung vorgesehen, die temperaturabhängige Volumenänderungen der Flüssigkeit oder der Luft unschädlich macht.

Bei Verwendung eines Stoßdämpfers in relativ kaltem oder warmem Klima kann die Temperatur des Stoßdämpfers oder einer ölpneumatischen Federung in erheblichem Maße ansteigen oder absinken. In solchen Fällen ändert sich infolge der Ausdehnung oder der Zusammenziehung der in dem Fedcrungsclemeni enthaltenden Flüssigkeit in Verbindung mit derjenigen des als Luftfeder wirkenden Gases die gegenseitige Lage zwischen den Kolben- und den Zylinderteilen der Vorrichtung. Wenn der Stoßdämpfer oder das ölpneumatischc Federungselement zwischen den Rändern oder Achsen eines Fahrzeugs und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. führt diese Ausdehnung oder Zusammenziehung zu einer Anhebung oder einem Absinken der Karosserie um einen nicht zu vernachlässigenden Betrag, der bei einer Temperaturdifferenz von 30⁰C größenordnungsmäßig 2.5 cm erreicht.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und ein ölpneuniatisches Federungselement zu schaffen, das temperaturbedingte Änderungen des Flüssigkeits- und des Gasvoliimens einwandfrei ausgleicht, so daß eine Lageänderung des Fahrzeugs vermieden wird.

Diese Aufgabe ist bei einem Federungselement der eingangs beschriebenen Art erfindungsgcmäß dadurch gelöst, daß der zweite Hohlzylinder einen verschiebbaren Ausgleichskolben aufweist, der aus einem, den das unter Druck stehende Gas enthakenden Raum, von dem die Flüssigkeit enthaltenden Raum trennenden Kopfteil und einem Schaft besteht, der in dem die Flüssigkeit enthaltenden Raumteil des zweiten Hohlzylinders durch eine dichtende Lagerung geführt ist, die diesen Raumtcil von dem das Gas enthaltenden Raum trennt.

Durch diese Ausführungsform des Fcderungsclciucntes werden die Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeugs wesentlich verbessert, da die Lage des Irahrzcugs konstant gehalten wird, indem die auf eine Tcmpcrauirzunahme von Flüssigkeit und Gas in der Vorrichtung zurückzuführende Voiiimenzunahme der Fluide aufgefangen wird.

Aus .Symmetriegründen bleibt auch eine Abnahme der Temperatur des Systems ohne Einfluß auf die Lage des Fahrzeugs, weil die Voliimeniindcrungcri der Fluide in analoger Weise aufgelangen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an hand der Zeichnung näher erläutert, die einen Schnitt durch das Federungselement zeigt.

Das ölpneuniatische Federungselement gemäß der Erfindung besteht aus einem Zylinder 1. dessen F.nHnn

durch einen Boden 10 mit einem Ventil 8 und durch einen Deckel 7 verschlossen sind, der einen Mitteldurchluß mit einer Dichtung H aufweist.

Der Zylinder I besteht aus zwei Räumen 3 bzw. 4, die durch eine Mitteltrennwand 9 begrenzt sind, in der ebenfalls ein Mitleldurchlaß mit einer Dichtung 12 vorgesehen ist: die getrennten Räume 3 bzw. 4 sind mit einer Flüssigkeit, etwa einem öl. wie es üblicherweise in Stoßdämpfern verwendet wird, bzw. einem inerten Gas. etwa Stickstoff, das durch das Ventil 8 eingeführt ist, gefüllt.

An den Durchlassen im Bereich des Deckels 7 und der Milteltrennwand 9 ist ein Hohlzylinder 2 in den Zylinder I eingeführt; der Hohlzylinder 2 ist an seinen Enden verschlossen und weist ungefähr in der Mitte einen Bund 6 auf. der die Bewegung des Hohlzylinders 2 im Raum 3 begrenzt; in dem Bund 6 sind ferner Bohrungen mit in bestimmter Richtung wirksamen Ventilen 13. 13' angebracht. Außerdem ist unterhalb des Bundes 6 mindestens eine Öffnung 14 vorgesehen, die den Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Wand des Hohlzylinders 2 ausgleicht.

Der Hohlzylindcr 2 ist innen zum Teil mit derselben Flüssigkeit gefüllt, die sich im Raum 3 befindet: der oberen Teil des Hohlzylinders 2 enthalt jedoch unter Druck stehendes Gas 5.

Der obere Teil des Hohlzylinders 2 ist an der Fahrzeugkarosserie oder am Fahrgestell befestigt, während der Zylinder 1 an der Radaufhängung befestigt ist.

Der obere Teil des Zylinders 1 arbeitet als üblicher Stoßdämpfer; wenn ein Stoß von unten nach oben wirkt, entsteht ein Überdruck in der Flüssigkeil, die sich in dem unterhalb des Bundes 6 gebildeten Teil des Kmimes 3 befindet, und die Flüssigkeit wird durch die Ventile 13'. die den Durchgang von Flüssigkeit in der entsprechenden Richtung ermöglichen, in den oberhalb des Bundes gebildeten Teil des Raumes 3 übergeführt.

Ein in entgegengesetzter Richtung atifireffeiidcr Stoß löst eine analoge Wirkung aus und hat einen Übergang von Flüssigkeit in entgegengesetzter Riehtung durch die dazu vorgesehenen Ventile 13 zur Folge.

Die lichte Weite der Öffnung oder der Öffnungen 14 ist so gewählt, daß der Druckverlust durch diese Öffnungen größer ist als der durch den Flüssigkeitsübergi'.ng durch die Ventile 13' hindurch verursachte, so daß der größere Teil der Flüssigkeit vorzugsweise durch die Ventile 13' und nicht so viel in den Hohlivlindcr 2 über

Der untere Raum 4 des Zylinders 1 wirk: als Luftfeder, beruhend auf der Kompressibilität des in dem Raum 4 befindlichen Druckgases.

Im Innenraum des Hohl/ylindcrs 2 ist ein Ausgleichskolben 20 mit einer Dichtungs 24 vorgesehen, dessen Schaft in einer mit einer Dichtung 23 versehenen Lagerung 22 geführt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, gelangt die Flüssigkeit aus dem Raum 3 durch die Öffnungen 14 in den Ringraum 21, der durch die Mantelfläche des Ausgleichskolbcnschaftes und die Innenwandfläche des Hohlzylinders 2, die Lagerung 22 und die Unterseite des Kopfteil«; des Ausgleichkolbcns 20 begrenzt ist. Gas und Flüssigkeit im Hohlzylinder 2 sind durch die Kolbenflächen des Ausgleichkolbcns 20 voneinander getrennt.

Außerdem ist der Druck, unter dem das Gas 5 steht, im Vergleich zu dem Druck, der auf die entgegengesetzte Seite des Ausgleichkolbens 20 ausgeübt wird, so hoch, daß dieser immer einen Druck auf die Flüssigkeit 1111 Ringraum 21 ausübt.

Nun soll dargelegt werden, wie die Einrichtung wirkt, wenn eine Temperaturzunahme eine Volumenzunahnie von Flüssigkeit und Gas zur Folge hat, die beispielsweise auf häufiges Ansprechen oder auf Erhöhung der Umgebungstemperatur zurückzuführen ist.

Die Zunahme Δ Vi des Volumens der im Raum 3 befindlichen Flüssigkeit wird durch die Öffnungen 114 hindurch in den Ringraum 21 übertragen, der sich infolgedessen durch Anheben des Ausgleichskolbens 20 vergrößert, was dank der Kompressibilität des G,.ises 5 möglich ist.

Die Zunahme Δ V: des im Raum 4 enthaltenen Gases wird durch die Verschiebung des Ausgleichskolbens 20 aufgefangen (die auf die Volumenvergrößerung J Vi des Öls der Räume 3 und 21 zurückzuführen ist), wodurch ein dem Volumen JV: gleiches Volumen im Raum 4 freigegeben wird. Dazu ist es nötig, die Volumina und Querschnitte der verschiedenen Bauteile, aus denen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammensetzt, zweckmäßig zu diemcnsioniercn.

Man sieht, daß die Vorrichtung die Lage des Kraftfahrzeugs praktisch konstant hält, weil sie die tempera· unabhängigen Volumenänderungen sowohl der Flüssigkeit im Raum 3 als auch des Gases im Raum 4 unschädlich macht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ölpneuniatisches Federungselement für Kraftfahrzeuge, das einen hydraulischen .Stoßdämpfer und eine Luftfederung in sich vereinigt und mit einer, temperaturabhängige Volumenänderungen mindestens eines der in ihr enthaltenen Fluide ausgleichenden Einrichtung verschen ist, das einen Außenzylinder mit zwei voneinander getrennten Räumen aufweist, von denen der eine ein Gas und der andere eine Flüssigkeit enthält, in denen sich ein zweiter, an seinen Enden geschlossener Hohlzylinder bewegt, der im wesentlichen Flüssigkeit und in einem kleineren Raum unter Druck stehendes Gas enthält und der einen im Flüssigkeit enthaltenden Ringraum zwischen Außenzylinder und Hohlzylinder als Kolben wirkende·! und mit Ventilen versehenen Bund aufweist, wobei die Ventile den Durchgang der dämpfend wirkenden Flüssigkeit in beiden Richtungen regeln und auf der einen Seite des Bundes mindestens ein, die auf beiden Seiten des Mantels des Hohlzylinders herrschenden Drücke ausgleichender Durchlaß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlzylinder einen verschiebbaren Ausgleichskolben (20) aufweist, der aus einem, den das unter Druck stehende Gas (5) enthaltenden Raum von dem die Flüssigkeit enthaltenden Raum trennenden Kopfteil und einem Schaft besteht, der in dem die Flüssigkeit enthaltenden Raumteil des zweiten Hohlzylinders (2) durch eine dichtende Lagerung (22, 23) geführt ist, die diesen Raumteil von dem das Gas enthaltenden Raum (4) trennt.

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