DE1089282B - Hydraulisch-pneumatische Federvorrichtung fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulischpneumatische Federvorrichtung für' Fahrzeuge, mit einem Zylinder und einem Kolben, von denen der eine mit dem Laufrad über Gelenk und der andere mit dem Rahmen über Gelenk eines Fahrzeuges verbunden ist, wobei der Kolben mit seiner einen Seite auf eine Flüssigkeitssäule wirKt und diese über einen'in seiner Größe veränderlichen gasgefüllten Raum auf den Zylinder wirkt.

Die pneumatische Abfederung hat den Vorteil, daß ίο die Federungs-Kennlinie progressiv verläuft. Sie gewinnt daher insbesondere fur den Fahrzeugbau immer größere Bedeutung.

Es ist bekannt, solche pneumatischen Federungen zur Erhöhung des Fahrkomforts mit Hydraulik in eier Weise zu kombinieren, daß das gegenüber dem Fahrzeugrahmen abgefederte" Laufrad nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung eines hydraulischen Mediums auf die an Fahrzeugachsen befestigten pneumatischen Federvorrichtungen wirkt. In einem solchen Falle ist die Federvorrichtung wie eingangs geschildert aufgebaut.

Bei einer solchen hydraulisch-pneumatischen Federung werden die Fahrstöße von dem pneumatischen Teil aufgenommen. Der hydraulische Teil dient zur Übertragung der Kräfte vom Rad über einen Kolben auf das pneumatische Polster und durch Zu- bzw. Abführung von Flüssigkeit gleichzeitig als Stellglied, um den Bodenabstand ungeachtet der Belastung auf gleicher Höhe zu halten sowie die waagerechte Lage des Wagens gegenüber einer Schrägstellung des Fahrzeuges in Fahrtrichtung und quer dazu einzuhalten.

Um diese Möglichkeiten auszunutzen, muß für die Zurückführung des hydraulischen Mediums eine genügend große Pumpe vorgesehen werden, die kostspielig ist, zusätzliche Energie erfordert und zusätzlichen Störungen ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche pneumatisch-hydraulischen Federvorrichtungen zu vereinfachen und die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden.

Die Erfindung besteht bei Federvorrichtungen der eingangs geschilderten Art darin, daß 'der Raum auf der andereh'Seite des Kolbens durch den Zylinder abgeschlossen ist und Kolben und Zylinder auf der letztgenannten Seite des K-olberis als hydraulische Pumpe für eine Flüssigkeit in einem Leitungssystem wirken, das einen Druckspeicher enthält, der über ein von der Relativbewegung zwischen' Lauf fad und Fahrzeugrahmen beeinflußtes Ventil mit dem Flüssigkeitsraum auf der erstgenannten Seite des Kolbens"verbunden ist.

Vorzugsweise sind auf der erstgenannten Seite des Kolbens im gleichen Zylinder der Flüssigkeitsraum und

Federvorrichtung für Fahrzeuge

Anmelder:

Langep. & Co.,

Düsseldorf, Worringer Str. 68

der gasgefüllte Raum enthalten und durch einen schwimmenden Kolben voneinander getrennt.

Die beiden Flüssigkeitsleitungen zu den auf den beiden Seiten des Kolbens liegenden Zylinderräumen werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch die Kolbenstange hindurchgeführt. Vorzugsweise wird die Federvorrichtung so angeordnet, daß die Kolbenstange am Wagenkästen und der Zylinder am abzufedernden Rad befestigt ist. Wenn dann die beiden Ölleitungen durch die Kolbenstange geführt werden, besteht die Möglichkeit, sie an der Stelle in den Federkörper, nämlich in die Kolbenstange, einzuführen, wo die~ geringste Relativbewegung desselben gegenüber dem Wagenkasten besteht; Bei dieser Anordnung kommt die gasgefüllte Seite des Federkörpers an die

tiefste Stelle zu liegen, so daß etwaige Leckölrnengen leicht durch eine Ablaßschraube abgelassen werden können.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In der Zeichnung ist das Laufrad 1 eines Fahrzeuges dargestellt, das an dem nur schematisch angedeuteten Fahrzeugrahmen 4 mittels eines Schwenkarmes 2 befestigt ist, der um die Drehachse 3 schwenkbar ist. Als Federvorrichtung zwischen dem Rad 1 und dem Rahmen 4 ist ein Zylinder 8 vorgesehen, der an dem Schwenkarm 2 um einen Drehzapfen 5 schwenkbar befestigt ist, sowie ein in dem Zylinder 8 bewegbarer Kolben 10, der am Fahrzeugrahmen 4 um einen Schwenkbolzen 6 schwenkbar befestigt ist. Zwischen

dem Kolben 10 und der ihm gegenüberliegenden Wand des Zylinders 8 befindet sich ein frei schwimmender Kolben 9. In dem genannten Ende des Zylinders 8 befindet sich ein durch ein Rückschlagventil verschließbarer Einlaß 14 für ein Gas sowie ein Ablaß stopfen 32.

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Der Kolben 10 und seine Kolbenstange besitzen eine Längsbohrung 15, in die außerhalb des Zylinders 8 eine Leitung 25 mündet. Die Leitung 25 mündet andererseits in ein Ventil 24, das andererseits mit zwei Leitungen 18 und 26 -verbunden"ist: ,Die beiden Leitungen 18 und 26 können durch' zwei Ventilschieber 28 geschlossen werden, die mittels einer Stange 27 mit dem Schwenkarm 2 verbunden sind.

Die Leitung 18. führt zu. einem Druckspeicher 19, in welchem ein frei schwimmender Kolben 30 eine vorgespannte Gasmenge 29 gegenüber einem mit der Leitung 18 verbundenen Raum 31 für ein Öl abschließt. Die Leitung 18 ist ferner mit einem Rückschlagventil

22 verbunden, das bei Überdruck das öl aus der Leitung 18 und den Druckspeicher 19 durch eine Leitung

23 in einen Ölbehälter 21 abfließen läßt. Der ölbehälter 21 kann als geschlossener Behälter ausgebildet sein, so daß sich dann ein völlig geschlossener Kreislauf des Öls ergibt. Das Ventil 22 ist von Hand einstellbar. Der Handgriff dieses Ventils befindet sich vorzugsweise am Armaturenbrett des Fahrzeuges. Durch eine Verstellung des Ventils 22 kann die stoß dämpfende Wirkung der Federvorrichtung 8 bis 12 der Geschwindigkeit, Straßenunebenheit und Belastung angepaßt werden. Die Leitung26 führt unmittelbar zu dem ölbehälter 21.

Das den Gasraum 11 gegenüberliegende Ende des Zylinders 8 ist mit einer Leitung 16 verbunden, ,durch die über ein Rückschlagventil 20 öl aus dem Ölbehälter 21 angesaugt werden kann und über ein Rückschlagventil 17 öl in die Leitung 18 gedrückt werden kann.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen:

Bei stillstehendem Fahrzeug befindet sich zwischen den Kolben 10 und 9 eine ölmenge, die durch Einstellen ■des Ventils24 bestimmt werden kann. Die Menge dieses Öls bestimmt die Bodenfreiheit δ des Fahrzeuges. Wenn das Fahrzeug belastet wird;, wird das Gaspolster 11 entsprechend komprimiert und sein Volumen verkleinert. Gleichzeitig öffnet sich das Ventil 24, so daß aus dem Druckspeicher 19 Öl durch die Leitungen 18, 25,15 in den Raum 12 fließt und das Fahrgestell wieder auf die ursprüngliche Höhe hebt. Sobald die Ursprung-' liehe Bodenfreiheit erreicht ist, schließt das Ventil 24 ■die weitere Zufuhr des Öls zum Raum 12.

Wird infolge einer Unregelmäßigkeit der Fahrbahn das Laufrad 1 plötzlich angehoben, so wird dieser Stoß von dem Gaspolster 11 aufgefangen. Das ölvolumen im Raum 12 ändert sich nicht; denn obwohl für die kürze Zeit des Stoßes das Ventil 24 geöffnet wird, gelangt mit Rücksicht auf die geringe zur Verfugung stehende Zeit praktisch kein öl durch die Leitungen 18, 25 und 15 hindurch vom Druckspeicher 19 zum Raum 12. Bei einem langsamen Fahrstoß ergibt sich dagegen ein Fließen des Öls vom Druckspeicher 19 zu dem Raum 12 und wieder zurück.

Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 10 wird in dem Raum 13 über das Rückschlagventil 20 unddieLeitunglöÖl angesaugt bzw. durch dieLeitung 16 und das Rückschlagventil 17 in die Leitung 18 und somit zum Druckspeicher 19 gedruckt. Der Raum 13 des Zylinders 8 dient also zusammen mit dem Kolben 10 als Pumpe, durch die das öl gefördert wird, das für den Raum 12 benötigt wird. Das Verhältnis der auf den Raum 12 und auf den Raum 13 wirkenden Kolbenflächen ist so gewählt, daß der Druck, der im Raum 13 erzeugt wird, genügend hoch über dem Druck liegt, der im Raum 12 auftritt, so daß stets der Druck in der Leitung 18 und in dem Druckspeicher 19 hoch genug ist, um das Auffüllen des Raumes 12 mit Sicherheit zu gewährleisten. Die von der Leitung 18 abzweigende Leitung7 führt zu anderen-Verbraucherstellen, z.B.

Scheibenwischer, Lenkung. Sie ist vorgesehen für den Fall, daß die im Raum 13 erzeugte Energie erheblich größer ist als die in der Federvorrichtung benötigte Energie.

Leckflüssigkeitsmengen zwischen Raum 12 und 13 sind sowohl "für den als Stellglied dienenden Raum 12 als auch für die Pumpe 13 ohne Einfluß, weil beide Organe zu einem gemeinsamen hydraulischen Kreislauf gehören. Unter Umständen auftretende Leckmengen werden dadurch immer wieder ersetzt.

Bei der dargestellten Anordnung ist die Erzeugung eines pneumatischen Polsters von ausreichendem Druck im Raum 11 verhältnismäßig einfach. Am aufgebockten Wagen werden die Kolben 9 und 10 in die oberste Stellung gebracht und alle Flüssigkeit aus denRäumen 12 und 13 verdrängt. Dann kann man durch den Einlaß 14 Gas mit einem Druck einbringen, der mit üblichen Pumpen ohne Schwierigkeit erreicht werden kann, nachdem vorher mittels des Verschlußstopfens 32 etwaige Leckölmengen abgelassen wurden. Es ist also möglich, Schaden oder Mängel am Federkörper mit einfachen Handgriffen zu beheben, während bei bekannten Ausführungen in solchen Fällen das ganze Federglied oder zumindest der pneumatische Teil ausgewechselt werden muß. Anschließend wird dann aus dem Druckspeicher 31 Druckflüssigkeit in die Räume 12 und 13 eingelassen und dadurch der gewünschte hohe Gasdruck im Raum 11 erzielt. Durch ein im Einlaß 14 vorgesehenes Ventil kann der Gasdruck eingestellt und willkürlich geregelt werden.

Die Zeichnung zeigt die A^orrichtung für ein einzelnes Laufrad. Es ist selbstverständlich, daß bei einem Fahrzeug ein gemeinsamer Druckspeicher 19, ein gemeinsamer Flüssigkeitsbehälter 21 und ein gemeinsames Überdruckventil für alle Räder vorgesehen sein können. Durch Einbau entsprechender Steuerorgane oder anderer Vorrichtungen in den Kreislauf können die Neigung bei Kurvenfahrten oder Wippbewegungen beim Bremsen und Anfahren vermieden werden.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   - L Hydraulisch-pneumatische Federvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Zylinder und einem Kolben, von denen der eine mit dem Laufrad über Gelenk und der andere mit dem Rahmen über Gelenk eines Fahrzeuges verbunden ist, wobei der Kolben mit seiner einen Seite auf eine Flüssigkeitssäule wirkt und diese über einen in seiner Größe veränderlichen gasgefüllten Raum auf den Zylinder wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (13) auf der anderen Seite des Kolbens (10) durch den Zylinder (8) abgeschlossen ist und Kolben (10) und Zylinder (8) auf der letztgenannten Seite des Kolbens (10) als hydraulische Pumpe für eine Flüssigkeit in einem Leitungssystem wirken, das einen Druckspeicher (19) enthält, der über ein von der Relativbewegung zwischen Laufrad (1) und Fahrzeugrahmen (4) beeinflußtes Ventil (24) mit dem Flüssigkeitsraum (12) auf der erstgenannten Seite des Kolbens (10) verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Pumpe mit dem von Flüssigkeit angefüllten Raum (12) auf der erstgenannten Seite des Kolbens (10) derart in Verbindung steht, daß sie geeignet ist, Flüssigkeit in diesen Raum (12) zu pumpen.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen

   Seite (12) des Kolbens (10) hintereinander im gleichen Zylinder (8) der genannte Flüssigkeitsraum (12) und der gasgefüllte Raum (11) enthalten sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsraum (12) und der gasgefüllte Raum (11) in an sich bekannter Weise voneinander durch einen schwimmenden Kolben (9) getrennt sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Pumpenseite (13) zugewandte wirksame Kolbenfläche erheblich kleiner ist als die dem gasgefüllten Raum (11) zugewandte Kolbenfiäche.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flüssigkeitsleitungen (25 und 16) zu den auf den beiden Seiten des Kolbens liegenden Zylinderräumen (12, 13) durch die Kolbenstange (10) geführt sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gasgefüllte Raum (11) unterhalb der beiden Flüssigkeitsräume (12, 13) liegt und mit einem Ablaß (32) für Lecköl versehen ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (16) zu der genannten Pumpe derart ausgebildet ist, daß die Pumpe (8,10) als Stoßdämpfer wirkt.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Gas gefüllte Raum (11) in an sich bekannter Weise mit einer öffnung (14) zur Zuführung von Gas versehen ist, die vorzugsweise durch ein Rückschlagventil verschlossen wird.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Druckspeicher (19) verbundene, zum Flüssigkeitsraum (12) auf der erstgenannten Seite des Kolbens (10) führende Leitung (18) mit einem regelbaren Überdruckventil (22) versehen ist.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 525 039, 570 800,
    551;

    Patentschrift Nr. 9216 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

    französische Patentschriften Nr. 1 090 008,
    092 457.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 009 607/230 9.60