DE1153640B - Hydropneumatische Aufhaengeeinheit fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Aufhängeeinheit für Fahrzeuge mit einem mindestens teilweise hohlen Körper, dessen hohles Innere eine Niederdruckkammer für ein hydraulisches Medium bildet, mit einem hydraulischen Zylinder in dem Hohlkörper, der an seinem einen Ende mit der Niederdruckkammer in Verbindung steht, mit einem Kolben in dem hydraulischen Zylinder, einer in dem Hohlkörper drehbaren Schwingachse, die Fahrbewegungen des Fahrzeugs aufnimmt, einer Verbindung zwischen dem Kolben und der Achse, wodurch der Kolben auf die Fahrbewegungen anspricht und hierdurch im Zylinder verschoben wird, mit einer elastischen Scheidewand, die das andere Ende des Zylinders schließt und mit dem Zylinder und dem darin befindlichen Kolben zusammen eine hydraulische Kammer umgrenzt, mit einer pneumatischen Kammer, die an die elastische Scheidewand angrenzt, sowie mit einer hydraulischen Pumpe und einem hydraulischen Ablaufventil zum Befördern von hydraulischem Medium zwischen der Niederdruckkammer und der hydraulischen Kammer entsprechend der Stellung des Kolbens im Zylinder.

Eine hydropneumatische Fahrzeugaufhängeeinheit der in der Erfindung offenbarten Art kombiniert die Funktionen der gewöhnlichen Aufhängefeder und des Stoßdämpfers, die jeder Radaufhängung zugeordnet sind, in einer einzigen Einheit. Bei diesen Aufhängeeinheiten ist die relative Stellung des Fahrzeugrahmens zu mindestens einem Rad entweder in Ruhelage oder bei geringer Bewegung eine Funktion der Belastung und des innerhalb des abgeschlossenen Strömungsmittels auftretenden statischen Druckes. Mit anderen Worten, es verringert sich der Abstand zwischen Rahmen und Rad ähnlich wie bei einer üblichen Federaufhängung bei erhöhter Belastung und vergrößert sich, wenn die Belastung vermindert wird. Allen diesen Aufhängeeinheiten liegt somit das Problem zugrunde, den Fahrzeugrahmen unabhängig von den Belastungen auf einer konstanten Höhe bezüglich des oder der Räder zu halten. Im allgemeinen werden auf Belastungsänderungen, d. h. auf vertikale Abstandsänderungen zwischen Fahrzeugrahmen und Rädern ansprechende Mittel vorgesehen, um den ursprünglichen Abstand automatisch und möglichst kurzzeitig wiederherzustellen, um dem Fahrzeug eine konstante Fahrhöhe zu geben. Es hat sich gezeigt, daß eine Zunahme der Anzahl der notwendigen Ventile im Strömungskreislauf die Reaktionsgeschwindigkeit ungünstig beeinflußt.

Derartige hydropneumatische Aufhängeeinheiten sind bekannt. Sie besitzen allgemein den Nachteil, Hydropneumatische Aufhängeeinheit
für Fahrzeuge

Anmelder:

Armstrong Patents Co. Limited,

Eastgate, Beverley, Yorkshire

(Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 23. Februar, 21. November 1957
und 7. Januar 1958 (Nr. 6154, Nr. 36 245 und Nr. 562)

Jack Wordsworth und Ronald Sidney Dickinson,

York, Yorkshire (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

daß zu ihrer Funktion eine Vielzahl von Ventilen notwendig ist. Die bekannten Einheiten sind außerdem in ihrem Aufbau kompliziert und besitzen wegen ihrer teleskopartigen Funktionsweise einen erhebliehen Bauumfang.

Eine andere Art von hydropneumatischen Aufhängeeinheiten für Fahrzeuge verwendet eine motorgetriebene Ölpumpe, um die Druckräume der Aufhängeeinheit zu füllen. Diese Bauweise hat jedoch

den Nachteil, daß ein zusätzlicher Energieaufwand während der Fahrt notwendig ist, um die Ölpumpe anzutreiben. Dies verringert den Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs. Außerdem kann bei Trennung von Ölpumpe und hydropneumatischer Fahrzeugaufhängeeinheit eine kompakte Bauweise nicht erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die den bekannten Einheiten anhaftenden Nachteile zu vermeiden und eine Einheit zu schaffen, die wenig Ventile benötigt, wodurch die Störanfälligkeit herabgesetzt wird und wodurch die Herstellungs- und Montagekosten gesenkt werden, und die eine kompakte Bauweise ermöglicht.
Die Aufgabe wird bei Aufhängeeinheiten der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ende des hydraulischen Zylinders unmittelbar in die Niederdruckkammer mündet, daß

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ein Filter, weleher die Strömungsdrossel bildet, in der Bohrung untergebracht ist.

Zweckmäßig ist ein mit der hydropneumatischen Aufhängungseinheit ein Ganzes bildendes Behältnis bzw. eine ein Ganzes mit der Einheit bildende Niederdruckkammer vorgesehen. Andererseits ist es auch möglich, ein Behältnis bzw. einen Speicher für hydraulisches Medium getrennt von der Einheit derart anzuordnen, daß es zusätzliches hydraulisches

Fig. 1 eine.n Schnitt durch das Gehäuse einer hydropneumatischen Aufhängeeinheit nach der, Erfindung,

die Schwingachse durch die Niederdruckkammer nahe dem Zylinderende hindurchgeht und einen oder mehrere Nocken trägt und daß die hydraulische Pumpe und das Ablaufventil kolbenbetätigt sind und

ihr oder ihre Betätigungskolben durch den oder die Nocken entsprechenden Drehbewegungen der Achse

relativ zum Körper verschoben werden, wobei der oder die Nocken auf der Achse so angeordnet sind, daß der Pumpkolben . entsprechend den der

Achse mitgeteilten Fahrbewegungen des Fahrzeugs io Medium zu der Einheit liefern und überschüssiges

fortwährend hin- und herbewegt wird, während das hydraulisches Medium von der Einheit aufnehmen

Ablaufventil entsprechend der Drehbewegung der kann.

Achse relativ zum Körper und mithin zur Stellung Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungs-

des Kolbens .im Zylinder wirksam wird. möglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind 15 Beschreibung von Ausführungsbeispielen im ZuPumpe und Ventil zu einer einzigen Einheit zu- sammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt
sammengefaßt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung
weist die kombinierte Pump- und Ventileinheit einen
Pumpkolben auf, der in Phase mit den Bewegungen 20 .. ,Fig, 2 und 3. Teilsßhnitte. entlang den Linien I-I-II des Kolbens verschiebbar ist und in einem Gehäuse bzw. HHII der Fig. 1,

aufgenommen wird, das mit einer Pumpkammer ver- _;ii Fig. 4 und.5 Einzelheiten einer Pumpe bzw. eines sehen ist, der über ein Einlaß- oder Rücklaufventil Ventils im Schnitt und im größeren Maßstab,
das von einer Niederdruckkammer oder einem Be- . Fig. 6. ejne teilweise geschnittene Ansicht einer hältnis abgezogene hydraulische Medium bei An- 25 weiteren Ausführungsform einer hydropneumatischen saughüben des Pumpkolbens zugeführt wird, wobei Äufhängeeinheit nach der Erfindung,
ein Auslaßventil mit der mittels des hydraulischen Fig. 7 einen Einzelschnitt in vergrößertem Maß-

Mediums unter Druck gesetzten hydraulischen stab, der in der in Fig. 6 veranschaulichten Einheit Kammer in Verbindung steht, das während der vorgesehenen kombinierten Pump- und Ventil-Pumphübe des Pumpkolbens öffnet, um das hydrau- 30 anordnung,

lische Medium von der Pumpkammer in die hydrau- ,-Fig. 8 eine Ansicht, teilweise im Schnitt,, einer lische Kammer überzuführen. Es sind weiterhin weiteren Ausführungsform einer hydropneumatischen Mittel vorgesehen, die auf die Zylinderkolbenstellung Aufhängeeinheit nach der Erfindung, . .,

innerhalb des Zylinders ansprechen, um das Auslaß- ·- Fig,,9 einen Einzelschnitt in vergrößertem Maßstab ventil von seinem Sitz abzuheben, um eine Strömung 35 eines Teiles der in Fig. S veranschaulichten Einheit, des hydraulischen Mediums aus dieser hydraulischen .Fig. 10 eine schematische perspektivische Ansicht Kammer heraus zu gestatten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Einlaßventil von dem Pumpkolben selbst getragen, wobei der Pumpkolben mit einer oder mehreren Bohrungen ausgebildet ist, die die Verbindung mit der · Niederdruckkammer herstellen, wobei das Auslaßventil in einem.Bereich des Pumpund, Ventilgehäuses entfernt· vom .Kolben angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das. Einlaßventil gesondert in dem Körper der Einheit angeordnet und: dadurch eine Verbindung zwischen der. Pumpkammer der Pump- und Ventil-

eines. Fahrzeugaufhängesptems bei Verwendung eines Paares der in Figi.g und 9. veranschaulichten Einheiten, _;; ..--.■ , ■? . -.,, _)r

Fig. 11 einen Einzelschnitt in vergrößertem Maßstab, der_; einen Teil.einer hydropneumatischen.·Auflaängeeinheitveranschaulicht, die zugleich ein Behältnis für emhydrauIisches-Mpdium aufweist,.und .

Fig. 12 eine Endansieht einer Einheit mit zugehörigem Behältnis, wie in Fig. 11 veranschaulicht, wobei Teile weggebrochen sind.

: Zunächst sei auf die Ausführungsform nach Fig. 1 bis-5 Bezug genommen. In den Fig. 1 bis 3 ist eine hydropneumatische Aufhängeeinheit veranschaulicht,

anordnung und dem Behältnis für--hydraulisches 5° die einen an dem Chassis oder Rahmen.des Fahr-Medium. herstellen kann, wobei das Auslaßventil in zeuges befestigten Körper B und eine in dem einem Bereich des Pump-und Ventilgehäuses entfernt Körper B gelagerte drehbare Schwingachse 5 aufvon dem-Kolben angeordnet ist. weist. Die· Schwingachse 5 kann über einen (nicht

¹ Zweckmäßig ist.mindestens ein Nocken so ange- gezeichneten) Arm mit einer -Radbefestigung verordnete daßrer, sobald-der Kolben: im Zylinder eine 55 bunden werden, wodurch die Welle in Abhängigkeit gewünschte Mittelstellung einnimmt}, bewirkt, daß ein von Fahrzeugfahrbewegungen verdreht werden kann, von dem Kolben getragener Stößel das Auslaßventil Die Anordnung ist derart, daß Öl teilweise einen

öffnet. Von der hydraulischen-Kammer abgegebenes Speichert in dem die SchwingachseS umgebenden hydraulisches Medium wird zu der Niederdruck- Körperteil der Einheit füllt, und unter der Wirkung kammer oder dem Behältnis-über die Pumpkammer 60 einer auf die Achse ausgeübten Belastung wird Öl und durch Jn dem Pumpkolben vorgesehene Strö- in einer hydraulischen Kammer C außerhalb eines mungsdrosseln sowie unter Umgehung des Einlaß- Zylinders A, der mittels einer Scheidewand D umventils zurückgeleitet. Die Strömungsdrosseln sind schlossen und an einem Ende abgeschlossen ist, als mindestens eine Längsnut am Umfang des Pump- mittels eines in. dem Zylinder Λ angeordneten Zykolbens ausgebildet. Es ist auch möglich, den Pump- 65 linderkolbens A\ von dem nur sein unteres Ende kolben mit einer axialen Bohrung zu versehen, die gezeigt ist und mit welchem die Achse S über einen über eine Niederdruckkammer mit dem Behältnis Kurbelarm K und eine Vexbindungsstange verbunden für hydraulisches Medium in Verbindung steht, wobei ist, unter Druck gesetzt. Ein abgeschlossener Raum

außerhalb der Scheidewand!) enthält komprimierte Luft, die als pneumatische Feder wirkt.

Die Mittel zur Erhöhung der auf einer Seite der Scheidewand eingeschlossenen Ölmenge bestehen in einer Pumpe P, die einen Pumpkolben 11 aufweist, der jedesmal, wenn die Schwingachse S sich im Uhrzeigersinn dreht, niedergedrückt wird, um eine Nockenfläche Kl auf der Kurbel if in Berührung mit dem Pumpkolben 11 zu bringen, um eine Verschiebung desselben zu bewirken. Ähnlich bestehen die Mittel zur Verminderung der Menge abgeschlossenen Öles in einem Ablaufventil V mit einem Kolben 31, der jedesmal niedergedrückt wird, wenn die Schwingachse 5 sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, um eine NockenflächeK2 auf der Kurbelt in Berührung mit dem Kolben 31 zu bringen, um eine Verschiebung desselben zu bewirken. Die Bauart der Pumpe P und des Ventils V ist in den Fig. 4 bzw. 5 veranschaulicht.

Die Pumpe P (Fig. 4) weist einen innen zylindrischen Körper 12 auf, der in eine Gewindebohrung in dem Körper B der Aufhängeeinheit eingeschraubt und in bezug auf diesen mittels eines Dichtringes 13 abgedichtet ist. Unterhalb des Pumpkörpers 12 befindet sich ein Rückschlagventilkörper 14, der teilweise in den Pumpkörper paßt und in bezug auf diesen mittels eines Dichtringes 15 abgedichtet ist. Eine Pumpkolbenrückführfeder 16 erstreckt sich zwischen dem oberen Endteil des Rückschlagventilkörpers 14 und einer Rücklaufventilkammer 17, die eine Rücklaufventilfeder und eine Rücklaufventilkugel 19 enthält. Die Kugel 19 sitzt normalerweise auf einer Rücklauf ventilscheibe 20 am unteren Ende einer Bohrung in dem Pumpkolben 11, der in der Bohrung des Körpers 12 verschiebbar ist.

In den Rückschlagventilkörper 14 ist eine Rückschlagventilkammer 25 eingepaßt, die eine Rückschlagventilfeder 26 und eine Rückschlagventilkugel 27 enthält, die ihrerseits normalerweise auf einer am inneren Ende einer Bohrung in dem Rückschlagventilkörper 14 angeordneten Rückschlagventilscheibe 28 sitzt.

Das Ablaufventil V (Fig. 5) weist einen Körper 32 auf, der zwischen seinen Enden mit einer kurzen axialen Bohrung verhältnismäßig kleinen Durchmessers ausgebildet ist. Ein Endteil des Körpers 32 ist versenkt, um einen Kolbenzylinder zu bilden, während der gegenüberliegende Endteil zur Bildung eines Sitzes für eine Ventilscheibe 33 ausgespart ist. Der Körper 32 ist in eine Gewindebohrung in dem Körper B der Aufhängeeinheit geschraubt und mittels eines Dichtringes 34 gegen letzteren abgedichtet. Der Kolben 31 ist axial aufgebohrt, und an dem am weitesten in dem Körper 32 innen sitzenden Ende des Kolbens endet diese axiale Bohrung in einer Anzahl kurzer, schräg verlaufender Bohrungen. Der Kolben 31 ist in der oberen Versenkung des Körpers 32 verschiebbar. Es ist eine Rückführfeder 36 vorgesehen, um den Kolben nach oben zu drücken, und der Kolben weist einen nach unten sich erstreckenden axialen Vorsprung oder Stößel 37 auf, welcher durch die Scheibe 33 hindurchtritt, um ein Kugelventil 38, das normalerweise mittels einer Feder 39, die gegen die innere Endfläche einer sich innerhalb des unteren Endteils des Körpers 32 erstreckenden und daran befestigten Ventilkammer 40 anliegt, gegen die Scheibe 33 gedrückt wird, von seinem Sitz abzuheben.

Beim Betrieb der oben beschriebenen pneumatischen Einheit werden, wenn sie an einem Fahrzeug angebracht ist, Fahrbewegungen des Fahrzeugrades, welchem die Einheit zugeordnet ist, auf die Schwingachse S übertragen und bewirken, daß der Nocken KX den Pumpkolben 11 hin- und herbewegt. Somit wird hydraulisches Medium aus dem Speicher R durch das Rücklauf ventil 19, 20 abgezogen und an der Ventilkugel 27 vorbei in die hydraulische Kammer C gedruckt. Der sich daraus ergebende Volumenzuwachs des hydraulischen Mediums in der hydraulischen Kammer C bewirkt seinerseits, daß sich der Zylinderkolben A' der Aufhängeeinheit in bezug auf den Zylinder nach außen bewegt, d. h. in einer solchen Richtung, in welcher der Nocken K 2 schließlich auf den Kolben 31 des Ablaufventils V auftrifft oder mit diesem in Berührung kommt und ihn so niederdrückt. Ist dies der Fall, dann wird die Ventilkugel 38 mittels des Stößels 37 von ihrem Sitz abgehoben, und hydraulisches Medium kann von der Kammer C zurück zum Speicher R fließen, und zwar über die schrägen und axialen Bohrungen in dem Kolben 31. Bei fortgesetztem Weiterfahren des Fahrzeugs dient das konstante Pumpen von hydraulischem Medium in die hydraulische Kammer C mittels der Pumpe P, das mittels konstanter oder kontinuierlich sich wiederholender Abgabe von hydraulischem Medium mittels des Ventils V im Gleichgewicht gehalten wird, dazu, den Kolben A' in einer gewünschten Mittelstellung zwischen den Enden des Zylinders A zu halten. Somit werden die Schwingachse S und ihre Verbindung mit einer Radbefestigung in einer gewünschten Stellung in bezug auf den Fahrzeugrahmen oder das Chassis gehalten, d. h., der Fahrzeugrahmen oder das Chassis werden in praktisch konstanter Fahrhöhe gehalten, die durch die Stellung des Nockens Kl in bezug auf den Kolben 31 bestimmt ist.

Wird nun die Belastung auf das Fahrzeug erhöht, so senkt sich der Rahmen wie bei einer üblichen Federaufhängung in Richtung der Räder. Durch ihre Verbindung mit der Radbefestigung wird somit die Schwingachse S winkelförmig in Uhrzeigerrichtung verschoben und bewirkt, daß der Kolben/4' weiter in den Zylinder/4 der Aufhängeeinheit eintritt. Die Aufhängeeinrichtung nach der Erfindung wirkt jedoch nun derart, daß sie die zuvor erwähnte praktisch konstante Fahrhöhe wieder einstellt, indem die Verschiebung der Schwingachse 5 den Nocken K 2 von dem Pumpkolben 31 wegbewegt und ein Schließen des Ventils V gestattet, wobei jedoch ein Weiterfahren des Fahrzeugs ein fortgesetztes Arbeiten der Pumpe P mittels des Nockens Kl zur Folge hat. Das Volumen des hydraulischen Mediums in der hydraulischen Kammer C wird daher vergrößert, bis der Zyiinderkolbeny4' sich wieder aus dem Zylinder/! heraus in die Stellung bewegt hat, in welcher der Nocken K 2 wieder wirksam wird, um das Ablaufventil V gerade zu öffnen. Wenn umgekehrt die von dem Fahrzeug getragene Belastung vermindert wird, so wird sich die Schwingachse S im Gegenuhrzeigersinn drehen, und der Zylinderkolben A' wird aus dem Zylinder/ί nach außen bewegt. Dann jedoch wird der Nocken K 2 wirksam, um das Ventil V offenzuhalten, bis genügend hydraulisches Medium aus der hydraulischen Kammer C abgegeben wurde, um den Zylinderkolben wieder in seine vorbestimmte Mittelstellung zu bringen.

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In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform der Bei jeder Bewegung des Kolbens 41 von dem Ge-Erfindung veranschaulicht, bei welcher die Pumpe häuse 42 nach außen wird hydraulisches Medium und das Ablaufventil in einer einzigen Anordnung durch die Bohrungen 53, 54 gezogen, um das Ventil kombiniert sind. Die hydropneumatische Aufhänge- 55 zu öffnen, und tritt in eine innerhalb des Gehäueinheit weist nach diesen Figuren ebenfalls einen 5 ses42 ausgebildete Pumpkammer 56 ein. Bei dem Körper5 auf, der an dem Fahrzeugrahmen ange- folgenden Hub nach innen oder Pumphub des KoI-bracht werden kann, sowie eine in dem Körper B bens 41 wird dieses hydraulische Medium dann unter gelagerte drehbare Schwingachse S, die über einen Druck gesetzt, um das Ventil 57 zu öffnen, und läuft (nicht gezeichneten) Arm mit einer Fahrzeugrad- über die Bohrungen 48 α in die hydraulische Kambefestigung verbunden wird. Die Anordnung ist in io merC. Wenn das Volumen des in der Kammer C dieser Ausführungsform der Erfindung ebenfalls der- eingeschlossenen hydraulischen Mediums anwächst, art getroffen, daß hydrauliches Medium zumindest so wird der Zylinderkolben A' in der Aufhängeteilweise eine Niederdruckkammer R, die einen einheit aus dem Zylinder A herausgedrückt, d. h. Speicher in dem die Schwingachse S umgebenden nach links in Fig. 6, und bewirkt seinerseits über die Körperteil darstellt, füllt, und unter der Wirkung der 15 Verbindungsstange E und die Kurbel K eine Gegen-Belastung wird hydraulisches Medium in einer hy- Uhrzeigersinnbewegung der verdrehbaren Schwingdraulischen Kammer C zwischen der Außenseite achse S, wobei diese Bewegung dazu dient, das Fahreines Zylinders/4 und einer elastischen, den ZyHn- zeugchassis oder den Rahmen in bezug auf die Räder der umgebenden Scheidewand D mittels eines mit zu heben.

der Schwingachse S über eine Verbindungsstange E 30 Um eine Mittelstellung des Kolbens A' innerhalb und eine Kurbel verbundenen Kolbens unter Druck des Zylinders A zu bewirken und damit eine gegesetzt. Ein abgeschlossener Raum außerhalb der wünschte Fahrhöhe zu bestimmen, bei welcher das Scheidewand!) enthält komprimierte Luft, die als Fahrzeug praktisch auf konstanter Höhe gehalten pneumatische Aufhängefeder wirkt. werden kann, sind der Nocken L und der Stößelteil Die Aufhängeeinheit ist mit einer kombinierten 25 43 a des Stößelgliedes 43 derart ausgebildet, daß, Pump- und Ablaufventileinheit F ausgestattet, um wenn der Kolben A' die gewünschte Mittellage erden Betrag des in der Kammer C enthaltenen hy- reicht, der Stößelteil 43 α auf das Kugelventilglied 50 draulischen Mediums zu vergrößern bzw. zu ver- in Fig. 7 auftrifft und dieses gerade berührt, um das mindern, wobei der Pumpabschnitt der Anordnung Ventilglied von seinem Sitz 49 abzuheben und hymit dem Speicher R in Verbindung steht. 30 draulisches Medium aus der hydraulischen Kammer C Wie in Fig. 7 gezeigt, weist die kombinierte Pump- austreten zu lassen, wobei das Ventil 49/50 somit als und Ventilanordnung einen Kolben 41 auf, der Ablaufventil wirkt. In dieser Weise aus der hydraugleitend in einer hierfür in einem Körper 42 aus- lischen Kammer C fließendes hydraulisches Medium gebildeten Bohrung aufgenommen ist, wobei der läuft in die Pumpkammer 56 und dann über Strö-Körper, wie bei F in Fig. 1 veranschaulicht, in der 35 mungsdrosseln, die eine enge, außen in dem Kolben Aufhängeeinheit angebracht wird. Das äußere freie 41 ausgebildete Längsnut 54 a aufweisen, zurück in Ende des Kolbens 41 ist mit einer Mehrzahl von den Speicher R. Somit stellt das kontinuierliche Bohrungen 53 ausgebildet, die mit dem Speicher R Pumpen zusammen mit dem intermittierenden, d. h. in Verbindung stehen, und innerhalb des Kolbens 41 kontinuierlich sich wiederholenden Ablassen in der ist die Bohrung 54 versenkt, um einen Ventilsitz 44 40 beschriebenen Weise sicher, daß der Zylinderkolben aufzunehmen, gegen welchen nachgiebig ein Kugel- A' in seiner gewünschten Mittelstellung gehalten ventilglied 45 mittels einer Feder 46 gedrückt wird. wird.

Diese Feder 46 wird ihrerseits innerhalb eines End- Es versteht sich, daß, wenn die Belastung des bereiches eines an dem Kolben 41 befestigten Fahrzeugs erhöht wird, mittels der beschriebenen Stößelgliedes 43 getragen. Der andere Endbereich des 45 kombinierten Pump- und Ventilanordnung zusätz-Stößels 43 erstreckt sich in einem längsgestreckten liches hydraulisches Medium in die hydraulische Stößelteil 43 a, dessen Zweck im folgenden näher Kammer C gebracht wird, bis der Kolben .4' wieder beschrieben wird. Der Sitz 44, das Ventilglied 45 und in seine Mittelstellung gelangt ist. Umgekehrt bewegt die Feder 46 bilden zusammen ein von dem Kolben sich der Kolben A', wenn die von dem Fahrzeug getragenes Pumpeinlaßventil und sind insgesamt mit 50 getragene Last vermindert wird, aus dem Zylinder A der Bezugsziffer 55 bezeichnet. heraus, der Nocken L läßt den Stößelteil 43 α das Am Ende des Körpers 42 ist von dem Kolben 41 Ventil 57 öffnen, und hydraulisches Medium tritt aus entfernt ein allgemein mit 57 bezeichnetes Pump- der hydraulischen Kammer C aus, bis der Zylinderauslaßventil angeordnet, das einen Sitz 49 aufweist, kolben A' wieder in seme Mittelstellung gebracht ist. gegen den ein Kugelventilglied 50 mittels einer Feder 55 In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsnachgiebig gedrückt wird. Der Sitz 49, das beispiel der hydropneumatischen Aufhängeeinheit Ventilglied 50 und die Fder 51 sind mittels eines in nach der Erfindung veranschaulicht. Sie weist dem Gehäuse 51 aufgenommenen und mit mit der wiederum einen Körper B auf, der an dem Rahmen hydraulischen Kammer C in Verbindung stehenden des Fahrzeugs befestigt werden kann, sowie eine Bohrungen ausgestatteten Stöpsels 48 angeordnet 60 verdrehbare, in dem Körper B gelagerte Schwing- und m ihrer Stellung gehalten. achse 5, die über einen Arm M (Fig. 10) mit einer

Wird die in Fig. 7 veranschaulichte Anordnung in Radbefestigung verbunden werden kann, der Aufhängeeinheit nach Fig. 6 verwendet, so er- Die Anordnung ist wieder derart, daß hydraugibt sich, daß der Kolben 41 in Berührung mit einem lisches Medium zumindest teilweise eine Niederdruckauf der Kurbel K getragenen Nocken L steht, und 65 kammer oder Speicher R in dem die Schwingachse S somit wird, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung be- umgebenden Körperteil füllt, und mittels der Wirfindet, der Kolben 41 kontinuierlich innerhalb semer kung der Belastung wird hydraulisches Medium in Bohrung in dem Gehäuse 42 hin- und herbewegt. einer hydraulischen Kammer C, die zwischen der

Außenseite eines Zylinders A und einer den Zylinder umgebenden Scheidewand D gebildet wird, unter Druck gesetzt, und zwar mittels eines nicht veranschaulichten Zylinderkolbens, der dem Kolben A' in den Fig. 2 und 3 entspricht, der mit der Schwingachse S mittels einer Verbindungsstange E und einer Kurbel .RT verbunden ist. Ein abgeschlossener Raum außerhalb der Scheidewand D enthält komprimierte Luft, die als pneumatische Feder wirkt.

Diese Ausführungsform der Erfindung ist mit einer anderen kombinierten Konstruktion einer Pumpe und eines Ablaufventils F versehen, um die in der Kammer C eingeschlossene Menge hydraulischen Mediums zu erhöhen bzw. zu vermindern, wobei der Pumpabschnitt der Kombination über ein Rücklaufventil G mit einem hydraulischen Mediumbehälter 83 (Fig. 10) eines Fahrzeugaufhängesystems in Verbindung stehen kann und wobei die Einheit einen Teil des Systems bilden kann. Das Rücklaufventil G ist in dem Körper B der Aufhängeeinheit selbst angeordnet. Auf diese Weise kann der Pumpabschnitt der Kombination F, falls erforderlich, zusätzliches hydraulisches Medium aus dem Behältnis 83 abziehen, um es über eine Ablaßleitung 81 und das Ventil G in die hydraulische Kammer C zu bringen, während der Ventilabschnitt der Kombination derart angeordnet ist, daß er über die Pumpe selbst mit der Niederdruckkammer bzw. Speicher R in Verbindung steht, der überschüssiges hydraulisches Medium aus der hydraulischen Kammer C zugeführt werden kann. Die Niederdruckkammer R ist mit einem Überdruckventil H versehen, das derart angeordnet ist, daß es sich bei einem vorbestimmten Druck öffnet und hydraulisches Medium von der Niederdruckkammer R über eine Rückleitung 82 zurück zu dem Behältnis 83 führt.

Wie in Fig. 9 veranschaulicht, weist die Pump- und Ventilkombination F einen Hauptkörper 64 auf, in dem ein gleitender Pumpkolben 63 angeordnet ist, der mittels einer Feder 68 aus dem Körper 64 herausgedrückt wird. Diese Feder 68 liegt an einem Ende gegen einen abgesetzten Endteil des Kolbens 63 an sowie am gegenüberliegenden Ende gegen einen Körper 69, der in dem Hauptkörper 64 vom Kolben 63 entfernt angeordnet ist und ein Rückschlagpumpauslaßventil 71 aufnimmt. Das Rückschlagpumpauslaßventil 71 (Fig. 9) öffnet sich direkt in die hydraulische Kammer C. An seinem freien äußeren Ende liegt der Kolben 63 gegen einen auf der Kurbel K getragenen Nocken L an, und die Nockenoberfläche ist derart ausgebildet, daß eine Bewegung der drehbaren Schwingachse S in Uhrzeigerrichtung, die einer Bewegung des Armes M in der Richtung der Wirkung des Gewichts oder des Stoßes entspricht, eine Nachaußenbewegung des Kolbens 63 verursacht. Als Folge dieser Nachaußenbewegung des Kolbens wird eine Menge hydraulischen Mediums in die Pumpkammer 65 gezogen, und bei einer folgenden Bewegung der Schwingachse S im Gegenuhrzeigersinn, die einer Bewegung des Hebels M in Rückstoßrichtung entspricht, wird diese Menge hydraulischen Mediums mittels des Kolbens 63 unter Druck gesetzt — um das Ventil 71 zu öffnen — und in die hydraulische Kammer C gefördert.

Jenseits einer vorbestimmten Grenzstellung der Gegenuhrzeigerbewegung wird jedoch das Kugelventil 71 von einem von dem Kolben 63 getragenen Stößel 70 berührt, welcher das Ventil 71 von seinem Sitz abhebt und hydraulisches Medium von der hydraulischen Kammer C wieder in die Pumpkammer 65 eintreten läßt. Da das Ventil G ein Rückschlagventil ist, welches die Abgabeleitung 82 schließt, läuft das hydraulische Medium von der Pumpkammer 65 durch einen Filter 67 oder eine andere entsprechende Drosseleinrichtung für Flüssigkeitsströmung und über in dem Kolben 63 ausgebildete Leitungen 72 zu der Niederdruckkammer bzw. dem

ίο Speicher R.

Für die Betätigung dieser Ausführungsform der Aufhängeeinheit sind, nachdem die gewünschte normale Fahrhöhe des Fahrzeugs gewählt ist, welche somit die normale Relativstellung der drehbaren Schwingachse S und des Zylinderkolbens A' innerhalb der Einheit bestimmt, die Form des Nockens L und die Anordnung des Nockens L auf der Kurbel K so getroffen, daß bei normaler Fahrhöhe der Stößel 70 an dem Ventil 71 anliegt. Wird nun die Belastung des Fahrzeugs erhöht, so werden die Schwingachse S und der Nocken L in Uhrzeigerrichtung verschoben, und der Kolben 63 bewegt sich von dem Hauptkörper 64 nach außen. Gleichzeitig werden die Verbindungsstange £ und der Zylinderkolben A' innerhalb der Aufhängeeinheit von dem Zylinder A nach innen weg aus der Mittelstellung, welche der Zylinderkolben bei normaler Fahrhöhe annimmt, herausbewegt. Eine Fahrzeugbewegung, die auf die oben beschriebenen Vorgänge folgt, bewirkt jedoch infolge der gewöhnlichen Radaufhängebewegungen, die während des Fahrens auftreten, eine Hin- und Herbewegung der drehbaren Schwingachse S und damit eine Hin- und Herbewegung des Pumpkolbens 63 und die Übertragung hydraulischen Mediums von dem Behältnis 83 durch das Rücklaufventil G in die hydraulische Kammer C. Die Zufuhr hydraulischen Mediums in die Kammer C läßt den Zylinderkolben A' sich wieder nach außen auf seine Mittelstellung zu bewegen, und wenn diese Stellung erreicht ist, öffnet der Stößel 70 intermittierend das Ablaufventil 71, um eine weitere Pumpwirkung des Kolbens 63 unwirksam zu machen und den Zylinderkolben A' in seiner Mittelstellung zu halten. Diese Nachaußenbewegung des Zylinderkolbens A' bewirkt eine Bewegung der Schwingachse S im Gegenuhrzeigersinn, um das Fahrzeug in seine normale Fahrhöhe zu bringen, und somit besteht die Wirkung der kombinierten Pump- und Ventileinrichtung F darin, als Höhenkorrekturmittel zu wirken.

Wird umgekehrt die Belastung des Fahrzeugs vermindert, so wird die Schwingachse S im Gegenuhrzeigersinn verschoben, wodurch der Nocken L den Kolben 63 nach außen bewegt, bis der Stößel 70 das Ablaufventil 71 öffnet, um hydraulisches Medium von der hydraulischen Kammer C durch das Filter oder eine ähnliche Drosseleinrichtung 67 zu der Niederdruckkammer bzw. dem Speicher R strömen zu lassen. Das Ablassen hydraulischen Mediums aus der hydraulischen Kammer C läßt somit das Gewicht des Fahrzeugs derart wirken, daß es die zuvor erfolgende Nachaußenbewegung des Zylinderkolbens A' infolge der Gegenuhrzeigersinnbewegung der Schwingachse S kompensiert und den Zylinderkolben A' in seine Mittelstellung bringt.

Die kombinierte Pump- und Ventileinrichtung gibt der Aufhängeeinheit nach der Erfindung weitere wünschenswerte Fahreigenschaften dadurch, daß bei beladenem Fahrzeug in der hydraulischen Kammer C

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ein größeres Volumen hydraulischen Mediums vorhanden ist als bei unbeladenem Fahrzeug; daher wird der Stoßdämpfungseffekt bei beladenem Fahrzeug erhöht. Weiterhin vermindert das sich ergebende Ablassen hydraulischen Mediums aus dem Speicher C gegen Ende der Rückstoßbewegung der Schwingachse S, wenn der Stößel 70 das Ventil 71 geöffnet hat und es offenhält, den Restdruck auf der Vorderseite des Zylinderkolbens A' innerhalb der Einheit. Somit vermindert der Druckabfall auf der Vorderseite des Kolbens zusammen mit einem Druckanstieg in dem Speicher R infolge der Nachaußenbewegung des Kolbens, wenn der Speichert vollständig mit hydraulischem Medium gefüllt ist, die Neigung, auf die Rückstoßanschläge aufzuschlagen. Diese Merkmale ergeben unter allen Lastbedingungen ein gutes Arbeitsgleichgewicht.

In den Fig. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei der jede Aufhängeeinheit mit ihrem eigenen, mit ihr ein Stück bildenden Behältnis T versehen ist. Dieses Behältnis T steht über in dem Körper der Einheit ausgebildeten Leitungen mit der Pumpsaugkammer 65 und mit der Niederdruckkammer R in Verbindung, wobei die in Fig. 11 veranschaulichte Leitung 84 von dem Behältnis zu der Pumpkammer führt und eine (nicht veranschaulichte) ähnliche Leitung von der Niederdruckkammer R zum Behältnis führt. Das Rücklaufventil G und das Überdruckventil H sind in dieser Ausführungsform üblicherweise ebenfalls in dem Körper der Einheit selbst angeordnet, und zwar unmittelbar benachbart dem Behältnis, wobei die allgemeine Anordnung des Ventils G aus Fig. 11 ersichtlich ist und die relative Anordnung der beiden Ventile G und H in Bezug aufeinander in Fig. 12 veranschaulicht ist. Das Einfüllen hydraulischen Mediums in das Behältnis T und die verschiedenen Leitungen wird über Füllstöpsel 85 bewirkt.

Es versteht sich, daß bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Aufhängeeinheit mit einer zweiten, der Scheidewand!) ähnlichen elastischen Scheidewand versehen sein kann, welche das Behältnis oder die Niederdruckkammer R an der von dem Zylinder A entfernten Seite der Schwingachse S abgrenzt, wobei die zweite Scheidewand dazu dient, zwischen sich und dem Körper B der Aufhängeeinheit ein zweites Volumen komprimierter Luft oder komprimierten Gases abzugrenzen. Bei einer solchen Konstruktion ist das Behältnis oder die Niederdruckkammer R vollständig mit hydraulischem Medium gefüllt, und das zweite Volumen aus komprimierter Luft oder Gas wirkt als pneumatische Feder für Rückstoßbewegungen des Fahrzeugrades, welche dem Zylinderkolben A' mitgeteilt werden.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydropneumatische Aufhängeeinheit für Fahrzeuge mit einem mindestens teilweise hohlen Körper, dessen hohles Inneres eine Niederdruckkammer für ein hydraulisches Medium bildet, mit einem hydraulischen Zylinder in dem Hohlkörper, der an seinem einen Ende mit der Niederdruckkammer in Verbindung steht, mit einem Kolben in dem hydraulischen Zylinder, einer in dem Hohlkörper drehbaren Schwingachse, die Fahrbewegungen des Fahrzeugs aufnimmt, einer Verbindung zwischen dem Kolben und der Achse, wodurch der Kolben auf die Fahrbewegungen anspricht und hierdurch im Zylinder verschoben wird, mit einer elastischen Scheidewand, die das andere Ende des Zylinders schließt und mit dem Zylinder und dem darin befindlichen Kolben zusammen eine hydraulische Kammer umgrenzt, mit einer pneumatischen Kammer, die an die elastische Scheidewand angrenzt, sowie mit einer hydraulischen Pumpe und einem hydraulischen Ablaufventil zum Befördern von hydraulischem Medium zwischen der Niederdruckkammer und der hydraulischen Kammer entsprechend der Stellung des Kolbens im Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des hydraulischen Zylinders (A) unmittelbar in die Niederdruckkammer (R) mündet, daß die Schwingachse (S) durch die Niederdruckkammer (R) nahe dem Zylinderende hindurchgeht und einen oder mehrere Nocken (Kl, K2 oder L) trägt und daß die hydraulische Pumpe (F oder F) und das Ablaufventil (V oder F) kolbenbetätigt sind und ihr oder ihre Betätigungskolben (11, 31, 41 oder 63) durch den oder die Nocken entsprechend den Drehbewegungen der Achse (S) relativ zum Körper (B) verschoben werden, wobei der oder die Nocken auf der Achse so angeordnet sind, daß der Pumpkolben (11 oder 41) entsprechend den der Achse (S) mitgeteilten Fahrbewegungen des Fahrzeugs fortwährend hin- und herbewegt wird, während das Ablaufventil (V oder F) entsprechend der Drehbewegung der Achse (S) relativ zum Körper (B) und mithin zur Stellung des Kolbens (A') im Zylinder 04) wirksam wird.

2. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe und das Ventil in einer einzigen Anordnung (F) kombiniert sind (Fig. 6 und T).

3. Hydraulische Aufhängeeinheit nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Pump- und Ventileinheit (F) einen Pumpkolben (41 oder 63) aufweist, der in Phase mit den Bewegungen des Kolbens (A') verschiebbar ist und in einem Gehäuse (42 oder 64) aufgenommen wird, das mit einer Pumpkammer (56 oder 65) versehen ist, der über ein Einlaß- oder Rücklaufventil (45 oder G) das von einer Niederdruckkammer (R) oder einem Behältnis (83 oder T) abgezogene hydraulische Medium bei Ansaughüben des Pumpkolbens (41 oder 63) zugeführt wird, wobei ein Auslaßventil (50 oder 71) mit der mittels des hydraulischen Mediums unter Druck gesetzten hydraulischen Kammer (C) in Verbindung steht, das während der Pumphübe des Pumpkolbens öffnet, um das hydraulische Medium von der Pumpkammer (56 oder 65) in die hydraulische Kammer überzuführen, sowie dadurch, daß Mittel (43 a oder 70) vorgesehen sind, die auf die Zylinderkolbenstellung innerhalb des Zylinders (A) ansprechen, um das Auslaßventil von seinem Sitz abzuheben, um eine Strömung des hydraulischen Mediums aus dieser hydraulischen Kammer (C) heraus zu gestatten (Fig. 7).

4. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (45) von dem Pumpkolben (41)

selbst getragen wird und daß der Pumpkolben mit einer oder mehreren Bohrungen (53, 54) ausgebildet ist, die die Verbindung mit der Niederdruckkammer (R) herstellen, wobei das Auslaßventil (50) in einem Bereich des Pump- und Ventilgehäuses (42) entfernt vom Kolben (41) angeordnet ist (Fig. 7).

5. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (G) gesondert in dem Körper (B) der Einheit angeordnet ist und dadurch eine Verbindung zwischen der Pumpkammer (65) der Pump- und Ventilanordnung (F) und dem Behältnis (83 oder T) für hydraulisches Medium herstellen kann, wobei das Auslaßventil (71) in einem Bereich des Pump- und Ventilgehäuses (64) entfernt von dem Kolben (63) angeordnet ist (Fig. 8 und 9).

6. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (L) so angeordnet ist, daß er, sobald der Kolben (A') im Zylinder (A) eine gewünschte Mittelstellung einnimmt, bewirkt, daß ein von dem Kolben (41 bzw. 63) getragener Stößel (43 α oder 70) das Auslaßventil (50 oder 71) öffnet (Fig. 6 bis 10).

7. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der hydraulischen Kammer (C) abgegebenes hydraulisches Medium zu der Niederdruckkammer (R) oder dem Behältnis (83 oder T) über die Pumpkammer (56 oder 65) und durch in dem Pumpkolben vorgesehene Strömungsdrossem sowie unter Umgehung des Einlaßventils (45 oder G) zurückgeleitet wird (Fig. 6 bis 10).

8. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrossem als mindestens eme Längsnut (54 a) am Umfang des Pumpkolbens (41) ausgebildet sind (Fig. 7).

9. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (63) mit einer axialen Bohrung (72) ausgebildet ist, die über eine Niederdruckkammer (R) mit dem Behältnis (83) für hydraulisches Medium in Verbindung steht, und daß ein Filter (67), welches in an sich bekannter Weise eine Strömungsdrossel bildet, in der Bohrung (72) angeordnet ist (Fig. 9).

10. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein mit ihr ein Ganzes bildendes Behältnis (T) für hydraulisches Medium (Fig. 11).

11. Hydropneumatische Aufhängeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Behältnis (83) für hydraulisches Medium, welches derart angeordnet ist, daß es in an sich bekannter Weise zusätzliches hydraulisches Medium zu der Einheit liefert und überschüssiges hydraulisches Medium von der Einheit aufnimmt (Fig. 10).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 922 810;
britische Patentschriften Nr. 536 263, 782 626;
Zeitschrift »Krafthand«, 1. 3. 1956, Heft 5, S. 131 und 132.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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