DE1268989B

DE1268989B - Self-pumping hydropneumatic strut with internal level control for motor vehicles

Info

Publication number: DE1268989B
Application number: DEP1268A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Axthammer; Dipl-Ing Felix Woessner
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1962-12-24
Filing date: 1962-12-24
Publication date: 1968-05-22

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

B 60g B 60g

Deutsche Kl.: 63 c-41German class: 63 c-41

Nummer: 1268 989Number: 1268 989

Aktenzeichen: P 12 68 989.3-21File number: P 12 68 989.3-21

Anmeldetag: 24. Dezember 1962Filing date: December 24, 1962

Auslegetag: 22. Mai 1968Open date: May 22, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Gas und mit Flüssigkeit gefüllten Federraum, einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitsraum, in dem ein mit Dämpfungsventilen versehener und mit einer Kolbenstange verbündender Arbeitskolben verschiebbar angeordnet ist, einer mit einer Öffnung versehenen Trennscheibe zwischen dem Federraum und dem Arbeitsraum, einem Vorratsraum für die Flüssigkeit, einer Pumpeinrichtung, die im Aufregelbereich über Ventile Flüssigkeit aus dem Vorratsraum in den Federraum fördert, und einer Regeleinrichtung, die im Abregeibereich Flüssigkeit aus dem Federraum in den Vorratsraum abfließen läßt.The invention relates to a self-pumping hydropneumatic suspension strut with an inner Level control for motor vehicles, consisting of a spring chamber filled with gas and liquid, a liquid-filled working space in which a damping valve and a The working piston connecting the piston rod is arranged displaceably, one provided with an opening Separating disk between the spring space and the working space, a storage space for the liquid, a pumping device which, in the regulating range, flows liquid from the storage space into the Spring chamber promotes, and a control device, the liquid in the Abregeibereich from the spring chamber can flow into the storage room.

Bei den bekannten selbstpumpenden hydropneumatischen Federbeinen mit innerer Niveauregelung besteht die Pumpeinrichtung aus zusätzlichen Bauteilen, die nur die Pumpfunktion erfüllen. Eine solche Konstruktion zeigt die französische Patentschrift 1 244 012, wobei das Trennelement zwischen dem Arbeitsraum und einem Speicherraum angeordnet ist und die Kolbenstange einen Pumpenkolben trägt, der in einem Pumpenzylinder gleitet und dessen Durchmesser vom Durchmesser der Kolbenstange unterschiedlich ist. Weiter ist durch die österreichische Patentschrift 216 367 eine Abfederung für Fahrzeuge bekannt, bei der der Dämpfkolben gleichzeitig Pumpenkolben ist. Konstruktionen dieser Art erfordern einen sehr großen Bauaufwand und werden dementsprechend teuer. Außerdem bewegt sich der Pumpenkolben in einem geschlossenen Pumpenzylinder, so daß durch den dabei entstehenden Verschleiß die Wirksamkeit der Pumpe im Laufe der Zeit nachläßt.With the known self-pumping hydropneumatic suspension struts with internal level control the pumping device consists of additional components that only fulfill the pumping function. Such Construction shows the French patent specification 1 244 012, wherein the separating element between the Working space and a storage space is arranged and the piston rod carries a pump piston which slides in a pump cylinder and its diameter differs from the diameter of the piston rod is. Furthermore, the Austrian patent specification 216 367 provides cushioning for vehicles known, in which the damping piston is also the pump piston. Require constructions of this type a very large construction effort and are accordingly expensive. The pump piston also moves in a closed pump cylinder, so that the resulting wear The effectiveness of the pump deteriorates over time.

Weiter sind Konstruktionen bekannt, bei denen die Pumpe durch einen Pumpenkolben gebildet wird, der erst in einem bestimmten Bereich in den Pumpenzylinder einfährt, wie dies in der Zeitschrift »Kraftfahrzeugtechnik«, Heft 1, 1960, auf Seite 8 gezeigt wird. Dabei tritt der Pumpenkolben oft mit einer sehr beträchtlichen Anfangsgeschwindigkeit in den Pumpenzylinder ein, wodurch, verursacht durch den plötzlichen Abschluß des Pumpenzylinders infolge der Trägheit der Flüssigkeitssäule und durch das etwas verzögerte Ansprechen des in Druckrichtung öffnenden Ventils, eine Druckspitze entsteht. Diese Erscheinung wirkt sich schädlich auf das in Saugrichtung öffnende Ventil aus, da es sich unter den Flüssigkeitsschlägen in den Ventilsitz einarbeitet und frühzeitig ausfällt.Constructions are also known in which the pump is formed by a pump piston which only enters the pump cylinder in a certain area, as is shown on page 8 in the journal “Motor Vehicle Technology”, Issue 1, 1960. The pump piston often enters the pump cylinder at a very considerable initial speed, which causes a pressure peak due to the sudden closure of the pump cylinder due to the inertia of the liquid column and the somewhat delayed response of the valve opening in the pressure direction. This phenomenon has a detrimental effect on the valve that opens in the suction direction, since it works its way into the valve seat under the liquid hammer and fails prematurely.

Bekannt sind außerdem entsprechend den deutschen Auslegeschriften 1 012 192, 1 015 327 und der Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung für KraftfahrzeugeAlso known are according to the German Auslegeschriften 1 012 192, 1 015 327 and the Self-pumping hydropneumatic suspension strut with internal level control for motor vehicles

Anmelder:Applicant:

Fichtel & Sachs Aktiengesellschaft,Fichtel & Sachs Aktiengesellschaft,

8720 Schweinfurt, Ernst-Sachs-Str. 628720 Schweinfurt, Ernst-Sachs-Str. 62

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Ludwig Axthammer,Dipl.-Ing. Ludwig Axthammer,

8100 Garmisch-Partenkirchen;8100 Garmisch-Partenkirchen;

Dipl.-Ing. Felix Wößner, 8720 SchweinfurtDipl.-Ing. Felix Wößner, 8720 Schweinfurt

deutschen Patentschrift 525 039 hydraulische Teleskopschwingungsdämpfer mit hubabhängiger Dämpfwirkung. Diese hubabhängige Dämpfwirkung wird dabei durch mit der Öffnung der Trennscheibe zusammenwirkende Kolben erzielt.German patent 525 039 hydraulic telescopic vibration damper with stroke-dependent damping effect. This stroke-dependent damping effect is created by interacting with the opening of the cutting disc Piston scored.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung zu schaffen, das sich durch einen sehr einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet, für eine billige Massenfertigung geeignet ist und die Nachteile der bekannten Konstruktionen vermeidet.The object of the present invention is to provide a self-pumping hydropneumatic suspension strut to create with internal level control, which is characterized by a very simple structural design is suitable for cheap mass production and the disadvantages of the known constructions avoids.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß im Aufregelbereich ein in an sich bekannter Weise auf der anderen Seite wie die Kolbenstange am Arbeitskolben vorgesehener Kolbenfortsatz die Öffnung in der Trennscheibe verschließt, wodurch der Arbeitsraum vom Federraum getrennt und gleichzeitig zum Pumpraum wird, wobei die Pumpwirkung dadurch erzielt wird, daß der Durchmesser des Kolbenfortsatzes vom Durchmesser der Kolbenstange abweicht und kleiner ist als der Durchmesser des Arbeitskolbens. Dadurch wird mit geringstem Bauaufwand eine Pumpeinrichtung für ein hydropneumatisches Federbein geschaffen, wobei im Aufregelbereich durch die Volumendifferenz zweier in den Arbeitsraum ein- bzw. ausfahrender Teile der Arbeitsraum auch die Funktion des Pumpraumes übernimmt. Ein gesonderter Pumpenzylinder erübrigt sich daher.This object is achieved according to the invention in that in the up-regulation range a per se known way on the other side like the piston rod on the working piston provided piston extension the opening in the separating disk closes, whereby the working space is separated from the spring space and at the same time becomes the pumping chamber, the pumping effect being achieved by the diameter of the piston extension deviates from the diameter of the piston rod and is smaller than the diameter of the working piston. As a result, a pumping device for a hydropneumatic is made with very little construction effort Shock absorber created, with the difference in volume of two in the upregulation range Parts of the working area moving in and out of the working area also function as the pumping area takes over. A separate pump cylinder is therefore not necessary.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Trennscheibe ein Rückschlagventil auf, das sich in Richtung zum Federraum öffnet und im Aufregelbereich als Pumpenauslaßventil wirkt. Dieses Rückschlagventil kann entweder gesondert in der Trennscheibe angeordnet sein, oder aber es kannAccording to a further feature of the invention, the cutting disc has a check valve which opens in the direction of the spring chamber and acts as a pump outlet valve in the up-regulating area. This check valve can either be arranged separately in the cutting disk, or it can

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rung und bedingt eine Verbindungsleitung zwischen den Federungen einer Achse. Darüber hinaus muß die Verbindungsleitung eine Drosselstellung besitzen, um eine übermäßige Kurvenneigung und das Wanken des Fahrzeugaufbaues um die Längsachse zu unterdrücken. Da die Abfederungen das gesamte Fahrzeuggewicht tragen müssen, müssen die Anlenkpunkte am Fahrzeug wesentlich stärker dimensioniert werden, als die Anlenkpunkte für Stoßdämpfer. Aus diesemtion and requires a connection line between the suspensions of an axle. In addition, must the connecting line have a throttling position to avoid excessive cornering and swaying of the vehicle body around the longitudinal axis. Because the suspension takes up the entire weight of the vehicle must carry, the articulation points on the vehicle must be dimensioned much larger, as the pivot points for shock absorbers. For this

gerüstet war, auf eine hydropneumatische Federung bekannter Konstruktionen mit großem Aufwand verbunden. was equipped, connected to a hydropneumatic suspension of known constructions with great effort.

Es hat sich gezeigt, daß der für die Ausrüstung eines Fahrzeuges mit Luftfederungen nötige Bauaufwand durch die Anordnung sogenannter hydropneumatischer Hilfsfederbeine auf ein Mindestmaß gesenkt werden kann, ohne daß auf die Vorteile einerIt has been shown that the construction effort required to equip a vehicle with air suspension reduced to a minimum by the arrangement of so-called hydropneumatic auxiliary spring struts can be without sacrificing the benefits of a

verbundenes und in Richtung zum Arbeitsraum sich öffnendes Rückschlagventil unterhalb des Arbeitskolbens im Arbeitsraum vorgesehen ist, das im Aufregelbereich als Pumpeneinlaßventil wirkt.connected and in the direction of the working chamber opening check valve is provided below the working piston in the working chamber, which is in the upregulation area acts as a pump inlet valve.

Die Förderung der Pumpe kann sowohl beim Einfahren der Kolbenstange als auch beim Ausfahren der Kolbenstange durch entsprechende Wahl des Durchmessers des Kolbenfortsatzes erzielt werden.The pump can be conveyed both when the piston rod is retracted and when it is extended of the piston rod can be achieved by appropriate selection of the diameter of the piston extension.

gleichzeitig als Dichtelement für den Kolbenfortsatz dienen.at the same time serve as a sealing element for the piston extension.

Ebenso ist eine einfache Konstruktion entsprechend der Erfindung dadurch ermöglicht, daß ein mit dem Arbeitsraum verbundenes und in Richtung zum Federraum sich öffnendes Rückschlagventil im Kolbenfortsatz untergebracht ist.Likewise, a simple construction according to the invention is made possible in that a with the Check valve connected to the working chamber and opening in the direction of the spring chamber in the piston extension is housed.

Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, daß der Kolbenfortsatz einen größeren Durchmesser als dieAccording to the invention, it is advantageous that the piston extension has a larger diameter than that

Kolbenstange besitzt. Der Kolbenfortsatz findet näm- io Grund ist eine Umstellung eines Kraftfahrzeuges, das lieh nicht nur zur Erzeugung einer Pumpwirkung bisher mit Stoßdämpfern und üblichen Federn ausVerwendung, sondern er dient auch zum Aufbringen
der Federkräfte, da er beim Durchdringen der Trennscheibe den Federraum vom Arbeitsraum trennt. Ist
dabei der Durchmesser des Kolbenfortsatzes größer 15
gewählt als der Durchmesser der Kolbenstange, so ist
dies besonders günstig, da nach dem Durchdringen
der Trennscheibe sein Querschnitt zur lasttragenden
Fläche wird.Possesses piston rod. The reason for the piston extension is that a motor vehicle is being converted, which was previously not only used to generate a pumping effect with shock absorbers and customary springs, but it is also used to apply it
the spring forces, as it separates the spring space from the work space when it penetrates the cutting disc. is
the diameter of the piston extension is greater than 15
chosen as the diameter of the piston rod, so is
this is particularly favorable because after penetration
the cross-section of the cutting disc to the load-bearing one
Area becomes.

Eine sehr einfache Konstruktion ergibt sich erfin- 20 hydropneumatischen Federung verzichtet werden dungsgemäß dadurch, daß ein mit dem Vorratsraum muß. Dies wird dadurch erreicht, daß die Achse desA very simple construction results in the invention. Hydro-pneumatic suspension can be dispensed with according to the fact that a must with the storage room. This is achieved in that the axis of the

Fahrzeuges, die den größten Belastungsänderungen ausgesetzt ist — meistens die Hinterradachse —, zur Erreichung einer Niveaugleichheit mit hydropneuma-25 tischen Hilfsfederbeinen ausgerüstet wird, die parallel zu den üblichen Federn, wie Drehstab- oder Schraubenfedern, arbeiten. Wenn die regelnden Hilfsfederbeine nur an einer Achse eingesetzt werden, ergibt sich von selbst die günstige Dreipunkt-Wird dieser Durchmesser des Kolbenfortsatzes ent- 30 abstützung. Da die Federbeine nur einen Teil des sprechend einem Merkmal der Erfindung kleiner ge- Fahrzeuggewichtes tragen müssen, ist es auch mögwählt als der Durchmesser der Kolbenstange, so fin- Hch, die Federbeine noch an den Aufhängepunkten det das Fördern der Pumpe beim Einfahren der KoI- der Stoßdämpfer zu befestigen, benstange in den Arbeitsraum statt. Bekannte selbstregelnde hydropneumatische Ab-Vehicle that is exposed to the greatest changes in load - mostly the rear wheel axle - to Achieving a level equality with hydropneuma-25 table auxiliary spring struts is equipped, which parallel work with the usual springs, such as torsion bar or coil springs. When the regulatory If auxiliary spring struts are only used on one axle, the favorable three-point system results automatically this diameter of the piston extension support. Since the struts are only part of the In accordance with a feature of the invention, it is also possible to have lower vehicle weight than the diameter of the piston rod, so fin- Hch, the struts still at the suspension points detects the pumping of the pump when retracting the coil to fasten the shock absorber, bar in the work area. Known self-regulating hydropneumatic shut-off

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu 35 federungen lassen sich meistens wegen folgender sehen, daß die Trennscheibe zwischen Arbeitsraum Nachteile nicht als sogenannte Hilfsfederbeine ver- und Federraum als Prallscheibe wirkt, um das Eindringen der von den Ventilen des Dämpfkolbens bei
der Zugdämpfung austretenden Ölstrahlen in den mit
Gas gefüllten Federraum und damit das Schäumen 4°
zu verhindern. Die öffnung in der Trennscheibe
macht die erfindungsgemäße Federung unempfindlich gegen Luftbläschen im Arbeitsraum, da durch
sie eine Selbstentlüftung stattfinden kann.Another advantage of the invention is that springs can be seen mostly because of the following that the separating disk between the working space disadvantages does not act as so-called auxiliary spring struts and the spring chamber acts as a baffle plate to prevent the penetration of the valves of the damping piston
the traction damping escaping oil jets in the with
Gas-filled spring chamber and thus foaming 4 °
to prevent. The opening in the cutting disc
makes the suspension according to the invention insensitive to air bubbles in the work area, as through
self-ventilation can take place.

Gegenüber den bekannten hydropneumatischen Federbeinen der genannten Art erfolgt beim Erfindungsgegenstand die Druck- und Zugdämpfung im ganzen Hubbereich unbeeinflußt durch die Pumpfunktion der Höhenregulierung. Hierzu kommt, daß sich die ausfahrende Kolbenstange mit dem Dämpfkolben wirksam gegen die Flüssigkeitssäule abstützen kann, da der Arbeitsraum in der Zugrichtung durch ein Rückschlagventil gegenüber dem Vorratsraum geschlossen ist.Compared to the known hydropneumatic struts of the type mentioned, the subject matter of the invention takes place the compression and tension damping in the entire stroke range unaffected by the pumping function the height adjustment. In addition, the extending piston rod is connected to the damping piston can effectively support against the column of liquid, since the working space in the pulling direction through a check valve opposite the storage space is closed.

Vor allem aus den im letzten Absatz genannten Gründen eignet sich die erfindungsgemäße Federung vorzüglich als sogenanntes Hilfsfederbein, das parallel zu üblichen Federn, wie Drehstab-, Schraubenoder Blattfedern, arbeitet.The suspension according to the invention is particularly suitable for the reasons mentioned in the last paragraph Excellent as a so-called auxiliary spring strut, which runs parallel to common springs such as torsion bars, screws or Leaf springs, works.

Bei bekannten hydropneumatischen Abfederungen liegt das Hauptaugenmerk auf einer selbständigen Luftfederung und Niveauregulierung. Hierbei zeigt es sich aber, daß vier unabhängig regelnde Federungen zu einer statischen Überbestimmung desWith known hydropneumatic suspension systems, the main focus is on an independent one Air suspension and level control. Here, however, it turns out that four independently regulating suspensions to a static overdetermination of the

Fahrzeuges führen. Dies macht sich durch Schwan- 65 pneumatisches Federbein; die Kolbenstange ist so ken um eine diagonale Achse des Fahrzeuges unan- weit in den Arbeitsraum eingefahren, daß die Pumpgenehm bemerkbar. Der Übergang auf eine Drei- einrichtung arbeitet; ihre Stellung entspricht der nach punktabstützung des Fahrzeuges beseitigt diese Stö- eingetretener Belastungserhöhung (Aufregelbereich);Lead the vehicle. This is done by Schwan 65 pneumatic strut; the piston rod is like this ken about a diagonal axis of the vehicle not far into the work area that the pumps are comfortable noticeable. The transition to a three-way facility is working; their position corresponds to that after Point support of the vehicle eliminates this increase in load that has occurred (up-regulation range);

wenden:turn around:

1. Viele Ausführungen besitzen keine ausreichende Zugdämpfung. Die ausfahrende Kolbenstange wird häufig nur durch ein mit dem Federbeinbehälter verbundenes, feststehendes Dämpfungsventil abgebremst. Das ist ausreichend, solange keine größeren Zugkräfte von außen auf das Federbein kommen. Sobald aber wie beim Hilfsfederbein die Hauptfeder (Schrauben-, Blattoder Drehstabfeder) an der Kolbenstange zieht, ist eine Abstützung gegen die Flüssigkeitssäule erforderlich. Es würde sonst die Flüssigkeitssäule hinter der Kolbenstange abreißen.1. Many designs do not have sufficient tension damping. The extending piston rod is often only braked by a fixed damping valve connected to the strut container. That is sufficient as long as it is no major tensile forces come from outside on the shock absorber. As soon as, however, as with the auxiliary strut the main spring (helical, leaf or torsion bar spring) pulls on the piston rod, is a support against the liquid column necessary. Otherwise the column of liquid behind the piston rod would tear off.

2. Manche Ausführungen besitzen zwar ein mit der Kolbenstange verbundenes Dämpfventil, jedoch ist in diesen Fällen häufig die Dämpfung von der Pumpfunktion abhängig oder gestört.2. Some designs have a damping valve connected to the piston rod, however In these cases, the damping is often dependent on the pump function or is disturbed.

Die hydropneumatische Federung gemäß der Erfindung vermeidet die beiden zuletzt genannten Nachteile bekannter Konstruktionen und eignet sich daher in vorteilhafter Weise als sogenanntes Hilfsfederbein. The hydropneumatic suspension according to the invention avoids the latter two Disadvantages of known constructions and is therefore advantageously suitable as a so-called auxiliary spring strut.

In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele des hydropneumatischen Federbeines nach der Erfindung dargestellt.In the drawings, in the following description explained in more detail embodiments of the hydropneumatic strut shown according to the invention.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein hydro-F i g. 1 shows a longitudinal section through a hydro-

F i g. 2 entspricht konstruktiv F i g. 1, jedoch befindet sich die Kolbenstange im mittleren Bereich des Arbeitsraumes (keine Belastungsänderung des Fahrzeuges); inF i g. 2 corresponds structurally to FIG. 1, but the piston rod is in the middle area of the work area (no change in the load on the vehicle); in

F i g. 3 sind gegenüber der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 abgewandelte Ausführungsformen für die in der Trennscheibe angeordneten, als Pumpenauslaßventil arbeitenden Rückschlagventile dargestellt; F i g. 3 are compared to the embodiment according to FIGS. 1 and 2 modified embodiments for the non-return valves arranged in the separating disk and operating as pump outlet valves;

F i g. 4 zeigt ein als Pumpenauslaßventil arbeitendes Rückschlagventil, das innerhalb des Kolbenfortsatzes angeordnet ist;F i g. 4 shows a nonreturn valve which works as a pump outlet valve and which is located within the piston extension is arranged;

F i g. 5 zeigt ein hydropneumatisches Federbein, bei dem der Durchmesser des Kolbenfortsatzes kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenstange.F i g. 5 shows a hydropneumatic suspension strut in which the diameter of the piston extension is smaller is than the diameter of the piston rod.

Der Aufbau eines hydropneumatischen Federbeines entsprechend den F i g. 1 bis 4 ist folgender: Ein Zylinder 1 enthält in seinem oberen Teil einen mit Flüssigkeit und Gas gefüllten Federraum 2, der durch eine Trennscheibe 3 von einem mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitsraum 4 getrennt werden kann. Die Trennscheibe 3 ist zu diesem Zweck mit einer Öffnung S versehen. Ferner ist ein in Richtung des Federraumes 2 sich öffnendes Rückschlagventil 6 angeordnet. Als Rückschlagventil kann eine einseitige Gummi- oder Kunststoffmanschettendichtung in der Öffnung 5 angeordnet (F i g. 1 und 2) oder ein Kugelventil oder ein Plattenventil in der Trennwand vorgesehen sein (F i g. 3). Gemäß F i g. 4 kann aber auch das Rückschlagventil 6 von der Trennscheibe 3 in einen Kolbenfortsatz 13 gelegt werden, der an einem Arbeitskolben 9 vorgesehen ist. Hierbei empfiehlt es sich, als Rückschlagventil ein Kugelventil zu wählen. Mit der Trennscheibe 3 ist ein Arbeitszylinder 7 vorzugsweise fest verbunden, so daß die Trennscheibe 3 und der Arbeitszylinder 7 ein Bauteil darstellen. Der Durchmesser des Arbeitszylinders 7 ist hierbei so gewählt, daß zwischen ihm und dem Zylinder 1 ein Vorratsraum 8 für die Flüssigkeit entsteht, der somit den Arbeitsraum 4 konzentrisch umschließt. In seinem unteren Bereich ist der Arbeitszylinder 7 mit Bohrungen 20 versehen, die von einem Rückschlagventil 21 abgedeckt werden. Das Rückschlagventil 21 öffnet sich, sobald im Arbeitsraum 4 ein entsprechend großer Unterdruck vorliegt. Über die Bohrungen 20 kann folglich Flüssigkeit aus dem Vorratsraum 8 in den Arbeitsraum 4 angesaugt werden. Dann arbeitet das Rückschlagventil 21 als Pumpeneinlaßventil. Die Flüssigkeit im Vorratsraum 8 steht unter einem Gasdruck, um ein Aufschäumen der Flüssigkeit und damit einen Pumpverlust beim Ansaugen aus dem Vorratsraum zu vermeiden. Eine bestimmte anfängliche Druckdifferenz zwischen Arbeitsraum und Vorratsraum ist nötig, da sonst bereits durch die Stoßdämpferwirkung, d. h. bei der Bewegung des Arbeitskolbens 9 im mittleren Bereich des Arbeitszylinders 7 (vgl. F i g. 2) gepumpt würde.The structure of a hydropneumatic strut according to FIGS. 1 to 4 is the following: A cylinder 1 contains in its upper part a spring chamber 2 filled with liquid and gas, the can be separated by a separating disk 3 from a working space 4 filled with liquid. the Cutting disk 3 is provided with an opening S for this purpose. Furthermore, one is in the direction of the spring chamber 2 opening check valve 6 arranged. As a check valve, a one-sided Rubber or plastic sleeve seal arranged in the opening 5 (Figs. 1 and 2) or a ball valve or a plate valve can be provided in the partition wall (FIG. 3). According to FIG. 4 can also the check valve 6 of the cutting disk 3 are placed in a piston extension 13, which is attached to a Working piston 9 is provided. It is advisable to choose a ball valve as the non-return valve. A working cylinder 7 is preferably firmly connected to the cutting disk 3, so that the cutting disk 3 and the working cylinder 7 represent a component. The diameter of the working cylinder 7 is chosen so that that between him and the cylinder 1, a reservoir 8 for the liquid is created, which thus concentrically encloses the working space 4. In its lower area, the working cylinder 7 is with Bores 20 are provided, which are covered by a check valve 21. The check valve 21 opens as soon as there is a correspondingly large negative pressure in the working space 4. About the holes 20, liquid can consequently be sucked from the storage space 8 into the working space 4. Then the check valve 21 works as a pump inlet valve. The liquid in the storage space 8 is standing under a gas pressure to prevent foaming of the liquid and thus a loss of pumping during suction to avoid from the pantry. A certain initial pressure difference between the working space and storage space is necessary, otherwise the shock absorber effect, i. H. when moving of the working piston 9 would be pumped in the middle area of the working cylinder 7 (cf. FIG. 2).

Im Arbeitszylinder 7 ist der an einer Kolbenstange 10 befestigte Arbeitskolben 9 verschiebbar geführt. Der Arbeitskolben 9 ist mit Dämpfungsventilen versehen, die aus Längsbohrungen 11 und diese abdeckenden Federplatten 12 bestehen. In Verlängerung der Kolbenstange 10 trägt der Arbeitskolben 9 den Kolbenfortsatz 13, der einen größeren Durchmesser besitzt als die Kolbenstange 10. Um diesen Durchmesserunterschied deutlich hervorzuheben, wird in den Fig. 1 bis 4 der größere Durchmesser des Kolbenfortsatzes mit D und der kleinere Durchmesser der Kolbenstange mit d bezeichnet. Von einer bestimmten Einfahrstellung der Kolbenstange 10 an durchdringt der Kolbenfortsatz 13 die Trennscheibe 3 und taucht, wie F i g. 1 zeigt, in den Federraum 2 ein. Bewegt sich die Kolbenstange 10 in diesen Bereich, so sind der Federraum 2 und der Arbeitsraum 4 voneinander getrennt, so daß die Pumpeinrichtung zur selbsttätigen Höhenregelung des Federbeines in Tätigkeit tritt.In the working cylinder 7, the working piston 9 fastened to a piston rod 10 is guided displaceably. The working piston 9 is provided with damping valves which consist of longitudinal bores 11 and spring plates 12 covering them. As an extension of the piston rod 10, the working piston 9 carries the piston extension 13, which has a larger diameter than the piston rod 10. In order to clearly emphasize this difference in diameter, the larger diameter of the piston extension is indicated by D and the smaller diameter of the piston rod in FIGS denoted by d. From a certain retracted position of the piston rod 10, the piston extension 13 penetrates the cutting disk 3 and plunges, as shown in FIG. 1 shows a spring chamber 2. If the piston rod 10 moves in this area, the spring chamber 2 and the working chamber 4 are separated from one another, so that the pumping device for the automatic height regulation of the spring strut comes into operation.

ίο Nach unten wird der Arbeitsraum 4 durch eine Platte 14 begrenzt. An der Durchtrittsstelle der Kolbenstange 10 durch die Platte 14 befindet sich eine Dichtung 15, die den Arbeitsraum 4 gegenüber einem Raum 16 und damit gegen den Vorratsraum 8 abdichtet, da der Raum 16 über Bohrungen 18 mit dem Vorratsraum verbunden ist. Der Raum 16 wieder wird von einem Deckel 17 des Zylinders 1 nach außen abgeschlossen, wobei zur Abdichtung des Kolbenstangenaustritts eine Dichtung 19 vorgesehen ist. Dieίο The work area 4 is down through a Plate 14 limited. At the point where the piston rod 10 passes through the plate 14 there is a Seal 15, which seals the working space 4 from a space 16 and thus from the storage space 8, since the space 16 is connected to the storage space via bores 18. Room 16 again is closed off from the outside by a cover 17 of the cylinder 1, with the purpose of sealing the piston rod outlet a seal 19 is provided. the

ao Kolbenstange 10 ist ferner mit einer Längsnut 23 versehen, die bei ausgefahrener Kolbenstange die Dichtung 15 in der Platte 14 überbrückt, so daß der Arbeitsraum 4 mit dem Raum 16 bzw. mit dem Vorratsraum 8 verbunden ist.ao piston rod 10 is also provided with a longitudinal groove 23, which bridges the seal 15 in the plate 14 when the piston rod is extended, so that the working space 4 is connected to the space 16 or to the storage space 8.

Bei der Wirkungsweise der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten hydropneumatischen Federbeine kann man im wesentlichen drei Arbeitsphasen unterscheiden, die durch das verschieden tiefe Eintauchen der Kolbenstange 10 in den Arbeitsraum 4 herbeigeführt werden.In the mode of operation of the in FIGS. 1 to 4 shown hydropneumatic struts can one can distinguish between three work phases, which are characterized by the different depths of immersion in the Piston rod 10 can be brought into working space 4.

Normalerweise, d. h., wenn keine Belastungsänderung des Fahrzeuges vorgenommen wird, bewegt sich der Arbeitskolben 9 in einem mittleren Bereich des Arbeitsraumes (Fig. 2). Es erfolgt eine Abfederung mit gleichzeitiger Dämpfung der Kolbenstangenbewegung. Dabei taucht der Kolbenfortsatz 13 noch nicht in die Öffnung 5 der Trennscheibe 3 ein, und auch die Längsnut 23 der Kolbenstange 10 befindet sich vollständig oberhalb der Dichtung 15.Usually, i. That is, if there is no change in the load on the vehicle, it moves the working piston 9 in a central area of the working space (Fig. 2). There is a cushioning with simultaneous damping of the piston rod movement. The piston extension 13 does not yet emerge into the opening 5 of the cutting disk 3, and the longitudinal groove 23 of the piston rod 10 is also located completely above the seal 15.

Bewegt sich dagegen der Arbeitskolben 9 auf Grund einer Belastungserhöhung des Fahrzeuges innerhalb eines Bereiches, in dem der Kolbenfortsatz 13 die Öffnung 5 der Trennscheibe 3 durchdringt und in den Federraum 2 eintaucht, so kommt zur Federung und Dämpfung der Kolbenstangenbewegung zusätzlich die Tätigkeit der Pumpeinrichtung. Durch die Pumpeinrichtung wird Flüssigkeit aus dem Vorratsraum 8 in den dann gleichzeitig als Pumpraum wirkenden Arbeitsraum 4 angesaugt und über das Rückschlagventil 6 in den Federraum 2 gedrückt. Eine Pumpwirkung kommt durch die Durchmesserdifferenz von Kolbenfortsatz 13 und Kolbenstange 10 zustande. Im einzelnen spielen sich hierbei folgende Vorgänge ab:If, on the other hand, the working piston 9 moves due to an increase in the load on the vehicle within an area in which the piston extension 13 penetrates the opening 5 of the cutting disk 3 and immersed in the spring chamber 2, the piston rod movement is resilient and damped additionally the activity of the pumping device. Through the pumping device is liquid from the The storage space 8 is sucked into the working space 4, which then simultaneously acts as a pump space, and over the check valve 6 is pressed into the spring chamber 2. The difference in diameter creates a pumping effect of piston extension 13 and piston rod 10. In detail, the following play out here Operations from:

Taucht der Kolbenfortsatz 13 in den Federraum ein, so ist das aus dem Arbeitsraum 4 ausfahrende Volumen des Kolbenfortsatzes 13 größer als das in den Arbeitsraum einfahrende Volumen der Kolbenstange 10, da für den Kolbenfortsatz 13 ein größerer Durchmesser als für die Kolbenstange 10 gewählt wurde. Durch das auf diese Weise im Arbeitsraum 4 entstandene Vakuum wird über das Rückschlagventil 21 und die Bohrungen 20 Flüssigkeit aus dem Vorratsraum 8 angesaugt. Die angesaugte Flüssigkeitsmenge entspricht der Differenz von Austrittsvolumen des Kolbenfortsatzes 13 und Eintrittsvolumen der Kolbenstange 10. Um jedoch zu vermeiden, daß der Ansaugvorgang durch die bei der Dämpfung ent-If the piston extension 13 plunges into the spring chamber, then it is the one extending out of the working chamber 4 Volume of the piston extension 13 is greater than the volume of the piston rod moving into the working space 10, since a larger diameter is selected for the piston extension 13 than for the piston rod 10 became. Due to the vacuum created in this way in the working space 4, the non-return valve 21 and the bores 20 suck liquid from the storage space 8. The amount of liquid sucked in corresponds to the difference between the outlet volume of the piston extension 13 and the inlet volume of the Piston rod 10. However, in order to avoid that the suction process is caused by the

stehenden Druckunterschiede verhindert oder gestört "wird, muß das zum Ansaugen dienende Rückschlagventil 21 in dem Raumteil des Arbeitsraumes angeordnet werden, in dem sich auch infolge der gleichzeitigen Dämpfung Unterdruck einstellt. Im vorliegenden Falle, wo der Durchmesser des Kolbenfortsatzes größer ist als der der Kolbenstange, muß daher daß Rückschlagventil 21 unterhalb des Arbeitskolbens vorgesehen werden. Die in den Arbeitsraum angesaugte Flüssigkeitsmenge wird bei Umkehr der KoI-benstangenbewegung über das Rückschlagventil 6 in den Federraum 2 gedrückt. Dies ist möglich, da das nunmehr in den Arbeitsraum 4 einfahrende Volumen des Kolbenfortsatzes 13 größer ist als das ausfahrende Volumen der Kolbenstange 10 und folglich im Arbeitsraum 4 ein Überdruck entsteht, der das Rückschlagventil gegen den Druck im Federraum 2 öffnet. Der Pumpvorgang wiederholt sich so lange, bis der Kolbenfortsatz 13 durch den im Federraum ständig zunehmenden Gasdruck aus dem Federraum herausgedrückt und so das durch die Belastungserhöhung des Fahrzeuges bewirkte Einfahren der Kolbenstange wieder ausgeglichen wird und sich der Arbeitskolben wieder in dem mittleren Bereich des Arbeitsraumes 4 bewegt (Fig. 2).standing pressure differences is prevented or disturbed ", the non-return valve serving for suction must be used 21 can be arranged in the space part of the work space in which, as a result of the simultaneous Adjusts the damping underpressure. In the present case, where the diameter of the piston process is larger than that of the piston rod, therefore the check valve 21 must be below the working piston are provided. The amount of liquid sucked into the working area is reduced when the piston rod movement is reversed pressed into the spring chamber 2 via the check valve 6. This is possible because the the volume of the piston extension 13 now entering the working space 4 is greater than that which is being extended Volume of the piston rod 10 and consequently in the working space 4 an overpressure arises, which the check valve opens against the pressure in the spring chamber 2. The pumping process is repeated until the Piston extension 13 is pushed out of the spring chamber by the gas pressure which is constantly increasing in the spring chamber and so the retraction of the piston rod caused by the increased load on the vehicle is balanced again and the working piston is again in the middle area of the working space 4 moved (Fig. 2).

Eine dritte Arbeitsphase tritt ein, wenn bei Belastungsverminderung des Fahrzeuges die Kolbenstange 10 so weit ausfährt, daß die Längsnut 23 die Dichtung 15 in der Platte 14 überbrückt. Die selbsttätige Höhenregelung beginnt nun ebenfalls zu arbeiten. Es strömt Flüssigkeit vom Arbeitsraum 4 über die Längsnut 23 in den Raum 16 und über die Bohrungen 18 weiter in den Vorratsraum 8. Dies geschieht so lange, bis auf Grund des Flüssigkeitsverlustes im Arbeitsraum 4 die Kolbenstange 10 wieder so weit in den Arbeitsraum 4 eintaucht, daß sich die Längsnut 23 vollkommen innerhalb des Arbeitsraumes befindet und die Dichtung 15 somit nicht mehr überbrückt. Der Arbeitskolben 9 bewegt sich nunmehr wieder in dem Bereich, in dem nur eine Abfederung und Dämpfung der Kolbenstangenbewegung erfolgt (F i g. 2).A third work phase occurs when the load is reduced of the vehicle, the piston rod 10 extends so far that the longitudinal groove 23 the Seal 15 bridged in plate 14. The automatic height control now also begins to work. Liquid flows from the working space 4 via the longitudinal groove 23 into the space 16 and via the bores 18 further into the storage space 8. This continues until due to the loss of fluid In the working space 4, the piston rod 10 again dips so far into the working space 4 that the Longitudinal groove 23 is located completely within the working space and the seal 15 is therefore not bridged more. The working piston 9 now moves again in the area in which only one The piston rod movement is cushioned and damped (FIG. 2).

Abweichend von der vorausgegangenen Beschreibung kann entsprechend Fig. 5 der Kolbenfortsatz 13 auch einen kleineren Durchmesser d besitzen als die Kolbenstange 10 mit dem Durchmesser!). Mit dem kleineren Durchmesser des Kolbenfortsatzes 13 kehrt sich die Funktion der Pumpeinrichtung und die Anordnung des in Saugrichtung sich öffnenden Rückschlagventils 21 um. Der Einwärtshub der Kolbenstange wird zum Druckhub, die Auswärtsbewegung zum Saughub. Das bedeutet, daß das Rückschlagventil 21 oberhalb des Dämpfkolbens 9 angebracht werden muß, da unterhalb des Dämpfkolbens 9 durch die Dämpfung Flüssigkeitsdrücke entstehen, die das Ansaugen verhindern könnten.Deviating from the preceding description, the piston extension 13 can also have a smaller diameter d than the piston rod 10 with the diameter according to FIG. 5!). With the smaller diameter of the piston extension 13, the function of the pumping device and the arrangement of the check valve 21, which opens in the suction direction, are reversed. The inward stroke of the piston rod becomes the pressure stroke, the outward movement the suction stroke. This means that the check valve 21 must be mounted above the damping piston 9, since the damping causes liquid pressures below the damping piston 9 which could prevent suction.

Claims

Patent claims:

1. Self-pumping hydropneumatic suspension strut with internal level control for motor vehicles, consisting of a spring chamber filled with gas and liquid, one filled with liquid Working space in which a piston rod is provided with damping valves and a piston rod connected working piston is arranged displaceably, one provided with an opening Separating disk between the spring space and the work space, a storage space for the Liquid, a pumping device which, in the up-regulating range, pumps liquid out of the Promotes storage space in the spring space, and a control device, the liquid in the Abregeibereich can flow out of the spring space into the storage space, characterized in that a known per se in the upregulation area Way on the other side like the piston rod (10) on the working piston (9) provided piston extension (13) the opening (5) in the cutting disc

(3) closes, whereby the working space (4) separated from the spring space (2) and at the same time to Pump chamber is, the pumping effect is achieved in that the diameter of the piston extension (13) differs from the diameter of the piston rod (10) and is smaller than the diameter of the working piston (9).

2. Hydropneumatic strut according to claim 1, characterized in that the cutting disc (3) has a check valve (6) which opens in the direction of the spring chamber (2) and acts as a pump outlet valve in the up-regulation range.

3. Hydropneumatic strut according to claim 1, characterized in that one with check valve connected to the working chamber (4) and opening in the direction of the spring chamber (2) (6) is housed in the piston extension (13).

4. Hydropneumatic strut according to Claims 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that that the piston extension (13) has a larger diameter than the piston rod (10) owns.

5. Hydropneumatic strut according to claims 1, 2 and 4 or 1, 3 and 4, characterized in that a check valve (21) below the working piston (9) is connected to the storage space (8) and opens in the direction of the working space (4) ) in the work area

(4) is provided, which acts as a pump inlet valve in the regulating range.

6. Hydropneumatic strut according to Claims 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that that the piston extension (13) has a smaller diameter than the piston rod (10).

7. Hydropneumatic strut according to claims 1, 2 and 6 or 1, 3 and 6, characterized in that a check valve (21) above the working piston (9) is connected to the storage space (8) and opens in the direction of the working space (4) ) is attached in the work area (4).

Considered publications:
German Patent No. 525 039;
German explanatory documents No. 1 012 192,
015 327;

French Patent No. 1,244,012;
Austrian Patent No. 216 367;
Journal "Motor Vehicle Technology", 1960, issue 1,
Scrolling. 8th.

1 sheet of drawings