DE1281280B - Hydropneumatisches Federelement zur Aufhaengung von Fahrzeugtandemachsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4J07WW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 6Oq

Deutsche Kl.: 63 c-41

P 12 81 280.5-21 (E 17233)

28. Februar 1959

24. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft ein hydropneumatisches Federelement zur Aufhängung von Fahrzeugtandemachsen, die an den Enden eines Trägers liegen, der zwischen seinen Enden schwenkbar mit einem Sattelelement verbunden ist, welches gegen die gefederte Masse des Fahrzeugs durch eine Anzahl von hydropneumatischen Federelementen abgestützt ist, deren jedes einen in einem Hydraulikzylinder verschiebbaren Arbeitskolben aufweist und deren hydraulische Arbeitsräume mit einem gemeinsamen, als Wind- ίο kessel ausgebildeten und als eigentliche Feder arbeitenden Sammelbehälter für das hydraulische Medium in Verbindung stehen.

Bei der vertikalen Relativbewegung der Räder derartiger Tandemachsen werden hydropneumatisch arbeitende Federelemente nicht nur in der Federrichtung, sondern auch durch die Kreisbewegung der Räder zueinander um die gemeinsame Schwenkachse rechtwinklig zu dieser Federbewegung belastet. Bei den erforderlichen hohen Drücken eignen sich be- ao kannte Anordnungen, z. B. Federbälge nicht. Kolbenanordnungen üblicher Bauart sind wegen der Seitenbewegung und der dadurch an den Kolbenflächen auftretenden Verkantungen nicht anwendbar.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Auf- as gäbe, ein derartiges hydropneumatisches Federelement zur Aufhängung von Fahrzeugtandemachsen zu schaffen, welches einerseits sehr hohe Drücke, wie sie z.B. bei schweren Lastwagen erforderlich sind, aufnehmen kann, während andererseits ein relativ großes seitliches Spiel der gegeneinander bewegbaren Teile des Elementes möglich ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Federelement einen mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundenen Mittelzapfen aufweist, um den koaxial der ringtopfartige Arbeitskolben angeordnet ist, wobei zwischen dem Mittelzapfen und dem Arbeitskolben eine elastisch verformbare Büchse aus Kautschuk (51) mit frei liegenden Stirnseiten Hydropneumatisches Federelement zur
Aufhängung von Fahrzeugtandemachsen

Anmelder:

Eaton Axles Limited,

Great Sankey, Warrington, Lancashire

(Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
8000 München, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:
Harry Donald Chambers,
Cuddington, Nr. Northwich, Cheshire
(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. Februar 1958 (6510),
vom 14. Oktober 1958 (32757)

vorgesehen ist, derart, daß eine begrenzte Längs-Verschiebung und eine begrenzte Achswinkelverlagerung zwischen dem ringtopfartigen Arbeitskolben und dem Mittelzapfen möglich ist.

Durch die mögliche begrenzte Längsbewegung und

die begrenzte Achswinkelverlagerung zwischen dem 45 Wippe einer Tandemachse befestigt ist, während ringtopfartigen Arbeitskolben und dem Mittelzapfen ein zugeordneter ringtopfartiger Arbeitskolben 42 können die Relativbewegungen zwischen den gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeugs, bei dem
das Aufhängungssystem verwendet wird, ohne Ge-

Gummiteile, wie in der Fahrzeugtechnik bekannt, zusammenvulkanisiert sein können.

Um Kantenpressungen am Kolben, die durch entsprechende Federwirkung der elastischen Büchse auftreten, zu vermeiden, kann der Arbeitskolben in einer über eine elastisch verformbare Büchse an der Zylinderwand befestigten Gleitbüchse verschiebbar sein.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein Federelement gemäß der Erfindung und

F i g. 2 ein Leitungsschema eines unter Verwendung der erfindungsgemäßen Federelemente ausgebildeten Federsystems für eine Tandemachse.

Das in F i g. 1 gezeigte hydropneumatische Federelement schließt einen Zylinder 41 ein, der an einer

über eine Winkelstütze 43 am Fahrzeugrahmen angebracht ist.
Der Arbeitskolben 42 gleitet in einer Gleitbüchse

fahr einer Beschädigung aufgenommen werden. Die 50 44, an deren Außenseite eine Büchse 45 aus Gummi deformierbare Büchse kann ein an sich bekanntes angeklebt oder auf andere Weise befestigt ist, die an Metall-Gummi-Element sein, wobei die Metall- und ihrer Außenseite eine an der Wand des Zylinders 41

809 628/1497

3 4

Gefestigte Büchse 46 trägt. Es kann, gegebenenfalls über das Dreiwegeventil 70 auch zur Höheneinstellung auch eine im Zylinder fest liegende Gleitbüchse ver- des Fahrzeugrahmens bei Änderung der Last, wendet werden. Die Gleitpassung des Arbeitskolbens Die Winkelstütze 43 ist mit dem Arbeitskolben 42

42 in der Gleitbüchse 44 bildet die Hauptabdichtung über eine elastische Büchse 51 aus Gummi verfür den hydraulischen Arbeitsraum im Zylinder 41. 5 bunden, die am Kolben mittels einer Ringmutter 54 Leckflüssigkeit wird in dem durch einen Balg 47 ab- und an dem an der Winkelstütze befestigten Mittelgeschlossenen oberen Zylinderraum gesammelt und zapfen 52 mittels einer Mutter 53 befestigt ist. in einen Vorratsbehälter 64 (Fig. 2) zurückgeleitet. Während des normalen Fahrbetriebes ist ein Spiel-

Die Flüssigkeitsströmung zwischen dem Arbeits- raum zwischen der Oberseite des Arbeitskolbens 42 raum im Zylinder 41 und einem als Windkessel aus- io und der Unterseite der Winkelstütze vorhanden. Bei gebildeten und als eigentliche Feder arbeitenden Rückprall kann der Mittelzapfen 52 relativ zum Ar-Sammelbehälter 36 (Fig. 2) geht durch ein Dämp- beitskolben42 unter elastischer Verformung der fungsventil, dessen Ventilteller 48 an einem durch Büchse 51 bis zur Anlage eines Umfangsflansches der den Druck im hydraulischen Medium beaufschlagten Mutter 53 an einem Innenumfangsflansch der Ring-Kolben 49 anliegt. 15 mutter 54 am Arbeitskolben 42 nach oben bewegt

Der zwischen der Führung des Kolbens 49 und werden. Auch ist ein Ausgleich von Achsverlagerundem Ventildurchgang liegende Innenraum des Ventils gen zwischen Mittelzapfen und Arbeitskolben steht über einen Durchgang 59 mit dem Sammel- möglich.

behälter 36 in Verbindung. Der Ventilteller 48 ist in In F i g. 2 sind hydraulische Hochdruckleitungen

Öffnungsrichtung durch eine Ventilfeder 60 so vor- 20 mit ausgezogenen Linien und Niederdruckleitungen gespannt, daß der Öffnungsquerschnitt von dem mit gestrichelten Linien dargestellt. Druckflüssigkeit Druck bestimmt wird, der auf den Kolben 49 vom wird aus dem Vorratsbehälter 64 durch eine Pumpe hydraulischen Medium durch eine Beaufschlagungs- 65 über ein Rückschlagventil 66 gefördert. Ein Überöffnung 61 ausgeübt wird. druckventil 67 ist zur Sicherheit des Systems gegen

Diese Beaufschlagungsöffnung 61 ist mit Leitun- as Überdruck vorgesehen. Ein hydraulischer Druckgen 55 und 56 (F i g. 2) verbunden, deren erste an speicher 68 kann vorgesehen sein, um einen Ausden Sammelbehälter 36 und deren andere an eine gleich der Bedarfsschwankungen zu erreichen und Öldruckquelle des Fahrzeugs angeschlossen ist. damit die Verwendung einer kleineren Pumpe zu

Die Ventilfeder 60 ist als Schraubenfeder so aus- ermöglichen.

gebildet, daß sie nur so weit zusammendrückbar ist, 30 Die im System wirksame Ölmenge wird von dem daß ein vorbestimmter Mindestdurchgang im Ventil Dreiwegeventil 70 so gesteuert, daß wahlweise Flüserhalten bleibt, so daß immer eine vorbestimmte sigkeit in den Sammelbehälter 36 des Federsystems Minimalströmung in den und aus dem Arbeitsraum durch eine Hochdruckleitung 71 eingespeist wird, das des Zylinders 41 erhalten bleibt. System geschlossen gehalten wird oder hydraulische

Da der Ventilteller 48 einerseits vom lastabhängi- 35 Flüssigkeit durch eine Niederdruckleitung 72 abgen Druck im Zylinder 41 und andererseits über die strömen kann. Das Dreiwegeventil wird über einen Leitung 55 vom Druck im Sammelbehälter 36 beauf- in F i g. 1 dargestellten Nockenschieber 50 durch die schlagt wird, wird durch eine Änderung des Beauf- lastabhängige Höhenlage des Arbeitskolbens 42 geschlagungsdrucks für den Kolben 49 in Abhängigkeit steuert. Dabei ist eine nicht dargestellte Verzögevon der diesem entsprechenden Drosselwirkung des 40 rungseinrichtung vorgesehen, die eine Ventilverstel-Ventiltellers 48 ein »Rückkupplungs«-Effekt erzielt, lung bei kurzzeitiger Betätigung, z. B. bei starken d. h. der Dämpfungsgrad der Achsaufhängung an die Federbewegungen, verhindert. Es muß jeweils ein abgefederte Masse des Fahrzeuges angepaßt. Die von solcher Nockenschieber in einer Tandemachsaufhänder Ventilfeder 60 zwangläufig aufrechterhaltene gung an jeder Seite des Fahrzeugs vorgesehen sein, minimale Ventilöffnung stellt einen minimalen Durch- 45 Die Magnetspule des Hochstellventils 62 liegt in fluß an hydraulischer Flüssigkeit auch beim Rück- einem Steuerstromkreis mit parallelgeschalteten hub des Kolbens, also Unterdruck im Arbeitsraum, Schaltern, nämlich einem Handschalter 73 und einem sicher. Massebetätigungsschalter 74. Der Handschalter 73

Die Verbindung mit der Leitung 56 dient anderer- ermöglicht eine Einstellung der Höhenlage von Hand seits zur Hochstellung der Aufhängung, wobei der 50 durch Beaufschlagen der Arbeitskolben 42 mit dem Ventilteller 48 bei der Minimalöffnung mit vollstän- vollen Förderdruck der Pumpe 65, z. B. bei Erhöhung dig zusammengedrückter Ventilfeder 60 gehalten des Ladegewichts. Der Massebetätigungsschalter 74 wird. Die Verbindung der Federelemente der Achs- schließt sich selbsttätig, um das Hochstellventil 62 zu aufhängung mit der Druckmittelquelle ist bei Normal- öffnen, wenn das Fahrzeug über ein vorbestimmtes betrieb durch ein von einem Solenoid betätigtes 55 Maß hinausgehende Schwingungen ausführt. Hochstellventil 62 abgesperrt. Der volle Versorgungs- Im Federsystem ist ferner ein selbsttätig wirkendes

druck des hydraulischen Systems des Fahrzeugs kann Hochstellventil 75 vorgesehen, das der Kippbewegung durch Erregung der Magnetspule des Hochstellventils der Tandemwippe, z. B. bei starkem Bremsen oder in das Federsystem eingespeist werden. In diesem Zu- Beschleunigen entgegenwirkt. Bei Beginn einer solstand werden schnelle kurze Schwingungen der Achs- 60 chen Kippbewegung tritt ein Druckunterschied in den aufhängung durch Hochstellen der Arbeitskolben 42 Zylindern 41 der beiden Federelemente auf. Dieser beider Federelemente bis in die obere Endstellung Unterschied wird zur Betätigung vom Steuerkolben verhindert. In der Leitung 56 liegt ein Überdruck- des Hochstellventils 75 über Leitungen 78 benutzt, ventil 63, das den über den gewünschten Wert hinaus- das unmittelbar darauf Druckmittel aus einer Leigehenden Druck in den Vorratsbehälter 64 abführt, 65 rung 69 über Leitungen 76, 77 und 56 den Kolben wenn ein Dreiwegeventil 70 geschlossen ist. 49 der Ventilteller 48 zuführt, so daß diese weiter

Das von der üblichen, vom Fahrzeugmotor getrie- schließen und auf diese Weise die Kippbewegung benen Zahnradpumpe geförderte Druckmedium dient dämpfen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydropneumatisches Federelement zur Aufhängung von Fahrzeugtandemachsen, die an den Enden eines Trägers liegen, der zwischen seinen Enden schwenkbar mit einem Sattelelement verbunden ist, welches gegen die gefederte Masse des Fahrzeugs durch eine Anzahl von hydropneumatischen Federelementen abgestützt ist, deren jedes einen in einem Hydraulikzylinder verschiebbaren Arbeitskolben aufweist und deren hydraulische Arbeitsräume mit einem gemeinsamen, als Windkessel ausgebildeten und als eigentliche Feder arbeitenden Sammelbehälter für das hydraulische Medium in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement einen mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundenen Mittelzapfen (52) aufweist, um den koaxial der ringtopfartige Arbeitskolben (42) angeordnet ist, wobei zwischen dem Mittelzapfen (52) und dem Arbeitskolben (42) eine elastisch verformbare Büchse (51) aus Kautschuk mit frei liegenden Stirnseiten vorgesehen ist, derart, daß eine begrenzte Längsverschiebung und eine begrenzte Achswinkelverlagerung zwischen dem ringtopf artigen Arbeitskolben (42) und dem Mittelzapfen (52) möglich ist.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (42) in einer über eine elastisch verformbare Büchse (45) an der Wand des Zylinders (41) befestigten Gleitbüchse (44) verschiebbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 869 717;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 021 730.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 628/1497 10.68 © Bundesdruckerei Berlin