DE1286916B - Zylinder mit doppeltwirkendem Kolben fuer hydro-pneumatische Federungen, insbesondere von Lastkraftwagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder mit seitigen Zylinderraum oder mit dem Ablauf verbundoppeltwirkendem Kolben für hydro-pneumatische den werden kann.

Federungen, insbesondere von Lastkraftwagen, dessen Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß sich

flüssigkeitsgefüllter Innenraum durch den Kolben in auf einfache Weise das zulässige Lastverhältnis vereinen stirnseitigen Zylinderraum und einen kolben- 5 vielfachen läßt. Bei Verwendung eines Zylinders, desstangenseitigen Ringraum unterteilt wird, von denen sen Kolbenfläche gleich der doppelten Ringfläche ist, der stirnseitige Zylinderraum mit hydro-pneuma- ergibt sich beispielsweise eine Verdoppelung des zutischen Federelementen konstanten oder durch Zu- lässigen Lastverhältnisses. Die Umschaltung des Drei- und Abschalten einzelner Federelemente stufenweise Wegeventils wird üblicherweise während des Stillstanveränderbaren Gesamtvolumens mit konstantem bzw. io des des Fahrzeuges, etwa vor dem Beladen, vorstufenweise veränderbarem Gesamt-Federgasgewicht genommen.

verbunden ist und außerdem durch ein Niveauregel- Durch die USA.-Patentschrift 3 222 047 ist zwar

ventil mit einer Druckquelle oder mit einem Ablauf schon ein Zylinder der eingangs erwähnten Art beverbindbar ist. kanntgeworden, dessen Zylinderraum mit dem Ring-

Bekanntlich bestehen die Federelemente hydro- 15 raum verbindbar ist. Diese Verbindung wird aber nur pneumatischer Federungen meist aus einem Gehäuse, dann hergestellt, wenn Flüssigkeit hohen Druckes aus welches in seinem Innern durch eine bewegliche dem Zylinderraum zwecks Niveauregelung in einen Trennwand in einen Gasraum und einen Flüssigkeits- mit dem Ringraum verbundenen Niederdruckbehälter raum unterteilt ist. Der Gasraum wird mit einem abströmt. Es ist nicht möglich, mit Hilfe dieser Ver-Füllgas vorgespannt. Die Verwendung derartiger ao bindung den Druck im Zylinderraum und damit das Federelemente für Federungen von Lastkraftwagen zulässige Lastverhältnis zu variieren. Aus der franzöist bisher auf verschiedene Schwierigkeiten gestoßen, sischen Zusatzpatentschrift 85 116 zum französischen die beispielsweise bei Personenkraftwagen nicht auf- Patent 1276 461 ist ein Zylinder bekannt, bei dem treten. Während bei Personenkraftwagen das Verhält- sowohl Zylinderraum als auch Ringraum mit hydronis von Leergewicht des Fahrzeuges zum zulässigen 25 pneumatischen Federelementen verbunden sind. Wäh-Gesamtgewicht den Wert 1: 5 im allgemeinen nicht rend der Zylinderraum immer mit Druck beaufschlagt übersteigt, können dagegen bei Schwerlastwagen Ver- ist, wird der Ringraum abhängig von der Stellung hältnisse von etwa 1:10 auftreten. Da der Druck im eines Niveauregelventils mit dem Zylinderraum oder Hydrauliksystem proportional ansteigt, müßte zu- mit dem Ablauf verbunden. Es ist bei diesem Zylinder nächst die gesamte Anlage für einen sehr hohen 30 aber nicht möglich, den Ringraum bei einer beliebigen Druck ausgelegt sein. Da die Gasvorspannung in den Stellung des Kolbens vom Zylinderraum zu trennen Federelementen noch unter dem zu erwartenden und mit einem Ablauf zu verbinden. Zum Stande der Mindestdruck liegen muß, weil sonst bei diesem Be- Technik gehört auch ein durch die USA.-Patentschrift triebszustand keine Federung stattfände, wird bei 3 203 708 bekanntgewordener Zylinder, dessen Kolmaximalem Druck das Gas auf weniger als 10% des 35 ben Kanäle aufweist, die in Verbindung mit Kanälen Ausgangsvolumens kompromiert. Wenn als Trenn- in der Zylinderwand den Ringraum je nach Stellung wand eine Blase verwendet wird, treten dabei starke des Kolbens zum Zwecke der Niveauregelung ent-Knicke und Falten auf, welche die Lebensdauer der weder mit dem druckbeaufschlagten Zylinderraum Blase erheblich verringern. Solche Beanspruchungen oder mit einem Ablauf verbinden. Durch Beaufschlawerden zwar bei Verwendung einer Membrane weit- 4° gen oder Entlasten der Ringfläche wird zwar die gehend vermieden, aber die auch hier auftretende wirksame Kolbenfläche verändert, jedoch tritt dieser starke Walkung verringert ebenfalls die Lebensdauer. Effekt unabhängig von der jeweiligen Belastung auto-Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Feder- matisch immer dann auf, wenn der Kolben um einen konstante eines hydro-pneumatischen Federelementes bestimmten Betrag aus seiner der Niveauhöhe entim wesentlichen quadratisch mit der Belastung an- 45 sprechenden Lage verschoben wird. Während einer steigt. Daraus folgt, daß eine für eine geringe Be- Einfederung kann die Verbindung nicht hergestellt lastung ausgelegte Federung bei einer wesentlich höhe- werden. Damit ist auch eine Änderung des zulässigen ren Belastung unerträglich hart wird. Alle diese Nach- Lastverhältnisses nicht möglich. Weiterhin ist durch teile haben bisher die Verwendung hydro-pneuma- die deutsche Auslegeschrift 1 219 341 ein Zylinder tischer Federungen für Lastverhältnisse, die größer als 50 bekanntgeworden, dessen Zylinderraum mit dem etwa 1:5 waren, verhindert. Zwar gibt es die Mög- Ringraum verbindbar ist. Diese Verbindung erfolgt, lichkeit, die Gasvorspannung während des Betriebes wenn der Kolben eine radiale Öffnung in der Zylinzu ändern, doch ist dazu eine aufwendige Installation derwand freigibt, so daß Flüssigkeit aus dem Zymit einem Kompressor notwendig. Weiterhin hat man linderraum in einen den Zylinder umgebenden Ringversucht, Hilfsfedern bei Belastungserhöhung zuzu- 55 raum strömen kann, der seinerseits mit einem Ablauf schalten. Diese Methode hat aber den Nachteil, daß und dem kolbenstangenseitigen Ringraum des Zylindie Niveauregelung schwierig oder unmöglich wird ders verbunden ist. Da der Ringraum immer mit dem und daß der Platzbedarf steigt. Ablauf verbunden ist, kann sich in ihm auch kein

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es daher Auf- wesentlicher Druck aufbauen, d. h., eine Änderung gäbe der Erfindung, eine einfache, billige und raum- 60 des zulässigen Lastverhältnisses ist nicht möglich. Besparende Möglichkeit zu schaffen, das zulässige Last- kannt ist aus der deutschen Auslegeschrift 1185 071 Verhältnis zu vergrößern, ohne gleichzeitig stärkere auch ein als Stoßdämpfer dienender Zylinder, dessen Pumpen und stärker dimensionierte Elemente instal- Zylinderraum und Ringraum durch eine Umgehungslieren zu müssen leitung, in die ein einstellbares Drosselrückschlag-

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungs- 65 ventil und ein Absperrventil geschaltet sind, verbungemäß dadurch, daß zur Veränderung der wirksamen den werden können. Zudem sind an Zylinderraum Kolbenfläche durch ein Dreiwegeventil der kolben- und Ringraum mit Absperrventilen versehene Leitunstangenseitige Ringraum wahlweise mit dem stira- gen angeschlossen, durch die Flüssigkeit zu- bzw. ab-

geführt werden kann. Dieser Zylinder soll eine beliebige Höheneinstellung innerhalb eines Bereiches zwischen dem ungefederten Teil und dem gefederten Teil eines Fahrzeuges ermöglichen. Zu diesem Zwecke wird die Lage des Kolbens durch Zu- oder Abführen von Flüssigkeit in der gewünschten Weise verändert. Nach dem Schließen der Absperrventile ist der Kolben dann hydraulisch eingespannt und kann sich relativ zum Zylinder nicht mehr bewegen. Hinweise zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgäbe konnten dieser Konstruktion wegen des unterschiedlichen Auf baus und Verwendungszweckes nicht entnommen werden.

Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In einem Zylinder 1 gleitet ein mit einer Kolbenstange 2 versehener doppeltwirkender Kolben 3. Ein stirnseitiger Zylinderraum 4 ist gegen einen kolbenstangenseitigen Ringraum 5 durch eine Dichtung 6 abgedichtet, während der Ringraum 5 gegen die Atmosphäre durch eine Dichtung 7 abgedichtet ist. Der stirnseitige Zylinderraum 4 steht mit einem oder mehreren hydro-pneumatischen Federelementen 8 a, 8 b... inVerbindung, wobei das Federelement 8 b durch ein Absperrventil 9 willkürlich zu- oder abgeschaltet werden kann. Der stirnseitige Zylinderraum 4 und der Ringraum 5 sind durch eine Leitung 10, in die ein Dreiwegeventil 11 geschaltet ist, verbindbar. In einer zweiten Schaltstellung des Dreiwegeventils 11 wird diese Verbindung unterbrochen und der Ringraum 5 mit dem Ablauf 12 verbunden. Über eine Leitung 13 und ein Niveauregelventil 14, welches auf Relativbewegungen zwischen Zylinder 1 und Kolben 3 anspricht, ist der stirnseitige Zylinderraum 4 entweder mit einer Druckquelle 15 oder dem Ablauf 12 verbindbar. Die Kolbenstange 2 kann beispielsweise an der nicht gezeichneten Achse eines Lastkraftwagens und der Zylinder 1 am Chassis befestigt sein.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei leerem oder wenig beladenem Fahrzeug wird durch das Dreiwegeventil 11 der Zylinderraum 4 mit dem Ringraum 5 verbunden, so daß in beiden Räumen jeweils der gleiche Druck herrscht. Diese Schaltung bewirkt, daß bei einer Belastung der Kolbenstange 2 als wirksame Fläche nur die Kolbenstangenfläche übrigbleibt, da zwischen der Ringfläche und der gegenüberliegenden, der Ringfläche entsprechenden Kolbenfläche auf Grund des gleichen Druckes und der gleichen Flächen ein Kräftegleichgewicht besteht. Wenn die Belastung einen bestimmten Wert übersteigt, wird mittels des Dreiwegeventils 11 der Ringraum 5 vom stirnseitigen Zylinderraum 4 getrennt und mit dem Ablauf 12 verbunden. Dadurch entspricht die wirksame Fläche nun der ganzen Kolbenfläche, die beispielsweise doppelt so groß sein kann wie die Kolbenstangenfläche. Dadurch ergäbe sich bei doppelter Belastung der gleiche Druck. Um die Federhärte und die Eigenfrequenz der Federung ändern zu können, kann man noch verschiedene Federelemente 8 b zu- oder abschalten. Ebenso kann man zwischen den Federelementen 8 a und 8 b und dem Zylinderraum 4 Drosselelemente einbauen. Das Niveauregelventil 14 kann von beliebiger bekannter Bauart sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zylinder mit doppeltwirkendem Kolben für hydro-pneumatische Federungen, insbesondere von Lastkraftwagen, dessen flüssigkeitsgefüllter Innenraum durch den Kolben in einen stirnseitigen Zylinderraum und einen kolbenstangenseitigen Ringraum unterteilt wird, von denen der stirnseitige Zylinderraum mit hydro-pneumatischen Federelementen konstanten oder durch Zu- und Abschalten einzelner Federelemente stufenweise veränderbaren Gesamtvolumens mit konstantem bzw. stufenweise veränderbarem Gesamt-Federgasgewicht verbunden ist und außerdem durch ein Niveauregelventil mit einer Druckquelle oder mit einem Ablauf verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der wirksamen Kolbenfläche durch ein Dreiwegeventil (11) der kolbenstangenseitige Ringraum (5) wahlweise mit dem stirnseitigen Zylinderraum (4) oder mit dem Ablauf (12) verbunden werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen