DE1202656B

DE1202656B - Hydrodynamische Pumpeinrichtung fuer Feder-beine von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1202656B
Application number: DESCH33445A
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-06-24
Filing date: 1963-06-24
Publication date: 1965-10-07

Description

Hydrodynamische Pumpeinrichtung für Federbeine von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Pumpeinrichtung für Federbeine von Kraftfahrzeugen, mit hydraulischer Kraftübertragung, Niveauregelung, Schwingungsdämpferwirkung und mit einem unter der Spannung einer Feder stehenden, in die hohle Kolbenstange des hydraulischen Schwingungsdämpfers ragenden Pumpenkolben der Pumpeinrichtung.
Solche Federbeine, bei denen die verschiedenen Funktionen der Federung, der Schwingungsdämpfung und der Niveauregelung von einer baulichen Einheit ausgeübt werden, wobei die Niveauregelung ohne Fremdenergie nur durch Ausnützung der Energie der Radbewegungen zustandekommt, kennt man bereits in verschiedenen Ausführungsformen. Allen diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Niveauregelung durch das Zusammenwirken einer Pumpeinrichtung und eines Abregelmechanismus erfolgt. In den meisten Fällen pumpt die Pumpeinrichtung aus einem Vorratsraum Flüssigkeit direkt in den Arbeitsraum oder den Federraum. Es ist aber auch eine hydropneumatische Abfederung bekanntgeworden, bei der über einen abgefederten Pumpenkolben Flüssigkeit zuerst in einen Speicherraum gepumpt wird, wobei der Druck im Speicherraum größer ist als der maximale Druck im Arbeitsraum bzw. Federraum. Bei dieser hydropneumatischen Abfederung wird beim Absinken des Fahrzeuges infolge Belastung oder bei einer bestimmten Neigung des Fahrzeuges eine Verbindung zwischen dem Arbeits- und dem Speicherraum hergestellt, wodurch das Fahrzeug in seine normale Lage gehoben bzw. die Neigung ausgeglichen wird.
Die für die vorgenannten Fälle benutzten Pumpeinrichtungen haben den Nachteil, daß ihre Fördermenge von der Straßenbeschaffenheit abhängt. Das kann dazu führen, daß bei ungleicher Beschaffenheit der Fahrbahn beispielsweise die rechten Räder eines Fahrzeuges mit größeren Amplituden schwingen und daher viel mehr Flüssigkeit fördern als die linken Räder des Fahrzeuges. Ein weiterer Nachteil der bis jetzt bekanntgewordenen Pumpeinrichtungen ist der, daß sie die Fahrzeugfederung verhärten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydropneumatische Pumpeinrichtung zu schaffen, deren Pumpwirkung unabhängig von der Straßenbeschaffenheit immer gleich ist und die nicht federverhärtend wirkt.
Zur Vermeidung der bei den bekannten hydropneumatischen Pumpeinrichtungen auftretenden Nachteile wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Pumpenkolben in seinem unteren Teil einen Außenflansch aufweist, dessen Außendurchmesser nur um weniges kleiner ist als der Außendurchmesser des Kolbens des hydraulischen Schwingungsdämpfers, und daß das untere Ende des Pumpenkolbens unterhalb des Außenflansches in einen durch ein Ventil einseitig verschlossenen Zylinder taucht.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Pumpenkolben eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser sich nach oben zu verkleinert, und daß die Bohrung eine Verbindung zwischen dem einseitig verschlossenen Zylinder und der Innenbohrung der Kolbenstange des hydraulischen Schwingungsdämpfers herstellt.
In der Zeichnung sind zwei verschiedene beispielsweise Ausführungsformen von Federbeinen mit der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Pumpeinrichtung dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Federbein, das als hydraulisch beaufschlagtes federndes Mittel einen Metallbalg hat, dessen Federarbeit durch die elastische Verformung des Werkstoffes zustandekommt.
F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Federbein, das als hydraulisch beaufschlagtes federndes Mittel eine Gasfeder hat.
In beiden Fällen handelt es sich um eine Kombination eines hydraulischen Schwingungsdämpfers mit einem hydraulisch beaufschlagten federnden Mittel. Den beiden Ausführungsformen ist auch gemeinsam, daß das Gehäuse des hydraulischen Schwingungsdämpfers über das Auge 26 mit der Radaufhängung verbunden ist, während die Kolbenstange über das Auge 1 mit dem Wagenkasten verbunden ist.
Beim Einfedern der Räder bis zu ihrem oberen Anschlag wird die Kolbenstange 6, die in normal belasteter Stellung gezeichnet ist, um den Betrag B nach unten gedrückt, während sie beim Ausfedern der Räder bis zu ihrem unteren Anschlag um den Betrag A nach oben geht. Der mit Drosselbohrungen 16 versehene Kolben 15, der diese Bewegung mitmacht, erzeugt während der Bewegung einen überdruck in der Flüssigkeit des hydraulischen Schwingungsdämpfers, welcher den von der Feder 20 belasteten Pumpenkolben 14 über dessen Außenflansch 19 nach unten drückt. Der Pumpenkolben 14 muß auf seinem Wege E nach unten nicht nur die Kraft der Feder 20 überwinden, sondern- auch Pumparbeit leisten. Der vom Kolben 15 erzeugte Druck auf den Außenflansch 19 ist nur ein Teil der auf den Pumpenkolben 14 wirkenden Kraft. In der Bohrung 10 der Kolbenstange 6 steigt während dem Einfedern der Räder (B) der Druck der Flüssigkeit, welche das federnde Mittel 2 beaufschlagt, stark an, und dieser Druck hilft über die Stirnfläche 11 den Pumpenkolben 14 nach unten zu drücken. Ein Teil der Flüssigkeit, die sich in der Bohrung 17 des Pumpenkolbens 14 und im Zylinder 21 befindet, wird während der Bewegung, die der Pumpenkolben 14 nach unten (E) vollführt, durch den kleinen Drosselquerschnitt 12 in die Bohrung 10 der Kolbenstange 6 gedrückt.
Da keine Fahrbahn absolut eben ist, schwingt die Kolbenstange 6 dauernd mit der Frequenz entweder des Rades oder des Wagenkastens auf und ab. Dadurch wird über die vorerwähnte Pumpwirkung des Pumpenkolbens 14 die Kolbenstange 6 immer höher gepumpt, bis die Bohrung 13 in der Kolbenstange 6 über die Stirnfläche 11 des Pumpenkolbens 14 gelangt. Jetzt kann die in der Bohrung 10 unter Überdruck stehende Flüssigkeit über die Bohrung 13 in das Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers ausfließen. Während des Ausfließens der Flüssigkeit über die Bohrung 13 senkt sich die Kolbenstange 6, wodurch die Bohrung 13 wieder verschlossen wird. Durch dieses an sich bekannte Zusammenspiel von Hochpumpen und Ausfließen wird die Niveauregelung bewerkstelligt.
Der Zylinder 21 ist durch ein Ventil 23 einseitig verschlossen. Da beim Ausfedern der Räder die Kolbenstange 6 nach oben geht (A), und da dabei der Druck in der Bohrung 10 der Kolbenstange 6 stark absinkt, ist es dem Pumpenkolben 14 möglich, über das Ventil 23 den größten Teil des Volumens aus dem Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers anzusaugen, den er beim Einfedern der Räder (B) in die Bohrung 10 gepreßt hat. Diese hydrodynamisch wirkende Pumpeinrichtung kann nur dann funktionieren, wenn sich die Bohrung 17 nach oben hin so stark verjüngt, daß sie schließlich zum Drosselquerschnitt 12 wird, wie es auch notwendig ist, daß der Durchmesser der Bohrung 10 größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders 21.
Zur Herabminderung des Druckes der das federnde Mittel 2 beaufschlagenden Flüssigkeit ist eine Zusatzfeder 4 vorgesehen, über die sich das federnde Mittel 2 am Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers mit einem Teil der gesamten Federkraft, der vorzugsweise zwischen 40 und 60 °%o liegt, abstützt.
Die beim Eintauchen der Kolbenstange 6 im Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers verdrängte Flüssigkeit schiebt auf ihrem Wege B den Kolben 24 in bekannter Weise gegen den- Druck eines Gaspolsters 25 um den Betrag D nach unten. Legt die Kolbenstange 6 den Weg A nach oben zurück, dann wird der Kolben 24 vom Gaspolster 25 um den Betrag C ebenfalls nach oben gedrückt. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers und dem den Kolben 24 belzerbergenden Ausgleichsraum erfolgt über die Bohrungen 22: Der Weg des Außenflansches 19 wird nach oben durch den Anschlag 18 und nach unten durch den Zylinder 21 auf das Maß E begrenzt. Da das Maß E kleiner ist als die Amplitude, mit der die Räder eines Fahrzeuges auch auf einer guten Straße mit der Frequenz ihrer Eigenschwingungen ständig auf- und abschwingen, wird erreicht, daß die Pumpeinrichtungen aller Federbeine ungeachtet der Straßenbeschaffenheit gleichviel fördern.
5 ist eine Gummihohlfeder und 7 ein Rohr zum Schutz gegen Verschmutzung der Kolbenstange 6,- 8 ist eine Dichtung zur Abdichtung der Kolbenstange 6.
Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach F i g. 2, bei der das federnde Mittel 3 als Gasfeder ausgebildet ist, ist im Grunde die gleiche. 28 ist der Ausgleichsraum, der das von der Kolbenstange beim Eintauchen verdrängte Flüssigkeitsvolumen aufnimmt. Die Verbindung von diesem Ausgleichsraum zu dem durch ein Ventil einseitig verschlossenen Zylinder erfolgt über die Bohrung 27, während die Verbindung zwischen dem Ausgleichsraum und dem Gehäuse des hydraulischen Schwingungsdämpfers über die Bohrung 29 erfolgt.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydrodynamische Pumpeinrichtung für Federbeine von Kraftfahrzeugen, mit hydraulischer Kraftübertragung, Niveauregelung, Schwingungsdämpferwirkung und mit einem unter der Spannung einer Feder stehenden, in die hohle Kolbenstange des hydraulischen Schwingungsdämpfers ragenden Pumpenkolben der Pumpeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (14) in seinem unteren Teil einen Außenflansch (19) aufweist, dessen Außendurchmesser nur um weniges kleiner ist als der Außendurchmesser des Kolbens (15) des hydraulischen Schwingungsdämpfers, und daß das untere Ende des Pumpenkolbens unterhalb des Außenflansches (19) in einen durch ein Ventil (23) einseitig verschlossenen Zylinder (21) taucht.
2. Hydrodynamische Pumpeinrichtung für Federbeine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (14) eine Bohrung (17) aufweist, deren Durchmesser sich nach oben zu verkleinert, und daß die Bohrung (17) eine Verbindung zwischen dem Zylinder (21) und der Innenbohrung (10) der Kolbenstange (6) des hydraulischen Schwingungsdämpfers herstellt.