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Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in diesem verschiebbaren Dämpfungskolben am Ende einer hohlen Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange dient, wobei beim Ausfahren der Kolbenstange Öl aus einem Reserveraum angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange in den Arbeitsraum gefördert wird, wobei die Pumpenstange die Stirnwand des Arbeitsraumes durchdringt und über eine in ihrem Endbereich angeordnete Scheibe axial fixiert und kardanisch beweglich gehalten ist.
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Aus der älteren Patentanmeldung DE-PS 33 06 393 ist eine derartige Niveauregelungsvorrichtung bekannt, bei der die Pumpenstange durch ein elastisches Lager am Boden befestigt ist und zusammen mit einem vom Hohlraum der Kolbenstange geschaffenen Pumpenzylinder eine Ölpumpe bildet. Eine derartige elastische Pumpenstangenaufhängung ist aufwendig, da sie aus einem elastischen Gummilager sowie einer entsprechenden Verstemmung zwischen der Pumpenstange und der Scheibe besteht. Durch die Verwendung der speziellen Teile ist eine aufwendige Montage notwendig. Die gummielastische Pumpenstangenaufhängung soll dabei die kardanische Beweglichkeit der Pumpenstange erhalten und genügend Elastizität aufweisen, um eine eventuelle Pumpstößigkeit weitgehend zu absorbieren. Diese Elastizität wird jedoch heutzutage bereits durch die Dämpferaufhängungen am Fahrzeug selbst genügend abgefangen, so daß der Aufwand der elastischen Aufhängung reduziert werden kann. Zusätzlich kann durch den Wegfall des axialen Platzbedarfs für die gummielastische Pumpenstangenaufhängung die Hubhöhe des Aggregates verringert werden.
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Es sind Niveauregelungsvorrichtungen bekannt (z. B. DE-AS 16 30 107), bei denen die Pumpenstange durch ein elastisches Lager am Boden befestigt ist und zusammen mit einem vom Hohlraum der Kolbenstange geschaffenen Pumpenzylinder eine Ölpumpe bildet. Eine derartige elastische Pumpenstangenaufhängung ist ebenfalls aufwendig, da sie aus einem elastischen Gummilager, einer Hohlschraube, einem Befestigungstopf und einem entsprechenden Filter, der eventuelle sich im Öl befindliche Spanpartikel auffangen soll, besteht. Nachteilig ist desweiteren, daß durch die Vielzahl von Einzelteilen die Montage aller Teile aufwendig ist. Die Elastizität der gummielastischen Pumpenstangenaufhängung kann auch bei dieser Ausführung entfeinert werden.
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Desweiteren sind Vorrichtungen bekannt (z. B. DE-OS 30 04 307), bei denen eine elstische Pumpenstangenaufhängung vorgesehen ist, die aus mehreren Scheiben besteht. Diese Scheiben dienen ebenfalls der kardanischen Beweglichkeit der Pumpenstange und durch deren Elastizität soll wiederum eine Pumpstößigkeit absorbiert werden. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform, daß nicht nur ein zusätzliches Drehteil mit einer umlaufenden Nut verwendet werden muß, sondern es ist zusätzlich noch die Pumpenstange in diese Nut hinein zu verstemmen, um eine einwandfreie Fixierung zu gewährleisten. Elastische Scheiben dieser Art, bei denen eine einzige Scheibe eine solche Elastizität aufbringen soll, sind aus anderen Niveauregelungsvorrichtungen ebenfalls bekannt (z. B. DE-AS 17 80 392).
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache elastische Pumpenstangenaufhängung zu schaffen, bei der eine Baueinheit aus Arbeitszylinder und Pumpenstange eine Montageerleichterung mit sich bringt und bei der die Pumpenstange problemlos unter Berücksichtigung des notwendigen kardanischen Spieles und auf einfache Weise mit dem Arbeitszylinder verbunden ist, wobei die axiale Bauhöhe verringert bzw. bei gleichbleibender Bauhöhe die Hubausnutzung vergrößert werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von einer Seite über die Mittelbohrung hinaus geschlitzte Scheibe mit Spiel in einer Nut der Pumpenstange eingreift, und daß die Scheibe durch die Stirnwand des Arbeitsraumes und durch die Stirnfläche des Arbeitszylinders axial fixiert ist, wobei die Scheibe mindestens drei über den Umfang verteilt angeordnete, in den lichten Innendurchmesser des Arbeitszylinders hineinragende abgewinkelte Randbereiche aufweist, die zusammen mit dem Arbeitszylinder der Zentrierung zur Montage dienen.
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Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß die Pumpenstange mittels einer billigen, stanztechnisch herstellbaren Schlitzscheibe gehalten wird, so daß sich eine kurze Eindringtiefe der Pumpenstange ergibt. Der Spielsitz der Schlitzscheibenmittelbohrung ermöglicht die einwandfreie kardanische Beweglichkeit der Pumpenstange. Diese Beweglichkeit ist unbedingt erforderlich, um ein Anpassen an die gegenläufige Steuerhülse zu ermöglichen, damit Klemmen, einseitiges Ablaufen oder Riefenbildung verhindert werden kann. Diese Probleme können mit einer starren Verbindung nicht aufgefangen werden. Bei der Montage wird die Schlitzscheibe leicht geöffnet, die Pumpenstange eingelegt und beim Zusammendrücken der Schlitzscheibe rastet diese in die Nut der Pumpenstange ein, so daß die axiale Fixierung der Pumpenstange gewährleistet ist.
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Die über den Umfang verteilt angeordneten abgewinkelten Randbereiche dienen in Verbindung mit dem Arbeitszylinder der Zentrierung der Pumpenstange und ermöglichen die Aufhängung der Pumpenstange am Arbeitszylinder. Die Randbereiche stützen sich dabei am Arbeitszylinderinnendurchmesser ab, so daß die Einheit aus Schlitzscheibe, Pumpenstange und Arbeitszylinder in das Zylinderrohr als Einheit eingebracht werden kann. Diese Montageeinheit läßt sich aufgrund des langen Arbeitszylinders gut in das tiefe Stützrohr einsetzen, und der sich im Fahrbetrieb aufbauende Druck sowie die Pumpstöße beaufschlagen ständig die Schlitzscheibe und gewährleisten somit eine axiale Fixierung der gesamten Einheit.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt
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Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung im Schnitt,
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Fig. 2 einen Ausschnitt der Pumpenstange zusammen mit dem Arbeitszylinder und der Pumpenstangenaufhängung im Schnitt,
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Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Pumpenstangenaufhängung im Schnitt,
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Fig. 4 eine Schlitzscheibe in Ansicht,
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Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Schlitzscheibe in Seitenansicht.
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Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende hydropneumatische Federbein für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1, in dem ein Dämpfungskolben 2 am Ende einer hohlen Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeitszylinder 1 ist auf der einen Seite durch einen Boden 4 und auf der anderen Seite durch einen Deckel 5 abgeschlossen, durch den die hohle Kolbenstange 3 abgedichtet nach außen tritt. Über dem Boden 4 ist das Federbein mittels eines Befestigungsstiftes 6 am Aufbau des Fahrzeuges und am unteren Ende des Federbeins die Kolbenstange 3 mittels eines Befestigungsauges 7 an der Achse des Fahrzeuges in nicht gezeigter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 1 ist von einer ringförmigen, z. T. mit Öl und z. T. mit Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 8 in eine Hochdruckkammer 9 und eine Niederdruckkammer 10 unterteilt ist. Ein Hochdruckgaspolster in der Hochdruckkammer 9 ist von einem Ölraum 11 durch eine Membran 12 getrennt. In der Niederdruckkammer 10 sind Öl und ein Niederdruckgaspolster 13 nicht voneinander getrennt. Der Ölspiegel 14 ist gestrichelt angedeutet. Im völlig abgeregelten, d. h. im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 10 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 9.
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Der stirnseitige innere Arbeitsraum 16 zwischen Arbeitskolben 2 und Boden 4 steht mit dem Ölraum 11 der Hochdruckkammer 9 über einen Kanal 17 in Verbindung. Der stirnseitig zwischen dem Dämpfungskolben 2 und dem Deckel 5 angeordnete Arbeitsraum 18 arbeitet über Ventile des Dämpfungskolbens 2 mit dem stirnseitigen Arbeitsraum 16 des Arbeitszylinders 1 zusammen.
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Am Boden 4 ist eine Pumpenstange 19 durch eine Schlitzscheibe 20 befestigt, die zusammen mit einer in einem Hohlraum der Kolbenstange 3 befindlichen Steuerhülse 15 einen Pumpenzylinder 21 einer Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 3 betätigen diese Ölpumpe, die ständig Öl, gesteuert durch das Saugventil 22, aus der Niederdruckkammer 10 über das Druckventil 23, durch den Kanal 24 und in den Arbeitszylinder 1 fördert. Dadurch werden der Dämpfungskolben 2 und die Kolbenstange 3 mit der Steuerhülse 15 solange auswärts geschoben, bis Steueröffnungen 25 in der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und der Niederdruckkammer 10 freigeben. Dadurch setzt die Abregelfunktion ein.
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In Fig. 2 ist als Einzelheit ein Ausschnitt eines solchen selbstpumpenden hydropneumatischen Federbeins gezeigt, bestehend aus der Pumpenstange 19, die über die Schlitzscheibe 20 mit dem Arbeitszylinder 1 eine Einheit bildet. Diese Einheit ist im Stützrohr 26 eingesetzt, wobei der Innendruck des Arbeitsraumes 16 die Einheit ständig an die Stirnfläche 27 des Stützrohres 26 andrückt.
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Die Schlitzscheibe 20 ist in einer Nut 28 der Pumpenstange aufgenommen und durch die abgewinkelten Randbereiche 29 der Schlitzscheibe 20 zentriert. Die übrigen nicht abgewinkelten Bereiche 30 stützen sich an der Stirnfläche des Arbeitszylinders 1 ab. Zur Abdichtung des Arbeitsraumes 16 gegenüber dem Niederdruckgaspolster 13 ist der O-Ring 31 vorgesehen.
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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, die im Prinzip der in Fig. 2 entspricht, mit dem Unterschied, daß das Niederdruckgaspolster 13 in axialer Richtung oberhalb des Arbeitszylinders 1 angeordnet ist. Ansonsten ist, wie vorher beschrieben, die Pumpenstange 19 über die Schlitzscheibe 20 im Arbeitszylinder 1 durch die abgewinkelten Randbereiche 29 zentriert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schlitzscheibe 20 über die Nut 28 der Pumpenstange 19 fixiert. Das dem Boden 4 der Fig. 1 entsprechende Befestigungsteil 32 weist eine Aussparung auf, in der die Dichtung 31 vor der Montage aufgenommen wurde.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Schlitzscheibe 20 als Einzelheit, wobei die Mittelbohrung 33 der Aufnahme der Pumpenstange dient und die abgewinkelten Bereiche 29 zur Zentrierung dienen. Die Schlitzscheibe 20 ist ausgehend von einem Rand über die Mittelbohrung 33 hinaus bis in die Seitenbohrung 34 hinein geschlitzt ausgebildet, so daß bei Verwendung einer Nut 28 in der Pumpenstange 19 ein Auffedern der Schlitzscheibe 20 möglich ist. Nach Einbringen der Baueinheit bestehend aus Schlitzscheibe 20 und der Pumpenstange 19 wird durch die abgewinkelten Randbereiche 29, die sich innen im Arbeitskolben 1 abstützen, ein Aufweiten der Schlitzscheibe 20 verhindert, so daß nach der Montage dieser Teileinheit in den Arbeitszylinder 1 die Pumpenstange 19 gegen Lösen gesichert ist.