DE4401770A1

DE4401770A1 - Selbstpumpendes Ferderbein mit Niveauregelung

Info

Publication number: DE4401770A1
Application number: DE19944401770
Authority: DE
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1995-08-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes Federbein mit Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem, aus einem Arbeitszylinder, einem Kolben und einer Kolbenstange bestehenden Schwingungsdämpfer und mindestens einem als Feder wirkenden Gaspolster.

Es sind bereits selbstpumpende Federbeine bekannt (z. B. DE-PS 36 30 757) bei denen das Federbein mit einem ölgefüllten, un ter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer ange ordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Ar beitszylinder versehen ist. Innerhalb des Arbeitsraumes ist eine durch die Federbewegungen des Federbeines angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruck kammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe vorge sehen. Es handelt sich demnach hierbei um ein spezielles Ag gregat, bei dem innerhalb eines Außenrohres sowohl der ei gentliche Schwingungsdämpfer wie auch die Hochdruck- und Nie derdruckgasräume angeordnet sind und die Kolbenstange zusammen mit einer im Gehäuse befestigten Pumpenstange die Kolbenpumpe bildet.

Darüber hinaus sind aus Stoßdämpfer und Luftfeder bestehende Federbeine bekannt (z. B. DE-OS 20 63 448), bei denen das Fe derbein aus einem Stoßdämpfer und eine zwischen dem Stoßdämp fergehäuse und dem Kolbenstangenende angeordneten druckgasgefüllten Federraum besteht. Der druckgasgefüllte Fe derraum wird dabei von einer externen Druckquelle mit Druckgas gefüllt und über entsprechende Ventile entleert. Auf diese Weise läßt sich das Niveau eines Fahrzeugaufbaues entsprechend regeln. Nachteilig ist hierbei, daß entsprechende externe Druckquellen notwendig sind, die über aufwendige Verbindungs leitungen mit dem druckgasgefüllten Federraum kommunizieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, funktionssichere Niveauregelungseinrichtung zu schaffen, bei der unter Verwen dung eines in etwa serienmäßigen Schwingungsdämpfers zur Hö henregelung des Fahrzeugaufbaues die Luft der Atmosphäre ver wendet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen der der Kolbenstange zugewandten Stirnseite des Ar beitszylinders und dem Endbereich der Kolbenstange mindestens ein volumenveränderbarer, ventilgesteuerter Gasraum angeordnet ist.

Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß durch die Hubbewe gung des Schwingungsdämpfers eine Relativbewegung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Endbereich der Kolbenstange entsteht, die anschließend über entsprechende Ventile eine Pumparbeit zur Höhenregelung des Fahrzeugaufbaues eines Kraftfahrzeuges bewirkt.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß mindestens zwei Gasräume vorgesehen sind, von denen ein Gas raum als Pumpenraum ausgebildet ist. Mit Vorteil sind dabei die Gasräume konzentrisch zueinander angeordnet.

Eine günstige Ausführungsform sieht vor, daß die den Gasraum beeinflussende Ventile druckabhängig ausgebildet sind. Eine einfache Ausführungsform ist gegeben, in dem die Ventile als Rückschlagventile ausgebildet sind.

Zur Erzielung einer individuellen Regelung des Gasraumes und damit zur Einstellung eines individuellen Niveaus des Fahr zeugaufbaues ist nach einer günstigen Ausführungsform vorge sehen, daß die Ventile von einer Steuerung beaufschlagt werden. In vorteilhafter Weise erfolgt die Steuerung der Ven tile durch elektronische Mittel.

Zur Schaffung eines konstanten Höhenniveaus des Fahrzeugauf baus gegenüber dem Fahrwerk wird ein Gasraum mit einer Abre gelvorrichtung versehen. Die Abregelvorrichtung gewährleistet oberhalb eines bestimmten Höhenniveaus ein Abregeln des Fahr zeuges auf ein vorgegebenes Sollniveau. Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, daß als Abregelvorrichtung eine, im Gasraum ange ordnete, mit einer Schließeinrichtung zusammenarbeitende Öff nung vorgesehen ist.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist als Abregelvor richtung ein steuerbares Ventil vorgesehen. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch eine entsprechende manuelle oder elektro nische Beaufschlagung das Sollniveau des Fahrzeugaufbaues entsprechend variiert werden kann.

Eine fertigungstechnisch einfache Ausführungsform sieht vor, daß mindestens ein Gasraum mit mindestens einer, teilweise starren Außenwandung, oder mindestens ein Gasraum mit minde stens einer, teilweise flexibel ausgebildeten Außenwandung versehen ist.

In weiterer Ausgestaltung läßt sich als flexible Außenwandung vorsehen, daß der Gasraum durch eine elastische Membran ge genüber der Atmosphäre begrenzt ist.

Ein weiteres wesentliches Merkmal sieht vor, daß bei Anordnung von zwei Gasräumen ein Ventil zur Verbindung der Atmosphäre mit einem Gasraum und ein zweites Ventil zur Verbindung eines Gasraumes mit dem zweiten Gasraum vorgesehen ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein selbstpumpendes Federbein im Schnitt;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines selbstpumpenden Federbeines ebenfalls im Schnitt,

Fig. 3 eine Ausführungsform mit einem steuerbaren Ventil.

Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende Federbein besteht im wesentlichen aus dem Schwingungsdämpfer 4 und den zwischen dem Endbereich 6 der Kolbenstange 3 und der Stirnseite 5 des Ar beitszylinders 1 angeordneten Gasräume 7 und 8. der Gasraum 7 ist dabei als Pumpenraum ausgebildet, wobei durch die Rela tivbewegung des Arbeitszylinders 1 zum Endbereich 6 der Kol benstange 3 eine teleskopartige Verschiebung entsteht und da mit der Gasraum 7 bei jedem Hub sein Volumen vergrößert bzw. verkleinert.

Bei der Vergrößerung des Gasraumes 7 wird über den Spalt 14 vorbei am Ventil 9 Luft aus der Atmosphäre in den Gasraum 7 gesaugt, während bei der Verkleinerung des Gasraumes 7 in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers 4 das Ventil 9 schließt und das komprimierte Gasvolumen des Gasraumes 7 über das Ventil 10 in den Gasraum 8 gelangt. Die Begrenzungswände der Gasräume 7 und 8 bestehen teilweise aus flexiblen Außenwandungen 12.

Bei jedem Hub des Schwingungsdämpfers 4 wird eine entspre chende Gasmenge durch den Gasraum 7 (Pumpenraum) aus der At mosphäre angesaugt und in den Gasraum 8 gedrückt. Auf diese Weise bewegt sich der Endbereich 6 der Kolbenstange 3 vom Stirnbereich des Schwingungsdämpfers 1 weg und gibt ab einem bestimmten Höhenniveau eine Öffnung der Abregelvorrichtung 11 frei. Die Abregelvorrichtung 11 ist in diesem Ausführungsbei spiel als Bohrung vereinfacht, schematisch dargestellt. In dem Moment wo die Abregelvorrichtung 11 das Gas im Gasraum 8 zur Atmosphäre freigibt sinkt der Fahrzeugaufbau auf das vorgege bene Sollniveau und die Abregelvorrichtung wird wiederum verschlossen, so daß der Pumpvorgang des Gasraumes 7 fortge setzt wird.

Aus der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei der Gasraum 8 in seinem Innenbereich mit dem Gasraum 7 versehen ist, dabei besteht die Außenwandung des Gasraumes 7 aus einem im wesentlichen zylindrischen Rohr 15, welches ge genüber dem Außenrohr 16 des Schwingungsdämpfers 4 mittels einer Dichtung 17 entsprechend abgedichtet ist. Das zylin drische Rohr 15 wirkt bei jeder Hubbewegung des Schwingungs dämpfers 4 als Kolbenpumpe und saugt wiederum über das Ven til 9 entsprechendes Gas aus der Atmosphäre an, während es in der Kompressionsfase schließt, so daß das Gas aus dem Gas raum 7 über das Ventil 10 in den Gasraum 8 gelangen kann. Ansonsten entspricht das Prinzip dieses Ausführungsbeispieles dem in Fig. 1 bereits erläuterten.

In der Fig. 3 ist als Abregelvorrichtung ein steuerbares Ventil 18 vorgesehen, welches über eine entsprechende Ansteuerung ein entsprechendes Sollniveau gewährleistet. Es ist dabei ohne weiteres möglich über entsprechende Sensoren das Niveau des Fahrzeugaufbaues je nach Bedarf unterschiedlich zu regeln.

Bezugszeichenliste

1 Arbeitszylinder
2 Kolben
3 Kolbenstange
4 Schwingungsdämpfer
5 Stirnseite
6 Endbereich
7 Gasraum (Pumpenraum)
8 Gasraum
9 Ventil
10 Ventil
11 Abregelvorrichtung
12 flexible Außenwandung
13 starre Außenwandung
14 Spalt
15 zylindrisches Rohr
16 Außenrohr
17 Dichtung
18 steuerbares Ventil

Claims

1. Selbstpumpendes Federbein mit Niveauregelung, insbeson dere für Kraftfahrzeuge mit einem, aus einem Arbeitszy linder, einem Kolben und einer Kolbenstange bestehenden Schwingungsdämpfer und mindestens einem als Feder wir kenden Gaspolster, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der der Kolbenstange (1) zugewandten Stirn seite (5) des Arbeitszylinders (1) und dem Endbereich (6) der Kolbenstange (3) mindestens ein volumenveränderbarer, ventilgesteuerter Gasraum (8) angeordnet ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gasräume (8) vorgesehen sind, von denen ein Gasraum (8) als Pumpenraum (7) ausgebildet ist.

3. Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasräume (7, 8) konzentrisch zueinander angeordnet sind.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gasraum (7, 8) beeinflussende Ventile (9, 10) druckabhängig ausgebildet sind.

5. Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (9, 10) als Rückschlagventile ausgebildet sind.

6. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (9, 10) von einer Steuerung beaufschlagt wer den.

7. Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ventile (9, 10) durch elektronische Mittel erfolgt.

8. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasraum (7 oder 8) mit einer Abregelvorrichtung (11) versehen ist.

9. Federbein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Abregelvorrichtung (11) eine im Gasraum angeordnete, mit einer Schließeinrichtung zusammenarbeitende Öffnung vorgesehen ist.

10. Federbein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Abregelvorrichtung (11) ein steuerbares Ventil vor gesehen ist.

11. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gasraum (7, 8) mit mindestens einer teil weise starren Außenwandung (13) versehen ist.

12. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gasraum (7, 8) mit mindestens einer teil weise flexibel ausgebildeten Außenwandung (12) versehen ist.

13. Federbein nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenwandung (12, 13) des Gasraumes (8) eine ela stische Membran vorgesehen ist.

14. Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von zwei Gasräumen (7, 8) ein Ventil (9) zur Verbindung der Atmosphäre mit einem Gasraum (7) und ein zweites Ventil (10) zur Verbindung eines Gasraumes (7) mit dem zweiten Gasraum (8) vorgesehen ist.