DE1146379B

DE1146379B - Steuervorrichtung zum selbsttaetigen Ausgleich wechselnder Belastung an gas- oder fluessig-keitsgefederten oder mit durch Gas oder Fluessigkeit verstellbaren Federwiderlagern versehenen Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1146379B
Application number: DEB44867A
Authority: DE
Inventors: Karl Schaefer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1957-06-04
Filing date: 1957-06-04
Publication date: 1963-03-28
Also published as: CH358699A

Description

Steuervorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich wechselnder Belastung an gas- oder flüssigkeitsgefederten oder mit durch Gas oder Flüssigkeit verstellbaren Federwiderlagern versehenen Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich wechselnder Belastung an gas- oder flüssigkeitsgefederten oder mit durch Gas oder Flüssigkeit verstellbaren Federwiderlagern versehenen Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem die Federbewegungen des Fahrzeuges einleitenden Hebel, der über eine Welle und ein Getriebe einen hin- und hergehenden Schieber in beiden Richtungen forinschlüssig antreibt, der selbst jeweils mit seinen beiden Stimseiten bei Verschiebung aus seiner Mittellage jeweils ein gleichachsig angeordnetes Ein- und Auslaßventil mit entgegengesetzten öffnungsrichtungen für die Leitungsverbindung zu und von den Federelementen bzw. von der Druckgas- oder Druckflüssigkeitsquelle ins Freie oder in den Vorratsbehälter betätigL Es ist bereits eine derartige Steuervorrichtung vorgeschlagen worden, die jedoch einen sehr komplizierten Aufbau aufweist. Dabei werden die Federbewegungen über einen federnd nachgiebigen Hebel auf einen Schwinghebel eingeleitet, der nach beiden Schwingrichtungen jeweils drei verschiedene Ventile und Dämpfungskolben betätigt. Das Gehäuse enthält dabei eine Vielzahl von Lagerstellen und Bohrungen sowie viele Einzelteile.
Ferner ist eine Steuervorrichtung bekannt, die mit dem Schwingungsdämpfer der Radaufhängung und den Abfederungsteilen zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Die Kolben des Schwingungsdämpfers übernehmen dabei zugleich die Aufgabe einer Druckpumpe, die in einem Druckbehälter die zur Steuerung erforderliche Spannung des Druckmittels, hier des Drucköles, aufbaut. Die Funktion der Steuervorrichtung ist damit von dem Zustand des Schwingungsdämpfers abhängig. Der Schwingungsdämpfer selbst kann nur als sogenannter Hebelstoßdämpfer mit den Nachteilen kurzer Kolbenwege und damit hoher Arbeitsdrücke ausgeführt werden, die eine geringe Lebensdauer und Betriebssicherheit sowohl des Schwingungsdämpfers als auch der gesamten Baueinheit ergeben. Hierzu treten noch die Nachteile des sehr komplizierten und damit teuren Aufbaues mit vielen verschleißbehafteten Lagerstellen und die Lageempfindlichkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung mit einfachem Aufbau und dabei besonders betriebssicher auszubilden sowie deren universelle Verwendung unabhängig von der Art der Rad- bzw. Achsaufhängung und -abfederung und der vorgesenen Stoßdämpfer zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von der Erfindung eine Steuervorrichtung vorgeschlagen, bei der in den Antriebsteilen von den Federelementen zum Schieber in an sich bekannter Weise nachgiebige, mit Dämpfungseinrichtungen zusammenwirkende Zwischenglieder zur Ausschaltung kurzzeitiger Federbewegungen vorgesehen sind und daß der Schieber als an sich bekannter, doppelseitig wirkender Dämpfungskolben mit je einem Dämpfungszylinder und je einer Drosselöffnung zur Verbindung mit der gemeinsamen Dämpfungskolbenrückseite ausgebildet ist. Das Gehäuse soll dabei aus einem den Dämpfungskolben und dessen Regelorgane, z. B. auswechselbare Drosseldüsen, aufnehmenden, mit Befestigungsaugen versehenen Mittelteil, zwei vorzugsweise gleichgestalteten Seitenteflen zur Aufnahme der Regelventile und der Leitungsanschlüsse sowie einem die Lagerung des Betätigungshebels, der Welle und der Hubkurven bildenden Deckel bestehen, die dicht miteinander verbunden und deren Hohlfäume sämtlich mit teils gespanntem und teils entspanntem Druckmittel gefällt sind.
Zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung soll das Gehäusemittelteil eine durchgehende Bohrung zur Aufnahme des Dämpfungskolbens und eine rechtwinkelig dazu angeordnete öffnung zur Aufnahme des Lagerdeckels für die die Bewegungen auf den Dämpfungskolben einleitenden -Teile (Hebel, Welle, axiales Hubkurvenpaar und radiale. Hubkurve) aufweisen, wobei die radiale Hubkurve, z. B. ein Exzenter, in eine querliegende Aussparung des Dämpfungskolbens eingreift. Innerhalb der Leitungsanschlußbohrungen der Gehäuseseitenteile sollen achsparallel zum Dämpfungskolben Kegelsitzventile eingebaut sein, die durch Federkraft geschlossen und über Druckglieder durch den Dämpfungskolben geöffnet werden, wobei die Druckglieder durch die Wand der Seitenteile dicht hindurchgreifen und mit den Dämpfungskolbenstimseiten in Antriebsverbindung stehen.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eignet sich in gleicher Weise für die Verwendung bei flüssigen Druckmitteln als auch bei gasförmigen. Während bei Verwendung eines flüssigen Druckmittels dieses zugleich auch als Dämpfungsmittel im Dämpfungszylinder benutzt und hierfür eine Verbindung mit dem Rücklaufsystem vorgesehen werden kann, müssen bei Verwendung eines gasförmigen Druckmittels der Dämpfungszylinder und die mit diesem verbundenen Hohlräume vom Druckmittelleitungssystem getrennt werden und mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie z. B. Stoßdämpferöl, gefüllt sein. In beiden Fällen ist die Steuervorrichtung völlig lageunempfindlich und kann somit in jeder beliebigen Stellung entsprechend den vorhandenen Bedingungen angeordnet werden. Sie zeichnet sich weiter durch ihren einfachen Aufbau aus, womit die Voraussetztmgen für einen verhältnismäßig billigen Preis einer Steuerungsanlage zur Regelung der Bodenhöhe von Fahrzeugen insbesondere dann gegeben sind, wenn in diesen bereits für andere Zwecke Druckerzeugungsanlagen, wie z. B. Luftkompressoren oder ölpumpen, vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längssschnitt durch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung und Fig. 2 einen Querschnitt nach Fig. 1 in Höhe der Steuerventfle.
Das Gehäuse der Steuervorrichtung setzt sich aus einem hfittelteil 1, zwei gleichgestalteten Seitenteilen 2, 3 und einem Lagerdeckel 4 zusammen. Das Gehäusemittelteil 1 besitzt eine durchgehende Bohrung 5, in der der Dämpfungskolben 6 gelagert ist. Rechtwinkelig zur Bohrung 5 ist eine zweite Bohrung 7 angeordnet, die in die Bohrung 5 mündet und zur Aufnahme des Lagerdeckels 4 dient. Der Lagerdeckel 4 schließt die Bohrung 7 nach außen dicht ab und ist mit Schrauben 8 im Nfittelteil 1 befestigt uÜd durch einen Bund #V zentriert. Im Lagerdeckel 4 ist die Steuerwelle 9 drehbar gelagert, die die Bewegungen des auf ihrem äußeren Ende befestigten Hebels 10 durch Anschluß eines übertragungsgestänges von der Radaufhängung zum Kugelkopf 10' über ein axial nachgiebiges, durch die Feder 11 belastetes und nlit einer axialen Hubkurve versehenes Zwischenghed 12 auf einen in eine Aussparung 6' des Dämpfungskolbens 6 greifenden Exzenter 13 weiterleitet. Das Zwischenghed 12 steht dabei über ein Keilprofil in drehfester Verbindung mit der Welle 9 und ist im Lagerdeckel 4 gelagert. Der Exzenter 13 trägt ebenfalls eine axiale Hubkurve, die mit derjenigen des Zwischenglieds 12 zusammenwirkL Die Lagerung des Exzenters 13 erfolgt radial auf dem Ende der Steuerwelle 9 und axial durch Auflage auf der Fläche der Aussparung 6' des Dämpfungskolbens 6, die durch die Feder 11 gewährleistet wird. Im Gebäusemittelteil 1 sind schließlich noch die auswechselbaren Drosseldüsen 14, je eine Rücklaufbohrung 15 und eine

hin- und hergehende Bewegungen um. Der Dämpfungskolben 6 wird in seinen Bewegungen gehemmt, und zwar dadurch, daß die kalibrierten Bohrungen der Drosseldüsen 14 zur Verdrängung des in den Hohlräumen 40 befindlichen Mediums einen vorbestimmten Widerstand entgegensetzen. Die Bewegung des Dämpfungskolbens 6 wird daher nur langsam den Bewegungen der Steuerwelle 9 und des Zwischengliedes 13 folgen. Die Bewegungsdifferenzen gleicht das Hubkurvenpaar der Teile 12 und 13 aus, wobei das Zwischenglied 12 entgegen der Spannung der Feder 11 nach oben ausweicht. Durch die zeitliche Verzögerung der Bewegung des Dämpfungskolbens 6 werden kurzzeitige Veränderungen der Bodenhöhe des Fahrzeuges und damit der Stellung des Hebels 10 und der Steuerwelle 9, z. B. infolge Durchfederns der Fahrzeugräder, in der nachgiebigen Verbindung der Teile 12, 13 absorbiert. Bei zeitlich länger anhaltenden Veränderungen in der Bodenhöhe folgt der Dämpfungskolben 6 allmählich der Bewegung der Steuerwelle 9 nach und öffnet dabei eines der beiden Steuerventile 18, 19, womit den Federungseinrichtungen entweder Druckmittel zugeführt oder entzogen wird, und zwar so lange, bis der Dämpfungskolben 6 seine gezeichnete Mittellage wieder eingenommen hat und damit auch der Fahrzeugboden in der Normalhöhe steht. Der Hebel 10 steht mit der Radaufhängung derart in Verbindung, daß bei Belastungserhöhung des Fahrzeuges und entsprechend der Senkung des Fahrzeugbodens der Dämpfungskolben 6 in Richtung zum Steuerventil 18 und bei Belastungsverringerung bzw. Anhebung des Fahrzeugbodens zum Steuerventil 19 bewegt wird. Bei Senkung des Fahrzeugbodens drückt der Dämpfungskolben mit seiner rechten Stimfläche gegen den Fortsatz 22 des Steuerventils 18, hebt dadurch dessen Ventilkörper 21 von seinem Sitz 25 und gibt dem Drucköl von der Anschlußschraube 20 her den Weg frei. Durch die Bohrungen 29, 30, 16, 37 sowie über das Kugelrückschlagventil 33 und durch das Zwischenstück 38 gelangt das Drucköl zur gegenüberliegenden Anschlußschraube 20, von der die Leitung zur entsprechenden Federungseinrichtung führt, die den Fahrzeugboden durch die Druckölzufuhr in die Normallage anhebt.
Bei Anhebung des Fahrzeugbodens über die Normallage infolge Belastungsverminderung drückt der Dämpfungskolben mit seiner linken Stirnfläche gegen den Fortsatz 22 des Steuerventils 19 und ermöglicht somit dem öl aus der Federungseinrichtung durch die Anschlußschraube 20 über die Bohrung 34 und die Rücklaufleitung 36 den drucklosen Rücklauf in einen Ölbehälter. Die Federungseinrichtung senkt dabei den Fahrzeugboden bis zur Normallage ab, wobei der Dämpfungskolben seine gezeichnete Mittelstellung einnimmt und die Steuerventile 18, 19 durch ihre Schließfedem 28 geschlossen werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.- 1. Steuervorrichtung zum selbsttätigen Ausgleich wechselnder Belastung an gas- oder flüssigkeitsgefederten oder mit durch Gas oder Flüssigkeit verstellbaren Federwiderlagem versehenen Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem die Federbewegungen des Fahrzeuges einleitenden Hebel, der über eine Welle und ein Getriebe einen hin- und hergehenden Schieber in beiden Richtungen formschlüssig antreibt, der selbst jeweils mit seinen beiden Stimseiten bei Verschiebung aus seiner Nfittellage jeweils ein gleichachsig angeordnetes Ein- und Auslaßventil mit entgegengesetzten öffnungsrichtungen für die Leitungsverbindungen zu und von den Federelementen bzw. von der Druckgas- oder Druckflüssigkeitsquelle ins Freie oder in den Vorratsbehälter betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Antriebsteilen (10, 9, 13) von den Federelementen zum Schieber (Dämpfungskolben 6) in an sich bekannter Weise nachgiebige, mit Dämpfungseinrichtungen zusammenwirkende Zwischenglieder (11, 12) zur Ausschaltung kurzzeitiger Federbewegungen vorgesehen sind und daß der Schieber als an sich bekannter doppelseitig wirkender Dämpfungskolben (6) mit je einem Dämpfungszylinder (5) und je einer Drosselöffnung (14) zur Verbindung mit der gemeinsamen Dämpfungskolbenrückseite (Gehäuseinnenraum, Bohrung 7) ausgebildet ist.
2. Steuervorrichtung nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch ein den Dämpfungskolben (6) und dessen Regelorgane, z. B. auswechselbare Drosseldüsen (14), aufnehmendes, mit Befetigungsaugen (17) versehenes Mittelteil (1), zwei vorzugsweise gleichgestaltete Seitenteile (2, 3) zur Aufnahme der Regelventile (18, 19) und der Leitungsanschlüsse (20) sowie einen die Lagerung des Betätigungshebels (10), der Welle (9) und der Hubkurven (12,13) bildenden Deckel (4), die dicht miteinander verbunden und deren Hohlräume sämtlich mit teils gespanntem und teils entspanntem Druckmittel bzw. Dämpfungsmittel gefüllt sind. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusemittelteil (1) eine durchgehende Bohrung (5) zur Aufnahme des Dämpfungskolbens (6) und eine rechtwinkelig hierzu angeordnete öffnung (7) zur Aufnahme des Lagerdeckels (4) für die die Bewegungen auf den Dämpfungskolben (6) einleitenden Teile - Hebel (10), Welle (9), axiales Hubkurvenpaar (12, 13) und radiale Hubkurve (13) - aufweist, wobei die radiale Hubkurve, z. B. ein Exzenter (13), in eine querliegende Aussparung (6') des Dämpfungskolbens (6) eingreift. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Leitungsanschlußbohrungen der Gehäuseseitenteile (2, 3) achsparallel zum Dämpfungskolben (6) Kegelsitzventile (18, 19) eingebaut sind, die durch Federkraft geschlossen und über Druckglieder (22) durch den Dämpfungskolben (6) geöffnet werden, wobei die Druckglieder (22) durch die Wand der Seitenteile (2, 3) dicht hindurchgreifen und mit den Dämpfungskolbenstimseiten in Antriebsverbindung stehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift H 17488 11/63 c (bekanntgemacht am 1. 3. 1956); USA.-Patentschrift Nr. 2 241826. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1102 578.