DE2261620C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zum Einstellen eines fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes für eine Anlage zur aktiven Stabilisierung von Kraftfahrzeugen mit einer der Fliehkraft unterworfenen Pendelmasse, die mit Hilfe einer Steuerstange einen Steuerschieber derart betätigt, daß dieser beim Auftreten einer Fliehkraft aus seiner neutralen Mittelstellung verschoben wird und dabei von zwei Flüssigkeitskammern eines Rückstellzylinders je nach der Richtung der Fliehkraft die eine Flüssigkeitskammer mit einer Druckmittelquelle und die andere Flüssigkeitskammer mit einer Rückflußleitung verbindet, bis sich in der mit der Druckmittelquelle verbundenen Flüssigkeitskammer des Rückstellzylinders ein fliehkraftproportionaler Flüssigkeitsdruck aufgebaut hat. der über einen Rückstellkolben und einen mit diesem verbundenen Rückstellmechanismus eine Rückführung des Steuerschiebers in seine neutrale Mittelstellung bewirkt.

Bei einer solchen, aus der DT-AS 1 254 482 bekanntgewordenen Steuervorrichtung ist die Pendelmasse unmittelbar mechanisch mit dem Steuerschieber verbunden und die Rückführung des Steuerschiebers in seine neutrale Mittelstellung wird dadurch bewirkt daß durch den Rückstellkolben entsprechend dem aufgebauten fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruck ein Nachführen des Schiebergehäuses erfolgt. Dies hat den Nachteil, daß die durch diese Vorrichtung erfaßbaren Trägheitskräfte ein bestimmtes Maß nicht überschreiten dürfen, da der Ausschwingweg der Pendelmasse konstruktiv durch die Auslegung des Steuerschiebers und die Rückführmöglichkeit des Schiebergehäuses begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese bekannte Vorrichtung bei sich schnell in ihrer Richtung ändernden Trägheitskräften zu Schwingungen neigt, da eine Dämpfung für die Pendelmasse nicht vorgesehen ist und ein Ausgleich von Schwingungen der Pendelmasse bezüglich des proportionalen Flüssigkeitsdruckes nur dadurch möglich ist, daß die den Rückstellkolben zentrierenden Federn eine gewisse Dämpfungswirkung ausüben.

Aus der FR-PS 1 452 827 ist eine Steuervorrichtung zum Einstellen eines fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes für eine Anlage zur aktiven Stabilisierung von Kraftfahrzeugen bekanntgeworden, bei der die der Fliehkraft unterworfene Aufbaumasse des Fahrzeuges mit Hilfe einer Steuerstange einen Steuerschieber derart betätigt, daß dieser beim Auftreten einer Fliehkraft aus seiner neutralen Mittelstellung verschoben wird und von zwei Gruppen jeweils kreuzweise miteinander verbundener Flüssigkeitskammern zweier Rückstellzylinder je nach der Richtung der Fliehkraft die eine Gruppe mit einer Druckmittelquelle und die andere Gruppe mit einer Rückflußleitung verbindet, bis sich in der mit der Druckmittelquelle verbundenen Gruppe ein fliehkraftproportionaler Flüssigkeitsdruck aufgebaut hat, der über an den beiden Enden eines Drehstabilisators angreifende Rückstellkolben die Aufbaumasse bis zu einer fliehkraftproportionalen Neigung zur Kurveninnenseite bewegt und dann über einen mit den Rück-

Stellkolben verbundenen Rückstellmechanismus eine Rückführung des Steuerschiebers in seine neutrale Mittelstellung bewirkt. Bei dieser Vorrichtung ist keine Pendelmasse vorgesehen, sondern die Neigung des Fahrzeugaufbaues wird als Meßgröße für die Fliehkraft herangezogen.

Schließlich ist aus der DT-AS 1 123 926 eine Steuervorrichtung für eine Anlage zur aktiven Stabilisierung von Kraftfahrzeugen bekanntgeworden, bei der eine auch der Fliehkraft unterworfene Pendelmasse mit einer Steuerzunge verbunden ist, die vor einer mit einer Strahldüse versehenen Ausströmöffnung eines mit einer Druckmittelquelle gedrosselt verbundenen Flüssigkeitskanals liegt und bei einer Verschiebung der Pendelmasse aus ihrer Mittellage durch Beeinflussung des Ausströmwiderstandes infolge Verringerung oder Vergrößerung des Abstands einen Druckanstieg bzw. einen Druckabfall im Flüssigkeitskanal hervorruft, welcher eines von zwei Hubventilen betätig):, durch das ein Stellzylinder mit der Druckmittelquelle bzw. mit einer Rückflußleitung verbunden wird. Auch be> dieser Vorrichtung anderer Gattung sind Schwingungen der Pendelmasse bei sich schnell ändernden Trägheitskräften nicht ausgeschlossen.

Der Erfindung liegt die auch schon durch die eingangs genannte Steuervorrichtung gelöste Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der unter Zuhilfenahme einer der Trägheitskraft unterworfenen Masse ein Flüssigkeitsdruck eingestellt wird, d<r der auftretenden Trägheitskraft proportional ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pendelmasse, die durch zwei in entgegengesetzter Richtung wirkende und am Rückstellmechanismus abgestützte Federn federnd in ihrer Mittellage gehalten und beim Auftreten einer Fliehkraft nach Aufbau des fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes in diese Mittellage zurückgeführt wird, an dem einen Ende der in einem Steuergehäuse schwenkbar gelagerten Steuerstange befestigt ist, deren anderes Ende eine Steuerzunge bildet, die in ihrer Mittellage von Ausströmöffnungen zweier mit der Druckmittelquelle gedrosselt verbundener Flüssigkeitskanäle gleichen Abstand hat und bei^einer Verschiebung aus dieser Mittellage durch an sich bekannte Beeinflussung des Aus-Strömwiderstandes einen Druckunterschied in den beiden Flüssigkeitskanälen erzeugt, welcher den Steuerschieber aus seiner neutralen Mittelstellung verschiebt.

Dadurch, daß die Pendelmasse durch Federn, die sich am Rückstellmechanismus abstützen, federnd in ihrer Mittellage gehalten wird und auch nach Aufbau des fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes in diese Mittellage zurückgeführt wird, sind Schwingungen der Pendelmasse bei sich ändernden Trägheitskräften weitgehend vermieden. Durch die federnde Abstützung der Pendelmasse in Verbindung mit der nicht mechanischen, d. h. nicht starren Verbindung der Pendelmasse mit dem Steuerschieber ist darüber hinaus erreicht, daß die Vorrichtung auch bei relativ hohen Trägheitskräften noch genau arbeitet. Der Pendelmasse wird bei zunehmender Fliehkraft über den Rückstellmechanismus eine zunehmende Rückstellkraft erteilt, die den Stellweg der Pendelmasse und damit auch des Steuerschiebers klein hält. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die einen vertikalen Schnitt durch eine Steuervorrichtung nach der Erfindung darstellt.

In der Zeichnung ist in einem Steuergehäuse 1 in dessen Mitte eine Steuerstange 2 auf einer Schwenkachse 4 so gelagert, daß sie seitliche. Pendelbewegungen ausführen kann. Am oberen Ende der Steuerstange ist eine Pendelmasse 3 befestigt, die eine durchgehende Bohrung aufweist, durch die eine Rückstellstange 27 hindurchgeht, die mit einem später beschriebenen Rückstellmechanismus F verbunden ist. Die Rückstellstange 27 ist mit zwei im Abstand voneinander befindlichen, entgegengesetzt gerichteten Federtellern 5 und 5' ausgestattet, in denen sich zwei auf die Pendelmasse 3 in entgegengesetzten Richtungen wirkende Schraubenfedern 6 und 6' abstützen, die mit ihrem einen Ende auf gegenüberliegende Seiten der Pendelmasse 3 drücken, die so normalerweise in ihrer dargestellten, neutralen Lage gehalten wird.

Die untere Hälfte des Steuergehäuses 1 bildet ein Schiebergehäuse 7, das eine sich horizontal erstreckende, zylindrische Bohrung aufweist, in der ein Steuerschieber 8 in axialer Richtung frei gleiten kann. Der Steuerschieber hat einen zentralen, verdickten Bereich 14" von verhältnismäßig großer axialer Länge und an den Enden je einen verdickten Bereich 14 und 14' von verhältnismäßig geringer axialer Länge. Gegen die Enden des Steuerschiebers drücken zwei schraubenförmige Druckfedern 20 und 20', die sich mit ihrem anderen Ende an der benachbarten Wand des Schiebergehäuses 7 abstützen, so daß der Steuerschieber 8 normalerweise in der dargestellten neutralen Lage gehalten wird.

In dem Schiebergehäuse 7 befinden sich rechts und links zwei koaxial zueinander verlaufende Flüssigkeitskanäle 9' und 9, die ständig mit einer Hochdruckkammer a in gedrosselter Verbindung stehen. Die Enden des Steuerschiebers 8 sind der Flüssigkeit in den Fiüssigkeitskanälen 9' und 9 ausgesetzt, so daß der Steuerschieber durch den Druckunterschied zwischen den beiden Flüssigkeitskanälen betätigt wird, wie später im einzelnen beschrieben wird. Die Hochdruckkammer a ist durch eine Hochdruckversorgungsleitung 10 mit einem Druckspeicher 11 verbunden, so daß sie ständig unter hohem Druck steht. Eine Pumpe 12, die von einem Motor 13 angetrieben wird, erhält den Flüssigkeitsdruck im Druckspeicher !1 aufrecht.

Von dem Steuergehäuse 1 getrennt ist ein hydraulischer Rückstellzylinder 22 vorgesehen, in dem ein Rückstellkolben 23 gleiten kann. Über dem Rückstellkolben liegt eine obere Flüssigke-tskamrr.er b und unter ihm eine untere Flüssigkeitskammer c. Diese beiden Flüssigkeitskammern sind mit der Hochdruckkammer a des Schiebergehäuses 7 über Flüssigkeitsleitungen 16 und 15 in der Weise verbindbar, daß die Verbindung durch die verdickten Endbereiche 14 und 14' des Steuerschiebers 8 bei dessen axialer Verschiebung hergestellt oder unterbrochen wird.

Von dem Schiebergehäuse 7 geht eine Rückflußleitung 19 aus, die zu einem Flüssigkeitsbehälter führt, aus dem Flüssigkeit durch die Pumpe 12 in den Druckspeicher 11 gefördert wird. Die Rückflußleitung 19 ist unter Steuerung durch den mittleren verdickten Bereich 14" aes Steuerschiebers 3 mit den Flüssigkeitsleitungen 15 oder 16 verbindbar.

Wenn sich der Steuerschieber 8 in der dargestellten, neutralen Lage befindet, sind die Flüssigkeitsleitungen 15 und 16 mit der Rückflußleitung 19 durch ringförmige öffnungen 21 und 21' gedrosselt verbunden, die um die Enden des verdickten mittleren Bereiches 14" des Steuerschiebers 8 herumlaufen. Dies hat zur Folge, daß

der Rückstellkolben 23 im hydraulischen Rückstellzylinder 22 seine neutrale Lage einnimmt, wie später im einzelnen beschrieben wird.

Der rechte und der linke Flüssigkeitskanal 9' und 9 sind an ihren oberen, einander benachbarten Enden mit je einer Strahldüse 17' und 17 ausgestattet. Beide Sirahldüsen sind axial zueinander ausgerichtet und zwischen ihnen liegt eine sich nach unten erstreckende Steuerzunge 18 der Steuerstange 2. Die Steuerzunge 18 ist auf ihren beiden Seiten vom Druck der aus den Strahldüsen austretenden Flüssigkeit beaufschlagt.

Im folgenden wird der Rückstellmechanismus F beschrieben, der die in dem Steuergehäuse 1 gelagerte Rückstellstange 27 mit dem in dem Rückstellzylinder 22 gleitenden Rückstellkolben 23 verbindet. Der Rückstellkolben 23 ist an einer Kolbenstange 24 befestigt, die durch die obere und untere Endwand des Rückstellzylinders 22 hindurchgeht. Der Rückstellmechanismus F enthält einen um einen festen Zapfen 26 schwenkbaren, gekröpften Rückstellhebel 25, dessen einer Hebelarm mit der Kolbenstange 24 mittels eines an dieser befestigten Zapfens und eines den Zapfen gleitbar aufnehmenden Schützes in dem genannten Hebelarm verbunden ist. Der andere Hebelarm des gekröpften Rückstellhebels 25 ist mit dem benachbarten Ende der Rückstellstange 27 auf ähnliche Weise verbunden. Wie bereits oben beschrieben worden ist, ist die Rückstellstange 27 mittels der beiden gegeneinander wirkenden Schraubenfedern 6 und 6' federnd mit der Pendelmasse 3 verbunden. Mit dieser Anordnung wird die dem Rückstellkolben 23 im Rückstellzylinder 22 erteilte Bewegung auf die Pendelmasse 3 federnd übertragen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der oben beschriebenen Steuervorrichtung zum Einstellen eines fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes beschrieben.

Es werde angenommen, daß das Steuergehäuse 1 einer Zentrifugalkraft unterworfen wird, die in der Zeichnung nach rechts wirksam ist. Die Pendelmasse 3 wird dann durch die Fliehkraft entgegen dem Druck der Schraubenfeder 6' nach rechts bewegt und dies hat zur Folge, daß die Steuerstange 2 um ihre Schwenkachse 4 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch wird ein Abstand g zwischen der Steuerzunge 18 und der linken Strahldüse 17 verringert und gleichzeitig ein Abstand g zwischen der Steuerzunge 18 und der rechten Strahldüse 17' vergrößert, was dazu führt daß das Aussfömen von Flüssigkeit aus der linken Strahldüse 17 unterdrückt wird und der Flüssigkeitsdruck in dem linken Flüssigkeitskanal 9 steigt. Gleichzeitig wird der durch die Steuerzunge 18 ausgeübte Widerstand auf den aus der rechten Strahldüse 17' austretenden Flüssigkeitsstrahl vermindert und der Flüssigkeitsdruck in dem rechten Flüssigkeitskanal 9' erniedrigt Demzufolge wird der Steuerschieber 8 unter dem Einfluß der Druckdifferenz zwischen den Flüssigkeitskanälen 9 und 9' nach rechts verschoben, und dadurch gelangt die Hochdruckkammer a in Verbindung mit der Flüssigkeitsleitung 16, während die Flüssigkeitsleitung 15 mit der Rückflußleitung 19 verbunden wird, so daß die in der Hochdruckkammer a befindliche Druckflüssigkeit in die obere Flüssigkeitskatnmer b des Rückstellzylinders 22 gelangt und dort einen Flüssigkeitsdruck aufbaut, der den Rückstellkolben 23 nach unten bewegt. Die in der unteren Flüssigkeitskammer c befindliche Flüssigkeit gelangt durch die Flüssigkeitsleitung 15 in die Rückflußleitung 19.

Mit der durch die Druckdifferenz zwischen der oberen und der unteren Flüssigkeitskammer bund c verursachten Abwärtsbewegung des Rückstellkolbens 23 ist eine Abwärtsbewegung der Kolbenstange 24 und eine

ίο Schwenkung des gekröpften Rückstellhebels 25 im Uhrzeigersinn verbunden. Dadurch wird die an den gekröpften Rückstellhebel angelenkte Rückstellstange 27 nach links verschoben. Dabei wird unter Vermittlung der gegeneinander wirksamen Schraubenfedern 6 und 6' die Pendelmasse 3 entgegen der Zentrifugalkraft nach links bewegt und dadurch die Verlagerung der Pendelmasse aus ihrer neutralen Lage aufgehoben. Dies bedeutet, daß die Steuerzunge 18 der die Pendelmasse 3 tragenden Stoßstange 2 in ihre neutrale Lage zurückgeführt wird. Dadurch wird der Flüssigkeitsstrom aus der Hochdruckkammer a zur oberen Flüssigkeitskammer b des Rückstellzylinders 22 stark eingeschränkt. Selbst wenn die Zentrifugalkraft ununterbrochen auf die Pendelmasse 3 einwirkt, wird ein übermäßiger Anstieg des Flüssigkeitsdruckes in der oberen Flüssigkeitskammer b durch die Rückstellsteuerung der in die Flüssigkeitskammer einströmenden Flüssigkeit wirksam vermieden. Dies ermöglicht die Einstellung eines Flüssigkeitsdruckes in der Flüssigkeitskammer b, der jederzeit der Zentrifugalkraft proportional ist.

Sobald die Zentrifugalkraft verschwindet, nimmt die Pendelmasse 3 eine neutrale mittlere Lage zwischen den Schraubenfedern 6 und 6' ein, in der die Abstände g und g vor den Strahldüsen 17 und 17' und daher die Drücke in den Flüssigkeitskanälen 9 und 9' der Stellung des Rückstellkolbens 23 entsprechen. Dies hat zur Folge, daß der Steuerschieber 8 in eine solche Lage verschoben wird, in der die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Hochdruckkammer a und den Flüssigkeitsleitungen 15 und 16 umgekehrt wird. Dadurch kehrt der Rückstellkolben 23 in seine mittlere Stellung zurück und führt über den Rückstellmechanismus F auch die Pendelmasse 3 in ihre dargestellte neutrale Lage zurück, in der die Abslände g und g einander gleich sind, so daß auch der Steuerschieber 8 in seine neutrale Lage zurückkehrt. Demgemäß fließt die in der Hochdruckkammer a vorhandene Flüssigkeit durch die Flüssigkeitskanäle 9 und 9' und die Rückflußleitung 19 in den Flüssigkeitsbehälter zurück. Andererseits, da die Flüssigkeitsleitungen 15 und 16 mit dem Flüssigkeitsbehälter durch die ringförmigen öffnungen 21 oder 21' unc die Rückflußleitung 19 in gedrosselter Verbindung ste hen, herrscht in deir oberen und unteren Flüssigkeits kammer b und c des hydraulischen Rückstellzylinden 22 gleicher Druck, wodurch der Rückstellkolben 23 ii seiner neutralen Lage bleibt

Wenn das Steuergehäuse 1 einer nach links gerichte ten Zentrifugalkraft unterworfen wird, wird auf dii oben beschriebene Weise in der unteren Flüssigkeits kammer c des Rückstellzylinders ein der Zentrifugal kraft proportionaler Flüssigkeitsdruck erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 2 620

1. Steuervorrichtung zum Einstellen eines fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes für eine Anlage zur aktiven Stabilisierung von Kraftfahrzeugen mit einer der Fliehkraft unterworfenen Pendeliriasse, die mit Hilfe einer Steuerstange einen Steuerschieber derart betätigt, daß dieser beim Auftreten einer Fliehkraft aus seiner neutralen Mittel- «ellung verschoben w,rd und dabei von zwei F!üssigkeitskammern eines Rückstellzylinders je nach der Richtung der Fliehkraft die eine Flüssigkeitskammer mit einer Druckmittelquelle und die andere Flüssigkeitskammer mit einer Rückfiußleilung verbindet, bis sich in der mit der Druckmiitelquelle verbundenen Flüssigkeitskammer des Rückstellzylinders ein fliehkraftproportionaler Flüssigkeitsdruck aufgebaut hat, der über einen Rückstellkolben und einen mit diesem verbundenen Rückstellmechanistnus eine Rückführung des Steuerschiebers in seine neutrale Mittelstellung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelmasse (3), die durch zwei ir entgegengesetzter Richtung wirkende und am Rückstellmechanismus (F) abgestützte Fedem (Sch rauben federn 6 und 6') federnd in ihrer Mittellage gehalten und beim Auftreten einer Fliehkraft nach Aufbau des fliehkraftproportionalen Flüssigkeitsdruckes in diese Mittellage zurückgeführt wird, an dem einen Ende der in einem Steuergehäuse (1) schwenkbar gelagerten Steuerstange (2) befestigt ist, deren anderes Ende eine Steuerzunge (18) bildet, die in ihrer Mittellage von Ausströmöffnungen (Strahldüsen 17 und 17') zweier mit der Druckmittelquelle (Druckspeicher 11) gedrosselt verbundener Flüssigkeitskanäle (9 und 9') gleichen Abstand (g bzw. g) hat und bei einer Verschiebung aus dieser Mittellage durch an sich bekannte Beeinflussung des Ausströmwiderstandes einen Druck-Unterschied in den beiden Flüssigkeitskanälen (9 lind 9') erzeugt, welcher den Steuerschieber (8) aus Seiner neutralen Mittelstellung verschiebt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten der Steuerzunge (18) liegenden koaxial zueinander ausgerichteten Ausströmöffnungen der beiden Flüssigkeitskanäle (9 und 9') in an sich bekannter Weise tnit je einer Strahldüse (17 bzw. 17') ausgestattet Sind.

3. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseilen des Steuerschiebers (8) zusätzlich zum Druck in dem jeweiligen Flüssigkeitskanal (9 oder 9') noch durch je eine an der gegenüberliegenden Wand eines Schiebergehäuses (7) abgestützte Schraubenfeder (10 bzw. 10') beaufschlagt werden.

4. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellmechanismus (F) eine Rückstellstange (27) aufweist, die frei durch eine Bohrung der Pendelmasse (3) hindurchgeht und auf der Federteller (5 und 5') für die aus entgegengesetzten Richtungen auf die Pendelmasse (3) drückenden, als Schraubenfedern (6 und 6') ausgebildeten Federn befestigt sind.

5. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einem Zapfen (26) schwenkbar gelagerter gekröpfter Rückstellhebel (25) des Rückstellmechanismus (F) an seinem einen Ende mit der Rückstellstange (27) und an seinem anderen Ende mit einer den Rückstellkclben (23) tragenden Kolbenstange (24) des Rückstellzylinders (22) gelenkig verbunden ist.