DE2835180C2

DE2835180C2 - Electro-hydraulic level control device for vehicles

Info

Publication number: DE2835180C2
Application number: DE19782835180
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(Grad.) 4000 Duesseldorf Arnold; Joachim Dipl.-Ing. 4005 Meerbusch Peiffer
Original assignee: Integral Hydraulik & Co 4000 Duesseldorf
Current assignee: Integral Hydraulik & Co 4000 Duesseldorf
Priority date: 1978-08-11
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2835180B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektro-hydraulische Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electro-hydraulic level control device for vehicles according to the Preamble of claim 1.

Eine derartige Niveauregeleinrichtung ist bereitsSuch a level control device is already

Μ Gegenstand einer gleichalten Patentanmeldung der Anmeldern! (Patentanmeldung P28 35 193.1-2!) und diente vornehmlich dazu, in der Niveaulage des Fahrzeuges das Stellglied hermetisch dicht abzusperren und einen nahezu drucklosen Umlauf für das Druckmittel zu bewirken. Die verwendeten Magnetventile sollten klein und billig sein. Dennoch sollte es möglich sein, trotz hohen Drucxgefälles einen nahezu drucklosen Umlauf für das gesamte geförderte Druckmittel mit Hilfe des Magnetventils zu bewirken und andererseits eine möglichst schnelle Aufregelung vorzusehen. Ein Sicherheitsventil sollte den Antrieb vor Überlastung schützen.Μ Subject of an identical patent application from Applicants! (Patent application P28 35 193.1-2!) And was primarily used to hermetically seal off the actuator at the level of the vehicle and to bring about an almost pressureless circulation for the pressure medium. The solenoid valves used should be small and cheap. Nevertheless, it should be possible, despite the high pressure gradient, to have an almost unpressurized To effect circulation for the entire pressure medium pumped with the help of the solenoid valve and on the other hand to provide for an upward adjustment as quickly as possible. A safety valve should protect the drive from overload protection.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Niveauregeleinrichtung der in Rede stehenden Art baulich weiter zu vereinfachen, die Zahl der Einzelteile und den umbauten Raum möglichst gering zu halten und die Material- und Herstellkosten zu senken.The invention is now based on the object of providing a level control device of the type in question to further simplify structurally, to keep the number of individual parts and the enclosed space as low as possible and to reduce material and manufacturing costs.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Jc.enn/.elrhncnden Teils desThis object is achieved according to the invention with the features of the Jc.enn / .elrhncnd part of the

* ° Claim I.

Anspruch 2 richtet sich auf eine günstige Ausführung des Schließkörpers.Claim 2 is aimed at a favorable design of the closing body.

Anspruch 3 bezieht sich auf Maßnahmen, trotz kleiner Sitzfläche eine kippsichere Lage des Schließkörpers zu erzielen.Claim 3 relates to measures, despite the small seat area, a tilt-proof position of the closing body to achieve.

Anspruch 4 richtet sich auf eine spezielle Ausbildung der Drossel. Die Ansprüche 5 bis 7 beziehen sich auf Anordnungen zur Führung des Steuerkolbens bzw. zur Schaffung von Strömungswegen zur Ableitung desClaim 4 is based on a special design of the throttle. Claims 5 to 7 relate to Arrangements for guiding the control piston or for creating flow paths for deriving the

so Druckmittels.so pressure medium.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß mit nur einer Feder, einem Steuerkolben und einer Platte die Funktion zweier Druckbegrenzungsventile verwirklicht wird. Durch Variation des Mündungsquerschnittes in Relation zum Querschnitt der Steuerkolben-Bohrung lassen sich beliebige Druckverhältnissc zwischen Umlaufdruck und Höchstdruck verwirklichen. Da die Strömungswege weitgehend durch Nuten, Durchbrüche oder Bohrungen im Steuerkolben verlaufen, ist im Gehäuse nur eine sehr geringe Anzahl *on Bohrungen notwendig. Anhand eines in einer Abbildung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.The advantage of the solution according to the invention is that with only one spring, a control piston and a plate the function of two pressure relief valves is realized. By varying the mouth cross-section Any pressure ratios can be set in relation to the cross section of the control piston bore between circulation pressure and maximum pressure. Since the flow paths are largely through grooves, Breakthroughs or bores run in the control piston, there is only a very small number * on in the housing Drilling necessary. The invention is based on an exemplary embodiment shown in a figure explained in more detail.

Die Abbildung zeigt gegenständlich die KombinationThe illustration shows the combination

<>5 eines Druckbegrenzungsventils und eines Sicherheitsventils und mit Hilfe von Hydrnuliksymbolen die weiterhin notwendigen Ventile zur Verwirklichung einer Niveauregeleinrichtung.<> 5 of a pressure relief valve and a safety valve and with the help of hydraulic symbols the valves that are still necessary for implementation a level control device.

In einem Gehäuse 1 befindet sich eine Bohrung 2, die sich zu einer Bohrung 3 erweitert. In der Bohrung 2 gleitet ein Steuerkolben 4 mit mindestens einer Führungsschulter 5, die Durchbrüche 6 aufweist. Eine Schulter 7 ist von der Führungsschulter 5 durch eine Nut 8 getrennt. Der Durchmesser der Schulter 7 ist gegenüber dem Durchmesser der Bohrung 2 geringfügig kleiner, so daß eine Drossel in Form eines Ringspaltes 9 tntsteht. Die Schulter 7 wird von einem als Druckkammer 10 dienenden Teil der Bohrung 2 begrenzt. Eine Nut 11 schließt sich auf der anderen Seite der Führungsschulter 5 an und reicht bis zu einer konisch verlaufenden Sitzfläche 12, die im Zusammenwirken mit einer Kante 13 zwischen den Bohrungen 2 und 3 einen dichten Ventilsitz bildet. Die Stirnfläche des Steuerkolbens 4 ist mit 14 bezeichnet. Von der Nut 8 geht ein innerhalb des Steuerkolbens 4 verlaufender Strömungskanal 15 aus, der eine Mündung 16 in der Stirnfläche 14 besitzt. Die Mündung 16 ist von einer Sitzfläche 17 und diese wiederum von einer Ansenkung 18 umgeben, die jedoch nicht bis zum Rand reicht. Auf der Sitzfläche 17 bzw. auf der gesamten Stirnfläche 14 liegt eine Platte 19 auf, die im Bereich der Ansenkung 18 axiale Durchbrüche 20 besitzt. Die Platte 19 wird von einer Feder 21 belastet, die an einer Lochscheibe 22 ihr Widerlager findet. Die Lochscheibe 22 stützt sich an einem in das Gehäuse 1 eingesetzten Sicherungsring 23 ab. Die Bohrung 3 ist in ihrem weiteren, nicht näher dargestellten Verlaul über einen Anschluß Γ mit einem Vorratsbehälter 24 verbunden. Eine erste Bypassleitung 25 geht von einer ein Rückschlagventil 26 aufweisenden Verbindungsleitung 27 zwischen einer Druckmittelquelle 28 und einem nicht näher dargestellten, in Richtung des Pfeiles A angeschlossenen Stellglied aus, welches zwischen gefederten und ungefederten Massen eines Fahrzeuges z. B. in Form eines teiltragenden hydropneumatischen Federbeins angeordnet sein kann. Stromab vom Rückschlagventil 26 zweigt von der Verbindungsleitung 27 eine zweite Bypassleitung 29, in die ein Druckbegrenzungsventil 30 und nachfolgend ein 2/2-Wege-Ventil 31 mit einer Sperrstellung »0« und einer Druchlaufstellung »a« eingebaut sind. Die Bypassleitung 29 mündet schließlich in die Bohrung 3 und ist damit stromab vom 2/2-Wege-Ventil 31 mit dem Vorratsbehälter 24 verbunden. An die Druckkammer 10 ist eine ir< die Bohrung 3 mündende Ablaufleitung 32 angeschlossen, in die ein 2/2-Wege-Ventil 33 mit einer Sperrstellung »0« und einer Durchlaufstellucg »u« eingebaut ist.In a housing 1 there is a bore 2 which widens to form a bore 3. A control piston 4 with at least one guide shoulder 5, which has openings 6, slides in the bore 2. A shoulder 7 is separated from the guide shoulder 5 by a groove 8. The diameter of the shoulder 7 is slightly smaller than the diameter of the bore 2, so that a throttle in the form of an annular gap 9 is created. The shoulder 7 is delimited by a part of the bore 2 serving as a pressure chamber 10. A groove 11 adjoins the other side of the guide shoulder 5 and extends as far as a conically running seat surface 12 which, in cooperation with an edge 13 between the bores 2 and 3, forms a tight valve seat. The end face of the control piston 4 is denoted by 14. A flow channel 15 which extends within the control piston 4 and has an opening 16 in the end face 14 extends from the groove 8. The mouth 16 is surrounded by a seat surface 17 and this in turn is surrounded by a countersink 18 which, however, does not extend to the edge. A plate 19, which has axial openings 20 in the area of the countersink 18, rests on the seat surface 17 or on the entire end surface 14. The plate 19 is loaded by a spring 21, which finds its abutment on a perforated disk 22. The perforated disk 22 is supported on a locking ring 23 inserted into the housing 1. The bore 3 is connected in its further Verlaul, not shown in detail, via a connection Γ with a storage container 24. A first bypass line 25 starts from a connecting line 27 having a check valve 26 between a pressure medium source 28 and an actuator, not shown, connected in the direction of arrow A , which z. B. can be arranged in the form of a partially supporting hydropneumatic strut. Downstream of the check valve 26 branches off from the connecting line 27 a second bypass line 29, in which a pressure relief valve 30 and subsequently a 2/2-way valve 31 with a blocking position "0" and a flow position "a" are installed. The bypass line 29 finally opens into the bore 3 and is thus connected to the storage container 24 downstream of the 2/2-way valve 31. A drain line 32 which opens into the bore 3 is connected to the pressure chamber 10 and into which a 2/2-way valve 33 with a blocking position “0” and a flow position “u” is installed.

Zur Erläuterung der Funktion seien die einzelnen Zustände, die bei einer Niveauregelung auftreten können, boschrieben.To explain the function, let us consider the individual states that occur with a level control can, wrote.

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Fahrzeug in Niveaulage und druckloser Umlauf des DruckmittelsVehicle in level position and pressureless circulation of the pressure medium

Wenn sich das Fahrzeug in Niveaulage befindet, sind die Magnete der 2/2-Wege-Ventile 31 und 33 stromlos, so daß jeweils die Sperrstellungen »0« vorhanden sind. Das Druckmittel gelangt von der Verbindungsleitung 27 über die Bypassleitung 25, die Nut 8 und den Ringspall 9 in die Druckkammer f0, wobei «ich dort ein Druck aufbaut. Dieser Druck wirkt auf den Steuerkolben 4 ein und hat das Bestreben, den Steuerkolben 4 entgegen der Kraft der Feder 21 von seinem Sitz abzuheben. Dies möge beispielsweise bei einem Druck von 5 bar S5 gelingen. Das Druckmittel strömt dann von der Bypassleitung 25 in dij Nut 8 und von dort durch den Durchbruch 6, die Nut Il und den an der Kante 13 entstehenden öffnungsquerschnitt in die Bohrung 3 und von dort zurück in den Vorratsbehälter 24. Die Platte 19 liegt bei diesem Vorgang auf der Stirnfläche 14 auf und verschließt die Mündung 16. Während stromauf vom Rückschlagventil 26 somit ein Druck von 5 bar herrscht, kann der Druck stromab natürlich höher sein- Ein Rückströmen bzw. ein Abströmen wird jedoch durch das Rückschlagventil 26 bzw. das 2/2-Wege-Ventil 31 verhindert. Es sei bemerkt, daß der Ausdruck »druckloser Umlauf« Staudrücke bis etwa 5 bar mit einschließen soll.When the vehicle is level, the magnets of the 2/2-way valves 31 and 33 are de-energized, so that the locking positions "0" are available in each case. The pressure medium arrives from the connecting line 27 Via the bypass line 25, the groove 8 and the annular space 9 into the pressure chamber f0, where there is a pressure builds up. This pressure acts on the control piston 4 and tends to counteract the control piston 4 Force the spring 21 to be lifted from its seat. This may be done, for example, at a pressure of 5 bar S5 succeed. The pressure medium then flows from the bypass line 25 into the groove 8 and from there through the Breakthrough 6, the groove II and the opening cross-section arising at the edge 13 in the bore 3 and from there back into the storage container 24. The plate 19 rests on the end face 14 during this process and closes the mouth 16. While there is a pressure of 5 bar upstream of the check valve 26, the pressure downstream can of course be higher - however, a backflow or an outflow is caused by the check valve 26 or the 2/2-way valve 31 prevents. It should be noted that the term "pressureless Circulation "should include back pressures up to about 5 bar.

AbregelnRegulate

Wenn das Stellglied infolge einer Belastungsverminderung seine Länge vergrößert, bekommt über einen nicht dargestellten Signalgeber der Magnet des 2/2-Wege-Ventils 31 Strom und schaltet in die Durchlaufstellung »a«. Das beispielsweise auf 25 bar eingestellte Druckbegrenzungsventil 30 öffnet dann und wird durchströmt, wonach das Druckmittel nahezu drjcklos in die Bohrung 3 und »όπ dort zurr: Vorratsbehälter 24 zurückfließt. Wenn das Fahrzeug seine Niveaulage wieder erreicht hat, fällt der Magnet des 2/2-Wege-Veniils 31 wieder ab, und es stdlt sich durch die Kraft einer Rückstellfeder wieder die Sperrstellung »0« ein, so daß ein weiteres Abfließen verhindert wird. Da, wie schon gesagt, der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventües 30 25 bar sein möge, wird ein Abfluß auch dann sicher unterbunden, wenn ein Druck von 25 bar im Stellglied erreicht ist. Auf diese Weise wird ein unnötiges vollständiges Entleeren eines Stellgliedes verhindert. Der von der Drackmittelquelle 28 geförderte Druckmittelstrom fließt dabei in der vorher beschriebenen Weise drucklos um.If the actuator increases its length as a result of a reduction in the load, the magnet of the 2/2-way valve 31 receives current via a signal transmitter (not shown) and switches to the flow position "a". The pressure-limiting valve 30, which is set to 25 bar, for example, then opens and is flowed through, after which the pressure medium flows back almost without pressure into the bore 3 and back there: storage container 24. When the vehicle has reached its level again, the magnet of the 2/2-way valve 31 drops out again, and the locking position "0" is set again by the force of a return spring, so that further flow is prevented. Since, as already said, the opening pressure of the pressure limiting valve 30 may be 25 bar, an outflow is reliably prevented even when a pressure of 25 bar is reached in the actuator. In this way, unnecessary complete emptying of an actuator is prevented. The pressure medium flow conveyed by the pressure medium source 28 flows around without pressure in the manner described above.

AufregelnUp

Wenn das Fahrzeug ein zu tiefes Niveau beispielsweise infolge einer Zuladung einnimmt, verkürzt r-ich das Stellglied und ein Signalgeber gibt ein Schaltkommando an den Magneten des 2/2-Wege-Veniils 33, welches dadurch in seine Durchlaufstellung »a« geschaltet wird. Die Druckkammer 10 wird dann über die Ablaufleitung 32 und die Bohrung 3 mit dem Vorratsbehälter 24 verbunden, so daß der Druck in der Druckkammer 10 zusammenbricht. Zwar strömt über den Ringspalt 9 etwas Druckmittel nach, jedoch kann dadurch ein Druckaufbau nicht stattfinden, da der Durchflußquerschnitt des 2/2-Wege-Ventiles 33 in der Durchlaufstellung »a« wesentlich größer ist als der des Ringspaltes.If the vehicle is too low, for example as a result of a load, r-ich shortens the actuator and a signal transmitter gives a switching command to the magnet of the 2/2-way valve 33, which is then switched to its flow position "a" . The pressure chamber 10 is then connected to the storage container 24 via the drain line 32 and the bore 3, so that the pressure in the pressure chamber 10 collapses. Although some pressure medium flows through the annular gap 9, a pressure build-up cannot take place as a result, since the flow cross-section of the 2/2-way valve 33 in the through-flow position "a" is significantly larger than that of the annular gap.

Die Feder 21 ist daher in der Lage, die Sitzfläche 12 dicht auf die Kante 13 zu pressen, so daß dort ein Abfluß von Druckmittel unmöglich gemacht wird. Das Druckmittel ist vielmehr gezwungen, über die Verbindungsleitung 27 und das Rückschlagventil 26 zum Stellglied hin zu fließen. Da da« 2/2-Wege-Ventil 31 sich in seiner Sperrstellung »0« befindet, kommt der Druckmittelstrom — abgesehen von dem kleinen durch den Ringspalt 9 fließenden Anteil — voll einer Verlängerung des Stellgliedes 'ugute. Wenn die Niveaulage erreicht ist, wird das 2/2-Wege-Ventil 33 wieder in die Sperrsteilung »0« zurückgeschaltet, und in der Druckkammer 10 findet ein Druckaufbau Matt, der den Steuerkolben 4 in der schon beschriebenen Weise bis zum Erreichen eines drucklosen Umlaufes verschiebt.The spring 21 is therefore able to press the seat surface 12 tightly onto the edge 13, so that there an outflow of pressure medium is made impossible. Rather, the pressure medium is forced to flow via the connecting line 27 and the check valve 26 to the actuator. Since the 2/2-way valve 31 is in its blocking position “0”, the pressure medium flow - apart from the small portion flowing through the annular gap 9 - fully extends the actuator. When the level is reached, the 2/2-way valve 33 is switched back to the locking graduation "0", and a pressure build-up takes place in the pressure chamber 10, which the control piston 4 in the manner already described until a pressureless circulation is reached shifts.

ÜberlastsicherungOverload protection

Wenn durch Überladung des Fahrzeuges beim Aufregeln ein bestimmter Druck, beispielsweise 125 bar.If a certain pressure, for example 125 bar, is reached when the vehicle is overcharged.

erreicht wird, pflanzt sich dieser Druck unter anderem auch durch den Strömungskanal 15 bis zur Mündung 16 fort und wirkt dort auf die Platte 19 ein. Da beim Aufregeln die Druckkammer 10 drucklos ist. bleibt der Steuerkolben 4 selbst in Ruhe, d. h. die Sitzfläche 12 sitzt dicht auf der Kante 13 auf. Hieran ändert auch eine weitere Druckerhöhung nichts. Eine weitere Druckerhöhung über 125 bar hinaus sei jedoch ausreichend, um die Platte 19 gegen die Kraft der Feder 21 von der Silzfläche 17 abzuheben. Das Druckmittel strömt dann von der Mündung 16 an der Sitzfläche 17 vorbei in die Ansenkung J8 und von dort über die Durchbrüche 20 in die Bohrung 3 und damit in den Vorratsbehälter 24. Mine Niveauregelung findet nicht mehr statt, da unter den beschriebenen Voraussetzungen das Rückschlagventi 26 durch einen Druck von 125 bar nicht mehr geöffne¹ werden kann. Diese ausbleibende Niveauregelung kanr für den Fahr/cuglenker ein AnIaIi sein, den Beladungs zustand zu überprüfen oder nach sonstigen Fehlern zi suchen. Fs bleibt festzuhalten, daß die DruckmittelquelU und der damit verbundene Antrieb vor Überlastunger geschützt werden.is reached, this pressure propagates, inter alia, through the flow channel 15 to the mouth 16 and acts there on the plate 19. Since the pressure chamber 10 is pressureless when regulating up. the control piston 4 itself remains at rest, ie the seat surface 12 sits tightly on the edge 13. A further increase in pressure does not change anything here. However, a further pressure increase above 125 bar is sufficient to lift the plate 19 from the spring surface 17 against the force of the spring 21. The pressure medium then flows from the mouth 16 past the seat surface 17 into the countersink J8 and from there via the openings 20 into the bore 3 and thus into the reservoir 24 ¹ can no longer be opened at a pressure of 125 bar. This lack of level control can be an indication for the driver to check the loading condition or to look for other errors. It remains to be noted that the pressure medium source and the drive connected to it are protected from overload.

Es sind auch andere bekannte Formen von Drosselr oder SchlieOkörpern als die dargestellten verwendbar Weiterhin könnte die Leitungsführung in einzelner Abschnitten geändert werden, solange die gnindsät/li (.hen Verbindungen erhalten bleiben. Schließlich liegt c\ auch nahe, Federn mit Einstellmittel zu versehen.There are other known forms of Drosselr or SchlieOkörpern than those shown could be used Furthermore, the routing to be changed in individual portions, as long as the gnindsät / li (.hen connections are retained. Finally, c is \ near also possible to provide springs with adjustment means.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electro-hydraulic level control device for vehicles with a connecting line having a check valve between a Pressure medium source and one arranged between sprung and unsprung vehicle masses, variable-length actuator, a first bypass line branching off in front of the check valve and a second bypass line branching off behind the check valve, one into the first Bypass line built-in pressure relief valve that opens at low pressures with a a tightly closing seat provided control piston and one in the seat direction on the Control piston acting spring and one with the upstream part of the first bypass line A pressure chamber connected via a throttle to generate a pressure chamber directed in the opposite direction to the spring the opening force acting on the control piston the discharge line connected to the pressure chamber with a first 2/2-way solenoid valve with a tightly closing blocking position and a flow position, a tightly closing valve connected in parallel to the above-mentioned pressure relief valve, with a comparatively high pressure opening safety valve and one in the second bay pass line built-in second 2/2-way solenoid valve with a tightly closing locking position and a pass-through position, characterized in that inside the sleeve piston (4) of the pressure relief valve permanently with the upstream part of the first bypass line (25) connected, ri of the tedder-side face (14) of the control piston i-l) an orifice (16) having and there by a seat surface (17) surrounded flow channel (15) is arranged. the mouth (16) of which is arranged in cooperation between a spring (21) and sleeve piston (4) with the seat (17) forming the safety valve closing body (plate 19) below a predetermined pressure is closed.

2. Electro-hydraulic level control device according to claim I, characterized in that the closing body is a plate (19).

3. Electro-hydraulic level control device according to claim 2, characterized in that im Control piston (4) on the front side surrounding the seat surface (17), but not up to the outer edge Reaching countersink (18) is attached and the plate (19) in the region of the countersink (18) axially has directed openings (20).

4. Electro-hydraulic level control device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the throttle through an annular gap (9) between the one part of the Control piston (4) leading bore (2) and one opposite to the bore (2) slightly in diameter reduced shoulder (7) of the control piston (4) is formed.

5. Electro-hydraulic level control device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control piston (4) has at least one permanently in the area of the bore (2) Remaining guide shoulder (5) with axially directed openings (6) or surfaces owns.

6. Electro-hydraulic level control device

according to claim 4 and 5, characterized in that the control piston (4) between the in diameter reduced shoulder (7) and the guide shoulder (5) has a groove (8) into which the upstream lying part of the first bypass line (25) opens, and at least one further groove (11) between the Guide shoulder (5) and the seat surface (12) of the control piston (4) is provided in this

7. Electro-hydraulic level control device according to claim 1 and 6, characterized in that that the flow channel (15) starts from the groove (8) into which the bypass line (25) opens.