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Impulsgeber für einen Regler für pneumatische oder hydropneumatische
Federungen von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgeber für einen Regler für pneumatische oder hydropneumatische Federungen von Kraftfahrzeugen.
Die optimale Stossdämpfung bei Kraftfahrzeugen ist keine konstante Grösse, sondern hängt von der Fahrzeugbelastung und vom Zustand der Fahrbahn ab. Die Dämpfungskraft eines Kraftfahrzeugdämpfers soll bei steigender Belastung zunehmen. Desgleichen soll beim Befahren einer schlechten Fahrbahnoberfläche die Dämpfung höher sein, insbesondere zur Vermeidung häufiger Berührungen zwischen Achse und Anschlag. Es ist ausserdem vorteilhaft, wenn bei abnormal grosser Durchfederung der Achse die Dämpfungskraft den normalen Wert erreicht, d. h. die Dämpfung soll dem Achshub direkt proportional sein.
Beim erfindungsgemässen Impulsgeber für einen Regler wird die Regelwirkung eines Dämpfers auf elektromagnetischem Wege reguliert, wobei sich dessen innerer elektrischer Widerstand in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung, dem Zustand der Fahrbahnoberfläche und der augenblicklichen Achslage än- dert.
Der erfindungsgemässe Impulsgeber für Regler, der die eigene Dämpfungsregulierung betätigt und sich besonders für pneumatische und hydropneumatische Federungen eignet, ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Kohlescheibenstab besteht, der in einem Isolationsrohr zwischen einem oberen, feststehenden Kontakt sowie einem unteren Kontakt verschiebbar angeordnet ist und dass an die Kontakte elektrische Leitungen angeschlossen sind, wobei das hydraulische bzw. pneumatische Druckmittel des Federelementes mit einem Raum des Impulsgebergehäuses in Verbindung steht und der Druck des Druckmittels durch einen Kolben über den verschiebbaren Kontakt auf den Kohlescheibenstab übertragbar ist.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist das Isolationsrohr in einem mit dem Gehäuseoberteil verbundenen Dekkel angebracht und zwischen diesem Gehäuseoberteil und einem mit diesem verbundenen Gehäuseunterteil ist eine Membran eingelegt, die z. B. mittels einer Schraube mit dem durch die Feder belasteten Kolben verbunden ist, wobei die Vorspannung der Feder vorzugsweise mittels einer Schraube regelbar ist, wobei ferner die Membran den Hohlraum zwischen den Gehäuseteilen in zwei Räume teilt, von denen der obere über einen Anschlussstutzen und der untere über einen andern Anschlussstutzen mit Rückschlagdrosselventil mit dem Innenraum der Federungsbälge verbunden ist.
Nach weiteren Erfindungsmerkmalen ist der Kolben in einem Gehäuse entgegen der Wirkung einer an einem am Kontakt anliegenden Teller abgestützten Feder axial verschiebbar angeordnet und die Zuführung des pneumatischen Druckmittels aus dem Federelement in den Raum des Impulsgebergehäuses erfolgt durch einen Kanal über eine mit einem Rückschlagventil versehene Zuleitung und eine Entlastungsdüse.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 im Längsschnitt einen Impulsgeber für einen Regler für Luftfederung und Fig. 2 im Längsschnitt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher der Aufbau des eigentlichen Widerstandselementes unverändert ist.
In einem Isolationsrohr 2 ist zwischen Kontakten 3, 4 ein aus Kohlescheiben geschichteter Stab 1 eingesetzt, wobei der obere Kontakt 3 im Isolationsrohr feststehend und der untere Kontakt 4 im Rohr 2
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einem Gehäuseoberteil 8 aufgeschraubten Deckel 7 eingepresst. Zwischen dem Gehäuseoberteil 8 und dem mit ihm verbundenen Gehäuseunterteil 9 ist eine Membran 10 eingelegt, die mittels einer Schraube 11 mit einem Kolben 12 in Verbindung gebracht ist, welcher auf den Kontakt 4 drückt und welcher im Gehäuseoberteil 8 mittels einer Dichtung 13 abgedichtet ist. Dem Druck des Kolbens 12 wirkt eine Feder 14 entgegen, deren Vorspannung durch Drehen einer im Gehäuseoberteil 8 vorgesehenen, als Gewindebtichse ausgebildeten Schraube 15 änderbar ist.
Die Membran 10 unterteilt den von Gehäuseteilen 8 und 9 begrenzten Hohlraum in zwei Räume 16 und 18. Der obere Raum 16 ist über eine in eine Gewindebohrung 17 eingeschraubte Leitung unmittelbar mit dem Luftraum der Achsfederungsbälge verbunden.
Der untere Raum 18 ist mit dem Balgluftraum mittels einer in einen Anschlussstutzen 19 eingeschraubten Leitung und einem Rtickschlagdrossenventil 120 verbunden, welches von einer Feder 21 in seinen Sitz ge- drUckt wird. Dieses Ventil ist derartig ausgebildet, dass die Luft von den Federungsbälgen aus frei in den Raum 18 hinüberströmt. Der Luftruckfluss wird durch eine Düse 22 gedrosselt. Die eigentliche Regulierung des inneren Widerstandes des Impulsgebers erfolgt somit mittels des Kohlescheibenstabes 1, dessen
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den Kontakt 4 wirkt eine Kraft, die durch den Luftdruck innerhalb der Achsfederungsbälge, die Fläche des Kolbens 12 und die Rückstellkraft der Feder 14 bestimmt sind.
Diese Kraft ist mittels der Schraube 15 so einzustellen, dass der Anfangswiderstand des Kohlescheibenstabes 1 den gewählten Wert erreicht. Bei Erhöhung der Belastung steigt der Luftdruck innerhalb der Federungsbälge an und nachdem die Rückstellkraft der Feder 14 infolge der unbedeutenden Verformung des Stabes 1 im wesentlichen keine Änderung erfährt, bleibt der Anpressdruck direkt proportional dem Flächenausmass des Kolbens 12. Der Widerstand des Kohlescheibenstabes 1 nimmt daher bei. Belastungserhöhung ab.
Wenn das Fahrzeug auf ein Hindernis auffährt und die Achse sich dem Fahrzeugaufbau nähert, steigt der Druck zugleich in beiden Räumen 16,18 ungeachtet des geringen hydraulischen Widerstandes im Rückschlagdrosselventil 20 und der elektrische Widerstand des Stabes 1 nimmt dann ab, ähnlich wie bei statischer Belastung. Beginnt nun die Achse von dieser erhöhten Lage wieder herabzusinken, nimmt der Druck innerhalb des Raumes 16 proportional ab. An den Raum 18 schliesst sich das Rückschlagdrosselventil 20, so dass die Luft lediglich durch die Düse 22 entweichen kann. Innerhalb des Raumes 18 entsteht somit gegenüber dem Raum 16 ein gewisser Überdruck, der auf die Membran 10 wirkt. Die auf den Kohlescheibenstab 1 wirkende Kraft wird infolgedessen höher sein als bei ruhender Belastung und bei maximalemDruck innerhalb der Bälge bei Wirkung lediglich auf den Kolben 12.
Die Achse wird somit noch nach Erreichen ihres maximalen Ausschlages stark gedämpft. Fährt das Fahrzeug auf kein anderes Hindernis auf, gleicht sich der Druckunterschied in beiden Räumen mittels der Düse 22 nach einem gewissen Zeitabschnitt aus und die Dämpfung erreicht wieder ihre statische Grösse. Fährt das Fahrzeug auf unebener Fahrbahn, wird innerhalb des Raumes 18 dauernd ein Überdruck gegenüber dem statischen Druck in der Federung aufrechterhalten ; der Widerstand des Kohlestabes 1 ist daher geringer, als es dem statischen Wert entsprechen wurde. Durch geeignete Wahl der Flächengrösse der Membran 10 gegenüber der Kolbenfläche 12 kann eine vorteilhafte Kombination zwischen Steigerung der Dämpfungswirkung bei blosser statischer Belastung und bei dynamischen Erscheinungen während der Fahrt auf unebener Fahrbahn erreicht werden.
Der in Fig. 2 dargestellte Impulsgeber eignet sich besonders für einen Regler für hydropneumatische Abfederungen, wobei die Ausbildung des eigentlichen Widerstandselementes gegenüber dem vorher be- schriebenen unverändert bleibt. Die Flüssigkeit wird durch einen Kanal 23 vom hydraulischen Teil des hydropneumatischen Elementes aus vor dem eigentlichen Dämpfungsventil zugeführt, so dass deren Druck vom Druck des Federungsmediums sowie vom Druckunterschied innerhalb des Dämpfungsventils abhängig ist. Das Rückschlagventil besteht aus einer Kugel 24 und einer Feder 25.
Die einen Raum 30 über einen Kolben 27 mit dem Kanal 23 verbindende Düse ist mit 26 bezeichnet. Der Kolben 27 ist in einem Gehäuse 28 geführt und drückt mittels einer Feder 29 und eines Tellers 31 auf den Kontakt 4. Beim Ansteigen des Federungsdruckes erhöht sich der Anpressdruck auf den Kohlestab 1 und der elektrische Widerstand desselben nimmt ab. Die Feder 29 wird dabei zusammengedrückt, so dass sich der Raum 30 mit Flüssigkeit füllt, deren Menge der Federkompression und der Fläche des Kolbens 27 proportional ist. Bei dynamischen Belastungen auf unebener Fahrbahn kann die zugeführte Flüssigkeit nicht genügend rasch durch die Düse 26 entweichen und im Raum 30 herrscht daher ein höherer Druck, als es dem statischen Werte entsprechen würde, und der Widerstand des Kohlescheibenstabes 1 ist geringer.