Niveauregeleinrichtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs 1 Die Erfindung bezieht sich auf eine Niveauregelein- richtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, mit zwei getrennten Federbeinen, die zum Heben und Senken des Wagenkastens für jedes Federbein einen Druckgeber und ein Magnetventil zur Druckentlastung sowie einen Ni veaugeber hat und bei der die Niveaugeber durch elektrische Leitungen miteinander verbundene elektrische Schalter aufweisen.
Eine derartige Niveauregeleinrichtung ist bekannt.
Bei dieser bekannten Ausführung ist die Schaltung so verlegt, dass der Wagenkasten nur dann gehoben oder gesenkt wird, wenn der linke und der rechte Niveauschal ter gleichzeitig auf Heben oder Senken stehen. Damit soll ein Regeln bei Kurvenfahrt vermieden werden. Jedoch hat eine solche Bauart den Nachteil, dass ein getrenntes Füllen oder Entleeren nur eines Federelements ohne weiteres nicht möglich ist. Ausserdem ist die bekannte Einrichtung bei Federbeinen mit eingebauten Energie quellen und Regelelementen nicht möglich oder aber unzweckmässig. Schliesslich sind die beiden Federbeine auf der linken und rechten Seite jeder Achse durch eine pneumatische Leitung verbunden. Dadurch ist die Wank- stabilität schlecht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niveauregeleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ebenfalls beim Kurvenfahren abschaltet, die aber ein getrenntes Füllen und Entleeren eines Federele ments zulässt. Ausserdem soll die Wankstabilität bei S- Kurvenfahrt verbessert, und Nick- und Wankschwingun- gen sollen vermindert werden.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in die elektrischen Verbindungsleitungen für jedes Federbein ein doppeltes, für einen Druckgeber und für ein Entlastungs-Magnetventil bestimmtes Schaltglied für Heben und Senken eingesetzt ist und dass die Stromzuführung des Druckgebers des linken Federbeins über das Schaltglied des Entlastungs-Magnetventils des rechten Federbeins geführt ist und umgekehrt. Bei der Verwendung von Federbeinen mit eigenen, vorzugsweise eingebauten, aus Elektro-Motor und Elek- tro-Magnetventü bestehenden Druckgebern ist es von Vorteil,
dass in die elektrischen Verbindungsleitungen für jedes Federbein ein doppeltes, für den Motor und für den Magnet bestimmtes Schaltglied für Heben und für Sen ken eingesetzt ist und dass die Stromzuführung des Elektromotors des linken Federbeins über das Schaltglied des Elektromagneten des rechten Federbeins geführt ist und umgekehrt.
Dadurch ist eine besonders einfache Bauweise der Niveauregeleinrichtung zu erreichen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 die Niveauregeleinrichtung mit einem Druck geber mit einer zentralen Pumpe, Fig.2 die Niveauregeleinrichtung mit getrennten Druckgebern für jedes Federbein, Fig.3 die Niveauregeleinrichtung mit elektrischer Koppelung und elektronischer Dämpfung, Fig. 4 Koppelung und Dämpfung in einem Gerät, Fig. 5 die Niveauregeleinrichtung für zwei Fahrzeug achsen,
Fig. 6 eine Niveauregeleinrichtung mit elektrischen Wechselschaltern als Niveaugeber mit einer elektroni schen Dämpfungseinrichtung, Fig.7 die elektronische Dämpfungseinrichtung für die Niveauregeleinrichtung nach Fig. 6, Fig. 8 eine weitere Bauart einer Niveauregeleinrich- tung, mit induktiven Niveaugebern.
Eine Fahrzeugachse 1 hat zwei Räder 2 und 3, die über je ein Federbein 4 und 5 einen Wagenkasten 6 tragen. Für jedes Federbein 4, 5 ist ein aus einem Elektro-Magnetventil 80, 80' und einer Pumpe 70 beste hender Druckgeber und eine nur durch ein Elektro- Magnetventil 81, 81' gebildete Entlastung vorgesehen. jedoch ist für beide Druckgeber eine einzige Pumpe bestimmt, bei einer Vierradfederung für alle vier Druck geber also nur eine Pumpe. Parallel zu jedem Federbein 4 bzw. 5 ist an der Achse 1 ein hydraulischer Dämpfer 9 bzw. 10 angeordnet, der mit einem Stahlfederelement 9' bzw. 10' kombiniert ist.
An jedem Dämpfer 9 bzw. 10 ist ein Winkelhebel 11 bzw. 12 angelenkt, dessen freier Schenkel 13 bzw. 14 als Schaltarm für je ein doppeltes Schaltglied 15 bzw. 16 dient, das jedes als doppelter Wechselschalter ausgebildet ist. Jeder Wechselschalter 15 bzw. 16 hat zwei Verbindungskontakte 17, 17' bzw. 18, 18'. Ferner haben die Wechselschalter je einen (innenlie- nenden) Ruhekontakt 19, 19' bzw. 20, 20' und einen (aussenliegenden) Arbeitskontakt 21, 21' bzw. 22, 22'.
Eine Stromzuführungsleitung 23 führt zu den Ruhe kontakten 19, 19' bzw. 20, 20'. Der Arbeitskontakt 21 ist an das Entlastungs-Magnetventil 81 und der Arbeitskon takt 21' an das Magnetventil 80 des Druckgebers 80, 70 des linken Federbeins 4 angeschlossen. Der Arbeitskon takt 22' hat mit dem Entlastungs-Magnetventil 81' und der Arbeitskontakt 22 mit dem Magnetventil 80' des Druckgebers 80', 70 des rechten Federbeins 5 Verbin dung.
Vom Verbindungskontakt 17 des linken Wechsel schalters 15 führt eine Kreuzleitung 24 zum Verbin dungskontakt 18' des rechten Wechselschalters 16, und vom Verbindungskontakt 17' des linken Wechselschalters 15 geht eine Kreuzleitung 25 zum Verbindungskontakt 18 des rechten Wechselschalters 16. Auf diese Weise ist die Stromzuführung des Magnetventils 80 des Druckgebers 80. 70 des linken Federbeins 4 über den Wechselschalter 16 des rechten Federbeins 5 und die Stromzuführung des Magnetventils 80' des Druckgebers 80', 70 des rechten Federelements 5 über den Wechselschalter 15 des linken Federelements 4 geführt.
Die beschriebene Niveauregeleinrichtung wirkt wie folgt: In der Ruhe- oder Neutralstellung nehmen alle Teile die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.
Wird die Achse 1 auf beiden Rädern belastet, so werden die Schaltarme 13 und 14 nach innen bewegt, und die Verbindungskontakte 17' bzw. 18' werden an die Arbeitskontakte 21' bzw. 22 angeschlossen. Nun kann von der Leitung 23 her ein Strom fliessen von 19 zu 17 über die Kreuzleitung 24 und die Kontakte 18' und 22 zum Magnetventil 80 des Druckgebers 80, 70 des rechten Federbeins. Über die andere Kreuzleitung 25 ist gleichzei tig auch das Magnetventil 80' des Druckgebers 80', 70 des linken Federbeins an die Stromzuleitung angeschlos sen. Beide Federbeine werden durch die Pumpe 70 aufgepumpt, bis der Wagenkasten wieder seine ursprüng liche Höhe erreicht hat.
Dann stehen die Wechselschalter 15 und 16 wieder in Mittellage, in der die beschriebenen Stromwege unterbrochen sind und die Magnetventile 80, 80' ausgeschaltet sind.
Wird die Fahrzeugachse 1 entlastet, so hebt sich der Wagenkasten 6, und die Schaltarme 13 und 14 bewegen sich nach aussen. Dadurch werden die Verbindungskon takte 17 und 18 an die Arbeitskontakte 21 und 22' gelegt. Es fliesst dann ein Strom von der Leitung 23 über 19' und 17' und die Kreuzleitung 25 und die jetzt verbunde nen Kontakte 18 und 22' zum Entlastungs-Magnetventil 81' des rechten Federelements 5 und über 20 und 18' und die Kreuzleitung 24 sowie die Kontakte 17 und 21 zu dem Entlastungs-Magnetventil 81 des linken Federele ments 4. Die Entlastungs-Magnetventile 81 und 81' öffnen und lassen Druckmittel abströmen, so dass der Wagenkasten 6 abgesenkt wird.
Neigt sich der Wagenkasten 6 bei Kurvenfahrt bei spielsweise nach der linken Seite, so wird der Schaltarm 13 des Hebels 11 über den Dämpfer 9 nach rechts bewegt und der Verbindungskontakt 17' an den Arbeitskontakt 21' angeschlossen.
Dabei kann aber kein Strom zum Magnetventil des linken Federelements 4 fliessen, weil sich auch der Arm 14 nach rechts bewegt und den Kontakt 18 mit dem Kontakt 22' verbindet. Es findet keine Regelung statt. Das gleiche gilt auch beim Neigen des Wagenkastens 6 nach rechts.
In der Fig.2 ist eine Niveauregeleinrichtung mit getrennten Druckgebern für jedes Federbein vorgesehen. Dabei tragen die der Fig. 1 entsprechenden Teile auch die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1. Auch hier hat eine Fahrzeugachse 1 zwei Räder 2 und 3, die über je ein Federbein 4 und 5 einen Wagenkasten 6 tragen. Jedes Federbein 4 bzw. 5 hat einen eingebauten Druckgeber 7 bzw. 7' und ein Regelelement 8 bzw. 8'. Der Druckgeber 7,7' ist ein Elektromotor, und das Regelelement 8, 8' ist ein Elektro-Magnetventil.
Der Arbeitskontakt 21 ist an das Magnetventil 8 und der Arbeitskontakt 21' an den Motor 7 des linken Federbeins 4 angeschlossen. Der Arbeitskontakt 22' hat mit dem Magnetventil 8' und der Arbeitskontakt 22 mit dem Motor 7' des rechten Federbeins 5 Verbindung. Vom Verbindungskontakt 17 des linken Wechselschalters 15 führt eine Kreuzleitung 24 zum Verbindungskontakt 18' des rechten Wechselschalters 16, und vom Verbin dungskontakt 17' des linken Wechselschalters 15 geht eine Kreuzleitung 25 zum Verbindungskontakt 18 des rechten Wechselschalters 16.
Auf diese Weise ist die Stromzuführung des Motors 7 des linken Federbeins 4 über den Wechselschalter 16 des rechten Federbeins 5 und die Stromzuführung des Motors 7' des rechten Federelements 5 über den Wechselschalter 15 des linken Federelements 4 geführt. Diese Niveauregeleinrichtung wirkt wie folgt: In der Ruhe- oder Neutralstellung nehmen alle Teile die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.
Wird die Achse 1 auf beiden Rädern belastet, so werden die Schaltarme 13 und 14 nach innen bewegt, und die Verbindungskontakte 17' bzw. 18' werden an die Arbeitskontakte 21' bzw. 22 angeschlossen. Nun kann von der Leitung 23 her ein Strom fliessen von 19 zu 17 über die Kreuzleitung 24 und die Kontakte 18' und 22 zum Motor 7 des rechten Federbeins. Über die andere Kreuzleitung 25 ist gleichzeitig auch der Motor 7' des linken Federbeins an die Stromzuleitung angeschlossen. Beide Federbeine werden aufgepumpt, bis der Wagenka sten wieder seine ursprüngliche Höhe erreicht hat. Dann stehen die Wechselschalter 15 und 16 wieder in Mittella ge, in der die beschriebenen Stromwege unterbrochen sind und die Elektromotoren 7, 7' ausgeschaltet sind.
Wird die Fahrzeugachse 1 entlastet, so hebt sich der Wagenkasten 6, und die Schaltarme 13 und 14 bewegen sich nach aussen. Dadurch werden die Verbindungskon takte 17 und 18 an die Arbeitskontakte 21 und 22' gelegt. Es fliesst dann ein Strom von der Leitung 23 über 19' und 17' und die Kreuzleitung 25 und die jetzt verbunde nen Kontakte 18 und 22' zum Magnetventil 8' des rechten Federelements 5 und über 20 und 18' und die Kreuzleitung 24 sowie die Kontakte 17 und 21 zu dem Magnetventil 8 des linken Federelements 4. Die Magnet ventile 8, 8' öffnen und lassen Druckmittel abströmen, so dass der Wagenkasten 6 abgesenkt wird.
Neigt sich der Wagenkasten 6 bei Kurvenfahrt bei spielsweise nach der linken Seite, so wird der Schaltarm 13 des Hebels 11 über den Dämpfer 9 nach rechts bewegt und der Verbindungskontakt 17' an den Arbeitskontakt 21' angeschlossen: Dabei kann aber kein Strom zum Elektromotor des linken Federelements 4 fliessen, und es findet keine Regelung statt. Das gleiche gilt auch beim Neigen des Wagenkastens nach rechts.
Wenn die beiden Dämpfer 9' und 10 unterschiedliche Dämpfungszeiten aufweisen, kann es vorkommen, dass bei Kurvenfahrt Fehlschaltungen eintreten. Um dies zu vermeiden, sind bei der Ausführung nach Fig.3 die hydraulischen Dämpfer 9 und 10 weggelassen und durch eine elektronische Dämpfüngseinrichtung 30 ersetzt, die für beide Federbeine absolut gleiche Dämpfungszeiten liefert. Die Einzelteile der elektronischen Dämpfungsein- richtung 30 sind in der Fig. 7 dargestellt.
Im übrigen sind in den Fig. 3 bis 5 die gleichen Bezugszahlen verwendet wie in Fig. 1.
In der Ausführung nach der Fig.4 ist auch die Überkreuzverbindung der Leitungen 24 und 25 in ein einziges, elektronisches Gerät 31 verlegt, in dem dann sowohl die Koppelung der Leitungen als auch die Dämpfung durchgeführt wird. Hierbei besteht die Mög lichkeit, einfache Schalter bzw. kontaktlose, induktive Geber zu verwenden und diese eventuell konstruktiv mit in das Federbein einzubeziehen.
Die Fig. 5 zeigt eine Niveauregeleinrichtung für die vier Räder eines Fahrzeugs mit vier einzelnen Federbei nen 32 und 35 und zwei Achsen 36 und 37.
Bei dieser Einrichtung besteht die Möglichkeit, bei Verwendung von induktiven Gebern diese so zu beein flussen, dass die Bodenfreiheit stufenlos veränderbar ist (vgl. auch Fig. 10 und entsprechende Textstelle in der Beschreibung). Durch die überkreuzkoppelung der beiden Wechselschalter einer Achse wird auch hier ein Regeln bei Kurvenfahrt verhindert.
Bei allen dargestellten Ausführungen sind die Feder beine einer Achse bis auf die elektrischen Leitungsver bindungen völlig voneinander getrennt. Auf diese Weise wird die sogenannte Wankstabilität eines Fahrzeugs stark erhöht, und besondere Wank-Stabilisatoren können ent fallen, da durch die Trennung der Federbeine die glei chen Bedingungen wie bei einem Fahrzeug mit ungeregel ter Federung erreicht werden.
Da des weiteren in jedes Federbein ein eigener Elektromotor und ein eigenes Elektromagnetventil einge baut sind, kann dieses Element als Federbein nachträg lich in jedes Fahrzeug eingebaut werden, um das Fahr zeug mit einer Druckmittelfederung auszurüsten. Es ist dann lediglich notwendig, elektrische Verbindungsleitun gen zu verlegen, deren Montage wesentlich einfacher als das Verlegen von Druckmittelleitungen ist.
Bei der Ausbildung nach der Fig. 6, in der für bereits behandelte Einzelteile weitgehend die gleichen Bezugs zahlen verwendet sind wie in der Fig. 1, führen von den Magnetventilen 80, 80', 81 und 81' vier elektrische Leitungen 49, 50, 49' und 50' zu Anschlüssen 107, 108, 109, 110 eines elektronischen Geräts 131. An der Fahr zeugachse 1 sind nahe jedem Rad 2 bzw. 3 je ein Winkelhebel 11 bzw. 12 angelenkt, dessen freier Schenkel 13 bzw. 14 als Schaltarm für je einen doppelten Wechsel schalter 15 bzw. 16 dient. Jeder Wechselschalter 15 bzw. 16 hat zwei Verbindungskontakte 17, 17' bzw.' 18, 18'.
Ferner haben die beiden Wechselschalter je einen (innen liegenden) Ruhekontakt 19, 19' bzw. 20, 20' und einen (aussenliegenden) Arbeitskontakt 21, 21' bzw. 22, 22'. Über Leitungen 51, 51', 52, 52' mit Anschlüssen 1Q7', 108', 109', 110' sind die Wechselschalter 15 bzw. 16 ebenfalls an eine elektronische Dämpfungseinrichtung 131 angeschlossen. Die Wechselschalter 15 und 16 sind ausserdem über Leitungen 123 und 124 kreuzweise miteinander verbunden.
Über die mit der Fahrzeugachse 1 beweglichen Schen kel 13 bzw. 14 werden die Kontakte der Wechselschalter 15 und 16 bei Höhenabweichungen des Wagenkastens 6 geschaltet. Jeder als Niveaugeber arbeitende Wechsel schalter 15 und 16 kann dadurch die Dämpfungseinrich- tung 131 steuern.
Die Dämpfungseinrichtung 131 hat, wie die Fig. 7 zeigt, aktive (132) und passive (133) elektronische Bau elemente. Mit dieser Dämpfungseinrichtung 131 ist die Dämpfung auf den beiden Seiten des Fahrzeugs so zu beeinflussen, dass absolut gleiche Dämpfungszeiten er reicht werden.
Über die elektronische Dämpfungseinrichtung 131 ist nur die Dämpfung durchgeführt, die Koppelung der Niveaugeber 15 und 16 miteinander erfolgt durch die elektrischen Kopplungsleitungen<B>123,</B> 124 in Verbindung mit den Wechselkontakten 17, 19, 1T, 19'; 18, 20, 18', 20'. In der Fig. 8 ist schliesslich eine Niveauregeleinrich- tung dargestellt, bei der die Niveaugeber als induktive Geber 125 und 126 ausgebildet sind. Auch hier tragen die den Fig.6 und 8 entsprechenden Teile die gleichen Bezugszahlen. Zwischen dem Schaltgerät 61 und den induktiven Gebern 125 und 126 liegt je ein Gleichrichter 64 und 65 und ein Paar von Schmitt-Triggern 66, 67 und 68, 69.
Ein Schmitt-Trigger ist ein Gerät, dessen Ausgang nur zwei elektrische Zustände einnehmen kann. Der Übergang von einem Zustand zum anderen erfolgt, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert über steigt.
Die jeweils gleiche Seite der induktiven Geber 125 und 126 ist an einen Frequenzgenerator 70 angeschlossen, während ihre andere Seite an Masse liegt. Die Gleichrich ter 64 und 65 sind mit einem Widerstand 71 zusammen geschaltet, der von aussen zugänglich ist. Über diesen Widerstand ist die Bodenfreiheit des Fahrzeugs durch elektrischen Eingriff von aussen stufenlos zu verän dern.