-
Vorrichtung zur Kurvenstabilisierungdes Wagenkastens bei Kraftfahrzeugen
Zusatz zum Patent: 1105 290 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kurvenstabilisierung
des Wagenkastens bei Kraftfahrzeugen, bei der die Radträger jeder Achse mit einem
unterbrochenen Drehstab-Stabilisator miteinander gekoppelt sind, dessen beide Teile
durch einen hydraulischen, nach Art einer Drehkolbenpumpe aufgebauten Stellmotor
miteinander verbunden sind, die Drehstabenden mittels der Stellmotoren bei Neigung
des Wagenkastens durch die Arbeitsflüssigkeit gegeneinander verdrehbar sind und
die Arbeitsflüssigkeit durch einen hydraulischen, von den Fliehkräften beeinflußten
Steuerkreislauf gesteuert wird, nach Patent 1105 290.
-
Gegenstand des nicht zum Stand der Technik gehörenden Hauptpatents
ist die vorstehend. angegebene Vorrichtung, wobei das Hauptpatent nur die konstruktive
Grundanordnung, nicht jedoch Einzelheiten der Steuerung und der Führung der Flüssigkeitsstromkreise
für Arbeits- und Steuerflüssigkeit sowie der beide Kreise verbindenden Ventile umfaßt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, in Weiterbildung des Gegenstandes des
Hauptpatents eine kompakte Anordnung für die Steuerung der Drehstabverstellung und
die Ausbildung der im Stellmotor zusammengefaßten Arbeits- und Steuerorgane mit
ihren Leitungen zu schaffen, wobei entsprechend der die waagerechte Lage des Wagenkastens
beeinflussenden Querneigungskraft (Fliehkraft bei Kurvenfahrt und in Querrichtung
des Fahrzeuges geneigte Fahrbahn) eine Arbeitsflüssigkeit in verschiedenen Kammern
des Stellmotors einen Druck aufbaut und die Teile des Drehstabes entsprechend der
Größe der Querneigungskraft und des davon abhängigen Druckes der Steuerflüssigkeit
um einen bestimmten Winkel verdreht werden, um den Wagenkasten in der waagerechten
Lage zu stabilisieren.
-
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung, ausgehend von der Anordnung
gemäß dem Hauptpatent, dadurch gelöst, daß der eine Drehstabteil mit einem Verteilerblock
mit den Anschlüssen der Leitungen für die Steuer- und die Arbeitsflüssigkeit sowie
in an sich bekannter Weise mit dem Gehäuse des Stellmotors fest verbunden ist, während
der andere Drehstabteil in ebenfalls an sich bekannter Weise mit dem Drehkolben
des Stellmotors fest verbunden ist, und daß zwischen dem Verteilerblock und dem
Drehkolben ein Steuerschieber angeordnet ist, der gegenüber einem Drehstabteil durch
Federn festgelegt und durch die Steuerflüssigkeit entgegen der Federkraft derart
verstellbar ist, daß bei fehlendem Steuerflüssigkeitsdruck infolge der Stellung
des Steuerschiebers zum Verteilerblock und zum Drehkolben die Arbeitsflüssigkeit
in an sich bekannter Weise drucklos im Kreislauf gefördert wird, während bei Einwirkung
der Steuerflüssigkeit auf den Steuerschieber dieser gegenüber demselben Drehstabteil
um einen vom Druck der Steuerflüssigkeit abhängigen Weg verstellt wird und dadurch
die Arbeitsflüssigkeit den Drehkolben beaufschlagt und beide Drehstabteile um einen
entsprechenden Verdrehwinkel zueinander verdreht.
-
Die als bekannt angegebenen Merkmale sind einer Anordnung entnommen,
die lediglich einen Arbeitsflüssigkeitslauf aufweist, während ihr der besondere
Steuerkreislauf fehlt. Dadurch ist bei der bekannten Einrichtung der Platz für das
Steuerventil nicht frei wählbar, da es direkt mit dem fliehkraftabhängigen Trägheitspendel
oder der Lenkung verbunden sein muß. Diese Verbindung benötigt ein gewisses Volumen,
das im allgemeinen innerhalb der platzbeschränkten Radaufhängungen nicht vorhanden
ist. Die bekannte Anordnung vermittelt auch keine Anregung für eine mittelbare Steuerung
des Steuerventils durch einen besonderen Steuerkreislauf sowie auch keinen Hinweis
auf die bauliche Zusammenfassung von Stellmotor und Steuerventil.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung sind der Verteilerblock und der
Steuerschieber planparallel und stirnseitig abdichtend aneinanderliegende, um eine
gemeinsame Mittelachse drehbare Scheiben.
-
In einer anderen Weiterbildung können der Verteilerblock und der Steuerschieber
als axial ineinander
verschiebbarer und an den Gleitflächen abdichtender
Bolzen und Hülse ausgebildet sein, die auf dem Umfang zusammenwirkende Kanäle und
Bohrungen zur Leitung der Arbeitsflüssigkeit besitzen.
-
Weitere zur Erfindung gehörende Merkmale dieser Ausbildungen ergeben
sich aus den Patentansprüchen. In den Zeichnungen sind nachfolgend erläuterte Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Stellmotor gemäß einer ersten Bauart
im Längsschnitt, F i g. 2 den Stellmotor im Querschnitt nach Linie II-II der F i
g. 1, F i g. 3 den Deckel mit Anschlußkanälen und Verteilerkanälen in Ansicht nach
Linie III-III der F i g. 1, F i g. 4 die Abdeckscheibe mit Zapfstellen in Ansicht
nach Linie IV-IV der F i g. l., F i g. 5 die Verteilerscheibe mit Zapfstellen in
Ansicht nach Linie V-V der F i g. 1, F i g. 6 den Steuerschieber bei Geradeausfahrt
des Fahrzeuges im Schnitt nach Linie VI-VI der F i g. 1, F i g. 7 den Steuerschieber
bei Linkskurve des Fahrzeuges im Schnitt wie F i g. 6, F i g. 8 einen Stellmotor
anderer Bauart im Längsschnitt, F i g. 9 einen weiteren Stellmotor im Längsschnitt,
F i g. 10 den Stellmotor im Querschnitt nach Linie X-X der F i g. 9, F i g. 11 die
Stellung des Steuerschiebers zum Verteilerblock und zum Drehkolben bei Geradeausfahrt
des Fahrzeuges in Ansicht nach F i g. 9 und F i g. 12 die Stellung dieses Steuerschiebers
bei einer Linkskurve des Fahrzeuges.
-
Die Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden
beim Hauptpatent versehen. Zunächst wird der Stellmotor nach F i g. 1 bis 7 beschrieben.
Die Flüssigkeit, die zum Steuern der Drehstabverstellung benutzt wird, soll mit
Steuerflüssigkeit und die Flüssigkeit, mit Hilfe derer die Verstellung der Drehstäbe
bewerkstelligt wird, soll mit Arbeitsflüssigkeit bezeichnet werden. Auf der linken
Seite des Stellmotors 4 sind die für die Leitung der Steuer- und der Arbeitsflüssigkeit
notwendigen Bauteile sowie die Steuerorgane angeordnet. Die die Steuer- und die
Arbeitsflüssigkeit leitenden und verteilenden Bauteile sind der Deckel
95, die Abdeckscheibe 96, die Verteilerscheibe 97 und der Steuerschieber
55. Der Deckel 95, die Abdeckscheibe 96
und die Verteilerscheibe 97 sind durch
die Schrauben 99 zu einem Verteilerblock zusammengefaßt und am Gehäuse
98 des Stellmotors 4 durch Schrauben 100
befestigt. Diese drei
Teile sind damit nur als Ganzes durch den rechts erkennbaren und mit dem Gehäuse
des Stellmotors verbundenen Drehstabteil5 drehbar und stellen ein bestimmtes, einmal
festgelegtes Kanalsystem dar. Die Leitungen für die Steuer- und die Arbeitsflüssigkeit
sind am Deckel 95 angeschlossen. Auf dem Drehkolben 13, der über eine Kerbverzahnung
102 mit dem in der Zeichnung links liegenden Drehstabteil 6 verbunden ist,
ist eine Scheibe 101
stirnseitig durch Schrauben 103 befestigt. Diese Scheibe
101 besitzt Bohrungen 24, 25, 32 und 33 (s. F i g. 2), durch die die Arbeitsflüssigkeit
in die Kammern des Stellmotors 4 fließt und auf den Drehkolben 13 wirkt. Zwischen
den mit dem Drehstabteil 5 verbundenen Teilen 95 bis 97 und der mit dem Drehstabteil
6 verbundenen Scheibe 101 ist der Steuerschieber 55 angeordnet. Dieser Steuerschieber
kann durch die Steuerflüssigkeit um seine Achse gedreht werden. Um etwa diesen Verdrehwinkel
werden dann die Drehstabteile 5 und 6 durch die Arbeitsflüssigkeit ebenfalls zueinander
verdreht. Der Steuerschieber 55 ist auf einem gehäusefesten Ring
104 entgegen der Kraft der Feder 59 oder 60 drehbar (F i g.
6). Abhängig davon, ob die Steuerflüssigkeit durch die Leitung 26 oder 27 dem Stellmotor
zufließt, wird der Steuerschieber entweder nach links entgegen der Kraft der Feder
59 oder nach rechts gegen die Kraft der Feder 60 gedreht. Wieviel der Steuerschieber
55 verdreht wird, ist abhängig davon, wie groß der Druck der Steuerflüssigkeit ist.
-
Es soll zuerst die Leitung der Steuer- und der Arbeitsflüssigkeit
im gehäusefesten Teil, also in den zusammenverschraubten Teilen 95 bis 97 erläutert
werden (F i g. 1 und 3 bis 5). In F i g. 3 bis 5 sind die Teile in Richtung vom
Drehkolben 13 zum Drehstabteil 6 hin betrachtet dargestellt. An den Deckel 95 (F
i g. 3) sind die äußeren Zuleitungen 26 und 27 für die Steuerflüssigkeit angeschlossen.
Wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt, fließt die Steuerflüssigkeit durch die
Leitung 26, bei einer Linkskurve durch die Leitung 27 in den Stellmotor 4. Die Leitung
26 mündet in eine einfache Bohrung des Deckels 95. Die Leitung 27 mündet dagegen
in einen Verteilerkanal 105. Die äußeren Zuleitungen 22 und
23 für die Arbeitsflüssigkeit sind ebenfalls an den Deckel 95 angeschlossen.
Durch die Leitung 22 erfolgt der Zulauf der Arbeitsflüssigkeit zum Stellmotor
4, und durch die Leitung 23 erfolgt der Abfluß. Die Zulaufleitung 22 mündet
in eine einfache Bohrung des Deckels 95; die Abflußleitung 23 in einen Verteilerkanal
106. Die Abdeckscheibe 96 (F i g. 4) liegt auf dem Deckel 95. Die Bohrungen in der
Abdeckscheibe 96 kommen auf die Bohrungen und Kanäle des Deckels 95 so zu
liegen, daß die Steuerflüssigkeit, wenn eine Linkskurve gefahren wird, von der Leitung
27 über den Kanal 105 durch die Bohrungen 107 fließt. Bei einer Rechtskurve fließt
die Steuerflüssigkeit von der Leitung 26 durch die Bohrung 108 der
Abdeckscheibe 96. Die Arbeitsflüssigkeit fließt dem Stellmotor 4 durch die Bohrung
109 der Abdeckscheibe 96 zu. Die Abflußleitung 23 der Arbeitsflüssigkeit
steht über den Kanal 106 mit den Bohrungen 110 der Abdeckscheibe 96 in Verbindung.
Die Verteilerscheibe 97
(F i g. 5) kommt auf die Abdeckscheibe 96 so
zu liegen, daß die Flüssigkeitsströme durch die Kanäle und Bohrungen der Verteilerscheibe
97 weitergeleitet werden. Die Steuerflüssigkeit fließt bei einer Rechtskurve durch
die Bohrung 108 der Abdeckscheibe 96
in den Kanal 111 der Verteilerscheibe
97, der an seinen Endstellen in Bohrungen 112 übergeht. Bei einer
Linkskurve des Fahrzeuges fließt die Steuerflüssigkeit durch die Bohrungen
107 der Abdeckscheibe 96 in die Bohrungen 113 der Verteilerscheibe 97. Die
Arbeitsflüssigkeit fließt durch die Bohrung 109 der Abdeckscheibe 96 in den Kanal
114 der Verteilerscheibe 97. Im Kanal 114 sind zwei Bohrungen 115 angebracht.
Der Abfluß der Arbeitsflüssigkeit aus dem Stellmotor erfolgt durch die Bohrungen
116 der Verteilerscheibe 97 in die Bohrungen 110 der Abdeckscheibe 96 usw. Durch
die Bohrungen 112 oder 113 und durch die Bohrungen 115 fließen
die Flüssigkeitsströme zum Steuerschieber 55.
-
In F i g. 6 ist die Stellung des Steuerschiebers 55 dargestellt, wenn
das Fahrzeug geradeaus fährt. Dabei fließt keine Steuerflüssigkeit, und der Steuer-
Schieber
ist durch die Federn 59 und 60 in der Mittelstellung gehalten.
-
In F i g. 7 ist die maximale Verdrehung des Steuerschiebers 55 bei
einer Linkskurve des Fahrzeuges dargestellt. Die Steuerflüssigkeit fließt dabei
von der Leitung 27 durch den Kanal 105 des Deckels 95, durch die Bohrungen 107 der
Abdeckscheibe 96, durch die Bohrungen 113 der Verteilerscheibe 97 und von da in
die Räume 117 (F i g. 7). F i g. 6 und 7 zeigen den Steuerschieber 55 von der Deckelseite
des Stellmotors 4 gegen den Drehkolben 13 hin betrachtet. Die Räume 117 liegen zwischen
dem gehäusefesten Ring 104 mit seinen zwei Lagernasen 123 und dem Steuerschieber
55 mit seinen zwei Lagernasen 124. Durch den jeweiligen Druck der Steuerflüssigkeit,
der in Abhängigkeit von der Größe der Fliehkraft veränderlich ist, wird der Steuerschieber
nach links entgegen der Kraft der Federn 59 in die dargestellte Lage verdreht. In
F i g. 2, 6 und 7 sind die vier in die Kammern des Stellmotors führenden Bohrungen
24, 25, 32 und 33 dargestellt. Die Verteilerscheibe 97 liegt so auf dem Steuerschieber
55, daß die Bohrungen 115 für den Zufluß der Arbeitsflüssigkeit und die Bohrungen
11,6 für den Abfluß der Arbeitsflüssigkeit über die Kanäle 118 bzw. Kanäle
120 des Steuerschiebers 55 zu liegen kommen.
-
Die Steuerflüssigkeit, die bei einer Linkskurve des Fahrzeuges in
den Räumen 117 einen Druck aufbaut, strömt bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges nicht
in den Leitungen 26 oder 27. Die Arbeitsflüssigkeit jedoch strömt auch bei Geradeausfahrt
des Fahrzeuges ständig in der Zulaufleitung 22 und Ablaufleitung 23. Sie strömt
durch die Bohrungen 115 in die Kanäle 118, von da aus durch die Bohrungen 24, 25,
32 und 33 in die Kanäle 120 und dann durch die Bohrungen 116 zurück. Die Arbeitsflüssigkeit
wird also ohne Arbeitsabgabe, d. h. ohne den Drehkolben 13 zu drehen, im Kreislauf
gefördert.
-
Bei gedrehtem Steuerschieber 55 (Fig. 7) baut die Arbeitsflüssigkeit
über die Öffnungen 115 und die Kanäle 118 durch die Bohrungen 25 und 33 in den Kammern
17 und 19 einen Druck auf, durch den der Drehkolben 13 entgegen dem Uhrzeigersinn
verdreht wird. Die anderen beiden Kammern 16 und 18 stehen dabei über die Bohrungen
24 und 32 und die Kanäle 120 mit den Abflußöffnungen 116 in Verbindung. Der Steuerschieber
55 kann bis zum Anschlag seiner Nasen 121 an einem Bolzen 122 verdreht werden. Etwa
um den Verdrehwinkel des Steuerschiebers 55, abhängig vom Druck der Steuerflüssigkeit,
wird auch der Drehkolben 13 durch die Arbeitsflüssigkeit verdreht werden, da die
am Drehkolben 13 befestigte Scheibe 101 (F i g. 1) mit ihren Bohrungen 24, 25, 32
und 33 so weit verdreht wird, bis diese Bohrungen wieder mit den Abflußbohrungen
116 als Drossel in Verbindung stehen. Damit eilt bei Kurvenfahrt der Drehkolben
13 dem Steuerschieber 55 nach, und die Verdrehung des Drehkolbens 13 gegenüber dem
Gehäuse 98, d. h. die Verdrehung der beiden Drehstabteile 5 und 6 gegeneinander,
ist durch den Verdrehwinkel des Steuerschiebers 55 bestimmt.
-
F i g. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Stellmotors. Bei
diesem ist eine Scheibe 134 gehäusefest. Ein Steuerschieber 133 liegt damit mit
seinen beiden Planflächen an gehäusefesten Teilen an und ist gegenüber diesen um
seine Mittelachse drehbar. Der Steuerschieber 133 ist auf einem Ansatz 139 des Drehkolbens
13 entgegen der Kraft der Federn 142 und 143 drehbar. Diese Federn sind in diesem
Fall ineinandergelegte Schraubenfedern, wobei jeweils gegen die Kraft einer der
Federn bei einer Drehrichtung der Steuerschieber 133 gegen den Drehkolben 13 gedreht
wird. Wirkt keine Steuerflüssigkeit, die den Steuerschieber 133 gegen die Kraft
dieser Feder verdreht, wird der Steuerschieber 133 durch die zwei Federn 142 und
143 in einer Mittelstellung zum Drehkolben 13 gehalten. Damit ist wie im ersten
Ausführungsbeispiel ein Zustand nach F i g. 6 erreicht. Die Federn 142 und 143 sind
am Steuerschieber 133 und am Drehkolben 13 durch Nasen 140 und 141 abgestützt. Die
Kanäle und Bohrungen im Verteilerblock 130, 131 und 132 sind ähnlich wie die im
ersten Ausführungsbeispiel. Der Steuerschieber 133 trägt auf seiner Planfläche zwei
auf einer Kreisbahn liegende und den Steuerschieber axial ganz durchsetzende Kanäle
135 und 136. Diese sind ähnlich den Kanälen 118 und 120 des ersten Ausführungsbeispiels
und dienen dazu, zusammen mit zwei am Drehkolben 13 angeordneten Nasen 137 und 138,
die in den Kanälen in Umfangsrichtung abdichtend gleiten, die vier Räume zu bilden,
in denen die Steuerflüssigkeit einen Druck aufbaut und den Steuerschieber 133 gegenüber
dem Drehkolben 13 um einen bestimmten, vom Druck der Steuerflüssigkeit abhängigen
Winkel verdreht (ähnlich wie in der F i g. 7 die Kanäle 117 und 119 und die Nasen
134 und 124).
-
F i g. 9 zeigt einen Stellmotor, dessen für die Leitung der Steuer-
und der Arbeitsflüssigkeit notwendige Bauteile innerhalb angeordnet sind, wodurch
sich eine gedrängte, kleine Bauweise ergibt. Der gehäusefeste Deckel 148 besitzt
einen festen Verteilerzapfen 149. Diese beiden Teile stellen wirkungsmäßig den in
den ersten beiden Ausführungsarten beschriebenen Verteilerblock dar. Am Deckel 148
sind die parallel zueinander verlaufenden Leitungen 22, 23, 26 und 27 für die Arbeits-
und Steuerflüssigkeit, angeschlossen. Diese vier Leitungen verlaufen in Verteilerzapfen
149 in axialer Richtung zu ihren einzelnen Wirkungsgebieten. So mündet die Leitung
26 (Steuerdruck bei Rechtskurve) durch den Kanal 151
in einen Raum 154. Die
Leitung 27 (Steuerdruck bei Linkskurve) mündet durch den Kanal 150 in einen
Raum 155. In diesen beiden Räumen 154 und 155 sind die Federn 146 und 147 angeordnet,
gegen die der Steuerschieber 145 abwechselnd axial nach rechts oder links entsprechend
dem Druck der Steuerflüssigkeit verschoben wird. Der Steuerschieber 145 ist als
Hülse ausgebildet und ist auf dem Verteilerzapfen 149 durch den Steuerdruck axial
verschiebbar. Der Steuerschieber 145 besitzt auf seinem Umfang vier um jeweils 90°
zueinander versetzte Bohrungen 156 und 157, die in einer Querebene liegen. Der Steuerschieber
145 ist durch eine Nase 165 in einer Nut 166 des Verteilerzapfens 149 axial geführt.
Der Verteilerzapfen 149 sowie der Steuerschieber 145 sind in einer Hülse 164 des
Drehkolbens 13 gelagert. Diese Hülse ist zweckmäßig als Einsatzstück gefertigt und
im Drehkolben 13 fest eingepreßt. Die Hülse 164 besitzt auf ihrem Umfang vier auf
einer rechtsgängigen Schraubenbahn liegende Kanäle 160, 161, 162 und 163. Diese
Kanäle durchbrechen radial ganz die Wandung der Hülse 164.
-
Die Arbeitsflüssigkeit fließt durch die Leitung 22 dem Stellmotor
zu und durch die Leitung 23 aus dem Stellmotor ab. Die Leitung 22 ist über den Zuflußkana
1152
mit zwei sich gegenüberliegenden axialen Kanälen 158 des Verteilerzapfens 149 verbunden.
Die Abflußleitung 23 ist über den Abflußkanal 153 ebenfalls mit zwei sich gegenüberliegenden
axialen Kanälen 159 des Verteilerzapfens 149 verbunden. Über die Kanäle 158 fließt
die Arbeitsflüssigkeit durch die Bohrungen 156 des Steuerschiebers 145. In der Mittelstellung
des Steuerschiebers 145, d. h. wenn kein Steuerdruck in den Leitungen 26 oder 27
wirkt, wird die Arbeitsflüssigkeit im Kreislauf gefördert. Jeder der vier Kanäle
160 bis 163 steht über eine radiale Bohrung mit einer der Kammern 16 bis 19 des
Stellmotors in Verbindung (F i g. 10). Der Kanal 162 steht somit über die
Bohrung 168 mit der Kammer 16, der Kanal 163 über die Bohrung 169 mit der Kammer
19, der Kanal 160 über die Bohrung 170 mit der Kammer 18 und der Kanal 161 über
die Bohrung 167 mit der Kammer 17 in Verbindung. Wie aus F i g. 11 ersichtlich,
ist jeder der Kanäle 160 bis 163 über die Bohrungen 156 und 157 sowohl mit der Zuflußleitung
152 als auch mit der Abflußleitung 153 verbunden, so daß die Arbeitsflüssigkeit
im Kreislauf ohne Druckaufbau in den Kammern des Stellmotors gefördert wird.
-
Bei einer Linkskurve wirkt der Druck der Steuerflüssigkeit im Raum
155 (F i g. 9), und der Steuerschieber 145 wird axial nach links verschoben
(F i g. 12). Damit münden die diametral gegenüberliegenden Bohrungen 156
des Steuerschiebers 145
nur in die Kanäle 161 und 163, d. h., die Arbeitsflüssigkeit
fließt durch die Bohrungen 167 und 169 in die Kammern 17 und 19 des Stellmotors.
Die Kammern 16 und 18 des Stellmotors sind dabei über die Bohrungen 168 und 170
mit den Kanälen 162 und 160 verbunden, die über die sich diametral gegenüberliegenden
Bohrungen 157 des Steuerschiebers 145 in die Abflußleitung 153 münden. In den Kammern
17 und 19 wirkt also die Arbeitsflüssigkeit und verdreht den Drehkolben
13 und das Gehäuse 98 in Pfeilrichtung (F i g. 10). Die am Drehkolben 13 befestigte
Hülse 164 dreht sich damit in Pfeilrichtung (F i g. 12). Die Verdrehung der Drehstabteile
5 und 6 zueinander und damit der Drehung der Hülse 164 auf dem Steuerschieber 145
erfolgt dabei so lange, bis wie in F i g. 11 jeder Kanal wieder mit der Zufluß-
und der Abflußleitung 152 und 153 in Verbindung steht.