DE1217804B - Vorrichtung zum Konstanthalten der Hoehenlage und/oder der waagerechten Lage des Wagenkastens bei Fahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c-41

Nummer: 1217 804

Aktenzeichen: R31567II/63c Anmeldetag: 29. November 1961

Auslegetag: 26. Mai 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Konstanthalten der Höhenlage und/oder der waagerechten Lage des Wagenkastens bei Fahrzeugen, bestehend aus einem Niveauregler für eine ölpneumatische Fahrzeugfederung, wobei jedem Rad ein zwischen dem Wagenkasten und einem das Rad tragenden Lenker angeordnetes Federelement zugeordnet ist und mindestens eine Pumpe und ein Druckmittelbehälter vorgesehen sind.

Bei solchen Vorrichtungen hängt die Höhe des abgefederten Teiles des Fahrzeuges über dem Boden von der Stellung des Kolbens in dem Federelement ab. Wenn daher z. B. ein auf momentane oder dauernde Belastungserhöhung zurückführendes Absenken des abgefederten Teiles korrigiert werden soll, muß die Stellung des Kolbens in dem Federelement geändert werden.

Bei einer hydropneumatischen Fahrzeugfederung kann zur entsprechenden Änderung der Stellung dieses Kolbens auf die über ihm befindliche Gasmasse oder auf die unterhalb des Kolbens zugeführte Flüssigkeitsmenge eingewirkt werden. Unabhängig hiervon kann die durchzuführende Korrektur von Hand oder vorzugsweise automatisch erfolgen. Eine automatische Korrektur muß durch das Absenken oder Anheben des Wagenkastens in bezug auf den Boden oder die Radachse ausgelöst werden. Hierfür besteht eine bekannte Lösung darin, daß zwischen dem Wagenkasten und dieser Radachse eine die Höhenlage des Wagenkastens feststellende Vorrichtung angeordnet ist, wobei diese Vorrichtung vorzugsweise in der Mitte der Radachse vorgesehen ist, um das unterschiedliche Absenken des Wagenkastens gegenüber dem rechten und dem linken Rad zu berücksichtigen. Eine solche Vorrichtung stellt gewissermaßen eine geometrische Fühl- oder Vergleichsvorrichtung dar, die auf den Höhenunterschied zwischen dem Wagenkasten und den Rädern anspricht und auch an jedem Rad vorgesehen sein kann, wenn die waagerechte Lage des Wagenkastens konstant gehalten werden soll. Die von dieser Fühlvorrichtung angezeigten Werte werden dazu benutzt, die Zuführung oder Ableitung von Druckmittel zu dem Federelement oder aus dem Federelement herbeizuführen.

Derartige Fühlvorrichtungen sind jedoch den durch die Fahrbahn ausgeübten Schwingungen und Stößen und auch Erschütterungen ausgesetzt, die durch das Anschleudern von losen Schmutzteilen oder sonstigen losen Teilen der Fahrbahn hervorgerufen werden.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile vermieden und eine Vorrichtung geschaffen Vorrichtung zum Konstanthalten der
Höhenlage und/oder der waagerechten Lage
des Wagenkastens bei Fahrzeugen

Anmelder:

Regie Nationale des Usines Renault,
Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich
und Dipl.-Ing. K. Gunschmann,
Patentanwälte, München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 28. Dezember 1960 (848 241)

werden, mittels der die Höhenlage und/oder die waagerechte Lage des Wagenkastens in einwandfreier Weise konstant gehalten wird, ohne daß eine solche Fühlvorrichtung erforderlich ist.

Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß der Niveauregler ein Gehäuse umfaßt, in welchem ein Axialschieber angeordnet ist und das mit einer Kammer versehen ist, in welche ein Ende des Axialschiebers mündet, während sein anderes Ende über das Gehäuse hinaus verlängert ist und eine Platte trägt, welche den Boden einer dieses Ende des Schiebers umgebenden elastischen Kammer bildet, die andererseits durch das Gehäuse selbst geschlossen, und von einer am Gehäuse befestigten Glocke umgeben ist, welche eine bestimmte Gasmenge und ein einen Druck auf die vorgenannte Platte ausübendes Abstützglied enthält, wobei das Gehäuse mit Kanälen versehen ist, welche mit dem Federelement bzw. mit dem Druckmittelbehälter oder mit der Pumpe verbunden sind, während der Axialschieber mit Axialkanälen versehen ist, welche es ermöglichen, den Hydraulikraum des Federelementes entweder mit dem Druckmittelbehälter oder mit der Pumpe zu verbinden oder aber, wenn die auf den Axialschieber wirkenden Kräfte sich im Gleichgewicht befinden, den zum Hydraulikraum des Federelementes führenden Kanal zu schließen, wobei der Axialschieber ferner Kanäle aufweist, die in dieser Gleichgewichtsstellung die Pumpe direkt mit dem Druckmittelbehälter verbindet.

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Bei einer in dieser Weise gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung werden die.zum Konstanthalten der Höhenlage und/oder waagerechten Lage des Wagenkastens erforderlichen Korrekturen allein dadurch herbeigeführt, daß der Niveauregler als eine auf Druckänderungen ansprechende Vorrichtung ausgebildet ist, die ieicht regelbar ist und weit entfernt von der Unterseite des-Fahrzeuges an einer Stelle angebracht werden kann, an der sie durch Erschütterungen und Stöße nicIrLheeinträchtigt wird.

Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß bei einer gleichen, weder gemessenen noch tatsächlich festgelegten Höhenlage des Fahrzeugs eine direkte und gleichmäßige. .Beziehung zwischen der Belastung des Fahrzeugs und der Druckmittelmenge besteht, die in dem zur Versorgung der verschiedenen Federelemente ■ des- Fahrzeuges bestimmten Druckmittelbehälter vorhanden ist. Mit Hilfe dieser Beziehung werden. Änderungen der Höhenlage des Wagenkastens festgestellt, ohne daß eine Fühlvorrichtung notwendig^ ist, welche Schwingungen,. Stoßen, Schmutz und gegen die Unterseite des Fahrzeuges geschleuderten Steinen ausgesetzt ist. Vielmehr können solche· Höhenänderungen an einer geschützten Stelle erfaßt werden, so daß die Vorrichtung nach der Erfindung genauer, feiner und sicherer arbeitet.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Anordnung einer hydraulischen Federung üblicher Art inschematischer Darstellung,

Fig. 2 in der gleichen Darstellung die Anordnung einer der Erfindung entsprechenden Vorrichtung,

F i g. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendeten Niveaureglers im Längsschnitt und

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen ölpneumatischen Druckmittelbehälter.

Wie bereits erwähnt, ist bei einer ölpneumatischen Federung üblicher Bauart gemäß Fig. 1 jedem Rad des Fahrzeuges ein mit dem Wagenkasten verbundenes Federelement 1 zugeordnet, dessen Kolben 2 an dem das Rad 4 tragenden Schwingarm 3 befestigt ist. Die Versorgung des Federelementes mit Druckmittel erfolgt aus einem Druckmittelbehälter 5, mit dem es über eine Leitung 6 und eine Pumpe 7 verbunden ist. Dabei wirkt eine Vorrichtung 8 auf einen Niveauregler 9 ein, um je nach der Stellung des Wagenkastens in bezug auf die Räder, dem Federelement Druckmittel zuzuführen oder Druckmittel aus ihm abzulassen.

Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Anordnung mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Vergleichen der Höhenlage nicht mehr erforderlich, weil der Niveauregler 19 auf den Unterschied zwischen den im Druckmittelbehälter 15 und im Federelement 11 herrschenden Drücken anspricht und selbsttätig arbeitet, um den Wagenkasten in eine vorbestimmte Höhenlage zurückzuführen. Zu diesem Zweck umfaßt der in F i g. 3 dargestellte Niveauregler 19 ein Gehäuse 20, in dessen oberem Teil eine Kammer 21 ausgebildet ist, in die ein mit dem Druckmittelbehälter 15 verbundener Kanal 22 mündet.

In der Achse des Gehäuses 20 ist ein Axialschieber 23 angeordnet, der mit einem Axialkanal 24 versehen ist. In diesem ist ohne nennenswertes Spiel ein Kolben 25 geführt, der sich gegen das Gehäuse 20 abstützt. Der Axialkanal 24 steht über einen Querkanal 26 mit einer Ringnut 27 in Verbindung, in die ein im Gehäuse 20 ausgebildeter, mit dem Federelementll über einen Kanallö in Verbindung stehender Kanal 28 einmündet. .-

An seinem dem Axialkanal 24 abgewendeten Ende besitzt der Axialschieber 23 ferner einen Axialkanal 29, der eine Verbindung zwischen einem mit der

ίο Pumpe 17 verbundenen Kanal 30 und einem Kanal 31 herstellt. Letzterer mündet außerhalb des Gehäuses 20 in eine elastische Kammer 32, die von dem Gehäuse 20 begrenzt wird und zusammen hiermit durch einen elastischen,-konzentrisch zu dem Axial-· schieber 23 angeordneten Faltenbalg sowie einer dem Axialschieber mittels einer Mutter 34 befestigten Platte 33 gebildet ist. Zwischen der Platte 33 und dem Boden einer an dem Gehäuse 20 befestigten, die elastische Kammer 32 umgebenden Glocke 36 ist ein

ao Abstützglied 35 in Form einer einen Druck auf die Platte 33 ausübenden Feder angeordnet. Dem Inneren der Glocke 36 kann über ein Ventil 37 Gas zugeführt werden. Die elastische Kammer 32 ist schließlich durch einen Kanal 38 mit der Kammer 21 verbunden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt:

Der in dem Federelement 11 herrschende Druck P übt bei der in F i g. 3 gezeigten Stellung der Teile des Niveaureglers 19 in dem Axialkanal 24 und damit auf . den Axialschieber 23 eine nach unten gerichtete Kraft F aus, gleich P-s, wenn s der Querschnitt des Axialkanals 24 ist.

Der im Druckmittelbehälter herrschende Druck ρ übt in der Kammer 21 auf den Axialschieber 23 eine

. ebenfalls nach unten gerichtete Kraft F₂ aus, die gleich ρ · S ist, wobei S die Querschnittsfläche der elastischen Kammer 32 ist. Schließlich wirkt auf die Platte 33 einerseits die auf die Spannung der Feder 35 zurückzuführende Kraft F₃ und andererseits die auf den in der Glocke 36 herrschenden Gasdruck zurückzuführende Kraft F^

Für die Gleichgewichtsstellung des Axialschiebers 23 muß daher die Bedingung

F 4F = F

erfüllt sein.

Es sei angenommen, daß der Druck des in dem Raum zwischen der Glocke 36 und der elastischen Kammer 32 enthaltenen Gases so ist, daß die in der Zeichnung dargestellte Stellung die Gleichgewichtsstellung ist.

In dieser Stellung ist der zum Federelement 11 führende Kanal 16 von den zum Druckmittelbehälter 15 und zur Pumpe 17 führenden Kanälen 22 bzw. 30 getrennt. Die Pumpe 17 ist dagegen über den in dieser Stellung in die elastische Kammer 32 mündenden Kanal 31 mit dem Druckmittelbehälter 15 kurzgeschlossen und fördert durch die Kanäle 30, 29, 31, 38 und 22, wie in F i g. 2 durch den Pfeil 39 angedeutet ist.

Wenn die Belastung des Fahrzeuges zunimmt, so steigt der Druck im Federelement 11 und in dem Axialkanal 24 entsprechend an, so daß der Axialschieber. 23 nach unten in eine Stellung gleitet, in der er über die Ringnut 27 das Federelement 11 mit der Pumpe 17 verbindet. Die Pumpe fördert sodann in das Federelement 11, was ein Absinken des Druckes

im Druckmittelbehälter 15 und damit eine Verringerung der Kraft F₂ zur Folge hat, so daß der Axialschieber in die Gleichgewichtsstellung zurückkehrt, sobald wieder

F₁A-F₂ = F_a+F_t

erreicht ist.

Wenn sich dagegen die Belastung des Fahrzeuges verringert, sinkt der Druck im Federelement 11 ab, die Kräfte F₃ + F₄ überwiegen und der Axialschieber 23 bewegt sich nach oben in eine Stellung, in der die Ringnut 27 mit der Kammer 21 und damit mit dem Druckmittelbehälter 15 verbunden ist. Das Öl aus dem Federelement. 11 fließt dann durch den Kanal 28, die Ringnut 27, die Kammer 21 und den Kanal 22 in den Druckmittelbehälter zurück, so daß der Druck im Druckmittelbehälter steigt und der Axialschieber wieder in seine Gleichgewichtsstellung zurück verschoben wird, sobald wieder

F 4-F = F

20

Die Niveauregelung mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erfolgt unabhängig von der Temperatur.

Wenn man von der Annahme ausgeht, daß für eine bestimmte Höhe des Wagenkastens bei einer gegebenen Temperatur die im Federelement 11 und im Druckmittelbehälter 15 enthaltenen Druckmittelmengen durch den Niveauregler richtig zugemessen worden sind, muß, wenn im Fall einer Temperaturerhöhung die gleiche Höhe des Wagenkastens eingehalten werden soll, in dem Druckmittelbehälter 15 mehr und in dem Federelement 11 weniger Druckmittel vorhanden sein. Infolge des Temperaturanstieges steigt der Druck des in der Glocke 36 enthaltenen Gases an, so daß die Kraft F₁ entsprechend zunimmt. Bei gleicher Größe der Kraft F₁ muß daher zur Wiederherstellung des Gleichgewichtes der auf den Axialschieber 23 wirkenden Kräfte der Wert der Kraft F₂ größer sein, d. h., es muß mehr Druckmittel im Druckmittelbehälter enthalten sein.

Es ist von Vorteil, den Druckmittelbehälter entsprechend F i g. 4 auszubilden. Bei dieser Ausführungsform enthält der Druckmittelbehälter 40 eine Membran 41, welche den die Flüssigkeit aufnehmenden Raum 42 von dem Raum 43 trennt, sowie eine Feder 44. Er ist trichterförmig gestaltet, so daß ein geringer Druckunterschied einen schnellen Zu- oder Abfluß von Flüssigkeit bewirkt und die Oberfläche der Flüssigkeit sich mit steigendem Flüssigkeitsspiegel vergrößert.

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Konstanthalten der Höhenlage und/oder der waagerechten Lage des Wagenkastens bei Fahrzeugen, bestehend aus einem Niveauregler für eine ölpneumatische Fahrzeugfederung, wobei jedem Rad ein zwischen dem Wagenkasten und einem das Rad tragenden Lenker angeordnetes Federelement zugeordnet ist und mindestens eine Pumpe und ein Druckmittelbehälter vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveauregler (19) ein Gehäuse (20) umfaßt, in welchem ein Axialschieber (23) angeordnet ist und das mit einer Kammer (21) versehen ist, in welche ein Ende des Axialschiebers (23) mündet, während sein anderes Ende über das Gehäuse hinaus verlängert ist und eine Platte (33) trägt, welche den Boden einer dieses Ende des Schiebers umgebenden elastischen Kammer (32) bildet, die andererseits durch das Gehäuse (20) selbst geschlossen und von einer am Gehäuse befestigten Glocke (36) umgeben ist, welche eine bestimmte Gasmenge und ein einen Druck auf die vorgenannte Platte (33) ausübendes Abstützglied (35) enthält, wobei das Gehäuse mit Kanälen (28, 22, 30) versehen ist, welche mit dem Federelement (11) bzw. mit dem Druckmittelbehälter (15) oder mit der Pumpe (17) verbunden sind, während der Axialschieber (23) mit Axialkanälen (24, 29) versehen ist, welche es ermöglichen, den Hydraulikraum des Federelements entweder mit dem Druckmittelbehälter (15) oder mit der Pumpe (17) zu verbinden oder aber, wenn die auf den Axialschieber wirkenden Kräfte sich im Gleichgewicht befinden, den zum Hydraulikraum des Federelements führenden Kanal (16) zu schließen, wobei der Axialschieber ferner Kanäle (z. B. 38) aufweist, die in dieser Gleichgewichtsstellung die Pumpe (17) direkt mit dem Druckmittelbehälter (15) verbindet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 502 623;

   DIN-Normen DK 621-53, Januar 1954: »Regelungstechnik«, S. 1 bis 16, insbesondere S.
2. 2, Bild 1: Regelkreis.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 570/330 5.66 © Bundesdruckerei Berlin