DE1655087B2 - Pneumatische steuereinrichtung zur steuerung der winkellage der scheinwerfer eines fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Ertmdung bezieht sich auf eine pneumatische Steuereinrichtung zur Steuerung der Winkellage der Scheinwerfer eines Fahrzeuges entsprechend der Beladung des Fahrzeuges, mit einer Strömungsmitteldrucksteuereinrichtung, die auf die Beladung des Fahrzeuges anspricht, und einer Betätigungsvorrichtung, die in einem Gehäuse eine auf Druck ansprechende bewegliche Anordnung aufweist, welche antriebsmäßig mit dem Scheinwerfer zur Änderung der Winkelstellung des Scheinwerfers entsprechend dem veränderlichen Steuermitteldruck aus der Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die auf Druck ansprechende bewegliche Anordnung wenigstens ein Kolbenbauteil aufweist.

Auf Grund der Federung moderner Fahrzeuge ist es erforderlich, die Winkelstellung der Scheinwerfer des Fahrzeuges bei einer Veränderung der Belastung wie auch bei einer Veränderung der Verteilung der Belastung zwischen den Hinter- und den Vorderachsen eines Fahrzeuges zu verändern. Es wurden hierzu bereits Steuervorrichtungen vorgeschlagen, die entweder von Hand durch den Fahrer des Fahrzeuges oder automatisch durch auf die Beladung des Fahrzeuges ansprechende Steuerung betätigt werden.

So ist bereits eine selbsttätig arbeitende hydraulische Steuereinrichtung für die Einstellung von Automobilscheinwerfern bekannt (DT-Gbm 19 39 480), bei der die Betätigungsvorrichtung wenigstens ein auf Druck ansprechendes Element aufweist, das die Winkelstellung der Scheinwerfer steuert. Eine derartige Einrichtung hat den Nachteil kontinuierlicher Winkelbewegung der Scheinwerfer auf Grund der direkten Steuerung der Winkelstellung der Scheinwerfer, indem die Steuervorrichtung auf die Beladung des Fahrzeuges ohne Vorzugspositionen für die Scheinwerfer anspricht.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, fortlaufende Winkelbewegungen der Scheinwerfer auf Grund der direkten Steuerung der Winkelstellung der Scheinwerfer zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Kolbenbauteil nachgiebig gegen eine feste, ringförmige Schulter ir Abdichteingriff damit gedrückt wird, damit eine erste wirksame Fläche erzielt wird, die dem veränderlichen Steuerdruck ausgesetzt ist und die.

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Nach einer weheren Ausbildung der Erfindung weist ein automatisches Steuersystem der vorbeschriebenen Art, bei dem die Steuervorrichtung den Differential-Steuerdruck einspeist, wenigstens eine pneumatische -, icolben-Zylinder-Aiiordnung auf, deren beide relativ verschiebbare Elemente mit einem starren Teil des fahrzeuges und mit einer Achse des Fahrzeuges verbunden sind, damit ein pneumatischer Druck eingespeist wird, der sich ak Funktion des Abstandes zwisehen der Achse und dem Fahrgestell oder der Karosserie des Fahrzeuges ändert.

Gegenstand einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein automatisches Steuersystem der angegebenen Art, bei dem jedes auf Druck ansprechende verschiebbare Bauteil einen hydraulischen Strömungsmitteldruck steuert, der die Lage einer federbelasteten Kolbenanordnung beaufschlagt, die antriebsrnäßig mit den Scheinwerfern so verbunden ist, daß sie dieselben im Winkel verschiebt.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines automatischen Steuersystems gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht einer Betätigungsvorrichtung, die schematisch im Steuersystem nach F i g. 1 gezeigt ist,

F i g. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines automatischen Steuersystems gemaß der Erfindung und

Fig.4 eine schematische Ansicht einer Strömungsmittelausführungsform eines automatischen Steuersystems genifß der Erfindung.

In den F i g. 1 und 2 ist ein automatisches Sleuersystern dargestellt, das eine Steuerkolben-Zylinder-Anordnung 10 und zwei Betätigungsvorrichtungen 25 aufweist, die durch die Anordnung 10 gesteuert werden, damit die Winkelstellung der Scheinwerfer 30 eines (nicht dargestellten) Fahrzeuges festgelegt wird. Die Anordnung 10 weist nach Fig. 1 einen Kolben 12 und einen Zylinder 14 auf, die relativ zueinander verschiebbar sind. Der Zylinder 14 besitzt ein starres, glockenförmiges Gehäuse 16 und eine elastomere Membran 18, deren äußere Kante abdichtend mit der äußeren Kante des glockenförmigen Gehäuses 16 mittels eines umgebogenen Flansches 20 befestigt ist. Das Gehäuse 16 und die Membran 18 bilden eine innere Kammer 22 veränderlichen Volumens aus, die mit einem gasförmigen Medium, z. B. Luft, gefüllt ist. Der Zylinder 14 ist über ein Verbindungsstück 40 mit einem Tragteil 38 befestigt, das starr mit dem Fahrzeuggestcl! oder der Karosserie verbunden ist. Der Kolben 12, der aus halb elastomerem Material besteht, ist beispielsweise mit einem beweglichen Tragteil 46 befestigt, das in geeig- ⁶S neter Weise mit einem Teil der Federung verbunden ist, welches durch eine bestimmte Achse des Fahrzeuges (nicht dargestellt) betätigt werden soll. Das Verbindungsstück 40 weist einen Durchflußkanal 42 auf, der eine die Durchflußfläche begrenzende Mündung 44 besitzt. Die Kammer ist strömungsmitteldicht mit der Betätigungsvorrichtung 25 über den Durchflußkanal 42. eine Auslaßleitung 24 und zwei Übertragungsleitungen 28 und 32 verbunden. Wenn die Membran 18 ihre Ruhestellung entsprechend dem unbelastetem Zustand des Fahrzeuges einnimmt, ist der Druck in der Innenkammer 22 etwa gleich oder ein geringes größer als der Atmosphärendruck. Bei einer Änderung des Abstandes zwischen dem Fahrgestell des Fahrzeuges und der Achse auf Grund einer Änderung der Belastung, die der Achse auf Grund einer Änderung der Beladung des Fahrzeuges aufgegeben wird, wird die Membran 18 nach innen in das Gehäuse 16 durch den Kolben 12 gedruckt und der Druck in der Kammer 22 nimmt entsprechend zu, so daß eine Steuerbetätigung der Betätigungsvorrichtung 25 bewirkt wird, nachdem die Druckänderung durch die Mündung 44 gedämpft worden im.

Jede Betätigungsvorrichtung 25 weist, wie in F 1 g. 2 gezeigt, ein Gehäuse 34 auf, das mit einem Tragteil 36 befestigt ist, welches mit dem Fahrzeuggestell oder der Karosserie verbunden ist. Ein Ausgangssteuerbauteil bzw. eine Stange 26, die in axialer Richtung in bezug auf das Gehäuse 34 verschiebbar ist, weist am freien Ende 50 ein Schraubgewinde auf und ist einstellbar mit einem Ansatz 52 befestigt, der starr am Gehäuse des Scheinwerfers 30 angebracht ist. Dieser ist drehbar aul dem Tragteil 36 befestigt, so daß eine axiale Verschiebung des Ansatzes 52, die durch die Stange 26 bewirkt wird, eine entsprechende Winkelverschiebung des Scheinwerfers 30 ergibt.

Das Gehäuse 34 ist über ein Abdeckbauteil 54 abgeschlossen, das einen axialen Einlaßkanal 56 aufweist welcher abdichtend mit der Übertragungsleitung 2» (oder 32) verbunden ist. Eine elastomere Membran 60 ist abdichtend an ihrem Umfang zwischen Gehäuse 34 und Abdeckung 54 eingepreßt. In der normalen Ruhestellung steht die Membran 60 in Eingriff mit der nnenfläche der Abdeckung 54, mit Ausnahme des mittleren Teiles, der durch eine kreisförmige Aussparung 57 definiert ist, die in der Abdeckung 54 vorgesehen ist und einen vorgegebenen Durchmesser besitzt Die Membran 60 legt somit in Verbindung mit der Abdekkung 54 eine Einlaßsteuerkammer 58 fest, die mit dem Einlaßkanal 56 zur Kammer 22 über Leitungen 28 (oder 32) und 24 verbunden ist, während das Innere des Gehäuses 34 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Ein erstes Kolbenbauteil 62, das die Form einer kre.sformigen Platte aufweist, und ein zweites Kolbenbauteil sind koaxial im Gehäuse 34 in der Weise angeordnet, daß sie gegen die Fläche der Membran 60 anliegen, die nicht dem Steuerdruck in der Kammer 58 ausgesetzt ist Eine vorgespannte Feder 66 wird zwischen dem Boden des Gehäuses 34 und einer Federbefestigung zusammengedrückt, die mit einem vergrößerten Ko_Pl 70 zusammenwirkt, welcher am freien Ende des Steuerbauteiles 26 vorgesehen ist. Der Kopf 70 wirkt mit dem Kolben 62 in der Weise zusammen, daß er letzterer gegen die Fläche der Membran 60 drückt, die den Steuerdruck in der Kammer 58 nicht ausgesetzt ist. Dci Durchmesser des Kolbens 62 ist wesentlich großer al: der der Aussparung 57, so daß die Membran 60 durcl den Kolben 62 in Abdichteingriff mit der äußeren Kan te der Aussparung 57 gedrückt wird. Eine zweite vor gespannte Feder 72 wird zwischen dem Boden des Ge häuses 34 und dem zweiten Kolben 64 zusammcnge drückt, so daß letzterer von einem im Gehäuse 34 vor

gesehenen Anschlag 74 weggedrückt wird und gegen die äußere Kante der Membran anliegt, damit diese in Abdichteingriff mit der Abdeckung 54 vorgespannt wird. Es sind ein vorgegebenes radiales Spiel und ein vorbestimmtes axiales Spiel zwischen den beiden KoI-ben 62 und 64 vorhanden, so daß der Kolben 64 sich nach links in F i g. 2 verschieben kann, damit er an dem Kolben 64 anliegt, während die Membran 60 in Abdichteingriff mit der Abdeckung 54 an dem Teil in der Nähe der äußeren Kante des Kolbens 64 bleibt. In gleieher Weise ist ein bestimmtes radiales Spiel zwischen dem Kolben 64 und der Seitenwandung des Gehäuses 34 und ein vorgegebenes axiales Spiel zwischen dem Kolben 64 und dem Anschlag 74 vorhanden. Die Summe der beiden axialen Spiele legt den maximalen Hub des Steuerbauteils 26 und damit die maximale Winkelverschiebung der Scheinwerfer 30 fest.

Die Arbeitsweise des vorbeschriebenen Systems ist folgende:

Zuerst sei angenommen, daß im Zustand minimaler Belastung, d. h. nur mit dem Fahrer und einer kleinen Menge an Treibstoff im Tank, die Winkelstellung der Scheinwerfer in die »vorgeschriebene« oder normale Einstellung gebracht ist; die Membran 18 wird von dem Kolben 12 nicht wesentlich eingedrückt und die Kolben 62 und 64 verbleiben in ihrer normalen oder Ruhestellung nach F i g. 2.

Bei einer Änderung der Beladung des Fahrzeuges, die eine Erhöhung der Belastung bewirkt, welche auf die entsprechende Achse und damit die Relativver-Schiebung letzterer in bezug auf die Karosserie einwirkt, wird der Kolben 12 gegen das Innere des Gehäuses 16 vorgespannt und drückt die Membran 18 nach oben. Das innere Volumen der Kammer 22 nimmt ab und bewirkt eine Erhöhung des Strömungsmitteldrukkes in dem System, wobei der Druck in der Kammer 58 mit geringer Geschwindigkeit auf Grund der begrenzenden Mündung 44 zunimmt. Wenn der Druck in der Kammer 58. der auf die wirksame Fläche der Membran 60 einwirkt, wie sie durch die Aussparung 57 festgelegt ist, einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Federkraft der Feder 66 überwunden. Der Kolben 62 bewegt sich nach links in F i g. 2 und ermöglicht, daß die Membran 60 sich von der Kante der Aussparung 57 löst. Die wirksame, auf Druck ansprechende Fläche des Kolbens 62 nimmt plötzlich zu und der Kolben 62 wird dann in einer Schnappwirkung in Anlage gegen den zweiten Kolben 64 gedrückt. Der Kolben 62 verbleibt in dieser Stellung solange wie der Druck in der Kammer 58 über einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, der geringer ist als der erste vorbestimmte Wert. Eine Verschiebung des Kolbens 62 ergibt eine entsprechende Änderung der Winkelstellung der Scheinwerfer 30, damit die oben erwähnte Änderung der Beladung des Fahrzeuges kompensiert wird.

Bei einer weiteren Erhöhung des Druckes in der Kammer 22 über diesen ersten Wert, der sich aus einer weiteren Erhöhung der Achsbelastung ergibt, nimmt der Druck in der Kammer 58 entsprechend im Zuge der Zeitverzögerung, die durch die Mündung 44 eingeführt wird, zu. Wenn der Druck in der Kammer 58 einen dritten vorbestimmten Wert erreicht hat, der hoch genug ist, damit die Federkräfte der Feder 66 und der Feder 72 überwunden werden, wenn sie im wesentlichen auf die wirksame, auf Druck ansprechende Flaehe des Kolbens 62 in Eingriff mit dem Kolben 64 wirken, verschieben sich die Kolben 62 und 64 als eine Einheit nach links in F i g. 2, so daß die ringförmige Fläche in der Nähe der äußeren Kante des Kolbens 64 sich von der Abdeckung 54 lösen kann. Dieser Zuwachs der wirksamen Fläche ergibt eine Schnappverschiebung der Kolbenanordnung 62 bis 64, bis letztere an dem Anschlag 74 anliegt, wodurch die Scheinwerfer 30 eingestellt werden. Die Kolbenanordnung 62 bis 64 bleibt in Anlage mit dem Anschlag 74 solange wie der Steuerdruck in der Kammer 58 über einem vierten vorbestimmten Wert bleibt, der niedriger ist als der dritte Wert, jedoch größer als der erste Wert. Die Betätigungsvorrichtung 25 kann eine Vielzahl von Kolben und vorgespannten Federn, z. B. den Kolben 64 und die Feder 72 aufweisen, wobei jeder Kolben eine gegebene stetige Ausgleichsstellung des Steuerbauteiles 26 festlegt, das die Winkelstellung der Scheinwerfer steuert.

Fig.3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steuersystems, das ähnlich dem vorbeschriebenen ist. Der wesentliche Unterschied besteht in einer Differentialdruckwirkung auf die Membran 60 und die Kolben 62 und 64. Die Betätigungsvorrichtung 25 ist mit einem Abdichtverschluß 76 versehen, der abdichtend mit dem Gehäuse 34 über eine Beilage 82 und mit dem Kopf 70 über einen Becher 84 befestigt ist. Der Abdichtverschluß 76 legt in Verbindung mit der Membran 60 eine zweite Einlaßkammer 78 fest, die mit einem Durchflußkanal 80 verbunden ist, der über eine Leitung 24a mit einer zweiten Steuerkolben-Zylinderanordnung 10a in Verbindung steht, welche durch eine andere Achse als die betätigt wird, die der ersten Anordnung 10 entspricht. Das Steuerbauteil 26 wird damit als Funktion eines Differentialsteuerdruckos eingestellt, der nur einer Änderung des Verhältnisses der Belastungen entspricht, die der entsprechenden Achse aufgegeben werden. Das Steuerbauteil 26 kann einen Nocken 90 in Drehung versetzen, der in entsprechender Weise mit einer strichpunktiert angedeuteten Welle 92 verbunden ist. die drehbar auf starren Lagerbauteilen 94 und 95 zur Betätigung der Hebel 91 befestigt ist. Die Hebel 91 werden durch die vergrößerten Köpfe 70a der entsprechenden Steuerstangen 26a unter Wirkung von Kompressionsfedern 66a beaufschlagt, die zwischen dem Tragteil 36 und den Köpfen 70a angeordnet sind. Überdie Welle 92. den Nocken 90 und das Steuerbauteil 26 drücken die Federn 66a den Kolben 62 gegen die Membran 60. die abdichtend mit der abgestuften inneren Fläche der Abdeckung 54 in Eingriff kommt.

Das Steuersystem nach F i g. 4 ist ähnlich dem in Verbindung mit F i g. 3 beschriebenen. Der wesentliche Unterschied besteht in einer hydraulischen Betätigung durch die Betätigungsvorrichtung 25 der Steuerbauteile 26a anstatt der vorbeschriebenen mechanischen Betätigung. Hierzu ist das Steuerbauteil 26 mit einer Platte 102 verbunden, die in der Lage ist, den mittleren Teil einer elastomeren Membran 104 niederzudrücken, deren Umfang abdichtend zwischen einer Kappe 101 und einem ringförmigen Verschluß 98 zusammengedrückt wird, welcher mit dem Gehäuse 34 befestigt ist; letzteres legt auch das Gehäuse der Betätigungsvorrichtung 25 fest. Die Kammer 106, die zwischen der Kappe 101 und der Membran 104 ausgebildet ist, ist mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt, z. B. öl. und steht mit Empfangszylindern 100 in Verbindung. Jeder dieser Zylinder weist einen Kolben 110 auf, der mit dem Steuerbauteil 26a verbunden ist und nachgiebig durch eine Feder 66a in Eingriff gegen den mittleren Teil einer deformierbaren Membran 108 gedrückt wird, deren äußere Kante abdichtend zwischen dem Gehäuse des Zylinders 100 und einer Kappe 112 zusammengedrückt

wird. Die Innenkammer 109 ist mit der Kammer 106 durch Übertragungsleitungen 114 verbunden, obgleich eine begrenzende Durchflußflächenmündung 44a die gleiche dämpfende Wirkung wie die oben erwähnte Mündung 44 ausübt. Die Arbeitsweise der Systeme nach den F i g. 3 und 4 ist die gleiche wie die in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschriebene erste Ausführungsform.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Pneumatische Steuereinrichtung zur Steuerung der Winkellage der Scheinwerfer eines Fahrzeuges entsprechend der Beladung des Fahrzeuges, mit einer Strömungsmitteldrucksteuereinrichtung. die auf die Beladung des Fahrzeuges anspricht, und einer Betätigungsvorrichtung, die in einem Gehäuse eine auf Druck ansprechende bewegliche Anord- jo nung aufweist, welche antriebsmäßig mit dem Scheinwerfer zur Änderung der Winkelstellung des Scheinwerfers entsprechend dem veränderlichen Steuermitteldruck aus der Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die auf Druck ansprechende bewegliche Anordnung wenigstens ein Kolbenbauteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenbauteil (60,62,64) nachgiebig gegen eine feste, ringförmige Schulter (57) in Abdichteingriff gedrückt wird, damit eine erste wirksame Fläche erzielt wird, die dem veränderlichen Steuerdruck ausgesetzt ist und die, wenn sie einem veränderlichen Steuerdruck über einem ersten, vorbestimmten Wert ausgesetzt wird, sich von der Schulter wegbewegt und mit einem Anschlag (64, 74) in Eingriff 2$ kommt, der von der Schulter versetzt ist, so daß eine zweite wirksame Fläche erzielt wird, die dem veränderlichen Steuerdruck ausgesetzt ist und die wesentlich größer ist als die erste Fläche, so daß das Kolbenbauteil in Eingriff gegen den Anschlag gehalten wird, solange der veränderliche Steuerdruck über einem vorbestimmten zweiten Wert liegt, der niedriger ist als der erste Wert.

2. Pneumatische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliehe Anordnung (26, 60, 62, 64,1 eine Vielzahl von federbelasteten Kolbenbauteilen (60, 62, 64) aufweist, die koaxial zueinander und im Abstand voneinander in dem Gehäuse (34) angeordnet sind, wenn sie mit den entsprechenden ringförmigen Schultern in Eingriff kommen, wobei jedes Kolbenbauteil dann, wenn es von dem veränderlichen Steuerdruck beaufschlagt wird, in Eingriff mit einem festen Anschlag (74) im Gehäuse der Betätigungsvorrichtung (25) oder mit dem benachbarten KoI-benbauteil, das eine wirksame Fläche des vorerwähnten Kolbenbauteiles besitzt, kommt.

3. Pneumatische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Anordnung (26, 60, 62, 64) eine elastomere Membran (50) aufweist, die abdichtend am Umfang mit dem Gehäuse (34) der Betätigungsvorrichtung (25) befestigt ist, wobei der mittlere Teil der Membran normalerweise durch wenigstens ein bewegliches, federbelasietes Kolbenbauteil (60, 62. 64) niedergedrückt wird, damit ein Abdichteingriff mit der ringförmigen Schulter (57) im Gehäuse erzielt wird.

4. Pneumatische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechende bewegliche Anordnung (26, 60, 62, 64) einen hydraulischen Druck steuert, der die Lage der federbelasteten Kolbenvorrichtung (108, 110) steuert, welche antriebsmäßig mit den Scheinwerfern (30) verbunden ist, um die ⁶S Scheinwerfer im Winkel zu bewegen.

5. Pneumatische Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10). die den veränderlicher Steuerdruck einspeist, wenigstens eine pneumati sehe Kolben-Zylinder-Anordnung (12, 14) mit ver änderbarem Volumen aufweist, deren zwei relativ zueinander bewegliche Elemente (16. 18) mit einen festen Teil (38) und mit einer Achse (12, 14) de; Fahrzeuges verbunden sind.

6. Pneumatische Steuereinrichtung nach An spruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Dämpfungsvorrichtung (44 zwischen der Steuervorrichtung (10) und der Betäti gungsvorrichtung (25) vorgesehen ist.

7. Pneumatische Steuereinrichtung nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen (10.10a) aufweist, die der Vorder- und der Hinterachse des Fahrzeuges zugeordnet sind, wobei die bewegliche Anordnung (26, 60, 62, 64) auf den Unterschied zwischen den veränderlichen Steuerdrükken aus den zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen anspricht.