DE2416279A1

DE2416279A1 - Niveauregeleinrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2416279A1
Application number: DE19742416279
Authority: DE
Inventors: Guenther Ing Grad Strauff
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1974-04-03
Filing date: 1974-04-03
Publication date: 1975-10-16
Also published as: GB1486575A

Description

Patentanmeldung

Gegenstand: Niveauregeleinrichtung für Faiirzeuge Anmelder: Langen & Co, 4000 Düsseldorf, Klosterstraße 49

Die Erfindung bezient sich auf eine Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit einem Anschluß zu einem zwischen Wagenkasten und Radträger angeordneten Stellzylinder, einem Anschluß zu einer Druckmittelquelle und einem Anschluß zu einer Ablaufleitung, einem zwischen Anschluß zur Druckmittelquelle und Anschluß zum Stellzylinder angeordneten ersten, in Richtung Stellzylinder schließenden Sitzventil, einem zwischen Anschluß zum Stellzylinder und Anschluß zur Ablaufleitung angeordneten zweiten, in Richtung Ablaufleitung schließenden Sitzventil sowie einem dritten, dem ersteren stromauf vorgeschalteten in Richtung Druckmittelquelle schließenden Sitzventil, wobei das'Entsperren des ersten und zweiten Sitzventiles gegen den vom Druckmittel ausgeübten Schließdruck mechanisch über druck- und/oder nockenbetätigte ein- oder mehrteilige Stößel in Abhängigkeit von Abstandsänderungen zwischen Wagenkasten und Radträger derart erfolgt, daß in einer Aufregelstellung der Anschluß zur Druckmittelquelle mit dem Anschluß zum Stellzylinder verbunden wird, in einer Abregelstellung der Anscnluß zum Stellzylinder mit dem Anschluß zur Ablaufleitung verbunden wird und in einer zwischen Aufregel- und Abregelstellung liegenden Neutralstellung beide Verbindungen unterbrochen werden.

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Derartige Niveauregeleinrichtungen sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt geworden. 60 ist es aus der deutschen Alis leges chrift 1 102 578 bekannt, die Stößel als eine einzige durcngenende Stange auszubilden, die mit ihren Enden auf die koaxial angeordneten Sitzventile einwirkt und etwa in der Mitte ihrer axialen Ausdehnung mit einer Kulisse fest verbunden ist, in welche eine exzentrisch auf einem Drenbetätigungsglied gelagerte Rolle eingreift. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß keine Mittel zum Einstellen eines bestimmten Sollniveaus vorhanden sind. Ebenso ist es nicht möglich, bei auftretendem Verschleiß an der Rolle oder der Kulisse ohne Austausch dieser Teile für eine Korrektur der durch den Verschleiß hervorgerufenen Abweichungen bezüglich des Sollniveaus und des Regelverhaltens zu sorgen. Fertigungstoleranzen können ebenfalls nicht ausgeglichen werden. Einige dieser Nachteile treten auch bei Axialnocken auf, wie sie beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 121 943 bekannt sind. Die zu betätigenden Stößel sind üier parallel zur Drehachse des Axialnockens angebracht. Eine Beseitigung der genannten Nachteile' ist auch durch ebenfalls zum Stand der Technik gehörende Niveauregeleinrichtungen gemäß der US-Patentschrift 3 140 725 nicht zu erwarten. Die dort verwendeten Stößel besitzen stirnseitige Wirkflächen, welche vom Druck der Druckmittelquelle permanent gegen die Kraft von Rückstellfedern beaufscnlagt werden und so die Tendenz haben, eine Entsperrung der Sitzventile zu bewirken. Der Hub der Stößel in der entsperrbaren Richtung wird aber durch einen Nocken gesteuert, der mit zwei im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stößel verlaufenden Steuerflächen versehen ist, die mit entfernt von den dicht geführten Enden der Stößel an den Stößeln befestigten Anschlägen zusammenwirken.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Niveauregeleinrichtungen der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß eine einfacne Einstellung eines Sollniveaus möglich ist, a.uftretender Verschleiß bei Wartungsarbeiten leicht kompensiert werden kann, beliebige Überdeckungen zwischen Aufregeln und Abregeln möglich sind und außerdem die gegenseitige Lage der Stößel zueinander in weiten Grenzen beliebig wählbar ist. Die Ausgestaltung soll zudem billig und leicht montierbar ,sein und zudem etwa im Rahmen des bisner üblichen Raumbe-. darfs verwirklicht werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch,, daß jedem Stößel ein eigener Nocken zugeordnet ist, wobei die Nocken sich synchron drehen und relativ zueinander verdrenbar und einstellbar sind. Zweckmaßigerweise sind die Nocken mit geringem axialen Abstand auf der gleichen Welle befestigt. Zur leichten gegenseitigen Verstellung sollte mindestens einer der Nocken mit einer vorzugsweise radial gerichteten Klemmschraube drehfest bezüglich der Welle befestigt sind. Sofern einer der Nocken fest mit der Welle verbunden ist, kann die Welle gegenüber der Betätigungseinrichtung nach Lösen einer eine verdrehsichere Verbindung bewirkenden Klemmvorrichtung verdrehbar sein. Eine einfache Einstellmöglichkeit für Nocken mit radialen Klemmschrauben ist dann gegeben, wenn im Gehäuse eine Öffnung vorgesehen ist und die Klemmschraube durch Drehen der Welle in eine mit der Öffnung fluchtende Stellung gebracht werden kann. Diese Öffnung kann verschließbar sein oder zum Anschluß einer Leckleitung oder dergleichen dienen. Bei radial wirkenden Nocken sollte die Klemmschraube in einer der Neutralstellung entsprechenden Stellung des Nockens zum Stößel um etwa 180 versetzt angeordnet sein. Damit wird eine Beein-

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flussung des Stößels durch die Klemmschrauben-Bohrung verhindert bzw. der Nocken kann schmaler gestaltet werden. Fertigungstechnische Vereinfachungen ergeben sich, wenn beide Nocken gleich sind. Es ist aber auch möglich, die Nocken so auszubilden, daß der die Abregelstellung bewirkende Stößel einen geringeren Hub als jener die Aufregelstellung verursachende hat. Auf diese Weise können trotz verschiedener Druckdifferenzen beim Auf- und Abregein etwa gleiche Stellgeschwindigkeiten erzielt werden. Der gleiche Effekt läßt sich natürlich auch durch entsprechende Drosselstellen in den Strömungswegen erzielen. Zur Verringerung des Verschleißes kann es schließlich angebracht sein, die Stößel nicht direkt sondern unter Zwischenschaltung von Kugeln auf die Nocken wirken zu lassen. Der das Abregein bewirkende Stößel kann selbst als Kugel ausgebildet sein, wobei dann zweckmäßigerweise der die Nocken aufnehmende Raum mit der Ablaufleitung kommuniziert.

Die Erfindung wird anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch mit Hilfe von Hydrauliksymbolen den prinzipiellen Aufbau eines Niveauregelsystems.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Niveauregeleinrichtung gemäß der Schnittlinie C-D von Figur 1.

Figur 3 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Acnse der Welle durch den Aufregel-Nocken gemäß der Schnittlinie E-F von Figur 2.

Figur 4 zeigt den entsprechenden Schnitt durch den Abregel-Nocken gemäß der Schnittlinie G-H von Figur 2.

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Zwiscnen einem Wagenkasten 1 und einem mit einem Rad 2 verbundenen Radträger 3 ist ein Stellzylinder 4 angeordnet. Der Stellzylinder 4 besitzt- Anschlüsse A₁ und A^,, die in einen innerhalb des Stellzylinders 4 angeordneten Arbeitsraum 5 münden. An den Anschluß A_? ist ein hydro-pneumatischer Druckspeicner 6 angeschlossen. Der Anschluß A₁ ist über eine Leitung 7 mit einem Anschluß A einer Niveauregelexnrxchtung 8 verbunden. Die Niveauregeleinrichtung 8 ist am Wagenkasten 1 _i befestigt und weist zwei weitere Anschlüsse P und ΐ auf. An den Anschluß T ist eine Ablaufleitung 9 angeschlossen, während* der Anschluß P mit einer nicht näher dargestellten Druckmittelquelle 10 verbunden ist. Die Niveauregeleinrichtung 8 besitzt ein Gehäuse 11, welches eine aus zwei Bohrungsabschnitten 12 und 12'bestehende Stufenbohrung besitzt. Der Bohrungsabschnitt 12 wird nach außen durch einen Stopfen 13 verschlossen, welcher eine zentrische Durchdringung 14 besitzt, die koaxial zum Bohrungsabschnitt 12'angeordnet ist. In die Durchdringung 14 sowie in den Bohrungsabschnitt 12'sind Lagerbüchsen 15 und

16 eingesetzt, welche zur Lagerung einer Welle 17 dienen. Außerhalb des Gehäuses 11 ist auf der Welle 17 mittels einer Klemmvorrichtung 18 ein Gestänge 19 befestigt, welches mit seinem anderen Ende etwa in der Mitte des Radträgers 3 angreift. In dem freien Teil des Bohrungsabschnibtes 12 sind auf der Welle

17 dicht nebeneinander Nocken 20 und 21 angeordnet. Der Nocken 20 ist mittels einer radial gerichteten Klemmschraube 22 auf der Welle 17 befestigt. Eine Klemmschraube 23 fixiert in gleicher Weise den Nocken 21 auf der Welle 17. Die Nocken 20 und 21 weisen im wesentlichen zwei Partien unterschiedlichen Durchmessers auf, welche durch kurze Übergangsrampen verbunden sind. Die Partie größeren Durchmessers des Nockens 20 istmit 24 bezeichnet, während die Partie kleineren Durchmessers die Bezugs-

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zahl 25 hat. Der Nocken 21 besitzt eine Partie 26 größeren Durchmessers und eine Partie 27 kleineren Durchmessers. Eine übergangsrampe zwischen den Partien 24 und 25 ist mit 28 bezeichnet, während die Übergangsrampe zwischen den Partien 26 und 27 mit 29 gekennzeichnet ist. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, berührt eine in einer Bohrung 30 geführte Kugel 31 einerseits die Übergangsrampe 28 und andererseits einen dicht im Gehäusetfgeführten Stößel 31'. Der Stößel 31' ragt in eine zentrale Bohrung 32 einer Büchse 33 hinein. Die Büchse 3 3 wird von einem Gewindestopfen 34 in Position gehalten. In einer zentralen Bohrung 35 innerhalb des Gewindestopfens 34 sind zwei Kugeln 36 und 37 von etwas geringerem Durchmesser als die Bohrung 35 angeordnet. Eine zwischen den Kugeln 36 und 37 gespannte Druckfeder 38 beaufschlagt die Kugel 36 in Richtung auf einen durch einen Absatz zwischen den Bohrungen 32 und 35 gebildeten Ventilsitz 39. In ähnlicher Weise wird die Kugel 37 auf einen Ventilsitz 40 gedrückt, welcher durch einen Absatz zwischen der Bohrung 35 und einer Bohrung 41 kleineren Durchmessers gebildet wird. Mit der Bohrung 41 ist der Druckanschluß P verbunden. Eine Querbohrung 42 verbindet die Bohrung 32 mit einer einen Teil der Büchse 33 umgebenden Ringnut 43. Der Kugel 31 diametral gegenüberliegend schneidet der Druckanschluß T den Bohrungsabschnitt 12 an. In der aus Figur 4 ersichtlichen Neutralstellung berührt die übergangsrampe 29 eine Kugel 44, welche in einer Bohrung 45 im Genäuse 11 angeordnet ist. Die Bohrung 45 erweitert sich zu einer Stufenbohrung 46, welche nach außen durch einen Stopfen 47 verschlossen ist, in dessen Inneren der Anschluß A angeordnet ist. Die Stufenbohrung 46 dient zur dichten Führung einer ebenfalls gestuften Büchse 48. In den die Büchse 48 umgebenden Ringraum 49 ist eine Feder 50 angeordnet, welche die

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Büchse 4 8 in Richtung auf den Stopfen 47 beaufschlagt. Im Innern der Büchse 48 ist eine Stufenbohrung 51 angeordnet, welche zusammen mit einer etwa am nockenseitigen Ende der Stufenbohrung 51 angeordneten Kugel 52 ein Sitzventil bildet. Durch eine Querbohrung 53 ist die Stufenbohrung 51 mit dem Ringraum 49 verbunden. Ein Kanal 54 verbindet die Ringnut 4 3 mit dem Ringraum 49*

Zur Erläuterung der Funktion sei angenommen, daß der Wagenkasten 1 in einer der Neutralstellung entsprechenden Höhe aufgebockt sei und außerdem aus hier nicht näher zu erläuternden Gründen der Druck im Druckspeicher 6 bzw. im Arbeitsraum 5 einen bestimmten Grenzwert unterschreiten möge. Dieser relativ geringe Druck herrscht dann auch am Anschluß A und belastet die Büchse 48 auf ihre wirksame Fläche. Die so erzeugte Druckkraft ist aber zunächst nicht in der Lage, die Büchse 48 gegen die Kraft der Feder 50 in eine Position zu schieben, in welcher die Kugel 52 in Kontakt mit der Kugel 44 kommen könnte. Wenn man den Wagenkasten nun absenkt, wird sich die Länge des Stellzylinders 4 unter Verkleinerung des Arbeitsraumes 5 verkürzen, wobei möglicherweise der Druck soweit ansteigt, daß die Büchse 48 gegen ihren nockenseitigen Anschlag verschoben wird. Gleichzeitig wird über das Gestänge 19 der Welle 17 eine Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn erteilt. Der sich synchron mit der Welle 17 drehende Nocken 20 wird sich dabei so bewegen, daß sich die Übergangsrampe 2 8 unter der Kugel 31 hinweg dreht, so daß diese nach der Drehung auf der Partie 24 größeren Durchmessers aufliegt. Der Hub der Kugel 31.wird auf den Stößel 31' übertragen, welcher seinerseits die Kugel 36 von ihrem Ventilsitz 39 abhebt. Unter der Voraussetzung,

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daß die Druckmittelquelle 10 einen ausreichenden Druck liefert, wird dieser Druck die Kugel 37 von ihrem Sitz abheben, so daß das Druckmittel vom Anschluß P über die Bohrungen 41, 35, 32, 42, die Ringnut 43, den Kanal 54, den Ringraum 49, die Querbohrung 5 3 und die Bohrung 51 zum Anschluß A und von dort über die Leitung 7 sowie den Anschluß A^ in den Arbeitsraum 5 des Stellzylinders 4 strömen kann. Dadurch vergrößert sich der Arbeitsraum 5 bzw. der Abstand zwischen Wagenkasten 1 und Radträger 3. Das Gestänge 19 führt dabei solange eine Drehung im Uhrzeigersinn aus, bis die Kugel 31 wieder im Bereich der Übergangsrampe. 2 8 angelangt ist und der Stößel 31' den Kontakt mit der Kugel 36 verliert. Ein Abströmen des Druckmittels in den Bohrungsabschnitt 12 und somit zum Anschluß T wird einerseits durch die dichte Führung des Stößels 31' und andererseits durch' die dichte Führung der Büchse 48 bzw. den dichten Sitz der Kugel 52 verhindert. Wenn das Fahrzeug durch Entladen von Gepäck oder Aussteigen eines Insassen geringer belastet wird, verringert sich der Druck im Arbeitsraum 5 bzw. im.Druckspeicher 6, was eine Abstandsvergrößerung zwischen Wagenkasten 1 und Radträger 3 zur Folge hat. Das Gestänge 19 bewegt sich dabei ausgehend von seiner Neutralstellung weiter im Uhrzeigersinn und bewirkt durch die Übergangsrampe 29 einen Hub der Kugel 44, welche ihrerseits die Kugel 52 von ihrem Sitz abhebt. Druckmittel kann dadurch vom Arbeitsraum 5 über die Leitung 7, den Anschluß A, die Bohrung 51 an den Kugeln 52 und 44 vorbei "in den Bohrungsabschnitt 12 und von dort zum Anschluß T strömen. Ein Überströmen des Druckmittels vom Anschluß P zum Anschluß A oder Anschluß T wird dadurch verhindert, daß bei der beschriebenen Drehung der Welle 17 die Kugel 31 im Bereich der Partie 25 geringeren Durchmessers^ bleibt und die Kugel 36 somit dicht auf ihrem Ventilsitz 39 aufliegt und einen Durchfluß sperrt.

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Die Einstellung des gewünschten Niveaus bzw. der gewünschten Regel-Charakteristik wird zweckmäßigerweise so vorgenommen, daß zunächst das Gestänge 19 und die Ablaufleitung 9 gelöst werden. Durch den Anschluß T kann sodann die Klemmschraube 22 gelöst werden. Durch Drehen der Welle 17 bringt man dann den fest mit ihr verbundenen Nocken 21 in die Abregelposition und '^; stellt dann relativ dazu den Nocken 20 ein. Es ist dabei möglich, einem Abregelvorgang nahezu spielfrei einen Aufregelvorgang folgen zu lassen. Es ist aber auch möglich, zwischen Aufregeln und Abregein eine bestimmte positive Überdeckung zu haben. Das bedeutet, daß während dieser positiven überdeckung alle Verbindungen innerhalb des Ventils gesperrt sind. Nachdem durch Festziehen der Klemmschraube 22 die gewünschte Charakteristik hergestellt ist, wird das Gestänge 19 zunächst ohne Festklemmen der Klemmvorrichtung .18 mit der Welle 17 verbunden. Sodann wird die Welle 17 relativ zum.Gestänge 19 so verdreht, bis durch Auf- oder Abregein das gewünschte Niveau erreicht ist. In dieser Stellung des Wagenkastens 1 wird das Gestänge 19 dann fest mit der Welle 17 verbunden. Nach dem Anschließen der Ablaufleitung 9 ist das Niveauregelsystem wieder funktionsbereit.

Es ist klar, daß die Öffnung zum Einstellen einer Klemmschraube nicht mit einem Flüssigkeitsanschluß identisch sein muß. Neben Kugelsitzventilen können selbstverständlich auch Kegelsitzventile oder Plattenventile verwendet werden. Wie bereits erwähnt, kann die Erfindung ebenso bei axial wirkenden Nocken angewendet werden. Die Konstruktion der Stellzylinder spielt in diesem Zusammenhang nur eine untergeordnete Rolle.

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Claims

Patentansprüche:

1. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit einem Anschluß zu einem zwischen Wagenkasten und Radträger angeordneten Stellzylinder, einem Anschluß zu einer Druckmittelquelle und einem Anschluß zu einer Ablaufleitung, einem zwischen Anschluß zur Druckmittelquelle und Anschluß zum Stellzylinder angeordneten ersten, in Richtung Stellzylinder schließenden Sitzventil, einem zwischen Anschluß zum Stellzylinder und Anschluß zur Ablaufleitung angeordneten zweiten, in Richtung Ablaufleitung schließenden Sitzventil sowie einem dritten, dem ersteren stromauf vorgeschalteten in Richtung Druckmittelquelle schließenden Sitzventil, wobei das Entsperren des ersten und zweiten Sitzventiles gegen den vom Druckmittel ausgeübten Schließdruck mechanisch über dicht geführte druck- und/oder nockenbetätigte Stößel in Abhängigkeit von Abstandsanderungen zwischen Wagenkasten und Radträger derart erfolgt, daß in einer Aufregelstellung der Anschluß zur Druckmittelquelle mit dem Anschluß zum Stellzylinder verbunden wird, in einer AbregeIsteilung der Anschluß zum Stellzylinder mit dem Anschluß zur Ablaufleitung verbunden wird und in einer zwischen Aufregel- und Abregelstellung liegenden Neutralstellung beide Verbindungen unterbrochen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stößel (31', Kugel 31 und 44) ein eigener Nocken (20 und 21) zugeordnet ist, wobei die Nocken (20 und 21) sich synchron drehen und relativ zueinander verdrehbar und einstellbar sind.

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2. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß beide Nocken (20 und 21) mit geringem axialen Abstand auf der gleichen Welle (17) angeordnet sind.

3. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Nocken (20 und 21) mit einer vorzugsweise radial gerichteten Klemmschraube (22 und 23) relativ zur Welle (17) zu befestigen ist.

4. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach Ansxjruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) gegenüber einer Betätigungseinrichtung (Gestänge 19) nach Lösen einer eine verdrehsichere Verbindung bewirkenden Klemmvorrichtung (18) verdrehbar ist.

5. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach den Ansprüchen

3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (11) eine Öffnung (Anschluß T) vorgesehen ist und die Klemmschraube (22) durch Verdrehen der Welle (17) zum Zwecke einer von außerhalb des Gehäuses (11) vorzunehmenden Einstellung in eine mit der öffnung (Anschluß T) fluchtende Stellung gebracht werden kann.

6. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung verschließbar ist.

7. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 3,

insbesondere für radial wirkende Nocken, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Neutralstellung entsprechenden Stellung des Nockens (20 und 21) die Klemmschraube (22 und 23) zum Stößel (31', Kugel 31, 44) um etwa 180° versetzt angeordnet ist.

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8. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach einem oder

mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Nocken gleich sind.

9. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach einem oder

mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Abregelstellung bewirkende Nocken einen geringeren Hub bewirkt als der die Aufregelstellung verursachende.

10. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach einem oder

mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nocken (20) und Stößel (31') eine Kugel (31) angeordnet ist.

11. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach einem oder

mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Abregelstellung bewirkende Stößel eine Kugel (44) ist und die Ablaufleitung (9) mit dem die Nocken (20 und 21) aufnehmenden Raum (Bohrungsabschnitt 12) kommuniziert.

12. - Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge nach einem oder

mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kugel (36, 37, 52, 44) und/oder Stößel (31') nur einen geringfügig kleineren Durchmesser haben als die • sie umgebenden Bohrungen (35, 51, 45, 32), so daß Drosselstellen" in Form von Ringspalten entstehen. •v

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