DE2937008A1

DE2937008A1 - Niveauregulierende vorrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2937008A1
Application number: DE19792937008
Authority: DE
Inventors: Richard Troy Hendrickson
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-09-13
Publication date: 1980-04-17
Also published as: US4274643A; GB2033532A; IT1123380B; FR2437947A1; AU5030679A; JPS5547909A; CA1109897A; IT7926139A0

Description

Niveauregulierande Vorrichtung für Fahrzeuge

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf niveauregulierende Vorrichtungen für Fahrzeuge und ist von besonderem Interesse für diejenigen Fahrzeuge, die eine Strömungsmitteldruckquelle zur Verfügung haben, die sich vom atmosphärischen Druck unterscheidet, beispielsweise eine Vakuum- oder Unterdruckquelle oder alternativ eine Hochdruckquelle.

Bisher wurden niveauregulierende Vorrichtungen in Fahrzeugen in Stoßdämpfereinheiten integriert, um eine Hubkraft für die Karosserieeinheit zur Verfügung zu stellen. Diese niveauregulierenden Vorrichtungen waren mit Füllventilen ausgestattet, so daß der Fahrzeuglenker die niveauregulierende Vorrichtung unter Druck setzen konnte, um die durch eine übliche Federeinheit zwischen der Karosserieeinheit und einer Radlagereinheit ausgeübte Hubkraft zu erhöhen. Beispiele von derartigen niveauregulierenden Vorrichtungen sind Luftdämpfer und Luftsacke.

Ein anderer Typ einer niveauregulierenden Vorrichtung ist ein selbst— pumpender Stoßdämpfer, der die Auf- und Abbewegung zwischen der Karosserie und der Radlagereinheit nutzbar macht, um Strömungsmitteldruck zu erzeugen, der eine Hubkraft zur Verfügung stellt, wenn sich die Karosserieeinheit eine vorgegebene Strecke in Richtung auf die Radlagereinheit absenkt.

030016/0657

Die bei modernen Fahrzeugen vorgenommene Gewichtereduzierung hat die bekannten niveauregulierenden Vorrichtungen unwirksam gemacht, da / weniger Hubkraft benötigt wird, um die Karosserieeinheit in einer / bevorzugten Vertikalstellung zu halten. Folglich wird es auf diesem Gebiet der Technik als vorteilhaft angesehen, eine niveauregulierende Vorrichtung zu schaffen, die man bei einem Fahrzeug mit geringem Gewicht verwenden kann.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine einfache niveauregulierende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die an eine Fahrzeugdruckquelle angeschlossen ist und bei automatischer Funktionsweise dazu beiträgt, eine Karosserieeinheit in einer bevorzugten Vertikalstellung relativ zu einem Radlager zu halten.

Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch eine niveauregulierende Vorrichtung erreicht, die ein zwischen einer Radlagereinheit und einer Karosserieeinheit des Fahrzeugs angeordnetes Gehäuse umfaßt, das mit einer dieser Einheiten verbunden ist, einen innerhalb des Gehäuses gleitend angeordneten Kolben, so daß zwei Kammern gebildet werden, wobei der Kolben eine Stange umfaßt, die sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt und zur Verbindung mit der anderen Einheit dient, und einen Kanal, der normalerweise die Kammern miteinander verbindet. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren ein Steuerelement aufweist, dae mit dem Kolben und dem Kanal zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen den Kammern automatisch zu schließen und die Verbindung zwischen der Strömungsmitteldruckquelle und einer der Kammern zu öffnen, wenn sich die

030016/0657

Karoaserieeinheit eine vorgegebene Streckt in Richtung auf die Radlagereinheit bewegt, während die andere Kammer zur Atmosphere hin entlüftet wird, um auf diese Weise ein Druckdifferential über den Kolben zu erzeugen und dadurch der Bewegung der Karosserieeinheit relativ zur Radlagereinheit entgegenzuwirken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Kolbenstange eine Bohrung auf, die einen Abschnitt des Kanals bildet, und das Steuerelement erstreckt sich in die Bohrung und ist mit einem ersten Ventilelement in Eingriff bringbar, das normalerweise die Verbindung zwischen der Strömungsmitteldruckquelle und einer der Kammern schließt. Das Steuerelement trägt des weiteren ein zweites Ventilelement, das mit dem Kolben zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen den Kammern zu schließen, wenn sich die Karosserieeinheit eine vorgegebene Strecke in Richtung auf die Radlagereinheit bewegt, wobei das zweite Ventilelement vor dem ersten Ventilelement betätigt wird. Das Steuerelement wirkt auf diese Weise als Höhensensor und moduliert die Kraft, die der Bewegung der Karosserieeinheit entgegenwirkt; es kann entweder stationär zu einer der Einheiten oder in seiner Stellung einstellbar angeordnet sein.

Die erfindungsgemäß ausgebildete niveauregulierende Vorrichtung kann selbst als getrennte Einheit konstruiert oder alternativ dazu mit einem Stoßdämpfer ader einer Federeinheit integriert sein.

030016/0657

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen In Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Ea zeigen:

Fig. 1 eine schematiache Darstellung einea niveauregulierenden Systems, wobei die niveauregulierende Vorrichtung im Querschnitt gezeigt ist;

Fig. 2 eine Anaicht ähnlich Fig. 1, die eine andere Ausführungeform der niveauregulierenden Vorrichtung zeigt; und

Fig. 3 eine Schnittansicht, in dar eine mit einem Stoßdämpfer und einer Schraubenfedereinheit integrierte niveauregulierende Vorrichtung dargestellt let.

In Fig. 1 ist eine erate Ausführungsform einer niveauregulierenden Vorrichtung dargestellt, die daa Bezugszeichen 10 trägt. Ein Gehäuse ist mit einer Radlagereinheit 30, wie einem Achsrohr, verbunden, und ein Kolben 16 iat in dem Gehäuse 12 beweglich gelagert, um im wesentlichen zwei Kammern 18,20 zu bilden.

Das Gehäuse 12 ist durch einen unteren Kasten 22 und einen oberen Kasten 24 geformt. Die Kästen sind aneinandergeklemmt oder in irgendeiner anderen Weise aneinander befestigt und fixieren gemeinsam einen elastischen Schuh 26, der am Kolben 16 dichtend fixiert iat. Daa Gehäuse ist mit einem Vorsprung 26 versehen, der zur Verbindung mit der Radlagereinheit

030016/0657

30 dient. Ein Bolzen 34 ist in den Vorsprung 26 eingeschraubt, und eine Mutter 33 ermöglicht eine vertikale Einstellung des Gehäuses 12 relativ zur Radlagereinheit 30.

Der Kolben 16 weist eine Stange 32 auf, die sich von dem Gehäsue 12 nach außen erstreckt und an einer Karosserieeinheit 14 befestigt ist. Die Stange 32 befindet sich mit einer öffnung 36 am Gehäuse 12 dichtend in Eingriff und umfaßt einen Kanal 38. Ein Einlaß 40 steht mit dem Kanal 38 in Verbindung und weist ein Rückschlagventil 42 und eine Drossel 44 auf. Der Einlaß 40 steht mit einer Vakuumquelle 43, beispielsweise dem Saugkrümmer am Fahrzeug (nicht gezeigt), in Verbindung. Ein erstes Ventilelement 46 wird normalerweise über die Feder 46 in Eingriff mit einem Sitz 50 am Kolben gedrückt, um die Verbindung durch den Kanal 36 zu schließen. Der Kanal 36 führt zu einer Öffnung 52. Eine Öffnung 54 führt zur Kammer 20, so daß die Öffnung 52 des Kanals 38 normalerweise eine Verbindung zwischen den Kammern 18 und 20 herstellt.

Am Gehäuse 12 in unmittelbarer Nähe des Vorsprungs 28 ist ein Steuerelement 56 befestigt. Das Steuerelement 56 erstreckt sich in den Kanal 36 und trägt ein zweites Ventilelement 58. Das zweite Ventilelement 56 wird gegen eine Schulter 60 am Steuerelement 56 gedrückt und liegt einem Sitz 62 am Kolben 16 gegenüber. Normalerweise besitzt das zweite Ventilelement 58 einen Abstand von dem Sitz 62, um eine Verbindung zwischen der Kammer 18 und dem Kar·]. 38 über die öffnung 52 herzustellen. Ein Filter 64 entlüftet die Kammer 18 zur Atmosphäre, und der Kanal 38 ist normalerweise über das zweite Ventilelement 58 offen, um die Kammer 20 ebenfalls

030016/0657

in dar dargestellten Lage des Kolbens zur Atmosphäre zu entlüften. Die vorstehend beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen ι

Wenn die Karosserieeinheit 14 eine vorgegebene Strecke von der Radlagereinheit 30 entfernt angeordnet ist, lagert das Steuerelement das zweite Ventilelement 58 im Abstand zum Sitz 62, und das Ende 66 des Steuerelementes 56 wird in einem größeren Abstand in bezug auf das erste Ventilelement 46 angeordnet. Wenn das erste Ventilelement 46 durch die Feder 48 in Eingriff mit dem Sitz 50 gedruckt wird, ist die Vakuumquelle 43 von den Kammern 18 und 20 isoliert, so daß das geöffnete zweite Ventilelement 58 eine Entlüftung der Kammern 18 und 20 zur Atmosphäre über den Filter 6* bewirkt.

Wenn der Karosserieeinheit 14 ein Gewicht einer begrenzten Größe zugestzt wird, bewegt sich die Karosserieeinheit 14 in Richtung auf die Radlagereinheit 30, so daß auf diese Weise das erste Ventilelement 46 in Richtung auf das Ende 66 des Steuerelementes 56 bewegt wird. Solange das der Karosserieeinheit zugesetzte Gewicht klein genug ist, um eine wesentliche Bewegung der Karosserieeinheit 14 in Richtung auf die Radlagereinheit 30 zu vermeiden, nähert sich zwar das Ventilelement 46 dem Ende 66 des Steuerelementes 56, bleibt Jedoch von diesem beabstandet.

Wenn ein weiteres Gewicht Ober die normale Tragfähigkeit des Fahrzeugs hinaus der Karosserieeinheit 14 zugesetzt wird, überwindet diese die

- 10 -

030016/0657

Hubkraft einer üblichen Federeinheit (in Fig. 1 nicht gezeigt), so daß sie sich in Richtung auf die Radlagereinheit bewegt. Wenn sich die Karosserieeinheit in Richtung auf die Radlagereinheit bewegt, bewegt sich der Kolben relativ zum Gehäuse 12 damit geneinsam· Als Folge davon tritt das zweite Ventilelement 5Θ mit dem Sitz 62 in Eingriff und schließt die Öffnung 52. Eine weitere Bewegung der Karosserieeinheit und des Kalbens bewirkt, daß das Ende 66 mit dem ersten Ventilelement 46 in Eingriff tritt und dieses von dem Sitz 50 trennt. Dies hat zur Folge, daß die Vakuumquelle 43 das Rückschlagventil 42 öffnet, um mit dem Kanal 36 und der Kammer 20 Ober die Öffnung 54 in Verbindung zu treten. Wenn sich die Kammer 20 mit der Vakuumquelle 43 in Verbindung befindet und die Kammer 1Θ der Atmosphere ausgesetzt ist, wird ein Druckdifferential über den Kolben 16 erzeugt, wodurch eine Hubkraft entsteht, die bewirkt, daß sich der Kolben und die daran befestigte Karosserieeinheit vertikal von der Radlagereinheit weg bewegen.

Die auf den Kolben 16 ausgeübte Hubkraft bewirkt, daß sich dieser aufwärts bewegt, bis das Ventilelement 46 mit dem Sitz 50 in Eingriff tritt, wobei zu diesem Zeitpunkt das Ventilelement 58 in Eingriff mit dem Sitz 62 verbleibt und das Druckdifferential über den Kolben 16 aufrechterhält. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 bewirkt darüber hinaus, daß sich die Karosserieeinheit 14 aufwärts bewegt, so daß die bevorzugte vertikale Einstellung oder Lage derselben nach einer geringfügigen Absenkung der Einheit be#ufügung des Extragewichtes wieder hergestellt wird.

- 11 -

030016/0657

In den Flg. 2 und 3 sind alternative Aueführungsformen der Erfindung dargestellt.

Aus Fig. 2 kann man entnehmen, daß das zweite Ventilelement 158 mit Kanälen 159 versehen ist und daß der Kolben 116 Kanäle 161 aufweist, so daß die Kammern 1Θ und 20 normalerweise miteinander in Verbindung stehen. Der Einlaß 40 steht mit einer Druckquelle (nicht gezeigt) in Verbindung, die einen positiven Druck erzeugt, so daß, wennn das zweite Ventilelement 156 mit dem Kolben 116 und das Ende 66 des Steuerelementes 156 mit dem ersten Ventilelement 46 in Eingriff tritt, die Druckquelle über die Kanäle 3Θ und 159 mit der unteren Kammer 18 in Verbindung gebracht wird. Wenn die Kammer 20 Ober den Filter 164 zur Atmosphäre hin entlüftet ist, wird ein Oruckdifferential Ober den Kolben 116 erzeugt, um die Bewegung der Karosserieeinheit in Richtung auf die Radlagereinheit, wie vorstehend beschrieben, auszugleichen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten niveauregulierenden Vorrichtung 210 sind ein Stoßdämpfer 211 und eine Schraubenfeder 213 mit eingebaut, die sich mit einem Kolben 216 in Eingriff befinden, der beweglich innerhalb eines Gehäuses 212 angeordnet ist. Der Kolben 216 wirkt mit dem Gehäuse 212 zusammen und bildet zwei Kammern 218 und 220 aus. Eine Stange 232 erstreckt sich vom Kolben 216 aus dem Gehäuse heraus, steht mit einer Karosserieeinheit 214 in Eingriff und trägt ein Ventilelement 258. Ein anderes Ventilelement 246 wird durch die Feder 248 in Eingriff mit einem Sitz 250 gedrückt.

- 12 -

030016/0657

Bei der dargestellten Position verbindet ein Kanal 238 die Kammer 220 über die Drossel 244 und den Filter 264 mit der Atmosphäre, während die Kammer 216 über öffnungen 265 der Atmosphäre auegeaetzt ist. Das Ventilelement 246 schließt normalerweise die Kammer 220 Ober einen Einlaß 240 in bezug auf eine Vakuumquelle (nicht gezeigt), während das Ventileleraent 25Θ die Kammer 220 normalerweise zur Atmosphäre hin öffnet. Wenn zusätzliches Gewicht auf die Karosserieeinheit 214 aufgebracht wird, bewegen sich die Stange 232 und das daran befestigte Ventilelement 258 abwärts, so daß letzteres mit einem Sitz 262 in Eingriff tritt, der an einer Buchse 245 befestigt ist, die das Ventilelement 246 bildet, um den Kanal 238 und die Kammer 220 gegenüber der Atmosphäre zu verschließen. Des weiteren wird das Ventilelement 246 von dem Sitz 250 nach unten weg bewegt, um die Kammer 220 zur Vakuumquelle zu öffnen. Folglich erzeugen der Unterdruck in der Kammer 220 und der atmosphärische Druck in der Kammer 218 ein Druckdifferential Ober den Kolben 216. Daraus resultiert eine Hubkraft, die auf den Kolben 216 und die Stange 232 einwirkt und die Karosserieeinheit 214 in ihre normale vertikale Lage zurückführt. Diese normale vertikale Lage wird im wesentlichen durch den Eingriff des Ventilelementes 246 mit dem Sitz 250 bestimmt.

030016/0657

Claims

THE BENDIX CORPORATION ■ ^ Executive Offices, Bendix Center Southfield, Michigan 4Θ076, USA M-5039 12. September 1979 Patentansprüche

1. Niveauregulierende Vorrichtung für ein Fahrzeug, daa eine vom atmosphärischen Druck verschiedene Strömungsmitteldruckquelle aufweist, mit einem Gehäuse, das zwischen einer Radlagereinheit und einer Karosserieeinheit des Fahrzeugs angeordnet und mit einer der beiden Einheiten verbunden ist, einem innerhalb des Gehäuses gleitend gelagerten Kolben, der zusammen mit dem Gehäuse zwei Kammern bildet und eine Stange aufweist, die sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt und mit der anderen Einheit in Verbindung steht, und einem Kanal, der normalerweise die Kammern miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung dea weiteren ein Steuerelement (56,156} aufweist, das mit dem Kolben (16,116,216) und dem Kanal (38,238) zusammenwirkt und die Verbindung zwischen den Kammern (18,20;218,220) automatisch verschließt sowie die Verbindung zwischen der Strömungsmitteldruckquelle und einer (20,18,220) der Kammern öffnet, wenn sich die Karosserieeinheit (14,214) eine vorgegebene Strecke in Richtung auf die Radlagereinheit (30) bewegt, während die andere Kammer (18,20,218) zur Atmosphäre entlüftet ist, um ein Druckdifferential über dem Kolben zu erzeugen und der Bewegung der Karosserieeinheit relativ zur Radlagereinheit entgegenzuwirken.

030016/0657

293700a

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, defl die Kolbenstange (32,232) eine Bohrung (38,238) aufweist, die einen Abschnitt des Kanals bildet,und daß sich das Steuerelement (36,156) in die Bohrung erstreckt und mit einem ersten Ventilelement (46) in Eingriff bringbar ist, das normalerweise die Verbindung zwischen der Strömungsmitteldruckquelle und irgendeiner Kammer schließt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (56,156) ein zweites Ventilelement (58,156] tragt, das mit dem Kolben (16,116) zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen den Kammern zu schließen, wenn sich die Karosserieeinheit eine vorgegebene Strecte in Richtung auf die Radlagereinheit bewegt, wobei das zweite Ventilelement vor dem ersten Ventilelement betätigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) einen ersten Ventilsitz (50) aufweist, der mit dem ersten Ventilelement (46) zusammenwirkt, sowie einen zweiten Ventilsitz (62), der mit dem zweiten Ventilelement (58) zusammenwirkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement in bezug auf eine der Einheiten stationär angeordnet ist.

030016/0657

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Steuerelementes einstellbar ist.

030016/0657