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Pneumatisch arbeitende Regelvorrichtung zur
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selbsttätigen Leuchtweitenausrichtung der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine pneumatisch arbeitende Regelvorrichtung zur selbsttätigen
Leuchtweitenausrichtung der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 21 49 269 als bekannt hervorgeht.
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Die bekannte Regelvorrichtung enthälteine:r oder zwei Achsen eines
Kraftfahrzeuges über ein Steuergestänge zugeordnete Druckmodulatoren, die abhängig
vom Abstand zwischen Achse und Aufbau eines Krartfahrzeugs, insbesondere bei Beladungsänderung
unter Entnahme von Unterdruck aus einem Unterdruckspeicher modulierte Unterdrücke
erzeugen, mit denen die Membran eines Stellmotors beaufschlagt wird.
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Der Stellmotor bedient über mechanisch wirkende Übertragungsglieder
einen Steuerschalter, der abhängig von den Steuersignalen der Druckmodulatoren mit
Außenluft oder mit dem Unterdruckspeicher in Verbindung gesetzt wird.
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Der sich im Steuerschalter einstellende Unterdruck ist der Stelldruck,
mit dem die Stellkolben zur Neigungsänderung den Scheinwerfern zugeordnete Stellelemente
über eine Steuerleitung beaufschlagt sind. Der vorgenannte Stellmotor und der Steuerschalter
samt mechanische Übertragungsglieder kann als weiterer Druckmodulator aufgefaßt
werden,
der die Aufgabe hat, die nach beiden Achsen modulierten Drücke zu einem Stelldruck
zusammenzufassen. Bei durch den Fahrzustand bedingtem, vorübergehendem Ausbleiben
von Unterdruck im Saugrohr einer Brennkraftmaschine wird nach einer durch eine Drossel
vorgegebenen Zeitspanne die momentane Stellung der Scheinwerfer festgehalten, indem
der Absperrkolben eines Absperrventils die vom Steuerschalter zu den Stellelementen
führende Leitung unterbricht.
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Der Absperrkolben ist an seinem unteren Ende mit einer Membran verbunden,
die zwei Arbeitskammern abteilt, von denen eine mit der Atmosphäre und die andere
über ein Rückschlagventil mit dem Saugrohr in Verbindung steht. Unter Mitwirkung
einer Druckfeder verschiebt die Membran den Absperrkolben in Absperrstellung, wenn
über die Drosselvorrichtung bei Ausbleiben von Unterdruck am Saugrohr ein ausreichender
Druckausgleich erfolgt ist.
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Absperrventile mit einem membranbetätigten Absperrteil, jedoch ohne
Absperrkolben, sind beispielsweise aus der DE-PS 27 11 944 bekannt.
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Eine der beschriebenen Regelvorrichtung ähnliche, jedoch ohne Absperrventil
geht aus der DE-OS 29 25 710 als bekannt hervor.
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Bei der beschriebenen Regelvorrichtung ist es nachteilig, daß nicht
das Druckniveau im Druckspeicher, sondern die zeitliche Dauer des Ausbleibens von
Unterdruck am Saugrohr, erfaßbar durch die Druckzunahme in der mit Unterdruck beaufschlagten
Arbeitskammer des Absperrventils durch über die Drossel einströmende Außenluft,
als Kriterium zum zeitweiligen Einstellen des Regelvorgangs dient,
obwohl
auch nach längerem Ausbleiben von Unterdruck im Saugrohr noch genügend Unterdruck
im Unterdruckspeicher zur Verfügung stehen kann. Das Speichervolumen des Unterdruckspeichers
wird so nicht in genügendem Maße genutzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abschaltdruckdifferenz
zwischen dem beladungsabhängig variablen Stelldruck, und dem variablen Speicherdruck
zum einen möglichst gering und zum anderen unabhängig von der Höhe des momentan
erforderlichen Stelldrucks konstant zu halten, d.h. das Absperrventil soll bei variablen
Drücken jedoch sehr empfindlich ansprechen. Damit soll erreicht werden, daß der
Unterdruckvorrat besser ausgenutzt wird, wodurch Regelpausen, während denen die
Scheinwerfer in einer augenblicklichen Stellung festgehalten werden, seltener auftreten.
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Die rufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß abhängig vom Druckzustand im Druckspeicher das Absperrventil wirksam wird und
deshalb der Druckvorrat fast in vollem Umfang zur Verfügung steht.
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Bei Verwendung von mehr als einem Absperrventil ist die Ausnutzung
des Druckspeichers noch besser, da dann die Druckdifferenz zwischen Speicherdruck
und Stelldruck bzw.
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moduliertem Druck noch niedriger gehalten werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargeiellt
und im folgenden näher beschrieben; es zeigen:
Figur 1 eine Regelvorrichtung
mit einem Absperrventil mit zwei Kammern, an dessen Betätigungsteil einander entgegengesetzt
der Speicherdruck und der Stelldruck wirken und das die Steuerleitung unterbricht;
Figur 2 eine Regelvorrichtung mit einem Absperrventil nach Figur 1 und einem weiteren
Absperrventil, das die Steuerleitung unterbricht, mit zwei Arbeitskammern und einer
Steuerkammer, an dessen Arbeitsmembrane, die mit dem Betätigungsteil gekoppelt ist,
einander entgegenwirkend Speicherdruck und modulierter Druck anliegt; Figur 3 eine
Regelvorrichtung mit einem Absperrventil nach Figur 1 und einem weiteren Absperrventil
der selben Bauart, dessen Abschaltteil die nach der Hinterachse modulierten Druck
führende Leitung unterbricht, und an dessen Betätigungsteil Speicherdruck und nach
der Hinterachse modulierter Druck anliegt; Figur 4 ein Absperrventil mit zwei Kammern,
die durch eine zusammen mit einer Druckfeder als Betätigungsteil wirkende Membrane
getrennt sind; Figur 5 ein Absperrventil mit zwei rbeitskammern und einer Steuerkammer,
dessen Arbeitsmembrane mit der Steuermembrane gekoppelt ist, die zusammen mit einer
Druckfeder das Betätigungsteil ist;
Figur 6 ein Druckmodulator mit
integriertem Absperrventil.
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Den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1 bis 3 liegt abgesehen von
unterschiedlichen Ventilbauarten und Ventilanordnungen der gleiche Regelkreis zugrunde,
weshalb soweit möglich die Bezugszeichen beibehalten sind.
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Figur 1 zeigt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 mit einem Reflektor
2, der schwenkbar gelagert ist und mit dem federbelasteten Stellkolben 3 eines Stellelements
4 verbunden ist. Das Stellelement 4 weist einen Arbeitsraum 5 auf, der über eine
Steuerleitung 6 und dem dazwischenliegenden Absperrteil eines Absperrventils 7 mit
zwei Kammern 8 und 9 und einer Membran 10 mit dem Ausgang 11 eines stelldruckliefernden
Druckmodulators 12 verbunden ist. An einer Unterdruckleitung 13 liegt die Kammer
9 des Absperrventils 7 am Unterdruckspeicher 14. Der den Stelldruck liefernde Druckmodulator
12 liegt im Ausführungsbeispiel an der Vorderachse 15 und besitzt eine nicht dargestellte
integrierte Korrekturvorrichtung an einem Eingang 16, die die Unterdrücke, die der
jeweiligen Einfederung von Vorder- 15 und Hinterachse 17 entsprechen, zu einer einzigen
Stellgröße zusammenfaßt, und deshalb mit dem Ausgang 18 eines der Hinterachse 17
zugeordneten Druckmodulators 19 über eine Leitung 20 verbunden ist. Den Achsen 15
und 17 und Druckmodulatoren 12 und 19 sind Regelgestänge 21 und 22 zugeordnet, die
die Abstandsänderungen zwischen Achsen und Aufbau erfassen und die Unterdruckentnahme
der Druckmodulatoren 12 und 19 aus den Unterdruckleitungen 13 regeln, die die Eingänge
der
Druckmodulatoren 12 und 19 mit dem Unterdruckspeicher 14 verbinden.
Der Unterdruckspeicher 14 wird vom Saugrohr 25 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
über eine Leitung 26 mit einem zwischengeschalteten Rückschlagventil 27 mit Unterdruck
gespeist. Das im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 verwendete Absperrventil 7 ist
mit Figur 4 im Detail beschrieben. Der Anschlußstutzen 28 des Absperrventils 7 liegt
an der Unterdruckleitung 13.
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Die Anschlußstutzen 29 und 30 verbinden die Kammer 8 it der Steuerleitung
6.
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Das Absperrventil 7 nach Figur 1 und 4 ist mit einer zwei Kammern
8 und 9 bildenden Membran 10 versehen, in deren einer Kammer 9 mit einem Anschlußstutzen
28 sich zwischen Membran 10 und Gehäusewand eine Druckfeder 70 befindet, die durch
einen mit der Membran verbundenen Ventilverschlußkörper 71 einen ins Innere der
Kammer 8 ragenden Innenstutzen 72 verschließt. Die Kammer 8 weist die Anschlußstutzen
29 und 30 auf, wobei letzterer außerhalb der Kammer 8 die Fortsetzung des Innenstutzens
72 ist. -Durch Abstandsänderungen der Achsen lr und 17 gegenüber dem Aufbau werden
in den Druckmodulatoren 12 und 19 modulierte Unterdrücke erzeugt, die zu einem Stelldruck
am Ausgang II des Druckmodulators 12 zusammengefaßt über die Steuerleitung 6 zu
den Stellelementen 4 der Scheinwerfer gelangen. Eine Vergrößerung der Leuchtweite
wird durch Beaufschlagung der Stellkolben 3 mit Unterdruck gegen die Kraft ihnen
zugeordneten Feder bewirkt, Bei Unterdruckmangel, d.h. wenn der Druckunterschied
zwischen Stelldruck oder nach der Hinterachse 17 moduliertem
Druck
und Speicherdruck so gering ist, daß eine notwendige Stelldruckabsenkung nicht mehr
erfolgen kann, fällt die Anlage aus, da durch die Wirkung der den Stellkolben 3
zugeordneten Federn nur noch Verstellbewegungen der Reflektoren 2 nach unten erfolgen,
wie das im übrigen auch bei Undichtigkeiten im Leitungssystem der Fall wäre. Aus
diesem Grunde ist ein Absperrventil 7 vorgesehen, dessen in der Steuerleitung 6
liegendes Absperrteil wirksam ist, wenn ein vorgegebener Wert für die Druckdifferenz
zwischen Stelldruck und Speicherdruck unterschritten wird. Die Größe der Druckdifferenz
ist so gewählt, daß die Steuerleitung 6 unterbrochen wird, bevor die Regelung nach
der Hinterachse 17 ausfällt. Durch entsprechende Wahl der Steifigkeit der an der
Membrane 10 angreifenden Druckfeder 70 ist die Größe der Druckdifferenz einstellbar.
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Die Steuerleitung wird unterbrochen, wenn die Kraft,die der Druckdifferenz
an der Membrane 10 aus dem in der Kammer 8 anliegenden Stelldruck und dem in der
Kammer 9 anliegenden entgegenwirkenden Speicherdruck entspricht, nicht mehr ausreicht,
gegen die Kraft der Druckfeder 70 die Membrane 10 in einer Lage zu halten, so daß
der Ventilverschlußkörper 71 nicht auf dem Innenstutzen 72 aufliegt.
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Figur 2 zeigt eine Regelvorrichtung mit einem Absperrventil 7 in der
Steuerleitung 6 in Anordnung und Funktion nach Figur 1. Ein weiteres Absperrventil
40 der Bauart nach Figur 5 liegt mit seinem Absperrteil und der Steuerkammer 43
mit den Anschlußstutzen 41 und 42 in der Steuerleitung 6 zwischen Druckmodulator
12 und Absperrventil 7. Die Arbeitskammer 46 liegt über AnschluB-stutzen 47 an der
Unterdruckleitung 13. Die Arbeitskammer 45 liegt über Anschlußstutzen 44 an der
Leitung 20, die einen Druck führt, der dem Einfederungszustand der Hinterachse 17
entspricht.
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Das Absperrventil 40 unterscheidet sich vom Absperrventil 7 darin,
daß in der Arbeitskammer 45 eine Steuerkammer 43 liegt, mit einer Steuermembran
82 kleineren Durchmessers als die Arbeitsmembran 80, wobei die mit der Arbeitsmembran
80 verbundene Druckfeder 81 mit der Steuermembran 82 starr gekoppelt ist. Die beiden
Arbeitskammern 45 und 46 besitzen je einen Anschlußstutzen 44 und 47. Die Steuerkammer
43 ist der Absperrteil des Absperrventils und besitzt zwei Anschlußstutzen 42 und
41, wobei letzterer sich ins Innere als Innenstutzen 83 fortsetzt, der über einen
an Arbeitsmembran 80 und Steuermembran 82 starr gekoppelten Ventilverschlußkörper
84 verschlossen werden kann.
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Sieht man von dem an der Steuermembran 82 wirkenden und in Steuerkammer
43 anliegenden Steuerdruck ab, vorausgesetzt, daß die resultierende Kraft gering
ist gegenüber den anderen wirksamen Kräften, so schließt das Absperrventil 40, wenn
die einer Kraft an der Arbeitsmembrane 80 entsprechende Druckdifferenz aus in Arbeitskammer
46 anliegendem Speicherdruck und in Arbeitskammer 45 anliegendem Druck, der dein
Einfederungszustand der Hinterachse 17 entspricht und dem Speicherdruck an der Arbeitsmembrane
80 entgegenwirkt, nicht ausreicht gegen die Kraft der Druckfeder 81 zu verhindern,
daß der an der Steuermembran 82 und mit der Arbeitsmembran 80 gekoppelte Ventilverschlußkörper
den Innenstutzen 83 verschließt.
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Bei einer derartigen Anordnung mit zwei Absperrventilen 7 und 40 läßt
sich die Druckdifferenz zwischen modulierten Drücken und Speicherdruck kleiner halten
als nach Ausführungsbeispiel 1, da durch das zweite absperren
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40 sichergestellt ist, daß der nach der Hinterachse 17 modulierte Druck immer kleiner
als der Speicherdruck ist.
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Figur 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel 1 dadurch, daß
neben dem Absperrventil 7 ein weiteres Absperrventil 7' mit seinem Absperrteil über
seine Anschlußstutzen 29' und 30' in der Leitung 20 liegt, die nach der Hinterachse
17 modulierten Druck führt. Der Anschlußstutzen 28' liegt an der Unterdruckleitung
13.
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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel 2 unterbricht das zweite Absperrventil
7' nicht die Steuerleitung 6, sondern die Leitung 20. Somit kann alter Umständen
nach der Vorderachse 15 allein noch geregelt werden, wenn die Leitung 20 bereits
unterbrochen ist. Zudem sind zwei Absperrventile gleicher Bauart kostengünstiger.
Die Funktion des Absperrventils 7' allein ist dieselbe wie die des Absperrventils
7 in Ausführungsbeispiel 1, mit dem Unterschied, daß nach der Hinterachse 17 modulierter
Unterdruck in der hammer 8' anliegt. Die Leitung 20 wird unterbrochen, wenn die
einer Kraft entsprechende Druckdifferenz an der Membrane 10' zum Speicherdruck in
der Kammer 9' nicht ausreicht gegen die Kraft der Druckfeder 70' zu verhindern,
daß der mit der Membran 10' verbundene Ventilverschlußkörper 71' den Innenstutzen
72' verschließt.
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Wie beim Ausführungsbeispiel 2 ist das Ausführungsbei spiel 3 mit
zwei Absperrventilen dazu geeigent, Abschaltdruckdifferenzen modulierten Druckes
zum Speicherdruck geringer zu halten und deshalb den Unterdruckvorrat besser auszunutzen.
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Mit Figur 6 ist ein an sich bekannter Druckmodulator dargestellt,
in dessen Ausgestaltung ein in der Wirkungsweise dem Absperrventil der Bauart nach
Figur 4 entsprechendes Absperrventil aufgenommen ist,und der die bauliche Integration
des Absperrventils 7 in den Druckmodulator 12 und/oder des Absperrventils 7' in
den Druckmodulator 19 nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 darstellt. Der Anschlußstutzen
90 liegt an der Atmo-sphäre und Anschlußstutzen 91 ist ..lit dem nach der Hinterachse
modulierten Druck in der-Leitung 20 verbunden als Eingang 16 eines Druckmodulators
12, der eine Korrekturvorrichtung enthält und den Stelldruck liefert. Im Einsatz
an Stelle des Druckmodulators 19 entfällt der Anschlußstutzen 91 und die Korrekturvorrichtung.
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Je nachdem welcher Druckmodulator 12 oder 19 ersetzt wird, liegt am
Anschlußstutzen 93 und in der Steuerkammer 94 Stelldruck oder nach der Hinterachse
modulierter Druck an.
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Am Anschlußstutzen 92 und in der die Druckfeder 98 enthaltenden Arbeitskammer
95 liegt der Speicherdruck an.
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Die Funktionsweise des integrierten Absperrventils entspricht in der
Wirkungsweise den Absperrventilen und ihren Anordnungen nach den Ausführungsbeispielen
der Figuren 1 und 3.
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Die Druckfeder 98 versperrt durch den mit der Membrane 96 verbundenen
Ventilverschlußkörper 97 die Zuleitung von Stelldruck oder von nach der Hinterachse
17 moduliertem Druck , wenn die Kraft aus der Druckdifferenz zum Speicherdruck an
der Membrane 96 nicht ausreicht gegen die Kraft der Druckfeder 98 die Membrane 96
in einer nicht absperrenden Stellung zu halten.
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Zum Abschluß sei angemerkt, daß für sämtliche Ausführungsbeispiele
Vorder- und Hinterachse vertauscht sein können und die Wirkungsweise der Absperrventile
und deren Anordnungsvarianten sich entsprechend ändern.
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Ferner ist es durchaus möglich, nach nur einer Achse zu regeln. Entsprechende
Ausgestaltungen beispielsweise mit zwei Absperrventilen würden dann entfallen.