DE3742883A1 - Ventilanordnung fuer einen daempfungszylinder zur schwingungsdaempfung von radfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für einen Dämpfungszylinder zur Schwingungsdämpfung von Radfahr­ zeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind aktive Federsysteme bekannt (DE-OS 27 38 455), bei denen zwischen dem Fahrzeugrad und dem Aufbau des Fahr­ zeuges ein Dämpfungszylinder angeordnet ist, dessen Druck abhängig vom gemessenen Abstand zwischen der Achse und dem Aufbau sehr schnell gesteuert werden kann. Dabei läßt sich auch eine fahrzeugbelastungsabhängige Niveauregulierung in einfacher Weise realisieren.

Bei der bekannten Anordnung ist der Dämpfungszylinder ein Differentialzylinder. Die beiden Zylinderräume werden über ein 4/3-Wegeventil mit einer Druckquelle bzw. mit dem Tank verbunden, wobei das Ventil elektrisch abhängig von mehre­ ren gemessenen Parametern angesteuert wird.

Fällt infolge Versagens der Pumpe oder ihres beispiels­ weise elektrischen Antriebs der Pumpendruck aus oder ver­ sagt die elektrische Ansteuerung, so muß vermieden werden, daß der Dämpfungszylinder auf Anschlag fährt.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ventil­ anordnung so zu treffen, daß bei Ausfall der Hydraulik und/oder Elektronik im Hinblick auf die Fahrsicherheit ausreichende Federeigenschaften vermittelt werden.

Die genannte Aufgabe ist mit den Merkmalen im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird automatisch bei Ausfall des Pumpen­ drucks das Schaltventil so betätigt, daß der Systemdruck erheblich verkleinert wird und ein begrenzter Strömungs­ mittelaustausch zwischen beiden Zylinderräumen des Dämpfungs­ zylinders möglich ist. Dabei gerät der Kolben des Dämpfungs­ zylinders in eine mittlere Lage, in der die parallel ge­ schaltete Feder des Schwingungsdämpfers die Abstützung des Fahrzeugrades übernimmt. Die erfindungsgemäße Ventilanord­ nung ist sehr einfach aufgebaut.

Der Druckmittelspeicher in Verbindung mit einem zum Tank hin öffnenden Vorspannventil hat den Vorteil, daß im System eine ausreichende Druckmittelmenge zur Verfügung steht, um zu vermeiden, daß eine zu große Druckmittelmenge zum Tank hin abströmt. Es wird also dafür gesorgt, daß bei den Ein­ und Ausfederbewegungen des Dämpfungszylinders im System genügend Druckmittel verbleibt. In vorteilhafter Weiter­ bildung der Erfindung kann der Druckmittelspeicher an das im Fahrzeug mitgeführte Reserverad angeschlossen werden. In diesem Fall vereinfacht sich der Aufbau des Druckmittel­ speichers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch ein Federsystem mit Dämpfungszylinder und zugehöriger Ventil­ anordnung dargestellt ist.

Ein Dämpfungszylinder 10 ist mit einer Feder 11 zu einem Schwingungsdämpfer verbunden. Im Zylinder 10 läuft ein Kolben 12 mit einer Kolbenstange 14. Das kolbenstangen­ seitige Ende des Schwingungsdämpfers ist in bekannter Weise mit einer bei 15 angedeuteten Radachse verbunden, während das obere Ende mit dem nicht-dargestellten Fahr­ zeugaufbau verbunden ist.

Die beiden Zylinderräume 18 und 19 sind über Leitungen 20 und 21 über ein Schaltventil 22 und Leitungen 23, 24 an ein Regelventil 25 angeschlossen, von dem aus eine Leitung 27 und ein Rückschlagventil 28 zu einer Pumpe 29 führt, während der andere Anschluß des Regelventils 25 mit einem Tank T verbunden ist.

An die Leitung 27 ist ein Druckmittelspeicher 32 angeschlos­ sen. Das Regelventil 25 ist ein 4/3-Wege-Proportionalventil, das von einem elektronischen Steuergerät 33 angesteuert wird. In dem Steuergerät 33 werden verschiedene Eingangs­ signale rechnerisch miteinander verknüpft, um den jeweili­ gen Ansteuerstrom für das Regelventil 25 zu erzeugen, der zu den gewünschten Druckänderungen in den Zylinderräumen 18, 19 führt. So werden dem Steuergerät 33 der Hub s des Dämpfungszylinders sowie andere kraft- oder wegabhängige Meßgrößen zugeführt.

Das Schaltventil 22 ist ein druckgesteuertes 5/2-Wegeventil, das vom Steuerdruck in der Leitung 35 in der dargestellten Lage gehalten wird, in der die Leitungen 21, 23 und 20, 24 miteinander verbunden sind, so daß die Einsteuerung des Druckes in den Zylinderräumen des Dämpfungszylinders 10 von dem Regelventil 25 vorgenommen wird. Die Steuerdruck­ leitung 35 ist an die Pumpendruckleitung 27 über ein elektrisches Schaltventil 36 angeschlossen.

In der umgeschalteten Stellung des Schaltventils 22 werden die Leitungen 20, 21 und damit die beiden Zylinderräume 18, 19 über je eine Drossel 40, 41, zu der jeweils ein zum Zylinderraum hin öffnendes Rückschlagventil 42, 43 parallel geschaltet ist, miteinander und mit einer Leitung 44 verbunden, an die ein Druckmittelspeicher 45 angeschlos­ sen, und die über ein vorgespanntes, sich zum Tank T hin öffnendes Rückschlagventil 46 mit dem Tank verbunden ist.

Parallel zum Vorspannventil 46 ist ein Nachsaugventil 47 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Ventilanordnung ist wie folgt: Ist Pumpendruck in der Leitung 27 vorhanden, so wird über die Steuerdruckleitung 35 das Schaltventil 22 in die darge­ stellte Lage umgeschaltet. Das Ventil 36 ist dabei von der elektronischen Ansteuerung 33 in Durchlaß geschaltet. In dieser Schaltstellung erfolgt die Niveauregulierung sowie die als aktive Federung bezeichnete Drucksteuerung des Schwingungsdämpfers.

Bei Ausfall des Pumpendrucks schaltet das Schaltventil 22 um. Diese Umschaltung erfolgt auch, wenn die elektrische Ansteuerung ausfällt, und dabei das Ventil 36 die Steuer­ druckleitung 35 mit Tank verbindet.

Ist das Schaltventil 22 umgeschaltet, so sind die beiden Zylinderräume 18, 19 des Dämpfungszylinders 10 über die Drosseln 40 und 41 miteinander und über die Leitung 44 mit dem Druckmittelspeicher 45 und über das Vorspannventil 46 mit dem Tank verbunden. Der Druck in den beiden Zylin­ derräumen wird deshalb auf den vom Vorspannventil 46 ein­ gestellten Druck von beispielsweise 3 bis 5 bar abgesenkt. Der Kolben 12 des Dämpfungszylinders folgt den Ein- und Ausfederbewegungen, wobei das jeweils aus den Zylinder­ räumen 18, 19 verdrängte Strömungsmittel über die Drosseln 40, 41 und die sich öffnenden Rückschlagventile 42, 43 in den anderen nachsaugenden Zylinderraum verdrängt wird. Die jeweils verdrängten Mengen sind bei einem Differential­ zylinder unterschiedlich. Der Speicher 45 sorgt für ein Nachspeisen mit Druckmittel im System, so daß zum Tank abströmendes Druckmittel vom Speicher 45 her ersetzt wer­ den kann, ohne daß das System leergesaugt wird.

Die Querschnitte der Drosseln 40, 41 lassen sich unter­ schiedlich wählen, so daß unterschiedliche Dämpfungs­ charakteristiken beim Ein- und Ausfedern erreicht werden.

Der Druckmittelspeicher 45 läßt sich vereinfachen, wenn sein den Druckmittelraum abschließender Kolben oder Falten­ balg vom Luftdruck des im Fahrzeug mitgeführten Reserve­ rades beaufschlagt wird. In diesem Fall wird der Speicher an das Reserverad angeschlossen. In der Leitung 44 kann gegebenenfalls ein Füllventil vorgesehen sein, über das der Speicher 45 bei Bedarf mit Druckmittel gefüllt wird.

Mit der erläuterten Ventilanordnung wird erreicht, daß bei Ausfall des Druckes bzw. der Ansteuerelektronik der Däm­ pfungszylinder druckentlastet wird, wobei die Feder 11 die Abstützung des Fahrzeuges übernimmt und dabei der Kolben 12 in einer Mittelstellung ist, von der aus die Ein- und Ausfederbewegungen des Rades zulässig sind, ohne daß der Kolben 12 auf Anschlag fährt. Dabei hat der Däm­ pfungszylinder noch Dämpfungseigenschaften und außerdem wird vermieden, daß das System bei den Dämpfungsbewegun­ gen vom Druckmittel leergesaugt wird.

Claims (9)

1. Ventilanordnung für einen Dämpfungszylinder zur Schwingungsdämpfung von Radfahrzeugen, bei der der Däm­ pfungszylinder und eine Feder zwischen einem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau angeordnet sind, der Kolben des Dämpfungszylinders vom Druck in beiden Zylinderräumen eingespannt ist und der Druck über ein Wegeventil zur Steuerung der Druckmittelwege zu einer Pumpe bzw. einem Tank zum Ausgleich von Fahrbahnunebenheiten lastabhängig regelbar ist, und bei der an dem Dämpfungszylinder ein Weggeber angeordnet ist, der über ein elektronisches Steuergerät das Wegeventil ansteuert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein vom Pumpendruck be­ tätigtes Schaltventil (22) zwischen dem Proportionalwegeventil (25) und den beiden Zylinderräumen (18, 19) des Dämpfungs­ zylinders (10) vorgesehen ist, von dem bei Ausfall des Druckes bzw. der elektrischen Ansteuerung beide Zylinder­ räume über mindestens eine Drosselstelle (40, 41) mit­ einander sowie mit einem Druckspeicher (45) und mit dem Tank verbindbar sind.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Zylinderraum (18, 19) über eine Drosselstelle (40, 41) und ein sich zum Zylinderraum öffnendes, zur Drosselstelle paralleles Rückschlagventil (42, 43) mit dem Tank und dem Druck­ mittelspeicher (45) verbunden ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Drosselstellen (40, 41) unterschiedliche Querschnitte aufweisen, die an die Zylinderflächen angepaßt sind.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Druckspeicher (45) zum Tank führenden Leitung (44) ein in Richtung Tank unter Vorspannung öffnendes Rückschlagventil (46) vorgesehen ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß parallel zum Vorspann­ ventil (46) ein Nachsaugventil (47) vorgesehen ist.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ mittelspeicher (45) alternativ zum Rückschlagventil vom Reserverad des Fahrzeuges beaufschlagt ist.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt­ ventil (22) ein 5/2-Wegeventil ist.

8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Schaltventil (22) führenden Steuerdruckleitung (35) ein von der Ansteuerungelektronik betätigtes Entlastungsventil (36) angeordnet ist.

9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungs­ zylinder (10) ein Differentialzylinder ist, dessen Zylinder­ räume über ein 4/3-Wege-Proportionalventil mit einer Pumpe (29) oder dem Tank verbindbar sind.