DE1166633B - Vorrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Hoehenlage von Wagenkaesten fuer Kraftwagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4i07WW PATENTAMT Internat. KL: B 62 d

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 63 c-41

1 166 633
D 30172II/63 c
11. März 1959
26. März 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Höhenlage von Wagenkästen für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, bei denen der Wagenkasten gegenüber den Radachsen durch jedem Fahrzeuglaufrad zugeordnete Öl-Luft-Federelemente abgestützt ist und bei denen an jeder Radachse ein den Federelementen dieser Radachse zugeordnetes Regelventil in Abhängigkeit von dem jeweiligen Abstand des Wagenkastens von der Radachse den Zufluß von aus einem Vorratsbehälter mittels einer Pumpe im Kreislauf geförderten Öles zu den Federelementen und den Abfluß aus den Federelementen einsteuert.

Bei bekannten Vorrichtungen zur selbsttätigen Regelung der Höhenlage von Wagenkästen, die durch Öl-Luft-Federelemente gegenüber den Radachsen abgestützt sind, fördert eine Hochdruckpumpe Öl zu einem mit einem besonderen Druckregler ausgestatteten Hochdruckspeicher, von dem aus Leitungen zu den jeder Fahrzeugachse zugeordneten Höhenregelventilen führen. Zum Füllen der Federelemente steuern die Höhenregelventile Drucköl in die Federelemente hinein, und zum Leeren steuern sie Öl aus diesen heraus, das dann durch besondere Rücklaufleilungen in den Ölvorratsbehälter fließt. Zusätzliche Leitungen haben die Aufgabe, aus den Federelementen und den Höhenregelventilen anfallendes Lecköl in den Ölvorratsbehälter zurückzuleiten.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen zur selbsttätigen Regelung der Höhenlage des Wagenkastens ist zwar kein Hochdruckspeicher und sind keine besonderen Rücklaufleitungen erforderlich, dafür muß aber die Ölpumpe als eine verhältnismäßig teure selbstregelnde PumpemiteinemDruckfühlerundeinem Verstellglied ausgebildet sein, denn bei fehlendem Hochdruckspeicher muß die Ölpumpe einerseits immer in Betrieb sein, andererseits ist die von der Ölpumpe zum Verteiler führende Leitung immer dann abgesperrt, wenn die Regelventile nicht betätigt werden, so daß die ölpumpe auf Nullförderung gestellt werden muß.

Um die Fahrzeugabfederung bei hydropneumatischen Federungen unempfindlicher gegen Verunreinigungen im Öl zu machen und sie außerdem so auszubilden, daß sie bei Belastungsänderungen weich arbeitet, ist auch schon vorgeschlagen worden, das Höhenregelventil als Regelventil mit einem vom Ventilhub gesteuerten kalibrierten Öffnungsquerschnitt und mit einem ständig offenen Mindestquerschnitt zu versehen, ferner in der Rückführleitung eine ständig offene Drosselöffnung anzuordnen, so daß ein ständiger Durchfluß durch die hydropneumatische Federstrebe stattfindet.

Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der
Höhenlage von Wagenkästen für Kraftwagen

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Franz Behles, Stuttgart-Schönberg

Demgegenüber sieht die Erfindung bei Vorrichtungen der eingangs geschilderten Art vor, die Regelventile an der Vorderachse und an der Hinterachse zugleich als — bei Höhenregelvorrichtungen bereits vorgeschlagene — Durchflußventile auszubilden und hintereinandergeschaltet in einem Ölkreislauf, der durch eine bei Betrieb des Kraftwagens ständig fördernde Ölpumpe aufrechterhalten wird, anzuordnen, derart, daß zum Füllen der Federelemente an einer Radachse der Kreislauf des bei Betrieb des Kraftwagens ständig geförderten Öles mittels des Regelventiles an dieser Radachse gesperrt und das Öl über ein Rückschlagventil direkt gegen den Druck in den Federelementen in diese gefördert wird und daß zum Leeren der Federelemente eine Verbindung zwischen diesen und dem zum Füllen dienenden Kreislauf hergestellt wird, durch welche das Öl aus den Federelementen abströmt.

Durch die Erfindung wird eine wesentliche bauliche Vereinfachung erzielt, denn es ist kein Hochdruckspeicher mit besonderem Druckregler erforder-Hch. Die Pumpe braucht nur als einfache Mitteldruckpumpe ausgebildet zu sein, weil sie nur gegen den Druck in den Federelementen und nicht gegen den Druck eines Hochdruckspeichers fördern muß, in dem der Druck üblicherweise doppelt so groß ist wie in den Federelementen. Ein Druckfühler und ein Verstellglied an der Pumpe ist ebenfalls überflüssig. Außerdem sind keine Rücklaufleitungen und auch keine Leckölleitungen notwendig.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegen-Standes können die Regelventile eine durch ein Ventil gesteuerte Durchflußbohrung für den Ölkreislauf, ferner eine in gleicher Weise durch ein Ventil gesteuerte, die Federelemente mit der Durchflußbohrung verbindende Abflußbohrung und eine von der Durchflußbohrung vor dem Ventil zu den Federelementen der Radachse abzweigende, mit einem federbelasteten Rückschlagventil versehene Zuflußbohrung aufwei-

409 540/326

sen. Durch eine solche Ausbildung wird ein kombiniertes Regelventil erzielt, das die Funktion eines Druckregelventiles und die eines Höhenregelventiles bei einfachem Gesamtaufbau übernimmt. Die Vereinfachung wird noch dadurch vergrößert, wenn bei jedem Regelventil sowohl die Durchflußbohrung als auch die Abflußbohrung durch einen für beide Bohrungen gemeinsamen Kolben steuerbar sind.

In demjenigen Regelventil, welches in dem Kreislauf direkt hinter der Pumpe liegt, vorzugsweise in dem für die Federelemente der Hinterachse, kann zwischen der Durchflußbohrung und der Abflußbohrung nach dem Kolben ein in Durchfluß- bzw. Abflußrichtung hin öffnendes federbelastetes Rückschlagventil angeordnet sein. Das Rückschlagventil in der Zuflußbohrung des gleichen Regelventiles kann vorteilhaft mit einem größeren Schließdruck ausgestattet sein als das entsprechende Rückschlagventil des anderen Regelventiles.

11 führenden Ölleitung 15, ferner aus der vom Regelventil 11 zum Regelventil 8 führenden Ölleitung 16 und aus der vom Regelventil 8 zum Vorratsbehälter

12 führenden Ölleitung 17 besteht.

Wie näher aus F i g. 2 hervorgeht, ist in dem Regelventil 11 für die den Laufrädern der Hinterachse des Kraftwagens zugeordneten Öl-Luft-Federelemente eine Durchflußbohrung 18 und eine Abflußbohrung 19 vorgesehen. Beide Bohrungen verlaufen teilweise

ίο parallel übereinander und werden gemeinsam durch einen quer zu diesen Bohrungen in der Bohrung 20 geführten Kolben 21 gesteuert, der zu diesem Zweck mit Ringnuten 22, 23 ausgestattet ist. Die Kolbenstange 24 des Kolbens 21 ist in geeigneter Weise mit der Hinterachse des Kraftwagens gekoppelt, derart, daß der Kolben die Bewegungen der Hinterachse von dem Wagenkasten weg oder in Richtung auf diesen mitmacht und sich in der Bohrung 20 des am Wagenkasten festen Regelventiles entweder in Pfeilrichtung

Die Abflußbohrung kann als Drosselbohrung mit 20 25 (Füllen der Federelemente) oder in Pfeilrichtung

entsprechend geringem Querschnitt. ausgebildet sein. Statt dessen kann aber auch der Eintrittsquerschnitt der Abschlußbohrung in der Mantelfläche einer zylindrischen Bohrung liegen, und in dieser Bohrung kann vor dem Eintrittsquerschnitt ein quer zu seiner Achsrichtung verschiebbarer zylindrischer Stift angeordnet sein, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Eintrittsquerschnittes der Abflußbohrung. Hierdurch wird ebenfalls eine Drosselung des Abflusses von Öl erreicht, weil der Ölstrom den zylindrisehen Stift vor den Eintrittsquerschnitt drückt, so daß dort nur kleine Querschnitte für den Durchtritt von Öl freibleiben. Gegenüber einer reinen Drosselbohrung hat diese Anordnung den Vorteil, daß Verunreinigungen od. dgl. im Öl die Abflußbohrung nicht verstopfen können, was dann der Fall wäre, wenn die Abflußbohrung sehr kleinen Durchmesser hätte.

Der zylindrische Stift kann zwischen dem als Kugelventil ausgebildeten Rückschlagventil in der Zufluß-26 (Leeren der Federelemente) bewegt. An die Durchflußbohrung 18 ist vor dem Kolben 21 die von der Pumpe 13 (Fig. 1) kommende Ölleitung 15 und nach dem Kolben 21 die nach dem Regelventil 8 an der Vorderachse (Fig. 1) führende Ölleitung 16 angeschlossen. Nach dem Kolben 21 mündet die Abflußbohrung 19 in die Durchflußbohrung 18 ein, wobei an der Mündungsstelle das federbelastete, in Richtung der Abflußbohrung 19 sperrende Rückschlagventil 27 angeordnet ist. Vor dem Kolben 21 besteht zwischen der Durchflußbohrung 18 und der Abflußbohrung 19 Verbindung durch die Zuflußbohrung 28, in welcher das in Richtung der Durchflußbohrung 18 sperrende Rückschlagventil 29 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 29 besteht aus der Kugel 30, aus dem mit dieser zusammenwirkenden zylindrischen Stift 31 und aus der Druckfeder 32. Nach dem Rückschlagventil 29 ist die Abflußbohrung 19 und die Ölleitung 10 angeschlossen, von der aus die Ölleitung 9 zu den Feder

bohrung und der den Schließdruck für das Rückschlag- 40 elementen 5 an der Hinterachse (Fig. 1) führt,
ventil herstellenden Schließfeder angeordnet sein. Der Das in F i g. 3 dargestellte Regelventil 8 für die

zylindrische Stift kann ferner als Anschlag für das ge- Federelemente 3 an der Vorderachse des Kraftwagens öffnete Kugelventil dienen. ist im wesentlichen in gleicher Weise ausgebildet wie

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise und schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt in einem Kraftwagen mit Öl-Luft-

m einem
Federelementen die Anordnung der Regelventile;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch das Regelventil an der Hinterachse und

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch das Regelventil an der Vorderachse des Kraftwagens;

F i g. 4 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 sind bei dem Kraftwagen 1, den Laufrädern 2 an der Vorderachse die Öl-Luft-Federelemente 3 und den Laufrädern 4 an der Hinterachse die Öl-Luft-Federelemente 5 zugeordnet. Die Federelemente 3 an der Vorderachse sind untereinander durch die Ölleitung 6 verbunden und mit der von dieser abzweigenden Ölleitung 7 an das Regelventil 8 angeschlossen. Desgleichen sind die Federelemente 5 an der Hinterachse untereinander durch die Ölleitung 9 verbunden und mit der von dieser abzweigenden Ölleitung 10 an das Regelventil 11 angeschlossen. Beide Regelventile 8, 11 sind hintereinandergeschaltet in einem Ölkreislauf angeordnet, der aus dem Ölvorratsbehälter 12, der aus diesem zur Pumpe 13 führenden Ölleitung 14, der von der Pumpe 13 zum Regelventil das in F i g. 2 gezeigte Regelventil 11 für die Federelemente an der Hinterachse. Für gleiche Teile gelten hier demnach die gleichen Bezugszeichen. Unterschiedlich ist lediglich, daß bei dem Regelventil 8 an der Mündung der Abflußbohrung 19 in die Durchflußbohrung 18 kein Rückschlagventil angeordnet ist. Vor dem Kolben 21 ist die Durchflußbohrung 18 mit der von dem Regelventil 11 ankommenden Ölleitung 16 verbunden und nach dem Kolben 21 setzt sie sich in der Ölleitung 17 fort, die zu dem Ölvorratsbehälter 12 (F i g. 1) führt. Nach dem Rückschlagventil 29 ist an die Abflußbohrung 19 die Ölleitung 7 angeschlossen, von der aus die zu den Federelementen 3 führende Ölleitung6 angeschlossen ist (Fig. 1).

In den F i g. 2 und 3 sind die Regelventile 8,11 in einem Zustand dargestellt, der einer Stellung des Wagenkastens über den Radachsen in Normallage des Wagenkastens entspricht. Die Abflußbohrungen 19 sind durch den Kolben 21 geschlossen, während die Durchflußbohrungen 18 durch den Kolben 21 geöffnet sind. Da bei Betrieb des Kraftwagens die Ölpumpe 13 ständig angetrieben ist, z. B. elektromotorisch durch Einschaltung beim Öffnen der Wagentür oder mechanisch durch den Antriebsmotor des Kraftwagens, saugt die ölpumpe 13 ständig öl aus dem Ölvorrats-

behälter 12 durch die Ölleitung 14 und fördert das Öl im Kreislauf durch die Ölleitung 15, durch die Durchflußbohrung 18 im Regelventil 11, durch die

Wird an dem Regelventil 8 oder 11 ein Füllen der Ölleitung 16, durch die Durchflußbohrung 18 im Regelventil 8 und danach durch die Ölleitung 17 in den Ölvorratsbehälter 12 zurück. Federelemente 3 oder 5 eingeregelt, d. h., die betreffende Radachse bewegt sich gegen den Wagenkasten zu und der Kolben 21 schiebt sich in Pfeilrichtung 25 in die Bohrung 20 hinein, rückt die den Durchfluß des Öles in der Durchflußbohrung 18 ermöglichende Ringnut 23 aus dem Bereich der Durchflußbohrung und der Kolben 21 sperrt die Durchflußbohrung 18. Das geförderte Öl gelangt somit durch die Zuflußbohrung 28 unter Überwindung des Schließdruckes des Rückschlagventiles 29 in die Ölleitungen 7 bzw. 10 und 6 bzw. 9 zu den Federelementen 3 bzw. 5. Die Federelemente dehnen sich hierbei aus und stellen den ursprünglichen Abstand zwischen den Radachsen und dem Wagenkasten her, der durch die dargestellte Lage des Kolbens 21 in den Regelventilen 8,11 bestimmt ist.

Wird an dem Regelventil 8 oder 11 ein Leeren der Federelemente 3 oder 5 eingeregelt, d. h., die betreffende Radachse wird von dem Wagenkasten wegbewegt, verschiebt sich der Kolben 21 aus der gezeichneten Stellung heraus in Pfeilrichtung 26. Die Ringnut 23 des Kolbens 21 hält hierbei die Durchflußbohrung 18 offen, so daß der von der Ölpumpe 13 betriebene Ölkreislauf nicht unterbrochen wird. Die unter der Ringnut 23 angeordnete Ringnut 22 des Kolbens 21 öffnet die Abflußbohrung 19, so daß Öl aus den Federelementen 3 über die Ölleitungen 6,7 oder Öl aus den Federelementen 5 über die ölleitungen 9,10 durch die Abflußbohrung 19 nach dem Kolben 21 in die Durchflußbohrung 18 und damit in den Ölkreislauf gelangen kann. Im Regelventil 11 an der Hinterachse des Kraftwagens muß das aus den Federelementen kommende Öl hierbei das Rückschlagventil 27 überwinden.

Wie F i g. 4 zeigt, legt sich beim Abfluß von Öl aus den Federelementen 3, 5 der in quer zu seiner Achsrichtung beweglich gelagerte zylindrische Stift 31 des Rückschlagventiles 29 vor den Eintrittsquerschnitt der Abflußbohrung 19. Da der Durchmesser des zylindrischen Stiftes größer ist als der Durchmesser des Eintrittsquerschnittes der Abflußbohrung, wird der Durchtritt von Öl gedrosselt. Wenn der Abfluß unterbrochen wird, nimmt der zylindrische Stift 31 infolge einer Lagestabilisierung durch die Feder 32 wieder seine ursprüngliche Stellung ein. Auf diese Weise wird erzielt, daß ein Zusetzen der Abflußbohrung mit vom Öl transportierten Verunreinigungen od. dgl. ausgeschlossen bleibt.

Wenn sowohl das Regelventil 11 an der Hinterachse als auch das Regelventil 8 an der Vorderachse ein Füllen der Federelemente einregelt, wird durch Absperrung der Durchflußbohrung 18 im Regelventil 11 durch den Kolben 21 der Kreislauf des Öles unterbrechen. Zunächst werden die Federelemente 5 an der Hinterachse mit Öl aufgefüllt und anschließend werden, wenn der Kolben 21 im Regelventil 11 wieder seine Ausgangslage erreicht hat, durch Freigabe der Durchflußbohrung 18 über die Ölleitung 16 und durch das Regelventil 8 die Federelemente 3 an der Vorderachse aufgefüllt. Da sich bei Kraftwagen Belastungsunterschiede in erster Linie an der Hinterachse auswirken, ist eine bevorzugte Regelung dieser Achse erwünscht.

Wenn das Regelventil 11 an der Hinterachse Leeren und das Regelventil 8 an der Vorderachse Füllen einregeln, kommt das nur im Regelventil 11 angeordnete Rückschlagventil 27 zur Geltung. Es verhindert, daß Öl aus der Durchflußbohrung 18 nach dem Kolben 21 in die Abflußbohrung 19 gelangt.

In dem Regelventil 11 an der Hinterachse ist die Druckfeder 32 des Rückschlagventiles 29 stärker ausgelegt als die entsprechende Feder im Regelventil 8 an der Vorderachse. Hierdurch wird erreicht, daß die Federelemente 3 an der Vorderachse gefüllt werden, wenn dies das Regelventil 8 einregelt, während das Regelventil 11 an der Hinterachse in der gezeichneten Stellung steht.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Höhenlage von Wagenkästen für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, bei denen der Wagenkasten gegenüber den Radachsen durch jedem Fahrzeuglaufrad zugeordnete Öl-Luft-Federelemente abgestützt ist und bei denen an jeder Radachse ein den Federelementen dieser Radachse zugeordnetes Regelventil in Abhängigkeit von dem jeweiligen Abstand des Wagenkastens von der Radachse den Zufluß von aus einem Vorratsbehälter mittels einer Pumpe im Kreislauf geförderten Öles zu den Federelementen und den Abfluß aus den Federelementen einsteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile (8,11) an der Vorderachse und an der Hinterachse zugleich als — bei Höhenregelvorrichtungen bereits vorgeschlagene — Durchflußventile ausgebildet und hintereinandergeschaltet in einem Ölkreislauf (Ölleitungen 14 bis 17), der durch eine bei Betrieb des Kraftwagens ständig fördernde Ölpumpe (13) aufrechterhalten wird, angeordnet sind, derart, daß zum Füllen der Federelemente an einer Radachse der Kreislauf des bei Betrieb des Kraftwagens ständig geförderten Öles mittels des Regelventiles an dieser Radachse gesperrt und das Öl über ein Rückschlagventil direkt gegen den Druck in den Federelementen in diese gefördert wird und daß zum Leeren der Federelemente eine Verbindung zwischen diesen und dem zum Füllen dienenden Kreislauf hergestellt wird, durch welche das öl aus den Federelementen abströmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile (8, 11) eine durch ein Ventil gesteuerte Durchflußbohrung (18) für den ölkreislauf, ferner eine in gleicher Weise durch ein Ventil gesteuerte, die Federelemente (3 bzw. 5) mit der Durchflußbohrung verbindende Abflußbohrung (19) und eine von der Durchflußbohrung vor dem Ventil zu den Federelementen der Radachse abzweigende, mit einem federbelasteten Rückschlagventil (29) versehene Zuflußbohrung (28) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Regelventil (8, 11) sowohl die Durchflußbohrung (18) als auch die Abflußbohrung (19) durch einen für beide Bohrungen gemeinsamen Kolben (21) steuerbar sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in demjenigen Regel-

ventil (11), welches in dem Kreislauf direkt hinter der Pumpe liegt, vorzugsweise in dem für die Federelemente der Hinterachse, zwischen der Durchflußbohrung (18) und der Abfiußbohrung (19) nach dem Kolben (21) ein in Durchfluß- bzw. Abflußrichtung hin öffnendes federbelastetes Rückschlagventil (27) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (29) in der Zuflußbohrung (28) desjenigen Regelventiles (11), welches in dem Kreislauf direkt hinter der Pumpe liegt, mit einem größeren Schließdruck ausgestattet ist als das entsprechende Rückschlagventil des anderen Regelventiles (8).

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußbohrung (19) als Drosselbohrung mit entsprechend geringem Querschnitt ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsquerschnitt der Abflußbohrung (19) in der Mantelfläche einer zylindrischen Bohrung liegt und in der Bohrung vor dem Eintrittsquerschnitt ein quer zu seiner Achsrichtung verschiebbarer zylindrischer Stift (31) angeordnet ist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Eintrittsquerschnittes der Abflußbohrung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Stift (31) zwischen dem als Kugelventil (30) ausgebildeten Rückschlagventil (29) in der Zuflußbohrung (28) und der den Schließdruck für das Rückschlagventil herstellenden Schließfeder (32) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Stift (31) als Anschlag für das geöffnete Kugelventil (30) dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 930 067;
USA.-Patentschrift Nr. 2 809 051.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1150 584.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 540/326 3.64 © Bundesdruckerei Berlin