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Niveaure gelvorrichtung für Kraftfahrzeuge Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Niveauregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der ein oder mehrere
zwischen einer Achse und dem Chassis des Kraftfahrzeugs wirkende Pederbeine über
einen lediglich auf im Verhältnis zu Niveauänderungen, die durch kurzzeitige Fahrstöße
bewirkt werden, langzeitige Niveauänderungen des Kraftfahrzeuges ansprechenden Niveauregelschalter
mit einer Druckmediumquelle verbunden sind.
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Es sind bereits Niveauregelvorrichtungen bekannt, bei denen Niveauregelschalter
vorgesehen sind, die so arbeiten, daß sie eine Verbindung zwischen einer Druckmediunquelle
und einem Federbein herstellen, das sich gegenüber der Druckmediumquelle auf einem
niedrigeren Druck befindet, um ein Hochregeln des Federbeines zu ermöglichen. Eine
solche Hochregelung des
Federbeins auf ein Sollniveau ist jedoch
dann nicht mehr möglich, wenn der Druck in dem Federbein gleich odr größer als der
Druck in der Druckmediumquelle ist Vielmehr kann es geschehen, daß sich die Regelung
@ns Gegenteil umkehrt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst
einfache Niveauregelvorrichtung anzugeben, mit dei das Fahrzeug auch dann möglichst
rasch auf ein mittleres Niveau eingeregelt werden kann, wenn der von der Druckmediumquelle
abgegebene Druck in einem gewissen Bereich unterhalb des in einem Federbein bei
voller Bela@tung herrschenden Druckes liegt.
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Dies wird bei einer Niveauregelvorrichtung der oben angegebenen Art
erfindungsgemäß dadurch @rreicht, daß die Druckmediumquelle einen im wesentlichen
konstanten, unter dem bei voller Belastung eines Bederbei.ns in Dies Federbein auftretenden
Druck aufweist, und daß der Niveauregelschalter so ausgebildet ist, daß er die Verbindung
zwischen d. Federbein oder den Feder beinen und der Druckmediumquelle in ein@@ dem
Sollniveau entsprechenden Stellung unterbricht, daß er bei Stellungen, die unter
dem Sollniveau liegenden Niveaus entsprechen, das oder die Federbeine mit der Dr@ckmediumquelle
über ein erstes Einwegventil verbindet, dessen Durchlaßrichtung von der Druck mediumquelle
zu dem oder den Federbeinen führt, und daß er bei Stellungen, die über dem Sollniveau
liegenden Niveaus entsprechen, das oder die Federbeine mit der Druckmediumquelle
über ein zweite Einwegventil verbindet, dessen Durchlaßrichtung von dem oder den
Federbeinen zu der Druckmediumquelle führt.
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Ein derartiges Fahrzeug weist den Vorteil auf, daß es mit geringem
Aufwand möglich ist, ein mittleres Niveau rasch auch mit Hilfe eines Druckes einzuregeln,
der unter dem Druck liegt, dz in einem Federbein bei voller Belastung herrscht.
Somit können auch Druckmediumquellen mit geringerer Leistung verwandt werden.
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Als Einwegventile werden vorzugsweise Kugelrückschlagventile verwandt.
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Eine besonders raumsparende und zweckmäBige Anordnung kann dadurch
erreicht werden, daß die Einwegventile in einem Schaltkolben des Niveauregelschalters
angeordnet werden.
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Da der Druck der Druckmediumquelle im wesentlichen konstant sein soll,
kann die Druckmediumquelle vorzugsweise aus einem abgeschlossenen Druckspeicher
bestehen, dessen Volumen zwecK-mäßigerweise wesentlich größer als das Volumen des
Federraumes des zu regelnden Federbeins oder der Summe der Federräume der zu regelnden
Federbeine ist.
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Gestatten die Federsteifigkeit und das Regellastverhältnis eines Federbeins
eine solche Ausfederung des Federbeins bei voller Belastung, daß bei einer großen
Ausfederung der Druck in dem Federbein auf einen Druck abnimmt, der dem mittleren
Druck zwischen dem Druck bei voller Belastung und dem Druck ohne Belastung entspricht,
so wird der Druck der Druckmediumstelle vorzugsweise so gewählt, daß er dem mittleren
Druck zwischen dem in einem zu regelnden Federbein bei voller Belastung des Kraftfahrzeuges
herrschenden Druck und dem in einem zu regelnden Federbein im unbelasteten Zustand
des Eraftfahrzeugs herrschenden Druck entspricht. In diesem Falle ist sowohl eine
rasche Hochreglung auf ein mittleres Niveau bei Belastung als auch eine rasche Abreglung
auf ein mittleres niveau nach der Entlastung des Kraftfahrzeuges möglich.
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Werden bereits die Federbeine einer Achse auf Niveau geregelt, so
können, wenn zur Regelung des Niveaus weitere Achsen erfindungsgemäße' Niveauregelungsvorrichtungen
vorgesehen werden, bei etwa gleicher Belastung aller Achsen die Druckmedium--..elle
oder die Druckmediumquellen der erfindungsgemäßen Vorrfichtungen vorzugsweise aus
einem Druckspeicher bestehen, der lt dem Federraum eines bereits anderweitig geregelten
Federn be uns in Verbindung steht.Hierdurch wird wegen der Anpassung
des
Druckes in dem Druckspeicher an den voll belasteten bzw.
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unbelasteten Zustand eine besonders schnelie Einregelung des Niveaus
erreicht.
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Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Feinnnung
dargestellten vorzugsweisen Ausfuhrungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung
zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgebildeten Niveauregelvorrichtung zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden
Prinzips, Fig. 2 eine graphische Darstellung des in einem Federbein herrschenden
Drucks bei voller Belastung bzw ohne Belastung in Abhängigkeit von der Aus- bzw.
Einfederung des Federbeins zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Niveauregelvorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines gemäß
der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Niveauregelschalters, und Fig. 4 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Federbein allgemein bezeichnet. Das Federbein
besteht aus einem im wesentlichen allseitig geschlossenen Zylinder 2, in dem ein
Kolben 3 verschiebbar geführt ist. An dem Kolben 3 ist eine Kolbenstange 4 befestigt,
die an einem Ende aus dem Zylinder 2 herausragt und mit ihrem dem Kolben 3 gegenüberliegenden
Ende an einer Achse 5 des Kraftfahrzeuges befestigt ist. Der Zylinder 2 steht an
seinem mit 6 bezeichneten Ende mit dem Chassis (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges
in Verbindung. Zwischen dem Ende 6 des Zylinders sowie dem Kolben 3 ist in dem Zylinder
ein Trennkolben 7 angeordnet, der in dem Zylinder in Längsrichtung des Zylinders
verschiebbar ist. Der Kolben 3 unterteilt den zwischen dem Trennkolben 7 und dem
Ende 8 des Zylinders liegenden Raum,
der mit einem Druckmedium,
vorzugsweise Ö1, gefüllt ist, in zwei Räume 9 und 10, die durch eine Bohrung ii
in dem Kolben 3 miteinander in Verbindung stehen. In dem zwischen dem Trennkolben
7 und dem Ende 6 des Zylinders liegenden Raum 12 befindet sich ein zweites Druckmedium,
vorzugsweise ein Gas eine
z. B. Stickstoff.
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Der Raum 12 steht über eine Leitung 13 mit einem allgemein mit 16
bezeichneten Niveauregelschalter in Verbindung. Der Niveauregelschalter -16 steht
seinerseits über eine Leitung 17 mit einer Druckmediumquelle 18 in Verbindung, die
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein abgeschlossener Druckspeicher in
Form einer Kugel dargestellt ist. In dem Druckspeicher 18 ist das zweite Druckmedium
19 unter einem bestimmten Druck gespeichert. Das in dem Druckspeicher 18 enthaltene
Volumen ist groß im Verhältnis zu dem Volumen des Raumes 12 des Federbeins 1. Dadurch
wird erreicht, daß bei gleicher, absoluter Volumenänderung in dem Raum 12 bzw. dem
Druckepeicher 18 in dem Raum 12 eine große Druckänderung erzielt wird, während demgegenüber
in dem Druckspeicher eine wesentlich geringere und kaum merkbare Druckänderung auftritt,
so daß der Druck in dem Druckspeicher 18 als im wesentlichen konstant angesehen
werden kann.
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Der Niveauregelschalter 16 ist schematisch als ein Schieber 20 dargestellt,
der an einem Ende über eine Feder 21 mit der Achse 5 des Kraftfahrzeuges in Verbindung
steht, während an seinem anderen Ende ein Dämpfungskolben 22 befestigt ist, der
in einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum 23 verschiebbar ist. Der Raum 23
steht an seinem oberen, mit 24 bezeichneten Ende mit dem Chassis (nicht dargestellt)
des Kraftfahrzeuges in Verbindung.
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Der Schieber 20 ist gegenüber den Enden der Leitungen 13 und 17 in
Abhängigkeit von dem Niveau des Kraftfahrzeuges verschiebar. In Fig. 1 ist der Schieber
20 in der Stellung dargestellt, die dem Sollniveau des Kraftfahrzeuges entspricht.
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In dieser Stellung des Schiebers 20 ist die Verbindung zwischen den
Leitungen 13 und 17 unterbrochen.
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Wird das Kraftfahrzeug beladen, so wird das Volumen des raumes 12
des Federbeins 1 verkleine@t, wodurch auch der Abstand zwischen der Achse 5 und
dem Ende 6 des %ylinders 2 verringert wird. In dem gleichen Maße wird der Abstand
an dem Niveauregelschalter zwischen der Achse 5 und dem Ende 24 des Raumes 23 verkleinert,
wobei die Feder 21 den Dämpfungskolben 22 über den Schieber 20 in dem Raum 23 relativ
zu den Leitungen 13 und 17 nach aufwärts verschiebt, so daß die Leitungen 13 und
17 in dieser Stellung über ein erstes Einwegventil 25 miteinander verbunden sind.
Das Einwegventil 25 weist eine solche Durchlaßrichtung auf, daß es sich öffnet,
wenn in der Leitung 17 ei.n höherer Druck herrscht als in der Leitung 13.
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Nimmt man dagegen an, daß @ich das System in dem in Fig. 1 gezeigten
Zustand im eingeregelten Zustand unter einer Belastung befindet und wird nunmehr
diese Belastung beseitigt, so wird das Volumen in dem Raum 12 des Fede@beins vergrößert,
wodurch gleichzeitig de Abstand zwischen der Achse 5 und dem Ende 6 des Zylinders
2 vergrößert wird. Dies bedeutet, daß das Niveau des Kraftfahrzeuges zu hoch ist.
Da sich im gleichen Maße der Abstand zwischen der Achse 5 und dem Ende 24 des Raumes
23 vergrößert, tritt eine derartige relative Verschiebung zwischen den Enden der
Leitungen 13 und 17 einerseits und dem Schieber 20 andererseits auf, daß die Leitungen
13 und 17 nunmehr über ein zweites Einwegventil 26 miteinander verbunden sind, Dieses
zweite Einwegventil weist eine solche Durchlaßrichtung auf, daß es einen Druckausgleich
gestattet, wenn in der Leitung 13 ein höherer Druck herrscht als in der Leitung
17.
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Eine relative Verschiebung zwischen den Leitungen 13 und 17 einerseits
und dem Schieber 20 andererseits tritt nur entsprechend den langzeitigen Niveauänderungen
des Kraitfahrzeuges auf. Das heißt, der Niveauregelschalter 16 spricht
nicht
auf kurzzeitige Fahrbahnstöße an, bei denen das Federbein 1 gegenüber seiner langzeitigen
Niveaulage kurzzeitig aus- oder einfedert. Dies wird dadurch erreicht, daß die aulgrund
einer kurzzeitigen Ein- oder Ausfederung auftretende Abstandsveränderung zwischen
der Achse 5 und dem Ende 24 des Raumes 23 durch die Feder 21 aufgefangen wird, während
sich der Schieber 20 vermöge des Dämpfungskolbens 22 in dem gleichen Maße bewegt
wie die Leitungen 13 und 17.
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Im folgenden soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Niveauregelvorrichtung
im einzelnen näher anhand der Fig. 2 erläutert werden. In Fig. 2 ist in einer graphischen
Darstellung die Abhängigkeit des Druckes in dem Raum 12 des Pederbeins 1 in Abhängigkeit
von dem Niveau des Kraftfahrzeuges, das heißt dem Abstand zwischen der Achse 5 und
dem Ende 6 des Zylinders 2, dargestellt. Hierbei ist der Druck p auf der Ordinate
und die Niveauhöhe auf der Abszisse aufgetragen. Die senkrechte Gerade G bezeichnet
das Sollniveau. Die Kurven I bzw. II zeigen die Druckänderungen an, die sich bei
einer Änderung des Niveaus bei unbelastetem bzw. vollbelastetem Federbein ergeben.
Mit Pl ist der Druck bezeichnet, der in dem Raum 12 des Federbeins 1 herrscht, wenn
das Federbein nicht belastet ist. Mit p3 ist der Druck in dem Raum 12 bei voller
Belastung des Federbeins bezeichnet. p2 bezeichnet den Druck in dem Druckspeicher
18, der in dem vorliegenden Beispiel dem mittleren Druck zwischen den Drucken p3
und p1 entsprechen soll.
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Befindet sich das Federbein 1 im unbelasteten Zustand und auf Sollniveau,
so befindet sich das System im Punkte A auf der Kurve I. Dies entspricht dem in
Fig. 1 dargestellten Zustand, in dem die beiden Leitungen 13 und 17 nicht miteinander
verbunden sind. Es soll nun angenommen werden, daß das Federbein 1 im stillstehenden
Zustand des Fahrzeuges schlagartig voll belastet wird. 'n diesem Falle federt das
Federbein 1 ein, wobei das Niveau um XV abgesenkt wird.Gleichzeitig
steigt
hierbei der/Druck in dem Raum 12 von p1 auf p3, so da; sich der Zustand dlis Systems
von dem Punkte A entlang der Kurve I in den Punkt C verlagert. Da die Belastung
etwa durch ein Ladegut hervorgerufen sein soll, handelt es sich etwa eine langzeitige
Einfederung, so daß der Schieber 20 gegen die Leitungen 13 und 17 verschoben wird,
so daß die Leitungen 13 und 17 über das erste Einwegventil 25 miteinander verbunden
sinds Da in dem Zustand C jedoch in dem Raum 12 ein höherer Druck als in dem Druckspeicher
18 (p2) herrscht, kann kein Druckausgleich zwischen dem Raum 12 und dem Druckspeicher
18 statt finden, da das Einwegventil 25 geschlossen ist. Das Federbein 1 bleibt
somit eingefedert, das heißt das Kraftfahrzeug weit ein zu tiefes Niveau auf.
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Setzt sich nunmehr das Kraftfahrzeug in Bewegung, so treten an dem
Federbein 1 kurzzeitig wirkende Straßenstöße auf, die ein kurzzeitiges Ein- bzw.
Ausfedern des Federbeins 1 bewirken; das heißt, das System führt Schwingungen entlang
der Kurve I um den Punkt C aus.
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Für das Funktionieren der erfindungsgemäßen Niveauregelvarrichtung
ist es nunmehr wichtig, daß der Druck in dem Speiche 18 p2 und insbesondere die
Druckdifferenz P3 - P2 in richtiger Abhängigkeit von der Federsteifigkeit und dem
Regellastverhältnis, das heißt dem Unterschied im Niveau zwischen dem unbelasteten
und dem vollbelasteten Zustand, des Federbeins gewählt ist, oder daß umgekehrt die
Federsteifigkeit und qas Regellastverhältnis in Abhängigkeit von dem Druck in dem
Speicher richtig gewählt sind. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel, bei dem der
Druck P2 vorgegeben ist, muß die Federn steifigkeit und das Regellastverhältnis
so gewählt sein, 1av sich aufgrund der Straßenstöße Ausfederungen des Federbeins
ergeben, von denen einige wenigstens die Größe xR aufweisen.
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Durch diese Ausfederungen gelangt das System von dem Punkte C in den
Punkt B oder ##### in einen Punkt auf der Kurve @ ######## ### rechts von Punkt
B ### ### ##### #. In diesem kurzzeitig
ausgefederten Zustand des
Federbeins 1 herrscht jedoch ir dem Raum 12 ein niedrigerer Druck als in dem Druckspeicher
18, so daß Druckmedium 19 über die Leitung 17, das in diesem Zustand geöffnete Einwegventil
25 x d die Leitung 13 in octen Raum 12 gelangen kann. Beim Zurückfedern des Federbeins
1 gegen den Zustand C schließt sich das Einwegventil 25 wieder, sobald der Druck
in dem Raum 12 den Druck in dem Druckspeicher 18 überschreitet.
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Nach dieser Ausfederung gelangt das System nicht wieder in den Zustand
C zurück, sondern befindet sich nunmehr in einem Zustand, der auf der Geraden zwischen
den beiden Punkten C und D liegt, denn das Volumen des Raumes 12 hat sich durch
die Aufnahme des Druckmediums 19 vergrößert, so daß sich das Niveau langzeitig gegen
das Sollniveau hin verschoben hat.
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Bei weiteren Straßenstößen wiederholt sich dieser Vorgang, wobei sich
das Niveau immer weiter dem Sollniveau G nähert, das nach einiger Zeit im Punkte
D erreicht wird.
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Wenn sich das System dem Punkte D, das heißt dem Sollniveau, nahert,
verschiebt sich auch der Schieber 20 gegenüber den Leitungen 13 und 17 immer mehr
zu der in Fig. 1 gezeigten Stellung hin, bis im Punkte D die Verbindung der Leitungen
17 und 17 über das erste Einwegventil 25 völlig verlorengeht und die Leitungen voneinander
getrennt sind. In diesem Zustand federt das Federbein 1 zwar auch noch aufgrund
von Straßenstößen um eine Strecke xR aus, wobei derartige Aus-und Einfederungen
einer Zustandsänderung des Systems auf der Kurve II um den Punkt D entsprechen,
jedoch findet keine Niveauverschiebung mehr statt, da die beiden Leitungen 13 und
17 voneinander getrennt sind und auch bleiben, da sich keine relative Verschiebung
des Schiebers 20 gegenüber den Leitungen 13 und 17 aufgrund kurzzeitiger Ausfederungen
ergibt.
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wollte jedoch bei der letzten Ausfederung zuviel Druckmediuu 19 in
den Raum 12 gelangt sein, so daß sich das Federbein über den Sollzustand D hinaus
bewegt hat und das Niveau nunmehr
zu hoch ist, so wird hierdurch
eine relative Verschiebuntf des Schiebers 20 derart gegenüber den Leitungen 13 und
1f bewirkt, daß diese nunmehr über das zweite Einwegventil 26 miQ-einander in Verbindung
stehen. Über dieses Einwegventil sanr sodann bei der nächsten kurzzeitigen Einfederung,
bei der der Druck in dem Raum 12 über den Druck in dem Druckspeicher lS ansteigt,
Druckmedium aus dem Raum 12 zurück in den Druckspeicher 18 gelangen, wodurch das
System wieder auf das Sollniveau zurückgeführt wird, womit gleichzeitig auch die
Verbindung der Leitungen 13 und 17 über das zweite Einwegventil 26 verloren geht.
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Wird nunmehr das Federbein 1 im ruhenden Zustand vollständig entlastet,
so soll nur zur Erläuterung angenommen werden, daß dieser Vorgang schlagartig erfolgt.
In diesem Falle federt das Federbein entlang der Kurve II bis zu dem Punkte F aus,
wobei bei dieser langzeitigen Ausfederung die Leitungen 13 und 17 mit dem zweiten
Einwegventil 26 in Verbindung kommen. Da der Druck im Raume 12 im Zustand F kleiner
als der Druck in dem Druckspeicher 18 ist, ist das Einwegventil 26 geschlossen.
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Setzt sich jedoch das Fahrzeug in Bewegung, so wiederholt sich der
oben beschriebene Vorgang nunmehr in umgekehrter Richtung.
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indem bei jedem Straßenstoß, der eine solche Einfederung bewirkt,
daß der Druck in dem Raum 12 größer wird als der Druck in dem Druckspeicher 18,
Druckmedium in den Druckspeicher 18 zurückfließt, wodurch eine Absenkung des Federbeins
1 bewirkt wird. Dies wiederholt sich solange, bis das System im Zustand A angelangt
ist, so daß es sich wieder in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet.
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Es wurde oben angenommen, daß die Entlastung des Federbeins 1 schlagartig
erfolgt. Natürlich findet in der Praxis diese Entlastung nur nach und nach statt,
wobei allmählich eine solche Ausfederung stattfindaet, daß die beiden Leitungen
13 und 17 bereits über das zweite EinxJegventil 26 miteinander verbunden werden,
während der Druck in dem Raum 12 noch höher als der Druck im Druckspeicher 18 ist.
Auf diese Weise findet zunächst
eine allmähliche Absenkung des
Niveaus statt, bis der Druck in dem Haum 12 und der Druck in dem lruckspeicher 18
einander angeglichen sind. Erst bei einer weiteren Entlastung und Ausfederung des
Federbeins bleibt sodann das Einwegventil 26 im stehend8 Zustand des Fahrzeugs geschlossen.
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Natürlich können gleichzeitig mehrere Federbeine an einen Druckspeicher
18 angeschlossen sein.
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Weiterhin können die einzelnen Niveauregelschalter, soweit mehrere
Federbeine vorgesehen sind, auch so ausgebildet sein, daß sie von Hand geschaltet
werden können.
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Natürlich kann die Vorrichtung auch so ausgeführt sein, daß der im
Druckspeicher 18 herrschende Druck nicht gleich dem mittleren Druck zwischen den
Drucken p3 und p1 ist, sondern zum Beispiel naher an dem Druck p3 liegt. In diesem
Falle erfolgt die Hochregelung des Systems bei einer vollen Belastung wesentlich
schneller, da nunmehr wesentlich mehr Straßenstöße eine solche Ausfederung des Systems
bewirken, daß der Druck in dem Raum 12 kleiner ist als der Druck in dem Druckspeicher
18. Das heißt, die Auslenkung, die bei einem Stoß erforderlich ist, um eine Hochregelung
zu bewirken, ist in diesem Falle kleiner. In diesem Falle könnte eine Abregelung
des Systems nach einer vollständigen Entlastung des Federbeins sodann zum Beispiel
von Hand erfolgen.
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Wird das Fahrzeug normalerweise nicht voll, sondern etwa mir zu drei
Vierteln beladen, so ist es natürlich zweckmäßig, de Druck in dem Druckspeicher
18 nicht entsprechend dem mittlerer Druck zwischen dem voll beladenen und dem unbeladenen
Zustand, sondern entsprechend dem mittleren Druck zwischen dem dreiviertel voll
beladenen Zustand und dem unbeladenen Zustand Z'3 wählen. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß immer cohl zine maximale Hochregelung des Kraftfahrzeuges im beladener Zustand
als auch eine maximale Herabregelung des Niveaus des Kraftfahrzeuges im unbeladenen
Zustand erreicht wird.
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Eine besonders günstige Niveauregelung läßt sich mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung dann erreichen, wenn bereits etwa das Niveau an einer Achse durch eine
anderweitige Regeleinrichtung geregelt wird. Dies kann zum Beispiel der Fall sein,
wenn das Motoriahrzeug mit einer eigenen Regelungsanlage ersehen ist, während das
Niveau jeweils bei den Achsen des Anhänger durch erfindungsgemäße Niveauregelvorrichtungen
geregelt wird.
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Werden in diesem Falle das Zugfahrzeug und der Anhänger jeweils etwa
gleich stark belastet, so ist es zweckmäßig, den Druckspelcher 18 der erfindungsgemäßen
Niveauregelvorrichtung mit dem Federraum eines Federbeins des Motorfahrzeuges zu
verbinden.
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Hierdurch wird bewirkt, daß der Druck in dem Druckspeicher 18 jeweils
entsprechend der Belastung angehoben bzw. abgesenkt wird, so daß eine beschleunigte
Auf- oder Abregelung des Niveaus durch die erfindungsgemäße Vorrichtung stattfinden
kann.
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Anhand der Fig.' 2 würde dies bedeuten, daß der Druck p2 in dem Druckspeieher
beS voller Belastung des Kraftfahrzeuges gegen den Druck p3 beim regeln des Niveaus
des Motorwagens ansteigen würde. Die Einregelung des Motorwagens kann bei Fahrtbeginn
bereits abgeschlossen sein oder noch stattfinden. Entsprechend hat der Druck in
dem Druck speicher des Anhängers bereits einen im wesentlichen konstanten Druck
erreicht oder nähert sich zunehmend einem solchen. Da der Druck in dem Druckspeicher
auf diese Weise sowohl im belasteten Zustand als auch im unbelasteten Zustand wesentlich
näher an dem Druck p3 bzw. Pl liegt, findet bereits bei kleineren Ausfederungen
xR bzw. Einfederungen eie Hoch- bzw. Herunterregelung statt, so daß die Einregelung
(des Anhängers) schneller erfolgt als wenn der Druck in dem Druckspeicher jeweils
bei p2 liegt.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine vorzugsweise Ausführungsform eines allgemein
mit 301 bezeichneten Niveauregelschalters dargestellt.
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Der Schalter 301 weist ein äußeres zylindrisches Gehäuse 302 auf,
das an dem Ende 303 verschlossen und an dem Chassis des Kraftfahrzeuges befestigt
ist. Im Inneren des Gehäuses ist s1n Schaltkolben 304 in Längsrichtung des Gehäuses
verschiebbar angeordnet. An dem oberen bzw. unteren Ende des Schaltkolbens 304 ist
auf seinem äußeren Umfang jeweils eine Ringnut 305
bzw. 306 ausgebildet,
in die jeweils nicht dargestellte O-Ringe einpaßbar sind, die eine fluiddichte Abdichtung
zwischen dem Schaltkolben 304 und der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 302 bilden.
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Etwa in der Mitte in Längsrichtung des Schaltkolbens 304 ist auf dem
äußeren Umfang des Schaltkolbens eine dritte Ringnut 307 ausgebildet, in der ebenfalls
ein O-Ring 308 angeordnet ist, der gegen einenauf der Außenseite des O-Ringes angeordneten
oder Tef1nring Federring 309 drückt, so daß dieser Federring dichtend gegen die
Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 302 anliegt. Zwischen der Ringnut 307 und
der Ringnut 305 sowie zwischen der Ringnut 307 und der Ringnut 306 ist Jeweils auf
dem Umfang des Schaltkolbens 304 eine ringförmige Vertiefung ausgebildet, durch
die mit der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 302 jeweils eine Ringkemmer 311
bzw. 312 gebildet wird.
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Durch den Schdltkolben 304 verläuft eine Längsbohrung 313 mit teilweise
wechseindbm Bohrungsdurchmesser. Am unteren Ende des SchaltkoLbens 304 ist eine
hohle Schaltstange 314 befestigt, die in Längstichtung des zylindrischen Gehäuses
302 verläuft und mit ihrem dem Schaltkolben 304 gegenüberliegenden Ende aus dem
zylindrischen Gehäuse 302 herauaragt. Die in dem Schaltkolben 304 ausgebildete Längsbohrung
313 geht in die Innenbohrung 315 der Schaltstange über..
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Die Längsbohrung 313 weist in dem oberen Ende des Schaltkolbens 304
eine Verengung 316 auf, die sich nach oben hin über eine konische Fläche 317 zu
einer die Längsbohrung 313 fortsetzenden Bohrung 318 erweitert. Die konische Fläche
317 dient als Ventilsitz für eine Kugel 319 eines allgemein mit 321 bezeichneten
zweiten Rückschlagventils. Die Kugel 319 wird durch eine in der Bohrung 318 angeordnete
Schraubenfeder 322 gegen den Ventlisitz 317 sorgespannt. wobei sich die Schraubenfeder
322 gegen eine Madenschraube 323 abstützt, die in ein Innengewinde an oberen Ende
der Bohrung 318 eingeschraubt ist. Durch
diese Madenschraube 323
wird gleichzeitig das obere Ende der Längsbohrung 318 bzw. 313 fluiddicht verschlossen.
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Die Bohrung 318 ist über einen quer zu der Längsbohrung :)13 verlaufenden
Stichkanal 324 in dem Schaltkolben 304 mit der Ringkammer 311 verbunden.
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In dem unteren Teil des Schaltkolbens 304 ist etwa in der Höhe der
Mitte der Ringkammer 312 eine quer zu der Längsachse des Schaltkolbens 304 verlaufende
und die Längsbohrung 313 schneidende Bohrung 325 mit wecheelndem Bohrungsdurchmesser
ausgebildet. Die Bohrung 325 erweitert sich zwischen ihrem einen in die Ringkammer
312 mündenden Ende und der Längsbohrung 31j über eine konische Fläche 326 zu einer
Bohrung 327, die eine Fortsetzung der Bohrung 325, jedoch mit größerem Durchmesser,
bildet. Die konische Fläche 326 bildet einen Ventilsitz für eine Kugel 328 eines
ersten allgemein mit 330 bezeichneten Rückschlagventils. Die Kugel 328 wird durch
eine in Längsrichtung der Bohrung 327 angeordnete Schraubenleder 331 gegen den Ventilsitz
326 hin vorgespanntS wobei sich die Schraubenfeder 331 mit ihrem anderen Ende gegen
eine Madenschraube 332 abstützt, die in ein Innengewinde in dem äußeren Ende der
Bohrung 327 eingeschraubt ist, und gleichzeitig die Bohrung 327 flüssigkeitsdicht
abschließt. Die Madenschraube 332 reicht jedoch nur soweit in die Bohrung 327 hinein,
daß sie nicht in die durch die Bohrung 327 hindurch verlaufende Längsbohrung 313
vorsteht.
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Im Abstand von dem unteren Ende des Schaltkolbens 304 ist in der Nähe
des unteren Endes des zylindrischen Gehäuses 302 ein ringförmiger Trennkolben 333
auf der Schaltstange 314 verschiebbar und gegen das zylindrisehe Gehäuse 302 verschiebbar
angeordnet. Der Tremikolben 333 liegt dichtend sowohl gegen die Außenseite der Schaltstange
314 als auch gegen die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 302 mit Hilfe von
nicht damit gestellten 0-Ringen an, die in Ringnuten 334 bzw. 335 angeordnet
sind,
die auf dem äußeren bzw. inneren Umfang des Trennkolbens ausgebildet sind.
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Der zwischen dem oberen Ende des Schaltkolbens. 304 und dem oberen
Ende 303 des zylindrischen Gehäuses 302 gebildete Raum 337 und der zwischen dem
unteren Ende des Schaltkolbens 304 und dem Trennkolben 333 und dem zylindrischen
Gehäuse 302 gebildete Raum 338 sind mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, wobei
die Räume 337 und 338 über eine parallel zu der Mittellängsachse des Schaltkolbens
304 verlaufende, in dem Schaltkolben 304 ausgebildete Längsbohrung 339 verbunden
sind. Die in den Räumen 337 und 338 enthaltene Dämpfungsflüssigkeit steht über den
Trennkolben 333 unter einem Vordruck, der durch eine gegen den Trennkolben 333 anliegende
Schraubenfeder 341 erzeugt wird.
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Die Schraubenfeder 341 ist um die Schaltstange 314 herum in dem Inneren
des zylindrischen Gehäuses 302 angeordnet und sie stützt sich mit ihrem dem Trennkolben
333 gegentiberliegenden Ende gegen eine Ringplatte 342 ab, die am unteren Ende des
zylindrischen Gehäuses 302 in diesem befestigt ist. Die Schaltstange 314 ist durch
eine Öffnung 343 in dieser Ringplatte frei hindurchgeführt.
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Die Wellung der Schaltstange 314 und damit des Schaltkolbens 304 wird
über einen Stabilisator 345 geregelt, der sich entsprechend der Ausfederung bzw.
Einfederung eines nicht dargestellten Federbeins im Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn
verdreht. Auf der Achse des Stabilisators 345 ist frei verdrehbar ein Hebelarm 346
angeordnet, der mit seinem freien Ende schwenkbar an einer Halterung 348 an dem
unteren Ende der Schaltstange 314 befestigt ist.
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Auf der Achse des Stabilisators 345 ist auf beiden Seiten des TÄebelarms
346 Jeweils eine Spiralfeder 349 bzw. 350 mit zu -einander entgegengesetztem Drehungssinn
angeordnet. Die einen nden 351 bzw. 352 der Federn 349 bzw. 350 sind Jeweils an
Vorsprüngen 353 bzw. 354 befestigt, die in einem Abstand von der
Achse
des Stabilisators 345 nach beiden Seiten quer zu der Längsachse des Hebelarmes 346
vorstehen. Die anderen Enden der ebenfalls Federn 349 und 350 liegenfso gegen Nasen
355 bzw. 356, die jeweils an der Achse des Stabilisators 345 befestigt sind, an,
daß
Ende der einen Feder 349 lediglich bei einer Drehung des Stabilisators im Gegenuhrzeigersinn
und das andere Ende der anderen Feder 350 lediglich bei einer Drehung des Stabilisators
im Uhrzeigersinn mitgenommen wird. Auf diese Weise wird, wenn man von der in Fig.
3 dargestellten Sollniveaustellung des Niveauregelschalters ausgeht, bei einer Drehung
des Stabilisators 345 im Gegenuhrzeigersinn über die Feder 349 auf den Hebelarm
346 eine Vorspannkraft ausgeübt, die den Hebelarm 346 im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken
sucht.
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In gleicher Weise wird bei einer Drehung des Stabilisators 345 im
Uhrzeigersinn über die Feder 350 auf den Hebelarm eine Vorspannkraft ausgeübt, die
den Hebelarm im Uhrzeigersinn zu verschwenken sucht.
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Die Innenbohrung 315 der Schaltstange 314 steht an dem unteren Ende
der Schaltstange mit einer Leitung 357 in Verbindung, die zu einem zu regelnden
(nicht dargestellten) Federbein führt.
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Diese Leitung 357 entspricht der in Fig. 1 gezeigten Leitung 13.
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Weiterhin ist etwa in der Mitte der Längsausdehnung des zylindrischen
Gehäuses 302 des Niveauregelschalters 301 in der zylindrischen Gehäusewand eine
Bohrung 359 vorgesehen, die eine mit dieser Bohrung 359 in Verbindung stehende Leitung
358 mit dem Inneren des zylindrischen Gehäuses 302 verbindet. Diese Leitung 358
führt zu einem nicht dargestellten Druckspeicher, und sie entspricht der in Fig.
1 mit 17 bezeichneten Leitung.
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Der in Fig. 3 und 4 dargestellte Niveauregelschalter arbeitet wie
folgt: In Fig. 3 ist der Schalter in der Stellung dargestellt, die dem eingeregelten
Sollniveau des Kraftfahrzeugs entspricht.
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Wird nunmehr das Kraftfahrzeug belastet, so wird der Stabilisator
345 entsprechend der durch diese Belastung bewirkten Einfederung, das heißt Absenkung
des Niveaus, im Gegenuhrzeigersinn
gedreht, wodurch der Hebelarm
346 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt wird. Aufgrund der Dämpfungsflüssigkeit in
den Räumen 337 und 338 folgt der Hebelarm 346 nicht sogleich dieser Vorspannung,
sondern erst dann, wenn diese Vorspannung über längere Zeit wirkt. Das heißt, der
Hebelarm 346 und damit auch die Schaltstange 314 und der Schaltkolben 304 sprechen
nicht aui kurzzeitige Niveauänderungen und damit verbundene Drehungen des Stabilisators
345 an, die etwa durch kurzzeitig wirkende Straßenstöße hervorgerufen werden.
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Die aufgrund der zusätzlichen Belastung hervorgerufene Einfederung
des betreffenden Federbeins wirkt dagegen über eine längere Zeit. Dadurch wird bewirkt,
daß die Schaltstange 314 und damit der Schaltkolben 304 durch den sich im Gegenuhrzeigersinn
drehenden Hebelarm 346 langsam nach aufwärts relativ in Bezug auf das zylindrische
Gehäuse 302 verschoben werden.
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Liegt die durch die zusätzliche Belastung hervorgerufene Einfederung
des Federbeins über einem bestimmten Wert, so kommt bei dieser Aufwärtsverschiebung
des Schaltkolbens 304 die Bohrung 359 und damit die Leitung 358 mit dem Ringraum
312 in Verbindung. In dieser Stellung ist sodann, wie es ausführlich arueland der
Fig. 1 erläutert wurde, die zu dem Druckspeicher führende Leitung 358 über die Ringkammer
312, das erste Rückscil agventil 330, die Längsbohrung 313, die Innenbohrung 515
<er Schaltstange 314 mit der zu dem Federbein führenden LeitULg 357 verbunden.
In dieser Stellung des Niveauregelschalters ann somit eine Hochregelung des Niveaus
zurück zum Sollniveau aufgrund der während der Fahrt auftretenden Fahrstöße erfolgen.
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In dem Maße, wie sich das Niveau wieder dem Sollniveau nähert, verdreht
sich auch der Stabilisator wieder im Uhrzeigersinn, so daX er über die Feder 350
eine Vorspannung auf den Hebelarm 346 a.usübt, die den Hebelarm im Uhrzeigersinn
zu verdrehen sucht. Durch diese an dem Hebelarm 346 wirkende Vorspannung wird die
Schaltstange 314 und damit der Schaltkolben 304 entsprechend
der
stattfindenden Niveauänderung wieder relativ in bezug auf das zylindrische Gehäuse
2 in diesem abwärtsgefuhrt.
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Wird das Sollniveau erreicht, so geht die Verbindung zwischen der
zu dem Druckspeicher führenden Leitung 358 und der dingkammer 312 verloren, so daß
die Leitung 358 und die Leitung 357 voneinander getrennt sind. In dieser Stellung
des Niveaus regelschalters kann somit kein Druckausgleich zwischen den Leitungen
358 und 357 stattfinden.
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Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, erfolgt eine Unterbrechunt zwischen
der Leitung 358 und der Ringkammer 312 nicht nur in einer bestimmten Stellung des
Schaltkolbens 304, sondern innerhalb eines bestimmten Verschiebebereichs des Kolbens
304, der davon abhängt, wie groß der Durchmesser der Bohrung 359 ist und wie groß
der Abstand zwischen der Mittelachse der Nute 307 und dem oberen Ende der Ringkammer
312 ist.
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Wird das Kraftfahrzeug, nachdem das Sollniveau eingeregelt worden
ist, wieder entladen, so wird hierdurch eine langzeitige Ausfederung des betreffenden
Federbeins bewirkt, was zu einer entsprechenden Drehung des Stabilisators 345 im
Uhrzeigersinn führt. Dadurch wird eine Vorspannkraft auf den Hebelarm 346 ausgeübt,
die diesen Hebelarm im Uhrseigersinn zu drehen sucht.
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Aufgrund dieser Vorspannung afird somit die Schaltstange 314 und damit
der Schaltkolben 304 relativ in bezug auf das zylindrische Gehäuse 302 in diesem
abwärts bewegt. Bei einer ausreichenden Entladung des Kraftfahrzeuges und einer
dementaprechenden Ausfederung des Federbeins kommt sodann die mit der zu dem Druckspeicher
führenden Leitung 358 in Verbindung stehende Bohrung 359 in Verbindung mit der Ringkammer
311. Damit wird weiter über den Stichkanal 324, die Bohrung 318, die Längsbohrung
313, die Innenbohrung 315 der Schaltstange 314 eine Verbindung zwischen der Leitung
358 und der zu dem zu regelnden Federbein führenden Leitung 357 hergestellt, wobei
der Durchgang in dieser Verbindung von der Stellung des Rückschlagventils 321 abhängt.
Dieses zweite Rttckschlagventil 321
entspricht dabei dem in Fig.
1 gezeigten zweiten Einwegventil 26.
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Mit zunehmender Herabregelung des Niveaus und Anääherung an das Sollniv,eau
wird auch der Stabilisator 345 wieder zunehmend im Gegenuhrzeigersinn verdreht,
wodurch im selben Maße der Schaltkolben 304 wieder relativ in bezug auf das zylindrische
Gehäuse 302 in diesem Gehäuse aufwärts geführt wird. Schließlich wird bei dieser
Verschiebung wieder eine solche Stellung erreicht, bei der die Verbindung der Leitung
358 mit der Ringkammer 311 verlorengeht. In dieser Stellung, die etwa der Stellung
der Pig. 3 entspricht, sind sodann die Leitungen 357 und 358 wieder voneinander
getrennt, was der Sollniveaustellung entspricht.
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Die maximale Zugdämpfkraft des Niveauregelschalters 301 ist abhängig
von der Vorspannung der Feder 341, die auf den Trennkolben 333 wirkt. Dabei ist
die Federkraft der Feder 341 so im Verhältnis zu der Federkraft der Feder 349 und
350 gewählt, daß die durch die Vorepannung auf den Kolben 333 bewirkte Ausfahrkraft
der Schaltstange 314 von den Federn 349 und 350 aufgenommen wird.
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- Patentansprüche: -