DE2236402C3 - Hydropneumatische Federungsanlage mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hydropneumatische Federungsanlage mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere KraftfahrzeugeInfo
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Description
in der Rücklaufleitung den ölriicklauf sperrt Hierdurch
sollen die Kavitationserscheinungen an dec im Stoßdämpfer vorhandenen Drosselbohrungen verhindert
werden.
lässigen Belastung liegenden oberen bzw. über ά&τ
Leerlast liegenden unteren Fahrzeugbelastung in den hydropneumatischen Federbeinen bei Erreichen des
ii wciutu. Sollniveaus einstellt, so daß der Regelvorgang ober-
Außerdem ist aus der deutschen Off enlegungsscfcrift 5 halb der vorgegebenen oberen und/oder unterhalb
der vorgegebenen unteren Fahrzeugbelastung vor Erreichen des Sollniveaus abgebrochen wird.
Der beladungsabhängige Druckbereich setzt sich somit aus maximal drei Teilbereichen zusammen:
a) dem unteren Teilbereich vom geringsten Federbeindruck bis zum Schaltdruck des Niederdruckschalters,
b) dem mittleren Teilbereich vom Schaltdruck des Niederdruckschalters bis zum Schaltdruck
des Hochdruckschalters und
c) dem oberen Teilbereich vom Schaltdruck des Hochdruckschalters bis zum höchsten Federbeindruck.
Die mit der Anordnung der Druckschalter-Schaltdrücke innerhalb des beladungsabhangigen Druckbereiches
der Federbeine erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine günstigere Höhenabstimmung
mit der ungeregelten Fahrzeugradachse erreicht wird, was zur Verbesserung der Neigung des Ab-
2 012 203 eine andere pneumatische Federungsanlage
mit Niveauregelung bekannt, die Druckschalter verwendet,
welche oberhalb eines vorgegebenen oberen und unterhalb eines vorgegebenen unteren Druckes
in den Federelementen eine Niveauregelung verhin- ^ dem und gleichzeitig die Aufrechterhaltung eine?
Mindestdrucks in den Federelementen steuern, wobei die Driickschalter-Schaltpunkte innerhalb des beladungsabhängigen
Druckbereiches liegen.
Als wesentlicher Unterschied zwischen einer voll- »5
tragenden und einer teiltragenden mit Gas arbeitenden Federanlage des pneumatischen oder hydropneumatischen
Typs ist die Tatsache anzusehen, daß sich bei einer voiltragenden Federung der der Belastung
entsprechende Druck in den Federelementen gleich- *°
zeitig mit dem Andern der Belastung ändert und bei dem nachfolgenden Niveauregelvorgang unverändert
bestehen bleibt, während sich bei einer teiltragenden Federung mit ungeregelter Zusatzfeder auch während
des Niveauregelvorgangs der Druck in den Feder- »5 blendlichts führt. Dadurch können die Vorschlage
elementen ständig verändert, weil sich die Tragkraft- zur Einengung der Lichtbündelneigungsänderung ein
Verhältnisse zwischen der geregelten teiltragenden
Gasfeder und der ungeregelten Zusatzfeder während
Gasfeder und der ungeregelten Zusatzfeder während
des Niveauregelvorganges ständig verändern.
Ein schematisch gehaltenes Ausführungsbeispiel der Federungsanlage nach der Erfindung wird im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen:
F i g. 1 eine teütragende Federungsanlage mit parallelgeschalteten
ungeregelten Schraubenfedern,
F i g. 2a die Federkennlinien einer nach F i g. 1 ausgerüsteten Federungsanlage für eine Fahrzeugradachse
mit Druckschalter-Schaltpunkten außerhalb
gehalten werden.
Außerdem werden die Aufngelzeiten eines leer ar>
3 6 &_6__ 6 .~.-..~ gestellten Fahrzeugs bei allen Beladungen verkürzt
Bei dem volltragenden Federungssystem nach der 3° und zu hohe Drücke in den Federbeinen bei Lberdeutschen
Offenlegungsschrift 2 012 203 bleibt in ladung des Fahrzeugs verhindert,
nachteiliger Weise die Niveauregelung bei Vollbeladung völlig unterbunden, so daß die Niveauhöhe des
Fahrzeugaufbaus bei Vollbeladung vom Zufall abhängt, während ein teiltragendes Federungssystem zu 35
der erwünschten teilweisen Regelung fähig ist, so daß
zu jeder Beladung eine genau definierte Niveauhöhe
gehört, auch wenn nicht mehr bis zum Sollniveau
Fahrzeugaufbaus bei Vollbeladung vom Zufall abhängt, während ein teiltragendes Federungssystem zu 35
der erwünschten teilweisen Regelung fähig ist, so daß
zu jeder Beladung eine genau definierte Niveauhöhe
gehört, auch wenn nicht mehr bis zum Sollniveau
ausgeregelt wird. .«...o» . . ,
Die gleichen Nachteile wie der Gegenstand der 40 des beladungsabhangigen Druckbereichs, was mcm
vorgenannten Veröffentlichung weist auch die be- Gegenstand der Erfindung ist, ,
kannte hydropneumatische Federungsanlage nut Fig. 2b die Federkennlinien einer nach Fig. 1
Niveauregelung nach der deutschen Offenlegungs- ausgerüsteten Federungsanlage für eine Fahrzeugradschrift
1 630 776 auf, die eine elektrisch gesteuerte achse mit Druckschalter-Schaltpunkten innerhalb des
Niveauregeleinrichtung mit druckempfindlichen 45 beladungsabhangigen Druckbereichs gemäß der br-Schaltem
im als eigentliche Feder wirkenden hydro- findung. „ .
pneumatischen Speicher aufweist, welche mit elektri- In der Federungsanlage nach Fig. 1 stutzt sicn
sehen Niveauschaltern in Reihe liege.) und oberhalb der Fahrzeugaufbau über hydropneumatisch;} reaereines
vorgegebenen oberen und unterhalb eines vor- beine 1 und 1' sowie über Schraubenfedern Z und ζ
gegeben unteren Druckes im Speicher eine Regelung 5<>
auf der nicht dargestellten Fahrzeugradachse ab. fcs verhindern. sei für die Federungsanlage nach Fig. 1 «^P"5'8'
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei weise ein kleinster Federbeindruck von 30 kp/cm
einer teiltragenden Verwendung einer hydropneuma- (Leerlastdruck) und ein größter Federbemdruck von
tischen Federungsanlage der eingangs genannten Gat- 100 kp/cm* (Vollastdruck) angenommen, die sich bei
tung mit nur einer lastabhängig geregelten Fahrzeug- 55 der kleinsten bzw. der größten zulässigen Fahrzeugradachse
eine günstigere Höhenabstimmung mit der belastung bei einer Ausregelung bis zum Sollniveau
ungeregelten Fahrzeugradachse zu erreichen, als es mit der konstruktiven Festlegung des Niveaus durch
die Sperrung, des Zu- oder Abflusses durch die Regelorgane erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer teiltragenden Verwendung der
hydropneumatischen Federungsanlage bei einem Fahrzeug mit nur einer geregelten Fahrzeugradachse
in Parallelschaltung der Federbeine zu ungeregelten Federn der Hochdruckschalter und/oder der Niederdruckschalter
jeweils auf den Schaltdruck eingestellt sind, der sich bei einer vorgegebenen, unter der zu-
in den Federbeinen 1 und Γ einstellen würde.
Außerdem werden für die Beschreibung der Arbeitsweise der Feuerungsanlage folgende Schaltdrücke
eines Niederdruckschalters 20 und eines Hochdruckschalters 15 gewählt:
zur Fig. 2a Schaltdruck des Niederdruckschalters
15 kp/cm2, Schaltdruck des Hochdruckschalters
120 kp/cm2;
zur Fig. 2b Schaltdruck des Niederdruckschalters
40 kp/cm2, Schaltdruck des Hochdruckschalters 90 kp/cm2.
Die Schaltdrücke von Niederdruckschalter 20 und
Hochdruckschalter 15 liegen somit bei F i g. 2a außerhalb und bei Fig. 2b innerhalb des beladungsabhängigen Druckbereichs der Federbeine 1 und 1' bei einer
Ausregelung bis zum Sollniveau.
Wird das Fahrzeug so beladen, daß sich nach der Regelung ein Federbeindruck von beispielsweise
70 kp/cm2 ergibt, so fährt nach Fig. 1 eine hohle Kolbenstange 2 in das Federbein 1, das über eine Aufregelleitung 9 und eine Abregelleitung 19 mit dem anderen Federbein 1' verbunden ist, weiter ein, wobei
ein Stößel 3 ein Auf regelventil 4 hebt. Außerdem wird die Schraubenfeder Z weiter vorgespannt.
Wird dann der Regelvorgang durch einen nicht dargestellten elektrischen Signalgeber ausgelöst, so
fördert eine Pumpe 5, die von einem Elektromotor 6 angetrieben wird, öl aus einem Vorratsbehälter 7
über ein Rückschlagventil 8, durch die Aufregelleitung 9, über ein weiteres Rückschlagventil 10, durch
die hohle Kolbenstange 2 und einen Ringspalt 11, gebildet von einer Bohrung in einem Dämpfungskolben
12, durch welche der Stößel 3 geführt ist, in einen mit einer Arbeitsfeder 14 in Verbindung stehenden Arbeitsraum 13, wobei die hohle Kolbenstange 2 wieder
aus dem Federbein 1 ausfährt, bis das Auf regelventil 4
aufsetzt und den Ringspalt 11 verschließt. Gleichzeitig wird die Schraubenfeder Z wieder auf den ursprünglichen Wert entspannt Damit ist der Aufregelvorgang im Federbein 1 beendet.
Hat auch das Federbein Γ mit der Schraubenfeder Z' sein Niveau erreicht, steigt in der Aufregelleitung 9, in der ein Überdruckventil 21 liegt, der
Druck an, bis der Hochdruckschalter 15 den Elektromotor 6 bei 120 kp/cm2 (F i g. 2a) bzw. bei 90 kp/cm2
(F i g. 2b) ausschaltet.
Wird das Fahrzeug so beladen, daß sich für F i g 2a nach der Regelung ein Federbeindruck von beispielsweise 100 kp/cm2 einstellt, erfolgt der Regelvorgang
für F i g. 2a wie bei dem Federbeindruck von 70 kp/ cm* beschrieben. Für Fig. 2b wird aber der Regelvorgang schon beendet, wenn der Schaltdruck des
Hochdruckschalters 15 mit 90 kp/cm8 im Punkt B der
Fig. 2b erreicht wird. Für Beladungen, die nach Fig. 2a bei Erreichen des Sollniveaus Federbeindrücke zwischen 90 kp/cm2 und 100 kp/cm* ergeben,
wird der Regelvorgang nach Fig. 2b an der Linie von A nach B abgeschlossen, die parallel zur Stahlfederkennlinie E der parallelgeschalteten Schraubenfeder Z verläuft.
Wird das Fahrzeug teilweise entladen, so daß sich nach der Abregelung ein Federbeindruck von beispielsweise 50 kp/cm2 ergibt, so fährt die hohle Kolbenstange 2 aus dem Federbein 1 aus, wobei der
Stößel 3 ein Abregelventil 17 anhebt. Außerdem wird
die Schraubenfeder Z weiter entspannt Nach dem Anheben des Abregelventils 17 fließt öl aus dem Arbeitsraum 13 über ein Rückschlagventil 18 durch die
Abregelieitung 19 über ein Abregelmagnetventil 16 und durch einen Filter 22 zurück in den Vorratsbehälter 7, die hohle Kolbenstange 2 fährt wieder iin
das Federbein 1 ein und das Abregelventil 17 schließt. Gleichzeitig wird die Schraubenfeder Z wieder auf den
ursprünglichen Wert vorgespannt.
Ist auch das Abregelventil im Federbein 1' geschlossen, fällt der Druck in der Abregelleitung 119
ίο bis auf den Schaltdruck des Niederdruckschalters 20
von 15 kp/cm* (Fig. 2a) bzw. auf 40kp/cm2 (Fig.
2b) ab. Durch den Niederdruckschalter 20 wird das
»5 Fig. 2a nach der Abregelung ein Federbeindruck
von beispielsweise 30 kp/cm* einstellt, so erfolgt der Abregelvorgang für Fig. 2a wie bei dem Federbeindruck von 50kp/cm* beschrieben. Für Fig. 2b wird
aber der Abregelvorgang schon beendet, wenn der
ίο Schaltdruck des Niederdruckschalters 20 mit 40 kp/
cm* im Punkt C der l· i g. 2b erreicht wird. Für Entladungen, die nach Fig. 2a bei Erreichen des Sollniveaus Federbeindrücke zwischen 30 kp/cmf und
40 kp/cm2 ergeben, wird der Abregelvorgang nach
a5 Fig. 2b an der Linie von CnachD abgeschlossen,
die parallel zur Stahlfederkennlinie E der parallelgeschalteten Schraubenfeder Z verläuft.
Die Festlegung des Schaltdrucks innerhalb des beladungsabhängigen Druckbereichs bei einer Ausrege-
lung bis zum Sollniveau kann auch für nur einen der beiden Schalter, entweder für den Hochdruckschalter
oder für den Niederdruckschalter, von Bedeutung sein, während am anderen Schalter ein Schaltdruck
außerhalb des beladungsabhängigen Druckbereiches
bei einer Ausregelung bis zum Sollniveau eingestellt
wird. Es ist z. B. denkbar, daß nur am Niederdruckschalter 20 der Schaltdruck innerhalb des beladungsabhängigen Druckbereiches eingestellt wird ,weil dadurch das leere Fahrzeug nicht bis zum Sollniveau
ausgeregelt wird und bei einer nachfolgenden Beladung von der Druckmittelquelle weniger öl für die
Regelung benötigt wird. Der Regelvorgang wird also in kürzerer Zeit beendet. Für Belastungen zwischen
den Punkten Cund D der Fig. 2b wird der Regel-
Vorgang sogar ganz unterbunden und das Fahrzeug ist
sofort fahrbereit.
Ist nur ein Niederdruckschalter 20 oder nur ein Hochdruckschalter 15 in der Federungsanlage vorhanden, so kann dieser ebenfalls auf einen innerhalb
des beladungsabhängigen Druckbereichs liegenden Schaltdruck eingestellt werden.
Die Kennlinien nach F i g. 2a dienen nur zur Erläuterung. Die WaM der Druckschalter-Schaltpunkte
nach F i g. 2a ist nicht Gegenstand der Erfindung.
552
Claims (1)
- Patentanspruch:Hydropneumatische Federungsanlage mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit hydropneumatischen Federbeinen, innerhalb oder außerhalb der Federbeine angeordneten Niveaureglern, welche die Federbeine Ober eine Aufregelleitung mit einer fremderregten Druckmittelquelle oder mit einer zu einem Vorratsbehälter führenden Abregelleitung verbinden können, und mindestens einem dta gesamten Regelvorgang auslösenden elektrischen Signalgeber, der bei seiner Betätigung die Druckmittelquelle einschaltet und/oder ein die Abregelleitung absperrendes Abregelmagnetventil öffnet und dem ein in die Aufregelleitung eingebauter Hochdruckschalter und/oder ein in die Abregelleitung eingebauter Niederdruckschalter wirkungsmäßig in Reihe geschaltet sind, welche die Druckmittelquelle wieder abschalten bzw. das Abregelmagnetventil wieder schließen, wenn der Druck in der Aufregelleirung infolge Beendigung des Aufregelvorganges über einen vorgegebenen Wert hinaus ansteigt bzw. wenn der Druck in der Abregelleitung infolge Beendigung des Abregelvorgangs unter einen vorgegebenen Wert abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer teiltragenden Verwendung der hydropneumatischen Federungsanlage bei einem Fahrzeug mit nur einer geregelten Fahrzeugradachse in Parallelschaltung der Federbeine (1 und 1*) zu ungeregelten Federn (Schraubenfeder Z und Z*) der Hochdruckschalter (15) und/oder der Niederdruckschalter (20) jeweils auf den Schaltdruck eingestellt sind, der sich bei einer vorgegebenen, unter der zulässigen Belastung liegenden oberen bzw. über der Leerlast liegenden unteren Fahrzeugbelastung in den hydropneumatischen Federbeinen (1 und V) bei Erreichen des Sollniveaus einstellt, so daß der Regelvorgang oberhalb der vorgegebenen oberen und/oder unterhalb der vorgegebenen unteren Fahrzeugbelastung vor Erreichen des Sollniveaus abgebrochen wird.Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Federungsanlage mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit hydropneumatischen Federbeinen, innerhalb oder außerhalb der Federbeine angeordneten Niveaureglern, welche die Federbeine über eine Auf regelleitung mit einer fremderregten Druckmittelquelle oder mit einer zu einem Vorratsbehälter führenden Abregelleitung verbinden können, und mindestens einem den gesamten Regelvorgang auslösenden elektrischen Signalgeber, der bei seiner Betätigung die Druckmittelquelle einschaltet und/oder ein die Abregelleitung absperrendes Abregelmagnetventil öffnet und dem ein in die Aufregelleirung eingebauter Hochdruckschalter und/oder ein in die Abregelleitung eingebauter Niederdruckschalter wirkungsmäßig in Reihe geschaltet sind, welche die Druckmittelquelle wieder abschalten bzw. das Abregelmagnetventil wieder schließen, wenn der Druck in der Aufregelleirung infolge Beendigung des Aufregelvorganges über einen vorgegebenen Wert hinaus ansteigt bzw. wenn der Druck in der Abregelleitung infolge Beendigung des Abregelvorgangs unter einen vorgegebenen Wert abfälltEine derartige Federungsanlage ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 2 152 601, bei welchem alle Fahrzeugradachsen lastabhängig geregelt werden. Das Ein- und Ausschalten der Druckmittelquelle erfolgt dabei durch Ein- und Abschalten eine* mit einer Pumpe gekoppelten Elektromotors oder durch öffnen und Schließen eines Aufregelmagnetventils.ίο Der Hochdruckschalter schaltet beim Gegenstand dieses älteren Patents den Elektromotor ab oder schließt das Aufregelmagnetventil, wenn nach dem Aufregeln von den Niveaureglern der Zufluß zu den Federbeinen gesperrt ist, und der Niederdruckschalter schließt das Abregelmagnetventil, wenn nach dem Abregein durch die Niveauregler der Abfluß aus den Federbeinen beendet ist Der Schaltdruck des Hochdruckschalters muß beim Gegenstand dieses älteren Patents über dem höchsten und der Schaltdruck desso Niederdruckschalters unter dem niedrigsten durch verschiedene Beladungen erreichbaren Federbeindruck eingestellt werden.Diese Lösung erweist sich dann als nachteilig, wenn nur eine Fahrzeugradachse lastabhängig geregelt*5 wird; denn dann ist die Niveauposition der lastabhängig geregelten Fahrzeugradachse unabhängig von der nichtgeregelten Fahrzeugradachse festgelegt. Dadurch ergibt sich für bestimmte Lastverteilungen auf beiden Fahrzeugradachsen z. B. eine Blendung des Gegenverkehre durch eine ungünstige Neigung des Abblendlichtbündels.Aus der deutschen Auslegeschrift 1 119 133 ist eine volitragende Luftfederungsanlage mit Niveauregelung für Kraftfahrzeuge bekannt, die außerhalb der Federelemente angeordnete Niveauregler aufweist, welche die Federelemente über eine Aufregelleitung mit einer fremderregten Druckmittelquelle oder mit einer Abregelleitung verbinden können, und mindestens einen den gesamten Regelvoreang auslösenden elektrischen Signalgeber, der bei seiner Betätigung ein Aufregelmagnetventil zur Trennung der Federelemente von der Druckmittelquelle und ein Abregelmagnetventil zur Unterbrechung der Abregelleitung öffnet. Insbesondere werden durch den Signalgeber bei ausgeschalteterZündung Regelungen verhindert. Erst durch einen zweiten Signalgeber wird erreicht, daß bei mindestens einer geöffneten Fahrzeugtür auch ohne eingeschaltete Zündung Regelungen möglich sind. Bei eingeschalteter Zündung und geschlossenen Fahrzeugtüren sind nur stark gedrosselte Regelungen möglich. Der Aufwand dieser elektrischen Steuerung ist mit der Betätigung von insgesamt vier Magnetventilen relativ groß.
Hinsichtlich des Steuerungsteils der Niveauregeleinrichtung ist diese aus der deutschen Auslegeschrift 1 119 133 bekannte Luftfederungsanlage einer teiltragenden hydropneumatischen Federungsanlage mit Niveauregelung, wie sie z. B. aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 941 187 bekannt ist, technisch äquivalent.Der bekannte Gegenstand des deutschen Gebrauchsmusteirs 1 941 187 ist eine teiltragende, fremderregte hydropneumatische Federung für Fahrzeuge, die bei wechselnder Belastung des Fahrzeugs selbst-6S tätig ein Gleichhalten der Höhe des Fahrzeugaufbaus über dem Boden durch einen Höheneinstellschalter bewirkt und bei Unterschreiten eines bestimmten Mindestdruckes durch ein federvorgespanntes Ventil
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ESTEL HOESCH WERKE AG, 4600 DORTMUND, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BOGE GMBH, 5208 EITORF, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |