DE2251090B2

DE2251090B2 - Niveauregeleinrichtung für pneumatische oder hydropneumatische Federelemente von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2251090B2
Application number: DE19722251090
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Current assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1972-10-18
Publication date: 1974-08-22
Also published as: GB1387970A; DE2251090A1; DE2251090C3; FR2203721A1; IT1008059B; FR2203721B1

Description

über ein Hebelsystem einwirken. Dieses em besteht seinerseits aus einem mittig anen Hebel oder aus zwei an Wälzflächen anlie-._n Hebeln, wobei ein freies Ende des Hebels Federn mit den beiden erwähnten Kolben, J durch progressive Federn abgestützt sind, aL· andere freie Ende gleichfalls über Federn > ^nNiveauregelventilen verbunden ist, bzw. v/o-T-S. freies Ende jedes Hebels mit dem jeweiligen K SSb und das andere freie Ende unter beiden Hebeln gemeinsamen je eine Feder mit den Niveauist. Durch diese Anordnung die Druckdifferenz in beiden Druckmittel-durch einen gemeinsamen Niveaufühler betätigt werden, aber auch hierbei handelt es sich um ein Aufregel- und ein Abregelventil des gleichen Drackmittel-

kreises. .

Bekannt ist auch eine hydropneumatische i-ahrzeugfederung mit Niveauregelung, die zwei Druckmittelkreise aufweist, die jeweils einen dem einen Rad einer Radachse zugeordneten ,Stellzylinder mit einem dem anderen Rad der Radachse zugeordneten,

xo entgegengesetzt wirkenden Stabmsatorzyhnder im Sinne einer Stabilisierung verbinden, wöbe, die Stabilisatorwirkung durch Änderung des Druckes, mden Druckmittelkreisen der Sc^unkthohe des beradenen Fahrzeuges angepaßt werden kann und^ eine

r Xser bekannten Niveauregeleineinerseits der verwickelte Aufbau und riSeneS die erforderliche genaue Abstimmung jSSchen sich gegenseitig beeinflussenden Fe- £n Dartber hinaus= sind Störungen nach längerer R^ebsdauer bei dieser bekannten Niveauregelein-S ng durch unterschiedliche Änderungen der Fe-HeTkonstanten der erwähnten Federn unvermeidbar. S^e gleSen Nachteile weist auch eine andere bekJmte Niveauregeleinrichtung der eingangs genann-

^{f di ähnliCh arbdtet (FRPS} zur ^^

der Stabilisatonvirkung f
so richtung zur Angleichung der
^iden Dmckmittelkre.sen ist

Der Erfindung hegt dre Aufgab
fachen Mitteln eine zuverlassig ar geleinnchtung zu schaffen die zui ^ *₅ einer Dreipunktabstützung des Fahrzeuges bilitätsein.uße gegenüber einer Vi«^t

bei einer Radachse zwei ^^ΞΓαίΑ Druckmittelkre.se aufweist, in denen der gleiche

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der US-PS 2 644 699 ist eine hydropneumaso Dl^Srrd erfindungsgemäß dadurch.-löst, daß bei einer ^eaurege^hrun^g der ej-

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S??X1*2a^ und einem U ventil bestehen, die durch das am Niveaufühler an^beiden

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greift und aessen eines ncm i^uuv 0^1.«».....„„

dem Niveaufühler und dessen anderes freies Ende schwenkbar mit zwei zu dem Aufregel- und dem Abregelventil führenden Verbindungsstangen des Verbindungsgestänges verbunden ist, die mit dem zweiarmigen Hebel zwei stets zur gleichen Seite hin abgeknickte Kniehebel bilden, so daß das Verbindungsgestänge für das Aufregel- und das Abregciventil gemeinsam verlängert oder verkürzt wird. Eine Einrichtung zur Angleichung des Druckes in den verschiedenen Druckmittelkreiscn ist dabei jedoch nicht vorgesehen, sondern zur Erzielung einer aktiven Stabilisierung wird die Druckdifferenz sogar noch verstärkt. Bei dieser bekannten Fahrzeugfederung werden zwar zwei Regelventil? durch ein Verbindungsgestänge von einem gemeinsamen Niveaufühler betätigt, doch handelt es sich dabei um die Regelventile ein und desselben Niveauregelventils und nicht um zwei Niveauregelventile verschiedener Druckmittelkreise.

Aus der DT-OS 1954 674 ist eine andere Niveaureeeleinrichtung bekannt, bei der zwei Regelventile

Nach einer voneiuumcu nuuui.— _o

findung ist die Übersteuereinrichtung als schwenkbar 5° gelagerter Ubersteuerzylinder mit einem federnd in seiner Mittelstellung gehaltenen, doppelt wirkenden Übersteuerkolben ausgebildet, der auf seinen beiden Seiten von den Drücken beider Druckmittelkreise beaufschlagt ist und über eine Kolbenstange an der 55 Drehachse eines zweiarmigen Hebels des Verbindungsgestänges angreift, dessen eines freies Ende schwenkbar mit dem Niveaufühler und dessen anderes freies Ende schwenkbar mit zwei zu den Niveauregelventilen führenden Verbindungsstangen des 6o v'erbindungsgestänges verbunden ist, die bei Druckgleichheit symmetrisch zum zweiarmigen Hebel ausgerichtet sind.

Mit der erfindungsgemäßen Niveauregeleinrichtung ist damit auf einfache Weise eine hydraulische 65 bzw. hydropneumatische Federung verwirklicht, die eine stabile Lage des Kraftfahrzeuges im Stand und während des Fahrens auch nach längerer Betriebsdauer gewährleistet.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfin- rahmen und Radachse verschiebt ein Niveaufühler'!

dung an Hand der schematischen Zeichnung bei- über ein Verbindungsgestänge 6 die beiden Steuer

spielsweise beschrieben. schieber 12 der Niveauregelventile 3 und 4 so, dal;

Darin zeigt die Druckmittelkreisel und 2 zur gleichen Zeit mi:

F i g. 1 ein Schaltbild der Druckmittelkreise einer 5 dem Hauptdruckölspeicher 13 verbunden werden

hydropneumatischen Federung für Vorder- und Hin- wodurch den Druckmittelkreisen 1 und 2 so lange

terachse eines Kraftfahrzeuges, wobei Räder mit da- Druckmittel zugeführt wird, bis der ursprüngliche

zugehörigen Schwinghebeln in die Zeichenebene ge- Abstand zwischen Fahrzeugrahmen und Radachse

klappt sind, wieder hergestellt ist und die Zuleitungen wieder ge-

F i g. 2 einen doppelt wirkenden Übersteuerzylin- io schlossen sind. Bei abnehmender Belastung des

der und ein von diesem beeinflußtes Verbindungsge- Fahrzeuges durch statische oder dynamische Lasten

stange zu Niveauregelventilen für den Fall P₁ > P₂, zieht der Niveaufühler 7 die Steuerschieber 12 übei

F i g. 3 den doppelt wirkenden Übersteuerzylinder das Verbindungsgestänge 6 aus der Mittelstellung in

und das Verbindungsgestänge τα den Niveauregel- eine Lage, in der die Druckmittelkreise 1 und 2 mit

ventilen für den Fall P₁ < P₂. 15 der Ablaufleitung verbunden sind und aus den

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Druckmittelkreisen 1 und 2 so lange Druckmittel ab-F i g. 1 handelt es sich um eine hydropneumatische gelassen wird, bis der ursprüngliche Abstand zwi-Federung, bei welcher Druckmittel aus einem Haupt- schea Fahrzeugrahmen und Radachse wieder hergedruckölspeicher 13 beispielsweise mit 200 Atmo- stellt ist. In diesem Zustand verschließt der Steuersphären, die von einer Pumpe 14 aufgebracht und ao schieber 12 wieder Ablaufleitung und Zuleitung,
mit Hilfe eines Überdruckventils 15 überwacht wer- Die geschilderte Funktionsweise setzt voraus, daß den, über Rückschlagventile 16 zwei Druckmittel- die Drücke P₁ und P₂ in den Druckmittelkreisen 1 kreisen 1 und 2 zugeführt wird. Bei dem Hauptdruck- und 2 gleich sind. Da keine unabhängige Niveauregeölspeicher für die Hydraulikflüssigkeit handelt es lung für jedes Rad 17 vorgesehen ist, wird die gleiche sich um einen solchen bekannter Bauart, bei dem die as Federcharakteristik für das linke und rechte Rad 17 Hydraulikflüssigkeit durch eine Membran von unter nur bei Gleichheit der Drücke in den jeweiligen Druck stehendem Stickstoff getrennt ist. Der Druck Druckmittelkreisen 1 und 2 vorliegen. Infolge unverim Hauptdruckölspeicher kann zwischen 60 Atmo- meidlicher Leckagen in den Stellzylindern 20 und Sphären Vorspannung und 200 Atmosphären Be- den Stabilisatorzylindern 22 bzw. infolge untertriebsdruck schwanken. 30 schiedlich eingeregelter Mengen sowie Temperatur-

Jedes Rad 17 ist über einen Schwinghebel 18, der differenzen lassen sich jedoch Druckdifferenzen zwimit seiner Drehachse 19 am Fahrzeugrahmen befe- sehen den beiden Druckmittelkreisen 1 und 2 nicht stigt ist, mit einem hydraulischen Stellzylinder 20 völlig verhindern. Um diese Druckdifferenzen mögverbunden. Die Stellzyünder bestehen aus einer KoI- liehst schnell abzubauen, ist an das Verbindungsgeben-Zylinder-Einheit und ihr Zylinderraum ist mit 35 stange 6 ein doppelt wirkender Übersteuerzylinder 5 einem als Feder wirkenden hydropneumatischen angeschlossen, dessen Übersteuerkolben 11 durch Speicher 21 über Drosselöffnungen oder Ventilan- eine Feder in Mittelstellung gehallen wird. Das Ende Ordnungen verbunden. Gleichzeitig ist der Schwing- 10 einer mit dem Ubersteuerkolben 11 verbundenen hebel 18 mit einem Gegenzylinder, dem sogenannten Kolbenstange verstellt einen zweiarmigen Hebel 8 Stabilisatorzylinder 22, verbunden, dessen Zylinder- 40 des Verbindungsgestänges 6 aus seiner Symmetrieraum von dem Druckmittelkreis 1 bzw. 2 des ande- lage je nach dem Druckverhältnis zwischen P₁ und ren Rades beaufschlagt wird. Durch die Stabilisator- P₈ so, daß Verbindungsstangen 9 zu den Steuerschiezylinder wird die Bewegung der beiden Räder 17 ela- bern 12 der Niveauregelventile 3 und 4 unterschiedstisch gekoppelt. liehe effektive Längen bekommen, was zur Folge hat, Der rechts vom Hauptdruckölspeicher diirgestellte 45 daß die Niveauregelventile 3 und 4 nicht mehr syn-Teil der F i g. 1 bezieht sich auf die andere Radachse chron, sondern mit einer gewissen zeitlichen Vereines Kraftfahrzeuges und ist nicht Teil der Erfin- Schiebung gegeneinander arbeiten,
dung. Der links vom Hauptdruckölspeicher 13 lie- Wenn beispielsweise P₁ größer ist als P₂, wird sich gende Teil der F i g. 1 zeigt die Druckmittelkreise der ein Zustand gemäß F i g. 2 einstellen, d. h. der Über-Radachse, deren Niveauregelung von nur einem Ni- 50 steuerkolben 11 des Übersteuerzylinders 5 wird sich veaufühler angesteuert wird, und soll im folgenden an die in der Zeichnung rechte Zylinderwandung anerläutsrt werden. legen und das Verbindungsgestänge 6 nach rechts Jeder der beiden getrennten Druckmittelkreise 1 verschieben, wodurch sich die Verbindungsstange 9 und 2 ist von einem Niveauregelventil 3 bzw. 4 mit zum Niveauregelventil 3 gegenüber der Verbindungseinem Steuerschieber 12 geregelt Die Steuerschieber 55 stange 9 zum Niveauregelventil 4 relativ verkürzt.

12 können in einem Steuerzylinder so verschoben Das hat zur Folge, daß bei einer Abregelung der werden, daß der betreffende Druckmittelkreis entwe- Druckmittelkreis 1 vor dem Druckmittelkreis 2 mit der mit einer Zuleitung vom Hauptdruckölspeicher der Ablaufleitung und bei einer Aufregelung der

13 oder einer Ablaufleitung über ein Drosselventil 23 Druckmittelkreis 2 vor dem Druckmittelkreis 1 mit zu einem drucklosen Vorratsbehälter 24 verbunden 60 der Zuleitung verbunden wird, wodurch sich nach wird. Eine in die Ablaufleitung eingebaute Ventilan- einigen Regelvorgängen die Drücke in beiden Druckordnung ist ebenfalls nicht Gegenstand der Erfin- mittelkreisen wieder angleichen, und der Übersteuerdung. Die Steuerschieber 12 der Niveauregelventile 3 kolben 11 sich wieder in die in F i g. 1 gezeigte Mit- und 4 trennen in ihrer Mittelstellung sowohl Zulei- telstellung bewegt. In der Mittelstellung ist das Vertung als auch Ablaufleitung von den Druckmittel- 65 bindungsgestänge 6 symmetrisch zu beiden Niveaurekreisen, gelven'dlen ausgerichtet, wodurch diese synchron be-

Bei zunehmender Belastung des Fahrzeugs und tätigt werden,

damit abnehmendem Abstand zwischen Fahrzeug- Wenn der DmCkP₁ kleiner ist als P₂, wird sich die

in F i g. 3 gezeigte Lage der beiden Steuerschieber einstellen, d. h. bei einem Abregelvorgang wird zuerst der Druckmittelkreis 2 mit der Ablaufleitung und bei einem Aufregelvorgang zuerst der Druckmittelkreis 1 mit der Zuleitung verbunden.

Um eine Verschiebung des Verbindungsgestänges 6 durch den Niveaufühler 7 nach oben bzw. unten zu ermöglichen, ist der Obersteuerzylinder 5 an einem Ende schwenkbar befestigt. Die Mittelstellung des Übersteuerkolbens 11 wird durch eine in beiden Verschiebungsrichtungen wirkende Feder sicherge-

stellt. Die eine Endlage der Feder ist in F i g. 2 gezeigt, die andere in Fig. 3. Durch die Vorspannung der Feder wird ein stabiles Verhalten der Übersteuerung sichergestellt, indem diese erst oberhalb einer bestimmten Druckdifferenz zwischen den beiden Druckmittelkreisen 1 und 2 einsetzt.

Der Stabilisatorzylinder 22 kann auch, anstatt wie in F i g. 1 gezeigt, als selbstständiger Gegenzylinder ausgebildet zu sein, zusammen mit dem Stellzylinder ίο 20 in eine einzige doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit integriert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Die Erfindung betrifft eine Niveauregeleinrichtung Patentansprüche: ^ 2wej voneinancier getrennte, aber im statischen

1. Niveauregeleinrichtung für zwei voneinan- Zustand druckgleiche Druckmitielkreise von pneuder getrennte, aber im statischen Zustand druck- matischen oder hydropneumatischen Federelementen gleiche Drackmittelkreise von pneumatischen 5 einer Radachse von Fahrzeugen, insbesondere Kraftoder hydropneumatischen Federelementen einer fahrzeugen, mit je einem durch ein Betätigungsorgan Radachse von Fahrzeugen, insbesondere Kraft- vom Abstand zwischen der Radachse und einem fahrzeugen, mit je einem durch ein Betätigungs- Fahrzeugaufbau betätigten Niveauregelventil, das organ vom Abstand zwischen der Radachse und den angeschlossenen Druckmittelkreis bei Untereinem Fahrzeugaufbau betätigten Niveauregel- 10 schreitung eines vorgegebenen Sollabstandes mit ventil, das den angeschlossenen Druckmittelkreis einer Drackmittelquelle und bei Überschreitung des bei Unterschreitung eines vorgegebenen Sollab- Sollabstandes mit einer Ablaufleitung verbindet, bis Standes mit einer Druckmittelquelle und bei der Sollabstand wieder hergestellt ist, und mit einer Überschreitung des Sollabstandes mit einer von den Drücken in beiden Druckmittelkreisen be-Ablaufleitung verbindet, bis der Sollabstand wie- 15 aufschlagten Übersteuereinrichtung, die die Betätider hergestellt ist, und mit einer von den Drücken gungsorgane der beidsn Niveauregelventile, die bei in beiden Druckmittelkreisen beaufschlagten paralleler Einfederung und Druckgleichheit synchron Übersteuereinrichtung, die die Betätigungsorgane arbeiten, bei einem Druckunterschied im statischen der beiden Niveauregelventile, die bei paralleler Zustand zur Wiederherstellung der Druckgleichheit Einfederung und Druckgle:chheit synchron arbei- 20 so gegeneinander verstellen, daß der Sollabstand für ten, bei einem Druckunterschied im statischen das Niveauregelventil des Druckmittelkreises mit Zustand zur Wiederherstellung der Druckgleich- dem höheren Druck verringert und für das Niveaureheit so gegeneinander verstellen, daß der Sollab- gelventil des Druckmittelkreises mit dem niedrigeren stand für das Niveauregelventil des Druckmittel- Druck vergrößert wird.

kreises mit dem höheren Druck verringert und _a5 Es ist bekannt, jedes Rad eines Kraftfahrzeuges für das Niveauregelventil des Druckmittelkreises mit einem Federelement zu versehen, dessen Druck mit dem niedrigeren Druck vergrößert wird, da- jeweils über ein eigenes Niveauregelventil geregelt durch gekennzeichnet, daß die aus- wird, das durch ein Betätigungsorgan beim Abweischließlich auf die Druckdifferenz in beiden eben des Abstandes zwischen der jeweiligen Rad-Druckmittelkreisen (1 und 2) ansprechende ₃₀ achse und dem Fahrzeugaufbau von einem Sollwert Übersteuereinrichtung (Übersteuerzylinder 5) ein betätigt wird.

bei Druckgleichheit gleich langes Verbindungsge- Überfährt dabei ein Rad eine Bodenwelle, so wird stange (6) zwischen einem beiden Niveauregel- der Abstand zwischen Fahrzeugaufbau und Achse ventilen (3 und 4) gemeinsamen Niveaufühler (7) des Rades verringert, wodurch der Druck im Feder- und den beiden Niveauregelventilen (3 und 4) bei ₃₅ element dieses Rades so lange erhöht wird, bis der einem Druckunterschied für das eine Niveaure- Sollabstand erreicht ist. Dadurch verschiebt sich der gelventil (3 oder 4) verkürzt und für das andere Schwerpunkt des Fahrzeuges in Richtung des diago-Niveauregelventil (4 oder 3) verlängert, so daß nal gegenüberliegenden Rades, welches einfedert, auch bei unterschiedlicher statischer Einfederung wodurch dessen Federelement gleichfalls mit einem eine Druckangleichung in beiden Druckmittel- ₄₀ höheren Druck beaufschlagt wird. Damit sind letztkreisen (1 und 2) bewirkt wird. Hch zwei diagonal gegenüberliegende Räder des

2. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, Fahrzeuges belastet und die anderen beiden diagonal dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel- gegenüberliegenden Räder weitgehend entlastet. Diekreise (1 und 2) jeweils einen dem einen Rad (17) ser Vorgang tritt in noch stärkerem Maße beim Ander Radachse zugeordneten Stellzylinder (20) mit 45 fahren des Kraftfahrzeuges auf, wenn dieses mit einem dem anderen Rad (17) der Radachse zu- einem höherstehenden Rad abgestellt worden ist. In geordneten, entgegengesetzt wirkenden Stabilisa- beiden Fällen sind eine erhebliche Beanspruchung torzylinder (22) im Sinne einer Stabilisierung ver- des Fahrzeuges und verminderte Fahrsicherheit die binden. Folge.

3. Niveauregeleinrichtung nach den Ansprü- 50 Es sind auch Niveauregelanlagen bekannt, bei dechen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nen zur Erzielung einer Dreipunktabstützung die Übersteuereinrichtung als schwenkbar gelagerter Federelemente einer Radachse verbunden sind, was Übersteuerzylinder (5) mit einem federnd in sei· aber zu einem Verlust an Stabilität bei Kurvenfahrt ner Mittelstellung gehaltenen, doppelt wirkenden führt. Zur Behebung dieser Nachteile ist eine Ni-Übersteuerkolben (11) ausgebildet ist, der auf 55 veauregeleinrichtung der eingangs genannten Art beseinen beiden Seiten von den Drücken beider kannt (DT-AS 1 207 222). Die Niveauregelung jedes Druckmittelkreise (1 und 2) beaufschlagt ist und der beiden einzeln aufgehängten Räder einer Fahrüber eine Kolbenstange an der Drehachse eines zeugachse erfolgt dabei durch Niveauregelventile in zweiarmigen Hebels (8) des Verbindungsgestän- getrennten Druckmittelkreisen, welche jeweils von ges (6) angreift, dessen eines freies Ende 60 zwei Betätigungsorganen beaufschlagt sind, von deschwenkbar mit dem Niveaufühler (7) und dessen nen das erste vom Abstand zwischen der Achse des anderes freies Ende schwenkbar mit zwei zu den jeweiligen Rades und dem Fahrzeugaufbau beein-Niveauregelventilen (3 und 4) führenden Verbin- flußt ist, während das zweite mit der von den Drükdungsstangen (9) des Verbindungsgestänges (6) ken in beiden Druckmittelkreisen beaufschlagter verbunden ist, die bei Druckgleichheit symme- 65 Übersteuereinrichtung beeinflußt ist. Die Übersteuertrisch zum zweiarmigen Hebel (8) ausgerichtet einrichtung einer Fahrzeugachse enthält dabei in jesind. dem der beiden Druckmittelkreise eine Kolben-Zy-

linder-Einheit, deren Kolben auf das zweite Betäti-