DE1155681B - Vorrichtung zur Einstellung der Gleichgewichtslage von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit oelpneumatischen Abfederungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A 34730 Π/63 c

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

25. MAI 1960

10. OKTOBER 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung der Gleichgewichtslage von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit ölpneumatischen Abfederungen, bei denen Lageänderungen des Fahrzeugaufbaues entweder durch Einspritzen von Druckflüssigkeit, ζ. B. Öl, in die Zylinder der Abfederungselemente oder durch Ableiten von Druckflüssigkeit aus diesen durchgeführt werden.

Üblicherweise ist der Zylinder der Abfederungselemente mit dem Fahrgestell und seine Kolbenstange mit dem Träger des Rades durch ein Gelenk verbunden, das die Bewegung des Rades durch Verschieben des Kolbens in dem Zylinder ermöglicht. Das über dem Kolben liegende Volumen ist mit einem unzusammendrückbaren Dämpfungsmittel, ζ. Β. Öl, ausgefüllt, über dem ein zusammendrückbares Mittel liegt, z. B. Druckluft. Das von dem Öl eingenommene Volumen wird in zwei Kammern durch eine Querwand mit Durchlässen kleinen Querschnitts unterteilt, die durch entsprechende Ventile gesteuert werden. Die von der Abfederung entwickelte Kraft entspricht dem Druck der Druckluft, welcher durch die Bewegungen des Kolbens durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Volumens, in welchem die Luft eingeschlossen ist, verändert wird. Der Widerstand der Ölströmung durch die Durchlässe der Trennwand bewirkt die Dämpfung dieser Bewegung.

Bei den genannten Abfederungselementen ist es bekannt, die Gleichgewichtslage der Abfederung zu berichtigen, d. h. die Tragkraft ihres elastischen Gliedes entsprechend der Belastung zu regeln, und zwar so, daß das Fahrgestell bei beliebiger Belastung eine konstante mittlere Lage einnimmt, von der aus es in den Grenzen der normalen Arbeitsamplitude der Abfederung schwingen kann. Das geschieht in der Weise, daß Drucköl in den mit Öl gefüllten Teil des Zylinders der Abfederung eingespritzt oder abgeleitet wird, wobei die betreffende Ölmenge von der auf das Fahrzeug ausgeübten Belastung abhängt.

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Einstellung der Gleichgewichtslage ölpneumatischer Abfederungen von Kraftfahrzeugen, bei denen die Einstellung entweder durch Zuführung von Öl unter Druck in die Zylinder oder durch Ableiten von Öl aus diesen Zylindern geschieht, verwendet man Ölbehälter, Pumpen, Leitungen und Ventile, die voneinander unabhängig sind, einen erheblichen Platz in Anspruch nehmen und darüber hinaus die Gefahr von Ölverlusten vergrößern und damit die Sicherheit der Arbeitsweise beeinträchtigen. Diese Nachteile vermeidet die Erfindung.

Erfindungsgemäß wird bei Vorrichtungen der ein-Vorrichtung zur Einstellung
der Gleichgewichtslage von Fahrzeugen,

insbesondere Kraftfahrzeugen,
mit ölpneumatischen Abfederungen

Anmelder:
Fernand Stanislas Allinquant, Paris

Vertreter: DipL-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. Juli 1959 (Nr. 800 368)

Fernand Stanislas Allinquant, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

gangs geschilderten Art vorgeschlagen, daß ein Ölbehälter, eine in die Flüssigkeit des Ölbehälters versenkte elektromotorisch angetriebene Zahnrad-Ölpumpe, deren Antriebsmotor auf dem Deckel des Ölbehälters angeordnet ist, mehrere mit der Förderseite der Pumpe über je ein Rückschlagventil verbundene Ölleitungen, deren Zahl der Anzahl der zu regelnden Abfederungselemente entspricht und jeder dieser Leitungen zugeordnete und den Rückfluß des Öles in den Behälter durch die gleichen Leitungen zulassende elektromagnetisch gesteuerte Ventile. zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind, wobei Pumpen-Antriebsmotor und die Ventile selbsttätig oder von Hand durch den Fahrer ein- und ausgeschaltet werden.

An jedem Ausgang der in dem Ölbehälter versenkt angeordneten Pumpe ist vorzugsweise ein Rohrstutzen mit einem Strömungsweg angeordnet, der die Förderseite der Pumpe mit einer zu dem Abfederungselement führenden Leitung in Verbindung setzt, und einem zweiten, durch ein Elektroventil gesteuerten Strömungsweg, der die Leitung mit dem Inneren des Ölbehälters für den Ölrücknuß verbindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung erläutert, in dieser zeigt

309 727/153

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Abfederungselement eines Kraftfahrzeugrades mit einer Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch die Einstellvorrichtung und _t

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2.

In Fig. 1 ist schematisch ein Abfederungselement eines von einer Halbachse 2 getragenen Hinterrades 1 eines Kraftfahrzeuges dargestellt. An einem Teil 4 des Fahrgestelles oder des Wagenkastens des Fahrzeuges ist ein Zylinder 3 befestigt, in dem ein Kolben 5 gleitet. Die im Zylinderboden 7 geführte Kolbenstange 6 ist bei 8 an einem Teil 9 angelenkt, der mit der Halbachse 2 des Rades starr verbunden ist.

Das über dem Kolben 5 liegende Volumen des Zylinders 3 ist mit Öl oder einer anderen Dämpferflüssigkeit gefüllt und durch eine Querwand 12 in zwei Kammern 10, 11 unterteilt. Diese Wand enthält zur Zylinderachse parallele, zu zwei Gruppen 13 und 14 zusammengefaßte Kanäle. An beiden Seiten der Wand 12 sind biegsame Metallplatten oder Folien 15 bzw. 16 befestigt. Die Folie 15 enthält zu der Kanalgruppe 13 gleichachsige Öffnungen 15 α, während die Folie 16 zur Kanalgruppe 14 gleichachsige öffnungen as 16 a aufweist. Die Folien steuern die Kanäle derart, daß z. B. die Gruppe-13 das Überströmen des Öls aus der Kammer 10 in die Kammer 11 bei der Abwärtsbewegung des Kolbens zuläßt, die andere Gruppe 14 dasselbe aus der Kammer 11 in die Kammer 10 bei Aufwärtsbewegung des Kolbens. Gegen die Folien 15, 16 sind gewölbte Lochscheiben 17, 18 gedrückt, welche die Verformung der Folien bei ihrer Durchbiegung durch den Öldruck begrenzen.

Ein Ende einer einen festen Teil Aa des Fahrgestells durchdringenden Stange 19 ist bei 20 an der Halbachse 2 angelenkt, während das andere Ende eine Art Anschlag 21, -tiägt. Diese Stange ermöglicht die Begrenzung der, Höhenverstellung des Fahrgestells gegenüber dein Rad, d. h. der untersten Stellung des Kolbens, da dann der Anschlag mit einer hierfür an dem Teil Aa des Fahrgestells vorgesehenen Lochscheibe 22 in Berührung kommt.

Die Kammer 10 des" ,Zylinders 3 steht frei durch eine den oberen Zylinderdeckel 24 durchsetzende Leitung 23 mit einer Kammer 25 in Verbindung, die ebenfalls Öl und ein zusammendrückbares Mittel enthält, z. B. Druckluft. Das bei 26 befindliche Öl und die bei 27 befindliche Druckluft können durch eine verformbare Wand getrennt werden, z. B. eine elastische Membran 28. Die von der Abfederung entwickelte Kraft entspricht dem Druck der Druckluft; dieser Druck wird durch die Bewegungen des Kolbens 5, d. h. durch Vergrößerung oder Verkleinerung des die Luft enthaltenden Raums 27, verändert.

Eine gleiche, nicht dargestellte Abfederung ist dem anderen Rad des Radsatzes zugeordnet. Jeder Raum 26 der Kammern 25 ist durch eine Leitung 29 mit einem ölbehälter 30 Verbunden, in welchem die die Erfindung bildende Vorrichtung zur Einstellung der Gleichgewichtslage (Fig. 2 und 3) angeordnet ist.

Der Boden des Behälters 30 wird durch einen Block 31 verhältnismäßig großer Dicke gebildet, an dem z. B. durch Schrauben 32 eine Platte 33 befestigt ist. Sie bildet das Gehäuse einer in der ölfüllung des Behälters liegenden ölpumpe. In der Platte 33 vorgesehene kreisförmige Ausnehmungen gestatten die Unterbringung von drei Zahnrädern 34, 35, 36, deren Mittelpunkte auf einer Linie liegen. Die seitlichen Zahnräder 35 und 36 sind auf ihren Achsen lose drehbar und stehen mit dem mittleren Zahnrad oder Antriebszahnrad 34 im Eingriff. Die Welle 37 dieses mittleren Zahnrades ist durch eine geeignete Kupplung 38 mit der Welle 39 eines Elektromotors 40 gekuppelt. Die Klemmen 41 und 42 des Motors sind z. B. mit der Akkumulatorenbatterie des Kraftfahrzeuges verbunden. Bei dem dargestellten Beispiel ist der Motor 40 an einem mit dem Deckel 44 des Behälters starr verbundenen Halter 43 befestigt. Eine von der Welle 37 des mittleren Zahnrades durchsetzte Platte 45 bildet einen dichten Deckel für das Gehäuse 33 der ölpumpe; beide sind -durch die Schrauben 32 fest miteinander verbunden.

Im Gehäuse 33 der Pumpe sind zwei parallele Kanäle 46 und 46' ausgearbeitet, deren Achsen senkrecht zu der die Mittelpunkte der Zahnräder verbindenden Linie und zu beiden Seiten dieser Linie liegen. Jeder Kanal setzt das Innere des Behälters 30 unterhalb des in diesem befindlichen ölspiegels 47 mit den in dem Gehäuse 33 für die Zahnräder der Pumpe vorgesehenen kreisförmigen Ausnehmungen in Verbindung. Die Kanäle 46, 46' sind weiter über die Mittelpunkte der Zahnräder verbindende Linie hinaus bei 48 und 48' verlängert und stehen je mit einer senkrecht zur Platte 33 vorgesehenen Bohrung 49 in Verbindung. Jede dieser Bohrungen wird durch eine Bohrung 50 in dem den Boden des Behälters 30 bildenden Block 31 verlängert, sie führt in einen zu dem Boden des Behälters 30 parallelen Kanal 51, so daß von der Druckseite der Pumpe ab das von den beiden Zahnradpaaren 34, 35 und 34, 36 geförderte öl auf zwei verschiedenen Wegen strömt. Der Kahal 51 steht mit einem in der Breite des Blocks 31 mit Hilfe von Dichtungen 53 dicht eingesetzten Teil 52 in Verbindung. Dieser Teil wird in der Längsrichtung von einem Kanal 54 durchsetzt, der außerhalb des Behälters in eine Kammer 55 mündet. Das Ende der mit der Kammer 55 verbundenen Leitung 29 ist in der Kammer 55 mit einer in den Teil 52 eingeschraubten Gewindemuffe 56 befestigt. Die Verbindung zwischen dem Kanal 51 des Blocks 31 und dem Kanal 54 des Teiles 52 wird durch eine Kreisnut und radiale Kanäle 57 hergestellt, welche in diesem Teil vorgesehen sind.

Das der Kammer 55 des Teils 52 abgewandte Ende des Kanals 54 wird durch einen Stopfen 58 mit kleiner Bohrung abgeschlossen. Der Stopfen wird durch eine Kappe 59 gehalten, deren keglige Bohrung den Sitz einer Ventilnadel 60 eines allgemein mit 61 bezeichneten Elektroventils bildet. Wie in Fig. 2 dargestellt, mündet die Austrittsöffnung des Kanals 54 in das Innere des Behälters 30.

Der Körper des Elektroventils liegt außerhalb des Behälters 30, und seine Ventilnadel tritt durch den Deckel 44 desselben. Eine auf die Ventilnadel aufgeschobene Feder 62 drückt diese ständig gegen den Sitz 59. Die Feder ist so gewählt, daß ein gegebener Überdruck in dem Längskanal 54 das Anheben der Ventilnadel 60 entgegen der Wirkung dieser Feder bewirkt. Das Elektroventil dient somit auch als Sicherheitsventil. Der Teil 52 gestattet also gleichzeitig, das von der Zahnradpumpe geförderte Öl des Behälters 30 der Leitung 29 zuzuführen und das in der gleichen Leitung 29 in entgegengesetzter Richtung strömende Öl wieder in den Behälter zurückströmen zu lassen.

Es ist ein dem Teil 52 gleicher Teil für die Leitung 29 des zweiten Abfederungselementes vorhanden, welcher ebenfalls einen Strömungsweg für den Durchtritt der von der Pumpe durch den Kanal 49 geförderten Flüssigkeit und eine durch ein Elektroventil 5 gesteuerte Öffnung aufweist, damit das durch die gleiche Leitung 29 in entgegengesetzter Richtung strömende Öl in den Behälter 30 gelangen kann.

In Fig. 2 sind mit 66 gelochte ebene oder kreisförmige Wände bezeichnet, die senkrecht zu dem Boden des Behälters angeordnet sind und das Innere desselben in eine gewisse Zahl von Kammern unterteilen (bei dem dargestellten Beispiel ergibt eine Wand zwei Kammern), welche bei einer gegebenen Lage des Ölspiegels miteinander in Verbindung treten. Die Wände 66 sollen verhindern, daß die Einlaßöffnungen der Kanäle 46 und 46' der Pumpe freigelegt werden, wenn bei einer Schräglage des Fahrzeuges, bei Stoßen usw. der Boden des Behälters 30 mit der Waagerechten einen beträchtlichen Winkel bildet.

Nachstehend ist die Arbeitsweise der obigen Vorrichtung erläutert, wobei angenommen ist, daß die Elektroventile 61 durch eine einzige dem Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung stehende Steuerung betätigt werden und der Motor 40 ebenfalls von dem Fahrer von Hand ein- oder ausgeschaltet wird. Hierfür können an dem Instrumentenbrett des Fahrzeugs ein Zifferblatt vorgesehen sein, das z. B. die Lage des Fahrgestells in bezug auf die beiden Räder angibt, und weiter Knöpfe, die die Ein- oder Ausschaltung des Motors 40 und die Betätigung der Elektroventile 61 derart gestatten, daß diese die Ventilnadeln auf ihre Sitze drücken oder von diesen abheben. Die Arbeitsweise wäre jedoch die gleiche, wenn die Betätigung des Elektromotors und der Elektroventile selbsttätig erfolgen würde, wobei dann entsprechende Einrichtungen die Steuerungen von der Lage des Fahrgestells gegenüber den Rädern bei einer beliebigen Belastung des Fahrzeugs abhängig machen.

Wenn das Fahrgestell gegenüber den Rädern höher gelegt werden soll, wird der Elektromotor 40 in Gang gesetzt. Die Welle 39 des Motors treibt das mittlere Zahnrad 34 der Zahnradpumpe an, welche durch die Kanäle 46, 46' Öl aus dem Behälter 30 ansaugt und dieses in die getrennnten Kanäle 48, 48' fördert.

Es ist zu bemerken, daß ein Teil des in den Kanal 46 gesaugten Öls von dem mittleren Zahnrad 34 in den Kanal 48' gefördert wird und daß ebenso ein Teil des in den Kanal 46' gesaugten Öls in den Kanal 48 gelangt. Die beschriebene Pumpe mit drei Zahnrädern kann daher eine ebenso große Ölmenge liefern wie zwei einfache mit den gleichen Zahnrädern ausgerüstete Pumpen.

Das geförderte öl gelangt in die Kanäle 51, drückt die Ventile 63 zurück und strömt in den Kanal 54 des Teils 53. Wenn die Ventilnadeln 60 auf ihre Sitze 59 durch die Elektroventile gedrückt werden, um das entsprechende Ende der Kanäle 54 zu verschließen, strömt das Drucköl in die Leitungen 29 und gelangt in die Kammern 26 der den Rädern ein und desselben Radsatzes zugeordneten Abfederungselemente. Das von dem Öl über dem Kolben 5, z. B. in dem Zylinder 3, eingenommene Volumen nimmt zu, so daß das Fahrgestell gegenüber den Rädern angehoben wird. Wenn die gewünschte Stellung des Fahrgestells erreicht ist, wird der Motor 40 abgestellt. Die Bewegungen des Kolbens verändern den Druck der Druckluft, welcher der von der Abfederung entwickelten Kraft entspricht. Der Widerstand der Ölströmung durch die Kanäle der Trennwand 12 bewirkt die Dämpfung dieser Bewegungen.

Wenn dagegen das Fahrgestell gesenkt werden soll, werden die Elektroventile 61 so betätigt, daß die Ventilnadeln 60 von ihren Sitzen abgehoben werden.

Der Druck des von der Abfederung zurückgedrückten Öls drückt die Ventile 63 zurück, so daß die Förderkanäle 51 der Pumpe verschlossen werden, wodurch ein Ölrückfluß in die Pumpe verhindert wird. Die Flüssigkeit kehrt daher über die Öffnungen der Stopfen 58 der in den Teilen 52 vorgesehenen Kanäle 54 in den Behälter 30 zurück.

Die Ölströmung in beiden Richtungen, z. B. für das Element 3, erfolgt somit durch eine einzige Leitung 29, und die Förderpumpe für die Flüssigkeit ist vollständig im Öl versenkt. Hierdurch wird der Aufbau der Vorrichtung stark vereinfacht, und der Gestehungspreis wird in gleichem Maße gesenkt. Bei dieser Anordnung kann ferner eine einwandfreie Dichtigkeit erzielt werden, wodurch die Gefahr von Ölaustritten gering wird. Ferner ist zu bemerken, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung getrennte Strömungskreise für die beiden Abfederungselemente von dem Ausgang der Pumpe an erzielt werden, ohne daß hierfür ein Verteiler vorgesehen werden muß.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Einstellung der Gleichgewichtslage von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit ölpneumatischen Abfederungen, bei denen Lageänderungen des Fahrzeugaufbaues entweder durch Einspritzen von Druckflüssigkeit, z. B. Öl, in die Zylinder der Abfederungselemente oder durch Ableiten von Druckflüssigkeit aus diesen durchgeführt werden, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Ölbehälter (30), eine in die Flüssigkeit des Ölbehälters versenkte elektromotorisch angetriebene Zahnrad-Ölpumpe (34, 35, 36), deren Antriebsmotor (40) auf dem Deckel (44) des Ölbehälters angeordnet ist, mehrere mit der Förderseite der Pumpe über je ein Rückschlagventil (63) verbundene Ölleitungen (29), deren Zahl der Anzahl der zu regelnden Abfederungselemente entspricht und jeder dieser Leitungen zugeordnete und den Rückfluß des Öles in den Behälter durch die gleichen Leitungen (29) zulassende elektromagnetisch gesteuerte Ventile (60/61) zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind, wobei Pumpen-Antriebsmotor (40) und die Ventile (60/61) selbsttätig oder von Hand durch den Fahrer ein- und ausgeschaltet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ausgang der im Behälter (30) versenkten Pumpe ein Rohrstutzen (52) angeordnet ist, der einmal eine zu einem Abfederungselement führende Leitung (29) mit der Förderseite der Pumpe und zum anderen mit dem Innern des Behälters (30) über einen Kanal (54) verbindet, dessen Öffnung durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil (60/61) gesteuert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe in an sich bekannter Weise aus drei Zahnrädern (34, 35, 36) besteht, von denen eines die beiden anderen an-

treibt, und je zwei voneinander unabhängige Saug- und Druckkanäle (46, 46', 49) aufweist, von denen jeder Druckkanal mit einer Leitung (29) verbunden ist, die in den Zylinder des dieser Leitung zugeordneten Abfederungselements mündet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe von einem an der Akkumulatorenbatterie des mit der ölpneumatischen Abfederung ausgerüsteten Fahrzeugs angeschlossenen Elektromotor (40) angetrieben wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch senkrecht zu dem Boden des Behälters (30) angeordnete Trennwände (66), welche das Innere des Behälters in eine gewisse Zahl von Kammern so unterteilen, daß sie miteinander nur dann in Verbindung kommen, wenn der Ölspiegel eine bestimmte Lage annimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Krafthord«, 1. 3. 1956, S. 131;
Zeitschrift »The Autocar«, 14.10.1955, S. 558.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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