DE3203020C2 - Vorrichtung zur automatischen Regulierung der Scheinwerfereinstellung an vierrädrigen Kraftfahrzeugen bei Belastungsänderungen - Google Patents

Abstract

Nach der vorliegenden Idee ist gewährleistet, daß sich die Scheinwerfer automatisch auf die im Ruhezustand des Fahrzeuges eingestellte Position zur Fahrbahn einjustieren, wenn Lageveränderungen des Chassis durch Schwingen oder Belasten des Kofferraumes die Scheinwerfereinstellung zur Fahrbahn verändern. Je eine an den Schwingkörpern angebrachte Kurvenscheibe steuert einen mit dem Chassis verbundenen Hydraulikzylinder. Die Steuerung ist abhängig von der Schwingung des Chassis die die Lage der Scheinwerfer und die Position der Schwingkörper verändert. Die Wegstrecke der Schwingung jedes Schwingkörpers wird über die Kurvenscheibe untersetzt und auf den Zylinder übertragen. Mit dem Druckkolben wird über ein starres Rohrsystem ein mit dem entsprechenden Scheinwerfer in Verbindung gebrachter zweiter Zylinder betätigt, der die Korrektur des schwenkbar gelagerten Scheinwerfers einleitet. Durch entsprechendes Positionieren (diagonale Anordnung, Frontseite zu Heckseite) und ändern der Wirkungsweise, (entgegengesetzte Funktion einzelner Zylinder), wird jede Schwingungsvariante des Fahrzeuges in das Steuersystem einbezogen.

Description

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Die Überlegungen, die zur Ausarbeitung der Erfindung führten, waren die, die Verkehrssicherheit der Fahrzeuge in bezug auf Beleuchtung zu erhöhen, um die durch Blendwirkung entstehenden Unfälle zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch ständiges automatisches Regulieren zu gewährleisten, daß die Scheinwerfer sich in jeder Situation (nach Beladen des Kofferraumes mit der max. Last oder bei Passieren von Bodenwellen) auf die im unbelasteten Zustand eingestellte Position zur Fahrbahn automatisch einjustieren. Dadurch wird eine Blendung entgegenkommender Fahrer vermieden und die Sicherheit des Straßenverkehrs erhöht.

Die Erfindung gewährleistet durch

- Verwendung von je einem Steuerkolben für jedes der vier Fahrzeugräder,

- der diagonalen Verknüpfung der gegenüberliegenden Steuerkolben und

- der entgegengesetzten Wirkungsweise der Kurvenscheiben von Front und Heckseite,

daß jede mögliche Lageveränderung des Chassis

- durch Schwingen über die Längs-Achse, Quer-Achse und die diagonalen Achsen

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eine Steuerung jedes einzelnen Scheinwerfers

— unabhängig voneinander und im Verhältnis zur jeweiligen Chassislage

einleitet.

Damit wird ständig eine parallele Lage des Chassis zur Fahrbahn in bezug auf die im Ruhezustand eingestellte Leuchtweite simuliert.

Das zur manuellen Scheinwerferjustage verwendete Justageelement (Federträger Fig. 1 Index »e«) gewährleistet

- durch seine Doppelfunktion eine exakte Grundeinstellung jedes Scheinwerfers im Stand die automatische Verstellung im Fahrbetrieb und die Stabilität der Grundeinstellung jedes Scheinwerfers nach Ausfall derautomatischen Steuerung.

Die Beschreibung besteht aus folgenden Punkten:

A) Zielsetzungen

B) Simulierte Situationen

C) Beschreibung des Funktionsprinzips

D) 3eispiel für manuelle Justage der Scheinwerfer sowie Montage der Steueranlage

E) Funktion im Fahrbetrieb

F) Schlußfolgerung

A) Zielsetzungen

a) Dauerhafte Funktion der Anlage

b) Robustes und wartungsfreies System

c) Geringer Kostenaufwand

d) Leichte Montage als Zubehör

e) Bei Ausfall der Anlage darf sich die vorschriftsmäßige Stellung des Scheinwerfers nicht verändern.

B) Simulierte Situationen

a) Belasten des Kofferraumes

b) Parallelschwingung des Fahrzeuges

c) Diagonalschwingungen durch Bodenwellen

d) Schwingungen des Hecks

e) Schwingungen des Vorderwagens 0 Schwingungen bei Kurvenfahrt g) Schwingungen bei Ampelstart

h) Schwerpunktverlagerung bei extremen Steigungen oder Gefälle

i) Schwingungen bei Vollbremsung j) kurze Schwingungen der Schwingkörper, die keine direkte Lageveränderung der Karosse verursachen.

C) Beschreibung des Funktionsprinzips

Maßgebend Tür die Steuerung ist die Veränderung der Strecken Q) und ® (laut beigefügter Zeichnungen Fig. 1 und 2 Abstand Schwingkörper zu Karosse). Diese Wegyeränderung wird in einem näher zu bestimmenden Übersetzungsverhältnis mittels Kurvenscheibe oder einem anderen Übersetzungsprinzip auf einen Hydraulikzylinder übertragen. Die Übertragung setzt sich fort über ein Rohrsystem zu einem, den Scheinwerfer steuernden zweiten Zylinder. Dieser wiederum gleicht die Stellung des Scheinwerfers entsprechend der veränderten Lage der Karosse aus. Über die ständige Korrektur der Scheinwerfer wird eine parallele Lage des Chassis zur Fahrbahn simuliert. Um dies zu

gewährleisten, ist es notwendig, daß die Schwingungen des Vorderwagens im umgekehrten Sinne zu den Schwingungen des Hecks übertragen werden. Der Scheinwerfer wird von der im Stand manuell eingestellten Position in beide vertikale Richtungen automatisch verändert. Dies erfolgt durch im Hydrauliksystem erzeugten Druck oder Unterdruck, Es sind zwei verschiedene Schaltungssysteme möglich, wobei sich der Unterschied !ediglich bei Ausfall eines separat arbeitenden Systems zeigt.

1. Schaltungssystem

Die Anlage besteht aus 4 separat arbeitenden Hydrauliksystemen, wobei je 1 Paar (Heckseite und Frontseite) auf einen Scheinwerfer wirkt, wie in Fig. 1 gezeigt. Zur Erfassung der Diagonalschwingungen (Punkt »B«, Pos. »c«) werden die Zylinder zur Übertragung der Wegveränderung der Heckseite diagonal mit den Zylindern der Frontseite gekoppelt.

Der Scheinwerfer ist in seiner Konstruktion so gestaltet, daß ein Niveauausgleich in jeder Lage des Chassis zur Fahrbahn gewährleistet ist. Wie in der Zeichnung gezeigt, besteht der Scheinwerfer aus zwei ineinandermontierten Teilen. Die äußere Schale hat die Aufgabe, sich über die Steuerung des Hydraulikzylinders der Heckseite einzujustieren, was gleichzeitig die exakte Lage des in der Schale drehbar gelagerten Scheinwerfers garantiert. Die im Fahrbetrieb auftretenden Schwingungen des Vorderwagens werden über die negativ wirkenden Zylinder der Frontseite übersetzt, so daß eine ständige Korrektur der dadurch verursachten Abweichung der Scheinwerfer von der vorher korrigierten Einstellung erfolgt.

2. Schaltungssystem

Die Anlage besteht aus zwei separat arbeitenden Hydrauliksystemen, wobei je ein System auf einen Scheinwerfer wirkt, siehe Fig. 2. Das System besteht aus dem Zylinder der Heckseite, diagonal kombiniert mit dem Zylinder der Frontseite, die wiederum kombiniert werden mit dem Steuerzylinder am Scheinwerfer.

Der Scheinwerfer kann in seiner herkömmlichen Konzeption verwendet werden. Er wird lediglich mit der zur Steuerung erforderlichen Steuerlasche versehen.

Folgender Unterschied besteht zwischen der 1. und 2. Schaltungsart.

1. System

Bei Ausfall einer Druckleitung bleibt die Steuerung der zweiten Anlage erhalten. Der Scheinwerfer wird so zum Teil weitergesteuert.

2. System

Bei Ausfall einer Hydraulikleitung TaIIt die Steuerung komplett aus. Die vorher manuell eingestellte Position des Scheinwerfers verändert sich dadurch nicht. An der Scheinwerfer-Montagekonzeption beider Schaltungsarten ist keine Änderung notwendig. Die manuelle Justage des Scheinwerfers erfolgt weiterhin durch Justierschrauben. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist lediglich eine Änderung der Justiervorrichtung für die vertikale Lage der Scheinwerfer erforderlich. Bei Versagen der kompletten Steueranlage wird die manuelle Einstellung des Scheinwerfers nicht beeinträchtigt. Somit ist die Verkehrssicherheit auch in einer derartigen Situation gewährleistet.

D) Beispiel für die manuelle Justage der
Scheinwerfer sowie Montage der Steueranlage

Für beide Schaltungssysteme anzuwenden.

a) Manuelle Einstellung der Scheinwerfer:

ίο Kontermutter © an Stellschraube @ lösen.

Stellschraube © bewegen, bis sich der durch das

Gewinde geführte Federträger © in Pfeilrichtung

verschiebt und übere die Steuerlasche ® den Scheinwerfer justiert.
Zur Sicherung der Einstellung wird die Mutter 0 wieder festgezogen.

Mit dieser Einstellung ist der Scheinwerfer stabil und verkehrssicher eingestellt.

b) Montage des automatischen Steuersystems:

Hydraulikzylinder wird in Halterung © befestigt.

Kolben © unter Berücksichtigung von genügend Kolbenweg an Steuerlasche (λ) verkontert.
Der gleiche Vorgang wiederholt sich bei Montage des Kolben ©.

Rolle © (mit Kolben in Verbindung) wird in Laufnute der Kurvenscheibe © montiert. Zylinder wird ir! Halterung © unter Berücksichtigung von genügend Kolbenweg verklemmt. Nach Verbindung der Zylinder mit der erforderlichen Rohrleitung wird das System mit Druckflüssigkeit gefüllt und entlüftet.

Der Scheinwerfer ist vorschriftsmäßig eingestellt, die Steueranlage ist funktionsbereit.

E) Funktion im Fahrbetrieb
(Beschreibung bezieht sich auf Fig. 1)

Nach Beladen des Fahrzeuges ändert sich der Abstand © entsprechend Pfeilrichtung. Über die Kurvenscheibe wird der Kolben © in Pfeilrichtung bewegt. Diese Bewegung übersetzt sich auf den Kolben ©, der die Steuerung einleitet, und den Scheinwerfer durch Druckaufbau in Pfeilrichtung © über Drehpunkt © verschiebt.

Die Stellung des Scheinwerfers hat sich entsprechend der Belastung der Hinterachse verändert. Jede Lageveränderung des Heckteiles während des Fahrbetriebes wirkt sich in gleicher Weise auf die Regulierung der Scheinwerfereinstellung aus.

Schwingungen des Vorderwagens im Fahrbetrieb, welche die Stellung der Scheinwerfer ebenfalls beeinflussen, werden über den negativ wirkenden Zylinder

.vs übersetzt. Bei Änderung des Abstandes ® in Pfeilrichtung wird der Kolben © über die Kurvenscheibe in Pfeilrichtung gezogen. Es entsteht Unterdruck und dadurch verursacht ein Nachgeben des Kolbens © in Pfeilrichtung. Über Steuerlasche (s) wird die Stellung

des Scheinwerfers in Pfeilrichtung (T), über Drehpunkt © verändert.

Auf Fig. 2 bezogen gelten die gleichen Funktionsgrundsütze mit folgender Abweichung. Veränderungen de- Weges @ durch Schwingen des Vorderwagens ver-

(o ursacht, werden nach gleichem Prinzip üheiset/t. Die Regulierung der Scheinwcrlersiellung erfolgt lediglich direkt über Druck oder Linierdruck im Zylinder ©.

F) Schlußfolgerung

a) Alle Situationen wie in Punkt »B« Position »a«-»i« beschrieben, werden von dem so funktionierenden System berücksichtigt. In allen Situationen wird der Scheinwerfer in seiner vorher eingestellten Position gehalten. Alle unfallgefährlichen Blendwirkungen werden vermieden.

b) Die Situation nach Pos. »j« kann aus folgendem Grund unberücksichtigt bleiben: Bei angenommenen Schwingungen der Schwingkörper von ±20 mm, der Untersetzung von 1 : 10 ergibt sich eine Verstellung der Scheinwerfer von ca. 2 mm bei einer geschätzten Frequenz von 50 Schwingungen pro Sekunde. Da hierbei von der absoluten Ruhestellung der Karosse ausgegangen wird, entsteht bei der Distanz von 2 mm kein Blendeffekt. Zudem wird durch die relativ kurze Frequenz die Verstellung der Scheinwerfer nicht sichtbar. Da eine absolute Ruhelage der Karosse nur eine theoretische Annahme ist, kann davon ausgegangen werden, daß durch das Mitschwingen der Karosse ein großer Teil der Fehlsteuerung eliminiert wird. Die Situationen nach Pos. »j« kann demnach unberücksichtigt bleiben, zumal die Hauptunfallursache in den Pos. »α·«-»ϊ« liegen und diese von der automatischen Steuerung in vollem Umfang berücksichtigt werden.

c) Die Vorrichtung kann robust und wartungsarm gestaltet werden. Sie garantiert durch Robustheit lange Lebensdauer. Der Kostenaufwand wird sich in vom Käufer der Kraftfahrzeuge akzeptierten Grenzen halten. Die nachträgliche Montage als Zubehör ist problemlos durchzuführen.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen Regulierung der Scheinwerfereinstellung an vierrädrigen Kraftfahlzeugen bei Niveauveränderung des Chassis nach Belastung des Kofferraumes oder Durchfahren von Bodenwellen und Kurven, wobei die Regulierung hydraulisch über ein starres Rohrsystem mit integrierten Steuerkolben erfolgt, die mit den Scheinwerfern in Verbindung stehen und jedem Rad des Kraftfahrzeuges ein Steuerkolben zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die diagonal gegenüberliegenden Steuerkolben hydraulisch miteinander verbunden sind und so paarweise je einen Scheinwerfer steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzsichnet, daß die SteuerkoILen wechselweise auf Druck und durch Vakuum erzeugten Zug, oder ersatzweise mit Doppelkolben über Druck reagieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Kurvenscheiben, von denen je eine an jeden der vier niveauabhängigen Schwingkörper montiert ist und so je einen am Chassis montierten Steuerkolben betätigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Kurvenscheiben von Front zu Heckseite entgegengesetzte Wirkung verursachen, um Schwingungen der Frontseite von Schwingungen der Heckseite zu eliminieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheinwerferjustageelement (Fig. 1 Index »e«) zur Sicherung der vorschriftsmäßigen Scheinwerfereinstellung Doppelfunktion besitzt und bei Ausfall der automatischen Steuerung die Grundeinstellung der Scheinwerfer bewirkt.