HEIGHT CONTROL VALVE

Abstract: 1. Hydraulic level control valve for motor vehicle suspensions, having a pump channel, tank channel and accumulator channel for compensating static level changes of the body with respect to the vehicle axle by means of a hydraulic accumulator and an oil stream delivered by a pump to a tank or to the accumulator, having the following features : 1.1 A rotary valve (4) having a circular cross-section can be rotated in the rotary valve bore (3) of a rotary valve housing (1) ; 1.2 Rotary valve (4) on the one hand and housing (1) on the other hand are connected, on the one hand, to the body and, on the other hand, to the vehicle axle in such a way that the relative rotational position of the rotary valve in the housing is determined by the relative level of body and vehicle axle ; 1.3 The rotary valve (4) has over at least part of its length a recess (11) of its circular cross-section, which recess is bounded by two circumferential lines on the surface and, together with the rotary valve bore (3), forms a distributor space (12) occupying the latter in the longitudinal direction over a part cross-section ; 1.4 The pump channel (6) opens into the rotary valve bore and communicates in all rotational positions of the rotary valve with the distributor space (12) of the rotary valve bore (3) ; 1.5 The tank channel (8) branches off radially from the rotary valve bore and connects the distributor space (12) in a certain angular range of rotary valve positions to the essentially unpressurized tank of the hydraulic system of the motor vehicle ; 1.6 The accumulator channel (10) branches off radially from the rotary valve bore (3) and, depending on the rotational position of the rotary valve (4) connects the distributor space (12) from time to time with the motor vehicle accumulator determining the level of the body ; 1.7 A ball valve (13) having a ball seat (15) is arranged concentrically in the accumulator channel (19) and is spring-loaded (spring 14) counter to the outlet arrangement of the accumulator channel ; 1.8 A tappet (18) is arranged in the accumulator channel (10) so as to be movable in the longitudinal direction of the latter, has a smaller cross-section than the accumulator channel (10) and forms the mechanical connection between the rotary valve or its recess (11) and the ball (13) in such a way that the ball is lifted from its seat (15) as soon as essentially the full circular cross-section of the rotary valve (4) is present in front of the mouth of the accumulator channel (10), characterized in that, in the working range of the valve, the accumulator channel (10) exhibits a constant hydraulic connection (33, 34), independent of the rotational position of the rotary valve (4), to the pump channel (6).

Description: Hydraulisches Niveauregelventil Die Erfindung bezieht sich auf das Niveauregelventil nach der DE-A 29 32 298. Auf die Beschreibung dieser Offenlegungsschrift wird Bezug genommen und die Beschreibung wird ausdrücklich zum Gegenstand auch dieser Beschreibung gemacht. In Kraftfahrzeugen hängt die Relativlage zwischen Karosserie und Fahrzeugachse, d.h. das Niveau der Karosserie und damit auch die Bodenfreiheit der Karosserie im wesentlichen auch von der jeweiligen Belastung des Kraftfahrzeugs ab. Zur Behebung dieses Nachteils sind hydraulische Systeme bekannt, die neben einer Hydraulikpumpe einen hydraulischen Speicher erhalten,-durch dessen Speichermenge das Niveau der Karosserie bestimmt wird, wobei die Speichermenge dieses Speichers durch ein Niveauregelventil geregelt wird. Dieses Niveau regelventil misst die Relativlage zwischen Karosserie und Fahrzeugachse und gibt in Abhängigkeit davon den Durchfluss von einer ölpumpe, die von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird, zu dem Speicher oder einem im wesentlichen drucklosen Oeltank frei. Die Messung des Niveaus und die Steuerung des Ölstroms zwischen Pumpe, Tank und Speicher erfolgt in dem Niveauregelventil dadurch, dass ein Steuerkolben einerseits und das Ventilgehäuse andererseits verbunden sind mit der Fahrzeug- achse einerseits und der Karosserie andererseits. Derartige Niveauregelventile müssen neben bestimmten funktionellen Voraussetzungen insbesondere hohe Anforderungen an Robustheit, Lebensdauer und Wartungsfreundlichkeit erfüllen. Diese Anforderungen werden durch das nach der DE-A 29 32 298 vorgeschlagene Niveauregelventil verfüllt. Diese Erfindung bezweckt eine Erweiterung des Arbeitsbereiches des gezeigten Niveauregelventils. Der Arbeitsbereich ist dabei als der Schwenkwinkel bezeichnet, den der mit der Fahrzeug achse in Verbindung stehende Hebel gegenüber dem an der Karosserie des Fahrzeugs angebrachten Gehäuse des Niveauregelventils und damit auch dessen Drehschieber zwischen der höchsten und der niedrigsten Niveaustellung des Kraftfahrzeugs überstreicht. Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1. Es wird hierdurch für den gesamten Arbeitsbereich eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Speicherkanal und dem Tankkanal geschaffen, die nur von der Drehstellung des Drehschiebers abhängig ist, deren Drosselwiderstand sich nicht mit der Drehstellung ändert und die auch nicht anfällig gegen Verschmutzen und Verstopfen ist. Die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist fertigungstechnisch einfach herzustellen. Die Ausführung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass sie auch bei vorhandenen Niveauregelventilen ohne Eingriff in die Konstruktion anwendbar ist. Das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 5 zeichnet sich dadurch aus, dass die Einmündung des Speicherkanals sowie der Stössel 18 an einem beliebigen Punkt der axialen Länge des Drehschiebers 4 liegen können. Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei wird von der Beschreibung des Ausführungsbeispiels in der genannten Offenlegungsschrift ausgegangen. Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 3 haben die folgende Beschreibung gemeinsam. Pür diese gemeinsame Beschreibung werden die Fig. 1 bis 3 gleichermassen herangezogen: In dem Drehschiebergehäuse 1 ist die Achse 28 mit dem daran befestigten Hebel 2 drehbar gelagert. In der Bohrung 3 befindet sich der Drehschieber 4, welcher auf der Achse 28 sitzt. Der Drehschieber ist ein zylindrischer Körper, welcher längs zweier Mantellinien die Abflachung 11 besitzt. Die Abflachung schliesst im wesentlichen den Mittelpunktswinkel Beta ein. Die Drehschieberbohrung ist an ihrem freien Ende durch den eingeschraubten Stopfen 29 verschlossen. Der Drehschieber 4 wird in seiner axialen Lage durch Stopfen 29 einerseits sowie Distanzring 26 festgelegt. Es kann auch beidseits zur Kräftekompensation eine Druckbeaufschlagung erfolgen. In die Drehschieberbohrung mündet der Pumpenkanal 6, welcher konzentrisch zur Drehschieberbohrung angebracht ist. Der Pumpenkanal ist mit der nicht dargestellten Pumpe über den Pumpenanschluss 5 verbunden. Der Distanzring besitzt radiale Durchtritte, so dass die Stirnseite des Drehschiebers sowie die durch die Abflachung des Drehschiebers entstehende Aussparung 12 mit öl beaufschlagt wird. Der in der Drehschieberbohrung 3 durch die Aussparung des Drehschiebers 4 entstehende Raum wird im Rahmen dieser Anmeldung als Verteilerraum 12 bezeichnet. Dieser Verteilerraum 12 erstreckt sich über die axiale Lange des Drehschiebers 4. Wie insbesondere aus der DE-A 29 32 298 und aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt das Drehschiebergehäuse 1 zwei Arme, welche kniegelenkförmig angeordnet sind und zwischen sich ebenfalls ungefähr den Winkel Beta einschliessen. In den Armen liegt einerseits Tankanschluss 7 und andererseis Speicheranschluss 9. Als Tank wird hier ein druckloser, nicht dargestellter Behälter bezeichnet, aus welchem mittels Ölpumpe öl entnommen und in den das Uberschüssige öl wieder zurückgeführt wird. Als Speicher werden hier nicht dargestellte, hydraulisch betätigte Federbeine des Kraftfahrzeugs oder zwischen diesen und dem Niveauregelventil gelegene, hydraulische Speicher bezeichnet. Der Tankkanal 8 sowie der Speicherkanal 10 münden radial in die Drehschieberbohrung, und zwar - in axialer Richtung gesehen - gegeneinander auf dem Umfang versetzt. Zwischen dem Verteilerraum 12 und dem Tankkanalanschluss 7 ist ferner ein Überdruckventil 22 (s. Fig. 1 und 2) vorgesehen, welches aus Kugel 20 und Feder 21 besteht. Der Speicherkanal 10 ist zum Teil in dem Kolben 16 (s. Fig 2 und 3) geführt. Der Kolben 16 ist in einem Zylinderraum gegen die Kraft der Druckfeder 17 beweglich. Auf der vom Drehschieber 4 abgewandten Seite des Kolbens befindet sich im Kugelsitz 15 eine Kugel 13, welche durch Feder 14 auf den Sitz 15 gedrückt wird. Die Kugel kann durch Stössel 18 von dem Sitz 15 bei Drehung des Drehschiebers 4 abgehoben wrden, wenn der Stössel 18 mit dem kreisförmigen Querschnittsteil des Drehschiebers 4 oder kurz davor kämmt. Der Kolben 16 ist gegenüber dem Gehäuse durch ein Dichtelement 27 abgedichtet. Der Speicher druck wird also gegenüber dem Niveauregelventil allein durch Kugel 13 und Kugelsitz 15 sowie das Dichtelement 27 abgehalten. In dieser geringen Zahl von Dichtelementen liegt ein besonderer Vorteil des Ventils. Die Feder 17 sowie die Kolbenfläche des Kolbens 16 auf der dem Speicheranschluss 9 zugewandten Seite sind so dimensioniert, dass die von dem Speicherdruck auf den Kolben 16 ausgeübte Kraft die Federkraft 17 überwiegt, solange der Speicherdruck über einem bestimmten, vorgewählten Minimaldruck von z.B. 30 bar liegt. Unterschreitet der Speicherdruck den vorgewählten Minimaldruck, so drückt die Feder 17 den Kolben aus der unteren Position, die durch Anschlag 24 definiert ist, in eine obere, durch Anschlag 25 definierte Position. Der Stössel 18 ist nun so dimensioniert, dass er die Kugel 13 in dieser oberen Position des Kolbens 16 nicht erreicht, auch wenn er mit dem kreisförmigen Querschnitt des Drehschiebers 4 kämmt. Die Feder 14 ist verhältnismässig schwach und besitzt vorzugsweise eine lineare Federcharakteristik, so dass ihr Einfluss auf den Gleichgewichtszustand der Kräfte am Kolben 16 vernachläsigbar ist. Es sei erwähnt, dass der Stössel 18 bei den Ausführungen nach Fig. 1 und Fig. 2 einen kleineren Querschnitt als der Speicherkanal 10 hat, so dass der Ölfluss dort möglich ist. Die Stössel- und Kanalausführung nach Fig. 3 wird später beschrieben. Das Spiel des Drehschiebers gegenüber der Drehschieberbohrung im Bereich der Mündung des Tankkanals 8 ist gering, so dass hier über den Umfang des Drehschiebers 4 nur vernach lässigbare Ölmengen abfliessen und öl erst dann abfliessen kann, wenn der Verteiler raum 12 die Mündung des Tankkanals 8 zumindest teilweise überdeckt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Niveauregelventil, bei dem der Speicherkanal 10 und der Bypasskanal 19 zum Tankkanal 7 in unterschiedlichen Normalebenen liegen. Dargestellt ist der Hebel 2, der an der Fahrzeugachse angelenkt ist sowie das Gehäuse 1, das an der Karosserie angelenkt ist. Am Hebel 2 sitzt die Achse 28 mit dem Drehschieber 4. Der Drehschieber sitzt in einer Drehschieber bohrung 3. Der vordere Teil 30 der Drehschieberbohrung, in welchen der Pumpenanschluss 5 und Pumpenkanal 6 einmündet, besitzt einen grösseren Durchmesser als die übrige Drehschieberbohrung 3, wobei hinzuzufügen ist, dass die übrige Drehschieberbohrung 3 denselben Durchmesser hat wie der zylindrische Teil des Drehschiebers 4. Der Speicherkanal 10, dessen Mündung gestrichelt eingezeichnet ist, liegt in einer Normalebene des vorderen Teils 30 der Drehschieberbohrung. Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass in Fig. 1 auch der Stössel 18 gestrichelt eingezeichnet ist, welcher in dem Speicherkanal 10 liegt. Der Bypass 19 zum Tankkanal sowie der Tankkanal liegen in dem axialen Bereich des Drehschiebers 4, der dichtend in dem hinteren Teil der Drehschieberbohrung 3 liegt. Demnach steht der Speicherkanal 10 und damit auch der Speicher bei Drehung des Drehschiebers 4, also unabhängig von der Niveaulage des Kraftfahrzeugs, in ständiger ungedrosselter Verbindung mit dem Pumpenanschluss 5 und Pumpenkanal 6. Der Pumpenkanal tritt zusätzlich auch in Verbindung mit dem Tankanschluss 8, wenn der Verteilerraum 12 den Mündungsbereich des Tankkanals 8 überdeckt. Massgeblich für diese Verbindung und die Grösse dieser Verbindung ist also nur die Lage der Steuerkante 31 der Anfasung am Drehschieber 4, welche den Verteilerraum in der Drehschieberbohrung 3 bildet. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in der Offenlegungsschrift 29 32 298. Das heisst, dass der Tankkanal 7, 8 und der Bypasskanal 19 sowie der Speicherkanal 10 in einer gemeinsamen Normalebene liegen. Der Arbeitsbereich des Niveauregelventils ist jedoch durch eine Nut 33 erweitert. Diese Nut ist in die Wandung der Drehschieberbohrung im Anschluss an die Öffnung des Speicherkanals 10 eingebracht. Der Zentriwinkel, den die Nut unter Einschluss der Rückseite des Speicherkanals 10 einschliesst, entspricht im wesentlichen dem Arbeitsbereich. Es ist gezeigt, dass die hintere Kante 32 der Anfasung am Drehschieber 4, die den Verteilerraum 12 bildet, gerade noch das Ende der Nut 33 überdeckt. Das bedeutet, dass auch in dieser Stellung noch über die Nut 33 und den Verteilerraum 12 eine Verbindung zwischen dem Speicherkanal 10 und dem Tankanschluss 7, 8 (bezüglich Tankkanal vgl. Fig. 1) besteht. Der gesamte Zentriwinkel, der den Arbeitsbereich des Niveauregelventils bezeichnet, ist mit dem griechischen Buchstaben gamma bezeichnet. Wie man sieht, ist in der eingezeichneten Stellung des Drehschiebers der Stössel 18 hochgehoben und die Kugel 13 von ihrem Sitz 15 abgehoben, so dass die Entladung des Speichers zum Tank möglich ist. Das dritte Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 in einem Schnitt dargestellt, in dem die Achse des Drehschiebers sowie die Achse des Speicherkanals 10 liegt. Diese Ebene ist gegenüber der Ebene nach Fig. 1 um den Winkel Beta, der aus Fig . 2 ersichtlich ist, um die Achse des Drehschiebers versetzt. Bezüglich der Lage des Tankkanals 7 und 8 sowie aller übrigen Teile kann auf Fig. 1 und die Beschreibung hierzu sowie sie obengenannte Offenlegungsschrift verwiesen werden. Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Federraum 33, in dem der Kolben 16 beweglich ist, durch einen Stichkanal 34 mit dem vorderen Teil 30 der Drehschieberbohrung 3 verbunden ist. Der Federraum 33 ist andererseits über eine Bohrung 35 im Schaft des Kolbens 36 mit dem Speicherkanal 10 im Inneren des Kolbens 16 verbunden. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluss 5, Pumpenkanal 5 sowie dem vorderen Teil 30 der Drehschieberbohrung einerseits und dem Speicherkanal andererseits ohne Rücksicht auf die Drehstellung des Drehschiebers 4 ständig gegeben ist. Hiermit erreicht man, dass die axiale Lage des Kolbens 16 mit dem Speicherkanal 10 und dem Stössel 18 frei den konstruktiven Gegebenheiten angepasst werden kann und nicht durch die hydraulische Forderung bestimmt ist, dass der vordere Teil 30 der Drehschieberbohrung ständig mit dem Speicherkanal verbunden sein soll. In Fig. 3 ist ferner dargestellt, dass der untere Teil des Stössels 18 den Speicherkanal 10 im Zentrum des Kolbens 16 fast ausfüllt. Auf diese Weise ist der Stössel 18 drehbar und axial verschieblich in der Bohrung des Speicherkanals 10 gelagert. Ferner steht die Achse des Drehschiebers 4 nicht exakt senkrecht auf der Achse des Drehschiebers 18. Dadurch wird bewirkt, dass der Drehschieber mit seiner balligen Unterseite bei Drehung des Drehschiebers 4 eine Rollbewegung ausführt. Dadurch wird vermieden, dass der Stössel 18 stets mit derselben Stelle an dem Drehschieber anliegt und dort einem einseitigen Verschleiss unterworfen ist. Bei dieser Ausführung des Stössels 18 kann der Stössel auch zweiteilig ausgeführt sein und aus einem dicken, unteren Teil und dem schlankeren, oberen Teil bestehen. Zur Funktion des Niveauregelventils wird auf die DE-A 29 32 298 verwiesen. BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Gehäuse (Drehschiebergehäuse) 2 Hebel 3 Bohrung (Drehschieberbohrung) 4 Drehschieber 5 Pumpenanschluss 6 Pumpenkanal 7 Tankanschluss 8 Tankkanal 9 Speicheranschluss 10 Speicherkanal 11 Aussparung fAbflachung) 12 Verteiler raum 13 Kugel 14 Feder 15 Kugelsitz 16 Kolben 17 Feder 18 Stössel 19 Bypasskanal 20 Kugel 21 Feder 22 Überdruckventil 23 Rinne 24 Anschlag 25 Anschlag 26 Distanzring 27 Dichtung 28 Achse 29 Stopfen 30 vorderer Teil der Drehschieberbohrung 31 Steuerkante 32 hintere Kante der Anfasung 33 Nut, Verbindungsnut 34 Stichkanal 35 Bohrung 36 unterer Teil des Stössels 37 Federraum

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Hydraulisches Niveauregelventil fur Kraftfahrzeug federungen mit Pumpenkanal, Tankkanal und Speicherkanal zum Ausgleich statischer Niveauänderungen der Karosserie gegenüber der FahrzeugachSe mittels eines hydraulischen Speichers und einem von einer Pumpe zu einem Tank bzw. dem Speicher geförderten Ölstrom, mit den Merkmalen: 1.1 Ein Drehschieber (4) mit kreisförmigem Querschnitt ist in der Drehschieberbohrung (3) eines Dreh schiebergehäuses (1) drehbar; 1.2 Drehschieber (4) einerseits und Gehäuse (1) anderer seits sind mit der Karosserie einerseits und der Fahrzeugachse andererseits derart verbunden, dass die relative Drehlage des Drehschiebers in dem Gehäuse von dem Niveaustand zwischen Karosserie und Fahrzeug achse bestimmt wird; 1.3 der Drehschieber (4) besitzt zumindest über eine Teillänge eine Aussparung (11) seines kreisförmigen Querschnitts, welche durch zwei Mantellinien begrenzt wird und mit der Drehschieberbohrung (3) einen diese in Längsrichtung über einen Teilquerschnitt ausfül lenden Verteilerraum (12) bildet; 1.4 der Pumpenkanal (6) mündet in die Drehschieberbohrung und kommuniziert in allen Drehlagen des Drehschiebers. mit dem Verteilerraum (12) der Drehschieberbohrung (3); 1.5 der Tankkanal (8) zweigt radial von der Dreh schieberbohrung ab und verbindet den Verteilerraum (12) in einem bestimmten Winkelbereich von Dreh schieberlagen mit dem im wesentlichen drucklosen Tank des hydraulischen Systems des Kraftfahrzeugs; 1.6 der Speicherkanal (10) zweigt radial von der Dreh schieberbohrung (3) ab und verbindet den Verteiler raum (12) je nach Drehlage des Drehschiebers (4) zeitweise mit dem das Niveau der Karosserie bestim menden Speicher des Kraftfahrzeugs; 1.7 ein Kugelventil (13) mit Kugelsitz (15) ist konzen trisch in dem Speicherkanal (19) angeordnet und gegen die Auslasseinrichtung des Speicherkanals federbelastet (Feder 14); ; 1.8 ein Stössel (18) ist in dem Speicherkanal (10) in dessen Längsrichtung beweglich angeordnet, der einen kleineren Querschnitt als der Speicherkanal (10) besitzt und die mechanische Verbindung zwischen dem Drehschieber bzw. dessen Aussparung (11) und der Kugel (13) derart bildet, dass die Kugel von ihrem Sitz (15) abgehoben wird, sobald der Drehschieber (4) mit seinem im wesentlichen vollen Kreisquer schnitt vor der Mündung des Speicherkanals (10) steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkanal (10) mit dem Pumpenkanal (6) im Arbeitsbereich des Ventils eine ständige, von der Dreh lage des Drehschiebers (4) unabhängige hydraulische Verbindung aufweist. 2. Niveauregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkanal und der Tankanschluss - über die axiale Länge des Drehschiebers gesehen - versetzt angeordnet in der Drehschieberbhrung münden, wobei die Mündung des Speicherkanals (10) in dem Bereich des Drehschiebers liegt, der dem Pumpenanschluss benach bart ist und in dem die Drehschieberbohruhg einen grösseren Durchmesser als der Drehschieber hat. 3. Niveauregelventil nach' Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tankanschluss (8) in einem axialen Bereich des Dreh schiebers liegt, in dem der Drehschieber denselben Durchmesser wie die Drehschieberbohrung hat. 4. Niveauregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkanal (10) in die Drehschieberbohrung (3) mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut (31) einmündet, wobei die Nut von einem Zentriwinkel einge schlossen wird, welcher dem Arbeitsbereich des Niveau regelventils entspricht. 5. Niveauregelvertil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federraum (33), in dem der Kolben (16) geführt ist, durch einen Stichkanal (34) mit dem vorderen Teil (30) der Drehschieberbohrung und hierüber mit dem Pumpenkanal (6) in Verbindung steht und dass der Federraum (33) durch eine Bohrung (35) mit dem im Inneren des Kolbens (16) verlaufenden Speicher kanal verbunden ist. 6. Niveauregelventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (18) ein dem Drehschieber (4) zugewandtes, dickes Ende besitzt, welches in dem Speicherkanal (10) drehbar und axial verschiebbar mit geringem Spiel gelagert ist. 7. Niveauregelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel zweiteilig ausgeführt ist und aus dem dicken, unteren Teil und dem schlanken, oberen Teil besteht. 8. Niveauregelventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Stössels (18) und die Achse des Dreh schiebers (4) einen Winkel einschliessen, der ungleich 90 ist.

Inventors: HERTELL, SIEGFRIED
Applicants: B A R M A G BARMER MASCHINENFABRIK AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: B60G17
IPC codes: B60G17