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Vorrichtung zur Regelung der Höhe des Wagenkastens eines
Fahrzeuges über der Fahrbahn
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diezweiarmiger. im Drehpunkt gegen die Radachsen abgestützter Hebel, an dessen einem Ende der Verteiler und an dessen anderem Ende ein Expansionszylinder angreift, ausgebildet, wobei der Expansionszylinder von einem durch einen äusseren Impuls, z. B. durch das Öffnen einer Wagentüre, gesteuerten Ventil gespeist ist.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungseinzelheit der Vorrichtung der Fig. l, Fig. 3 zeigt schematisch eine geringe Abwandlung der Vorrichtung der Fig. 1. Fig. 4 und 5 sind geschnittene halbe Seitenansichten einer Ausführungsform einzelner in den Fig. 1 und 3 schematisch dargestellter Teile, welche in den verschiedenen Betriebszuständen entsprechenden charakteristischen Stellungen dargestellt sind. Fig. 6 zeigt schematisch eine Abwandlung der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 3.
In der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, bezeichnet 1 die Achse eines Rades la eines Fahrzeuges, welche Achse mit dem Fahrgestell oder dem Wagenkasten durch Lenker 2,3 verbunden ist. Am Lenker 2 ist ein Hebel 4 angebracht. Das Ende desselben ist durch einen ein elastisches Glied 6 enthaltenden Lenker 5 mit der Kurbel 7 eines Verteilers 8 verbunden, welcher die Zufuhr der Druckflüssigkeit zu einer nicht dargestellten hydraulisch gesteuerten Abfederungsvorrichtung steuert, wie sie bei den sogenannten hydraulischen Abfederungen laufend benutzt wird.
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Dämpfertopf genannten doppeltwirkenden Dämpfers 11 verbunden.
Ein Zylinder 12 ist mit dem Hebel 4 durch eine bei 14 an diesen angelenkte Stange 13 verbunden.
Der den Körper eines einfachwirkenden Druckbockes bildende Zylinder 12 enthält einenKolben 15, dessen Stange 16 mit einem Anschlagglied 17 versehen ist, welches die Kurbel 7 des Verteilers 8 verschwenken kann. Der Kolben 15 kann die Kurbel 7 nur in dem Sinn betätigen, in welchem die Stange 16 auf die Kurbel drückt.
Die obigen Teile sind symmetrisch an den beiden Rädern ein und desselben Radsatzes des Fahrzeuges angebracht und die beiden Speiseleitungen 18 der beiden Zylinder 12 dieses Satzes sind, wie auf Fig. 2 dargestellt, so miteinander verbunden, dass diese Zylinder gleichzeitig durch die Ausgangsleitung 19 eines elektrisch gesteuerten Ventiles 20 gespeist werden, welches durch ein Rohr 21 mit einer Druckflüssigkeitsquelle und durch ein Rohr 22 mit einem Vorratsbehälter für diese Flüssigkeit verbunden ist.
Das elektrisch gesteuerte Ventil 20 besitzt eine Steuerwicklung 23. Diese wird aus einer geeigneten Stromquelle gespeist, z. B. der Akkumulatorenbatterie des Fahrzeuges, wobei diese Speisung von der Stellung abhängt, welche gewisse Teile des Fahrzeuges einnehmen.
So kann z. B. die Speisung der Wicklung 23 durch die Schliessung und Öffnung der Türen des Fahrzeuges oder gegebenenfalls durch die Drehzahl des Motors oder eines beliebigen andern Teiles bestimmt werden. Die Speisung kann auch gleichzeitig durch mehrere dieser Teile gesteuert werden.
Die Kurbel 7 des Verteilers 8 kann alle Stellungen zwischen der Bezugsachse a und der Bezugsachse b einnehmen. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung, d. h. in der Stellung c, befindet sich der Verteiler in der neutralen Stellung, d. h. die Abfederungsvorrichtung wird nicht gespeist, was der normalen Stellung des Wagenkastens des fahrenden Fahrzeuges in der Bezugsstellung entspricht. Schwingungen geringer Dauer des Rades la werden von der Feder 6 des Lenkers 5 aufgenommen, da die Bewegung, welche die Kurbel 7 des Verteilers 8 ausführen könnte, durch den Dämpfertopf 11 gebremst wird.
Infolgedessen können nur Ausschläge mit einer Dauer, welche grösser als ein gewisser Mindestwert ist, einen Einfluss auf den Verteiler 8 haben, welcher die Abfederungsvorrichtung so speist, dass die Lenker 2 in eine solche Stellung zurückgeführt werden, dass die Kurbel 7 von neuem die Stellung c einnimmt.
Beim Stillstand des Fahrzeuges und unter der Annahme, dass die Wicklung 23 z. B. durch die Öffnung der Türen des Fahrzeuges gesteuert wird, wird das elektrisch gesteuerte Ventil 20 in eine solche Stellung gebracht, dass die Leitung 22 geschlossen ist und dass die Leitung 19 mit der Leitung 21 für die Zufuhr des Druckmittels in Verbindung gesetzt wird. Hiedurch werden die Zylinder 12 gespeist, deren Kolben in Richtung des Pfeiles f zurückgedrückt werden, so dass die Kurbel 7 die Stellung d einnimmt. In dieser Stellung speist der Verteiler 8 die Abfederungsvorrichtung derart, dass der Wagenkasten abwärtsgeht. Die Abwärtsbewegung des Wagenkastens bewirkt die Verschwenkung des Hebels 4 in Richtung des Pfeiles bis die Kurbel 7 in die Stellung c zurückgeführt ist, was einer bestimmten Senkung des Wagenkastens entspricht.
Bei Ausführung des entgegengesetzten Manövers, d. h. bei der neuerlichen Schliessung der Türen des Fahrzeuges oder bei Betätigung der andern Steuerglieder wird die Wicklung 23 z. B. von neuem gespeist,
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so dass das elektrisch gesteuerte Ventil die Rohre 19 und 22 miteinander verbindet, wodurch die Zylinder 12 mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter in Verbindung gesetzt werden, so dass die Kolben 15 freiwerden.
Die Feder 6 des Lenkers 5, welche bei der Abwärtsbewegung des Wagenkastens gespannt wurde, übt einen Zug auf die Kurbel 7 aus und führt sie in die Stellung a zurück, wodurch das Druckmittel in die Abfederungsvorrichtung geleitet und der Wagenkasten gehoben wird. In dieser Richtung wird die Schwenkbewegung der Kurbel 7 durch den Dämpfertopf 11 gebremst, so dass die Aufwärtsbewegung des Wagenkastens allmählich erfolgt.
In der neuen Stellung, welche der Wagenkasten einerseits und der Kolben 15 anderseits einnehmen, ist der Anschlag 17 der Kolbenstange 16 so weit von der Kurbel 7 entfernt, dass diese alle Stellungen zwischen a und b einnehmen kann, wenn ihr von dem mit der Feder 6 versehenen Lenker 5 durch die Strassenunebenheiten Bewegungen erteilt werden. Der Hub der Kolben 15 und somit die Stellung d können bei den verschiedenen Rädern des Fahrzeuges verschieden sein, so dass die Verstellungen des Wagenkastens eine Kombination von Translations- und Rotationsbewegungen sind, welche z. B. die Trittbretter beim Stillstand in die günstigste Höhe bringen, um den Zugang zu dem Fahrzeug möglichst zu erleichtern.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Abwandlung sind die beiden Anordnungen ein und desselben Radsatzes dargestellt, wobei die eine Anordnung mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und die andere auch mit diesen Bezugszeichen, jedoch mit dem Index 1 versehen ist.
Bei dieser Abwandlung weist der Radsatz nur einen Zylinder 12a auf, welcher durch die Ausgangsleitung 19 des durch die Wicklung 23 gesteuerten elektrischen Ventiles 20 gespeist wird. Die Stange 16a des Kolbens 15a betätigt über einen Verbindungsteil 24 zwei einander gleiche biegsame Übertragungen 25,26, deren Hüllen 27 und 28 sich an den Hebeln 4 und 41 abstützen. Die Arbeitsweise entspricht dann der unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschriebenen, wobei die Betätigung der Kurbeln 7 und 71 gleichzeitig durch die biegsamen Übertragungen 25 und 26 erfolgt, wenn der Wagenkasten gesenkt werden soll.
Fig. 4 und 5 zeigen eine besondere Ausführungsform der durch den Zylinder 12, den Lenker 5 und die Feder 6 gebildeten Anordnung. Der Zylinder 12 ist mittels einer Lasche 29 schwenkbar an dem Hebel 4 befestigt und enthält einen mit einer Abdichtung 30 versehenen Kolben 15. Der Kolben wird normalerweise durch eine Feder 32 an einer Anlagefläche 31 gehalten, wobei sich die Feder an einem durch einen Federring 34 gehaltenen Lager 33 abstützt.
Das Lager 33 dient zur Führung eines Rohres 35, dessen aus dem Zylinder 12 vorspringendes Ende durch eine Kappe 36 verschlossen ist, welche mitTeilen 37 für ihre Verbindung mit der Kurbel 7 versehen ist. Die Kappe 36 dient als Anschlag für ein rohrförmigesAbstandsstück 38, gegen welches sich ein Ring 39 legt, welcher als Anschlag für ein Ende einer Feder 40 dient, deren anderes Ende einen Druck auf einen zweiten Ring 41 ausübt, dessen Bewegung gleichzeitig durch einen Federring 42 und eine von der Kolbenstange 16 gebildete Schulter 43 begrenzt wird. Die Federn 40 und 32 sind so ausgebildet, dass die Wirkung der Feder 32 stets die der Feder 40 überwiegt.
Die in dem oberen Teil der Fig. 4 dargestellte Stellung der Teile entspricht der Stellung c (Fig. 1) der Kurbel 7, d. h. der Stellung, in welcher der Wagenkasten des Fahrzeuges die obere Stellung einnimmt, z. B. während der Fahrt.
Die auf die Räder übertragenen Impulse kurzer Dauer werden infolge der von dem Dämpfertopf 11 ausgeübten Bremsung von der Feder 40 aufgenommen. Ein Impuls kurzer Dauer in Richtung des Pfeiles f3 verschiebt nämlich den Zylinder 12, dessen Kolben 15 weiter an der Anlagefläche 31 anliegt, wobei das Lager 33 auf dem Rohr 35 gleitet. Die Feder 40 wird ebenfalls zusammengedrückt, da ja die Schulter 43 der Kolbenstange 16 den Ring 44 in Richtung des Pfeiles f verschiebt, wobei das Ende 37 bei seiner Verschiebung durch den Dämpfertopf 11 der Fig. 1 gebremst wird. Bei einem kurzdauernden Impuls in der dem Pfeil f entgegengesetzten Richtung wird die Feder 40 zusammengedrückt, wobei der Kolben 15 durch die Wirkung des Federringes 34, des Lagers 33 und der Feder 32, deren Wirkung stets die der Feder 40 überwiegt, verschoben wird.
Die Stange 16 verschiebt den Ring 39 mittels der mit ihr fest verbundenen Ringfeder 44.
Bei länger dauernden Impulsen wird das Rohr 35 in der einen oder der andern Richtung durch die Feder 40 verschoben, welche ihre ursprüngliche Länge wieder einzunehmen sucht, so dass die Kurbel 7 den Verteiler 8 so betätigt, dass die Hauptabfederungsvorrichtung betätigt wird.
Wie bereits oben ausgeführt, wird zur Senkung des Wagenkastens des Fahrzeuges der Zylinder 12 gespeist, damit der elastische Lenker 5,6 (Fig. 1) verlängert wird. Das in die Leitung 18 geschickte Druckmittel drückt den Kolben 15 fast augenblicklich zurück, so dass die unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Teile die mit dem Index 1 bezeichneten Stellungen einnehmen (unterer Teil der Fig. 4).
Infolge der von dem Dämpfertopf 11 ausgeübten Bremswirkung wird die Stellung der Kappe 36 und
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somit die der Kurbel 7 noch nicht verändert, wenn der Kolben 151 mit dem rohrförmigen. Abstandsstück 45 in Berührung kommt, welches sich an dem Ring 33 abstützt und ein inneres Futter des Zylinders 12 bildet.
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denen Teile der Vorrichtung die in dem oberen Teil der Fig. 5 dargestellte Stellung einnehmen, in welchem die Bezugszeichen mit dem Index 2 versehen sind.
Da die Verlängerung der Vorrichtung infolge der durch den Dämpfertopf 11 ausgeübten Bremsung allmählich erfolgt, wird der Verteiler 8 nicht plötzlich betätigt, so dass die Abwärtsbewegung des Fahrzeuges in einer für die Fahrgäste angenehmen Weise stattfindet.
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förmigen Abstandsstückes 452 eingestellt werden.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, arbeitet die gesamte Vorrichtung unter diesen Umständen genau wie unter den Umständen des oberen Teiles der Fig. 4, wobei der Kolben 152 durch den Druck des Druckmittels gegenüber dem Zylinder 122 unbeweglich gehalten wird.
Um den Wagenkasten des Fahrzeuges in die normale obere Stellung zurückzuführen, wird das elektrisch gesteuerte Ventil 20 wie vorher so betätigt, dass der Zylinder 12 mit dem Vorratsbehälter oder dem Aussenraum in Verbindung gesetzt wird. Die Feder 323 (unterer Teil der Fig. 5) drückt den Kolben 153 schnell zurück, welcher von neuem mit der Anlagefläche 313 in Berührung kommt. Durch diese Bewegung wird die Feder 403'deren Kraft stets kleiner als die der Feder 323 ist, zusammengedrückt.
Der Dämpfertopf 11 übt nämlich eine Bremswirkung aus und verhindert, dass das Rohr 353 schnell in seine Anfangs-
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Hierauf entspannt sich die Feder 403 allmählich und verschiebt das Rohr 353, wodurch die Kurbel 7 betätigt wird, welche allmählich zwischen die Stellung c und die Stellung a gebracht wird, was die Aufwärtsbewegung des Wagenkastens des Fahrzeuges bewirkt, worauf diese Bewegung die Kurbel 7 in die Stellung c zurückführt, während die obige elastische Vorrichtung von neuem in die in dem oberen Teil der Fig. 4 dargestellte Stellung kommt.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, gestattet diese besondere Ausführungsform des elastischen Lenkers und des Zylinders ein sehr sicheres Arbeiten zu erhalten, da der Verteiler 8 genau und weich gesteuert wird, wogegen die kurzdauernden Impulse von der elastischen Vorrichtung selbst aufgenommen werden, ohne dass der Kolben 15 verschoben wird. Das verhindert eine Abnutzung des Dichtungsbelages 30, welcher nur bei Verstellungen des Kolbens 15 arbeitet, welche die Abwärts-und Aufwärtsbewegung des Wagenkastens bewirken.
Das zur Steuerung des Kolbens 15 benutzte Druckmittel kann ein flüssiges Druckmittel oder ein gasförmiges Druckmittel, z. B. Druckluft, sein. Wenn die Vorrichtung an einem schweren Fahrzeug angebracht ist. ist die Benutzung von Druckluft zweckmässig, da ein derartiges Fahrzeug im allgemeinen eine Druckluftanlage für die Betätigung verschiedener Hilfsanlagen aufweist.
In den obigen Ausführungen war angenommen, dass die Abfederung des Fahrzeuges eine hydraulische Abfederung ist. Die Vorrichtung kann jedoch auch benutzt werden, wenn das Fahrzeug eine andersartige Abfederung besitzt, insbesondere eine rein pneumatische Abfederung.
Fig. 6 zeigt schematisch eine derartige Ausführungsform, bei welcher der Verteiler 8 durch einen Luftverteiler 46 ersetzt ist, welchem die Druckluft durch eine Leitung 47 zugeführt wird. Dieser Verteiler kann unter gewissen Bedingungen die Verbindung zwischen dieser Leitung 47 und der Hauptabfederungsvorrichtung durch eine Leitung 48 herstellen.
In einer andern Stellung des Verteilers wird die Hauptabfederungsvorrichwng durch eine Leitung 49 auf Auslass geschaltet. Die Betätigung des Verteilers erfolgt in der gleichen Weise wie bei dem Verteiler 8 durch einen Hebel 50. In der vollausgezogen dargestellten Stellung des Hebels 50 ist die Verbindung zwischen den verschiedenen Leitungen 47, 48,49 unterbrochen, was einer bestimmten Stellung des Wagenkastens 51 des Fahrzeuges entspricht.
Bei Verschwenkung des Hebels 50 in Richtung des Pfeiles f in die Lage 501 werden die Leitungen 48 und 49 miteinander in Verbindung gesetzt und die in der Hauptabfederungsvorrichtung enthaltene Druckluft kann entweichen, so dass sich der Wagenkasten 51 in bezug auf den Achswhenl, elhalter 1 senkt.
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Bei einer entgegengesetzten Bewegung des Hebels 50, welcher bis in die Stellung 502 kommen kann, werden die Leitungen 47 und 48 miteinander verbunden und der Wagenkasten 51 wird gegenüber dem Achsschenkelhalter angehoben.
Ein Lenker 52 ist durch ein Gelenk 53 mit einem zweiten Lenker 54 verbunden, dessen eines Ende durch ein entsprechendes Gelenk 55 mit dem Ende des Hebels 50 verbunden ist, während sein anderes Ende durch ein anderes Gelenk 56 mit der Kolbenstange 57 eines Druckbockes 58 verbunden ist, welcher dem Druckbock 12 der vorhergehenden Figuren entspricht.
Während des normalen Arbeitens, d. h. wenn sich der Wagenkasten 51 in der oberen Stellung befindet, werden die von dem Achsschenkelhalter 1 empfangenen Impulse durch den Lenker 52 auf den Lenker 54 übertragen, wodurch der Hebel 50 in der einen oder der andern Richtung betätigt wird.
Bei dieser Druckluft benutzenden Abfederungsart ist die Kapazität der Hauptabfederungsorgane gross, so dass es keine Rolle spielt, dass diese Organe auch bei kurzdauernden Verstellungen betätigt werden, da die abgeführte oder zugeführte Luftmenge im Vergleich zu ihrer Kapazität gering ist, so dass der Dämpfertopf 11 und das System mit dem elastischen Lenker 5,6 fortfallen können.
Wenn das Fahrzeug gesenkt werden soll, wird die in dem Druckbock 58 enthaltene Druckluft entleert, was mittels eines elektrisch betätigten Ventiles erfolgt, welches dem Ventil 20 entspricht, und dessen Wicklung 23 durch den gewählten Steuerteil oder die gewählten Steuerteile gespeist wird.
Durch die Verschiebung des Kolbens des Druckbockes 58 wird das Gelenk 56indieStellung 56a gebracht. Hiedurch wird der Hebel 54 um den Punkt 53 verschwenkt, so dass der Hebel 50 verschwenkt wird und in eine zwischen den Grenzstellungen 50 und 501 liegende Stellung kommt, so dass der Verteiler 46 so betätigt wird, dass der Wagenkasten 51 gesenkt wird, was einer relativen Aufwärtsbewegung des Achsschenkelhalters entspricht, welcher die schematisch gestrichelt angegebene Stellung einnimmt.
Nach Massgabe der Abwärtsbewegung des Wagenkastens 51 durchläuft das Gelenk 53 den Raum zwischen den mit 53 und 53a bezeichneten Stellungen. In dieser letzteren Stellung ist der Hebel 50 in die vollausgezogen dargestellte Stellung zurückgekehrt, welche die neutrale Stellung ist, so dass die Bewegung des Wagenkastens aufhört.
Um den Wagenkasten 51 in die obere Stellung zu bringen, wird der Druckbock 58 von neuem gespeist und die Vorgänge laufen in entgegengesetztem Sinn ab.
Die Erfindung kann abgewandelt werden. So kann z. B. die Abfederung elektrisch oder auf andere Weise gesteuert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Regelung der Höhe des Wagenkastens eines Fahrzeuges über der Fahrbahn, unter Verwendung einer zwischen dem abgefederten Teil (dem Wagenkasten) und dem unabgefederten Teil (der Radaufhängung) eingeschalteten, von der Relativlage dieser beiden Teile abhängigen Regelvorrichtung, die ihrerseits als Verteiler ausgebildet ist, der über ein Gestänge mit der Radachse verbunden ist und die Beaufschlagung der Federung bewirkt, wobei das Gestänge einen einerseits mit dem Verteiler und anderseits mit einem durch die Radachse bewegten Hebel oder Lenker verbundenen Lenker aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungslenker (13,16 bzw.
54) entweder durch einen Expansionszylinder (12) selbst längenveränderlich oder als zweiarmiger, im Drehpunkt gegen die Radachsen abgestützter Hebel (54), an dessen einem Ende der Verteiler (46) und an dessen anderem Ende ein Expansionszylinder (58) angreift, ausgebildet ist, wobei der Expansionszylinder (12,58) von einem durch einen äusseren Impuls, z. B. durch das Öffnen einer Wagentüre gesteuerten Ventil (20) gespeist ist.