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Selbstlenkende Achse von Fahrzeugen mit zwei Federn und einem Stabilisator
Die Erfindung betrifft eine selbstlenkende Achse von Fahrzeugen, Anhängern, Sattelaufliegern u. dgl. mit zwei Federn und einem Stabilisator, der aus zwei Zylindern besteht, die an einer Spurstange angreifen und aus einer Druckmittelquelle beaufschlagt werden.
Bei der Verwendung von Nachlauflenkachsen, welche in der Regel starren Hinterachsen nachgeschaltet sind, ergibt sich das Problem der Stabilisierung und Richtungshaltung. Hervorgerufen durch unterschiedliche Rollwiderstände der Räder, resultierend aus unterschiedlichen Haftwerten der Reifen auf der Fahrbahn, bedingt durch den Zustand der Fahrbahnoberfläche, durch einseitige Fahrbahnunebenheiten, und gegebenenfalls einseitigen Bremskräften, ist eine Stabilisierung und Dämpfung der Lenkausschläge an diesen Achsen erforderlich, zumal die Lenkkräfte durch Kraftschluss der Räder mit der Fahrbahnoberfläche entstehen.
Es sind solche Stabilisatoren bekannt, bei welchen die Stabilisierungskräfte durch am Fahrzeug vorhandene Speicheranlagen, z. B. Druckluftanlagen, erzeugt werden. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, dass die Stabilisationskräfte einen gleichbleibenden Wert zeigen, da der Druck in solchen Speicheranlagen konstant ist.
Demgegenüber werden die Lenkkräfte durch die wechselnden Raddrücke beeinflusst, so dass bei konstantem Stabilisatordruck die Lenkachse bei wenig beladenem Fahrzeug zu hart wird und es unter Umständen zu gar keinem Lenkausschlag mehr kommt, oder bei höchstbelastetem Fahrzeug die Lenkung zu weich ist und flattert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verhältnis zwischen den an der Achse auftretenden Auslenk-Kräften und den Stabilisierkräften gleich zu halten. Das wird erfindungsgemäss erreicht durch die Steuerung des Druckes in den Stabilisatorzylindern entsprechend der Grösse der Achslast, wozu jeder Feder ein Stabilisatorventil zugeordnet ist, dessen Betätigungsglieder und dessen Gehäuse mit der Achse bzw. mit dem Fahrzeugrahmen verbunden sind, wobei Zweigleitungen der Stabilisatorventile zu jeweils einem Stabilisatorzylinder führen.
Zur Abstimmung des Stabilisiersystems auf den Druck des Druckgefässes wird erfindungsgemäss ein WEchselventil so angeordnet, dass sein einer Zugang aus einem dem Druckgefäss nachgeordneten Druckminderventil gespeist wird und sein anderer Zugang aus dem Abgang eines andern Wechselventils gespeist wird, das an die beiden Stabilisatorventile angeschlossen ist.
Ist diese Achse mit Luftfedern ausgestattet, werden diese nach der Erfindung dem andern Wechselventil parallelgeschaltet. In diesem Fall kann als Stabilisatorventil ein Ventil nach der Art der bekannten Luftfederventile verwendet werden.
Bei der Verwendung von Blatt-oder Spiralfedern bzw. Gummihohlfedern mit einem dem Luftfederventil entsprechenden Druckregelventil muss dieses mit einer Druckfeder modifiziert werden, die in der Wirkung auf das Ventil der der Luftfeder entspricht.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen
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Fig. 1 eine Fahrzeugachse mit Luftfederung, Fig. la die gleiche Fahrzeugachse ohne ein Wechselventil und ein Druckmittelventil, Fig. 2 eine Fahrzeugachse mit Blattfederung, Fig. 2a die gleiche Fahrzeugachse ohne ein Wechselventil und ein Druckminderventil, Fig. 3 ein Stabilisatorventil für die Achse nach Fig. 1 und Fig. 4 ein Stabilisatorventil für die Achse nach Fig. 2.
Durch eine in üblicher Weise vom Zugfahrzeug kommende Leitung--l--wird ein Luftbehälter --2-- gespeist. Von diesem führen Leitungen--3a, 3b-- zu dem linken und rechten Stabilisatorventil--4a, 4b bzw. 24a, 24b--. Abhängig von der Druckfederung, d. h. dem Abstand zwischen Fahrzeugrahmen--5--und Achse--6-- (Fig. 3), geben diese Ventile Speicherdruck an die Luftfederbälge --7a,7b-- (Fig.1 und 2) ab oder lassen Luft aus den Luftfedern abblasen.
Dadurch verändert sich der Druck in der Luftfeder entsprechend dem vorhandenen Raddruck.
Erfindungsgemäss zweigt von jeder der Zuleitungen von den Luftventilen zu den rechten und linken Luftfedern eine Leitung --8a bzw. 8b-ab und führt zu einem Wechselventil-9--. Dieses Wechselventil schaltet den jeweils höheren Zuströmdruck auf seine Abgangsleitung--10--. Es ist mit
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--12-- einesStabilisator --16-- angeschlossen. Durch die Zuführung eines konstanten Luftdruckes aus dem Behälter --2-- über das Druckminderventil -14- erhält der Stabilisator--16--einen Mindestdruck, der erforderlich ist zur überwindung der Reibung bei der Rückstellung der Lenkung in Geradeausfahrt.
Reicht der Druck in den Luftfederbälgen bei Leerfahrt des Fahrzeuges oder der von den Regelventilen--24b--bei Fahrzeugen mit Blattfeder im Leerzustand abgegebene Druck nicht aus, um eine genügende Stabilisierung zu gewährleisten, so wird ein fest eingestellter Mindestdruck von den Druckminderventilen--14--aufrechterhalten.
Das Wechselventil --11-- gewährleistet, dass jeweils der höhere Druck vom Druckminderventil oder von den Stabilisatorventilen den Stabilisatorzylindern zugeführt wird.
Der Stabilisator besteht aus zwei Zylindern--17--, deren Kolben --18-- einseitig beaufschlagt und gegeneinanderwirkend angeordnet sind. Bei Geradeausfahrt sind die Kolben --18a, 18b-- beider Zylinder--17a, 17b-- bis zu ihrem Anschlag ausgefahren und drücken durch entsprechende Übertragungsglieder --19,20-- die Spurstange--21--in Stellung für eine angenommene Geradeausfahrt. Bei einem Lenkausschlag wird der entsprechende Kolben--18a oder 18b-- in seinen Zylinder--17a oder 17b-- gedrückt, in welchem der von der Last abhängige Stabilisatordruck herrscht, und der auftretenden Lenkkraft so weit entgegenwirkt, dass sich nur ein kleiner Lenkkraftüberschuss ergibt, der ausreicht, die Lenkung zu verstellen.
Bei Achsaggregaten ohne Luftfedern (Fig. 2) ist die Steuerung ähnlich der oben geschilderten ; es fallen lediglich die Zuleitungen zu den Luftfedern weg und statt des Luftfederventils--4--ist ein Luftfederventil--24--zu verwenden. Durch den Wegfall der Luftfedern ist kein Höhenausgleich mehr gegeben. Die statischen Federn (Fiderpakete--25a, 25b--) haben einen Federweg, der der Belastung proportional ist. Deshal ist dieses Luftregelventil mit einem druckabhängigen Rückstellglied versehen.
Das Stabilisatorventil--4-- (Fig. 3) enthält in der Ventilbohrung--26--seines Gehäuses - einen Zwillingsventilverschlusskörper mit den Ventilkegels-29 und 30--und eine Ventilfeder--31--. Der Ventilkegel --29-- ist dem Ventildurchgang --32-- zugeordnet, der den Anschluss --33-- zum Druckgefäss --2-- mit dem Anschluss verbindet, an den die Leitung--8zu dem Wechselventil--9--und die Leitung zu einer der Luftfedern (Fig. l) angeschlossen ist. Der andere Ventilkegel hat seinen Ventilsitz in dem Regelkolben --35--, der in der Kolbenführung von dem Hebelwerk --37,38,39-- verstellt wird.
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die Ventilfeder-31-. Auch der Kolben --35-- hat einen Durchlass--41--, mittig zum Ventildurchgang--42--.
Der Achslasthebel-39-ist über einen Stössel-43-an der Achse-6-angelenkt.
Veränderungen des Abstandes von dem Fahrzeugrahmen--5--, an dem das Stabilisatorventil-4-befestigt ist, bewirken die Verstellung des Hebelwerkes--37, 38, 39-- und des Kolbens--35--. Die Verringerung der Achslast drückt den vom Druck in der Luftfeder --7-- beaufschlagten Kolben - nach oben von dem Ventilkegel--35--ab und öffnet die Verbindung von dem Wechselventil --9-- und dem Stabilisator --16-- und gegebenenfalls auch von der Luftfeder --7- zur Atmosphäre. Dieser Weg führt die Luft durch den Durchlass--40--, das Innere des
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Ventilverschlusskörpers-28-und eine Öffnung --44-- in die Atmosphäre.
Durch diese Bewegung des Kolbens--35--wird sowohl der Stabilisatorzylinder--17a, 17b-- als auch die Luftfeder --7a, 7b-- weicher.
Durch eine schwere Last erhöht sich die Achslast ; der Hebel--39--wird nach oben gedrückt und drückt den Kolben--35--nach unten. Der Anschluss--34--zu dem Stabilisator--16--
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- -2-- angeschlossen, so dass die Luft mit Speicherdruck durch den Ventildurchgang--32--über das Wechselventil --9-- zum Stabilisatorzylinder --16-- und gegebenenfalls zu den Luftfedern - strömt. Die Stabilisatorzylinder--17--und die Luftfedern --7-- werden entsprechend der Öffnung des Ventildurchganges, d. h. entsprechend der grösseren Achslast stärker beaufschlagt und härter.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mit dem Stabilisatorventil nach Fig. 3, das im Prinzip bekannten Luftfederventilen verwandt ist, regeln diese den Druck in den Luftfedern--7-entsprechend der Achslast. Einen diesem Druck entsprechenden, aber von dem Druckminderventil --14-- modifizierten Druck gibt das Druckgefäss --2-- als Mindestdruck auf die Zylinder--17-- des Stabilisators--16--, damit die Reibung der Stellglieder der Achse bei Rückkehr in die Geradeausstellung gewährleistet ist.
Achsen nach Fig. 2, die an Stelle der Luftfedern Blattfedern--25--od. dgl. haben, erhalten als Stabilisatorventil ein Luftregelventil --24-- nach FigA. In diesem Fall wird die Rückstellung des Hebels--39--von einem Rückstellkolben--35a--besorgt, der sich über die Feder--45--an dem ebenfalls vorhandenen Regelkolben--35--abstützt. Dadurch wird erreicht, dass proportional dem positiven Federweg eine Druckerhöhung und proportional dem negativen Federweg eine Druckerniedrigung erzielt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbstlenkende Achse von Fahrzeugen mit zwei Federn und einem Stabilisator, der aus zwei Zylindern besteht, die an einer Spurstange angreifen und aus einer Druckmittelquelle beaufschlagt werden, gekennzeichnet durch die Steuerung des Druckes in den Stabilisatorzylindern (17a, 17b) entsprechend der Grösse der Achslast, wozu jeder Feder (7a, 7b, 25a, 25b) ein Stabilisatorventil (4, 24) zugeordnet ist, dessen Betätigungsglieder (39) und dessen Gehäuse (27) mit der Achse (6) bzw. dem Fahrzeugrahmen (5) verbunden sind, und durch Zweigleitungen der Stabilisatorventile