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Die bisher bekannten pneumatischen Abfederungen von Fahrzeugen verbrauchen (insbesondere bei hohen Pressungen und grossen Stossdämpfungskammern) viel komprimierte Luft und Schmiermittel, welch letzteres nicht nur bei den Dichtungen in flüssigem Zustande, sondern auch beim Luftauslass in Form eines mitgerissenen Nebels entweicht.
Die pneumatische Abfederung gemäss vorliegender Erfindung setzt diese Verbrauchsziffern bedeutend herab und ermöglicht die Anwendung hoher Pressungen. Das wesentliche Kennzeichen der neuen pneumatischen Abfederung besteht darin, dass die schmiermittelbeladene, aus den Arbeitsräumen der pneumatischen Abfederung ausströmende Luft fast ohne Entspannung in einem geschlossenen Behälter geleitet und mit oder ohne zusätzliche Atmosphärenluft wieder dem die pneumatischen Abfederung speisenden Kompressor zugeführt wird, so dass ein ununterbrochener Kreislauf der komprimierten schmiermittelbeladenen Luft bei sehr geringem Zuschuss von Atmosphärenluft und sehr geringem Verbrauch an komprimierter Luft und Schmiermittel gebildet wird.
Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar :
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer pneumatischen Aufhängung mit kontinuierlicher Speisung ; Fig. 2 eine Ausführungsform mit diskontinuierlicher Speisung ; Fig. 3 und 4 zeigen zwei besonders für pneumatische Aufhängung geeignete Konstruktionen.
Mit 1 ist das Fahrgestell, mit 2 der bewegliche mit diesem verbundene Teil der pneumatischen Abfederung bezeichnet, 3 ist der mit dem Chassis verbundene feste Teil, 4 ein Dichtungsring entweder aus Leder bestehend oder gebildet durch eine Einrichtung gemäss Fig. 3 und 4. Der in beliebiger Weise getriebene Kompressor ist mit 5, mit 6 ein synchron mit dem Kompressor gesteuerter Verteiler bezeichnet, der bei jedem Kolbenhub die komprimierte Luft nacheinander durch die vier Leitungen 7, 8, 9, 10 den vier pneumatischen Abfederungen des Wagens zuführt. 11 ist die Ausmündung der Ablassreguliervorrichtung.
Die entweichende Luft strömt durch die Leitung in einen Behälter M, in welchen ausserdem noch die Rohre 14, 15, 16 einmünden zur analogen Verbindung mit den drei andern pneumatischen
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den Behälter 1. 3 mit der Atmosphäre und öffnet sich, sobald die Pressung im Behälter eine bestimmte Höhe erreicht hat. Mit dem Kompressor verbindet den Behälter 13 eine Leitung 22, während die Leitung 23 den Verteiler 6 an den Kompressor anschliesst. Der Kompressor hat zwei Saugventile 24, 25, ein Rückschlagventil 26, während das abgedichtete Kurbelgehäuse ein Saugventil 27 und ein Rückschlagventil 25 aufweist.
Der Zylinder der pneumatischen Abfederung weist zwei ringförmige Ausbauchungen 29 auf, die einerseits durch eine Spiralnut 30 mit der Atmosphäre, anderseits durch die Rohre 31, 32,33, 34 mit dem Kurbelgehäuse des Kompressors verbunden sind.
Das aus dem Kurbelgehäuse durch das Rohr 36 ausgetriebene Öl ergiesst sich in das trichterförmige Rohr 37, das den Kompressor mit der Atmosphäre verbindet.
Fig. 2 zeigt wie Fig. 1 eine einzige Abfederung. Kompressor sowie Behälter sind gemeinsam für alle Aufhängungen vorgesehen. 38 ist eine ringförmige Nut im Teil 3,39 ist der Schraubenkanal, welcher diese Nut 38 in gedrosselte Verbindung mit der Atmosphäre setzt, während die Leitung 40 die Nut 38 mit dem Kompressor verbindet, der hier die Rolle einer Saugvorrichtung spielt.
Der Kompressor weist ein selbsttätiges Saugventil 41, ein Rückschlagventil 42 und ein Saugventil 43 auf, das mit einer hinlänglich starken Feder versehen ist, um sich nur unter der Wirkung des
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Hebels 44 zu öffnen, der durch die Spindel 45 von der Welle des Kompressors durch eine geeignete Schalteinrichtung betätigt wird.
Die Achse des Hebels 44 ist in einem Hebel 46 gelagert, der um den Zapfen 47 schwingt, betätigt durch einen Kolben 48 entgegen einer austarierten Feder 49, die ihn selbsttätig in die gezeichnete Lage zurückführt. Der Kolben 48 wird durch die Leitung 50 dem Druck ausgesetzt, der in der Leitung 51 herrscht, die als Rückstromleitung mit dem Kompressor oder dem Behälter 52 verbunden ist.
Schliesslich umfasst der Kompressor eine Einströmöffnung 5. 3 am Ende seines Hubes, die durch eine Leitung 54 mit einem Behälter 55 verbunden ist. Dieser Behälter kommuniziert mit der Atmosphäre durch das Ventil 56, das sich entgegen einer Federspannung bei bestimmten Pressungen im Behälter 55 öffnet. Der Verteiler 57 umfasst einen Schieber 58, dessen Spindel unter dem Einfluss der komprimierten Luft mittels der Rolle 59 mit der Schaltschiene 60 in Berührung gehalten wird. Diese Schaltschiene ist entweder mit dem Fahrzeuggestell oder mit beweglichen Teilen der pneumatischen Abfederung selbst verbunden. Die Zahl der Verteiler entspricht der Zahl der Abfederungen für den Wagen.
Jeder Verteiler ist mit den Arbeitsräumen der Abfederung durch eine Leitung 61 verbunden, die in gleicher Weise für die Zufuhr oder das Ausströmen der komprimierten, mit fein verteiltem Öl beladenen Luft dient. Der Verteiler wirkt in Übereinstimmung mit dem Bedürfnis der Abfederung je nach der Stellung, welche der Schieber einnimmt. DerVerteiler ist entweder (siehe die gezeichnete Stellung) vom Behälter 52 getrennt oder mit diesem durch die Leitung 62 für Lufteinströmung verbunden, während die Verbindung, welche die Leitung 63 mit dem Behälter 55 herstellt, für das Ausströmen der
Luft dient.
Die Fig. 3 zeigt eine Einrichtung, welche ein besonders gutes Dichthalten bei sehr geringer Reibung dadurch gewährleistet, dass die Dichtungen aus Leder oder einem analogen Material gebildet werden. 64 bezeichnet in Fig. 3 die Lederdichtung, welche von einer Anzahl gespaltener, ausdehnsamer Segmente 65, 66,67 eingeschlossen ist, deren Fugen 68, 69,70 versetzt angeordnet sind. Ein Zusammenfallen dieser Fugen ist infolge der Pressung des Leders, das in die absichtlich breit gehaltenen Fugen eintritt, ausgeschlossen. Die unmittelbare Reibung erfolgt zwischen den Segmenten 65,66, 67 und der Zylinderbohrung.
Fig. 4 zeigt eine Abänderung der Anordnung gemäss Fig. 3. Der Lederring ist durch ein nach einer Erzeugenden gespaltenes Segment 71 ersetzt, welches von Segmenten 72 und 73 umgeben ist, die unmittelbar über die Bohrung des Zylinders schleifen. Die Fugen der Segmente 71, 72,73 sind wie bei der Anordnung nach Fig. 3 versetzt.
Die Einrichtungen gemäss Fig. 3 und 4 gewährleisten eine vollkommene Abdichtung, da keinerlei Verbindung (auch nicht eine labyrinthartige oder gedrosselte) zwischen der der Pressung unterworfenen Seite der Einrichtung und der Gegenseite besteht. Überdies ist der Reibungskoeffizient zwischen den aus Fiber oder Metall bestehenden Segmenten und der Zylinderbohrung kleiner als der Reibungskoeffizient des Leders.
Die Einrichtung gemäss Fig. 1 und 2 wirkt in folgender Weise : Das System sei ohne Druck und in der tiefsten Stellung angenommen. Der Kompressor wird in Gang gesetzt und saugt Atmosphärenluft durch das Rohr 37 und Ventil 25, welche Luft er durch das Ventil 26 und die Leitung 23 dem Verteiler 6 zuführt. Dieser verteilt die Luft nacheinander auf die vier Abfederungen 7, 8, 9 und 10.
Die Pressung steigt allmählich, die Abfederungen heben den Wagen und nehmen die in den Zeichnungen dargestellte Lage ein. Die Pressung in jedem Apparat entspricht dann genau der Belastung, die jeder Apparat aufzunehmen hat.
Von diesem Momente an strömt die mit 01 beladene, vom Kompressor den Arbeitsräumen der Abfederungen gelieferte Luft durch die Ausströmöffnungen (11 ist die für die gezeichnete Abfederung) und die Leitungen 12, M, M,. ? und hebt die Ventile 17, 18, 19, 20 des Behälters 13. Die Pressung in diesem Behälter kann einen gewissen Wert nicht übersteigen im Hinblick auf das Ventil 21.
Im weiteren Vorlaufe hört nun der Kompressor auf, Atmosphärenluft durch das Ventil 25 anzusaugen und es vollzieht sich seine Speisung vorwiegend durch das Ventil 24 aus dem Behälter 13, welcher eine höhere Pressung aufweist. So bildet sich ein Kreislauf von gepresster, mit Öl beladener Luft, die lediglich durch die unvermeidlichen Leitungsverluste eine geringe Entspannung erfährt. Der Kompressor arbeitet dabei lediglich als Luftverdrängungsorgan, ohne für die Kompression mechanische Arbeit zu verbrauchen, sobald nur einmal die notwendige Spannung erreicht ist. Solange der Kompressor arbeitet, entsteht durch das dichte, mit Ventilen versehene Kurbelgehäuse eine Saugwirkung, die sich durch die Leitungen 35, 31, 32, 33, 34 in die Ringnut 29 fortpflanzt.
Die durch die Spiralnut 30 eintretende geringe Luftmenge nimmt das durch die Dichtung ausgetretene Öl mit und leitet es bis zum Kurbelgehäuse, wo es wieder nutzbar zu dessen Schmierung verwendet wird. Ein etwaiger Überschuss entweicht durch die Leitung 36 und gelangt durch das Trichterrohr 37 in die Ventilkammer 25, wo das Öl mit dem ersten Hub, der Atmosphärenluft ansaugt, der Wiederverwendung zugeführt wird.
Die Einrichtung des Behälters 13 kann dadurch verbessert werden, dass drei ähnliche Behälter hinzutreten, deren jeder je einer Abfederung zugeordnet ist. Es ist dann auch ein Verteiler analog dem mit 6 bezeichneten erforderlich, der zwischen die Behälter und die Leitung eingeschaltet wird, welch letztere durch das Ventil 24 in den Kompressor ausmündet.
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Die Einrichtung gemäss Fig. 2 wirkt folgendermassen : Das System sei ohne Pressung und in der tiefsten Lage. Der Kompressor wird angelassen und übt durch das Ventil 41, das Rohr 40 in der Ringnut 38 eine Saugwirkung aus, so dass der erforderliche Unterdruck dort entsteht, sobald der Kolben die nötige
Zahl von Hüben vollführt hat (ein Fünftel ungefähr der totalen Hubzahl). Das Ventil 43 öffnet sich unter der Einwirkung des Hebels 44 bzw. der durch eine Schalteinrichtung des Kompressors betätigten Spindel 45.
Unter diesen Bedingungen vollführt der Kolben beinahe seine gesamte Zahl von Hüben, indem er Atmosphärenluft ansaugt. Das Ventil 43 schliesst sich unter der Einwirkung des Hebels 44 wieder, bevor noch der Kolben die Öffnung 58 frei gibt.
Hierauf kehrt der Kolben seine Bewegungsrichtung um und fördert die angesaugte Luft durch das Ventil 42 und die Leitung 51 in den Behälter 52 und von da durch die Leitungen 62 und 61 unter Passieren des Verteilerschiebers 57, 58 (der die entsprechende Stellung einnimmt) in den Arbeitsraum der Abfederung. Sobald die Pressung den notwendigen Grad erreicht hat,
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