DE102007060102A1 - Suspension device of a wheeled vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung eines Radfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Luftfedern (3a, 3b), die jeweils an einer Radaufhängung eines zugeordneten Fahrzeugrades (2a, 2b) angeordnet sind und jeweils eine Hauptluftkammer (4a, 4b) sowie mindestens eine über ein zugeordnetes Steuerventil (5a, 5c; 5b, 5d) mit der Hauptluftkammer (4a, 4b) verbindbare und von dieser trennbare Zusatzluftkammer (7a) aufweisen. Zur Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten der Federungseinrichtung sind die Hauptluftkammern (4a, 4b) von mindestens zwei Luftfedern (3a, 3b) über jeweils mindestens ein zugeordnetes Steuerventil (5a, 5c; 5b, 5d) mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer (7a) verbindbar und von dieser trennbar.The invention relates to a suspension device of a wheeled vehicle, for example a motor vehicle, with a plurality of air springs (3a, 3b) which are each arranged on a wheel suspension of an associated vehicle wheel (2a, 2b) and in each case a main air chamber (4a, 4b) and at least one via a associated control valve (5a, 5c, 5b, 5d) with the main air chamber (4a, 4b) connectable and separable from this additional air chamber (7a). To expand the control possibilities of the suspension device, the main air chambers (4a, 4b) of at least two air springs (3a, 3b) can be connected via at least one associated control valve (5a, 5c, 5b, 5d) to at least one common auxiliary air chamber (7a) and from this separable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung eines Radfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Luftfedern, die jeweils an einer Radaufhängung eines zugeordneten Fahrzeugrades angeordnet sind und jeweils eine Hauptluftkammer sowie mindestens eine über ein zugeordnetes Steuerventil mit der Hauptluftkammer verbindbare und von dieser trennbare Zusatzluftkammer aufweisen.The The invention relates to a suspension device of a wheeled vehicle, for example a motor vehicle, with several air springs, each at one Wheel suspension of an associated vehicle wheel arranged are and each have a main air chamber and at least one over an associated control valve connectable to the main air chamber and have from this separable additional air chamber.
Luftfedern kommen in Federungseinrichtungen von Radfahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen und Schienenfahrzeugen, schon seit längerem alternativ oder in Kombination mit Stahlfedern zur Anwendung. Eine Luftfeder besteht aus einem flexiblen, üblicherweise aus einem gewebeverstärkten Gummimaterial bestehenden Federbalg, der endseitig gasdicht mit zwei Abschluss- und Befestigungselementen verbunden ist. Bekannte Bauarten von Luftfedern sind die Gürtelbalg-Luftfeder, bei der ein zumeist mit einem einzigen Gürtel in zwei Balgwülste unterteilter Gürtelbalg endseitig mit jeweils einem Federdeckel gasdicht verbunden ist, und die Rollbalg-Luftfeder, bei der ein Rollbalg an einem Ende mit einem Federdeckel und an dem anderen Ende mit einem Abrollkolben gasdicht verbunden ist. Als federndes Element dient im wesentlichen das innerhalb des Federbalgs eingeschlossene Luftvolumen, über dessen Druck auch die Länge bzw. Höhe der Luftfeder beeinflussbar ist. Beim belastungsabhängigen Ein- und Ausfedern der Luftfeder wird das eingeschlossene Luftvolumen komprimiert und expandiert, wobei bei einer Gürtelbalg-Luftfeder die Balgwülste entsprechend gestaucht und gedehnt werden und bei einer Rollbalg-Luftfeder das kolbenseitige Ende des Rollbalgs über den Abrollkolben ein- und auswärts abgerollt wird.air springs come in suspension devices of wheeled vehicles, such as motor vehicles and rail vehicles, for a long time alternatively or in combination with steel springs for use. An air spring exists from a flexible, usually from a fabric-reinforced Rubber material existing bellows, the end gas-tight with two Closing and fastening elements is connected. Known types of air springs are the bellows air spring, in which one mostly with a single belt in two Belgwülste divided bellows end, each with a spring cover is connected gas-tight, and the rolling bellows air spring, at the one Rolling bellows at one end with a spring cover and at the other End is gastight connected to a rolling piston. As a springy Element is essentially the enclosed within the bellows Air volume, on the pressure of which also the length or height of the air spring can be influenced. When load-dependent The rebound and rebound of the air spring becomes the trapped air volume compressed and expanded, with a bellows air spring the Balgwülste be compressed and stretched accordingly and in the case of a rolling-bellows air spring, the piston-side end of the rolling bellows over the rolling piston is rolled in and out.
Gegenüber konventionellen Stahlfedern, wie Blattfedern, Schraubenfedern und Torsionsstäben, weist eine Luftfeder die Möglichkeit auf, ihre Länge bzw. Höhe durch eine Veränderung des Druckes der eingeschlossenen Luft sowie ihre Federkennlinie durch eine Veränderung des Volumens der eingeschlossenen Luft zu verstellen. Die Verstellbarkeit der Höhe von Luftfedern kann bekanntlich dazu genutzt werden, die Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeuges beladungsunabhängig konstant zu halten (Niveauregulierung), die Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeugs bedarfsweise zu verändern, z. B. für eine Geländefahrt zu erhöhen und für eine Autobahnfahrt zu verringern, den Fahrzeugaufbau z. B. eines Omnibusses zur Erleichterung des Ein- und Aussteigens einseitig abzusenken, und die Ladekante z. B. eines LKWs zur Erleichterung des Be- und Entladens auf das Niveau einer Beladungsrampe einzustellen. Die Verstellbarkeit der Federkennlinie von Luftfedern kann dazu genutzt werden, bei einem Kraftfahrzeug bedarfsweise zwischen mehreren Fahrwerksabstimmungen, beispielsweise zwischen einer weichen Komfortabstimmung und einer harten Sportabstimmung, umzuschalten, sowie durch eine entsprechende Verhärtung der beschleunigungsseitigen Luftfedern einer entsprechenden Neigung des Fahrzeugaufbaus, wie einer Seitenneigung bei einer Kurvenfahrt, einem Aufrücken bei einer starken Längsbeschleunigung, und einem Einnicken bei einem Bremsmanöver, entgegen zu wirken.Across from conventional steel springs, such as leaf springs, coil springs and Torsionsstäben, an air spring has the opportunity on, their length or height by a change the pressure of the trapped air and their spring characteristic by a change in the volume of trapped air to adjust. The adjustability of the height of air springs can be known to be used to the ground clearance of a motor vehicle independent of load (level control), to change the ground clearance of a motor vehicle as needed, z. B. for off-road driving and for a highway ride to reduce the vehicle's bodywork z. B. a bus to facilitate entry and exit one-sided lower, and the sill z. B. a truck to facilitate loading and unloading to the level of a loading ramp. The adjustability of the spring characteristic of air springs can do so be used, if necessary, in a motor vehicle between several Chassis tuning, for example, between a soft comfort vote and a hard sports vote to switch, as well as through a appropriate hardening of the acceleration side air springs a corresponding inclination of the vehicle body, such as a side slope when cornering, moving up in a strong Longitudinal acceleration, and a nodding in a braking maneuver, counteract.
Bei einer ersten bekannten Bauart einer Federungseinrichtung mit einer verstellbaren Federkennlinie einer Luftfeder ist die im wesentlichen durch den Federbalg der Luftfeder begrenzte Hauptluftkammer über ein Steuerventil bedarfsweise mit mindestens einer Zusatzluftkammer mit konstantem Zusatzvolumen verbindbar bzw. von dieser trennbar. Durch das Verbinden der Hauptluftkammer mit der Zusatzluftkammer wird die Federkennlinie der Luftfeder aufgrund des vergrößerten Gesamtvolumens flacher, d. h. die Luftfeder weicher, und durch das Abschalten der Zusatzluftkammer wird die Federkennlinie aufgrund des verringerten Gesamtvolumens steiler, d. h. die Luftfeder härter. Ein Druckausgleich zwischen der Hauptluftkammer und der Zusatzluftkammer findet zumeist nicht statt und kann nur beim Zuschalten der Zusatzluftkammer auftreten, wenn sich zwischen dem letzten Abschalten und dem Zuschalten der Zusatzluftkammer ein geänderter Druck in der Hauptluftkammer eingestellt hat.at a first known type of suspension device with a The adjustable spring characteristic of an air spring is essentially through the bellows of the air spring limited main air chamber over a control valve as needed with at least one additional air chamber connectable with a constant additional volume or separable from this. By the connection of the main air chamber with the additional air chamber is the spring characteristic of the air spring due to the enlarged Overall volume flatter, d. H. the air spring softer, and by the Switching off the additional air chamber is the spring characteristic due of the reduced total volume steeper, d. H. the air spring harder. A pressure equalization between the main air chamber and the additional air chamber usually does not take place and can only when connecting the additional air chamber occur when between the last shutdown and the connection the additional air chamber a changed pressure in the main air chamber has set.
Die
Zusatzluftkammer kann, wie es beispielsweise aus der
Wie
es z. B. aus der
Eine
derartige Federungseinrichtung, bei der die Steuerventile von zwei,
einer gemeinsamen Fahrzeugachse zugeordneten Luftfedern steuerungstechnisch
miteinander gekoppelt sind, ist aus der
Bei einer zweiten bekannten Bauart einer Federungseinrichtung mit einer verstellbaren Federkennlinie einer Luftfeder steht eine im wesentlichen durch den Federbalg der Luftfeder begrenzte Hauptluftkammer dauerhaft mit einer Zusatzluftkammer mit veränderbarem Zusatzvolumen in Verbindung. Die Zusatzluftkammer ist üblicherweise als ein starrer Zylinder ausgebildet, in dem ein mittels einer Stellkraft axial verschiebbarer Stellkolben angeordnet ist, durch den das Zusatzvolumen begrenzt ist. Die Zusatzluftkammer ist zumeist entfernt von der Hauptluftkammer der Luftfeder angeordnet und steht mit dieser über eine Verbindungsleitung in Verbindung. Bei dieser Bauart ist eine Verkleinerung der Zusatzluftkammer zwangsläufig mit einer Kompression der in der Hauptluftkammer und der Zusatzluftkammer eingeschlossenen Luft verbunden, was zu einer Erhöhung der Federsteifigkeit der Luftfeder und zugleich zu einer Verlängerung der Luftfeder führt. Entsprechend ist eine Vergrößerung der Zusatzluftkammer mit einer Expansion der insgesamt eingeschlossenen Luft verbunden, was zu einer Verringerung der Federsteifigkeit der Luftfeder und zugleich zu einer Verkürzung der Luftfeder führt.at a second known type of suspension device with a adjustable spring characteristic of an air spring is essentially through the bellows of the air spring permanently limited main air chamber with an additional air chamber with variable additional volume in connection. The additional air chamber is usually called a rigid cylinder formed in which a by means of a force axially displaceable actuating piston is arranged, through which the additional volume is limited. The additional air chamber is usually removed from the Arranged main air chamber of the air spring and communicates with this over a connection line in connection. In this design is a Reduction of the additional air chamber inevitably with a Compression of trapped in the main air chamber and the secondary air chamber Air connected, causing an increase in spring stiffness the air spring and at the same time to an extension of the air spring leads. Corresponding is an enlargement the additional air chamber with an expansion of the total enclosed Air, resulting in a reduction in the spring stiffness of the Air spring and at the same time to a shortening of the air spring leads.
Eine
derartige Federungseinrichtung, bei der die Stellkolben von zwei,
einer gemeinsamen Fahrzeugachse zugeordneten Luftfedern starr miteinander
gekoppelt sind, ist aus der
Zur
Vermeidung dieser Nachteile ist in der
In
einer weiteren Federungseinrichtung nach der
Im Gegensatz zu der zweiten Bauart derartiger Federungseinrichtungen ist der apparative und steuerungstechnische Aufwand bei der ersten Bauart deutlich niedriger. Generell ist jedoch festzuhalten, dass bei den bisher bekannten Federungseinrichtungen den Luftfedern die Zusatzluftkammern jeweils individuell zugeordnet sind, was nachteilig mit einem hohen Bauraumbedarf und hohen Herstellungskosten sowie mit eingeschränkten Steuerungsmöglichkeiten verbunden ist.in the Contrary to the second type of such suspension devices is the apparatus and control engineering effort in the first Design significantly lower. In general, however, it should be noted that in the previously known suspension devices the air springs the Additional air chambers are each assigned individually, which is disadvantageous with a high space requirement and high production costs as well associated with limited control options is.
Aufgrund der vorbeschriebenen Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Federungseinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die bei relativ einfachem Aufbau einen erweiterten Umfang an Steuerungsmöglichkeiten aufweist.by virtue of the disadvantages described above is the present invention the task is based, a suspension device of the aforementioned To propose kind, which extended with relatively simple structure Has scope of control options.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruch gelöst durch eine Federungseinrichtung eines Radfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Luftfedern, die jeweils an einer Radaufhängung eines zugeordneten Fahrzeugrades angeordnet sind und jeweils eine Hauptluftkammer sowie mindestens eine über ein zugeordnetes Steuerventil mit der Hauptluftkammer verbindbare und von dieser trennbare Zusatzluftkammer aufweisen, wobei die Hauptluftkammern von mindestens zwei Luftfedern über jeweils mindestens ein zugeordnetes Steuerventil mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer verbindbar und von dieser trennbar sind.These Task is in accordance with the features of the main claim solved by a suspension device of a wheeled vehicle, For example, a motor vehicle, with several air springs, the each on a suspension of an associated vehicle wheel are arranged and each have a main air chamber and at least one via an associated control valve with the main air chamber connectable and separable from this additional air chamber, the main air chambers of at least two air springs over in each case at least one associated control valve with at least a common additional air chamber connectable and separable from this are.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Luftfederungseinrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 26.advantageous Embodiments and developments of the invention Air suspension device are the subject of the claims 2 to 26.
Die Erfindung geht demzufolge aus von einer Federungseinrichtung eines Radfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Luftfedern, die jeweils an einer Radaufhängung eines zugeordneten Fahrzeugrades angeordnet sind und jeweils eine Hauptluftkammer sowie mindestens eine über ein zugeordnetes Steuerventil mit der Hauptluftkammer verbindbare und von dieser trennbare Zusatzluftkammer aufweisen. Zur Vermeidung eines hohen apparativen und steuerungstechnischen Aufwands weisen die Zusatzluftkammern bevorzugt jeweils ein konstantes Zusatzvolumen auf. Bedarfsweise können zumindest einige der Zusatzluftkammern jedoch auch verstellbar sein, d. h. ein variabel verstellbares Zusatzvolumen aufweisen.The The invention is therefore based on a suspension device of a Wheeled vehicle, such as a motor vehicle, with several Air springs, each attached to a suspension of an associated Vehicle wheel are arranged and each have a main air chamber as well at least one via an associated control valve with the main air chamber connectable and separable from this additional air chamber exhibit. To avoid a high apparatus and control technology Expenditure, the additional air chambers preferably each have a constant Additional volume. If necessary, at least some However, the additional air chambers also be adjustable, d. H. a variable have adjustable additional volume.
Um bei einer derartigen Federungseinrichtung ohne großen Aufwand den Umfang der Steuerungsmöglichkeiten zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hauptluftkammern von mindestens zwei Luftfedern über jeweils mindestens ein zugeordnetes Steuerventil mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer verbindbar und von dieser trennbar sind. Die betreffende gemeinsame Zusatzluftkammer ist somit nicht eindeutig einer einzigen Luftfeder zugeordnet, sondern kann über das jeweilige Steuerventil wahlweise mit der Hauptluftkammer der einen Luftfeder und mit der Hauptluftkammer der anderen Luftfeder verbunden werden. Zusätzlich können die Hauptluftkammern beider Luftfedern durch das gleichzeitige Öffnen beider Steuerventile über die gemeinsame Zusatzluftkammer miteinander verbunden werden.Around in such a suspension device without much effort to increase the scope of control options, is inventively provided that the main air chambers of at least two air springs over at least each an associated control valve with at least one common additional air chamber connectable and separable from this. The relevant common additional air chamber is therefore not clearly associated with a single air spring, but can via the respective control valve optionally with the Main air chamber of an air spring and with the main air chamber be connected to the other air spring. In addition, you can the main air chambers of both air springs by the simultaneous opening both control valves via the common additional air chamber be connected to each other.
Die mindestens zwei Luftfedern, die durch die Nutzung mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer Bestandteil eines gemeinsamen Druckluftkreises sind, können auf einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordnet und den Fahrzeugrädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse zugeordnet sein. In diesem Fall kann z. B. bei einer Kurvenfahrt zur Vermeidung einer größeren Seitenneigung des Fahrzeugaufbaus auf einfache Weise die Federsteifigkeit der kurvenäußeren Luftfeder durch das Schließen des dieser zugeordneten Steuerventils, d. h. durch das Abschalten der gemeinsamen Zusatzluftkammer, erhöht und die Federsteifigkeit der kurveninneren Luftfeder durch das Öffnen des dieser zugeordneten Steuerventils, also durch das Zuschalten der Zusatzluftkammer, verringert werden.The at least two air springs, which by using at least one common additional air chamber component of a common compressed air circuit are on opposite sides of the vehicle arranged and the vehicle wheels of a common vehicle axle be assigned. In this case, z. B. when cornering to avoid greater lateral tilt of the Vehicle structure in a simple way, the spring stiffness of the outer curves Air spring by closing the associated control valve, d. H. by switching off the common additional air chamber, increased and the spring stiffness of the inside air spring by opening of this associated control valve, ie by the connection the additional air chamber can be reduced.
Ebenso kann durch das Öffnen beider Steuerventile die an sich bestehende Quersperre zwischen beiden Luftfedern aufgehoben werden, was z. B. bei einer Fahrt auf unebenem Untergrund bzw. abseits befestigter Straßen dazu genutzt werden kann, den Federweg der Luftfedern zum Ausgleich von Unebenheiten zu erhöhen und ein Abheben eines Fahrzeugrades vom Untergrund zu vermeiden. Sind beide Steuerventile geschlossen, so weisen die Luftfedern der betreffenden Fahrzeugachse jeweils ihre größtmögliche Federsteifigkeit auf.As well can by opening both control valves which in itself existing transverse barrier between two air springs are lifted, what for. B. when driving on uneven ground or off paved Roads can be used to the spring travel of the air springs to compensate for bumps and lift off a vehicle wheel from the ground to avoid. Are both control valves closed, so have the air springs of the relevant vehicle axle each their greatest possible spring stiffness on.
Alternativ oder zusätzlich zur achsbezogenen Zuordnung der Zusatzluftkammer können mindestens zwei Luftfedern, die durch die Nutzung mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer Bestandteil eines gemeinsamen Druckluftkreises sind, auch auf einer gemeinsamen Fahrzeugseite angeordnet und den Fahrzeugrädern unterschiedlicher Fahrzeugachsen, z. B. den Fahrzeugrädern der Vorder- und Hinterachse der linken oder rechten Fahrzeugseite, zugeordnet sein. In diesem Fall können für jede Fahrzeugseite unabhängig jeweils die Federsteifigkeiten der Luftfedern der Vorder- und Hinterachse bedarfsweise durch das Schließen beider Steuerventile gleichzeitig erhöht werden, durch das Öffnen des einen Steuerventils und das Schließen des anderen Steuerventils an der einen Fahrzeugachse verringert und an der anderen Fahrzeugachse erhöht werden, und durch das Öffnen beider Steuerventile die an sich bestehende Längssperre aufgehoben werden.Alternatively or in addition to the axis-related assignment of the additional air chamber, at least two air springs, which are the use of at least one common additional air chamber part of a common pneumatic circuit, also arranged on a common side of the vehicle and the vehicle wheels of different vehicle axles, z. B. the vehicle wheels of the front and rear axles of the left or right side of the vehicle to be assigned. In this case, independently of each vehicle side, the spring stiffnesses of the air springs of the front and rear axles can be adjusted as required by closing both Control valves are increased simultaneously, reduced by the opening of the one control valve and the closing of the other control valve on the one vehicle axle and increased at the other vehicle axle, and by opening both control valves, the inherent longitudinal lock be canceled.
Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass mindestens zwei der betreffenden Luftfedern, die durch die Nutzung mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer einem gemeinsamen Druckluftkreis angehören, auf einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordnet und den Fahrzeugrädern unterschiedlicher Fahrzeugachsen zugeordnet sind. In diesem Fall ergeben sich die vorgenannten Steuerungsmöglichkeiten für die Luftfedern diagonal gegenüberliegender Fahrzeugräder. Dabei ergibt sich durch das gleichzeitige Öffnen beider Steuerventile und die dadurch hergestellte Verbindung der Hauptluftkammern der Luftfedern von zwei diagonal gegenüberliegenden Fahrzeugrädern eine erhöhte Achsverschränkung, die bei einer Geländefahrt mit wechselseitigem Ein- und Ausfedern der Fahrzeugräder genutzt werden kann.Of Further there is also the possibility that at least two of the air springs concerned, by using at least a common additional air chamber a common compressed air circuit belong, on opposite vehicle sides arranged and the vehicle wheels of different vehicle axles assigned. In this case, the aforementioned control options arise for the air springs diagonally opposite Vehicle wheels. This results from the simultaneous opening both control valves and the compound produced thereby the Main air chambers of the air springs of two diagonally opposite Vehicle wheels have increased axle articulation, in an off-road drive with mutual inputs and Rebound of the vehicle wheels can be used.
Generell besteht bei den vorbeschriebenen Ausführungen der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung die Möglichkeit, durch kurzzeitiges Öffnen und Schließen von Steuerventilen eine dynamische Wank- und Nickstabilsierung des Fahrzeugaufbaus durchzuführen.As a general rule exists in the above-described embodiments of the invention Suspension device the possibility by momentary opening and closing control valves, a dynamic roll and pitch stabilization of the vehicle body.
Die mindestens eine gemeinsame Zusatzluftkammer ist bevorzugt in etwa mittig zwischen den zwei betreffenden Luftfedern angeordnet und steht zumindest über jeweils eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil mit den Hauptluftkammern der betreffenden Luftfedern in Verbindung. Durch die räumliche Trennung der gemeinsamen Zusatzluftkammer von den Luftfedern wird im Bereich der Radaufhängungen Bauraum eingespart. Die betreffenden Luftfedern bzw. Federbeine sind daher kompakter und einfacher aufgebaut sowie kostengünstiger herstellbar.The at least one common additional air chamber is preferably approximately arranged centrally between the two air springs in question and is at least about each a connecting line and a Control valve with the main air chambers of the respective air springs in connection. By the spatial separation of the common Additional air chamber of the air springs is in the range of the wheel suspensions Saves space. The relevant air springs or struts are therefore more compact and simpler and cheaper produced.
Zur Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten, insbesondere auch zur Erzielung einer feineren Abstufung der schaltungsbedingten Änderungen der Federsteifigkeit der Luftfedern, sind vorteilhaft mehrere gemeinsame Zusatzluftkammern in serieller Anordnung und über jeweils ein Steuerventil miteinander verbindbar in etwa mittig zwischen den zwei betreffenden Luftfedern angeordnet, wobei die äußeren Zusatzluftkammern zumindest über jeweils eine Verbindungsleitung und ein Steuerventil mit den Hauptluftkammern der betreffenden Luftfedern in Verbindung stehen. In diesem Fall kann die Hauptluftkammer jeder der beiden Luftfedern stufenweise mit der nächstgelegenen äußeren Zusatzluftkammer bis hin zur am weitesten entfernt gelegenen äußeren Zusatzluftkammer verbunden bzw. von diesen getrennt werden. Die Anzahl der seriell angeordneten Zusatzluftkammern kann im Prinzip unendlich hoch sein. Im Hinblick auf die Bauteilkosten und den Bauraumbedarf wird jedoch die Anzahl von maximal drei Zusatzluftkammern und vier Steuerventilen als noch vertretbarer Aufwand angesehen.to Extension of control options, especially to achieve a finer gradation of circuit-related changes the spring stiffness of the air springs, are advantageous several common Additional air chambers in a serial arrangement and above each a control valve connected to each other approximately in the middle between arranged the two air springs concerned, wherein the outer additional air chambers at least via a respective connecting line and a Control valve with the main air chambers of the respective air springs keep in touch. In this case, the main air chamber can each the two air springs gradually with the nearest outer Additional air chamber to the farthest outer Additional air chamber connected or separated from them. The Number of serially arranged additional air chambers can in principle be infinitely high. In terms of component costs and space requirements However, the number of maximum three additional air chambers and four Control valves regarded as still acceptable expense.
Bei der letztgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung ist es für eine Verstellung der Federsteifigkeit der betreffenden Luftfedern in beide Richtungen vorteilhaft, wenn im unbetätigten Ruhezustand zumindest das der zugeordneten Luftfeder jeweils nächstgelegene äußere Steuerventil geöffnet und zumindest das dem äußeren Steuerventil nachgeordnete Steuerventil geschlossen ist. Ausgehend von einer mittleren Federsteifigkeit der betreffenden Luftfedern, die sich im unbetätigten Ruhezustand der Steuerventile einstellt, kann dann bei jeder der betreffenden Luftfedern die Federsteifigkeit durch das Schließen des jeweils nächstgelegenen äußeren Steuerventils erhöht und durch das Öffnen des nachgeordneten Steuerventils erhöht werden.at the latter embodiment of the invention Suspension device is it for an adjustment of the spring stiffness the relevant air springs in both directions advantageous if in the idle state at least that of the associated Air spring respectively closest outer control valve open and at least that the outer Control valve downstream control valve is closed. outgoing from an average spring stiffness of the respective air springs, in the unactivated idle state of the control valves Adjust, then can with each of the air springs concerned, the spring stiffness by closing the nearest outer one Control valve increases and by opening the downstream control valve can be increased.
Alternativ oder ergänzend zu einer seriellen Anordnung von Zusatzluftkammern können auch mehrere gemeinsame Zusatzluftkammern in paralleler Anordnung in etwa mittig zwischen den zwei betreffenden Luftfedern angeordnet sein und zumindest über jeweils ein Steuerventil und eine gemeinsame Verbindungsleitung mit den Hauptluftkammern der betreffenden Luftfedern in Verbindung stehen. In diesem Fall können die Zusatzluftkammern, ähnlich wie bei der seriellen Anordnung mehrerer Zusatzluftkammern, zur Erzielung unterschiedlicher oder gleicher Federsteifigkeiten der beiden Luftfedern in unterschiedlicher Kombination mit den Hauptluftkammern verbunden werden. Gegenüber der seriellen Anordnung werden bei der parallelen Anordnung der Zusatzluftkammern jedoch mehr Steuerventile benötigt.alternative or in addition to a serial arrangement of additional air chambers can also have several common auxiliary air chambers in parallel Arrangement approximately midway between the two relevant air springs be arranged and at least one control valve in each case and a common connection line with the main air chambers associated air springs. In this case can the additional air chambers, similar to the serial arrangement of several additional air chambers, to achieve different or equal spring stiffness of the two air springs connected in different combinations with the main air chambers become. Compared to the serial arrangement at the parallel arrangement of the additional air chambers but more control valves needed.
Vorteilhaft ist mindestens eine der gemeinsamen Zusatzluftkammern der vorbeschriebenen Anordnungen, bei einer seriellen Anordnung mehrerer ungeradzahliger Zusatzluftkammern bevorzugt die mittlere Zusatzluftkammer, über ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle und über ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar. Somit können die betreffenden Luftfedern durch eine entsprechende Schaltung der Steuerventile bedarfsweise unabhängig voneinander oder gemeinsam mit Druckluft befüllt oder entleert werden.Advantageous is at least one of the common additional air chambers of the above Arrangements, in a serial arrangement of several odd number Additional air chambers preferred the middle additional air chamber, via a filling valve with a compressed air source and over a drain valve connectable to the environment. Thus, you can the relevant air springs by an appropriate circuit of Control valves, if necessary, independently or be filled or emptied together with compressed air.
Alternativ oder zusätzlich zu der in etwa mittigen zentralen Anordnung und damit räumlich neutralen Zuordnung mindestens einer Zusatzluftkammer kann jeder der betreffenden Luftfedern auch mindestens eine Zusatzluftkammer zumindest räumlich zugeordnet sein. Hierzu kann nahe der mindestens zwei Luftfedern jeweils mindestens eine Zusatzluftkammer angeordnet und über ein Steuerventil unmittelbar mit der Hauptluftkammer der betreffenden Luftfeder verbindbar sein. Die beiden Zusatzluftkammern sind in diesem Fall zumindest über eine gemeinsame Verbindungsleitung und ein Steuerventil miteinander verbindbar und voneinander trennbar, so dass die der einen Luftfeder zugeordnete Zusatzluftkammer bedarfsweise auch mit der Hauptluftkammer einer anderen Luftfeder desselben Druckluftkreises verbindbar ist, und die Hauptluftkammern beider Luftfedern über die zugeordneten Zusatzluftkammern, die Verbindungsleitung und die betreffenden Steuerventile miteinander verbindbar sind.Alternatively, or in addition to the approximately central central arrangement and thus spatially neutral assignment of at least one additional air chamber, each of the respective air springs and at least one additional air chamber at least spatially be assigned. For this purpose, at least one additional air chamber can be arranged near the at least two air springs and can be connected directly to the main air chamber of the relevant air spring via a control valve. The two additional air chambers are connected to each other in this case, at least via a common connecting line and a control valve and separable, so that the one air spring associated additional air chamber, if necessary, with the main air chamber another air spring of the same compressed air circuit is connected, and the main air chambers of both air springs on the associated Additional air chambers, the connecting line and the respective control valves are connected to each other.
Zur Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten können auch bei der vorbeschriebenen dezentralen Anordnung der Zusatzluftkammern nahe der mindestens zwei Luftfedern jeweils mehrere Zusatzluftkammern in serieller Anordnung und über jeweils ein Steuerventil miteinander verbindbar angeordnet sein, die beiden äußeren Zusatzluftkammern jeweils über ein Steuerventil unmittelbar mit der Hauptluftkammer der betreffenden Luftfeder verbindbar sein, und die beiden inneren Zusatzluftkammern zumindest über eine gemeinsame Verbindungsleitung und ein Steuerventil miteinander verbindbar sein.to Extension of control options can also in the above-described decentralized arrangement of the additional air chambers near the at least two air springs in each case several additional air chambers in serial arrangement and via a respective control valve be arranged connectable to each other, the two outer Additional air chambers each directly via a control valve be connectable to the main air chamber of the air spring in question, and the two inner additional air chambers at least one common connecting line and a control valve connected to each other be.
Damit bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung die betreffenden Luftfedern im unbetätigten Ruhezustand der Steuerventile eine mittlere Federsteifigkeit aufweisen, die durch das Zu- und Abschalten mindestens einer Zusatzluftkammer in beide Richtungen veränderbar ist, sind im unbetätigten Ruhezustand zweckmäßig zumindest das der zugeordneten Luftfeder jeweils nächstgelegene äußere Steuerventil geöffnet und das der gemeinsamen Verbindungsleitung zugeordnete Steuerventil geschlossen.In order to in this embodiment of the invention Control device the respective air springs in the unactuated Resting state of the control valves have an average spring stiffness, by the connection and disconnection of at least one additional air chamber is changeable in both directions, are in the unactuated Idle state expedient at least that of the associated Air spring respectively closest outer Control valve open and the common connection line associated control valve closed.
Alternativ oder zusätzlich zu der seriellen Anordnung mehrerer Zusatzluftkammern können nahe der mindestens zwei Luftfedern auch jeweils mehrere Zusatzluftkammern in paralleler Anordnung angeordnet und über jeweils ein Steuerventil unmittelbar mit der Hauptluftkammer der betreffenden Luftfeder verbindbar sein, und die Zusatzluftkammern der beiden Luftfedern über jeweils ein Steuerventil und zumindest eine gemeinsame Verbindungsleitung miteinander in Verbindung stehen.alternative or in addition to the serial arrangement of a plurality of additional air chambers can also close each of the at least two air springs several additional air chambers arranged in a parallel arrangement and over in each case a control valve directly to the main air chamber of the be connected to the relevant air spring, and the additional air chambers the two air springs each have a control valve and at least one common connection line with each other stand.
Bei den zuletzt beschriebenen Federungseinrichtungen mit dezentraler Anordnung der Zusatzluftkammern ist bevorzugt die gemeinsame Verbindungsleitung über ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle und über ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar, so dass die betreffenden Luftfedern durch eine entsprechende Schaltung der Steuerventile bedarfsweise unabhängig voneinander oder gemeinsam mit Druckluft befüllt oder entleert werden können.at the last-described suspension devices with decentralized Arrangement of the additional air chambers is preferably the common connection line via a filling valve with a compressed air source and over a drain valve connectable to the environment so that the relevant Air springs by a corresponding circuit of the control valves if necessary, independently or together with Compressed air can be filled or emptied.
Um die Steuerungsmöglichkeiten der vorbeschriebenen Ausführungen von Federungseinrichtungen zusätzlich zu erweitern, ist zweckmäßig vorgesehen, dass mindestens zwei, jeweils durch die Verbindbarkeit der Hauptluftkammern von mindestens zwei Luftfedern mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer gebildete Druckluftkreise zumindest mittels eines zwischen zwei Bauteilen der beiden Druckluftkreise, wie Hauptluftkammern, Zusatzluftkammern oder Verbindungsleitungen, angeordneten Steuerventils miteinander koppelbar sind. Somit besteht auch die Möglichkeit, eine Hauptluftkammer einer Luftfeder oder mehrerer Luftfedern eines Druckluftkreises bedarfsweise zusätzlich mit mindestens einer Zusatzluftkammer eines anderen Druckluftkreises zu verbinden. Ebenso können die Luftfedern der mindestens zwei Druckluftkreise hierdurch steuerungstechnisch miteinander verbunden werden.Around the control options of the above embodiments of suspension devices in addition to expand is expediently provided that at least two, respectively by the connectability of the main air chambers of at least two Air springs formed with at least one common additional air chamber Compressed air circuits at least by means of one between two components the two compressed air circuits, such as main air chambers, additional air chambers or connecting lines, arranged control valve with each other can be coupled. Thus, there is also the possibility of a Main air chamber of an air spring or several air springs of a compressed air circuit if necessary, in addition to at least one additional air chamber another compressed air circuit to connect. Likewise The air springs of the at least two compressed air circuits thereby control technology be connected to each other.
Eine ähnliche Funktionalität ist jedoch auch dadurch erzielbar, dass mindestens zwei, jeweils durch die Verbindbarkeit der Hauptluftkammern von mindestens zwei Luftfedern mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer gebildete Druckluftkreise durch die Verwendung zumindest eines gemeinsamen Bauteils, wie einer Hauptluftkammer, einer Zusatzluftkammer oder einer Verbindungsleitung, miteinander gekoppelt sind.A similar However, functionality is also achievable by that at least two, each by the connectivity of the main air chambers of at least two air springs with at least one common Additional air chamber formed compressed air circuits through the use at least one common component, such as a main air chamber, an additional air chamber or a connecting line, with each other are coupled.
Um einen intermittierenden Betrieb eines Luftkompressors und eine schnelle Druckbefüllung der Hauptluftkammer einer Luftfeder und der mit dieser verbundenen Zusatzluftkammern zu ermöglichen, sollte mindestens eine der Zusatzluftkammern des betreffenden Druckluftkreises als ein Druckspeicher ausgebildet sein, in dem bedarfsweise Druckluft auf einem Druck gehalten werden kann, der über dem in den Hauptluftkammern der zugeordneten Luftfedern herrschenden Druck liegt.Around an intermittent operation of an air compressor and a fast Pressure filling of the main air chamber of an air spring and to allow the associated additional air chambers with this should be at least one of the additional air chambers of the compressed air circuit concerned be designed as a pressure accumulator in the compressed air as needed can be maintained at a pressure above that in the main air chambers the associated air springs prevailing pressure is.
Zur Begrenzung des steuerungstechnischen Aufwands zur Druckbefüllung und Druckabsenkung mindestens einer zugeordneten Luftfeder ist zumindest eine als Druckspeicher ausgebildete Zusatzluftkammer eines Druckluftkreises zweckmäßig unmittelbar über ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle und über ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar.to Limitation of the control engineering effort for pressure filling and pressure reduction of at least one associated air spring is at least designed as a pressure accumulator auxiliary air chamber of a compressed air circuit expediently directly via a filling valve with a compressed air source and a drain valve with connectable to the environment.
Alternativ dazu kann zumindest eine als Druckspeicher ausgebildete Zusatzluftkammer eines Druckluftkreises auch über mindestens ein Steuerventil mit derjenigen Zusatzluftkammer oder der Verbindungsleitung verbindbar sein, die über ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle und über ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar ist.alternative For this purpose, at least one additional pressure chamber designed as an additional air chamber a compressed air circuit via at least one control valve connectable with that additional air chamber or the connecting line be that via a filling valve with a compressed air source and connectable via a drain valve with the environment.
Die zuvor beschriebenen, zentral zwischen den Hauptluftkammern von mindestens zwei Luftfedern und/oder dezentral nahe der Hauptluftkammern der Luftfedern angeordneten Zusatzluftbehälter sind bevorzugt besonders Platz sparend als ohnehin vorhandene Höhlkörper ausgebildet oder innerhalb dieser Hohlkörper angeordnet.The previously described, centrally between the main air chambers of at least two air springs and / or decentralized near the main air chambers of the Air springs arranged additional air tanks are preferred especially space-saving as already existing cave body formed or arranged within these hollow body.
Demzufolge ist vorgesehen, dass ein Hohlkörper der Achs- und/oder Radaufhängung als Zusatzluftkammer ausgebildet ist oder eine Zusatzluftkammer enthält. Ebenso kann ein Hohlkörper des Fahrzeugrahmens und/oder der Fahrzeugkarosserie als Zusatzluftkammer ausgebildet sein oder eine Zusatzluftkammer enthalten.As a result, is provided that a hollow body of the axle and / or Wheel suspension is designed as an additional air chamber or contains an additional air chamber. Likewise, a hollow body the vehicle frame and / or the vehicle body as an additional air chamber be formed or contain an additional air chamber.
Um den Kostenaufwand und den Bauraumbedarf für mehrere Zusatzluftkammern zu reduzieren, ist zweckmäßig zumindest eine der Verbindungsleitungen als eine Zusatzluftkammer ausgebildet und steht über jeweils zwei endseitig angeordnete Steuerventile mit den benachbarten Bauteilen des betreffenden Druckluftkreises, wie einer Hauptluftkammer, einer Zusatzluftkammer oder einer weiteren Verbindungsleitung, in Verbindung.Around the cost and space requirements for several additional air chambers it is expedient to reduce at least one of Connecting lines designed as an additional air chamber and is about in each case two end control valves with the adjacent Components of the compressed air circuit concerned, such as a main air chamber, an additional air chamber or another connecting line, in Connection.
Eine als Zusatzluftkammer ausgebildete und als solche genutzte Verbindungsleitung besteht mit Ausnahme von Anschlusselementen, wie Befestigungsfittings, bevorzugt aus einem elastischen Material, da hierdurch die Federsteifigkeit des betreffenden Zusatzvolumens einem größeren Zusatzvolumen einer starren Zusatzluftkammer entspricht.A designed as an additional air chamber and used as such connecting line with the exception of connecting elements, such as fixing fittings, preferably made of an elastic material, as a result, the spring stiffness of the relevant additional volume Additional volume corresponds to a rigid additional air chamber.
Demzufolge ist eine als Zusatzluftkammer ausgebildete Verbindungsleitung bevorzugt weitgehend als ein gewebeverstärkter Gummischlauch ausgeführt.As a result, is preferred as an additional air chamber connecting line largely designed as a fabric reinforced rubber hose.
Zur Reduzierung der Bauteilkosten und des Steuerungsaufwands der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung sind möglichst viele der Steuerventile bevorzugt als Magnetschaltventile und baugleich ausgebildet.to Reduction of component costs and the control effort of the invention Suspension device are as many of the control valves preferably designed as solenoid valves and identical.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt beispielhaft und in schematischer Formto Clarification of the invention, the description is a drawing attached with exemplary embodiments. In this shows by way of example and in schematic form
In
einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung
Die
Druckluftquelle wird durch eine Kompressorpumpe
Durch
sequenzielles Öffnen der Steuerventile
Um
eine einfache Steuerung der Federsteifigkeit der Luftfedern
Eine
zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung
Die
mittlere Zusatzluftkammer
In
einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung
In
einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung
In
einer fünften Variante der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung
Als
Alternative zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform
ist in
In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung
In
einem siebten Ausführungsbeispiel nach
Zur
Druckbefüllung und Druckabsenkung der Hauptluftkammern
Des
weiteren können beispielsweise die Hauptluftkammern (z.
B.
In
einem achten Ausführungsbeispiel nach
Zur
bedarfsweisen Druckbefüllung und Druckabsenkung der Hauptluftkammern
Durch
die Kopplungs- und Schaltmöglichkeiten der drei Druckluftkreise
ergeben sich erweiterte Steuerungsmöglichkeiten, wie z.
B. die gemeinsame Erhöhung oder Verringerung der Federsteifigkeit
der Luftfedern
Ein
neuntes Ausführungsbeispiel nach
Zur
Druckbefüllung und Druckabsenkung der Hauptluftkammern
Um
gewisse Schaltungskombinationen zu ermöglichen, die aufgrund
der gemeinsamen Zusatzluftkammer
- 1.11.1
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.21.2
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.31.3
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.41.4
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.51.5
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.61.6
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.71.7
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.81.8
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.91.9
- Federungseinrichtungsuspension device
- 1.101.10
- Federungseinrichtungsuspension device
- 2a–2d2a-2d
- Fahrzeugradvehicle
- 3a–3d3a-3d
- Luftfederair spring
- 4a–4d4a-4d
- HauptluftkammerMain air chamber
- 5a–5r5a-5r
- Steuerventilcontrol valve
- 5a'–5d'5a'-5d '
- Steuerventilcontrol valve
- 6a–6c6a-6c
- Verbindungsleitungconnecting line
- 6a'–6b'6a'-6b '
- Verbindungsleitungconnecting line
- 7a–7j7a-7j
- ZusatzluftkammerAdditional air chamber
- 7a'7a '
- Zusatzluftkammer Additional air chamber
- 88th
- BefüllventilFilling
- 99
- Ablassventildrain valve
- 1010
- UmgebungSurroundings
- 1111
- Kompressorpumpecompressor pump
- 1212
- Elektromotorelectric motor
- 1313
- Filterfilter
- 1414
- Verbindungsleitungconnecting line
- 15a, 15b15a, 15b
- Steuerventilcontrol valve
- 16, 16'16 16 '
- ZusatzluftkammerAdditional air chamber
- 17a–1717a-17
- Steuerventilcontrol valve
- 17a'–17c'17a'-17c '
- Steuerventilcontrol valve
- 18, 18'18 18 '
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1919
- Verbindungsleitungconnecting line
- 20a–20c 20a-20c
- Steuerventilcontrol valve
- 2121
- ZusatzluftkammerAdditional air chamber
- 21a, 21b21a, 21b
- ZusatzluftkammerAdditional air chamber
- 22a, 22b22a, 22b
- Verbindungsleitungconnecting line
- 22a', 22b'22a ', 22b '
- Verbindungsleitungconnecting line
- 23a–23d23a-23d
- Steuerventilcontrol valve
- 23a'–23d'23a'-23d '
- Steuerventilcontrol valve
- 2424
- Verbindungsleitungconnecting line
- 25a, 25b25a, 25b
- Steuerventilcontrol valve
- 2626
- Verbindungsleitungconnecting line
- 27a–27c27a-27c
- Steuerventilcontrol valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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