DE102011108249B4 - Air spring with a control device for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab - Google Patents

Air spring with a control device for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab Download PDF

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Abstract

Luftfeder (1) mit in die Luftfeder (1) integriertem mechanisch betätigten Steuerventil (5) zur Steuerung der Niveaulage eines Fahrzeugs oder einer Fahrerkabine, bei dem das Steuerventil (5) am Stützteil (3) der Luftfeder (1) zum Fahrzeug oder zur Fahrerkabine angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (5) zwei über Nocken (8, 9) einer Nockenwelle (10) betätigte Regelventile (6, 7) für die Druckluftzufuhr oder den Druckluftablass hat, wobei die Drehbewegung der Nockenwelle (10) durch einen an der Nockenwelle (10) befestigten Hebel (11) erfolgt, der mit seinem freien Ende (12) mit dem Abrollkolben (4) der Luftfeder (1) kommuniziert.Air spring (1) with a mechanically actuated control valve (5) integrated in the air spring (1) for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab, wherein the control valve (5) on the support part (3) of the air spring (1) to the vehicle or to the driver's cab is arranged, characterized in that the control valve (5) via two cams (8, 9) of a camshaft (10) actuated control valves (6, 7) for the compressed air supply or the compressed air outlet, wherein the rotational movement of the camshaft (10) by a the camshaft (10) fixed lever (11) takes place, which communicates with its free end (12) with the rolling piston (4) of the air spring (1).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfeder oder einen Luftfederdämpfer mit in die Luftfeder integriertem mechanisch betätigten Steuerventil zur Steuerung der Niveaulage eines Fahrzeugs beziehungsweise einer Fahrerkabine.The present invention relates to an air spring or a pneumatic spring damper with a mechanically actuated control valve integrated in the air spring for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab.

Zur Verbesserung des Federkomforts von Fahrzeugen beziehungsweise Fahrerkabinen werden Luftfederaggregate eingesetzt, um ein gewünschtes Niveau des Fahrzeugs oder des Fahrerhauses bei unterschiedlicher Beladung oder Gewichtsbelastung konstant zu halten oder einstellbar zu verändern. Dabei wird der Druck in der Luftkammer durch die Zufuhr von Druckluft beziehungsweise das Ablassen von Druckluft in Abhängigkeit vom Federhub verändert. Die hierfür benötigten Steuerventile sind vorwiegend außerhalb der Luftfeder angeordnet. Es sind aber auch Lösungen bekannt, bei denen die Steuerventile innerhalb der Luftfeder untergebracht sind. Die Unterbringung der Steuerventile innerhalb der Luftfeder hat sowohl fertigungstechnische als auch betriebliche Vorteile.To improve the spring comfort of vehicles or cabs air suspension units are used to keep a desired level of the vehicle or the cab at different loading or weight load constant or adjustable to change. The pressure in the air chamber is changed by the supply of compressed air or the discharge of compressed air in response to the spring stroke. The control valves required for this purpose are arranged predominantly outside the air spring. But there are also known solutions in which the control valves are housed within the air spring. The accommodation of the control valves within the air spring has both manufacturing and operational advantages.

Stand der TechnikState of the art

In den Druckschriften DE 44 06 607 A1 , DE 100 03 045 A1 , DE 102 00 553 C1 und EP 2 275 703 A1 , sind Steuerventile gezeigt, die innerhalb des Druckluftraums einer Luftfeder untergebracht sind. Die Steuerventile sind bei diesen Ausführungen am Abrollkolben für den Rollbalg der Luftfeder angebracht. Die Betätigung der Ventile erfolgt über Steuerelemente, die ebenfalls am Kolben angeordnet sind, abgesehen von der Druckschrift DE 44 06 607 A1 , bei der zur Betätigung des Ventils eine Hülse vorgesehen ist, welche am Oberteil der Luftfeder befestigt ist. Diese Steuermechanismen bedingen eine bewegliche Luftzufuhr beziehungsweise -abfuhr über den Abrollkolben, was mit Platzproblemen verbunden ist.In the pamphlets DE 44 06 607 A1 . DE 100 03 045 A1 . DE 102 00 553 C1 and EP 2 275 703 A1 , Control valves are shown, which are housed within the compressed air space of an air spring. The control valves are mounted in these versions on the rolling piston for the rolling bellows of the air spring. The actuation of the valves via control elements, which are also arranged on the piston, apart from the document DE 44 06 607 A1 in which a sleeve is provided for actuating the valve, which is fastened to the upper part of the air spring. These control mechanisms require a movable air supply or removal via the rolling piston, which is associated with space problems.

In der US 5,921,532 A ist eine Einrichtung behandelt, die ein Absenken eines Anhängers beim Beladen behandelt. Dabei erfolgt die Betätigung eines Steuerventils unter anderem durch einen Schwenkhebel oder eine Zahnstange in Verbindung mit einem Ritzel. Die Einrichtung ist nur für einen statischen Vorgang beim Be- bzw. Entladen geeignet.In the US 5,921,532 A is treated a device that treats a lowering of a trailer during loading. The actuation of a control valve, inter alia, by a pivot lever or a rack in conjunction with a pinion. The device is only suitable for a static operation during loading and unloading.

Einen von der Beladung eines Fahrzeuges gesteuerten statischen Druck innerhalb einer Luftfeder behandelt die US 3,246,905 A . Dabei wird für die Betätigung eines Steuerventils ein Steuerarm benutzt, der an seinem freien Ende mit einer Rolle versehen ist, die auf dem Boden des Abrollkolben abrollt.A controlled by the loading of a vehicle static pressure within an air spring treated the US 3,246,905 A , In this case, a control arm is used for the actuation of a control valve, which is provided at its free end with a roller which rolls on the bottom of the rolling piston.

Ausführungen mit einem Ventil, das mit dem Innenraum der Luftfeder verbunden ist, zeigen die US 3,592,458 A und US 3,584,894 A . Dabei wird über einen am Deckel eines Stoßdämpers gleitenden und dabei eine Schwenkbewegung ausführenden Finger eine Nockenwelle verdreht, deren Nocken den Stößel eines Ventils betätigt.Versions with a valve, which is connected to the interior of the air spring, show the US 3,592,458 A and US 3,584,894 A , In this case, a camshaft is rotated via a sliding on the cover of a shock absorber and thereby executing a pivotal movement finger whose cam actuates the plunger of a valve.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die konstruktiv einen einfachen Aufbau hat und die innerhalb der Luftfeder unterzubringen ist. Sie soll wenig Platz beanspruchen und eine einfache Zu- oder Abfuhr der Druckluft in oder aus dem Druckraum der Luftfeder ermöglichen.The invention has for its object to provide a control device which has a simple construction and which is to be accommodated within the air spring. It should take up little space and allow a simple supply or discharge of compressed air in or out of the pressure chamber of the air spring.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 21 stellen vorteilhafte Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes dar.The solution of the problem is solved with the features of claim 1. The dependent claims 2 to 21 represent advantageous embodiments of the subject invention.

Bei der Luftfeder gemäß der Erfindung wird das Steuerventil am Stützteil der Luftfeder zum Fahrzeug oder zur Fahrerkabine angeordnet und mit Regelventilen versehen, welche über Nocken einer Nockenwelle betätigt werden. Dabei wird die Drehbewegung der Nockenwelle durch einen an der Nockenwelle befestigten Hebel durchgeführt, der mit seinem freien Ende mit dem Abrollkolben der Luftfeder oder des Stoßdämpfers kommuniziert. Bevorzugt wird ein Schlepphebel verwendet, der an einer Auflagefläche am Abrollkolben aufliegt. Möglich ist aber auch hier eine Feder oder einen Verbindungshebel zwischenzuschalten, welche den Hebel mit dem Abrollkolben verbinden. Gegenüber einer Feder hat ein Verbindungshebel den Vorteil, dass das System weggesteuert arbeitet und toleranzunempflindlicher ist. Der Schlepphebel kann abheben. Dadurch muss der Arbeitsbereich der Niveauregelung nicht den vollständigen Federweg abdecken.In the air spring according to the invention, the control valve is arranged on the support part of the air spring to the vehicle or to the driver's cab and provided with control valves which are actuated via cams of a camshaft. The rotational movement of the camshaft is performed by a lever attached to the camshaft, which communicates with its free end with the rolling piston of the air spring or the shock absorber. Preferably, a drag lever is used, which rests on a bearing surface on the rolling piston. But it is also possible to interpose a spring or a connecting lever, which connect the lever with the rolling piston. Compared to a spring, a connecting lever has the advantage that the system works away-controlled and toleranzunempflindlicher. The drag lever can lift off. As a result, the work area of the level control does not have to cover the complete travel.

Die Regelventile sind mit mehrstufigen Strömungsquerschnitten versehen, so dass je nach Stellung der Ventile ein größerer oder kleinerer Durchflussquerschnitt für die Druckluft geöffnet beziehungsweise geschlossen wird. Bevorzugt sind zwei Strömungsquerschnitte an einem Ventil vorhanden. Diese Strömungsquerschnitte werden in Abhängigkeit vom Federweg der Luftfeder freigegeben bzw. verschlossen. Die Öffnung der ersten Ventilstufe mit einem geringen Strömungsquerschnitt erfolgt bei kleinen Federwegen. Die Öffnung der zweiten Ventilstufe mit einem großen Strömungsquerschnitt erfolgt bei großen Federwegen. Die einzelnen Stufen werden durch eine entsprechende Ausführung der Ventile vorab eingestellt. Jedem Strömungsquerschnitt eines Regelventils wird folglich eine federbelastete Ventilstufe zugeordnet. Die Unterbringung der einzelnen Ventilstufen erfolgt in axialer Richtung hintereinander in einem Ventilgehäuse. Das Öffnen und Schließen der einzelnen Ventilstufen erfolgt über einen Stößel, der entgegen der Federkräfte über eine Nocke der Nockenwelle betätigt wird. Der Stößel selbst wird durch eine Feder in seine Schließstellung gedrückt.The control valves are provided with multi-stage flow cross-sections so that, depending on the position of the valves, a larger or smaller flow cross section for the compressed air is opened or closed. Preferably, two flow cross sections are provided on a valve. These flow cross sections are released or closed depending on the travel of the air spring. The opening of the first valve stage with a small flow cross-section occurs at small spring travel. The opening of the second valve stage with a large flow cross-section occurs at long spring travel. The individual stages are set in advance by a corresponding design of the valves. Each flow cross section of a control valve is thus assigned a spring-loaded valve stage. The accommodation of the individual valve stages takes place in the axial direction one behind the other in a valve housing. The opening and closing of the individual valve stages via a plunger, which is actuated against the spring forces via a cam of the camshaft. The plunger itself is pressed by a spring in its closed position.

Die konstruktive Ausführung eines Regelventils sieht vor, dass die erste Ventilstufe durch einen im Gehäuse vorgesehenen, den Stößel umgreifenden Ringkanal mit Druckluftanschluss und einer am Stößel befestigte, den Ringkanal verschließende Ringdichtung gebildet wird. Die Ringdichtung ist in eine Bohrung im Ventilgehäuse axial beweglich angeordnet, wobei zwischen der Wandung der Bohrung und dem äußeren Rand der Ringdichtung ein Spalt als Druckluftdurchlass vorhanden ist, der über einen Kanal in der zweiten Ventilstufe mit der Druckluftkammer der Luftfeder verbunden ist. Um einen exakten Abschluss der Abdichtung zu erreichen und um auch ein schnelles Öffnen beziehungsweise Schließen vornehmen zu können ist der Ringkanal mit einem kreisringförmigen Dichtsitz versehen. Die zweite Ventilstufe wird durch eine im Ventilgehäuse vorhandene durch einen Deckel abschließbare Aufnahme und einen darin schwimmend eingesetzten Kolben gebildet, wobei der Kolben federbelastet in seine Schließstellung gedrückt wird. Die hierfür benötigte Feder greift in das Kolbeninnere ein und liegt am Kolbenboden an. Zwischen der Wandaufnahme und der äußeren Kolbenwand ist ein Spalt als Druckluftdurchlass vorhanden. Am Kolbenboden selbst ist eine die Bohrung abschließende Dichtscheibe vorgesehen. Diese Bohrung ist in gleicher Weise wie bei der ersten Ventilstufe von einem kreisringförmigen Dichtsitz umgeben, an dem die Dichtscheibe bei geschlossener Ventilstufe anliegt. Der Deckel der zweiten Ventilstufe kann mit einer Drosselbohrung versehen sein, welche den Druckluftaustausch der zweiten Ventilstufe begrenzt. Außerdem ist im Kolbenboden eine Drosselbohrung für den Druckluftaustausch der ersten Ventilstufe vorhanden.The structural design of a control valve provides that the first valve stage is formed by an annular channel provided in the housing and encompassing the plunger with a compressed air connection and a ring seal which is fastened to the plunger and closes the annular channel. The ring seal is arranged axially movable in a bore in the valve housing, wherein between the wall of the bore and the outer edge of the ring seal, a gap as compressed air passage is provided, which is connected via a channel in the second valve stage with the compressed air chamber of the air spring. In order to achieve an exact completion of the seal and to make a quick opening or closing the annular channel is provided with an annular sealing seat. The second valve stage is formed by a lockable in the valve housing by a lid receptacle and a piston inserted therein floating, the piston is spring-loaded pressed into its closed position. The spring required for this purpose engages in the interior of the piston and rests against the piston crown. Between the wall mount and the outer piston wall there is a gap as a compressed air passage. At the piston head itself a final sealing bore is provided. This bore is surrounded in the same manner as in the first valve stage of an annular sealing seat against which the sealing disc with closed valve stage. The cover of the second valve stage may be provided with a throttle bore which limits the compressed air exchange of the second valve stage. In addition, a throttle bore for the compressed air exchange of the first valve stage is present in the piston head.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Reference to the embodiments illustrated in the drawings, the invention is explained in more detail below.

Es zeigtIt shows

1 in schematischer Darstellung die Anordnung eines Steuerventils in einer Luftfeder; 1 a schematic representation of the arrangement of a control valve in an air spring;

2 ein Regelventil im Längsschnitt; 2 a control valve in longitudinal section;

3 die Anordnung eines Steuerventils in einem Luftfederraum eines Luftfederdämpfers und 3 the arrangement of a control valve in an air spring chamber of an air spring damper and

4 in grafischer Darstellung den Soll-Volumenstrom bei einem Steuerventil mit Druckluftzufuhr beziehungsweise Druckluftablass. 4 in graphical representation, the target volume flow at a control valve with compressed air supply or compressed air outlet.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

In der 1 ist schematisch eine Luftfeder 1 dargestellt, die aus einem Rollbalg 2, einem Deckel 3 und dem Abrollkolben 4 besteht. Am Deckel 3 ist das Steuerventil 5 angebracht, welches zur Steuerung der Niveaulage eines Fahrzeugs beziehungsweise einer Fahrerkabine dient. Der Deckel 3 bildet das Stützteil der Luftfeder 1 zum Fahrzeug beziehungsweise zur Fahrerkabine. Das Steuerventil 5 hat die Regelventile 6 und 7 zur Regelung der Druckluftzufuhr beziehungsweise des Druckluftablasses. Die Betätigung der Druckregelventile 6, 7 erfolgt über die Nocken 8, 9, die an der Nockenwelle 10 angebracht sind. Die Drehbewegung der Nockenwelle 10 erfolgt über den Schlepphebel 11, der mit seinem freien Ende 12 an der Auflagefläche 13 am Abrollkolben 4 der Luftfeder 1 aufliegt. Mit dem Pfeil 14 ist die Schwenkbewegung des Schlepphebels 11 angezeigt. Durch die Schwenkbewegung des Schlepphebels 11 wird die Nockenwelle 10 verdreht, wodurch je nach Ein- oder Ausfederung der Luftfeder 1 einer der Nocken 8, 9 einen der Stößel 15, 16 der von Federkräften zugehaltenen Regelventile 6, 7 betätigt. Die Federbelastung der Stößel 15, 16 ist durch die Zickzack-Linien 17, 18 angedeutet.In the 1 is schematically an air spring 1 shown, which consists of a rolling bellows 2 a lid 3 and the rolling piston 4 consists. On the lid 3 is the control valve 5 attached, which serves to control the level of a vehicle or a driver's cab. The lid 3 forms the supporting part of the air spring 1 to the vehicle or to the driver's cab. The control valve 5 has the control valves 6 and 7 for regulating the compressed air supply or compressed air outlet. The actuation of the pressure control valves 6 . 7 takes place via the cams 8th . 9 attached to the camshaft 10 are attached. The rotational movement of the camshaft 10 via the drag lever 11 , with his free end 12 on the support surface 13 on the rolling piston 4 the air spring 1 rests. With the arrow 14 is the pivoting movement of the finger lever 11 displayed. By the pivoting movement of the finger lever 11 becomes the camshaft 10 twisted, causing depending on the rebound or rebound of the air spring 1 one of the cams 8th . 9 one of the pestles 15 . 16 the control valves locked by spring forces 6 . 7 actuated. The spring load of the ram 15 . 16 is through the zigzag lines 17 . 18 indicated.

Die Regelventile 6, 7 haben mehrstufige Strömungsquerschnitte, so dass je nach Stellung des betätigten Stößels 15, 16 eine unterschiedliche Menge an Druckluft in den Druckraum 20 ein- beziehungsweise ausströmt. Im üblichen Fall reichen zwei Strömungsquerschnitte bei den Regelventilen 6, 7 aus. Die Strömungsquerschnitte werden in Abhängigkeit vom Federweg der Luftfeder 1 freigegeben beziehungsweise verschlossen. Bei einer vorgegebenen Niveaueinstellung wird dem Druckraum 20 weder Luft zugeführt noch Druckluft ausgelassen. Den Strömungsquerschnitten in den Regelventilen 6, 7 sind einzelne Ventilstufen zugeordnet. Diese Ventilstufen werden in Abhängigkeit von den Federwegen der Luftfeder 1 betätigt. Die Öffnung der ersten Ventilstufe mit einem geringen Strömungsquerschnitt erfolgt bei kleinen Federwegen. Bei größeren Federwegen wird die zweite Ventilstufe mit größerem Strömungsquerschnitt geöffnet. Jedem Strömungsquerschnitt eines Regelventils 6, 7 ist somit eine federbelastete Ventilstufe zugeordnet. Die einzelnen Ventilstufen sind mit steigendem Strömungsquerschnitt in axialer Richtung hintereinander in einem Ventilgehäuse untergebracht.The control valves 6 . 7 have multi-stage flow cross-sections, so that depending on the position of the operated plunger 15 . 16 a different amount of compressed air in the pressure chamber 20 flows in or out. In the usual case, two flow cross sections are sufficient for the control valves 6 . 7 out. The flow cross sections become dependent on the travel of the air spring 1 released or closed. At a given level setting becomes the pressure chamber 20 neither air supplied nor compressed air discharged. The flow cross sections in the control valves 6 . 7 are assigned to individual valve stages. These valve stages are dependent on the spring travel of the air spring 1 actuated. The opening of the first valve stage with a small flow cross-section occurs at small spring travel. For larger spring travel, the second valve stage is opened with a larger flow cross-section. Each flow cross-section of a control valve 6 . 7 Thus, a spring-loaded valve stage is assigned. The individual valve stages are housed with increasing flow cross-section in the axial direction one behind the other in a valve housing.

Die 2 zeigt die Ausbildung des Ventilgehäuses 21 mit einem darin eingesetzten Regelventil 6 beziehungsweise 7. Das Gehäuse 21 besteht aus der Muffe 22 und dem Deckel 23. In einer axialen Bohrung in der Muffe 22 wird der Stößel 15 geführt. Der Stößel 15 hat an seinem unteren Ende den Teller 24 und an seinem oberen Ende die Ringdichtung 25, welche die erste Ventilstufe abschließt beziehungsweise freigibt. In Schließstellung wird der Stößel 15 durch die Feder 26 auf der Zeichnung gesehen nach unten gedrückt. Die erste Ventilstufe wird durch den Druckluftkanal 27 gebildet, der in einem den Stößel 15 umgreifenden Ringkanal 28 mündet. In der oberhalb des Ringkanals 28 vorhandenen Bohrung 29 kann sich die Ringdichtung 25 frei bewegen. Zwischen der Ringdichtung 25 und der Innenwand der Bohrung 29 ist ein Spalt 31 als Durchlass für die Druckluft. Die Druckluftmenge wird durch die Drosselbohrung 32 im Kolbenboden 38 begrenzt. Der Ringkanal 28 ist offen zur Bohrung 29. Um einen guten Abschluss des Ringkanals 28 durch die Ringdichtung 25 zu erreichen, ist der Ringkanal 28 mit einem kreisringförmigen Dichtsitz 30 versehen. In der Figur ist die erste Ventilstufe geöffnet. Der Stößel 15 ist nach oben gedrückt und die Ringdichtung 25 vom Dichtsitz 30 abgehoben. Die Druckluft strömt durch den Kanal 27, den Ringkanal 28, die Bohrung 29, den Spalt 31 zwischen der Ringdichtung 25 und der Innenwand der Bohrung 29 und die Drosselbohrungen 32 und 33 in den Druckluftraum 20 der Luftfeder 1 oder bei Druckluftablass in entgegengesetzter Richtung.The 2 shows the formation of the valve housing 21 with a control valve inserted therein 6 respectively 7 , The housing 21 consists of the sleeve 22 and the lid 23 , In a axial bore in the sleeve 22 becomes the pestle 15 guided. The pestle 15 has the plate at its lower end 24 and at its upper end the ring seal 25 , which closes or releases the first valve stage. In the closed position, the plunger 15 through the spring 26 as seen on the drawing pushed down. The first valve stage is through the compressed air duct 27 formed in a the pestle 15 encompassing annular channel 28 empties. In the above the ring channel 28 existing hole 29 can the ring seal 25 move freely. Between the ring seal 25 and the inner wall of the bore 29 is a gap 31 as a passage for the compressed air. The amount of compressed air is through the throttle bore 32 in the piston bottom 38 limited. The ring channel 28 is open to the hole 29 , To get a good end of the ring channel 28 through the ring seal 25 to reach, is the ring channel 28 with a circular sealing seat 30 Mistake. In the figure, the first valve stage is open. The pestle 15 is pushed up and the ring seal 25 from the seal seat 30 lifted. The compressed air flows through the channel 27 , the ring channel 28 , the hole 29 , the gap 31 between the ring seal 25 and the inner wall of the bore 29 and the throttle holes 32 and 33 in the compressed air space 20 the air spring 1 or with compressed air discharge in the opposite direction.

Im Deckel 23 des Ventilgehäuses 21 ist eine Aufnahme 34 für einen schwimmend darin eingesetzten Kolben 35 gebildet. Die Feder 36 liegt am Deckeloberteil 37 und am Kolbenboden 38 an. Der Kolbenboden 38 ist mit der Dichtscheibe 39 versehen, welche die Bohrung 25 abschließt. Die Bohrung 25 ist mit einem kreisringförmigen Dichtsitz 40 versehen. Zwischen der Innenwand der Aufnahme 34 und der äußeren Wand des Kolbens 35 ist der Spalt 41 für den Druckluftdurchlass vorhanden. In der vorliegenden Darstellung liegt die Dichtscheibe 39 am Dichtsitz 40 an, so dass die Bohrung 25 verschlossen ist. Der Stößel 15 liegt mit seinem oberen Ende ebenfalls an der Dichtscheibe 39 an und bei einer weiteren Bewegung des Stößels 15 nach oben wird der Dichtsitz 40 geöffnet und die Druckluft strömt überwiegend um den Kolben herum durch den Spalt 41 und die Drosselöffnung 33 in die Druckluftkammer 20 beziehungsweise in umgekehrter Richtung.In the lid 23 of the valve housing 21 is a recording 34 for a floating piston inserted therein 35 educated. The feather 36 lies on the lid top 37 and at the piston bottom 38 at. The piston bottom 38 is with the gasket 39 provided which bore 25 concludes. The hole 25 is with a circular sealing seat 40 Mistake. Between the inner wall of the recording 34 and the outer wall of the piston 35 is the gap 41 available for the compressed air passage. In the present illustration, the sealing washer is located 39 at the seal seat 40 on, leaving the hole 25 is closed. The pestle 15 lies with its upper end also on the sealing disc 39 on and at a further movement of the plunger 15 up is the sealing seat 40 opened and the compressed air flows predominantly around the piston through the gap 41 and the throttle opening 33 into the compressed air chamber 20 or in the opposite direction.

In der 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Steuerventil 5 in einen Luftfederdämpfer 50 eingesetzt ist. Das Steuerventil 5 ist mit denselben Regelventilen 6 beziehungsweise 7 ausgerüstet, wie sie in der 2 dargestellt sind. Abweichend von der 1 ist, dass der Schlepphebel 51 nicht an einem Kolbenboden sondern an einem seitlich am Stoßdämpfer angesetzten Stutzen 52 anliegt. Außerdem sind die Nocken an der Nockenwelle derart angeordnet, dass bei vorgegebenen kleinen Federwegen, beispielsweise von 5 mm, keines der Ventile öffnet. Erst bei Überschreiten des definierten Federwegs findet eine Öffnung eines der Ventile 6 beziehungsweise 7 statt. Dabei können die Druckstufen in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet sein. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Schlepphebel 51 während des maximalen Ausfederweges des Luftfederdämpfers dem vollen Federweg nicht folgt, indem nach Erreichen der vollständigen Freigabe des Regelventils der Schlepphebel 51 in seiner Bewegung durch die Anschlagfläche 53 gehindert wird. Die Ausbildung des Dämpfers selbst ist nicht näher gezeigt, da er sehr unterschiedlich sein kann.In the 3 an embodiment is shown in which the control valve 5 in a air spring damper 50 is used. The control valve 5 is with the same control valves 6 respectively 7 equipped, as in the 2 are shown. Deviating from the 1 is that the drag lever 51 not on a piston bottom but on a side of the shock absorber attached spigot 52 is applied. In addition, the cams on the camshaft are arranged such that at predetermined small spring travel, for example, 5 mm, none of the valves opens. Only when the defined spring travel is exceeded is an opening of one of the valves 6 respectively 7 instead of. The pressure stages can be arranged in the manner described above. In addition, it is provided that the drag lever 51 during the maximum Ausfederweges of the air spring damper does not follow the full travel, by after reaching the complete release of the control valve, the rocker arm 51 in its movement through the stop surface 53 is prevented. The design of the damper itself is not shown in detail, since it can be very different.

In der 4 ist der Volumenstrom für eine prinzipielle Ausbildung eines Steuerventils 5 gezeigt. Dabei zeigt die Linie Z rechts von der Koordinatenachse K die Druckluftzufuhr, während die Linie A links von der Koordinatenachse K den Druckluftablass aus der Druckluftkammer 20 angibt. Auf der Abszissenachse ist der Einfederweg in Millimetern angegeben, während auf der Koordinatenachse K der Volumenstrom in Kubikdezimeter pro Minute aufgezeichnet ist. Bei Einfederwegen von 5 mm wird keines der Regelventile geöffnet. Erst bei Überschreiten des vorgegebenen Einfederwegs von 5 mm findet ein Ein- beziehungsweise Ausströmen in beziehungsweise aus der Druckluftkammer 20 statt, wobei die Strömungsmenge mit zunehmendem Öffnungsspalt größer wird. Dieser Vorgang findet so lange statt, bis eine vollständige Öffnung der ersten Ventilstufe gegeben ist. Danach bleibt der Volumenstrom gleich und zwar so lange, bis der Stößel 15 den Kolbenboden 38 mit der Dichtscheibe 39 erreicht hat. Bei einer weiteren Bewegung des Stößels 15 hebt die Dichtscheibe 39 vom Dichtsitz 40 ab und die Druckluft kann um den Kolben 35 herum durch die Drosselbohrung 33 in die Druckluftkammer 20 ein- beziehungsweise daraus austreten. Nach Erreichen eines vorgegebenen Volumenstroms kommt der obere Kolbenrand am Deckel 37 zur Anlage und schließt dadurch den Hauptstrom ab. Es verbleibt dann bei dem durch die Drosselbohrung 32 hindurchströmenden Volumenstrom aus der ersten Ventilstufe.In the 4 is the flow rate for a basic design of a control valve 5 shown. In this case, the line Z shows the compressed air supply to the right of the coordinate axis K, while the line A to the left of the coordinate axis K, the compressed air discharge from the compressed air chamber 20 indicates. On the abscissa axis the compression travel is given in millimeters, while on the coordinate axis K the volume flow is recorded in cubic decimeters per minute. With compression travel of 5 mm, none of the control valves will open. Only when exceeding the predetermined compression travel of 5 mm is an inflow or outflow into or out of the compressed air chamber 20 instead, wherein the flow rate increases with increasing opening gap. This process takes place until a complete opening of the first valve stage is given. Thereafter, the volume flow remains the same until the plunger 15 the piston bottom 38 with the sealing washer 39 has reached. In a further movement of the plunger 15 lifts the gasket 39 from the seal seat 40 down and the compressed air can around the piston 35 around through the throttle hole 33 into the compressed air chamber 20 on or off. After reaching a predetermined volume flow of the upper edge of the piston comes on the lid 37 to the plant and thereby completes the main stream. It then remains at the through the throttle bore 32 flowing through flow from the first valve stage.

Die beiden Volumenstromstufen (in diesem Fall 15 und 55 dm3/min) werden durch die beiden Drosselbohrungen (32 und 33 in 2) definiert. Die Ringspalte rund um die beiden Dichtflächen bewirken, dass bei kleinem Ventilhub große Querschnittsflächen geöffnet werden, d. h. die beiden Ringspalte stellen keine nennenswerte Drosselung des Luftstroms dar.The two volume flow stages (in this case 15 and 55 dm 3 / min) are separated by the two throttle holes ( 32 and 33 in 2 ) Are defined. The annular gaps around the two sealing surfaces cause large cross-sectional areas to be opened with a small valve lift, ie the two annular gaps do not represent any significant throttling of the air flow.

Der in 4 angegebene Volumenstromverlauf ist ein anwendungsspezifisches Beispiel. Er kann an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Die Besonderheit liegt darin, dass die Volumenstromstufen und die erforderlichen Ventilhübe dazu unabhängig voneinander eingestellt werden können. Die erforderlichen Ventilhübe werden durch die Längen des Stößels 15 und dem Abstand zwischen 15 und 39 eingestellt. Die Volumenströme durch die beiden Bohrungsdurchmesser.The in 4 specified volume flow profile is an application-specific example. It can be adapted to the respective requirements. The special feature is that the volume flow stages and the required valve strokes can be set independently of each other. The required valve strokes are determined by the lengths of the plunger 15 and the distance between 15 and 39 set. The volume flows through the two bore diameters.

Insgesamt werden die Ventile mit den jeweils zugeordneten Volumenströmen über die Schlepphebel und die Nockenwelle mit der Nockenkontur wegabhängig gesteuert. Dabei gibt es keine Unterscheidung, ob es sich um einen statischen Federweg durch Beladung oder einen dynamischen Federweg durch die Fahrzeugbewegungen handelt.Overall, the valves are controlled path-dependent with the respectively associated volume flows on the drag lever and the camshaft with the cam contour. There is no distinction as to whether it is a static travel through loading or a dynamic travel through the vehicle movements.

Claims (21)

Luftfeder (1) mit in die Luftfeder (1) integriertem mechanisch betätigten Steuerventil (5) zur Steuerung der Niveaulage eines Fahrzeugs oder einer Fahrerkabine, bei dem das Steuerventil (5) am Stützteil (3) der Luftfeder (1) zum Fahrzeug oder zur Fahrerkabine angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (5) zwei über Nocken (8, 9) einer Nockenwelle (10) betätigte Regelventile (6, 7) für die Druckluftzufuhr oder den Druckluftablass hat, wobei die Drehbewegung der Nockenwelle (10) durch einen an der Nockenwelle (10) befestigten Hebel (11) erfolgt, der mit seinem freien Ende (12) mit dem Abrollkolben (4) der Luftfeder (1) kommuniziert.Air spring ( 1 ) into the air spring ( 1 ) integrated mechanically operated control valve ( 5 ) for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab, in which the control valve ( 5 ) on the support part ( 3 ) of the air spring ( 1 ) is arranged to the vehicle or to the driver's cab, characterized in that the control valve ( 5 ) two via cams ( 8th . 9 ) a camshaft ( 10 ) actuated control valves ( 6 . 7 ) for the compressed air supply or the compressed air outlet, wherein the rotational movement of the camshaft ( 10 ) by one on the camshaft ( 10 ) attached lever ( 11 ), with its free end ( 12 ) with the rolling piston ( 4 ) of the air spring ( 1 ) communicates. Luftfeder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (11) ein Schlepphebel (11) ist, der an einer Auflagefläche (13) am Abrollkolben (4) aufliegt.Air spring ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the lever ( 11 ) a drag lever ( 11 ), which at a contact surface ( 13 ) on the rolling piston ( 4 ) rests. Luftfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelventile (6, 7) mehrstufige Strömungsquerschnitte haben.Air spring ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the control valves ( 6 . 7 ) have multi-stage flow cross-sections. Luftfeder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Strömungsquerschnitte vorhanden sind, die zwei Ventilstufen bilden.Air spring ( 1 ) according to claim 3, characterized in that there are two flow cross-sections which form two valve stages. Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsquerschnitte in Abhängigkeit vom Federweg der Luftfeder (1) freigegeben oder verschlossen werden.Air spring ( 1 ) according to one of claims 3 to 4, characterized in that the flow cross sections in dependence on the spring travel of the air spring ( 1 ) be released or closed. Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der ersten Ventilstufe mit einem geringen Strömungsquerschnitt bei kleinen Federwegen und die Öffnung der zweiten Ventilstufe mit einem großen Strömungsquerschnitt bei großen Federwegen erfolgt.Air spring ( 1 ) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the opening of the first valve stage takes place with a small flow cross-section with small spring travel and the opening of the second valve stage with a large flow cross-section with long spring travel. Luftfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Strömungsquerschnitt eines Regelventils (6, 7) eine federbelastete Ventilstufe zugeordnet ist.Air spring ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that each flow cross-section of a control valve ( 6 . 7 ) is assigned a spring-loaded valve stage. Luftfeder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Ventilstufen mit steigendem Strömungsquerschnitt in axialer Richtung hintereinander in einem Ventilgehäuse (21) untergebracht sind.Air spring ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the individual valve stages with increasing flow cross-section in the axial direction one behind the other in a valve housing ( 21 ) are housed. Luftfeder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstufen eines Regelventils (6, 7) von Federkräften geschlossen und über einen von einer Nocke (8) betätigten Stößel (15, 16) geöffnet werden.Air spring ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the valve stages of a control valve ( 6 . 7 ) closed by spring forces and one of a cam ( 8th ) actuated plunger ( 15 . 16 ). Luftfeder (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (15, 16) durch Federn (17, 18) in ihre Schließstellungen gedrückt werden.Air spring ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the plungers ( 15 . 16 ) by springs ( 17 . 18 ) are pressed into their closed positions. Luftfeder (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilstufe durch einen im Gehäuse (21) vorgesehenen den Stößel (15) umgreifenden Ringkanal (28) mit Druckluftanschluss (27) und eine am Stößel (15) befestigte den Ringkanal (28) verschließende Ringdichtung (25) gebildet ist.Air spring ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the first valve stage by a in the housing ( 21 ) provided the plunger ( 15 ) encompassing annular channel ( 28 ) with compressed air connection ( 27 ) and one on the ram ( 15 ) fastened the ring channel ( 28 ) closing ring seal ( 25 ) is formed. Luftfeder (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtung (25) in eine Bohrung (29) im Ventilgehäuse (21) axial beweglich angeordnet ist, wobei zwischen der Innenwand der Bohrung (29) und dem äußeren Rand der Ringdichtung (25) ein Spalt (31) als Druckluftdurchlass vorhanden ist, der über einen Kanal (32) in der zweiten Ventilstufe mit der Druckluftkammer (20) verbunden ist.Air spring ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the ring seal ( 25 ) into a hole ( 29 ) in the valve housing ( 21 ) is arranged axially movable, wherein between the inner wall of the bore ( 29 ) and the outer edge of the ring seal ( 25 ) A gap ( 31 ) is present as a compressed air passage, which via a channel ( 32 ) in the second valve stage with the compressed air chamber ( 20 ) connected is. Luftfeder (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (28) einen kreisringförmigen Dichtsitz (30) hat.Air spring ( 1 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the annular channel ( 28 ) an annular sealing seat ( 30 ) Has. Luftfeder (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilstufe durch eine im Deckel (23) im Ventilgehäuse (21) vorhandene Aufnahme (34) und einen darin schwimmend eingesetzten Kolben (35) gebildet ist, wobei der Kolben (35) federbelastet in seine Schließstellung gedrückt wird.Air spring ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the second valve stage by a in the lid ( 23 ) in the valve housing ( 21 ) existing recording ( 34 ) and a piston floating therein ( 35 ) is formed, wherein the piston ( 35 ) is pressed spring loaded in its closed position. Luftfeder (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (36) in das Kolbeninnere eingesetzt am Deckel (23) und am Kolbenboden (38) anliegt.Air spring ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the spring ( 36 ) inserted into the interior of the piston on the lid ( 23 ) and at the piston head ( 38 ) is present. Luftfeder (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwand der Aufnahme (34) und der äußeren Kolbenwand ein Spalt (41) als Druckluftdurchlass vorhanden ist.Air spring ( 1 ) according to claim 14 or 15, characterized in that between the inner wall of the receptacle ( 34 ) and the outer bulb wall a gap ( 41 ) is present as a compressed air passage. Luftfeder (1) nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolbenboden (38) eine die Bohrung (29) abschließende Dichtscheibe (39) vorgesehen ist.Air spring ( 1 ) according to claim 13 to 16, characterized in that at the piston head ( 38 ) one the Drilling ( 29 ) final sealing disc ( 39 ) is provided. Luftfeder (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (29) von einem kreisringförmigen Dichtsitz (40) umgeben ist, an dem die Dichtscheibe (39) bei geschlossener Ventilstufe anliegt.Air spring ( 1 ) according to claim 17, characterized in that the bore ( 29 ) of an annular sealing seat ( 40 ) is surrounded, on which the sealing disc ( 39 ) is applied when the valve stage is closed. Luftfeder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (37) eine Drosselbohrung (33) für den Druckluftaustausch der zweiten Ventilstufe hat.Air spring ( 1 ) according to claim 15, characterized in that the lid ( 37 ) a throttle bore ( 33 ) has for the compressed air exchange of the second valve stage. Luftfeder (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolbenboden (38) eine Drosselbohrung (32) für den Druckluftaustausch der ersten Ventilstufe vorhanden ist.Air spring ( 1 ) according to claim 15, characterized in that in the piston head ( 38 ) a throttle bore ( 32 ) is present for the compressed air exchange of the first valve stage. Luftfederdämpfer (50) mit einer Luftfeder (1) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20.Air Spring Damper ( 50 ) with an air spring ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 20.
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