DE1079969B

DE1079969B - Luftfederung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1079969B
Application number: DEF25164A
Authority: DE
Inventors: Henry T Szostak; George A Birgham
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1957-03-07
Filing date: 1958-03-04
Publication date: 1960-04-14
Also published as: US2925284A; FR1199392A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichseinrichtung für Luft- oder Gasfedern von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, die die Zu- und Abführung von Druckluft an den Luftfedern bei Belastung des Fahrzeuges in Abhängigkeit einer relativen Abstandsänderung zwischen Rahmen und Radträger regelt, wobei in der Ausgleichseinrichtung Mittel zur Änderung des Federluftdruckes mit verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten des Federmediums vorhanden sind.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Kraftfahrzeugen mit einer oder mehreren Luftfedern eine konstante Lage zwischen Rädern und dem Fahrgestell dadurch zu erreichen, daß je Luftfeder ein Ausgleichsventil vorgesehen wird. Dieses Ausgleichsventil steht über Druckluftleitungen mit einem Druckluftbehälter bzw. einem Luftkompressor in Verbindung und gestattet selbsttätig die Zuführung von Druckluft an die sich ausdehnenden Luftfedern bzw. die Druckluftabfuhr zum Druckluftbehälter bei Belastung der Luftfedern. Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen der Achse und dem Fahrzeuggestell Aufhängungsglieder anzuordnen, die ein regelbares Stützorgan enthalten. Dieses Stützorgan ist über pneumatische Mittel beaufschlagbar.

Um die Charakteristik der Gesamtfederung höheren wie auch niedrigeren Fahrbahnfrequenzen anzupassen, ist vorgeschlagen worden, dieses auch pneumatisch beaufschlagbare Steuerorgan von zwei Hilfseinrichtungen abhängig zu machen, die schnell bzw. langsam wirksam sind. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht zwar eine Erhöhung des Fahrkomfortes für höhere und niedrigere Frequenzen, bleibt jedoch unwirksam, wenn eine Erleichterung für den Ein- bzw. Ausstieg der Fahrgäste erzielt werden soll. Bei der bekannten Vorrichtung ist die langsam wirkende Regeleinrichtung für den statischen, die schnell wirkende Regeleinrichtung für den dynamischen Ausgleich vorgesehen.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei der eingangs geschilderten Ausgleicheinrichtung" für Luft- oder Gasfedern von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, nur eine zusätzliche, zwischen Federluft-Ausgleichsventil und den Luftfedern angeordnete, durch Steuerluft betätigte Ventilsteueryorr^chtung für die Federluft vorgesehen ist, welche durch eine willkürliche Schaltbewegung, z.B. des Fahrers, ein- und ausschaltbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die statische Verstellung der Kraftfahrzeughöhe, d..h. das Anheben der Karosserie relativ zu den Rädern, schnell erfolgt, was beim Ein- und Aussteigen der Fahrgäste von Bedeutung ist. Die Erfindung, die insbesondere bei den modernen niedrigen Kraftfahrzeugen ein bequemes Ein- und Aussteigen-ermöglicht, kann in einfacher Weise'an die'vorhandenen "und be-

Luftfederung für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Ford-Werke Aktiengesellschaft,
Köln, Henry-Ford-Straße

Beanspruchte Priorität:
V. St. V. Amerika vom 7. März 1957

Henry T. Szostak, Dearborn, Mich.,

^x5 und George A. Birgham, Garden City, Mich. (V. St. A.)_f sind als Erfinder genannt worden

währten Ausgleichsventile für Luftfederungen angebaut bzw. mit ihnen organisch verbunden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Ventilsteuervorrichtung für die Federluft einen pneumatisch beaufschlagbaren, in zwei oder mehr Stellungen verschiebbaren Steuerkolben aufweist, der in einer beaufschlagten Stellung ein einem Zuführkanal für Drückluft benachbartes Steuerventil aufdrückt, in einer nicht beaufschlagten Kolbenstellung aber den Zuführungskanal mit einem dämpfenden, zur Luftfeder führenden Filterelement unmittelbar verbindet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird zwischen Zuführkanal für die Federluft und Einlaß der Federluft zur Luftfeder an oder in der Ventilsteuervorrichtung innerhalb eines gemeinsamen Ventilgehäuses Drosselkanäle für die langsame Ausgleichsstellung vorgesehen. Weiterhin sind nach einem anderen Merkmal der Erfindung das Ausgleichsventil und die die Herbeiführung der verschieden gro- ßen Druckluftgeschwindigkeiten zu den Federkörpern bewirkende Ventilsteuervorrichtung im gemeinsamen Gehäuse unmitelbar nebeneinander angeordnet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert, die schematische Ausführungsbeispiele dar-

stellen, ' ■

Abb. 1 ist eine schematische Darstellung einer Luftfederung nach der Erfindung;

Abb. 2 ist die eine vergrößerte Seitenansicht eines Ausgleichsventils; ■-.;"."

Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch das in Abb. 2 dargestellte Ausgleichsventil; .'."-·

-Abb. 4 ist die Draufsicht des Ausgleichsventils nach . Abb. 2 und 3;

Abb. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5 der Abb. 2;

909 T70/268

3 4

Abb. 6 ist'die eine Seitenansicht eines weiteren Ven- Es ist ersichtlich, daß bei der Aufwärtsbewegung

tils, teilweise dargestellt und im Schnitt, und des Ventilkolbens 39 die Luft von der Einlaßöffnung

Abb. 7 ist ein Schnitt ähnlich einem Teil der Abb. 6, 33 über die Ventilscheibe 37 zum Kanal 36 strömt, stellt jedoch ein anderes Ausführungsbeispiel dar. wobei Kanal 36 zur Luftfeder führt. Beim Abwärts-

Die Abbildungen zeigen einen Luftkompressor 11, 5 hub des Ventilkolbens 39 wird sein oberes Ende in der einen Reservebehälter 12 auflädt. Der Reserve- einen Abstand von der Ventilscheibe 37 gebracht, um behälter 12 hält einen Druck in zwei vorderen Ventil- eine Verbindung zwischen dem zur Luftfeder führensteuervorrichtungen 14 und in einer hinteren Ventil- den Kanal 36 und dem mit dem Ventilkolben 39 axial steuervorrichtung 16 aufrecht, und zwar über eine fluchtenden Kanal 43 herzustellen, wodurch Kanal 36 Leitung 13. io zwecks Abführung der Luft aus der Luftfeder mit der

Die vordere Ventilsteuervorrichtung 14 regelt die Auslaßöffnung 34 verbunden wird. Es ist ferner er-Luftführung zu bzw. von den Luftfedern 17, die in an sichtlich, daß beim Drehen der Betätigungswelle42 in sich bekannter Weise zwischen dem Fahrzeugrahmen Abhängigkeit von der Abstandsänderung zwischen und einem tiefer angeordneten vorderen Aufhängungs- Fahrzeugrahmen und den benachbarten Rädern der glied (nicht dargestellt) angeordnet sind. Jedes vor- 15 Ventilkolben 39 auf- oder abwärts geht, um entweder dere Ausgleichsventil ist mit Hilfe eines Armes 18 den Luftfluß vom Luftbehälter zur Luftfeder zwecks und eines Gelenkarmes 19 an dem oberen Aufhängungs- Aufrechterhaltung der normalen Fahrzeughöhe nach arm 21 befestigt, so daß das Ausgleichsventil die rela- Erhöhung der Fahrzeugbelastung zu gestatten, oder tive Abstandsänderung zwischen dem Fahrzeugrah- umgekehrt die Luftfeder mit dem Auslaß zu verbinden, men und den Rädern regelt. 20 um nach Verminderung der Fahrzeuglast zur Er-

Die hintere Ventilsteuervorrichtung 16 ist in ange- reichung der Normalhöhe das Fahrzeug zu senken,
messener Weise an einem Paar von hinteren Luft- Wie in Abb. 3 dargestellt, besitzt das Ventilgehäuse

federn 22 befestigt, welche zwischen Fahrzeugrahmen 32 eine mit den Steuerleitungen 27 in Verbindung ste- und nicht dargestellten hinteren Aufhängungsgliedern hende Steueröffnung44. Die der öffnung44 zugeführte befestigt sind. Die hintere Ventilsteuervorrichtung 25 Steuerluft wirkt auf den Kolben 46 ein, der ein mit ist mit Hilfe eines Armes 23 und eines Gelenkarmes dem Kolben axial fluchtendes Steuerventil 47 betätigt. 24 am Hinterachsgehäuse 26 befestigt und regelt die Wenn alle Fahrzeugtüren geschlossen sind, wird das relativen Abstandsänderungen zwischen Fahrzeugrah- Solenoidventil 28 außer Tätigkeit gesetzt, und die men und Hinterrädern. Steuerluftzuführungen 27 werden vom Luftbehälter 12

Jede der Ventilsteuervorrichtungen 14 und 16 ent- 30 abgeschlossen, so daß der Kolben 46 in der aus Abb. 3 hält nicht nur Ein- und Auslaßventile für die Feder- ersichtlichen Weise außer Betrieb ist. Unter diesen luft, sondern auch ein die Geschwindigkeit der Luft- Bedingungen muß der Zu- bzw. Abfluß zur Luftfeder strömung regelndes Steuerventil. Diese Steuerventile das Filterelement 48 durchdringen, welches in dem werden über Steuerleitungen 27 betätigt. Die Steuer- zwischen Ausgleichsventil und Federeinlaß 49 angeordleitungen 27 werden von dem Luftbehälter 12 über ein 35 neten Kanal 36 untergebracht ist. Einlaß 49 ist mit der Solenoidventil 28 mit Luft versorgt, das von der Bat- Luftfeder über eine Verbindungsleitung 51 verbunden, terie 29 des Fahrzeuges beim Betätigen eines der Das Filterelement 48 kann ein poröses, aus kerami-Schalter31 unter Strom gesetzt wird. Jeder Schalter schem Material oder gesinterter Bronze bestehendes 31 ist mit einer Fahrzeugtür verbunden. Ein Schalter Filter sein, welches einen Luftfluß nur bei einer niedrikann z. B. der Schalter für die Fahrgastraumbeleuch- 4<> gen Geschwindigkeit gestattet. Ein kontinuierlicher tung sein, der in der Regel beim Öffnen der Tür eine Niveauausgleich bei einer niedrigen Geschwindigkeit Beleuchtung einschaltet. Es ist ersichtlich, daß bei ist somit möglich, um langsam die falsche Fahrzeugjeglichem Öffnen der Tür einer der Schalter 31 ge- lage auszugleichen.

schlossen und das Solenoidventil 28 unter Strom ge- Beim öffnen einer der Türen wird Schalter 31 gesetzt wird, wodurch Luft aus den Leitungen 27 den ⁴5 schlossen und ein Solenoidventil 28 unter Strom ge-Ausgleichsventilen zugeführt wird. Die Federluft- setzt, wobei das Solenoidventil 28 geöffnet wird, um Ausgleichsventile in den Ventilsteuervorrichtungen 14 den Luftfluß vom Luftbehälter 12 durch die Steuer- und 16 sind gleichartig ausgeführt. leitung 27 zum Steuerventil 44 der Ausgleichseinrich-

Abb.2 bis 5 zeigen, daß jede Ventilsteuervorrich- tung zu ermöglichen. Diese Steuerluft wirkt auf die tung 14 ein Ventilgehäuse 32 mit einer Einlaßöffnung 5<> Stirnseite des Kolbens 46, verschiebt den Kolben nach 33 enthält, welche mit der Zuführleitung 13 zum Luft- innen und wirkt somit auf den Ventilschaft 52 des behälter in Verbindung steht. Die Ventilsteuervorrich- Steuerventils 47, um dieses zu öffnen. Dann wird ein tung hat ebenfalls eine mit der Außenatmosphäre in Luftfluß mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch Verbindung stehende Auslaßöffnung 34 sowie einen zu den Kanal 36, Steuerventil 47 und einen weiteren Kaden benachbarten Luftfedern führenden Kanal 36. 55 nal 53 erzeugt und der durch das Filterelement 48 dar-

Ventilgehäuse 32 enthält ein kombiniertes Ein- und gestellte Widerstand umgangen. Jede durch das EinAuslaßventil, um den Luftfluß vom Luftbehälter zur bzw. Aussteigen der Fahrgäste hervorgerufene Ni-Luftfeder wie auch den Luftfluß von der Feder zur veauveränderung kann somit schnell und gleichzeitig Außenluft zu regeln. Eine Ventilscheibe 37 wird in mit der Änderung der Belastung ausgeglichen werden, der Normalstellung mit Hilfe der Ventilfeder 38 an ^6o und diese erfolgt gewöhnlich vor dem Schließen aller ihren Sitz gedruckt, um den Luftfluß von der Einlaß- Fahrzeugtüren. Sofern der Niveauausgleich nicht aböffnung 33 zum Kanal 36 zu verhindern. Die Ventil- geschlossen ist oder aus irgendeinem Grunde unrichtig scheibe 37 kann von ihrem Sitz mit Hilfe des Kolbens arbeitet, kann der Niveauausgleich beim Schließen der 39 abgehoben werden, der beweglich im Ventilgehäuse Türen bei langsamem Luftfluß durch das poröse FiI-untergebracht ist. Ventilkolben 39 kann auf- oder ab- ⁶5 terelement48 erfolgen.

wärts mit Hilfe von Betätigungsmitteln bewegt wer- Auch kann das einzeln für jedes Ausgleichsventil

den, welche mit einem im Betätigungsschaft 42 ex- vorgesehene Steuerventil nicht nur die Strömungsgezentrisch angeordneten Kurbelstift 41 verbunden sind, schwindigkeit zur Luftfeder bei Druckerhöhung in die ihrerseits mit der Betätigungswelle 42 verbunden der Feder regeln, sondern auch bei der Luftabfuhr aus sein können. 7° der Feder. Somit kann ein offenes Leitungssystem mit

Leichtigkeit benutzt und die Luft direkt zur Außenatmosphäre abgeführt werden, ohne daß ein Rückführkanal oder ein besonderes, zur Regelung der abgeführten Luft erforderlich wäre.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steuerventils ist in Abb. 6 dargestellt, welches eine Ventilsteuervorrichtung 124 enthält. Hier erfolgt der Luftfluß zwischen Federeinlaß 61 und einem Zuführkanal 62 des Ausgleichsventils 63 entweder durch den Drosselkanal 64 oder ein Ventil 66, welche im gemeinsamen Ventilgehäuse 32a angeordnet sind. Ventil 66 ist über die Feder 67 geschlossen, wenn alle Fahrzeugtüren geschlossen sind, so daß die Luftströmungsgeschwindigkeit zu bzw. von der Luftfeder infolge des Drosselkanals 64 langsam erfolgt. Beim öffnen der Tür wird Steuerluft vom Steuereinlaß 68 zugeführt, wirkt auf die Stirnseite 69 des Ventils, um es von seinem Sitz abzuheben, und gestattet somit den Luftfluß zu bzw. von der Feder mit einer größeren Strömungsgeschwindigkeit.

In dem in Abb. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Drosselkanal 64 durch eine kerbartige Drosselstelle 71 ersetzt, die im Ventilkopf 66 angeordnet ist. Diese Drosselstelle erlaubt einen langsamen Luftzufluß im Ventil 66 sogar dann, wenn letzteres geschlossen ist. Erforderlichenfalls kann die kerbartige Drosselstelle im Ventilsitz statt im Ventilkopf angeordnet werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Steuerventil, welches die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zwischen Luftfader und Ausgleichsventil regelt, von der durch das Solenoidventil gesteuerten Druckluft beaufschlagbar. Die Erfindung sieht jedoch eine Betätigung des Steuerventils auch durch andere Mittel vor, die z. B. elektrisch oder mechanisch sein können und von einem Signal der Kraftfahrzeugtür abhängen. In ähnlicher Weise kann das Steuerventil durch Signale betätigt werden, die nicht von der Türstellung abhängen, sondern von Hand- oder selbsttätigen Schaltern herrühren, die durch beliebige Fahrzeugteile verstellbar sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Ausgleichseinrichtung für Luft- oder Gasfedern von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, die die Zu- und Abführung von Druckluft an den Luftfedern bei Belastung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer relativen Abstandsänderung zwischen Rahmen und Radträger regelt, wobei in der Ausgleichseinrichtung Mittel zur Änderung des Federluftdruckes mit verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten des Federmediums vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß hierfür nur eine zusätzliche, zwischen Federluft-Ausgleichsventil (14 und 16) und den Luftfedern (17 und 22) angeordnete, durch S teuer luft (über 27) betätigte Ventilsteuervorrichtung (114 bzw. 124) für die Federluft vorgesehen ist, welche durch eine willkürliche Schaltbewegung, z. B. des Fahrers, ein- und ausschaltbar ist.

2. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsteuervorrichtung (114) für die Feder luft einen pneumatisch beaufschlagbaren, in zwei oder mehr Stellungen verschiebbaren Steuerkolben (46) aufweist, der in einer beaufschlagten Stellung ein einem Zuführungskanal (36) für Druckluft benachbartes Steuerventil (47) aufdrückt, in einer nicht beaufschlagten Kolbenstellung aber den Zuführungskanal (36) mit einem dämpfenden, zur Luftfeder führenden Filterelement (48) unmittelbar verbindet.

3. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zuführkanal (62) für die Federluft und Einlaß (61) der Federluft zur Luftfeder an oder in der Ventilsteuervorrichtung (124) innerhalb eines gemeinsamen Ventilgehäuses (32 a) Drosselkanäle (64 und 71) für die langsame Ausgleichstellung vorhanden sind.

4. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsventil (14 bzw. 63) und die die Herbeiführung der verschieden großen Druckluftgeschwindigkeiten zu den Federkörpern (17 und 22) bewirkende Ventilsteuervorrichtung (114 bzw. 124) im gemeinsamen Gehäuse (32 bzw. 32 a) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.

5. Ausgleichseinrichtung nach einem oder, mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerkolben (46 und 69) pneumatisch über ein Solenoid (28) od. dgl. beaufschlagenden Schalter (31) mit der öffnungs- und Schließbewegung der Fahrzeugtüren gekoppelt sind oder daß Handschalter bzw. auf ein Signal oder Steuerbewegung ansprechende, von der Türbewegung nicht beeinflußbare Fernschalter vorhanden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
österreichische Patentschrift Nr. 182 966.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen