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Füllungsregler für Luftfederungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf Füllungsregler für Luftfederungen, insbesondere von
Kraftfahrzeugen, die aus einem Federglied, einem Verzögerungsorgan und einem Steuerorgan
bestehen.
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Dabei werden die Bewegungen der Achse auf das Federglied übertragen
und bei schnellen Bewegungen v=on dem Verzögerungskolben nicht an das Steuerorgan
weitergegeben, sondern nur bei länger dauernden Änderungen des Abstandes zwischen
Achse und Aufbau.
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Bei den bekannten Füllungsreglern dieser Art ist sowohl das Federglied
als auch der Verzögerungskolben ein geschlossenes Bauelement, die beide durch entsprechende
mechanische Übertragungsteile miteinander in Verbindung stehen.
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Der Füllungsregler gemäß der Erfindung vereinigt das Federglied und
den Verzögerungskolben zu einem Bauelement. Die Erfindung besteht darin, daß der
Verzögerungskolben in an sich bekannter Weise zwischen zwei das Federglied darstellenden,
gegengespannten Federn gehalten ist, wobei in der einen Steuerrichtung die Federkraft
der in Steuerrichtung wirkenden ersten Feder, die sich an einem von Mitteln der
Achse betätigten Federteller abstützt, größer ist als die Federkraft der zweiten
Feder, die sich an dem am Fahrzeugaufbau befestigten Gehäuse des Verzögerungskolbens
abstützt, und in der anderen Steuerrichtung die Federkraft der ersten Feder durch
einen mit dem Verzögerungskolben verbundenen und den Weg des Federtellers begrenzenden
Anschlag aufgehoben wird, so daß die Federkraft der zweiten Feder die Betätigung
der anderen Steuerrichtung hervorruft. Hierdurch wird für den Füllungsregler ein
Bauelement von relativ kleinen Abmessungen geschaffen, wobei außerdem noch die Möglichkeit
besteht, den Verzögerungskolben mit einem Steuerschieber einteilig auszuführen.
Durch die erfindungsgemäße Bemessung der Federn, nach der die Federkraft der ersten
Feder etwa doppelt so groß ist wie die der zweiten, und das Festhalten der ersten
Feder durch einen Anschlag wird erreicht, daß in jeder Steuerrichtung bei Verschiebungen
aus der Mittellage sofort ein endlicher Betrag an Verstellkraft zur Verfügung steht,
was zur Überwindung der Reibung in den einzelnen Elementen erwünscht ist.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele eines Füllungsreglers
gemäß der Erfindung, und zwar zeigt Abb. 1 einen zwischen gegengespannten Federn
gehaltenen Verzögerungskolben, der für die Betätigung der Regelung eines Luftfederbalges
vorgesehen ist, Abb.2 einen Füllungsregler, der gegengespannte Federn, Verzögerungskolben
und Steuerkolben in einem gemeinsamen Gehäuse vereinigt, für die Regelung der Ölfüllung
eines als hydropneumatisches Federbein ausgebildeten Luftfederelementes, Abb. 3
den Füllungsregler der Abb. 2 im Schnitt, wobei der Steuerkolben in der Stellung
gezeichnet ist, in der das Federelement vom Druckspeicher und vom Ölbehälter abgesperrt
ist, Abb.4 den Füllungsregler der Abb.2, wobei der Steuerkolben in der Stellung
gezeichnet ist, die die Verbindung zwischen Druckspeicher und dem Federelement herstellt,
und Abb.5 den Füllungsregler der Abb.2, wobei der Steuerkolben in der Stellung gezeichnet
ist, die die Verbindung zwischen Ölbehälter und Federelement herstellt.
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Die als Schwingachse ausgebildete Achse 1 des Rades 2 ist mittels
des Luftfederbalges 3 an dem Fahrzeugaufbau 4 abgestützt. Der mit einer engen Drosselstelle
5 versehene Verzögerungskolben 6 arbeitet in dem mit Öl gefüllten Zylindergehäuse
7 und ist zwischen den Federn 8 und 9 gehalten. Die Feder 8 stützt sich an dem Federteller
10 ab, der durch die Bewegungen der Achse 1 betätigt wird. Die Feder 9 stützt sich
an dem Boden 11 des Zylinders 7 ab. Die Feder 8 wirkt über das untere Austrittsende
12 der Kolbenstange auf den Verzögerungskolben 6. Das obere Austrittsende 13 der
Kolbenstange betätigt das Steuerorgan 14 in der Weise, daß, wenn bei Annäherung
der Achse 1 an den Aufbau 4 durch Belastungserhöhung der Verzögerungskolben 6 nach
oben bewegt wird, in dem Steuerorgan 14 eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher
15, dessen Leitung 16 in das Gehäuse des Steuerorgans 14 mündet, und dem Luftfederbalg
3, dessen Leitung 17 ebenfalls in das Steuerorgan 14 mündet, hergestellt wird. Hierdurch
wird der Federbalg aufgefüllt und der Abstand zwischen Achse 1 und Aufbau 4 wieder
vergrößert, bis in der gezeichneten Mittellage die Verbindung zwischen den Leitungen
16 und 17 wieder gesperrt ist. Bei Verringerung der Belastung und
damit
verbundener Vergrößerung des Abstandes zwischen Achse 1 und Aufbau 4 wird in entsprechender
Weise eine Verbindung der Leitung 17 mit der Leitung 18 hergestellt und aus dem
Luftfederelemen+ Luft bzw. ein anderes in ihm arbeitendes Flüid abgelassen.
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In Abb. 1 ist angenommen, daß in dem Luftfederbalg 3 nur Luft vorhanden
ist und der Druckspeicher 15 durch einen Kompressor 19 aus der Leitung 20 in bekannter
Weise unmittelbar aus der Atmosphäre aufgefüllt wird. Die Spannung der Feder 8 ist
etwa doppelt so groß wie die Spannung der Feder 9: Bei Bewegung des Federtellers
10 nach oben kommt die Differenz der Federspannungen der Federn 8 und 9 unmittelbar
als Steuerkraft zur Geltung. Bei Bewegung der Achse 1 nach unten bleibt die Feder
8 an dem mit dem Verzögerungskolben 6 verbundenen Anschlag 21 hängen. Die Kraft
der Feder 8 wird ausgeschaltet, so daß die Federkraft der Feder 9 als Steuerkraft
in Erscheinung tritt.
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In Abb.2 ist als Federelement ein hydropneumatisches Federbein mit
dem Kolben 30 und dem Zylinder 31 dargestellt, dessen Ölvolumen 32, durch eine Membran
33 getrennt, mit dem hochgespannten Luftpolster 34 belastet ist. Die Betätigung
des Füllungsreglers 35 erfolgt durch eine Steuerstange 36, die an der Achse 1 angelenkt
ist. Für die Regelung der Ölmenge wird die Verbindungsleitung 37 zwischen Ölvolumen
32 und Füllungsregler 35 einmal mit der Leitung 38 zwischen Füllungsregler 35 und
Druckspeicher 39 und das andere Mal mit der Leitung 40 zwischen Füllungsregler 35
und Ölbehälter 41 verbunden. Von dem Ölbehälter 41 wird in bekannter Weise das Öl
mittels der Ölpumpe 42 in den Druckspeicher 39 gefördert.
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Die Wirkungsweise des Füllungsreglers 35 geht aus den Abb. 3 bis 5
hervor. Die Steuerstange 36 betätigt über den äußeren Hebel 50 den inneren Schwinghebel
51, der mit einem Nocken 52 auf den Stößel 53 und weiter auf den Federteller 10'
wirkt. Der mit einer engen Drossel 5' versehene Verzögerungskolben 6' arbeitet
in dem mit Öl gefüllten Zylinder 7', der ein Teil des Füllungsreglergehäuses 35
ist. Die Kolbenstange 54 des Verzögerungskolbens 6' ist als Steuerkolben mit den
Steuerkanten 55 und 56 ausgebildet. Der Verzögerungskolben 6' ist zwischen der Feder
8', die sich an dem Federteller 10' abstützt, und der Feder 9', die
sich an dem Zylinderboden 11' abstützt, gehalten. Der Steuerkolben 54 steuert die
Kanäle 37', 38' und 40', an die sich die Leitungen 37, 38 und 40, wie in Abb. 2
gezeichnet, anschließen.
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In Abb. 3 sind der Hebel 50, der Schwinghebel 51, der Steuerkolben
54 und der Verzögerungskolben 6' in der Mittelstellung dargestellt. Der Steuerkanal
37' ist von den Steuerkanälen 38' und 40' abgesperrt.
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In Abb. 4 ist der Hebel 50 nach oben, der Schwinghebel 51 nach unten
verschoben durch eine entsprechende Bewegung der Achse 1 in Abb. 2 nach oben. Der
Steuerkolben 54 und der Verzögerungskolben 6' befinden sich unter Einwirkung der
Feder 8' in der unteren Stellung. Der Steuerkanal 37' ist mit dem Steuerkanal
38' verbunden, wodurch in die Leitung 37, d. h. in das Ölvolumen 32, aus dem Druckspeicher
39 über die Leitung 38 Öl nachgefüllt wird. Die Fahrzeugachse 1 bewegt sich dadurch
wieder nach unten, bis in der Mittelstellung wieder die Stellung der Abb. 3 erreicht
ist.
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In Abb. 5 ist der Hebel 50 nach unten und der Schwinghebel 51 nach
oben verschoben durch eine entsprechende Bewegung der Achse 1 nach unten. Der Steuerkolben
54 und der Verzögerungskolben 6' befinden sich unter Einwirkung der Feder 9' in
der oberen Stellung. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Schwinghebel
51 und Stößel 53 ist aufgehoben, da der Federteller 10' durch den
Anschlag 21' an dem Verzögerungskolben 6' festgehalten ist. Nunmehr ist der Steuerkanal
37' mit dem Kanal 40' verbunden, der mittels der Leitung 40 zu dem Ölbehälter
41 zurückführt. Aus dem Federelement wird Öl abgelassen, bis die Achse 1 wieder
ihre Mittelstellung erreicht hat.
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Der Arbeitszylinder 7' des Verzögerungskolbens 6' (Abb. 3) ist ganz
mit Öl gefüllt. Der sonstige Raum 57 des Füllungsreglers 35 kann teilweise mit Luft
und teilweise mit Öl gefüllt sein, das über den Kanal 58 mit dem Zylinder 7' in
Verbindung steht. Der Raum 57 kann aber auch vollkommen mit Öl gefüllt sein, ohne
daß die Funktion des Füllungsreglers eine andere wird. Der Kanal 59 dient zum Druckausgleich
mit dem Raum 59' zwischen Stößel 53 und Steuerkolben 54. Es ist zweckmäßig, das
Öl in dem Arbeitszylinder 7' zur Vermeidung von Hohlraumbildungen im Öl unter
Druck zu setzen, indem der Raum 57 durch einen Anschluß 57' oder an einer anderen
Stelle mit einem Druckraum in Verbindung steht. Das Öl des Zylinders 7' kann auch
mit einer der Leitungen 37, Wund 40 verbunden sein.