DE1119133B - Steueranlage fuer Luftaufhaengungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steueranlage für Luftaufhängungen von Kraftfahrzeugen mit einer ersten Steuerventilanlage für das gasförmige Federungsmittel, die, auf Höhenänderungen des Rahmens ansprechend, den Zustrom von Luft und den Abstrom von Luft zu bzw. von den Luftfedern steuert, und einer zweiten Steuerventilanlage für das gasförmige Federungsmittel, die einen gedrosselten Zu- und Abstrom zu bzw. von der ersten Ventilanlage für die langsame Änderung der Höhe des Rahmens ermöglicht.

Eine solche Anordnung verhindert, daß in der Luftfeder dauernd eine Zu- und Abnahme des Druckes erfolgt, wenn das Fahrzeug über eine rauhe Fahrbahn läuft. Die Steueranlage spricht vielmehr nur dann im Sinne einer Höhenberichtigung an, wenn längere Änderungen des Durchschnittshöhenabstandes vorliegen.

Dies hat aber den Nachteil, wenn das stehende Fahrzeug durch Fahrgäste oder Ladung be- oder entlastet wird, daß sich bei Belastung des Fahrzeuges der Fahrzeugrahmen ziemlich schnell senkt und wenn das Ansprechen auf die Höhenänderung langsam erfolgt, wie es z. B. bei einer bekannten Bauart der Fall ist, z. B. der nächste Fahrgast am Fahrzeug eine andere Höhe vorfindet, als er erwartet. Die Fahrgäste können in schneller Folge nacheinander einsteigen, und das Fahrzeug könnte anfahren, bevor die richtige Rahmenhöhe wieder erreicht ist. Dieses Problem wird durch die Erfindung gelöst, indem die zweite Steuerventilanlage in eine offene Stellung bewegbar ist, in der sie einen im wesentlichen ungedrosselten Zu- oder Abstrom zur bzw. von der ersten Steuerventilanlage ermöglicht, um eine schnelle Höhenberichtigung zu bewirken. Auf diese Weise wird bei einem Fahrzeug, z. B. einem Bus, der ursprünglich festgesetzte Bodenabstand eingehalten, so daß alle Fahrgäste die gewohnte Einstiegshöhe vorfinden und nicht auf Unterschiede in dieser Höhe zu achten haben.

Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen. In der Zeichnung ist eine schematisehe Darstellung einer Luftaufhängung mit einem Steuersystem nach der Erfindung dargestellt.

Der Rahmen 10 eines Fahrzeugs wird durch dehnbare Luftfedern 11, 12, 13 und 14 getragen. Die vorderen Luftfedern 11 und 12 liegen zwischen einem vorderen Querträger 15 und schwenkbaren unteren Lenkhebeln 16 bzw. 17 der Vorderradaufhängung, die außerdem noch schwenkbare obere Lenkhebel 18 und 19 enthält. Achsschenkel 24 und 25, die Vorderräder 26 bzw. 27 tragen, sind über Kugelgelenke 20 bzw. 21 mit den äußeren Enden der Lenkhebel 16 Steueranlage für Luftaufhängungen
von Kraftfahrzeugen

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwalt,
Berlin-Charlottenburg 9, BolivaraEee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Juni (Nr. 592 152),

17. September (Nr. 610 091)
und 21. September 1956 (Nr. 611 320)

George Wright Jackson, Dayton, Ohio,

John T. Hoban, Detroit, Mich.,

und John Fred Pribonic, Dayton, Ohio (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

bzw. 17 und über Kugelgelenke 22 bzw. 23 mit den äußeren Enden der oberen Lenkhebel 18 bzw. 19 verbunden.

Die Luftfedern 13 und-14 liegen zwischen Hinterhalbachsen 30 bzw. 31, die unabhängig voneinander über Universalgelenke 33 bzw. 34 von einem Differentialgehäuse 32 getragen werden. An Rahmenträgern 10 α und 10 b und an den Hinterhalbachsen 30 bzw. 31 sind Hinterachsschubstangen 35 bzw. 36 schwenkbar angelenkt. Die dehnbaren Luftfedern 13 und 14 liegen also zwischen den unabhängig voneinander beweglichen Hinterhalbachsen 30 bzw. 31 und den Rahmenträgern 10 a bzw. 10 b.

Die Luft in den dehnbaren Luftfedern 11, 12, 13 und 14 wird auf einem bestimmten Druck gehalten, um einen gewünschten Höhenabstand zwischen den Fahrzeugachsen und dem Fahrzeugrahmen und damit eine bestimmte Bodenfreiheit des Fahrzeugrahmens zu erhalten. Steigt die Belastung des Fahrzeugrahmens an, so werden die Luftfedern 11, 12, 13 und 14 auf eine geringe Höhe zusammengedrückt, so daß sich ein kleinerer Höhenabstand zwischen dem Rahmen und den Achsen und damit eine geringe Bodenfreiheit des Rahmens ergibt. Um die Mehrbelastung auszugleichen und die festgesetzte Bodenfreiheit des Rahmens wiederherzustellen, wird in die Luftfedern Druckluft geleitet und dadurch der alte Höhenabstand

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zwischen dem Rahmen und den Achsen wiederherge- Stroms zwischen den Luftfedem 11 und 12 unterstützt stellt. Bei Verringerung der Rahmenbelastung erfolgt die Stabilisierung des Fahrzeugs während der Kurvender umgekehrte Vorgang durch Ablassen von Luft fahrt,
aus den Luftfedem. Das Steuerventil 80 enthält zwischen den Rohrlei-

Hierfür sind in bekannter Weise Steuerventile 40, 5 tungen 72 und 73 einen Schieber 101 und zwischen

41 und 42 vorgesehen. Die Steuerventile 40 und 41 den Rohrleitungen 79 und 81 einen Schieber 100, die

sitzen auf den RahmenträgemlO« bzw. 10 b in der beide elektromagnetisch betätigt werden. Die Schie-

Nähe der Luftfedem 13 bzw. 14 und haben Stell- ber 100 und 101 haben Querbohrungen 102 bzw. 103,

hebel 43 bzw. 46, die über Lenker 44 bzw. 45 mit den die mit den Rohrleitungen 79 und 73 fluchten, wenn

Hinterachsschubstangen 35 bzw. 36 verbunden sind. io elektrische Wicklungen 104 bzw. 105 erregt sind. Bei

Die Stellhebel 43, 46 betätigen Luftein- und -aus- entregten Wicklungen 104 und 105 kehren die Schie-

laßventile innerhalb der Steuerventile 40 und 41 und ber 100 bzw. 101 in die dargestellte Lage zurück, in

bewirken somit den Zustrom zu oder den Abstrom der die Auslaßrohrleitung 79 und die Einlaßrohrlei-

von den Luftfedem 13 und 14. tung 73 geschlossen sind.

In ähnlicher Weise sitzt das Steuerventil 42 auf dem 15 Die Wicklungen 104 und 105 sind elektrisch mit

vorderen Rahmenquerträger 15. Sein Stellhebel 50 ist Kontakten 106 und 130 eines elektromagnetischen

über einen Lenker 51 mit dem unteren Lenkhebel 16 Relais 111 verbunden. Das Relais 111 wird erregt,

verbunden, dessen senkrechte Bewegungen die in dem wenn ein Zündschalter 112 geschlossen wird, wo-

Steuerventil 42 enthaltenen Luftein- und -auslaßven- durch dann der Kontakt 106 mit einem an einer Bat-

tile steuern, so daß der Zustrom zu oder der Ab- 20 terie 110 liegenden Kontakt 107 verbunden wird, um

strom von den Luftfedem 11 und 12 gesteuert wird. die Wicklungen 104 und 105 zu erregen. Bei geschlos-

Die Steuerventile 40, 41 und 42 sind von gleicher senem Zündschalter 112 erfolgt also ein ungedrossel-

Bauart. ter Durchstrom der Luft durch das Steuerventil 80.

Druckluft wird von einem Verdichter 70 einem Auch das Steuerventil 75 enthält zwei elektro-Druckluftbehälter 71 zugefördert, der durch eine 25 magnetisch betätigte Schieber 115 und 116. Diese Rohrleitung 72 mit zwei Steuerventilen 75 und 80 ver- Schieber 115 und 116 haben Querkanäle 117 bzw. bunden ist. Diese Ventile liegen in Reihe geschaltet. 118 für ungedrosselten Durchstrom und gedrosselte Von dem Steuerventil 80 führt eine Rohrleitung 73 Querkanäle 119 bzw. 120. Die Schieber 115 und 116 über eine Rohrleitung 74 zu einer gegabelten Rohr- werden durch Erregen von Wicklungen 121 bzw. 122 leitung 76, die die Einlaßöffnungen der beiden Steuer- 30 aus der gezeichneten normalen Lage in eine solche ventile 40 und 41 miteinander verbindet. Die Rohrlei- Lage bewegt, in der die gedrosselten Querkanäle 119 tung 74 führt ferner zu der Einlaßöffnung 66 des und 120 mit der Einlaßrohrleitung 72 bzw. die AusSteuerventils 42. laßrohrleitung 81 fluchten, bzw. in eine solche Lage,

Eine Rohrleitung 77 verbindet die Auslaßöffnun- in der die ungedrosselten Querkanäle 117, 118 diese

gen 68 der Steuerventile 40 und 41. Sie ist mit einer ₃₅ Verbindung vermitteln.

Rohrleitung 78 verbunden, die zur Auslaßöffnung 68 Das Umschalten der Schieber 115 und 116 erfolgt

des Steuerventils 42 führt. Von der Rohrleitung 78 durch Erregen eines Relais 125 beim Schließen eines

führt eine Rohrleitung 79 zum Steuerventil 80, so daß von einer Fahrzeugtür betätigten Schalters 126. Das

von den Leitungen 77, 78 und 79 abströmende Luft Relais 125 hat normalerweise offene Kontakte 127

durch die Steuerventile 80 und 75 hindurch über eine 40 und 128, von denen der erste mit der Batterie 110

Rohrleitung 81 ins Freie gelangt. und der zweite mit den Wicklungen 121, 122 und

Ein vereinigtes Rückschlag- und Drosselventil 85 einem Kontakt 131 verbunden ist. Der Kontakt 131

ist zwischen dem Steuerventil 42 und den vorderen ist normalerweise mit dem Kontakt 130 bei entreg-

Luftfedern 11 und 12 angeordnet. Dieses Ventil 85 tem Relais 111 verbunden.

liegt über eine Rohrleitung 86 an der Auslaßöffnung 45 Wenn das Fahrzeug steht, der Zündschalter 112 87 des Steuerventils 42, so daß Luft zu den Luftfedem offen ist und die Türen geschlossen sind, ist der türzugeleitet oder von ihnen abgeleitet werden kann. betätigte Schalter offen, und die Ventile 75 und 80 Rückschlagventile 88 und 88 a im Ventil 85 sind sind in der gezeichneten Stellung. Die Schieber 100 Rohrleitungen 89 bzw. 90 zugeordnet, die zu den und 101 verhindern den Zustrom zu bzw. den Ab-Luftfedern 12 bzw. 11 führen, so daß ein Luftstrom 50 strom von den Luftfedern 11, 12, 13 und 14, ganz aus der Rohrleitung 86 in die Rohrleitungen 89 und gleich welche Luftverlagerung in den Luftfedern von 90 und damit in die Luftfedem 12 und 11 gelangen den Steuerventilen 40, 41 und 42 gefordert wird. Das kann. Steuersystem für die Höheneinstellung des Rahmens

Die Rückschlagventile 88 und 88« haben Drossel- ist somit unwirksam.

öffnungen 91 und 92, die den freien Rückstrom der 55 Läuft der Motor des Fahrzeugs, so ist der Zünd-Luft zur Entlastung der Luftfedern 11 und 12 ver- schalter 112 geschlossen, und die Wicklungen 104, hindern. Zwischen den Luftfedern 11 und 12 ergibt 105 des Ventils 80 sind erregt. Damit sind die Quersich eine gedrosselte Luftströmung über die Rohrlei- kanäle 102, 103 im Bereich der Auslaßrohrleitung 79 tungen 89 und 90. Diese Anordnung ermöglicht eine bzw. der Einlaßrohrleitung 73. Wenn der Schalter 126 schnelle Korrektur der Bodenfreiheit, indem Luft in 60 offen ist, weil alle Fahrzeugtüren geschlossen sind, die Luftfedem 11 und 12 geliefert wird. Neigt sich werden die gedrosselten Querkanäle 119, 120 des dagegen der Rahmen 10 in bezug zur Fahrbahn, bei- Ventils 75 mit der Auslaßrohrleitung 81 bzw. der spielsweise beim Nehmen einer Kurve, so kann die Einlaßrohrleitung 72 fluchten, so daß nur ein kleines verdichtete Luft in der an der Außenseite der Kurve gesteuertes Luftvolumen zu bzw. von den Luftfedem liegenden Luftfeder nicht ungehindert in die gegen- 65 11, 12, 13 und 14 strömen kann, wenn dies von den liegende Luftfeder abströmen, da die Drosselung in Steuerventilen 40, 41 und 42 angefordert wird. Das den Öffnungen 91 und 92 der Rückschlagventile 88 Steuersystem spricht also dann bei Änderungen des und S8fl dies verhindert. Die Drosselung des Luft- Rahmens langsam an.

Dies ist insofern vorteilhaft, als schnelle Schwingungen der Hinterhalbachsen 30,31 oder der Lenkhebel 16,17 keine schnelle Änderung der Höheneinstellung des Rahmens zur Fahrbahn veranlassen können. Läuft das Fahrzeug also über eine rauhe Fahrbahn, so bedingt der nur gedrosselt erlaubte Luftausgleich in den Luftfedern eine im wesentlichen konstante Bodenfreiheit des Rahmens. Sollten die Luftfedern oder das zugeordnete Leitungssystem jedoch Luftverluste erleiden, wodurch ein Absinken des Rahmens erfolgen würde, so steuern die Steuerventile 40, 41 und 42 den Rahmen auf die vorgeschriebene Bodenfreiheit wieder ein.

Das verzögerte Ansprechen, wie es bei normalen Fahrbedingungen eintritt, würde jedoch bei schnellen Änderungen der Belastung, z. B. durch Ein- oder Aussteigen von Personen, zu langsam sein, so daß sich der Rahmen zur Fahrbahn heben oder senken würde. Bei geöffneter Fahrzeugtür wird daher der Schalter 126 geschlossen, wodurch das Relais 125 und die Wicklungen 121 und 122 des Ventils 75 erregt werden. Die Schieber 115, 116 gelangen in eine Lage, in der die ungedrosselten Querkanäle 117 und 118 mit der Einlaßrohrleitung 72 bzw. der Auslaßrohrleitung 81 fluchten. Es entsteht dann ein im wesentlichen ungedrosselter Luftstrom zu bzw. von den Steuerventilen 40, 41 und 42. Ein schnelles Ansprechen zur Korrektur der Bodenfreiheit des Rahmens ist die Folge.

Steht der Fahrzeugmotor bei offenem Zündschalter 112, so wird beim öffnen einer Fahrzeugtür der Schalter 126 geschlossen. Das Relais 111 verbindet die Kontakte 130 und 131, und die Wicklungen 104 und 105 des Ventils 80 werden erregt. Die Schieber 100 und 101 werden umgeschaltet, so daß die Querkanäle 102 und 103 mit der Auslaßrohrleitung 79 bzw. der Einlaßrohrleitung 73 fluchten. Es ergibt sich ein schnelles Ansprechen des Steuersystems beim Beladen des Fahrzeugs und stillstehendem Motor.

Wenn beide Steuerventile 40 und 41 den Abstrom von Luft aus den Luftfedern 13 und 14 fordern, verhindern die Rückschlagventile der Steuerventile 40 und 41 das Überströmen von Luft aus einer zur anderen Luftfeder. Ist z. B. das Fahrzeug auf der linken Seite stärker beladen, so hat die Luftfeder 13 normalerweise einen höheren Innendruck als die Luftfeder 14, um den Rahmen in der Waagerechten zu halten. Wenn daher das Fahrzeug bei scharfem Bremsen stark verzögert wird und das rückwärtige Ende durch die Bremswirkung zu steigen trachtet, dehnen sich beide Luftfedern 13 und 14 mit der Folge, daß die Auslaßventile der Steuerventile 42 und 40 öffnen, um aus den Luftfedern 11 und 13 Luft abzulassen. Es besteht dann die Neigung eines Luftaustausches zwischen den Luftfedern 11 und 13.

Dies ergibt sich vorwiegend, weil der gedrosselte Querkanal 120 einen freien Luftstrom aus der Rohrleitung 78 ins Freie verhindert, so daß in dieser zeitweilig ein gedrosselter Strom fließt, wenn die Auslaßventile der Steuerventile gleichzeitig geöffnet sind. Dieser gedrosselte Abstrom der Luft ins Freie versucht einen Luftausgleich zwischen den Luftfedern zu bewirken. Die Rückschlagventile in den Auslaßleitungen der Steuerventile verhindern jedoch diesen Ausgleich der Luft zwischen den vorderen und rückwärtigen Luftfedern und damit jegliche Änderung der Zuordnung der Druckverhältnisse in den einzelnen Luftfedern, die entsprechend den Belastungsverhältnissen des Fahrzeugs erhalten bleiben.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Steueranlage für Luftaufhängungen von Kraftfahrzeugen mit einer ersten Steuerventilanlage für das gasförmige Federungsmittel, die auf Höhenänderungen des Rahmens ansprechend den Zustrom von Luft und den Abstrom von Luft zu bzw. von den Luftfedern steuert, und einer zweiten Steuerventilanlage für das gasförmige Federungsmittel, die einen gedrosselten Zu- und Abstrom zu bzw. von der ersten Ventilanlage für die langsame Änderung der Höhe des Rahmens ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerventilanlage (75) in eine offene Stellung bewegbar ist, in der sie eine im wesentlichen ungedrosselte Zu- bzw. Abfuhr der Luft zur bzw. von der ersten Steuerventilanlage (40, 41, 42) für eine schnelle Änderung der Höhe des Rahmens bewirkt.

2. Steueranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Steuerventilanlage (80), die in einer Stellung einen im wesentlichen ungedrosselten Zu- und Abstrom von bzw. zu der ersten (40, 41, 42) und zweiten (75) Steuerventilanlage steuert und in einer zweiten Stellung den Strom absperrt.

3. Steueranlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine in an sich bekannter Weise von der Bewegung einer Fahrzeugtür betätigte elektromagnetische Schalteinrichtung (120 bis 128) für die zweite Steuerventilanlage (75), die bei geöffneter Fahrzeugtür die zweite Steuerventilanlage (75) in die offene Stellung und die dritte Steuerventilanlage (80) in die eine Arbeitsstellung bringt.

4. Steueranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (126) für die zweite Steuerventilanordnung (75) diese bei geschlossener Tür in die drosselnde Stellung bringt.

5. Steueranlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Schalteinrichtung (112), die bei Schließen eines Zündschalters des Fahrzeugmotors wirksam wird und die dritte Steuerventilanlage (80) in die eine Arbeitsstellung bringt.

6. Steueranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes, zwei Luftfedern zugeordnetes Steuerventil (42) und ein zwischen diesem und den Luftfedern (U, 12) liegendes Regelventil (85), das den freien Zustrom zu den Luftfedern gestattet und einen gedrosselten Abstrom von diesen bewirkt.

7. Steueranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (85) zwei Rückschlagventile (88, 88 a) enthält, die den freien Zustrom zu den Luftfedern gestatten, und daß die Rückschlagventile Drosselkanäle (91, 92) haben, durch die der gedrosselte Abstrom aus den Luftfedern erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 182 966;
französische Patentschrift Nr. 1 082 626.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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