DE1129844B - Hydraulisch-pneumatische Aufhaengung fuer Kraftfahrzeuge mittels eines Luftfederungselements - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A 30777II/63 c

ANMELDETAG: 19. NOVEMBER 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 17. MAI 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulischpneumatische Aufhängung für Kraftfahrzeuge mittels eines Luftfederungselements, das eine Vorrichtung zur Korrektur der Federstärke aufweist, bei welcher die Federluftkammer mit einer Reserveluftkammer über zwei im entgegengesetzten Sinn durchströmte Luftströmungswege verbunden ist, von denen der eine einen Verdichter und der andere ein Rückströmventil enthält, welche jeweils durch ein Organ gesteuert sind, das auf die Veränderungen der Höhe der Kraftfahrzeugkarosserie in bezug auf den Rahmen anspricht.

Bei Luftfederungen hängt die tragende Kraft außer von der wirksamen Federfläche im wesentlichen vom Druck der das Federungselement bildenden verdichteten Luft ab. Damit das Luftfederungselement im Ruhezustand unabhängig von der Belastung immer die gleiche Höhe hat, welche der Federung ihre normale Weichheit gibt, kann der Druck der verdichteten Luft der Belastung durch Verminderung oder Vergrößerung der in dem verformbaren Gehäuse des Federungselements enthaltenen Luftmenge angepaßt werden. Dies hat man bisher bei den Federungen mit veränderlicher Luftmasse getan, indem man einen Teil der verdichteten Luft ins Freie austreten ließ oder verdichtete Luft wieder in das verformbare Gehäuse eingeführt hat. Für das Wiedereinführen von Luft muß diese vorher auf einen Druck gebracht werden, der höher ist als der, welcher im Gehäuse jeweils beim Einführen herrscht. Das Kraftfahrzeug muß daher mit einem Verdichter ausgerüstet sein, der diese Bedingung durch Entnahme von Luft aus der Atmosphäre erfüllen kann.

Die bei einem Kraftfahrzeug vorliegenden Gewichts- und Raumbeschränkungen ermöglichen in der Praxis oft nur das Erzielen von Verdichtungsverhältnissen von 7 bis 8 kg/cm², so daß die Betriebsdrücke wesentlich unter 10 kg/cm² liegen. Durch das Wiedereinführen von verdichteter Luft, die aus der Atmosphäre entnommen wird, entstehen Probleme hinsichtlich der Filterung und der Trocknung, die bei einer beweglichen Einrichtung, welche den sich stark verändernden Bedingungen der Umgebung ausgesetzt ist, besonders schwierig sind. Hierbei sind Leitungen, Verteiler und Ventile erforderlich, deren Abdichtung schwierig ist, wobei die unvermeidlichen Luftverluste entweder zu einer Überlastung des Verdichters führen oder beim Versagen des letzteren eine Verschlechterung der Federung bedingen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch-pneumatische Aufhängung für Kraftfahrzeuge der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei Hydraulisch-pneumatische Aufhängung für Kraftfahrzeuge mittels eines

Luftfederungselements

Anmelder: Fernand Stanislas Allinquant, Paris

Vertreter: Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde, Dipl.-Ing. H. Bohr und Dipl.-Ing. S. Staeger, München 5, Müllerstr. 31, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 28. November 1957 und 6. November 1958 (Nr. 752 598 und Nr. 778 488)

Fernand Stanislas Allinquant, Paris, ist als Erfinder genannt worden

welcher die Nachteile der bekannten Luftfederungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art die beiden Kammern einander benachbart und durch eine Trennwand getrennt sind, durch die zwei zueinander parallele Leitungen hindurchführen, von denen die eine den Zylinder eines Verdichterkolbens und Ventile und die andere ein federbelastetes Ventil aufweisen, und daß ein gemeinsamer, in beiden Richtungen drehbarer Elektromotor den Verdichterkolben unmittelbar und das Ventil unter Zwischenschaltung eines Mechanismus mittelbar steuert.

Hieraus ergibt sich, daß bei einem Luftfederungselement gemäß der Erfindung nur diejenige Luftmenge verwendet wird, die ursprünglich in deren abgedichteten Raum bei der Füllung eingeführt worden war. Diese Luft wurde vorher gereinigt und verdichtet, so daß alle Möglichkeiten gegeben sind, die bei einer ortsfesten Anlage vorhanden sind. Auf diese Weise wird die Ausrüstung des Krafahrzeugs vereinfacht, ist die Gefahr von Luftverlusten verringert und bedeutet das normale Verdichtungsverhältnis eines Verdichters nicht mehr eine Beschränkung für den absoluten Wert des Druckes, der im Federungselement erzielt werden kann, da der einen Teil der Vorrichtung bildende Verdichter bereits verdichtete Luft weiter verdichtet.

209 580/26?

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen, die beispielsweise Ausführungsformen derselben darstellen, näher beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Aufriß in Querrichtung des Fahrzeugs einer Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit einem ölpneumatischen Teleskopfederungselement, das die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung zur Korrektur der Federweichheit aufweist, wobei ferner ein elektrisches Schaltbild für die Steuerung dieser Korrektur dargestellt ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Gehäuses, das einen Teil des Teleskopfederungselements gemäß der Erfindung nach einer ersten Ausführungsform bildet,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht des gleichen Gehäuses einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht des gleichen Gehäuses einer dritten Ausführungsform,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab den linken Teil der Fig. 4, gesehen im Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 6,

Fig. 6 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab der Ausführungen nach Fig. 4 bzw. 5.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Teil des Fahrgestells eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, an dem zwei parallele Lenker 2 und 3 zur Verbindung des Achsschenkelbolzens 4 eines Rades 5 mit dem Fahrgestell angelenkt sind. Zwischen einem am oberen Ende des Fahrgestellteils 1 ausgebildeten Arm 6 und dem unteren Lenker 2 ist in an sich bekannter Weise ein an sich bekanntes ölpneumatisches Teleskopfederungsorgan angeordnet, das die elastische und stoßgedämpfte Aufhängung des Fahrgestells am tragenden Rad 5 gewährleistet. Die Stange 7 des Kolbens des Federungselements ist mit dem Lenker 2 durch ein Gelenk verbunden. Am entgegengesetzten Ende ist an der oberen Abschlußwand des Zylinders 8 eine Befestigungsstange 9 angeordnet, die durch eine elastische Kupplung mit dem Arm 6 verbunden ist. Der Zylinder 8 enthält Öl, das bei den Bewegungen des Kolbens als Stoßdämpfungsmittel dient, während sich oberhalb des Öls ein unter Druck stehendes Gas, beispielsweise verdichtete Luft, befindet, die als elastisches Federungselement dient. Die hohle Befestigungsstange 9 bildet eine Rohrleitung, die in freier Verbindung mit dem Raum 16 eines Gehäuses 10 steht, welches sich oberhalb des Armes 6 befindet und welches das Volumen des für die verdichtete Luft vorgesehenen Raums ergänzt, ohne die Länge des Teleskopfederungselements zu vergrößern, das zwischen dem Arm 6 des Fahrgestells und dem Lenker 2 angeordnet ist. Der obere Teil des Zylinders oberhalb des Stoßdämpferöls bildet mit dem Gehäuse 10 einen abgedichteten Raum, in dem verdichtete Luft durch ein Füllventil 11, das am Gehäuse vorgesehen ist, eingeführt wird.

Gemäß der Erfindung ist, wie Fig. 2 und 3 zeigen, dieser abgeschlossene Raum, der die als elastisches Element der Federung dienende verdichtete Luft enthält, in zwei Teile von wenig verschiedenem Volumen durch eine quer im Gehäuse angeordnete Trennwand

12 unterteilt. Das Gehäuse besteht aus zwei Hälften

13 und 14, die auf die Trennwand unter Zwischenschaltung von Dichtungen 15 (Fig. 2 und 3) aufgeschraubt sind. In der Trennwand 12, die eine ziemliche Dicke hat, sind zwei voneinander getrennte Luftströmungswege einerseits zwischen der Kammer 16 von veränderlichem Volumen, die durch den unteren Teil des Gehäuses und durch den oberen Teil des mit diesem durch die Rohrleitung 9 verbundenen Zylinders gebildet wird, und andererseits der Kammer 17 von festem Volumen oder Reservekammer, welche durch den oberen Teil des Gehäuses gebildet wird, vorgesehen. In dem einen Strömungsweg ist ein Verdichter angeordnet, während sich in dem anderen ein Luftrückströmventil befindet.

Der Verdichter besteht aus folgenden Teilen: In ίο einer Bohrung, die, der Kammer 16 zugekehrt, einen größeren Durchmesser 18 und, der Kammer 17 zugekehrt, einen kleineren Durchmesser 19 aufweist, ist ein mit einer Schulter ausgebildeter Teil angeordnet, der einen Differentialkolben bildet, dessen Kopf 20 und dessen Stange 21 in diesen Bohrungen mit einem Spiel von einigen zehntein Millimeter frei gleitbar ist. Auf den entgegengesetzten Flächen der Trennwand 12 werden Gummidichtungsringe 22 und 23, die in ihrem freien Zustand einen Innendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der des Kopfes 20 bzw. der Stange 21 des Kolbens, durch Metallkappen 24 und 25 gehalten, deren Rand in die Trennwand eingesetzt ist. Das Einführen des Kolbens in die Bohrungen durch die beiden Gummiringe hindurch von der der Kammer 16 zugekehrten Seite der Trennwand aus hat eine Verformung des Innenteils der beiden Gummiringe im gleichen Sinne zur Folge, so daß diese in an sich bekannter Weise Dichtungslippen bilden, die eine Abdichtung in einer Richtung gewährleisten. An der Unterseite der Trennwand ist für diesen Zweck für die Lippe des Gummiringes 22 eine Ausnehmung vorgesehen.

Durch diese Anordnung wird verhindert, daß der in der Kammer 16 im Ruhezustand herrschende Druck den in der Kammer 17 bestehenden Druck überschreitet, da jeder Drucküberschuß in der ersten Kammer eine Luftströmung aus dieser in die zweite Kammer zur Folge hat, was dadurch geschehen kann, daß die Luft zuerst an der Dichtung 22 vorbeiströmt und dann aus dem Zwischenraum, der durch das diametrale zwischen den Teilen verschiedenen Durchmessers des Kolbens und der entsprechenden Bohrungen vorgesehene Spiel gebildet wird, an der Dichtung 23 vorbei. Eine Luftströmung in der entgegengesetzten Richtung ist nicht möglich, da jeder Drucküberschuß, der auf die konkave Fläche der Lippe der einen Dichtung wirksam wird, zur Folge hat, daß diese Lippe stärker gegen den Kolben angedrückt wird, wodurch die Abdichtung gewährleistet ist. Daher pflanzt sich, wenn der Kolben 20, 21 unbeweglich ist, der in der Kammer 16 herrschende Druck in den freien Raum fort, der von den Dichtungen 22 und 23 begrenzt wird und vor allem in den vom Kopf 20 des Kolbens und dem Grund der Bohrung 18 von größerem Durchmesser begrenzten Raum 26. Wenn sich der Kolben bewegt, hat dessen Bewegung nach unten zur Folge, daß in den Raum 26 aus der Kammer 16 stammende verdichtete Luft eindringt, während, wenn sich der Kolben nach oben bewegt, diese Luft in die Kammer 17 verdrängt wird. Diese Vorrichtung bildet einen Verdichter von hohem Wirkungsgrad, da der schädliche Raum sehr klein sein kann und dieser nur dem Spiel von einigen zehntein Millimeter entspricht, das um die Teile des Kolbens in den Bohrungen zwischen den Dichtungen 22 und 23 besteht.

Das Luftrückströmventil ermöglicht die Aufhebung oder die Verringerung des Unterschiedes der

Drücke zwischen den beiden Kammern, der sich durch das Wirksamwerden des Verdichters ergibt. Dieses Ventil ist in einer mit einer Schulter ausgebildeten Bohrung 27 der Trennwand 12 angeordnet und hat als Sitz den kegelstumpfförmigen Grv.:id 28 des Teils dieser Bohrung mit dem größeren Durchmesser. Der Kopf 29 des Ventils steht unter der Wirkung einer Feder 30, welche den Ventilschaft 31 umgibt und sich am Grund der Bohrung 32 einer Führung 33 für diesen Schaft abstützt, die in eine Gewindebohrung der Trennwand eingeschraubt ist, wobei Öffnungen 34 eine freie Verbindung zwischen der Bohrung 32 und der Kammer 17 herstellen. Die Steifigkeit der Feder 30 ist so ausreichend bemessen, daß sie sich dem Öffnen des Luftrückströmventils unter der Wirkung eines Druckunterschiedes zwischen den beiden Kammern widersetzt.

Wie ersichtlich, kann, wenn sich das Stoßdämpfungselement im Ruhezustand befindet, der Druck in der Kammer 16 denjenigen in der Kammer 17 nicht überschreiten, da jeder Drucküberschuß in der ersten Kammer eine Abströmung verdichteter Luft zur zweiten Kammer an den Dichtungen des Verdichters vorbei bis zum Druckausgleich zur Folge hat. Wenn sich jedoch das Kraftfahrzeug in Fahrt befindet, bewirken die Verdichtungshübe des Federungselements eine ruckartige Erhöhung des Drucks in der Kammer 16, so daß der Druck in dieser kurzzeitig den Druck in der Kammer 17 übersteigen kann, so daß eigentlich eine Strömung verdichteter Luft in die letztere ohne Bewegung des Verdichters stattfinden müßte. Da jedoch der Durchtrittsquerschnitt sehr gering und die Schwingungsbewegung der Federung rasch ist, wird durch den Rückhub, der unmittelbar auf den Verdichtungshub des Federungselements folgt, dieser Drucküberschuß sofort wieder aufgehoben, so daß die Strömung verdichteter Luft infolge der Schwingung der Federung immer nur sehr gering sein kann. Das Luftrückströmventil ist in der dargestellten Weise so angeordnet, daß es sich zur Kammer 17 öffnet, wobei die Steifigkeit der Feder 30 so bemessen sein muß, daß sie den Höchstwert des Drucküberschusses in der Kammer 16, der sich durch die Schwingung der Federung ergeben kann, Widerstand leistet.

Der Fülldruck des durch die beiden Kammern 16 und 17 gebildeten Druckluftraums ist so gewählt, daß bei größtmöglicher Belastung des Kraftfahrzeugs der Kolben des Federungselements seine mittlere oder Neutralstellung einnimmt. Wenn die Belastung abnimmt, wird die Korrektur der Federweichheit durch Verdrängen verdichteter Luft aus der Kammer 16 in die Kammer 17 durch die Betätigung des Verdichters bewirkt, wobei eine umgekehrte Korrektur im Fall einer neuen Zunahme der Belastung durch das Anheben des Luftrückströmventils 29 erzielt werden kann.

Die beiden Elemente, nämlich der Verdichter und das Luftrückströmventil, können durch einen beliebigen an sich bekannten von Hand steuerbaren Mechanismus betätigt werden. Vorzugsweise werden jedoch elektrische Antriebsorgane verwendet, deren selbsttätige Steuerung leicht so gestaltet werden kann, daß jede Veränderung der Belastung des Kraftfahrzeugs, die sich durch eine Verlagerung aus der Neutralstellung des Federungselements auswirkt, von selbst eine Korrektur der Federweichheit durch die Betätigung des Verdichters oder das Anheben des Luftrückströmventils herbeiführt, bis das Teleskopfederungsorgan wieder seine Neutralstellung eingenommen hat.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das obere Ende der Stange 21 des Verdichterkolbens durch ein Glied 35 mit einer Kurbel 36 eines Elektromotors 37 verbunden, dessen Ständer mit dem Gehäuse, beispielsweise mit der Trennwand 12, fest verbunden und in der Kammer 17 angeordnet ist. Dieser Motor ist ein Kollektormotor, dessen negative Klemme

ίο durch eine am Gehäuse angeschweißte Leitung 38 Masseverbindung hat und dessen positive Klemme mit dem nachstehend näher beschriebenen Speisestromkreis durch eine Leitung 39, die dichtend aus dem Gehäuse herausgeführt ist, von dem sie außerdem elektrisch isoliert ist, verbunden ist. Das isolie-

• rende Herausführen der Leitung kann in einfacher Weise mit Hilfe eines isolierten Kontaktes 40 geschehen, der in die Wand des Gehäuses eingesetzt ist und mit dem die Außen- und Innenleitungen verschweißt werden. Das Ventil 29 bis 33 steht unter der Wirkung eines Elektromagneten 41, dessen beweglicher Anker der Ventilschaft 31 ist. Die Wicklung des Elektromagneten liegt mit ihrer einen Klemme wie der Motor an Masse, während die andere Klemme mit einem Speisestromkreis über eine isolierte Verbindungsleitung, die dichtend durch das Gehäuse geführt ist, verbunden ist.

Wie sich aus dem Schaltschema der Fig. 1 ergibt, ist die Vorrichtung mit einer Gleichstromquelle 42 verbunden, die beispielsweise die Fahrzeugbatterie sein kann. Diese Gleichstromquelle bildet einen Teil von zwei parallelen Stromkreisen, von denen der Motor und der Elektromagnet gesondert gespeist werden; in diesen Stromkreisen befinden sich normalerweise offene Kontakte 43 und 44 von zwei Verzögerungsrelais. Die Wicklungen dieser Relais 45, 46 bilden einen Teil von zwei Steuerkreisen, die an die Stromkreise in Parallelschaltung zu den beiden Speisestromkreisen angeschlossen sind und einen gemeinsamen Umschalter aufweisen, durch den sie wechselweise geschlossen werden können. Die Grundplatte 47 dieses Umschalters ist am Fahrgestellteil 1 zwischen den beiden parallelen Lenkern 2 und 3 befestigt. Das bewegliche Organ des Schalters ist ein Hebel 48, der bei 49 in der Mitte der Grundplatte angelenkt ist und dessen Ende durch ein Glied 50 mit dem einen Lenker, beispielsweise mit dem Lenker 3, verbunden ist. Der Hebel 48 trägt einen beweglichen Kontakt 51, der je nach der Neigung des Hebels in der senkrechten Ebene mit dem einen oder anderen von zwei länglichen Kontaktstücken 52, 53 in Kontakt kommen kann, welche einen Teil der gesonderten Steuerkreise des Motors (Relais 45) bzw. des Luftrückströmventils (Relais 46) bilden, oder eine neutrale Zwischenstellung, die der Neutralstellung des Teleskopfederungselements entspricht, einnehmen kann.

Die Vorrichtung sei zunächst unter der Annahme einer mittleren Belastung des Kraftfahrzeugs im Stillstand desselben bei sich in seiner Mittel- oder Neutralstellung befindendem Teleskopfederungselement betrachtet. Der Druck der verdichteten Luft im Federungselement (Kammer 16) ist daher für den Ausgleich der Belastung in dieser Stellung ausreichend. Wenn die Belastung vermindert wird, hat die elastische Kraft der verdichteten Luft das Bestreben, den Bodenabstand des Fahrgestells durch Ausdehnung des Teleskopfederungselements zu ver-

größern, was zur Folge hat, daß der Kontakt 51 mit dem Kontakt 52 zusammenkommt, wodurch der das Relais 45 enthaltende Steuerkreis geschlossen wird. Wenn dieser Kontakt aufrechterhalten bleibt, spricht das Verzögerungsrelais 45 an, so daß sich der Kontakt 43 schließt, wodurch der Motor gespeist und der Verdichter in Gang gesetzt wird. Durch den Übertritt verdichteter Luft aus der Kammer 16 in die Kammer 17, der durch den Verdichter bewirkt wird, wird der auf den Kolben des Teleskopfederungselements wirkende Druck verringert, so daß sich dieser zurückbewegt, bis der Kontakt 51 wieder seine Neutralstellung einnimmt, und die Federung wieder ihre ursprüngliche Weichheit erhalten hat. Umgekehrt

Wie ersichtlich, ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform die Steuereinrichtung außerhalb des Gehäuses angeordnet, wobei die Schäften und 31 durch eine Wand des letzteren geführt sind, für welchen Zweck Lippeninnendichtungen 60, 61 vorgesehen sind, die, wie in Verbindung mit den Dichtungen des Verdichters beschrieben, angeordnet sind. Die in Fig. 3 dargestellte Steuereinrichtung kann jedoch auch innerhalb des Gehäuses angeordnet werden, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der Fall ist. Was ihre Arbeitsweise betrifft, so ist sie, wenn sich der Motor in Richtung des Pfeiles F dreht, ohne Wirkung auf das Luftrückströmventil, da das Bremsband 55 auf der Trommel 54 gleitet und der

führt eine Erhöhung der Belastung des Kraftfahr- 15 Verdichter allein betätigt wird. Der Verdichter wird zeugs zum Absinken des Fahrgestells durch Zusam- auch im umgekehrten Drehsinn des Motors betätigt,

mendrückung des Teleskopfederungsorgans, so der bewegliche Kontakt 51 mit dem Kontaktstück 53 zusammenkommt, wodurch der das Relais 46 enthaltende Steuerstromkreis geschlossen wird. Wenn dieser Kontakt andauert, spricht das Verzögerungsrelais 46 an und wird der Kontakt 44 geschlossen, so daß der Elektromagnet gespeist wird. Das Öffnen des Luftrückströmventils ermöglicht einen Rückfluß eines Teils der in der Kammer 17 vorher überverdichteten Luft zur Kammer 16, was eine Druckerhöhung zur Folge hat, die auf den Kolben des Teleskopfederungselements wirksam wird, so daß sich dieses ausdehnt, bis der Kontakt 51 wieder seine Neutralstelluns einjedoch wird in diesem Fall das Luftrückströmventil unter der Zugwirkung des Bandes 55 angehoben, das infolge seiner Reibung auf der Trommel 54 das Bestreben hat, sich im Drehsinn derselben entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles F zu verlagern. Da der durch das Luftrückströmventil freigegebene Durchtrittsquerschnitt verhältnismäßig groß ist, ist die Betätigung des Verdichters auch für diesen Drehsinn des Motors praktisch ohne Wirkung. Die Betätigung des Verdichters könnte dadurch vermieden werden, daß die Kurbel 36 mit der Motorwelle mit Hilfe einer Freilaufvorrichtung verbunden wird, die einen Drehantrieb der Kurbel nur in Richtung des

genommen und die Federung wieder ihre Ursprung- 30 Pfeiles F gewährleistet,
liehe Weichheit erhalten hat. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform

Die Verwendung von Verzögerungsrelais verhin- besteht das Gehäuse 10 aus einem Zylinder, der zwei

Teile 63 und 64 von im wesentlichen gleicher Länge, jedoch geringfügig verschiedenen Durchmessern auf-35 weist, derart, daß zwei Stufen 65 und 66 vorhanden sind, die zur Auflage einer Trennwand 67 dienen. Diese Trennwand besteht aus einer Scheibe, deren Umf angsfiäche so bearbeitet ist, daß sie eine Nut 68 zwischen zwei Wangen 69 und 70 aufweist, von 40 denen die erste einen Durchmesser hat, der demjenigen des Zylinders zwischen den beiden Stufen entspricht, so daß sie auf der untersten Stufe 65 aufruhen kann, während die zweite Wange den gleichen Durchmesser wie der Zylinderteil 64 hat, so daß sie dichters über ein in einer Richtung wirkendes Ge- 45 als Abstützung für einen Dichtungsring 71 in der Nut triebe betätigt wird, wobei der Drehsinn des Motors 68 von gleichem Durchmesser dient und diesen umgekehrt wird, je nachdem der Verdichter ohne gegen die obere Stufe 66 drückt. Die Trennwand 67 das Luftrückströmventil betätigt oder das letztere ge- trennt daher die beiden Teile 63 und 64 des Zylinders öffnet werden soll. Das in einer Richtung wirkende dichtend und begrenzt eine den Raum 63 bildende Getriebe kann, wie dargestellt, aus einer Bandbremse 50 Kammer von veränderlichem Volumen sowie den bestehen, deren Trommel 54 mit der Motorwelle fest oberen Raum des Federungszylinders. Eine Kammer

dert, daß während der Fahrt des Fahrzeugs die Schwingungen der Federung, die eine rasche Hin- und Herbewegung des Kontakts 51 zwischen den Kontakten 52 und 53 zur Folge haben, kein wechselweises Schließen der Steuerkreise bewirken. Es bleibt daher nur die Mittelstellung des Teleskopfederungsorgans wirksam, d. h. die Stellung, um die letzteres schwingt und die von der Belastung des Fahrzeugs abhängt.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform weicht von der vorangehend beschriebenen dadurch ab, daß das Luftrückströmventil durch den Motor des Ververbunden ist, welche die den Verdichter betätigende Kurbel 36 trägt, wobei das Bremsband 55 mit seinem einen Ende mit einer Feder 56 verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit einem Hebel 57, der um eine feste Achse 58 schwenkbar ist und mit dem Schaft des Luftrückströmventils durch eine gleitende Anlenkung 59 (beispielsweise aus einem beweglichen Stift in einem Langloch des Hebels) verbunden ist.

von festem Volumen wird durch den oberen Teil 64 des Gehäuses gebildet, der an seinem oberen Ende durch eine zweite dichtende Trennwand 72 abgeschlossen ist. Letztere ist mit der Trennwand 67 durch Säulen 73 verbunden, wobei ihre Abdichtung in ähnlicher Weise sichergestellt ist. Das Ganze wird durch Druckschrauben 74 eines Deckels 75 zusammengehalten, der am Gehäuse in an sich bekannter Weise

Die Umkehrung des Motors kann mit Hilfe beliebiger 60 dadurch befestigt ist, daß Innensegmente 76 seines

an sich bekannter Mittel erfolgen, so daß der Speisestrom dem Motor über die eine oder die andere der beiden Speiseleitungen, in denen sich die Relais 45 und 46 befinden, zugeführt wird. Der Motor kann beispielsweise zwei entgegengesetzt wirkende Feldwicklungen aufweisen, oder es kann die Stromrichtung in der Feldwicklung bzw. im Anker durch einen durch ein Relais betätigten Umschalter geändert werden.

Randes 77 Segmente 78 übergreifen, die von der Wand des Gehäuses abstehen.

Der Boden 62 des Gehäuses ist mit einem Ventil für das Einleiten verdichteter Luft in den abgedichteten Raum versehen. Der Übertritt verdichteter Luft zwischen den Kammern 63 und 64 durch die Trennwand 67 hindurch in entgegengesetzten Richtungen wird mit Hilfe eines Verdichters und eines

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Ventils bewirkt, die durch einen Umkehrmotor 80, Kammer 63 unter Anhebung des Ventils 96 ansaugt, der in der Kammer 64 angeordnet ist, gesteuert während er bei seinem Abwärtshub Luft in die Kamwerden, mer 64 unter Anhebung des Ventils 105 verdrängt.

Der Motor 80, der in beliebiger Weise, beispiels- Die Feder 99 des Ventils 96 ist eine schwache Feder, weise durch isolierte, in eine Wand der Kammer 64 5 die nur die Aufgabe hat, dieses auf seinen Sitz zueingesetzte Kontakte, mit den außerhalb angeord- rückzuführen.

neten Speiseleitungen, die vorangehend in Verbin- Um in der umgekehrten Richtung den Übertritt

dung mit Fig. 3 beschrieben wurden, verbunden wer- einer bestimmten Menge verdichteter Luft aus der den kann, ist auf die Trennwand 67 in einer Mittel- Reservekammer 64 in die Kammer 63 von veränderlage aufgeschraubt. Die Drehzahl des Motors ist io lichem Volumen zum Ausgleich einer Zunahme der durch ein Zahnraduntersetzungsgetriebe stark herab- Belastung der Federung sicherzustellen, ist, wie bei gesetzt, das auf einer Platte 81 angeordnet ist und, den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, ausgehend von einem auf die Motorwelle aufgekeilten ein Luftrückströmventil vorgesehen, dessen Öff-Ritzel 82, ein frei drehbares Zwischenzahnrad 83, 84 nungsbewegung jedoch durch das Drehmoment des und zwei frei drehbare Endzahnräder 85 aufweist, 15 Motors 80 ohne Drehung sichergestellt wird, wie welch letztere symmetrisch angeordnet sind und zu- nachstehend näher beschrieben wird,
einander um 180° versetzte Kurbelzapfen 86 für zwei Dieses Luftrückströmventil bedeckt die Mündung

Stangen 87 tragen, welche den Kolben von zwei einer Verbindungsbohrung 111 von der Kammer 64 kleinen Verdichterzylindern (Fig. 6) betätigen. zur Kammer 63. Diese Verbindungsbohrung erstreckt

Jeder Verdichterzylinder besteht aus einem Dreh- 20 sich durch die Trennwand 67 in der Mitte zwischen teil, dessen Außenfläche 88 an seinem einen Ende den beiden Verdichterzylindern. Das Rückströmmit einem Bund 89 ausgebildet ist und der vom an- ventil weist einen zylindrischen Teil 112 von größerem deren Ende aus auf einem Teil 90 mit einem Gewinde Durchmesser als die Bohrung 111 sowie eine sich versehen ist. Dieser Drehteil, der durch die Trenn- durch die Trennwand 67 in der Bohrung 111 erwand 67 von deren der Kammer 64 zugekehrter Seite 25 streckende Stange auf, die in ein mit einem Gewinde in eine glatte Bohrung eingesetzt ist, deren Ein- versehenes Sackloch des zylindrischen Teils mit ihrem trittsende eine dem Durchmesser des Bundes ent- oberen mit einem Gewinde versehenen Ende 113 von sprechende Erweiterung aufweist, ist durch eine kleinerem Durchmesser eingeschraubt ist. Von dem Mutter 91 gesichert, die auf den erwähnten Gewinde- mit einem Gewinde versehenen Ende ab hat die teil aufgeschraubt ist und den Bund gegen einen 30 Stange den Durchmesser der Bohrung 111 auf einem Dichtungsring 92 am Grund der Erweiterung an- Teil 114, dessen Länge die Dicke der Trennwand 67 drückt. Eine Bohrung 93, die zu dem den Bund tra- um einen gewissen Betrag Z überschreitet. Auf einem genden Ende hin offen ist und an ihrem anderen Teil 115, der mit einem Kopf 116 endet, hat die Ende einen Boden 94 aufweist, bildet den Zylinder. Stange einen größeren Durchmesser und ist von einer Der Boden 94 weist in seiner Achse eine mit einem 35 Rückstellfeder 117 umgeben, die sich zwischen dem Ventil versehene Lufteintrittsöffnung 95 auf. Dieses Kopf 116 und der Unterseite der Trennwand 67 abVentil wird durch eine dünne Scheibe 96 gebildet, als stützt. Zwei einander diametral gegenüberliegende deren Sitz eine ringförmige Zone des Bodens 94 Abflachungen 118 erstrecken sich über die volle dient, die sich um eine Aussparung 97 des Bodens Länge des Teils 114 und teilweise über den Teil 115 herum erstreckt. Die Scheibe 96 ist auf das Ende einer 40 und bilden längs der Stange in der Bohrung 111 Stange 98 aufgenietet, die sich frei durch die Öffnung Luftdurchtrittskanäle. Eine am oberen Ende des 95 erstreckt und die an ihrem nach außen über- Teils 114 ausgebildete Schulter drückt an der Unterstehenden Ende von einer Feder 99 umgeben ist, seite des Ventils 112 gegen einen Gummiring 119, welche durch eine auf ihr mit Gewinde versehenes der die Abdichtung des Ventils gewährleistet, das Ende aufgeschraubte Mutter 100 gehalten wird. 45 durch die Wirkung seiner Feder 117 geschlossen ge-

Jeder Verdichterkolben wird durch einen zylindri- halten wird und gegen die Oberseite der Trennwand sehen Teil 101 gebildet, dessen Durchmesser dem 67 um die Mündung der Bohrung 111 aufliegt.
Bohrungsdurchmesser des Zylinders entspricht und Am oberen Teil des Luftrückströmventils 112

der in einer Nut einen Dichtungsring 102 trägt. Der (Fig. 5 und 6) ist eine breite und tiefe Nut 120 vorzylindrische Teil 101 weist drei gleichachsige Boh- 50 gesehen, die von einer Platte 121 begrenzt wird, rangen von abgestuften Durchmessern auf, von denen welche mit dem Ventil durch den Schaft 122 verdie kleinste 103 in den Zylinder mündet. In der fol- bunden ist. Eine Achse 123 mit einem mit einem genden Bohrung 104 ist ein Gummiventil gleitbar, Gewinde versehenen Ende, die in die Wand 81 dessen konisches Ende als Sitz den Rand der durch etwa in der Höhe der Platte 121 und seitlich derdie Bohrgungen 103 und 104 gebildeten Schulter hat 55 selben eingeschraubt ist, dient als fester Drehzapfen und dessen Seiten Luftdurchtrittskanäle 106 auf- für einen Hebel mit zwei entgegengesetzten Armen, weisen. In den Grund der letzten Bohrung 107 ist eine nämlich für einen kurzen abgewinkelten Arm, der in Scheibe 108 eingepreßt, durch die sich eine Stange einem Finger 124 endet, welcher in die Nut 120 unter

109 frei erstreckt, auf die das Ventil aufgeschoben der Platte 121 eingreift, und einem langen geradist und die als Schaft für dessen Führung dient. In 60 linigen Arm 125, der sich in den Raum zwischen derdie Bohrung 107 erstreckt sich ferner die Stange 87, jenigen Stange 87 und deren Endzahnrad 85 erstreckt, die den Kolben betätigt und an einem Querzapfen die beide sich auf der gleichen Seite des Ventils 112

110 angelenkt ist. wie der Drehzapfen 123 des Hebels befinden, und Der vorangehend beschriebene aus zwei Zylindern zwar in den Wirkungsbereich eines auf der Stange 87

bestehende Verdichter ermöglicht den Übertritt ver- 65 vorgesehenen Stiftes 126. Der Drehzapfen 123 ist von dichteterLuft aus derKammer63 von veränderlichem einer Schraubenfeder 127 umgeben, deren eines Ende Volumen in die Reservekammer 64, wobei jeder 128 in die Wand 81 eingesetzt ist und die sich mit Kolben 101 bei seinem Aufwärtshub Luft aus der ihrem anderen Ende 129 gegen den Arm 125 des

Claims (5)

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Hebels abstützt, um den Finger 124 unter der Platte bei den bekannten Vorrichtungen durch Luftverdich- 121 in Anlage zu halten, ohne daß die dabei ausge- tung, ausgehend vom Außenluftdruck, mit HiKe einer übte Kraft jedoch so groß ist, daß die Kraft der Pumpen- oder Verdichtungsanlage erzielt werden Feder 117 überwunden wird, durch die das Luft- kann, die einen Teil der Ausrüstung des Kraftfahrrückströmventil in seiner Schließstellung gehalten 5 zeugs bildet. Außerdem wird bei den Druckverändewird. rungen, die sich aus einem Übertritt verdichteter Luft Wenn infolge einer Verringerung der Belastung der zwischen den beiden einen abgedichteten Raum bil-Federung die Ausdehnungskraft derselben eine An- denden Kammern ergeben, jede Gefahr von Luftverhebung des Fahrgestells des Kraftfahrzeugs über seine lusten, die durch Leitungsanschlüsse verursacht wer-Lage bei normaler Federweichheit herbeiführt, ent- io den, vermieden und braucht kein Luftfilter oder Luftspricht die Stromversorgung des Motors 80 dem trockner vorgesehen zu werden, da die zur Füllung durch den Pfeil / in Fig. 6 angegebenen Drehsinn. verwendete Luft in der ortsfesten Anlage gereinigt Die Stangen 87 werden in Bewegung gesetzt und trifft wird.

der Stift 126 bei jeder Umdrehung auf den Arm 125 Nachstehend sei ein Zahlenbeispiel gegeben, um auf. Hierdurch wird dieser verschwenkt, was zur 15 die mit Hilfe der die Erfindung bildende Vorrich-Folge hat, daß sich der Finger 124 von der Platte tung bestehenden Möglichkeiten darzulegen. Wenn 121 des Luftrückströmventils entfernt, so daß dieser die Abmessungen des Federungsorgans derart sind, sich infolge der Breite der Nut 122 frei nach unten daß der zum Ausgleich der statischen Belastung erbewegen kann. Der Motor kann sich daher in der forderliche Druck zwischen 10 und 20 kg/cm² für die Richtung des Pfeiles / drehen, wobei er bei jeder 20 Höchstbelastungen des Fahrzeugs liegt und die ReUmdrehung eine Schwenkbewegung des Steuerhebels servekammer das gleiche Volumen wie die Kammer des Ventils 112 bewirkt, ohne dieses zu betätigen. Die von veränderlichem Volumen hat, und wenn sich die Kolben des Verdichters führen eine wechselweise zu- Federung in ihrer Neutralstellung befindet, geschieht einander um 180° versetzte Bewegung aus und ge- das Auffüllen auf den stärksten Druck, nämlich auf währleisten den Übertritt verdichteter Luft aus dem 25 20 kg/cm². Bei der Mindestbelastung muß der VerRaum 63 in den Raum 64. Die Verringerung der dichter verdichtete Luft aus der Kammer von ver-Menge der verdichteten Luft in der Kammer von änderlichem Volumen in die Reservekammer ververänderlichem Volumen der Federung verringert die drängen, bis der Druck in der ersten auf 10 kg/cm² Stützkraft derselben, so daß das Fahrgestell des abgefallen ist und der Druck in der Reservekammer Fahrzeugs wieder in die Stellung bei normaler Feder- 30 daher etwa 30 kg/cm² beträgt, so daß das Verdichweichheit zurücksinkt und der Motor zum Stillstand tungsverhältnis im wesentlichen nicht höher als 3:1 kommt. ist. Ein solches Verdichtungsverhältnis kann leicht Wenn dagegen die Belastung der Federung zu- mit HiEe eines Kolbenverdichters der beschriebenen nimmt, verursacht das Absinken des Fahrgestells des Art erreicht werden.

Kraftfahrzeugs unter die Stellung bei normaler Feder- 35 Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß der Ein-

weichheit eine Stromversorgung des Motors 80, so bau nicht unbedingt so erfolgen muß, wie voran-

daß sich dieser in der dem Pfeil/ entgegengesetzten gehend beschrieben, daß der Druck in der Kammer

Richtung dreht. Bei der ersten Umdrehung der Zahn- von veränderlichem Volumen im Ruhezustand der

räder 85, wenn die den Stift 126 tragende Stange 87 Federung niedriger als der oder gleich dem in der

sich abwärts bewegt, greift der letztere am Arm 125 40 Reservekammer ist. Es kann auch eine umgekehrte

des Hebels an und verschwenkt diesen im Uhrzeiger- Anordnung vorgesehen werden, wobei der Verdichter

sinn. Dies hat zur Folge, daß der Finger 124 die mit Bezug auf die Trennwand zu eine der dargestell-

Platte 121 anhebt, so daß das Luftrückströmventil ten symmetrische Lage hat (was auch für das Luft-

112 angehoben wird, bis der Teil 115 von großem rückströmventil gilt). In diesem Fall muß der Füll-

Durchmesser ihres Schaftes an der Trennwand 67 45 druck der Mindestbelastung entsprechen. Diese An-

zur Anlage kommt. Solange der Motor 80 jedoch ge- Ordnung ist jedoch offensichtlich weniger vorteilhaft

speist wird, hält sein auf den Hebel 125 ausgeübtes als die beschriebene. Drehmoment das Ventil 112 offen, so daß die überverdichtete Luft aus der Kammer 64 abströmt, und

zwar wegen des sehr kleinen Durchtrittsquerschnitts, 50 PATENTANSPRÜCHE: der durch die Abflachungen 118 des Ventilschaftes in

der Bohrung 111 begrenzt wird, in geringen Mengen. 1. Hydraulisch-pneumatische Aufhängung für Durch den Zustrom verdichteter Luft in die Kammer Kraftfahrzeuge mittels eines Luftfederungs-63 nimmt der Druck in derselben zu, so daß die Aus- elements, das eine Vorrichtung zur Korrektur der dehnungskraft der Federung zunimmt. Dies hat zur 55 Federstärke aufweist, bei welcher die Federluft-Folge, daß das Fahrgestell des Kraftfahrzeugs ange- kammer mit einer Reserveluftkammer über zwei hoben wird, bis es seine Stellung bei normaler Feder- im entgegengesetzten Sinn durchströmte Luftweichheit erreicht, was zur Folge hat, daß der Motor Strömungswege verbunden ist, von denen der eine abgeschaltet wird, so daß sich das Luftrückström- einen Verdichter und der andere ein Rückströmventil wieder schließen kann. 60 ventil enthält, welche jeweils durch ein Organ ge-Bei den drei beschriebenen Ausführungsformen steuert sind, das auf die Veränderungen der Höhe geschieht die Veränderung des Drucks im Teleskop- der Kraftfahrzeugkarosserie in bezug auf den federungselement zur Korrektur der Veränderungen Rahmen anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweichheit infolge einer Veränderung der die beiden Kammern (16,17 oder 63, 64) einan-Belastung von einem der Höchstbelastung des Fahr- 65 der benachbart und durch eine Trennwand (12 zeugs entsprechenden Fülldruck aus. Das Füllen er- oder 67) getrennt sind, durch die zwei zueinander folgt mit Hilfe einer ortsfesten Anlage, wobei der parallele Leitungen hindurchführen, von denen Druck wesentlich höher liegen kann als der, welcher die eine den Zylinder (26 oder 93) eines Verdich-

terkolbens (20 oder 101) und Ventile (22,23 oder 96,105) und die andere ein federbelastetes Ventil (29 oder 112) aufweisen, und daß ein gemeinsamer, in beiden Richtungen drehbarer Elektromotor (37 oder 80) den Verdichterkclben unmittelbar und das Ventil unter Zwischenschaltung eines Mechanismus mittelbar steuert.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichterkolben (101) mit seinem Zylinder (93) in die Trennwand (67) eingesetzt sind und der Zylinder mit seinem Boden. (94) in die Federluftkammer (63) hineinragt, daß der Boden (94) einen mit einem federbelasteten Ventil (96) versehenen Lufteinlaß (95) aufweist und daß der Kolben (101), der über die zur Reserveluftkammer(64) hin offene Durchflußöffnung hinausragt, einen mit einem Ventil (105) versehenen Luftauslaß (103) aufweist (Fig. 6).

3. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter aus einem Differentialkolben (20, 21) besteht, dessen Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern frei in zwei entsprechenden gleichachsigen Bohrungen (18, 19) der Trennwand (12) gleitbar gelagert sind, der Boden der Bohrung von größerem Durchmesser (18) einen Verdichtungsraum bildet, der von den beiden Kammern (16,17) durch im gleichen Sinne wirkende Lippendichtungen (22, 23) isoliert ist, die jeweils gegen die Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern des Kolbens angedrückt sind (Fig. 2).

4. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrückströmventil (112) auf einer Dichtung an der Mündung zur Reserveluftkammer (64) einer Verbindungsbohrung (111) mit der Federluftkammer (63) gelagert ist und einen Schaft trägt, der in die Bohrung durch einen Abschnitt mit gleichemDurchmesser(114) hineinragt und in die Luftströmungskanäle (118) eingeschnitten sind (Fig. 6).

5. Aufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrückströmventil (112) im Öffnungssinn der Wirkung eines Armes (124) eines Schwenkhebels ausgesetzt ist, dessen anderer Arm (125) sich in die Laufbahn eines Stiftes (126) erstreckt, der von einem Organ (87) des den Verdichter betätigenden Mechanismus gehalten ist und die Schwenkbewegung des Hebels im Öffnungssinn des Ventils (112) nach dem Öffnen des letzteren durch einen Anschlag (115) begrenzt ist, derart, daß die Motordrehung im Drehsinn (entgegengesetzt zu /), der die Öffnungsbewegung herbeigeführt hat, blockiert wird (Fig. 6).

In Betracht gezogene Druckschriften:
DeutscheAuslegeschriftenNr. 1001127, 1 004 943, 325.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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