DE1145937B - Geschlossenes Federungssystem, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge mit Luft- oder Gasfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf ein geschlossenes Federungssystem mit Luft- oder Gasfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Saugseite eines Verdichters mit einem Auslaßventil eines Ausgleichventils für die Luftfeder verbunden ist. Aufgabe der Erfindung ist die Aufrechterhaltung und Regelung des Arbeitsdruckes in den Luftfedern, ohne daß ein dauernder Antrieb des Verdichters nötig ist.

Es sind geschlossene Luftfederungssysteme bekannt, d. h. solche Systeme, bei denen die aus den Luftfedern ausströmende Luft nicht an die Atmosphäre abgegeben wird, sondern der Saugseite eines Verdichters zugeleitet in diesem auf den Arbeitsdruck des Systems oder einen höheren Druck verdichtet und in einem Druckluftbehälter gespeichert wird. Bei solchen Anlagen ist es auch bekannt, dem Verdichter ein druckabhängiges Lufterneuerungsventil vorzuschalten, welches unterhalb eines einstellbaren Mindestdruckes öffnet. Der Verdichter saugt daher nicht dauernd Außenluft an, er bleibt jedoch immer angetrieben und bedingt damit beträchtliche Ventilationsund Reibungsverluste. Außerdem wirkt er als Geräuschquelle.

Es ist ferner ein geschlossenes Luftfederungssystem bekannt, bei dem der Verdichter über einen jeder Luftfeder zugeordneten mechanischen Höhentaster einschaltbar ist. Der Verdichter wird dadurch zwar bei normalen Fahrzuständen nicht angetrieben, er wird jedoch bei starker Be- oder Entlastung einer Feder ohne Rücksicht auf das Gesamtdruckniveau eingeschaltet; dies bedingt die Anordnung von Mehrwegeventilen an jeder Luftfeder, um den Verdichter wahlweise auf eine Feder oder den Druckluftbehälter arbeiten zu lassen. Solche Mehrwegeventile, beispielsweise Drehschieberventile, sind gegenüber Einwegventilen, wie sie bei der Erfindung benutzt werden können, weniger funktionssicher.

Demgegenüber erfolgt die Ein- und Ausschaltung des Verdichters bei der Erfindung druckabhängig. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Elektro-Antriebsmotor des Verdichters einerseits durch einen in Abhängigkeit vom Druck des Auslaßkanals des Federluft-Ausgleichventils betätigten einstellbaren Niederdruckluftschalter und andererseits durch einen auf den Druck im Druckluftbehälter ansprechenden Hochdruckluftschalter ein- und ausschaltbar ist. Das Einschalten erfolgt dabei bei Überschreiten eines einstellbaren Druckes im Auslaßkanal durch den Niederdruckschalter und bei Unterschreiten eines bestimmten Druckes im Druckluftbehälter durch den Hochdruckschalter, während bei allen übrigen Druckzuständen der Verdichter ausgeschaltet ist.

Geschlossenes Federungssystem,

insbesondere für Kraftfahrzeuge

mit Luft- oder Gasfedern

Anmelder:

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

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Januar 1958 (Nr. 709 009)

Henry T. Szostak, Dearborn, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Weitere Vorteile der Erfindung werden in der Beschreibung unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Abb. 1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugrahmenteiles, einschließlich des erfindungsgemäßen Luftfederungssystem;

Abb. 2 ist eine schematische Darstellung der Luftleitungen;

Abb. 3 ist eine schematische Darstellung des elektrischen Stromkreises;

Abb. 4 ist eine schematische Teildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In der Abb. 1 ist ein Seitenrahmen 11 des Kraftfahrzeugs dargestellt. Ein Lenker 12 ist am Anlenkpunkt 13 mit dem Rahmen gelenkig verbunden, und sein rückwärtiges Ende unterstützt in bekannter Weise die Hinterachse 14 mit den Rädern 16. Eine Luftfeder 17 stützt die Räder 16 elastisch gegenüber dem Rahmen ab und enthält teleskopische Glieder 18, 19, die am Seitenrahmen 11 bzw. am Lenker 12 befestigt sind. Ein Federluft-Ausgleichventil 21 ist starr am Seitenrahmen 11 befestigt. Eine Steuerwelle 22 des Ausgleichventils ist mit einem Steuerarm 23 verbunden, welcher seinerseits mit einem zum Differentialgehäuse 26 führenden Arm 24 verbunden ist. Es ist aus der Abb. 1 ersichtlich, daß das Ausgleichventil 21 in Abhängigkeit des Abstandes vom Rahmen und den Rädern betätigt wird.

Abb. 2 zeigt einen mit Hilfe eines Elektromotors angetriebenen Verdichter 27, der über Druckleitung

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28 mit dem Druckluftbehälter 29 verbunden ist. Die Verdichters 27 abschaltet, so daß eine weitere Luft-Druckleitung 28 enthält ein Rückschlagventil 31, das abfuhr aus der Feder nicht stattfindet, den Rückfluß vom Druckbehälter zum Verdichter Hiermit wird unter allen Umständen der notverhindert, wendige Mindestdruck in. der Luftfeder aufrecht-

Eine weitere Druckleitung 32 verbindet den Druck- 5 erhalten und verhindert, daß die Feder unter beson-

behälter29 mit dem Ausgleichventil 21, und das deren Umständen einen übermäßig kleinen Druck

letztere ist über die Luftleitung 33 mit der Luftfeder aufweist, wie es z. B. beim Ansetzen eines Wagen-

17 verbunden. Das Ausgleichventil 21 steht ebenfalls hebers bzw. beim Aufbringen eines Fahrzeugs auf ein

über die Auslaßleitung 34 mit der Saugseite des Ver- Hebewerk der Fall sein könnte. Bei bekannten Luftdichters in Verbindung. io federungssystemen würde die Luftfeder vollständig

Das Ausgleichventil 21 ist von bekannter Kon- unter vorgenannten extremen Bedingungen geleert

struktion. Es besteht beispielsweise aus einem Einlaß- werden. Eine Nachfüllung der Feder wäre dort immer

ventil 36, welches in an sich bekannter Weise bei erforderlich. Aber auch bei bekannten geschlossenen

übermäßig niedriger Fahrzeuglage geöffnet wird, so Systemen, bei denen die Druckluft aus der Feder zu daß die Druckluft vom Druckbehälter 29 zur Wieder- 15 einem Niederdruckbehälter abgeführt wird, wäre eine

herstellung der normalen Fahrzeughöhe der Luft- Nachfüllung erforderlich.

feder 17 zugeleitet wird. Ein Auslaßventil 37 ist eben- Druckluftbehälter 29 dient zur Speicherung der falls im Ausgleichventil vorhanden und derart an- Vorratsluft, die sich aus der Differenz der erfordergeordnet, daß es bei übermäßig hoher Lage des Fahr- liehen Luftmenge für nichtbeladene und vollbeladene zeugs geöffnet wird, so daß Druckluft von der Luft- 20 Fahrzeuge ergibt; wenn z. B. das Fahrzeug voll be^- feder zur Wiederherstellung der normalen Fahrzeug- laden ist, wird die normale Fahrzeughöhe durch Erläge abgeführt wird. höhung der Luftmenge in der Luftfeder aufrecht-

Wenn auch in der Abbildung nur eine einzige Luft- erhalten. Somit ist die Luftmenge im Druckbehälter feder dargestellt ist, braucht die Erfindung keinesfalls am niedrigsten, und dementsprechend nimmt auch der darauf eingeschränkt zu sein, sondern es können 25 Druck im Behälter den niedrigsten Wert an. Beim selbstverständlich eine Anzahl von Luftfedern für die entladenen Fahrzeug kann jedoch die normale Fahrverschiedenen Räder vorgesehen sein und dement- zeughöhe mit der niedrigsten Luftmenge in den Luftsprechend eine Anzahl von Ausgleichventilen zui federn aufrechterhalten werden, und die Vorratsluft Steuerung dieser Luftfedern benutzt werden. wird vom Verdichter zum Druckbehälter gefördert, in

Aus Abb. 2 ist es noch ersichtlich, daß beim er- 30 welchem dann der Druck ansteigt. Somit schwankt findungsgemäß geschlossenen Federungssystem in b&- die Höhe des Druckes zwischen Minimal- und Maxl·- kannter Weise die Zuführung von Außenluft nur im malwerten, z. B. zwischen 150 und 200 psi. Durch die Falle von undichten Stellen im System erforderlich Aufrechterhaltung des Druckes zwischen vorbestimmwird. Diese Lufterneuerung kann über ein Ventil 38 ten Werten arbeitet das Federungssystem zufriedenerfolgen, wobei die Luft dem Druckluftbehälter 29 35 stellend, ohne daß ein in bekannten Federungsmit Hilfe des Verdichters 27 zugeleitet wird. Das ist systemen sonst erforderliches Druckventil benötigt nur möglich, wenn der Druck im Druckbehälter einen würde.

vorbestimmten Wert unterschreitet. Diese Druck- In Abb. 3 wird das elektrische Leitschema für das

kontrolle wird durch einen Hochdruckluftschalter 39 Luftfederungssystem nach Abb. 2 dargestellt. Danach

am Druckbehälter 29 überwacht, welcher bei Unter- 40 wird der vom Elektromotor angetriebene Verdichter

schreiten des vorbestimmten Luftdruckes den Elektro- 27 entweder über einen Hochdruckschalter 39 bzw.

motor des Verdichters 27 einschaltet. Der Druck- einen Niederdruckschalter 41 eingeschaltet. Hierbei

schalter kann z. B. für 150 psi ausgelegt sein. wird die erforderliche elektrische Spannung von

Der Druckbehälter ist unmittelbar mit dem Einlaß- einem Zündkontakt 42 des Fahrzeug-Zündsystems

ventil 36 über die Druckluftleitung 32 derart verbun- 45 geliefert. Der Hochdruekschalter 39 betätigt den Ver-

den, daß der erforderliche Luftdruck stets verfügbar dichter-Elektromotor nur dann, wenn das System

ist und sofort beim geöffneten Einlaßventil 36 der einen Druckabfall infolge undichter Stellen erleidet,

Luftfeder 17 zugeführt werden kann. Bei geöffnetem während der Niederdruckluftschalter 41 den Verdich-

Auslaßventil 37 steht die Luftfeder immer mit der ter immer dann einschaltet, wenn der Niveauausgleich

Auslaßleitung34 in Verbindung, jedoch kann die Luft 50 die Abführung von Luft aus der Luftfeder erfordert,

aus der Feder nur beim angetriebenen Verdichter 27 Obgleich der Niederdruckschalter 41 zur Betätigung

abgeführt werden. Um diese Forderung zu gewähr- des Verdichters an sich auf einen relativ niedrigen

leisten, ist ein Niederdruckluftschalter 41 vorhanden Arbeitsdruck eingestellt werden könnte, wird er

und an der Auslaßleitung 34 derart angeordnet, daß zweckmäßig jedoch auf einen mittleren Arbeitsdruck

er den Elektromotor des Verdichters 27 immer dann 55 eingestellt.

einschaltet, wenn der Druck in der Auslaßleitung 34 Erforderlichenfalls kann ein elektrischer Schalter einen vorbestimmten Wert überschreitet. Der letzt- 43 für die Zeitverzögerungseinrichtuog dem Stromgenannte Wert beträgt etwas weniger als der normale kreis beigefügt werden. Ohne einen Schalter für die Federdruck, so daß der Verdichter immer bei ge- Zeitverzögerung wäre eine Betätigung des Niederöffnetem Auslaßventil in Tätigkeit gesetzt wird und 60 druckschalter bei abgeschalteter Zündung nicht die Luft aus der Luftfeder abführt. möglich. Wenn nämlich Fahrgäste das Fahrzeug nach Der für einen niedrigeren Druck ausgelegte Druck- abgeschalteter Zündung verlassen, würde dasselbe luftbehälter 41 kann z. B. bei 50 psi betätigt werden, nicht die Normalhöhe einnehmen, sondern eine überwobei der normale Druck der Luftfeder etwa 80 psi mäßig hohe Lage. Diese wäre aus ästhetischen Grünbeträgt. Somit ist ersichtlich, daß, wenn der Druck 65 den unerwünscht und deshalb wird der Zeitverzögein der Luftfeder und in der Auslaßleitung 34 bei fort- rungsschalter am Stromkreis angeordnet, damit der gesetzter Luftabfuhr unter 50 psi fällt, der Nieder- Niveauausgleich auch während einer begrenzten Zeit druckluftschalter 41 selbsttätig den Antriebsmotor des nach Abschaltung der Zündung ermöglicht wird.

Während dieses Zeitintervalls kann der Verdichter arbeiten und die Luft aus den Luftfedern bis zur Erreichung der normalen Fahrzeughöhe abführen.

Abb. 4 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. Hier ist ein Ventil 44 vorgesehen, das in der Druckluftleitung 32 zwischen Druckbehälter und Ausgleichventil 21 angeordnet ist. Ventil44 kann über eine Druckluftleitung 46 mit dem Ansaugrohr des Fahrzeug-Verbrennungsmotors in Verbindung stehen und dermaßen eingestellt werden, daß es die Druckluftleitung 32 immer beim arbeitenden Motor öffnet, bei ausgeschaltetem Motor jedoch schließt. Somit kann eine weitere Zufuhr der Luft vom Druckbehälter zu den Luftfedern bei Anwendung dieses Ausführungsbeispiels bei abgeschaltetem Motor nicht stattfinden. Sowohl in der Beschreibung wie auch den Ansprüchen bedeutet »Luft« jedes geeignete Gas bzw. jede Gasmischung.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Geschlossenes Federungssystem mit Luftoder Gasfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Saugseite eines Verdichters mit einem Auslaßventil eines Ausgleichventils für die Luftfeder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektro-Antriebsmotor des Verdichters (27) einerseits durch einen in Abhängigkeit vom Druck der Auslaßleitung (34) des Federluft-Ausgleichventils (21) betätigten einstellbaren Niederdruckluftschalter (41) und andererseits durch einen auf den Druck im Druckluftbehälter (29) ansprechenden Hochdruckluftschalter (39) ein- und ausschaltbar ist.

2. Federungssystem nach Anspruch 1 für durch Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung angetriebene Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckluftschalter (41) in Schließstellung einen Stromkreis durch den Elektro-Antriebsmotor des Verdichters (27) zwischen einem Kontakt (42) des Zündschalters und Masse schließt.

3. Federungssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Einschaltung eines Verzögerungsrelais (43) zwischen dem Niederdruckluftschalter (41) und dem Kontakt (42) des Zündschalters.

4. Federungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschaltetem Fahrzeugmotor die Druckluftleitung (32) zwischen Druckluftbehälter (29) und Luftfeder (17) durch ein vom Ansaugdruck des Fahrzeugmotors gesteuertes Ventil (44) gesperrt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 015 325;
Zeitschrift: »Automotive Industries«, 1.11.1957, S. 49 bis 51, insbesondere die beiden unteren Bilder auf S. 50 und insbesondere S. 51, Zeilen 14 bis 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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