DE1163166B - Ausgleichseinrichtung fuer Luftfedern an Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: B62d

Deutsche Kl.: 63 c-41

Nummer: 1163 166

Aktenzeichen: F 25461II / 63 c

Anmeldetag: 10. April 1958

Auslegetag: 13. Februar 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichseinrichtung für Luftfedern an Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei oder mehreren parallel an eine Druckluftquelle angeschlossenen, eine gleichbleibende Bodenfreiheit des Fahrzeuges durch Zu- oder Abführen von Luft zu bzw. von nachgeschalteten Luftfedern selbsttätig regelnden Ausgleichventilen mit je einer in der Verbindungsleitung zwischen dem Ausgleichventil und der Luftfeder bzw. den Luftfedern angeordneten, von einem gemeinsamen Steuerorgan pneumatisch steuerbaren Drosseleinrichtung zur stufenweisen Veränderung des Strömungswiderstandes in der Verbindungsleitung und bezweckt einen Ausgleichmechanismus für ein derartiges Aufhängesystem zu schaffen, der selbsttätig ein Nivellieren der ordnungsmäßigen gegenseitigen Stellung zwischen Kraftfahrzeugrahmen und den Fahrzeugrädern ohne Rücksicht auf die Belastung des Kraftfahrzeuges bewirkt. Die Erfindung bezweckt weiter, einen Ausgleichmechanismus zu schaffen, bei dem das Füllen und Entleeren der Luftfedern mit verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten vor sich geht.

Die Erfindung besteht bei Ausgleichseinrichtungen für Luftfedern der eingangs geschilderten Art darin, daß die in an sich bekannter Weise aus einer Drosselstelle und einem durch Druckluft betätigbaren Umgehungsventil gebildete Drosseleinrichtung mit ihrem Betätigungsorgan an die der Auffüllung der Luftfedern dienende Zuluftleitung zu dem vorgeschalteten Ausgleichventil angeschlossen ist, wobei der Druck in der Zuluftleitung durch das Steuerorgan veränderbar ist.

Bei einem vorgeschlagenen Aufhängesystem mit Luftfederung erzeugt ein Kontrollventil in einer Stellung des Ventilorgans eine Luftströmung mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit und in einer anderen Stellung eine Luftströmung mit einer höheren Geschwindigkeit. Das Kontrollventil wird durch den Luftdruck in einer Kontrolleitung betätigt, während eine zweite Leitung Luft zum Füllen der Luftfedern liefert.

Bei der vorliegenden Erfindung ist, um Luft für die Luftfedern zu liefern und um das Kontrollventil zu betätigen, nur eine einzige Leitung erforderlich. Dies wird dadurch erreicht, daß Druckregulierorgane vorgesehen sind, die ein Strömen von Druckluft mit zwei verschiedenen Drücken durch die einzige Leitung ergeben und die Kontrollventilorgane durch die Druckdifferenz betätigt werden.

Einzelheiten und weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt

Ausgleichseinrichtung für Luftfedern an
Kraftfahrzeugen

Anmelder:

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

Als Erfinder benannt:

Charles Haddad, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. April 1957
(Nr. 652 554)

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufhängesystems,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Reglerventil (Steuerorgan),
F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein Ausgleich- und Steuerventil (Umgebungsventil) und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführung eines Steuerventils (Umgehungsventils).

In F i g. 1 bedeutet 11 einen Luftkompressor, mit dem ein Druckluftbehälter 12 aufgefüllt wird. Der Druckluftbehälter 12 ist durch eine Rohrleitung 13 mit einem elektromagnetisch betätigten Regelventil 14 verbunden, das durch Rohrleitungen 16 mit einem Paar vorderer Ausgleichventile 17 und einem zentralen hinteren Ausgleichventil 18 in Verbindung steht.

Die vorderen Ausgleichventile 17 steuern den Zu- und Abfluß der Luft zu und von Luftfedern 19, die in bekannter Weise zwischen dem Fahrzeugrahmen und einem nicht dargestellten tiefer liegenden Aufhängeglied angeordnet sind. Jedes vordere Ausgleichventil 17 ist mittels eines Hebels 21 und eines Lenkers 22 mit einem oberen Tragarm 23 der Vorderradaufhängung verbunden, so daß das Ausgleichventil auf die Veränderung in der gegenseitigen Stellung zwischen Fahrzeugrahmen und den vorderen Fahrzeugrädern ansprechen kann.

Das hintere Ausgleichventil 18 steht mit einem Paar Luftfedern 24 in Verbindung, die zwischen dem Fahrzeugrahmen und hinteren, nicht dargestellten Aufhängegliedern angeordnet sind. Das hintere Ausgleichventil ist mittels eines Hebels 26 und eines Lenkers 27 an das Hinterachsgehäuse 28 angeschlossen, so daß es auf die Veränderungen in der gegen-

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seitigen Stellung zwischen dem Kraftfahrzeugrahmen minderventil 30 bei geschlossenem Magnetventil 40

und den hinteren Fahrzeugrädern anspricht. dafür, daß der Druck, der durch die Rohrleitung 16

Das Steuerorgan 14 steuert die Zufuhr von Luft zu den Ausgleichventilen strömenden Luft wesentlich mit verschiedenen Drücken zu den Ausgleichventilen geringer ist als der Druck im Druckluftbehälter 12. 17, 18, je nachdem, ob der Elektromagnet 29 erregt 5 Wenn alle Kraftfahrzeugtüren geschlossen sind, kann oder entregt ist. Die Eregung des Elektromagneten 29 dieser Druck z. B. in der Größenordnung von erfolgt von einer Batterie her über eine elektrische 9 kg/cm² gegenüber etwa 20 kg/cm² im Druckluft-Leitung 31, in der eine Anzahl parallel geschalteter behälter liegen und wird durch das Steuerorgan 14 elektrischer Kontakte 32 liegt. Jeder Kontakt 32 ist annähernd auf diesem Wert gehalten, mit einer Fahrzeugtür verbunden und kann zweck- io Die Ausgleich ventile 17 und 18 sind gleich ausmäßig, wenn vorhanden, durch den Kontakt gebildet geführt. Es wird deshalb nur eines der Ausgleichsein, der in bekannter Weise beim öffnen der Tür die ventile 17 mit Bezug auf die F i g. 3 beschrieben. In Innenbeleuchtung einschaltet. Es ist zu bemerken, dem Ventilgehäuse 51 befinden sich eine Bohrung 52 daß immer, wenn eine Tür geöffnet wird, einer der für den Anschluß der Rohrleitung 16, eine mit der Kontakte 32 schließt und der Elektromagnet 29 er- 15 Atmosphäre in Verbindung stehende Bohrung 53 regt wird. und eine Bohrung 54 zum Anschluß der zur Luft-

Das Steuerorgan 14 (F i g. 2) besteht aus einem feder 19 führenden Rohrleitung. Druckminderventil 30 und einem dazu parallel lie- Das Ventilgehäuse 51 enthält in den Bohrungen 52 genden Magnetventil 40. Das Steuerorgan weist ein bzw. 53 ein Einlaßventil 56 und ein Auslaßventil 58, Ventilgehäuse 33 auf, das mit einer durchgehenden 20 die den Luftdurchgang von der Bohrung 52 in eine senkrechten Bohrung 34 versehen ist, an welche die Zentralkammer 57 und von dieser zur Bohrung 53 vom Druckluftbehälter 12 kommende Rohrleitung 13 steuern. Das Einlaßventil 56 und das Auslaßventil 58 angeschlossen ist. Das obere Ende der Bohrung ist sind normalerweise geschlossen, können aber durch durch einen Ventilkörper 36 verschließbar, der am den Hebel 21 geöffnet werden, der am Ventilgehäuse unteren Ende eines Tauchankers 37 des oberhalb des 35 51 mittels eines Zapfens 59 in senkrechter Ebene Ventilgehäuses 33 befestigten Elektromagneten 29 schwenkbar gelagert ist und einen Ansatz 61 aufangeordnet ist. Wenn der Elektromagnet über die weist, der sich in die Zentralkammer 57 zwischen Leitung 31 Spannung erhält, wird der Tauchanker 37 dem Einlaßventil 56 und Auslaßventil 58 erstreckt, entgegen der Wirkung einer Rückzugfeder 38 in den Die Zentralkammer 57 steht über einen Kanal 62 Elektromagneten hineingezogen und hebt den Ventil- 30 mit einer Bohrung 63 in dem Ventilgehäuse 51 in körper 36 von seinem Sitz ab. Hierdurch kann Luft Verbindung. In dieser Bohrung ist ein hin- und hervon der Rohrleitung 13 durch die Bohrung 34 und bewegbares, als Kolbenventil ausgebildetes Umeine Querbohrung 39 zu den Rohrleitungen 16, die gehungsventil 60 angeordnet. Dieses besteht aus zu den Ausgleichventilen 17, 18 und den Luftfedern einem Arbeitskolben 64 mit einem Dichtkörper 66, 19, 24 führen, ungehindert strömen, und die Aus- 35 der normalerweise durch Wirkung einer Feder 67 auf gleichventile 17, 18 werden mit einem Druck beauf- seinem Sitz im Ventilgehäuse 51 ruht. Der Dichtschlagt, der dem Druck im Behälter 12 entspricht. körper 66 besteht aus gesinterter Bronze oder einem Dieser Druck kann z. B. in der Größenordnung von geeigneten porösen keramischen Material, um das 20 kg/cm² liegen. Durchströmen von Luft mit verhältnismäßig geringer

Wenn alle Kraftfahrzeugtüren geschlossen sind, ist 40 Geschwindigkeit zu gestatten, wenn das Umgehungsder Elektromagnet 29 entregt, und der Ventilkörper ventil 60 geschlossen ist. Das Umgehungsventil 60 36 des Magnetventils 40 wird durch die Rückzug- öffnet sich gegen die Wirkung der Feder 67 durch feder 38 in der in F i g. 2 dargestellten Schließstellung den Druck der Luft, die in die Bohrung 63 von der gehalten. Hierbei wird die Luft gezwungen, von der Rohrleitung 16 her durch einen unterhalb des UmRohrleitung 13 zur Rohrleitung 16 durch das in einer 45 gehungsventils in die Bohrung 63 einmündenden Ka-Querbohrung42a im Ventilgehäuse 33 angeordnete nal68 einströmt, und zwar immer dann, wenn der Druckminderventil 30 zu strömen. Dieses besteht Druck in dem unteren Teil der Bohrung 63 größer ist aus einem üblichen Ventileinsatz 41 eines Schlauch- als die Schließkraft der Feder 67. ventils. Eine darin axial bewegliche Ventilnadel 42 Die erfindungsgemäße Ausgleichseinrichtung arwird durch eine Schraubenfeder 43, die in einer 50 beitet wie folgt:

Kappe 44 angeordnet ist und über ein Widerlager 46 Bei geschlossenen Kraftfahrzeugtüren und geöff-

und einen zentralen Bolzen 47 auf die Ventilnadel neten Kontakten 32 ist der Elektromagnet 29 entregt

einwirkt, in Öffnungsstellung gedrückt. Der Bolzen und das Steuerorgan 14 befindet sich in der aus

47 verbindet auch das Widerlager mit einer flexiblen F i g. 2 zu entnehmenden Stellung, in welcher die

Blende 48, die eine Verbindungskammer 49 zwischen 55 vom Druckluftbehälter 12 kommende Luft in die

den Querbohrungen 39 und 42 a im Ventilgehäuse Rohrleitung 16 mit dem niedrigeren der vom Organ 14

auf der einen Seite begrenzt. Wenn das Luftventil 41 gesteuerten Drücke einströmt, z. B. mit einem Druck

durch die Schraubenfeder 43 in Öffnungsstellung ge- von etwa 9 kg/cm². Dieser Druck beaufschlagt auch

halten ist, kann die Druckluft durch das Ventil in den Kolben64 des Umgehungsventils60 (Fig. 3),

die Verbindungskammer 49 und von dort in die 60 ist aber nicht hoch genug, um den Dichtkörper 66

Ausgleichventile 17, 28 strömen. Übersteigt hierbei gegen die Wirkung der Feder 67 zu öffnen. Folglich

der Luftdruck in der Verbindungskammer 49 einen sitzt der Dichtkörper 66 auf seinem Sitz auf, und die

vorbestimmten Wert, so überwindet die von ihm auf Luft kann zwischen der zugehörigen Luftfeder 19

die Blende 48 ausgeübte Kraft die Gegenkraft der bzw. 24 und der Zentralkammer 57 nur mit der lang-

Schraubenfeder 43, und die Blende 48 mit dem 65 sanieren, durch den porösen Dichtkörper 66 bestimm-

Bolzen47 wird nach links verschoben und bewegt ten Geschwindigkeit einströmen. Es ist zu ersehen,

die Ventilnadel 42 in Schließstellung gegen den daß in dieser Stellung des Umgehungsventils 60 Luft,

Ventileinsatz. Auf diese Weise sorgt das Druck- die durch das Einlaßventil 56 zur Luftfeder 19 strömt,

oder Luft, die aus der Luftfeder 19 durch das Auslaßventil 58 in die Atmosphäre abströmt, durch den porösen Dichtkörper 66 des Umgehungsventils 60 hindurchtreten muß, so daß ein fortlaufender Niveauausgleich bei einer geringen Geschwindigkeit erfolgt, um langsam irgendeine falsche Kraftfahrzeuglage auszugleichen.

Wenn eine der Kraftfahrzeugtüren geöffnet wird, schließt einer der Kontakte 32, der Elektromagnet 29 wird erregt, und das Magnetventil 40 wird geöffnet, so daß Luft in die Rohrleitung 16 mit dem höheren der beiden vom Steuerorgan 14 lieferbaren Drücke einströmen kann. Bei der dargestellten Anordnung entspricht dieser Druck dem im Druckluftbehälter 12 herrschenden Druck, z.B. 20kg/cm². Dieser höhere Druck beaufschlagt das Umgehungsventil 60 und ist groß genug, um die Kraft der Feder 67 zu überwinden und den Dichtkörper 66 von seinem Sitz abzuheben und hierdurch einen freien Durchgang der Luft zu erlauben. Irgendwelche durch das Ein- und Aussteigen von Fahrgästen oder durch Veränderungen in der Beladung des Kraftfahrzeuges hervorgerufene Niveauänderungen zwischen Fahrzeugrahmen und Fahrzeugrädern können somit schnell durch das ungehinderte Strömen der Luft ausgeglichen werden. Normalerweise wird diese Niveauänderung ausgeglichen, bevor alle Kraftfahrzeugtüren geschlossen sind. Sollte der Niveauausgleich bis dahin noch nicht beendet sein, oder sollte er aus irgendeinem Grunde nicht stimmen, so wird, wenn alle Türen geschlossen sind, eine Regulierung bei der langsameren Luftgeschwindigkeit durch den porösen Dichtkörper 66 des Umgehungsventils 60 fortgesetzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Umgehungsventil 60 in demselben Ventilgehäuse wie das Einlaßventil 56 und das Auslaßventil 58 angeordnet und liegt in Reihe mit diesen Ventilen zwischen diesen und der Luftfeder.

Das Umgehungsventil kann selbstverständlich auch an einer anderen Stelle in der Luftzuführung zwischen dem Ausgleichventil und den Luftfedern angeordnet sein. Hervorzuheben ist jedoch, daß mit dieser Bauart eine einzige Luftleitung genügt, um Luft zu den Luftfedern zu bringen und diese zu füllen und auch die Umgehungsventile zu betätigen, die die Geschwindigkeit des Luftstromes zu und von den Luftfedern bestimmen. Die jeweilige Wirkung des Umgehungsventils wird durch den Unterschied zwischen den zwei Drücken ausgelöst, die in der Luftleitung unter verschiedenen Voraussetzungen herrschen. Während der Druckunterschied in der vorliegenden Ausführung von den Türstellungen abhängig ist, kann er auch von anderen Steuergrößen abhängig gemacht werden.

Fig. 4 zeigt den Arbeitskolben71 eines Umgehungsventils in abgewandelter Ausführung, der an die Stelle des in F i g. 3 dargestellten Arbeitskolbens 64 treten kann. Der Arbeitskolben 71 weist eine Zentralbohrung 72 mit einem darin eingesetzten Drahtkern 73 auf, der im Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der Zentralbohrung 72 und deren freien Querschnitt somit drosselt. Das untere Ende 74 des Drahtkerns ist in eine Querbohrung 76 eingebogen und hält den Drahtkern in seiner Stellung fest. Es ist zu ersehen, daß mit dieser Anordnung eine fortlaufende Strömung der Luft durch den Ringspalt zwischen der Zentralbohrung 72 und dem Drahtkern ermöglicht wird, Wenn der Luftdruck nicht so hoch ist, daß das Umgehungsventil geöffnet wird. Wenn der Druck jedoch genügend verstärkt wird, um die Kraft der Feder 67 zu überwinden, so wird der Ventilkopf 77 von seinem Sitz abgehoben und ermöglicht eine verhältnismäßig schnelle Luftströmung.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Ausgleichseinrichtung für Luftfedern an Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei oder mehreren parallel an eine Druckluftquelle angeschlossenen, eine gleichbleibende Bodenfreiheit des Fahrzeuges durch Zu- oder Abführen von Luft zu bzw. von nachgeschalteten Luftfedern selbsttätig regelnden Ausgleichventilen mit je einer in der Verbindungsleitung zwischen dem Ausgleichventil und der Luftfeder bzw. den Luftfedern angeordneten, von einem gemeinsamen Steuerorgan pneumatisch steuerbaren Drosseleinrichtung zur stufenweisen Veränderung des Strömungswiderstandes in der Verbindungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise aus einer Drosselstelle (66; 72/73) und einem durch Druckluft betätigbaren Umgehungsventil (60; 77) gebildete Drosseleinrichtung mit ihrem Betätigungsorgan (64, 71) an die der Auffüllung der Luftfedern (19, 24) dienende Zuluftleitung (16) zu dem vorgeschalteten Ausgleichventil (17,18) angeschlossen ist, wobei der Druck in der Zuluftleitung (16) durch das Steuerorgan (14) veränderbar ist.

2. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (66, 60; 72/73, 77) mit dem Ausgleichventil (17; 18) in einem gemeinsamen Gehäuse (51) zusammengebaut ist, wobei die Verbindungsleitungen zwischen der Drosseleinrichtung und dem Ausgleichventil durch innerhalb des Gehäuses angeordnete Kanäle (62, 68) gebildet sind.

3. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (14) durch ein parallel zu einem Druckminderventil (30) der Zuluftleitung (13) vorgeschaltetes Magnetventil (40) gebildet ist.

4. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (40) in an sich bekannter Weise durch vom Öffnen und Schließen der Kraftfahrzeugtüren betätigbare Schaltkontakte (32) steuerbar ist.

5. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderventil (30) und das Magnetventil (40) in einem gemeinsamen Gehäuse (33) angeordnet sind.

6. Ausgleichseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan der Drosseleinrichtung (66, 60; 72/73, 77) durch einen vom statischen Druck in der Zuluftleitung (16) entgegen der Wirkung einer Feder (67) in die Öffnungslage führbaren Arbeitskolben (64; 71) gebildet ist.

7. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle in an sich bekannter Weise durch einen aus porösem Material bestehenden, mit dem Arbeitskolben

(64) verbundenen Dichtkörper (66) des Umgehungsventils (60) gebildet ist.

8. Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch eine Axialbohrung (72) im Ventilkörper (77) des Umgehungsventils gebildet ist, die vor-

zugsweise durch einen eingesetzten Kern (73), wie z. B. einen Draht, bis auf einen Ringspalt verengt ist.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 079 969.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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