DE1190813B - Pneumatische Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge mit Lufttragfedern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c-42

1190 813
D 29031 H/63 c
26. September 1958
8. April 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Lufttragfedern, die aus in Achsrichtung der Lufttragfedern angeordneten Stabilisier-Luftfederbälgen und aus einer Steuervorrichtung besteht, durch welche bei Kurvenfahrt ein seitliches Neigen des Wagenkastens zur kurvenäußeren Seite dadurch verhindert wird, daß die Stabilisier-Luftfederbälge der Ausgleichsvorrichtung an der kurveninneren Seite durch Anschluß an eine Druckluftquelle den Wagenkasten gegen die Radachse drücken, während die Stabilisier-Luftfederbälge an der kurvenäußeren Seite mit der Atmosphäre verbunden sind, und durch die bei Geradeausfahrt die Stabilisier-Luftfederbälge der Ausgleichsvorrichtung beider Fahrzeugseiten zum Zwecke der pneumatischen Dämpfung der Federbewegung mit der Atmosphäre verbunden werden.

Bei pneumatischen Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge ist es bekannt, parallel zu den Tragfedern aus Metall zwischen der Radachse und dem Wagenkasten Zylinder mit Kolben anzuordnen, deren Kolbenstangen sich über Federn an der Radachse abstützen. Zum Heben oder Senken des Wagenkastens wird in die Zylinder an einer Fahrzeugseite unten oder über den Kolben ein strömungsfähiges Druckmittel in Abhängigkeit von der Stellung eines der Fliehkraft unterliegenden Massependels eingesteuert. Die Druckhöhe selbst wird nicht geregelt. Des weiteren ist eine Ausgleichsvorrichtung bekannt, bei welcher durch Fliehkraftsteuerung mittels eines Quecksilberschalters oder Pendelschalters, der Elektroventile steuert, die kurveninneren Tragfedern aus Metall zum Absenken der kurveninneren Wagenkastenseite dadurch belastet werden, daß in parallel zu den Tragfedern angeordneten Luftbälgen, die mit Membranen ausgestattet sind, Unterdruck erzeugt wird, so daß die Membranen über Seilzüge die abgefederten Radaufhängungsglieder gegen den Wagenkasten ziehen können. Auch hier wird der Arbeitsunterdruck zwar fliehkraftabhängig zu- oder abgesteuert, die Druckhöhe selbst wird aber nicht fliehkraftabhängig eingeregelt. Ferner ist bekannt, einen Neigungsausgleich mit Hilfe von normalerweise bei Geradeausfahrt als pneumatische Stoßdämpfer der Teleskopbauweise wirkenden Ausgleichszylindern durchzuführen, wobei eine Fliehkrafteinrichtung den oberen bzw. unteren Arbeitskammern der Stoßdämpfer beim Kurvenfahren Druckluft zusteuert. Die Druckhöhe selbst wird nicht fliehkraftabhängig geregelt. Bei den vorstehend erwähnten bekannten Einrichtungen ist keine bauliche Vereinigung der Tragfedern und der die Kurven-

Pneumatische Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit
Lufttragfedern

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Adolf Stengelin, Tuttlingen

neigung ausgleichenden Elemente vorhanden. Schließlich ist auch noch bekannt, bei einem Kraftwagen mit einer Vorrichtung zur Tragfederverstellung oder zur Änderung der Federvorspannung die Verstellelemente, welche verstellbare Auflagen für die Tragfedern darstellen, in Verlängerung der Tragfederachsen anzuordnen und fliehkraftabhängig derart zu steuern, daß durch Drucköl, das in Abhängigkeit von der Stellung eines der Fliehkraft unterliegenden Massependels bei Kurvenfahrt durch eine mehr oder weniger geöffnete Drossel auf die Verstellelemente einwirkt, die Auflagen der Tragfedern an. der kurvenäußeren Seite angehoben werden. Bei einer anderen Ausführungsform dieser bekannten Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung verschieben entsprechend aufgebaute und gesteuerte Verstellelemente die rahmenseitigen Abstützungen von Zusatzdrehstabfedern. Die Verstellelemente nehmen an den Federbewegungen nicht teil. In der Druckschrift ist zwar angegeben, daß der den Verstellelementen zugesteuerte Öldruck der Fliehkraft proportional sein soll, jedoch ist die dort gezeigte Steuervorrichtung hierzu nicht geeignet, weil eine Rückführung des Arbeitsdruckes in den Verstellelementen zur Steuervorrichtung fehlt. Tatsächlich kann die bekannte Vorrichtung nur auf die beiden Endlagen einstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stabilisier-Luftfederbälge mit den Lufttragfedern derart zu kombinieren, daß eine baulich kompakte Gesamtanordnung entsteht und die Stabilisier-Luftfederbälge an den Federbewegungen teilnehmen. Ferner soll die Steuervorrichtung für die Stabilisier-Luftfedern weiter verbessert werden.

Die Erfindung besteht darin, daß jeder Stabilisier-Luftfederbalg der Ausgleichsvorrichtung aus einem

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unterhalb der Lufttragfeder angeordneten Rollbalg gebildet ist, von dem beide Enden mit einem an der Federbewegung teilnehmenden Fahrzeugteil ver bunden sind und der Rollbalgteil zwischen diesen beiden Enden an einem an der Federbewegung nicht teilnehmenden Fahrzeugteil befestigt ist, wobei das obere Ende gegenüber dem unteren Ende eine größere wirksame Kolbenfläche aufweist.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegen standes können die an der Federbewegung teilneh menden Enden jedes Rollbalges am Federteller für die Lufttragfeder und an einem mit geringerem Durchmesser versehenen Stützteil für diesen Feder teller, wie etwa an einer Stange, angeordnet sein, und der an dem an der Federbewegung nicht teilnehmenden Fahrzeugteil befestigte Rollbalgteil kann an einem die Lufttragfeder und den Rollbalg umhüllenden Federtopf befestigt sein.

Die erfindungsgemäße Ausbildung, bei der das von den Stabilisier-Luftfederbälgen eingeschlossene Volumen an den Federbewegungen teilnimmt, ermög licht deren Ausnützung für Dämpfungszwecke. In Weiterbildung der Erfindung sind daher an der Steuervorrichtung für die Stabilisier-Luftfederbälge Dämpfungsventile angeordnet, die bei Geradeaus fahrt des Fahrzeuges die Stabilisier-Luftfederbälge in an sich bekannter Weise mit der Atmosphäre ver binden, derart, daß bei Einfederbewegungen in die Stabilisier-Luftfederbälge Luft ohne wesentliche Drosselung aus der Atmosphäre gesaugt und bei Ausfederbewegungen Luft aus den Stabilisier-Luft federbälgen gedrosselt in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Die Steuervorrichtung für die Stabilisier- Luftfederbälge kann hierbei in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus einem durch ein Massependel bewegten Steuerschieber mit Steuerkolben be stehen, welche je nach Ausschlag des Massependels unter dem Einfluß der Fliehkraft den Zutritt von Druckluft zu den kurveninneren Stabilisier-Luftfederbälgen durch Offnen federbelasteter Ventile und Schließen der Verbindung zwischen den Stabilisier- Luftfederbälgen und der Atmosphäre steuern.

Die Steuervorrichtung soll ferner dahingehend ver bessert werden, daß der Druck in den Stabilisier- Luftfederbälgen an die Größe der jeweils auftretenden Fliehkraft angepaßt wird. Zu diesem Zweck sind die Stirnflächen der Steuerkolben des Steuerschiebers in der Steuervorrichtung mit dem in den Stabilisier- Luftfederbälgen herrschenden Druck beaufschlagt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Lage des Fahrzeugkörpers in der Kurve unabhängig von der Kurvenkrümmung und der Fahrgeschwindigkeit immer einer gewünschten Soll-Lage entspricht, die über die Charakteristik der Steuervorrichtung be stimmbar ist. Schließlich können in an sich bekannter Weise in der Steuervorrichtung den Steuerschieber mit den Steuerkolben in Mittellage haltende Druck federn angeordnet sein, welche gleichzeitig als Ventilfedern für die Ventile dienen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Er findung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, Es zeigt

F i g. 1 eine Rückansicht eines Lastkraftwagens mit Lufttragfederung und mit aus Luftfedern bestehender Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Lufttragfeder und einem mit dieser kombinierten Stabilisier-Luftfederbalg für den Neigungsausgleich und

F i g. 3 einen Schnitt durch die Steuervorrichtung für die Stabilisier-Luftfederbälge der Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung.

Bei dem Kraftfahrzeug 1 nach F i g. 1 ist die Radachse 2 gegenüber dem Rahmen 3 bzw. dem Aufbau 4 durch Lufttragfedern 5 abgefedert. Zum Schutz gegen Schmutz, Steinschlag od. dgl. ist jede Lufttragfeder 5 innerhalb eines Federtopfes 6 angeordnet, wobei zusätzlich in jedem Federtopf jeweils

ίο unter der Lufttragfeder in gleicher Spurbreite wie die Lufttragfedern ein Stabilisier-Luftfederbalg 7 für den Neigungsausgleich bei Kurvenfahrt und für die Dämpfung der Federbewegung der Lufttragfedern 5 bei Geradeausfahrt vorgesehen ist, wie dies später im einzelnen beschrieben wird. Zur Steuerung der Stabilisier-Luftfederbälge 7 dient die Steuervorrichtung 8, von der Leitungen 9,10 zu den Stabilisier-Luftfederbälgen 7 führen und die über die Leitung 11 mit dem Vorratsbehälter 12 für Druckluft verbunden ISt.

Wie näher aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die Stabilisier-Luftfeder 7 aus einem Rollbalg, dessen oberes Ende 13 mit dem Federteller 14 für die Lufttragfeder 5 und dessen unteres Ende 15 mit der Stützstange 16 für den Federteller 14 fest verbunden ist. Der Federtopf 6 ist am Rahmen, am Aufbau oder am Wagenkasten des Kraftfahrzeuges befestigt, während die Stützstange 16 an der Radachse des Kraftfahrzeuges oder an einem mit dieser zusammenwirkenden Teil angelenkt ist. Der mittlere Teil 17 des Stabilisier-Luftfederbalges 7 zwischen dessen beiden Enden 13,15 ist am Federtopf 6 befestigt. Im Bereich dieses mittleren Teiles ist der Anschluß 18 für die Leitung 9 bzw. 10 angeordnet, durch welche bei Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges Luft aus der Atmosphäre in den Stabilisier-Luftfederbalg 7 gesaugt oder aus dieser ausgestoßen wird und durch welche bei beginnender Kurvenfahrt Druckluft derjenigen Stabilisier-Luftfeder zugeführt wird, die auf der kurveninneren Seite des Kraftfahrzeuges liegt.

Die aus F i g. 1 ersichtliche Steuervorrichtung 8 ist in F i g. 3 vergrößert dargestellt. Die Steuervorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 19, aus dem in der Bohrung 20 gleitend angeordneten, in symmetrischer Anordnung mit Steuerkolben 21 versehenen Steuerschieber 22, aus den mit den Steuerkolben 21 zusammenwirkenden Ventilen 23, ferner aus den Dämpfungsventilen 24, den Dämpfungseinlaßventilen 25 und aus dem Massependel 26, das an der parallel zur Fahrzeuglängsachse liegenden Achse

27 pendelnd aufgehängt ist und das gabelförmig in den Steuerschieber 22 eingreift. Beiderseits der Bohrung 20 sind erweiterte Kammern angeschlossen, von denen quer die Leitungen 8 und 9 abzweigen und in der Achse der Bohrung 20 Auslaßöffnungen

28 zur Atmosphäre führen. Druckluft wird durch die Leitung 11 dem Gehäuse 19 zugeführt und auf zwei Zuflußkanäle 30 verteilt, deren Mündungen in die Bohrung 20 bei Mittelstellung des Steuerschiebers 22 von den Steuerkolben 21 verschlossen sind, welch letztere in der Mittelstellung bündig mit den Enden der Bohrung 20 abschließen und in T-Form Bohrungen 31,32 aufweisen. Die Bohrungen 32 münden stirnseitig an den äußeren Enden der Steuerkolben

21. Die verschiedenen Ventile sind in den erwähnten Kammern angeordnet, und zwar verschließen die plattenförmigen Ventile 23 die Mündungen der Bohrung 20 in die Kammern, während die gegenüber-

liegenden ebenfalls plattenförmigen, mit einer Mittelöffnung versehenen Dämpfungseinlaßventile 25 den Einlaß aus den öffnungen 28 in die Kammern steuern. Je eine Feder in jeder Kammer spreizt die Ventile 23 und 25 auseinander und drückt sie gegen ihre Sitze. Die Dämpfungsventile 24 sind jeweils von den Ventilen 23 getragen und gegen diese abgefedert. Bei geschlossenen Ventilen 23 und 25 haben die Ventilteller der Dämpfungsventile 24, die im Durchmesser etwas größer als die Mittelöffnungen der Dämpfungseinlaßventile 25 sind, einen bestimmten Abstand von den Dämpfungseinlaßventilen 25 und geben daher deren Mittelöffnungen frei.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges nehmen alle Teile der Steuervorrichtung die aus F i g. 3 ersichtliche Stellung ein. Treten Einfederbewegungen auf (die Radachse 2 bewegt sich gegen den Rahmen 3 und drückt die Lufttragfedern 5 zusammen), vergrößert sich das Volumen der Stabilisier-Luftfedern 7 und die Stabilisier-Luftfedern 7 saugen durch die öffnungen 28 in dem Gehäuse 19 der Steuervorrichtung 8 Luft aus der Atmosphäre über die sich von ihren Sitzen abhebenden Dämpfungseinlaßventile 25 durch die Leitungen 9,10 an. Bei Ausfederbewegungen (die Radachse 2 entfernt sich von dem Rahmen 3 und die Lufttragfedern 5 werden entlastet) wird die in die Stabilisier-Luftfedern 7 eingesaugte Luft aus diesen durch die Leitungen 9,10 bei geschlossenen Dämpfungseinlaßventilen 25 und geöffneten Dämpfungsventilen 24 gedrosselt durch die Öffnungen 28 in die Atmosphäre ausgestoßen. Die Stabilisier-Luftfedern 7 wirken somit bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges als Dämpfungsvorrichtungen für die Lufttragfedern 5 des Federsystems.

Beim Befahren einer Kurve, z. B. einer Linkskurve, bewegt sich das Massependel 26 seitwärts, z. B. in Pfeilrichtung 29. Hierbei öffnet der Steuerkolben 21 das Ventil 23 und schließt zugleich das Dämpfungsventil 24. Bei weiterem Ausschlag des Massependels 26 gibt der Steuerkolben 21 den mit Leitung 11 in Verbindung stehenden Zuflußkanal 30 in dem Gehäuse 19 frei, so daß Druckluft in die Bohrung 20 und von dort durch die im Steuerschieber 22 vorgesehenen Bohrungen 31, 32 und durch das geöffnete Ventil 23 in die Leitung 9 und von dort aus zur kurveninneren Stabilisier-Luftfeder 7 gelangt. Die kurveninnere Stabilisier-Luftfeder wird somit gefüllt und der Rahmen bzw. der Wagenkasten entgegen der Fliehkraft an der kurveninneren Wagenkastenseite gegen die Radachse in die Horizontallage gedrückt. Durch das Füllen der jeweils kurveninneren Stabilisier-Luftfedern 7 wird während der Kurvenfahrt der Schwerpunkt des Fahrzeuges gesenkt, ferner werden die kurvenäußeren Lufttragfedern nicht verhärtet, sondern die kurveninneren Lufttragfedern im Prinzip auf weniger Last eingestellt.

Durch den auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 21 bei geöffnetem Ventil 23 wirkenden Luftdruck, der dem in der Stabilisier-Luftfeder 7 herrschenden Druck entspricht, wird der Steuerkolben 21 mit dem Steuerschieber 22 entgegen der Kraft des Massependels 26 so weit in Richtung seiner Ausgangslage zurückgeschoben, bis die Mündung des Kanales 30 in der Bohrung 20 von dem Steuerkolben 21 abgedeckt ist. Je nach größerer oder kleinerer Kraft des Massependels 26 stellt sich ein verschieden großer Luftdruck in den Stabilisier-Luftfedern 7 ein, wobei der Fahrzeugaufbau während einer Kurvenfahrt eine eindeutige Lage einnimmt. Bei wechselseitigem Kurvenfahren sind die Ansprechzeiten der Steuervorrichtung sehr klein, da sich das Massependel 26 dann, wenn der Steuerkolben 21 den Kanal 30 gerade abgedeckt hat, nahe seiner Null-Lage befindet.

Sobald das Fahrzeug aus der Kurve herausfährt und in Geradeausfahrt übergeht, läßt die Kraft des Massependels 26 nach, und dieses schwingt in seine Ausgangsstellung zurück. Hierbei schließt das Ventil 23 und das bei gefüllter Stabilisier-Luftfeder 7 geschlossen gehaltene Dämpfungsventil 24 öffnet, so daß Druckluft aus der Stabilisier-Luftfeder 7 durch das Dämpfungsventil 24 und durch die öffnung 28 in die Atmosphäre entweichen kann und die Stabilisier-Luftfedern 7 bei fortgesetzter Geradeausfahrt des Fahrzeuges wiederum als mit Luft arbeitende Dämpfungsvorrichtungen wirken können.

Die Mittellage des Steuerschiebers 22 mit den Steuerkolben 21 wird bei Erschütterungen, Fahrbahnstößen od. dgl. durch die beiderseits des Steuerschiebers jeweils zwischen den Ventilen 23 und den Dämpfungseinlaßventilen 25 angeordneten Federn gewährleistet.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Pneumatische Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Lufttragfedern, die aus in Achsrichtung der Lufttragfedern angeordneten Stabilisier-Luftfederbälgen und aus einer Steuervorrichtung besteht, durch welche bei Kurvenfahrt ein seitliches Neigen des Wagenkastens zur kurvenäußeren Seite dadurch verhindert wird, daß die Stabilisier-Luftfederbälge der Ausgleichsvorrichtung an der kurveninneren Seite durch Anschluß an eine Druckluftquelle den Wagenkasten gegen die Radachse drücken, während die Stabilisier-Luftfederbälge an der kurvenäußeren Seite mit der Atmosphäre verbunden sind, und durch die bei Geradeausfahrt die Stabilisier-Luftfederbälge der Ausgleichsvorrichtung beider Fahrzeugseiten zum Zwecke der pneumatischen Dämpfung der Federbewegung mit der Atmosphäre verbunden werden, dadurchgeken η zeichnet, daß jeder Stabilisier-Luftfederbalg (7) der Ausgleichsvorrichtung aus einem unterhalb der Lufttragfeder angeordneten Rollbalg besteht, von dem beide" Enden (13, 15) mit einem an der Federbewegung teilnehmenden Fahrzeugteil (14, 16) verbunden sind und der Rollbalgteil (17) zwischen diesen beiden Enden an einem an der Federbewegung nicht teilnehmenden Fahrzeugteil (6) befestigt ist, wobei das obere Ende (13) gegenüber dem unteren Ende (15) eine größere wirksame Kolbenfläche aufweist.

   2. Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Federbewegung teilnehmenden Enden (13,

   15) jedes Rollbalges am Federteller (14) für die Lufttragfeder (5) und an einem mit geringerem Durchmesser versehenen Stützteil (16) für diesen Federteller, wie etwa an einer Stange, angeordnet sind und der an dem an der Federbewegung nicht teilnehmenden Fahrzeugteil befestigte Rollbalgteil (17) an einem die Lufttragfeder (5) und den Rollbalg umhüllenden Federtopf (6) befestigt ist.

   3. Kurvenneigung-Ausgleichs vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuervorrichtung (8) für die Stabilisier-Luftfederbälge (7) Dämpfungs- und Dämpfungseinlaßventile (24, 25) angeordnet sind, die bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges die Stabilisier-Luftfederbälge (7) in an sich bekannter Weise mit der Atmosphäre verbinden, derart, daß bei Einfederbewegungen in die Stabilisier- Luftfederbälge Luft ohne wesentliche Drosselung aus der Atmosphäre gesaugt und bei Ausfeder bewegungen Luft aus den Stabilisier-Luftfeder- bälgen gedrosselt in die Atmosphäre ausgestoßen wird.

   4. Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (8) für die Stabilisier- Luftfederbälge (7) in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus einem durch ein Massependel (26) bewegten Steuerschieber (22) mit Steuerkolben (21) besteht, welche je nach Aus schlag des Massependels unter dem Einfluß der Fliehkraft den Zutritt von Druckluft zu den

   kurveninneren Stabilisier-Luftfederbälgen durch öffnen federbelasteter Ventile (23) und Schließen der Verbindung zwischen den Stabilisier-Luftfederbälgen und der Atmosphäre steuern.

   5. Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Steuerkolben (21) des Steuerschiebers (22) in der Steuervorrichtung (8) mit dem in den Stabilisier-Luftfederbälgen (7) herrschenden Druck beaufschlagt sind.

   6. Kurvenneigung-Ausgleichsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in der Steuervorrichtung (8) den Steuerschieber (22) mit den Steuerkolben (21) in Mittellage haltende Druckfedern angeordnet sind, welche gleichzeitig als Ventilfedern für die Ventile (23, 25) dienen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 818 455, 838 553;
   deutsche Auslegeschrift Nr. 1001602;
   deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1685 217;
   französische Patentschrift Nr. 1085 479.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 538/255 3.65 © Bundesdruckerei Berlin