DE1192935B - Federluft-Ausgleichsventil fuer Luftfederungen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c - 41

1192 935
F2691211/63c
29. Oktober 1958
13. Mai 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federluft-Ausgleichsventil für Luftfederungen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, das den Abstand zwischen dem Fahrzeugrahmen und jedem Rad selbsttätig regelt und das über Verstellglieder betätigt wird, wobei eines der Verstellglieder mit einem verschwenkbaren Pendelgewicht versehen ist, das der Ventilöffnungs- bzw. -schließbewegung am Federluft-Ausgleichsventil dämpfend entgegenwirkt.

Bei der üblichen Steuerung der Ausgleichsventile zur Niveauregulierung bei luftgefederten Fahrzeugen wird der Steuerimpuls durch Abstandsänderungen zwischen ungefederten und gefederten Fahrzeugteilen ausgelöst. Dadurch findet eine dauernde Höhenkorrektur statt, die ein ruhiges Ausschwingen des Fahrzeugaufbaues unmöglich macht und überdies einen übermäßigen Druckluftbedarf ergibt. Im allgemeinen werden solche Einrichtungen daher mit einer zeitabhängigen Verzögerungseinrichtung versehen, um unerwünschte, von den Unregelmäßigkeiten der Fahrbahn herrührende Ausgleichsbewegungen zu vermeiden. Solche Zeitverzögerungseinrichtungen sind jedoch nicht in der Lage, eine unerwünschte Höhenkorrektur während des Beschleunigens und Bremsens, desgleichen beim Fahren auf Steigungen und im Gefälle entgegenzuwirken.

Es ist bereits bekannt, das wirksame Volumen zweier Luftfedern an einer Fahrzeugachse durch auf die Winkelstellung des Aufbaues gegenüber der Fahrzeugachse ansprechende Steuerungsglieder derart zu verändern, daß der seitlichen Neigung des Wagenaufbaues entgegengewirkt wird. Diese Steuerungsglieder stehen in elastischer Verbindung mit einem trägheitsabhängigen Pendelelement, welches bei Kurvenfahrt zusätzlich einen Impuls im Sinne einer Verhärtung der kurvenäußeren Luftfeder abgibt. Bei einer anderen bekannten Anordnung steht das als Drehschieberventil ausgebildete Ausgleichsventil in starrer Verbindung mit einem Pendelelement, welches bei Kurvenfahrt das Ventil im Sinne einer Druckerhöhung im kurvenäußeren Federungselement betätigt. Das Pendelelement steht hierbei ebenfalls in elastischer Verbindung mit einem abstandsempfindlichen Steuerglied. Bei einer weiteren bekannten Einrichtung dieser Art enthält das abstandsempfindUche Steuergestänge eine Blattfeder, die über einen Exzenter mit einem die Ausgleichsventile betätigenden Mitnehmer verbunden ist. Unter der Einwirkung von Fliehkräften wird der Mitnehmer durch ein Pendelelement im Sinne der Luftzufuhr zum kurvenäußeren Federungselement betätigt, und zwar unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Dämpfung.

Federluft-Ausgleichsventil für Luftfederungen
von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Ford-Werke Aktiengesellschaft,

Köln, Henry-Ford-Straße

Als Erfinder benannt:

Henry T. Szostak, Dearbon, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Oktober 1957
(693 716)

Es ist auch eine mit einem Druckmittel arbeitende Radaufhängung bekannt, bei der eine übliche Stahlfeder und ein Stützorgan von veränderlicher Länge hintereinandergeschaltet sind, wobei zwei die Länge des Stützorgans regelnde Einrichtungen vorgesehen sind; eine dieser Einrichtungen ist schnell wirkend und ergibt eine weichere Federungscharakteristik bei Fahrbahnstößen, die andere ist langsam wirkend und dient zur Niveauregulierung. Diese Einrichtung ist mit einem in Fahrzeuglängsrichtung beweglichen Pendelelement kombiniert, welches bei starker Verzögerung des Fahrzeugs eine Überbrückung der Verzögerungsvorrichtung der Niveauregulierung bewirkt und damit eine sofortige Korrektur des Bremsnickens gewährleistet.

Es ist schließlich bekannt, einen Verstellhebel einer abstandsempfindlichen Steuerung aus zwei miteinander elastisch verbundenen Teilen zu bilden; insbesondere ist es dabei bekannt, die elastische Verbindung durch eine gleichachsig mit dem Gestängezug liegende Schraubenfeder zu bewerkstelligen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung für luftgefederte Fahrzeuge zu schaffen, welche die beim Bremsen und Beschleunigen infolge der Längsbewegung des Fahrzeugaufbaues entstehende unerwünschte und bleibende Abstandsänderung zwischen Achse und Aufbau vermeiden soll. Die Erfin-

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dung löst diese Aufgabe dadurch, daß folgende, zum Es ist ersichtlich, daß bei einer Abwärtsbewegung

Teil einzeln bekannte Merkmale miteinander kombi- des vorderen Fahrzeugteiles der elastische Feststell-

niert werden: arm 16 im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, wodurch

a) Ein in sich starres Verstellglied ist starr mit der die Steuerwelle 17 im Gegenuhrzeigersinn verdreht Schwenkwelle des Federluft-Ausgleichsventils 5 wird, um ein Einlaßventil am vorderen Ausgleichsverbunden; ventil 14 zu öffnen. Bei Aufwärtsbewegung des Vor-

b) ein in an sich bekannter Weise in Fahrzeuglängs- derrahmens ergibt sich eine Verschwenkung des Verrichtung bewegbares Pendelglied ist am Ge- stellarmes 16 im Uhrzeigersinn, die zu einer enthäuse des Ausgleichsventils an einer achspar- sprechenden Verdrehung der Steuerwelle 17, ebenfalls allel zur Schwenkwelle angeordneten Schwenk- io im Uhrzeigersinn, führt, wodurch ein Auslaßventil achse frei schwenkbar angelenkt; geöffnet wird. Aus den Figuren geht hervor, daß der

c) das Verstellglied weist ein an sich bekanntes Feststellarm 16 in einen Winkelhebel mit einem elastisches Zwischenglied auf, das auch senk- pendelartigen Teil 27 übergeht, der an seinem unteren recht zur Schwenkachse des das Zwischenglied Ende ein Gewicht 28 aufweist und nachstehend im aufnehmenden Verstellgliedes eine elastische 15 einzelnen erläutert wird. Die F i g. 2 und 3 zeigen ein Komponente besitzt und welches an seinem einen Ausgleichsventil, welches in Verbindung mit dem in Ende unmittelbar mit dem in sich starren Ver- Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel Verwenstellglied mechanisch fest verbunden ist; dung findet. Das Ausgleichsventil enthält ein drehfest

d) das Pendelgewicht ist mittels eines mit Abstand angeordnetes Gehäuse 41, welches die Steuerwelle 42 vom Schwerpunkt in eine Nut des Schwenk- *° aufnimmt. Ein Steuerhebel 43 ist mit der Steuerwelle hebelvorsprungs eingreifenden, am Verstellglied 42 fest verbunden und kann in einer Kammer 44 ortsfesten Stiftes verschwenkbar. Schwenkbewegungen ausführen. Die Kammer 44 ist

Dadurch wird eine Steuervorrichtung geschaffen, über ein Anschlußstück 46 mit einer Druckverteilung

deren Montage leicht ist, wobei die Steuervorrichtung 47 und einer Luftfeder 48 verbunden, während bei

selbst einen gedrängten Aufbau aufweist und das ²5 dem vorderen Ausgleichsventil 14 das Ventil mit

Pendelgewicht klein und leicht gestaltet werden kann. einem Paar von Luftfedern verbunden ist, die neben

Ebenfalls ist es vorteilhaft, daß ein elastisches den Rädern angeordnet werden. Mit Innengewinde

Zwischenglied des oder der Verstellglieder an einer versehene Bohrungen 51 und 52 laufen in die mittlere

Schwenk- bzw. Drehbewegung zur Steuerung des Luftkammer 44 des Ausgleichsventils aus und neh-

Ausgleichsventils beteiligt ist. 3o men jeweils eine Einlaßarmatur 53 mit einem Einlaß-

Das trägheitsabhängige Glied ist bei dem vorderen ventil 54 bzw. eine Auslaßarmatur 56 mit einem Aus-Ausgleichsventil derart aufgehängt, daß es während laßventil 57 auf. Diese Ventile weisen Ventilstößel 58 der Beschleunigung und des Bremsens in der Fahr- und 59 auf, die vom Steuerhebel 43 betätigt werden, zeuglängsrichtung betätigt wird, ebenso wenn das Es ergibt sich, daß eine Verdrehung der Steuerwelle Fahrzeug sich am Abhang befindet. 35 42 und des Steuerhebels 43 im Gegenuhrzeigersinn zu

Die Erfindung ist in den nachstehend aufgeführten einer Betätigung des Ventilstößels 58 des Einlaß-Zeichnungsfiguren, die schematische Ausführungs- ventils54 führt, wobei das Ventil geöffnet und die beispiele zeigen, hergestellt. Luftfeder 48 mit dem Kompressor 61 verbunden wird.

Fig. 1 ist eine halbschematische Seitenansicht Eine Verdrehung der Steuerwelle42 und des Steuereines Teiles des Fahrzeugrahmens; 4o hebeis 43 im Uhrzeigersinn beaufschlagt den Ventil-

F i g. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht des er- stößel 59, wobei das Auslaßventil 57 geöffnet und die

findungsgemäßen Ausgleichsventils; Luftfeder 48 mit der Atmosphäre verbunden wird.

Fig. 3 ist ein senkrechter Querschnitt nach der Fig. 2 zeigt die Verbindung der Steuerwelle 42 mit

Linie IV-IV der F i g. 2. dem elastischen Verstellarm, der aus einem Verstell-

In Fig. 1 ist der Rahmen 11 eines Kraftfahrzeugs 45 glied62, einem Außenteil64 und einer Schraubendargestellt, der einen Rahmen-Seitenlängsträger 12 feder 63 besteht. Das Verstellglied 62 ist mittels eines und einen Querträger 13 aufweist. Ein einziges vor- Bolzens 65 fest an die Steuerwelle 42 angeklemmt, deres Ausgleichsventil 14 regelt den Zu- und Abfluß während das Außenteil 64 des Verstellarmes im Punkt der Luft zu bzw. von den Luftfedern der Vorderräder. 66 schwenkbar an einer nach unten weisenden Stange Das Ausgleichsventil ist auf der rückwärtigen Seite 5o 67 angelenkt ist. Die Stange 67 ist an einem undes Querträgers 13 in der Mitte des Fahrzeugs an- gefederten Fahrzeugteil oder z.B. dem Stabilisator22 geordnet. Ein Verstellarm 16 ist auf einer Steuerwelle der F i g. 1 befestigt. Verstellglied und Außenteil 62 17 des Ausgleichsventils angeordnet und enthält eine bzw. 64 des Verstellarmes weisen Ansätze 68 auf, Schraubenfeder 18. Das äußere Ende des Verstell- welche die Enden der Feder 63 aufnehmen und abarmes 16 ist über eine Stange 19 an einem Hebel 21 55 stützen. Es ist die Aufgabe der Feder 63, eine elabefestigt, der fest an einem Torsionsstabilisator 22 stische Verbindung im Verstellarm derart herzustelsitzt. Der Stabilisator 22 wird in bekannter Weise auf len, daß relative Verschwenkungen zwischen den gedem Fahrzeugrahmen mit Hilfe von Stützgliedern 23 federten und ungefederten Fahrzeugteilen möglich befestigt, um eine Verdrehbewegung ausführen zu sind, ohne daß die Steuerwelle 42 verdreht wird,
können, und weist an seinen Enden Kurbelarme 24 ^6o Gemäß F i g. 2 ist ein abwärts weisender Schwingauf, welche über Bolzen 26 an den Radführungs- hebel 71 vorgesehen, der sich nach unten zu einem gliedern an beiden Seiten des Fahrzeugs befestigt sind. Pendelgewicht72 verbreitert. Somit wird ein trägheits-Die Anordnung ist so getroffen, daß eine Relativ- abhängiges Glied entsprechend dem Ausführungsbewegung zwischen den Rädern und dem Fahrzeug- beispiel nach F i g. 1 geschaffen, welches jedoch von rahmen eine Drehung des Stabilisators 22 ergibt. ⁶5 diesem dadurch abweicht, daß es um einen Schwenk-Diese Drehung bewirkt über den Hebel 21, die Stange punkt 73 am Gehäuse 41 des Ausgleichsventils 19 und den elastischen Feststellarm 16 eine Verdre- schwingen kann. Der Schwinghebel 71 ist mit dem hung der Steuerwelle 17. Verstellglied 62 des Verstellarmes über einen von

einem Ansatz des Ausgleichsventilgehäuses 41 getragenen Stift 74 verbunden. Der Stift 74 gleitet in einer Nut 77 des Verstellgliedes 62. Diese Ausführungsform gestattet eine getrennte Montage des Pendelgewichtes und entlastet die Steuerwelle von Spannungen und bewirkt gleichzeitig, daß das Pendelgewicht kleiner und leichter gehalten werden kann.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Einrichtung beim Beschleunigen und beim Bremsen des Fahrzeugs sowie beim Befahren von Steigungen und Gefällen beschrieben.

Die Steuerwelle 17 des vorderen Ausgleichsventils 14 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung derart, daß das Pendelgewicht 28 in Fahrzeuglängsrichtung schwingen kann. Wird das Fahrzeug gebremst, so versucht das Vorderteil des Rahmens eine nach unten gerichtete Nickbewegung auszuführen. Hieraus ergibt sich eine Drehung des Verstellarmes 16 und der Steuerwelle 17 im Gegenuhrzeigersinn, die das Einlaßventil öffnet und somit der Luftfeder Druckluft zuführt, um die Höhenkorrektur des Aufbaues vorzunehmen. Diese Korrektur ist jedoch unerwünscht, da nach Aufhören der Verzögerung am Fahrzeug das Vorderteil in eine zu hohe Stellung käme. Nun wirkt jedoch das Pendelgewicht 28 dieser Korrektur derart entgegen, daß es bei Verzögerung (Bremsen) des Fahrzeuges — infolge seiner nach vorn gerichteten Massenträgheit — den Verstellarm 16 und die Steuerwelle 17 in Uhrzeigersinn zu verdrehen sucht und somit den durch die Nickbewegung auf den Verstellarm und die Steuerwelle ausgeübten Kräften entgegenwirkt. Es ergibt sich daraus, daß die von der Fahrzeugverzögerung herrührende Höhenkorrektur stark herabgesetzt und in einigen Fällen vollständig beseitigt werden kann.

Wird das Fahrzeug beschleunigt, wirkt das trägheitsabhängige Pendelgewicht 28 in ähnlicher Weise der unerwünschten Korrektur entgegen. Während der Beschleunigung versucht der vordere Rahmenteil des Fahrzeuges sich zu heben und verdreht hierbei den Verstellarm 16 und die Steuerwelle 17 im Uhrzeigersinn, wobei ansonsten das Auslaßventil geöffnet wird. Dies würde zur Abgabe von Luft aus der Luftfeder führen und eine zu geringe Höhe des Fahrzeuges nach beendigter Beschleunigung bewirken. Dieser Wirkungsweise setzt jedoch das Pendelgewicht 28 infolge seiner Trägheit einen Widerstand entgegen, indem es den Verstellarm 16 und die Steuerwelle 17 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen versucht.

Ebenfalls wird das Pendelgewicht 28 wirksam, wenn das Fahrzeug eine Steigung oder ein Gefälle befährt. Hierbei wird durch die Neigung des Fahrzeuges sein effektives Gewicht vorn und hinten verändert, und das würde zu einer Höhenkorrektur zwischen dem Vorderrahmen und den Vorderrädern des Fahrzeuges führen. Gleichzeitig jedoch wirkt die Schwerkraft auf das Pendelgewicht 28 ein, das dadurch der Korrektur entgegenwirkt.

Wenn auch ein in der Fahrzeuglängsrichtung schwenkbares trägheitsabhängiges Glied 28 nur in Verbindung mit dem vorderen Ausgleichsventil gezeigt wird, könnte eine gleiche Einrichtung auch mit einem hinteren Ausgleichsventil "verbunden werden, um Höhenkorrekturen hinten am Fahrzeug während des Beschleunigens und beim Bremsen auszugleichen. Bei vielen Fahrzeugen ist dies jedoch nicht erforderlich, da die hintere Radaufhängung durch entsprechende Ausbildung dem Heben bzw. Senken des Fahrzeugs entgegenwirkt.

ίο Über den Wortlaut des Anspruches hinausgehende Teile der Beschreibung, der Ausführungsbeispiele und der Zeichnungsfiguren dienen nur der Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Federluft-Ausgleichsventil für Luftfederungen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, das den Abstand zwischen dem Fahrzeugrahmen so und jedem Rad selbsttätig regelt und das über Verstellglieder betätigt wird, wobei eines der Verstellglieder mit einem verschwenkbaren Pendelgewicht versehen ist, das der Ventilöffnungs- bzw. Schließbewegung am Federluft-Ausgleichsventil !5 dämpfend entgegenwirkt, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender, teilweise bekannter Merkmale:

   a) Ein in sich starres Verstellglied (62) ist starr mit der Schwenkwelle (42) des Federluft-Ausgleichsventils (14) verbunden;
   ein in an sich bekannter Weise in Fahrzeuglängsrichtung bewegbares Pendelglied (z. B. Pendelgewicht 72) ist am Gehäuse (41) des Ausgleichsventils (14) an einer achsparallel zur Schwenkwelle (42) angeordneten Schwenkachse (bei 73) frei schwenkbar angelenkt;

   c) das Verstellglied (62) weist ein an sich bekanntes elastisches Zwischenglied (18, 63) auf, das auch senkrecht zur Schwenkachse (bei 42) des das Zwischenglied (63) aufnehmenden Verstellgliedes (62) eine elastische Komponente besitzt und welches an seinem einen Ende unmittelbar mit dem in sich starren Verstellglied (62) mechanisch fest verbunden ist;

   d) das Pendelgewicht (72) ist mittels eines mit Abstand vom Schwerpunkt in eine Nut (77) des Schwenkhebelvorsprungs (76) eingreifenden, am Verstellglied (62) ortsfesten Stiftes (74) verschwenkbar.

   b)

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 948119;
   deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1738 479;

   österreichische Patentschrift Nr. 182 966;

   französische Patentschrift Nr. 1110 470;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 338 897, 2 778 656;

   Zeitschrift »Last-Auto und Omnibus«, Stuttgart,
   Nr. 10,19. 9.1956, S. 467, linkes unteres Bild.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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