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Die Erfindung betrifft eine Niveauregelvorrichtung für Luftfederungen
von Kraftfahrzeugen und Anhängern, die die Füllung von Luftfedern entsprechend der
jeweiligen Belastung des Fahrzeuges mittels eines Einlaß- und eines Auslaßventils
selbsttätig regelt und die eine hydraulische Verzögerungseinrichtung aufweist, die
aus einem mit einer konstanten Flüssigkeitsmenge gefüllten zylindrischen Gehäuse
besteht, das von den gefederten Massen des Fahrzeuges getragen wird und das durch
eine starre mittlere Trennwand mit einer als Drossel wirkenden Durchflußöffnung
in zwei Kammern unterteilt wird, deren andere Stirnseiten durch elastische Membranen
gebildet werden, die in ihrer Mitte mechanisch miteinander und über eine Feder mit
den ungefederten Massen des Fahrzeuges verbunden sind, wobei bei einer gemeinsamen
Bewegung beider Membranen aus der Mittelstellung in der einen Richtung das Einlaß-
und in der anderen Richtung das Auslaßventil geöffnet wird.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (französische Patentschrift
1396 898) besteht die Verbindung zwischen den Mitten der Membranen und den ungefederten
Massen des Fahrzeuges aus einem das Gehäuse beidseitig übergreifenden Bügel, wobei
in dem einen Bügelende die Feder untergebracht ist. Der Bügel selbst ist dabei als
ein Hebelarm eines im Abstand zum Gehäuse schwenkbar gelagerten Winkelhebels ausgebildet.
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Nachteilig bei dieser Anordnung ist es einmal, daß durch diese Bauweise
eine Vorrichtung geschaffen wird, die relativ große Abmessungen aufweist und bei
der überdies während ihrer Betätigung verhältnismäßig große Massen bewegt werden
müssen. Dies erweist sich insbesondere dann als Nachteil, wenn in der Vorrichtung
Resonanzschwingungen auftreten, denen bei der bekannten Anordnung nicht entgegengewirkt
wird.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei robuster und kompakter Bauform
Resonanzschwingungen in der Verzögerungseinrichtung ausgeschaltet werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein eine zentrale
Bohrung der mittleren Trennwand des Gehäuses durchgreifender zentraler Schaft, der
mit der Bohrung einen als Durchflußöffnung dienenden Ringspalt bildet, die beiden
Membranen miteinander verbindet, dessen äußere Verlängerung auf der einen Seite
einen Arm trägt, der in an sich bekannter Weise das Einlaßventil und das ; Auslaßventil
betätigt, und auf der anderen Seite mit der als Schraubenfeder ausgebildeten Feder
verbunden ist, die an ihrem anderen Ende über eine elastische Lagerung zum Ausschalten
von Resonanzschwingungen in der Verzögerungseinrichtung mit ; einem ein Fahrzeugrad
tragenden und zu den ungefederten Massen gehörenden Teil verbunden ist.
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Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß durch die zentrale Verbindung
beider Membranen miteinander einmal der umständliche und störanfällige Aufbau der
bekannten Anordnung vermieden wird und zum anderen der Abstand beider Membranen
zueinander durch den zentralen Schaft verschleißsicher festgelegt ist. Die zentrale
Anordnung des als Betätigungseinrichtung dienenden Schaftes ermöglicht die zentrale
Fortführung dieses Schaftes durch die zwischengeschaltete Feder und damit die Anbringung
einer Dämpfungseinrichtung zur Ausschaltung der Resonanzschwingungen am anderen
Ende der Feder, die gleichfalls wiederum einfach und robust ohne Raumaufwand ausführbar
ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht auf Grund ihrer Bauweise
weiter die Anbringung eines starren Armes an der äußeren Verlängerung des Schaftes
auf der einen Seite zur Betätigung des Einlaßventils und des Auslaßventils, der
in seiner Wirkung dem Schwenkarm nach einer anderen bekannten Vorrichtung (USA:
Patentschrift 2 947 530) entspricht, die zu einer Luftfederung mit einer hydraulischen
Verzögerungseinrichtung gehört und bei welcher der Schwenkarm durch eine Verschiebebewegung
des Kolbens der Verzögerungseinrichtung betätigt wird.
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Zweckmäßigerweise ist in der Trennwand des Gehäuses zusätzlich zu
der Durchflußöffnung konstanten Querschnittes noch eine durch einen Gewindebolzen
mit Längsnut gebildete, an sich bekannte Drosselöffnung mit veränderbarem Querschnitt
vorgesehen. Die erfindungsgemäße Anordnung macht hier von einer weiteren bekannten
Anordnung (SAE-Journal vom Juli 1954, Fig. 2 S.42) Gebrauch, bei welcher eine Durchflußdrosselstelle
im Querschnitt veränderbar ausgeführt ist.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht eines durch einen Luftfederbalg abgefederten
Rades eines Fahrzeuges mit einer Niveauregelvorrichtung nach der Erfindung zur selbsttätigen
Regelung des Luftdruckes im Luftfederbalg und der zugehörigen hydraulischen Verzögerungseinrichtung,
F i g. 2 die Niveauregelvorrichtung in größerer Darstellung mit einem Querschnitt
durch die Verzögerungseinrichtung, F i g. 3 die an der mittleren Trennwand des Gehäuses
der Verzögerungseinrichtung angeordnete Verstellschraube in nochmals vergrößerter
Darstellung und F i g. 4 die Draufsicht zu F i g. 3.
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Ein Fahrzeug 1 ist mittels eines Achsstummels 2 am freien Ende eines
Schwinghebels 3 gelagert, der in Längsrichtung des Fahrzeuges an der Unterseite
eines Fahrzeugrahmens 4 um einen Drehpunkt 5 vertikal schwenkbar angeordnet ist.
Der Schwinghebel 3 ist im gezeichneten Beispiel durch einen mit Druckluft gefüllten
glattwandigen Luftfederbalg 6, der aus Gummi bzw. gummiartigem Kunststoff oder auch
aus einem nicht dehnbaren, flexiblen Werkstoff bestehen kann, gegen den Fahrzeugrahmen
4 abgefedert. Mit wachsender Belastung des Fahrzeuges und bei auftretenden Fahrstößen
nimmt der Luftfederbalg 6, der eine nach außen hin luftdicht abgeschlossene Luftdruckkammer
umschließt, durch den auf ihn einwirkenden Druck eine zunehmend flacher werdende
Gestalt an. Statt des gezeichneten, quer zu seiner Längsdehnung zusammendrückbaren,
als Quetschbalg ausgebildeten Luftfederbalges 6 kann auch eine Luftfeder beliebiger
anderer Ausführung, beispielsweise eine vorwiegend in Richtung ,ihrer Längsachse
beanspruchte Gummihohlfeder Anwendung finden.
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Der Luftfederbalg 6 wird über eine Leitung 7, ein Einlaßventil8 und
eine vom Einlaßventil zu einem T-förmigen Anschlußstutzen 9 führende Leitung 10
von einem Luftdruckerzeuger oder einem Druckluftbehälter 11 mit Druckluft beaufschlagt,
wenn der Stößel 12 des Einlaßventils 8 entgegen der Wirkung
der
Ventilfeder in das Ventilgehäuse 13 hineingedrückt und dadurch der Durchgang im
Einlaßventil 8
freigegeben wird. Die andere Abzweigung des T-förmigen Anschlußstutzens
9 ist durch eine Leitung 10'
mit einem Auslaßventi114 verbunden, dessen
Gehäuse 15 einen ins Freie ausmündenden Auslaßstutzen 16 aufweist. Bei Betätigung
des Stößels 17 des Auslaßventils 14 strömt Druckluft aus dem Innern des Luftfederbalges
6 in die Atmosphäre ab, so daß dessen Innendruck entsprechend verringert wird.
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Die Betätigung der Stößel 12 bzw. 17 des Einlaßventils
8 und des Auslaßventils 14 zum selbsttätigen Regeln des Luftdruckes
im Innern des Luftfederbalges 6 zur Erzielung der für die jeweilige Belastung des
Fahrzeuges und für die Größe der auftretenden Fahrstöße günstigsten Abfederung erfolgt
über eine hydraulische Verzögerungseinrichtung.
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Die mit einem hydraulischen Dämpfer versehene Verzögerungseinrichtung
besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 18, das im gezeichneten Beispiel
an der Unterseite des Fahrzeugrahmens 4 angeordnet ist. Das Gehäuse
18 ist durch eine mittlere Trennwand 19 in zwei Kammern
20 und 21 unterteilt und an den beiden Enden durch je eine Membran
22 bzw. 23 abgeschlossen. Jede der beiden Membranen ist zwischen einem Endflansch
18' des Gehäuses 18 und einem am Endflansch durch Schrauben 24 festgelegten
Haltering 25 eingespannt. Die Mittelpunkte der beiden Membranen 23 und 22
sind durch einen Schaft 26 verbunden, der eine zentrale Bohrung 27 der Trennwand
19 mit freiem Spiel durchgreift. Der zwischen dem Schaft 26 und der Wandung der
Bohrung 27 befindliche freie Ringspalt 28 bildet eine Durchflußöffnung
und gestattet es der Flüssigkeit 29, die die beiden Kammern 20 und 21 voll
ausfüllt, von der einen in die andere Kammer überzutreten, wenn die im Normalzustand
ebenen Membranen 22 und 23 nach der einen oder nach der anderen Seite durchgebogen
werden.
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An der nach unten gekehrten Stirnfläche des Schaftes 26 ist ein einen
Gewindeschaft 30 aufweisendes zylindrisches Federlager 31 angeschraubt, das
die Membran mit dem unteren Schaftende verbindet. Zwischen dem Federlager 31 und
der Membran 23 ist das eine Ende einer Schraubenfeder 32 festgelegt. Das andere
Ende der Schraubenfeder 32 ist mittels eines weiteren zylindrischen Federlagers
33 und einer als Schlitzkopf- oder Innensechskantschraube ausgebildeten Schraube
34 an einer Platte 35 befestigt, die zwischen zwei Gummiringen 36 in einem Blechgehäuse
37 angeordnet ist. Das Blechgehäuse 37 ist mit dem Schwinghebel 3 durch Schweißung
oder durch Anschrauben fest verbunden.
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Am oberen Ende des Schaftes 26 ist ein Gewindebolzen 38 angeschraubt,
auf den eine Hülse 39 aufgesteckt ist. Die Hülse 39 dient der Abstützung
eines ebenfalls auf den Gewindebolzen aufgesteckten Armes 40. Der Arm
40 und die Hülse 39, die die Membran 22 mit dem Schaft
26 verbindet, ist am Gewindebolzen 38 durch eine auf diesen aufgeschraubte
Mutter 41 festgelegt. Der Arm 40 reicht in den freien Raum zwischen
dem Einlaßventil 8 und dem Auslaßventil14 hinein, die gleichachsig zueinander so
angeordnet sind, daß ihre Stößel 12 bzw. 17 einander gegenüberstehend gegen die
beiden Seitenflächen des Armes 40 gerichtet sind.
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Vollführt der Schwinghebel 3 zufolge einer Erhöhung der Belastung
des Fahrzeuges oder zufolge eines kräftigen Fahrstoßes gegenüber dem Fahrzeugrahmen
4 eine aufwärts gehende Schwenkbewegung, wobei er im Gegenuhrzeigersinn um den Drehpunkt
5 bewegt wird, dann übt die Schraubenfeder 32 auf die Membran 23 einen Druck aus,
demzufolge der Mittelabschnitt der Membran 23 in das Innere des Gehäuses 18 vorgewölbt
wird. Die dabei aus der Kammer 21 verdrängte Flüssigkeitsmenge tritt durch den Ringspalt
28 in die Kammer 20 über. Dementsprechend wird auch die obere Membran
22 nach oben durchgewölbt, wobei sie den an ihr befestigten Arm 40 aufwärts
bewegt, bis er gegen den Stößel 12
des Einlaßventils 8 zur Anlage kommt
und bei weiterer Aufwärtsbewegung den Stößel entgegen der Wirkung der (nicht gezeichneten)
Ventilfeder zur teilweisen oder vollständigen Freigabe des Ventilquerschnitts in
das Ventilgehäuse 13 hineindrückt. In diesem Fall strömt Druckluft vom Drucklufterzeuger
bzw. Druckluftbehälter 11 in den Luftfederbalg 6 nach, so daß dessen Federung härter
wird.
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Bei Verringerung der Fahrzeugbelastung vollführt der Schwinghebel
3 eine abwärts gehende Schwenkbewegung, wobei die Membran 23 durch die Schraubenfeder
nach unten durchgedrückt wird. Hierbei wird infolge überströmens der Flüssigkeit
29 aus der Kammer 20 in die Kammer 21 die obere Membran 22
ebenfalls nach unten durchgewölbt und durch den abwärts bewegten Arm 40 der
Stößel 17 des Auslaßventils 14 betätigt. Die aus dem hydraulischen Dämpfer
mit vorgeschalteter Federeinrichtung (Schraubenfeder 32 und Gummiringe 36) bestehende
Verzögerungseinrichtung bewirkt bei diesen Vorgängen, daß nicht schon schwache Fahrbahnstöße
jedesmal die Niveauregelvorrichtung zum Ansprechen bringen, und verhindert durch
die Kombination zweier verschiedener Federsysteme zugleich das Auftreten von Resonanzschwingungen
in der Niveauregelvorrichtung.
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Um die Wirkungsweise der hydraulischen Verzögerungseinrichtung den
jeweiligen Erfordernissen zweckentsprechend anpassen zu können, ist in der Trennwand
19 zusätzlich zu der aus dem Ringspalt 28 bestehenden Durchflußöffnung, die
einen stets gleichbleibenden Drosselquerschnitt besitzt, eine verstellbare zweite
Drosselöffnung vorgesehen. Zu diesem Zweck ist die Trennwand 19 außerhalb
ihres Mittelpunktes mit einer Gewindebohrung versehen und in diese ein Gewindebolzen
42 eingeschraubt, der durch eine Kontermutter 43 in der jeweiligen
Einstellung festlegbar ist. In den Gewindebolzen 42
ist eine Längsnut
44 eingefräst, die mit ihrem ganzen Querschnitt oder mit einem Teil ihres
Querschnittes auf eine Rinne 45 eingestellt werden kann, die in radialer
Richtung in der Auflagefläche der Kontermutter 43 an der Oberseite oder, wie in
den F i g. 3 und 4 dargestellt, an der Unterseite der Trennwand 19 angeordnet ist.
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Je nachdem, ob die Längsnut 44 des Gewindebolzens
42 mit ihrer vollen Breite oder mit nur einem Teil ihrer Breite auf die radiale
Rinne 45 eingestellt ist, strömt eine bestimmte Teilmenge der von der einen
in die andere Kammer 20 bzw. 21 verdrängten Flüssigkeit 29 unter Umgehung des Ringspaltes
28 über die zusätzliche Drosselöffnung. Auf diese Weise ist es möglich, die Niveauregelvorrichtung
in der Verzögerung so einzustellen, daß sie auf eine Bewegung des Schwinghebels
3 mit der Geschwindigkeit reagiert, wie es im Einzelfalle erwünscht ist. Zum
Ansetzen
eines Schraubenziehers ist der Gewindebolzen 42 auf der Seite, die die Kontermutter
trägt, an seiner Stirnfläche mit einem Schlitz 46 versehen.