DE1680627B1

DE1680627B1 - Abschaltbares Niveauregelventil fuer Luftfederungen von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE1680627B1
Application number: DE19651680627D
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Alfieri; Roberto Moriondo
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1964-06-05
Filing date: 1965-06-04
Publication date: 1970-01-02
Also published as: GB1115733A; US3342503A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein abschaltbares nach längerer Schieflast — z. B. nach Durchfahren Niveauregelventil für Luftfederungen von Fahrzeu- einer langen Kurve —· eine sich nur langsam redugen, mit einer in Abhängigkeit vom jeweiligen Ab- zierende Schräglage des Fahrzeugs auftritt,
stand zwischen gefederten und ungefederten Massen Es ist auch ein Niveauregelventil bekannt (deutin Längsrichtung verschiebbaren hohlen Druckstange, S sches Gebrauchsmuster 1785 054), bei dem durch die eine im einen Teil eines Zylinders befindliche, sternförmig auf einen gesteuerten Einlaß bzw. einen mit den Luftfedern verbindbare Druckkammer axial gesteuerten Auslaß hin gerichtete Rückschlagventile durchsetzt, an einem Ende mit der Außenluft ver- nach erfolgtem Aufpumpen ein Ausgleich zwischen bunden ist und am anderen Ende mit einer gegen die den Luftfedern verhindert ist. Das bekannte Ventil Druckstange zu vorgespannten Klappe eines doppelt- io ist jedoch nur für einen dauernden, auch während wirkenden Federventils zusammenwirkt, dessen erster der Fahrt wirkenden Druckluftanschluß geeignet, da Ventilsitz auf der hohlen Druckstange und dessen anderernfalls bei vorübergehenden, selbst kurzen zweiter Ventilsitz auf einem im Zylinder in einem Entlastungen eine Entleerung der Luftfedern stattkleinen Bereich verschiebbaren Ringkolben angeord- findet, und zwar von allen Luftfedern, die jedoch bei net ist, der die Druckkammer auf einer Seite be- 15 anschließendem Wiederanstieg der Belastung nur grenzt, selbst von der Druckstange durchsetzt wird nachgefüllt werden können, wenn eine Druckluft- und auf seiner dem Federventil zu- und der Druck- quelle zur Verfügung steht. Diese bekannte Konkammer abgekehrten Seite entgegen der Kraft einer struktion läßt sich somit nicht auf abschaltbare vorgespannten Feder mit dem Druck einer abtrenn- Niveauregelventile übertragen,
baren Druckluftquelle beaufschlagbar ist. ao Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

Luftfederungen von Fahrzeugen bieten verschie- Niveauregelventile der eingangs genannten Art, also dene Vorteile, insbesondere die Möglichkeit, die solche, die nicht ständig und an eine Druckluftquelle (t Federwirkung dieser Vorrichtungen der Fahrzeuglast angeschlossen sind, so zu verbessern, daß sie bei abanzugleichen. Es sind Luftfederungen bekannt, die geschalteter Druckluftzufuhr einen Luftausgleich ständig an eine Druckluftquelle angeschlossen sind 25 zwischen den einzelnen Federn oder Federgruppen und bei denen der Luftdruck in den Federn lau- verhindern.

fend geregelt wird. Andere Luftfederungen sind nicht Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geständig an eine Druckluftquelle angeschlossen, son- löst, daß die Verbindung der Druckkammer mit jeder dem es wird nur durch einen kurzzeitigen Anschluß Luftfeder oder jeder Luftfedergruppe über je ein eine lastgerechte Füllung der Luftfedern bewirkt. 30 Sperrventil verläuft, das vom Ringkolben betätigbar Dieser Anschluß wird im allgemeinen im Stillstand und nur in dessen in die Druckkammer vorgeschodes Fahrzeugs durchgeführt, beispielsweise vor bener Stellung geöffnet ist. Ein Luftausgleich zwi-Fahrtantritt, so daß es für das Fahrzeug nicht not- sehen der Druckkammer und den Luftfedern kann wendig ist, eine eigene Druckluftquelle mitzuführen deshalb nur dann stattfinden, wenn auf Grund der oder sie ständig in Betrieb zu halten. Die lastge- 35 von der Federhöhe abhängigen Stellung der Druckrechte Füllung der Luftfedern wird dabei von einem stange das Federventil des Ringkolbens geöffnet und Niveauregelventil durchgeführt, das während des Druckluft in die Druckkammer geleitet wird, die so-Anschlusses an die Druckluftquelle die Luftzu- oder dann in Durchlaßrichtung am Sperrventil anliegt, -abfuhr so regelt, daß sich eine bestimmte Höhen- oder wenn — ebenfalls bei am Federventil anliegendifferenz zwischen den gefederten und den unge- 40 der Druckluft — die Druckstange zurückgezogen ist federten Teilen des Fahrzeugs einstellt. Nach an- und das Ventil den Ringkolben in die Druckkammer schließender Abschaltung des Niveauregelventils vorschiebt; im letzteren Fall ist die Druckkammer bleibt der Druck in der Luftfederungsanlage erhalten, mit der umgebenden Atmosphäre verbunden, und aus ä auch wenn sich — beispielsweise bei Personenfahr- den Luftfedern kann Luft entweichen. Ist jedoch ™ zeugen während einer Rast — die Belastung vor- 45 keine Druckluft angeschlossen, so bleiben die Sperrübergehend vermindert. ventile ständig geschlossen, und jede Luftfeder oder

Es ist ein derartiges Niveauregelventil der eingangs Luftfedergruppe stellt einen geschlossenen Luftraum angegebenen Gattung bekannt (französische Patent- dar, dessen Luftmassen getrennt eingeschlossen sind, schrift 1345 439), bei der die Druckkammer des Zweckmäßig ist jede Luftfeder an eine am Umfang

Niveauregelventils mittels eines Schiebers gegen eine 5° des Zylinders angeordnete Kammer angeschlossen, die Ringkammer verschließbar bzw. mit ihr verbindbar über das jeweilige Sperrventil mit der Druckkammer ist, in die die Anschlüsse der Luftfedern, in die Filter verbindbar bzw. von ihr abtrennbar ist. Das Sperr-. eingebaut sind, münden. Nach dem Abschalten des ventil besteht zweckmäßig aus einer durch eine Ven-Ventils und Verschließen der Druckkammer gegen tilfeder auf ihren in der Zylinderwand ausgebildeten die Ringkammer sind deshalb alle Luftfedern noch 55 Ventilsitz gedrückten Sperrventilklappe, die mit miteinander verbunden. Hierbei tritt der Nachteil einem Stößel ausgerüstet ist, der ins Innere des auf, daß bei Lastverschiebungen im Fahrzeug, bei- Zylinders reicht und dort am Ringkolben angreift, spielsweise in Kurven, eine Luftverlagerung zwischen Der Angriff am Ringkolben kann über eine in ihm den Luftfedern stattfindet und die Drücke relativ ausgebildete Ringnut zur Einstellung einer bestimmzur Last einerseits zu hoch und andererseits zu 60 ten Charakteristik der Durchflußgeschwindigkeit an niedrig sind. Die Luftfedern können dabei im Ex- - einer Nockenfläche oder auch an einem Flansch des tremfall an der belasteten Seite, in Kurvenfahrten Kolbens erfolgen. Die Konstruktion ist einfach, bealso an der Außenseite, bis zum Anschlag zusam- steht aus wenigen Teilen und ist robust ausbildbar, mengedrückt werden. Hierdurch wird eine ungünstige so daß sie durch Gefährdungen wie Vibrationen, Fahrzeugbeanspruchung und eine zusätzliche Schräg- 65 Stöße oder äußere Verschmutzung, wie sie an Fahrlage hervorgerufen. Sind in die Anschlüsse der Luft- zeugen leicht auftreten können, nicht in ihrer Funkfedern Filter mit sehr hoher Drosselwirkung des Luft- tion beeinträchtigt werden kann,
durchsatzes eingebaut, so ergibt sich außerdem, daß Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der

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folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen Stößel 52 sind je mit einer Ventilklappe verbunden,

erläutert, und zwar zeigt die den beweglichen Teil eines Sperrventils 54 dar-

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch ein erfindungs- stellt und an einem in der Gehäusewand gebildeten

gemäßes Niveauregelventil, Ventilsitz 56 unter der Wirkung einer als Schrauben-

Fig. 2 und 3 Teilschnitte entsprechend Fig. 1 5 feder ausgebildeten Ventilfeder 58 anliegt. Diese

von abgewandelten Ausführungsformen und Teile sind in einer Kammer K in einem hohlen An-

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Luftfede- satz 60 untergebracht, die über das jeweilige Sperr-

rung mit erfindungsgemäßem Niveauregelventil. ventil 54 an die Druckkammer G angeschlossen ist.

Ein Niveauregelventil A eines Fahrzeugs steht Die einzelnen hohlen Ansätze 60 sitzen am Außenüber einen Dreiwegeschieber B mit einem Druck- i"o umfang des Zylinders 36 und bilden einen Kranz aus kessel C und außerdem mit Luftfedern D₁ und D₂ radialen Elementen. An ihnen sind Anschlußstutzen in Verbindung, die jeweils den rechten oder den 62 bzw. 64 für Verbindungsleitungen zu den Luftlinken Rädern oder Achsen zugeteilt sind (Fig. 4). federnD₁ bzw. £>₂ vorgesehen. Im dargestellten Bei-Während der Fahrt ist das Niveäuregelventil A vom spiel sind entsprechend der Zahl der Luftfedern zwei Druckluftkreis durch den Dreiwegeschieber B ge- 15 Ansätze 60 vorhanden,
trennt. Die Ventilklappen der Sperrventile 54 werden

Das in Fig. 1 dargestellte Niveauregelventil A hat durch die jeweiligen Ventilfedern 58 derart beauf-

ein Gehäuse, das an seinem oberen Teil einen Träger schlagt, daß einerseits die Sperrventile mit ihrem

12 für einen drehbaren Zapfen 14 aufweist, auf dem Sitz in Verbindung und andererseits die Stößel 52

ein um die Achse des Zapfens 14 schwenkbarer Hebel ao radial und in gleicher Ebene gehalten werden.

16 mit seinem einen Ende fest aufgesetzt ist. Das Durch die Anordnung dieser Teile und insbeson-

andere Ende des Hebels 16 ist mit dem Radgestell, dere der verschiedenen Arbeitszylinder werden im

der Achsbrücke oder einem sonstigen ungefederten Gehäuse außer der Druckkammer G und den Kam-

Teil des Fahrzeugs verbunden. mem K noch eine Kammer F, die in der Bohrung

Das Niveauregelventil A ist in bekannter Weise as des Ringkolbens 34 liegt und an den Druckkessel C

am Fahrzeug angebaut. Dem Zapfen 14 ist ein angeschlossen ist, und eine Kammer H gebildet, die

Nocken 18 aufgekeilt, der über eine Rolle 20 an zylinderförmig zwischen der Druckstange 22 und

einem Ende einer hohlen Druckstange 22 angreift, dem Hohlschaft 30 liegt und über Bohrungen 68 im

die in einer im Gehäuse vorgesehenen Hülse 24 längs Hohlschaft 30 mit der Druckkammer G in Verbin-

verschieblich ist. 3° dung steht.

Das Innere der hohlen Druckstange 22 ist über Die Kammer H hat entweder Verbindung zur

eine im oberen Bereich des Gehäuses vorgesehene Kammer F, wenn das Federventil 40 geöffnet ist,

Bohrung 25 mit der Atmosphäre ständig verbunden. oder sie ist über die hohle Druckstange 22 und die

In seinem mittleren Teil ist das Gehäuse als ein am Gehäuse vorgesehene Bohrung 25 an die Außen-Zylinder26 ausgebildet, in dem ein Ringkolben 28 35 luft geschlossen. Daher können auch die Druckabdichtend verschiebbar ist, dessen axiale Bohrung kammer G und die Kammern K entweder mit der von der Druckstange 22 durchsetzt ist. Der Ring- Atmosphäre oder mit dem Druckkessel C in Verkolben28 ist über einen Hohlschaft 30 mit einem bindung gebracht werden.

zweiten Ringkolben 34 gekuppelt, der in einem ihm Die Druckstange 22 ist in der Hülse 24 und im zugeordneten, koaxial zum Zylinder 26 liegenden 40 Ringkolben 28 nur mit einer gewissen Reibung verZylinder 36 verschiebbar gelagert ist, der im unteren schiebbar, besonders durch die Anordnung von Teil des Gehäuses ausgebildet ist. Der Bereich im Dichtungen zwischen diesen Teilen. Es ergibt sich Gehäuse, der zwischen den beiden Zylindern 26 und daraus, daß, wenn das Niveauregelventil A nicht ar-36 liegt, bildet eine Druckkammer G. Die axiale Boh- beitet, die Druckstange 22 (während der Verschwenrung des Ringkolbens 34 bildet einen dichtenden 45 kung des Nockens 18) niedergeht und in der End-Sitz38 für ein Federventil 40, das durch seine Feder lage mit ihrem unteren Ende in unmittelbare Nähe 42 gegen diesen Sitz gedrückt wird. Ein Deckel 44 des Federventils 40 gelangt, ohne mit demselben in schließt den Zylinder 36 an der Unterseite und stützt Wirkverbindung zu kommeit und es von seinem Sitz das rückwärtige Ende der Feder 42 ab. Ungefähr in abzuheben.

der Mitte des Deckels 44 ist ein Anschlußstutzen 46 50 Das erfindungsgemäße Niveauregelventil funktio-

für eine Leitung vorgesehen, die über den Dreiwege- niert in folgender Weise:

schieber B zum Druckkessel C führt. Unter normalen Betriebsverhältnissen, wenn also

Die verbundenen Ringkolben 28 und 34 werden das Fahrzeug in Fahrt ist, ist das Niveauregelventil durch eine Schraubenfeder 47 beaufschlagt, die den abgeschaltet. Seine Teile befinden sich in der in Hohlschaft 30 umgibt und sich mit einem Ende an 55 F i g. 1 gezeigten Stellung. Damit besteht keine Vereiner Schulter abstützt, die vom Gehäuse zwischen bindung zwischen der Druckkammer G und den eindem Zylinder 26 und der zwischen den beiden Zy- zelnen Kammern K bzw. den Luftfedern D₁ und D₂ lindern 26 und 36 liegenden Druckkammer G gebil- und auch keine Verbindung zwischen der Druckdet wird. Das andere Ende der Schraubenfeder liegt kammer G und der Kammer F. Letztere steht über an dem durch den Ringkolben 34 beim Hohlschaft 60 den Dreiwegeschieber B mit der Außenluft in Ver-30 gebildeten Absatz an. Die Schraubenfeder 47 hält bindung. Dagegen ist die Druckkammer G über die den Ringkolben 34 in Anlage an den Deckel 44, der radialen Bohrungen 68 mit der Kammer H und die somit als Anschlag wirkt. Ein zweiter Anschlag wird Kammer H über die Druckstange 22 und die Bohdurch eine Schulter 45 am Ende des Zylinders 26 an rung 25 mit der Außenluft verbunden,
der Stirnseite der Hülse 24 gebildet. 65 Die Verdrehungen des Nockens 18, die während Der Ringkolben 34 weist an seiner Umfangsfläche der Fahrt durch die Relativbewegungen zwischen eine Ringnut 48 auf, in die mit einem kleinen Spiel- Radachsen und Fahrgestell auftreten, verstellen die raum Köpfe 50 von Stößeln 52 eingreifen. Die Druckstange 22 nur um eine kurze Strecke, so daß

sie wirkungslos bleibt. Die Höhenverstellung am Fahrzeug bei Änderung der Last erfolgt durch öffnen des Dreiwegescheibers B, der die Verbindung der Kammer F mit der Außenluft unterbricht und sie mit dem Druckkessel C in Verbindung bringt.

Der Zutritt der Druckluft in die Kammer F bewirkt ein Anheben des Ringkolbens 34 und des damit verbundenen Ringkolbens 28 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 47 bis zum Anschlag an die Schulter 45. Während dieses Anhebens werden die Köpfe 50 der Stößel 52 der Sperrventile 54 in der Ringnut 48 nach oben mitgenommen und die Ventilklappen verschwenkt und von ihrem Ventilsitz abgehoben. Damit ist eine Verbindung zwischen den Kammern K und der Druckkammer G hergestellt.

Das Anheben der Ringkolben 28 und 34 kann das untere, offene Ende der Druckstange 22, je nach der gefahrenen Last, mit der Klappe des Federventils 40 in Wirkverbindung bringen.

Angenommen, die gefahrene Last habe sich gegenüber den bei der letzten Einstellung vorhandenen Verhältnissen verringert, so besteht zunächst keine Verbindung zwischen dem Ende der Druckstange 22 und dem Federventil 40. Die Kammern K werden mit der Außenluft verbunden, und eine bestimmte Luftmenge entweicht aus den Luftfedern D₁ und D₂. Hierdurch tritt eine Verkleinerung des Abstands zwischen dem Fahrzeugrahmen und den Rädern ein, bis die Druckstange 22 auf die Klappe des Federventils 40 stößt und die Verbindung zwischen den Luftfedern und der Außenluft unterbricht.

Hat sich dagegen die Last erhöht, so bringt der Nocken 18 das Ende der Druckstange 22 mit der Klappe des Federventils 40 in Wirkverbindung und hebt sie von ihrem Sitz ab. Dadurch wird die Verbindung der Druckkammer G zur Außenluft unterbrochen und zur Kammer F hergestellt, so daß Druckluft in die Luftfedern D₁ und D₉ strömt. Das Einströmen von Druckluft wird in Abhängigkeit von der Verstellung des Abstands zwischen dem Fahrgestell und den Rädern, also entsprechend dem Anstieg des Luftvolumens in den Luftfedern, schließlich wieder gesperrt.

Nach dem Ausgleichvorgang betätigt der Fahrer wiederum den Dreiwegeschieber B, um die Verbindung zwischen dem Druckkessel C und der Kammer F zu unterbrechen und diese letztere mit der Außenluft zu verbinden. Die Schraubenfeder 47 verschiebt die Ringkolben 28 und 34 gegen den Deckel 44, um damit die Ventilklappen der Sperrventile 54 auf die zugeordneten Ventilsitze zu legen. Die Luftfedern D₁ und D₂ bleiben nun voneinander getrennt und damit von den gegenseitigen dynamischen oder sonstigen Beanspruchungen unbeeinflußt, wie sie bei der Fahrt auftreten.

Bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Abwandlungen sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit entsprechenden, durch Indizes α bzw. b ergänzten Bezugszeichen versehen. Im Fall der F i g. 2 weist der Ringkolben 34 α an seinem oberen Teil eine konische Nockenfläche 76 auf, an welcher die Köpfe 50 α der Stößel 52« der Ventilklappen der die Verbindung zwischen den Kammern K und der Druckkammer G steuernden Sperrventile 54 α angreifen.

Dieses Niveauregelventil arbeitet ähnlich wie das des vorhergehenden Beispiels, jedoch mit dem Unterschied, daß die Ventilklappen der Sperrventile 54 a nicht gekippt werden oder ausschwenken, sondern parallel bewegt und vom jeweiligen Ventilsitz völlig abgehoben werden. Um diese Verschiebung zu gewährleisten, können die Ventile mit Führungsorganen versehen sein.

Bei der Abwandlung gemäß F i g. 3 sind die Ventilklappen der Sperrventile 54 b kranzartig mit ihren Achsen parallel zu den Achsen des Ringkolbens 34 b angeordnet. An den Ventilklappen sitzen die Stößel b, die an einer Schulterfläche eines am Ringkolben b sitzenden radialen Flansches 78 anliegen.

Auch bei dieser Abwandlung werden die Ventilklappen der Sperrventile 54 b vollständig von ihren Ventilsitzen abgehoben; die Arbeitsvorgänge spielen sich im übrigen auf die im Zusammenhang mit F i g. 1 gezeigte Weise ab.

Der Dreiwegeschieber B kann durch ein Elektroventil ersetzt werden, um das Niveauregelventil selbsttätig zu bedienen. Die Leitung zwischen dem Druckkessel C und dem Niveauregelventil A kann außerdem lösbar zusammengesteckt sein, so daß das Fahrzeug den Druckkessel nicht mitzuführen braucht, sondern die Einstellung der Luftfederung an festen M Stationen vor Fahrtantritt durchführt. ~

Claims

Patentansprüche:

1. Abschaltbares Niveauregelventil für Luftfederungen von Fahrzeugen, mit einer in Abhängigkeit vom jeweiligen Abstand zwischen gefederten und ungefederten Massen in Längsrichtung verschiebbaren hohlen Druckstange, die eine im einen Teil eines Zylinders befindliche, mit den Luftfedern verbindbare Druckkammer axial durchsetzt, an einem Ende mit der Außenluft verbunden ist und am anderen Ende mit einer gegen die Druckstange zu vorgespannten Klappe eines doppeltwirkenden Federventils zusammenwirkt, dessen erster Ventilsitz auf der hohlen Druckstange und dessen zweiter Ventilsitz auf einem im Zylinder in einem kleinen Bereich verschiebbaren Ringkolben angeordnet ist, der die Druckkammer auf einer Seite begrenzt, selbst von der Druckstange durchsetzt wird und g auf seiner dem Federventil zu- und der Druck- " kammer abgekehrten Seite entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder mit dem Druck einer abtrennbaren Druckluftquelle beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Druckkammer (G) mit jeder Luftfeder (D₁ und D₂) oder jeder Luftfedergruppe über je ein Sperrventil (54, 54 α oder 54 b) verläuft, das vom Ringkolben (34, 34 α oder 34 b) betätigbar und nur in dessen in die Druckkammer

(G) vorgeschobener Stellung geöffnet ist.

2. Niveauregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftfeder (D₁ und D₁.) an eine am Umfang des Zylinders (36, 36 α oder 36 b) angeordnete, über das jeweilige Sperrventil (54, 54 α oder 54 b) mit der Druckkammer (G) verbindbare Kammer (K) angeschlossen ist, von der aus die mit einem ins Zylinderinnere reichenden Stößel (52, 52 α oder 52 b) ausgerüstete Sperrventilklappe durch eine Ventilfeder (58, 58 α oder 58 b) auf ihren in der Zylinderwand ausgebildeten Ventilsitz (56) gedrückt wird.

3. Niveauregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (52) radial ins

Zylinderinnere ragen und innen mit geringem Spiel in eine im Ringkolben (34) vorgesehene Ringnut (48) eingreifen.

4. Niveauregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (52 d) radial ins Zylinderinnere ragen und dort an einer am Ringkolben (34 a) vorgesehenen konischen Nockenfläche (76) anliegen.

5. Niveauregelventil nach Anspruch 2, dadun gekennzeichnet, daß die Kammern (K) sich Achsrichtung an eine radiale Erweiterung d Zylinders anschließen, die Sperrventile (54 achsparallel betätigbar sind und die achsparall len Stößel (52 b) an einer Schulterfläche ein am Ringkolben (34 b) vorgesehenen Flansch (78) anliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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