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| Ventil für Luftfedern in Kraftfahrzeußen |
| It, Neuerung ein |
| tbie-betrifft/vin-tj-ig zum lastabhängigen Regeln des |
| av |
| Drucks in Luftfederelementen von Fahrzeugen, insbesondere |
| Kraftfahrzeugen ; bei denen ein von der Lage des Wagenkastens |
| relativ zu den Rädern beeinflusstes Stellglied über eine nur |
| in beschränktes Drehmoment übertragende Kupplung auf einen |
| it einem Dämpfungsglied verbundenen Ventilkörper wirkt. |
| . |
| eßolche Ventile, sollen bekanntlich nicht nur eine mittlere, |
| ßp'*f unaDH3ngig6 |
| Lage~ des Wagenkastens (während der Fahrt) |
| den Radachsen bestimmen, sondern auch noch während der |
| ßahrt zusätzlich auftretende Schwingungsausschläge des Wagen- |
| kastens in einem gewissen Umfang berücksichtigen. Es handelt
sich |
| . 1so hier um häufig und stark wechselnd beanspruchte, betriebs- |
| ;,,.. |
| ichtige Vorrichtungen, für die eine einfache, nur wenig Raum |
| eanspruchende, sich nur wenig abnützende und sehr betriebs- |
| 110 |
| b herde Bauart angestrebt werden muß. |
| .. Neuerung |
| W1 dem R enteil nach der t : 2 : Wjg ist dies dadurch erreicht, |
| ß die den Ventilteilen vorgeschaltete Kupplung zwei gegeneinander |
| verschiebbare Teile besitzt, von denen der eine mit dem Stelle- |
| z |
| . mitgefipinmen. e Teitj |
| glied verbunden ist und der andere,/an v <n b liiMp cTmi
t dem |
| ''111, |
| Neuerung |
| Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der $ ist in der |
| Zeichnung wiedergegeben. Es zeigen : |
| Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, |
Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. l, Fig. 3 und 4 Einzelheiten aus Fig. 2
in etwas größerem Maßstab.
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Ein Gehäuse 1 (Fig. 1 und 2) umschließt einen im wesentlichen zylindrischen
Raum 2 und zwei mit'ihm verbundene gleichfalls im wesentlichen zylindrische Nebenräume
3 und 4, von denen der erstere oberhalb, der letztere unterhalb des Raums 2 angeordnet
. ist. Die Achsen der Nebenräume 3 und 4 sind einander parallel und stehen senkrecht
zur Achse des Raums 2. Raum 2 ist von außen zugänglich durch eine kreisrunde, mit
einem Deckel 5 verschlossene Einbauöffnung 6 im Gehäuse l.
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Der Deckel 5 und die gegenüberliegende'Gehäusewand haben einander
zugekehrte Ansätze 7 bzw. 7'mit Bohrungen 8 bzw. 9, in denen eine nach beiden Seiten
aus dem Gehäuse vorstehende Welle 10 gelagert ist. Auf der Außenseite der Lagerbohrungen
8, 9 sind ebenso wie am Deckel 5 in der üblichen Weise ichtungsmittel 11,12,13 gegen
das Durchtreten von Öl vorgesehen « Auf eines der beiden, je mit Kerbverzahnungen
14, 15 versehenen Enden der Welle 10 kann wahlweise ein von der Lage des Wagenkastens
zu den Rädern beeinflusster Stellhebel 16 aufgesetzt werden.
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Innerhalb des Raums 2 ist auf der Welle 10 bzw. um diese herum eine
aus drei Hauptteilen 1718, 19 bestehende Kupplung angeordnet.
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Die Kupplungsscheibe 17 ist über eine Buchse 20 mit der Welle 10
fest
verbunden. Sie hat in ihrem ebenen Teil 21 Pfannen 22, in die drei in dem Käfig
18 gehaltene und um 1200 zu einander versetzt angeordnete Kugeln 23, von denen in
Fig. 1 nur eine zu sehen ist, als Mitnehmer eingreifen. Der äußere Scheibenrand
24 ist zur Versteigung gegen die benachbarte Gehäusewand umgebördelt. Auf der
| anderen Seite des Kugelkäfig 18 legt sich die andere, ebenfalls |
| mit pfannen 25 für die Mitnehmerkugeln 23 versehene Kupplungsscheibe |
| I' |
| 19 gegen die Kugeln. Sie umfasst die Welle 10 bzw. die Buchse
20 |
| nur-lose, eine konzentrische Führung erhält sie durch einen
hoch- |
gezogenen Rand 26, mit dem sie auf der äußeren Mantelfläche 27 eines aus dem Deckel
5 gegen das Gehäuseinnere heraustretenden kreisrunden Stegs 28 gleiten kann.
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: Eine sich'über ein Axialkugellager 29 gegen den Deckel 5 abstützende
Kupplungsfeder 30 hält die Kupplung 17, 18, 19 in Eingriff, sie drückt die Kupplungsscheibe
19 und mit ihr den Kugelkäfig 18 mit seinen Kugeln gegen die Kupplungsscheibe 17
mit der Buchse 20, so daß diese letztere mit einer Stirnseite bei 31 an dem Gehäuse-
| r ansatz 7t anliegt. Damit ist auch die Welle 10 in axialer
Richtung |
| r" |
| ! festgelegt. |
| f |
| Der zylindrische'Rand 26 der zweiten Kupplungsscheibe 19 ist
oben |
| Bund unten mit je einem Längsschlitz 32 bzw. 33 versehen. In
diese |
| Mngsschlitze greifen je Mitnehmer von Teilen ein, die in den
oben |
| 'erwähnten Nebenräumen 3'und 4 des Gehäuseinnere untergebracht
sind. |
| zu |
| Von oben her ragt in den Schlitz 32 (vgl. Fig. 3) ein ziemlich |
| schmäleren Bund 34 an einem Ventilkörper (Ventilrohr) 35 ein,
der |
auf der einen Seite in einer Gehäusebohrung 36, auf der anderen Seite in einer in
einer weiteren Gehäusebohrung 37-gehaltenen achse 38 geführt und an den betreffenden
Stellen mit üblichen
| Dichtungsmitteln 39, 40 versehen ist. |
| W |
| " |
Das Ventilrohr 35 (vgl. Fig. 4) hat eine durchgehende Längsbohrung 41, sein linkes
Ende ist mittels einer konischen Schulter 42 zu
einem Ventilsitz
43 ausgebildet. In der gleichen Weise bildet einen umgebenden Ventilsitz der Rand
44 der äußeren Mündung der Führungsbohrung 36. Er ragt in eine diese Bohrung nach
außen fortsetzende Gewindebohrung 45 in einem Gehäusestutzen 46 hinein.
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In der in den Figuren 2 und 4 wiedergegebenen Stellung des Ventilrohrs
5 legt sich gegen die Sitzflächen 43 und 44 zugleich die Dichtfläche 47 eines in
der Bohrung 45 mit merklichem Luftspalt gleitenden Schließglieds 48 aus Gummi. Eine
sich gegen einen einvulkanisierten Metallring 49 im Schließglied 48 legende Ventilfeder
50 drückt dieses in Richtung gegen den Sitz 44. Sie stützt sich dabei, gegen einen
die Bohrung 45 abschliessenden Schraubstopfen 51 mit durchgehender Bohrung 52 und
einem äußeren Gewindeanschluß 53 zum Anschluß an eine nicht gezeichnete} von einem
gleichfalls nicht gezeichneten 'Vorratsbehälter für Druckluft kommende Leitung.
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Ganz nahe den Sitzflächen 43 bzw. 44 sind in das Ventilrohr 35 bzw.
in die Führungsbohrung 36 ungefähr gleich breite Nuten 54 bzw. 55 eingedreht, die
in der gezeichneten Stellung des Ventilrohrs 35 einander gegenüberliegen. Die Bohrungsnut
55 ist über eine Querbohrung 56 und einen Anschluß 57 mit einem oder mehreren nicht
gezeichneten Federungselementen verbunden.
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Das Ventilrohr 35 steht von rechts her unter dem Druck einer Ventilfeder
58. Diese Feder stützt sich gegen einen Schraubstopfen 59, der in eine äußere Gewindebohrung
60 am Gehäuse 1 eingeschraubt ist und die Lagerbuchse 38 mit ihrem Flansch 61 festhält.
Die sich an die Längsbohrung 41 des Ventilrohrs 35 anschließende durchgehende Bohrung
62 des Stopfens ist nach außen durch ein kleines Filter 63 abgedeckt.
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Die Feder 50 ist um so viel stärker als die Feder 58 gewählt, daß
sie-bei Fehlen sonstiger Kräfte-das Schließglied 48 entgegen der Kraft der über
das Ventilrohr 35 auf jenes einwirkenden Feder 58 gegen den Ventilsitz 44 zu drücken
vermag. Wenn dann, wie gezeichnet,
zugleich das Ventilrohr 35 mit
seinem Sitz 43 am Schließglied 48 anliegt, so ist das Doppelsitzventil 43, 44, 48
völlig geschlossen. Die zugehörige Stellung des Hebels 16 wird im folgenden als
Normalstellung (-lage) bezeichnet.
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Den Raum 4 unterhalb der Gehäusemitte 2 bildet eine durchgehende zylindrische,
durch zwei Schraubstopfen 64, 65 abgeschlossene Bohrung. Ein in ihr laufender Kolben
66 trennt sie in zwei Kammern 67. 68,. die durch eine in der Gehäusewandung verlaufende
Drosselleitung in Verbindung stehen. Diese Leitung wird, wie
| in Fig. 1 angedeutet, von zwei, von je einer der Kammern 67,
68 |
| ausgehenden Bohrungen 69,70 gebildet, die bei einer mittels
einer |
| I |
| Schraube 71 von außen einstellbaren Drosselstelle 72 zusammenlaufen. |
| Ein in einer Querbohrung 73 inmitten des Kolbens 66 lose sitzender |
Bolzen 74 greift mit einem flachen Mitnehmeransatz 75 in den Schlitz 33 im Rand
26 der Kupplungsscheibe 19 ein. Die beiden Kammern 67,68 mit ihrer Verbindungsleitung
und der Raum 2 als Vorrats-und Ausgleichsbehälter sind bis zur Höhe der Achse 10
mit Öl gefüllt. Der Kolben 66 und sein Zubehör bilden eine Dämpfungeinrichtung.
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Die Wirkungsweise des Ventils ist nun folgende : Es wird dabei angenommen,
daß bei sich senkendem Wagenkasten, das heißt bei zunehmender Belastung desselben,
der Stellhebel 16, die Ventilwelle 10 und die Kupplungsscheibe 17 sich aus ihrer
gezeichneten Normalstellung entgegen dem Sinn des Uhrzeigers (Fig. 2) herausbewegen,
bei Entlastung des Wagenkastens dagegen im Uhrzeigersinn.
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Im ersten Fall, bei zunehmender Belastung, wird dann über die Kupplung
1718, 19 ein gewisses Drehmoment auf die Kupplungsscheibe 19 übertrafen, die über
den in den Schlitz 3 eingreifenden Mitnehmer 75 den Dämpferkolben 66 in Richtung
auf die Kammer 68 zu schieben sucht.
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Das weitere Arbeiten des Ventils hängt alsdann von der Bewegung des
Kolbens 66 bzw. der Kupplungsscheibe 19 ab, bzw. von dem Widerstand, die deren Bewegung
erfährt.
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Der Widerstand (Bremskraft) ist, zunächst im Falle des Kolbens 66
bei einer bestimmten Einstellung der Dämpfun : seinrichtung im wesentlichen nur
abhängig von der ihm aufgezwungenen Geschwindigkeit, und zwar nimmt sie mit dieser
zu. Dementsprechend wirkt auch der Drehung der mit dem Kolben 66 zwangsläufig gekuppelten
Kupplungsscheibe 19 ein nur von deren Winkelgeschwindigkeit abhängiges Bremsmoment-entgegen.
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Ein dieses Bremsmoment überwindende Bewegungsmoment muß auf die Scheibe
19 gegebenenfalls über die Kupplung 17, 18, 19 übertragen werden. Diese kann jedoch
bekanntermaßen nur Drehmomente unterhalb einer bestimmten, bei gegebenen Abmessungen
der Kupplungteile nur noch von der Kraft der Kupplungsfeder 30 abhängigen Größe
übertragen: wirkt ein Drehmement oberhalb dieser Größe auf die Kupplungsscheibe.
17, so treten die Mitnehmerkugeln 23 entgegen der Kraft der Kupplungsfeder 30 aus
ihren Pfannen 22, 23 heraus und die Kupplungsscheiben 17,19 kommen außer Eingriff.
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Zu diesem, maximal übertragbaren Drehmoment gehören nach Maßgabe der
zuvor erwähnten Abhängigkeit zwischen Dreh- (Winkel-) geschwindigkeit und Bremsmoment
eine höchste Drehgeschwindigkeit, die der Kupplungsscheibe 19 erteilt werden kann.
Mit eben dieser höchsten Drehgeschwindigkeit vermag die Kupplungsscheibe 19 einer
Drehung der Kupplungsscheibe 17 und damit einer Bewegung des Stellgliedes 16 oder
letzten Endes einer Bewegung des Wagenkastens äußerstenfalls zu folgen.
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Mit dieser Maximaldrehgeschwindigkeit folgt also die Kupplungscheibe
19 allen Schwingungen des Wagenkastens oberhalb einer bestimmten Schwinggeschwindigkeit.
Da nun im vorliegenden Fall im allgemeinen höhere Schwinggeschwindigkeit höherer
Schwingungfrequenz,
also kleinerer Schwingungsdauer entspricht,
so schlägt die Kupplungsscheibe 19 umso weniger aus, je höher die Frequenz (der
Schwingungen des Wagenkastens) ist « Damit ist der Einfluß höherfequenter Schwingungen
schon weitgehend ausgeschaltet.
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Überdies führen aber kleine Ausschläge der Kupplungsscheibe 19 überhaupt,
das heißt Ausschläge unterhalb einer gewissen, geringen Größe, gar nicht zum Ansprechen
des Ventils. Wegen der größeren Breite des Schlitzes 32 im Verhältnis zum Ventilrohrbund
34 setzt nämlich die Kupplungsscheibe 19 das Ventilrohr 35 nicht sofort'in Bewegung,
sondern erst dann, wenn die Flanke
| 76 (Fig. 3) des robizes 32 gegen den Ihm-34 anläuft, wenn also |
ie Kupplungsscheibe 19 einen gewissen, durch den erwähnten Breiteunterschied bedingten
Drehwinkel durchlaufen hat.
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Durch das alsdann folgende Verschieben des Ventilrohrs 35 nach links
gelangt die Nut 54 in Verbindung mit der Bohrung 45. Außerdem wird das Schließglied
48/gegen die Kraft der Ventilfeder 50 von seinem einen Sitz 44 abgehoben. Die durch
den Stutzen 53 eintretende Druckluft kann jetzt über die Bohrung 45, den Luftspalt
zwischen deren Wandung und dem Ventilkörper 48, die Nut 54 und die dieser zum Teil
noch gegenüber liegende Nut 55, die Bohrung 56 und den Stutzen 57 zu den Federungselementen
strömen.
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Der Wagenkasten hebt sich nun, der Stellhebel 16 dreht seine Bewegungsrichtung
um und nähert sich wieder seiner Normallage, entsprechend bewegen sich die Kupplungsscheiben
17 und 19. Der zurückweichenden Flanke 76 des SeMritzes 72 folgt der Bund 34 mit
dem Ventilrohr 35 und dem Schließglied 48 unter der Kraft der Ventilfeder 50, bis
das Schließglied 48 wiederum am Sitz 44 anliegt und den Durchfluss sperrt. Das Ventil
befindet sich dann wiederum
| in der gezeichneten Ruhestellung und ist geschlossen. |
| , |
| Im anderen Fall, bei Entlastung des Wagenkastens, setzen sich |
| die Kupplungsscheiben 17 und 19 im Uhrzeigersinn in Bewegung, |
| die Flanke 76 bewegt sich nach Maßgabe der Dämpfung durch den |
Dämpfungskolben 66 nach rechts, ohne daß zunächst das Ventilrohr
34935 folgt, so daß auch in diesem Fall kleine Ausschläge der Kupplungsscheibe 19
ohne Wirkung bleiben. Erst wenn die Scheibe 19 so welt ausschlägt, daß die andere
Schlitzflanke 77 (Fig. 3) an den Bund 34 stößt, wird das Ventilrohr 34,35 gegen
die Kraft der Feder 58 nach rechts geschoben. Dadurch hebt sich der Sitz 43 vom
Schließglied 48 ab und nach einer kurzen weiteren Wegstrecke des Ventilrohrs 35
steuert er die Nut 55 auf." Alsdann kann Luft aus den Federungselementen über 57,
56, 55 und die Längsbohrung 41 des Ventilrohrs 35, die Gewindeanschlußbohrung 62
und das Filter 63 nach außen abströmen, der Wagenkasten senkt sich. Die infolgedessen
einsetzende rückläufige Bewegung des Stellhebels 16 lässt die Kupplungsscheibe 19
ihre Bewegungsrichtung umkehren. Per jetzt in gedämpfter Bewegung nach links gehenden
Schlitzflanke 77 folgt das Ventilrohr 35 unter . dem Druck der Feder 58 bis es mit
der Sitzfläche 42 am Schließglied 48 anliegt und das Ventil wiederum die Ruhestellung
einnimmt.