DE19710399C2 - Anordnung mit einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen - Google Patents
Anordnung mit einer Luftfeder und einem ZusatzvolumenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen, das
über eine Verbindungsleitung mit der Luftfeder in Verbindung steht und mit einem durch
Luftdruck steuerbaren Ventil, das in einer Schließstellung die Verbindungsleitung sperrt
und in einer Öffnungsstellung die Verbindungsleitung freigibt.
In modernen Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße Luftfedern zur Federung
eingesetzt, da diese eine komfortable Federung und eine Niveau-Regulierung des
Fahrzeugs ermöglichen. Die Luftfedern des Kraftfahrzeuges sind vorzugsweise über eine
Verbindungsleitung mit einem Zusatzvolumen verbunden, mit dessen Hilfe die Steifigkeit der
Luftfeder eingestellt werden kann. Die Verbindungsleitung weist einen großen Querschnitt
auf, damit Luft zwischen der Luftfeder und dem Zusatzvolumen mit ausreichend hoher
Dynamik ausgetauscht werden kann. Dadurch wird es beispielsweise möglich, dass auch bei
einer kurzzeitigen Verkürzung einer Luftfeder, beispielsweise beim Überfahren eines
Hindernisses, Luft von der Luftfeder in das Zusatzvolumen überführt wird, so dass die
Luftfeder "weich" einfedert. In die Verbindungsleitung ist ein Ventil eingeschaltet, das in einer
Schließstellung die Verbindungsleitung sperrt und in einer Öffnungsstellung die
Verbindungsleitung freigibt. Vorzugsweise wird ein durch Luftdruck zu betätigendes Ventil
verwendet, da mit einem derartigen Ventil große Querschnitte in eine Verbindungsleitung
einfach geschaltet werden können. Im allgemeinen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges befindet
sich das Ventil in der Öffnungsstellung, so dass die Luftfeder mit dem Zusatzvolumen
ständig verbunden ist und "weich" einfedern kann, so dass ein hoher Federungskomfort des
Kraftfahrzeuges gewährleistet ist. Es gibt aber auch Fahrsituationen, in denen nicht eine
weiche, komfortbetonte Einfederung der Luftfeder, sondern vielmehr eine hohe Steifigkeit
der Luftfeder gefordert ist. So sollte beispielsweise beim Durchfahren einer Kurve die
Luftfeder aller Räder eine hohe Steifigkeit aufweisen, damit sich das Fahrzeug beim
Durchfahren der Kurve nicht zu stark zur Seite neigt. Derartige Fahrsituationen werden
beispielsweise von Sensoren erfaßt und das Ventil in der Verbindungsleitung wird
angesteuert und von der Öffnungsstellung in die Schließstellung überführt, so dass die
Verbindungsleitung gesperrt ist. Die Luftfeder ist dann nicht mehr mit dem Zusatzvolumen
verbunden, so dass sie dementsprechend eine höhere Steifigkeit aufweist.
Ein Ende der Fahrsituation, die eine höhere Steifigkeit einer oder mehrerer Luftfedern des
Kraftfahrzeuges erfordert, wird wiederum von den Sensoren erfaßt und die entsprechenden
Ventile in den Verbindungsleitungen werden wiederum angesteuert, so dass die Ventile im
Prinzip von der Schließstellung in die Öffnungsstellung übergehen können. Hierbei sollte
trotz der Ansteuerung eines Ventils das entsprechende Ventil dann nicht in die
Öffnungsstellung übergehen, wenn eine große Druckdifferenz zwischen der Luftfeder und
dem Zusatzvolumen vorliegt, da es ansonsten wegen des großen Querschnitts der
Verbindungsleitung zu einem spontanen Druckausgleich zwischen der Luftfeder und dem
Zusatzvolumen kommt. Dies könnte beispielsweise zu einem spontanen "Zusammensinken"
der Luftfeder führen. Wird beispielsweise von den Sensoren erfaßt, dass ein Kraftfahrzeug
von einer Kurvenfahrt in eine Geradeausfahrt übergeht, so werden die Ventile der Räder
angesteuert, so dass sie im Prinzip von der Schließstellung in die Öffnungsstellung
übergehen können. Liegt in diesem Moment aufgrund einer noch vorhandenen
Fahrzeugneigung noch ein hoher Luftdruck in den entsprechenden Luftfedern vor, so würde
ein spontanes Öffnen der Ventile zu einem spontanen Druckausgleich zwischen der
Luftfeder und dem Zusatzvolumen führen, so dass der Luftdruck in der Luftfeder
dementsprechend absinkt und sich das Fahrzeug stark zur Seite neigt. Aus den genannten
Gründen sollte sich das Ventil erst dann öffnen, wenn zwischen dem Luftdruck in der
Luftfeder und dem Luftdruck in dem Zusatzvolumen eine geringe Druckdifferenz vorliegt. Die
obigen Ausführungen machen deutlich, dass dem Ventil in der Verbindungleitung eine hohe
Bedeutung zukommt.
Aus der DE 41 24 516 A1 ist eine Luftfeder bekannt, bei der das Zusatzvolumen
in den Abrollbkolben der Luftfeder integriert ist. Die Verbindungsleitung zwischen
der Luftfeder und dem Zusatzvolumen wird durch Durchgänge in der Stirnfläche
des Abrollkolbens geschaffen. Im Zentrum des Abrollkolbens befindet sich eine
axial zum Abrollkolben ausgerichtete Kammer, in der ein Kolben axial beweglich
angeordnet ist. Der Kolben steht auf einer Stirnfläche mit einer Stange in
Wirkverbindung, an der ein Ventilteller befestigt ist. Die andere Stirnfläche des
Kolbens ist einer Kammer zugeordnet, die mit Luftdruck beaufschlagbar bzw. mit
der Atmosphäre verbindbar ist. Wenn die Kammer mit der Atmosphäre
verbunden ist, wird der Ventilteller durch den in der Luftfeder herrschenden
Luftdruck auf die Öffnungen zwischen der Luftfeder und dem Zusatzvolumen
gedrückt, so daß keine Luft von der Luftfeder in das Zusatzvolumen dringen kann
und die Luftfeder eine hohe Steifigkeit aufweist. Wird die Kammer mit einer
Druckluft beaufschlagt, so wird der in dem Kanal befindliche Kolben und damit
der Ventilteller nach oben verschoben und die Durchgangsöffnungen zwischen
der Luftfeder und dem Zusatzvolumen werden geöffnet.
Es ist festzustellen, daß das in der DE 41 24 516 A1 beschriebene Ventil, das die
Luftfeder von dem Zusatzvolumen trennt, zwangsläufig von der Schließstellung in
die Öffnungsstellung übergeht, wenn die Kammer mit Druckluft beaufschlagt
wird. Dies bedeutet, daß das Ventil auch dann von der Schließstellung in die
Öffnungsstellung übergeht, wenn es irrtümlicherweise angesteuert wird und an
sich in der Schließstellung verbleiben sollte.
Aus der JP 7-238 969 A ist ebenfalls eine Anordnung mit einer Luftfeder und
einem Zusatzvolumen bekannt, das über eine Verbindungsleitung mit der
Luftfeder in Verbindung steht. Die Verbindungsleitung wird durch ein Ventil
gesperrt bzw. freigegeben, es ist jedoch festzustellen, daß das dieser
Druckschrift bekannte Ventil nicht von außen gesteuert wird. Vielmehr wird das
Ventil ausschließlich durch den in der Luftfeder bzw. in dem Zusatzvolumen
herrschenden Luftdruck gesteuert. Eine gezielte Einstellung der Federsteifigkeit
der Luftfeder durch einen Eingriff von außen (d. h. durch eine Ansteuerung des
Ventils von außen) ist mit der aus der JP 7-238 969 A bekannten Anordnung
also nicht möglich.
Aus der DE-OS 19 14 696 ist eine Höhenregelvorrichtung für eine Fahrgestell eines
Schienenfahrzeuges bekannt. Der Fahrzeugkasten des Schienenfahrzeuges ist über eine
Luftfeder, die mit einem Zusatzvolumen über eine Verbindungsleitung in Verbindung steht,
gegenüber dem Fahrgestell abgefedert. In der Verbindungsleitung ist ein Ventil angeordnet,
das eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung aufweist. Im allgemeinen Fahrbetrieb
des Schienenfahrzeuges befindet sich das Ventil in der Schließstellung und sperrt somit die
Verbindungsleitung zwischen dem Zusatzvolumen und der Luftfeder ab. Durchfährt das
Schienenfahrzeug hingegen eine Kurve, so kommt es an der kurvenäußeren Seite des
Schienenfahrzeuges zu einer Neigung des Schienenfahrzeuges und infolgedessen zu einer
Verkürzung der Luftfeder. Durch die Neigung des Schienenfahrzeuges wird das in der
Verbindungsleitung befindliche Ventil angesteuert und geht zwangsläufig von der
Schließstellung in die Öffnungsstellung über, so dass das Zusatzvolumen nunmehr mit der
Luftfeder verbunden ist und Luft von dem Zusatzvolumen in die Luftfeder eindringen kann.
Demzufolge steigt der Luftdruck in der Luftfeder an und das Schienenfahrzeug wird auf der
kurvenäußeren Seite angehoben, so dass die Neigung des Schienenfahrzeuges
ausgeglichen wird.
Das aus der DE-OS 19 14 696 bekannte Ventil weist einen komplizierten Aufbau auf und
geht darüber hinaus auch dann zwangsläufig von der Schließstellung in die Öffnungsstellung
über, wenn zwischen dem Luftdruck in dem Zusatzvolumen und dem Luftdruck in der
Luftfeder eine große Druckdifferenz vorliegt. Aus den genannten Gründen ist die aus der
DE-OS 19 14 696 bekannte Anordnung mit einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen und
insbesondere das aus dieser Anordnung bekannte Ventil zum Einsatz in moderneren
Kraftfahrzeugen nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei der das durch Luftdruck steuerbare Ventil einfach ausgebildet ist und bei einer großen Druckdifferenz in der Anordnung
nicht von der Schließstellung in die Öffnungsstellung übergeht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass das in die
Verbindungsleitung eingebrachte Ventil einen extrem einfachen Aufbau aufweist. Dennoch
ist das Ventil so ausgebildet, dass es bei großen Druckdifferenzen zwischen den
Luftdrücken der Luft in der Luftfeder und der Luft in dem Zusatzvolumen nicht schaltbar ist,
da es in diesem Falle zu einer hohen Reibung der Mantelfläche des Kolbens an der
Kammerwand des Zylinders kommt und somit das Ventil bzw. der Kolben nicht von der
Schließstellung in die Öffnungsstellung überführbar ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist
darin zu sehen, dass auch Verbindungsleitungen mit einem sehr großen Querschnitt mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Ventils gesperrt werden können, da die Leistung, die zum
Freischalten der Verbindungsleitung aufgebracht werden muß, selbst in diesem Fall gering
ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die den Teilkammern zugewandten
Druckflächen des Kolbens gleichgroß, was z. B. dadurch erreicht werden kann, dass die
Stirnfläche eines Hohlkolbens (druckwirksame Fläche für eine Teilkammer) genauso groß
ist, wie diejenige Fläche, die von dem Kolbenmantel umfasst wird (druckwirksame Fläche für
die zweite Teilkammer). Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Kolben nur dann in die
Schließstellung übergehen, wenn der Luftdruck in der Teilkammer, der die Steuerluft
zugeführt wird, größer ist als der Systemluftdruck. Um dies zu erreichen, wird der
Teilkammer Druckluft von einem Kompressor oder einem Druckspeicher zugeführt.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die druckwirksame Fläche
des Kolbens, die der Teilkammer zugewandt ist, an der die Steuerluft anliegt, größer als die
druckwirksame Fläche des Kolbens, die der anderen Teilkammer zugewandt ist. In diesem
Fall kann der Kolben in seine Schließstellung überführt bzw. in dieser gehalten werden,
indem über den Anschluß der Teilkammer als Steuerluft die "Systemluft" angelegt wird.
Weitere Vorteile und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden im Zusammenhang mit
den nachstehenden Figuren erläutert, darin zeigt:
Fig. 1 Eine Anordnung mit einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen im Querschnitt
Fig. 2 Eine Anordnung mit einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen im Querschnitt
Fig. 3 Eine Anordnung mit einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung mit einer Luftfeder 2 und einem
Zusatzvolumen 4, die über eine Verbindungsleitung 6 in Verbindung stehen, im Querschnitt,
wobei nur die für die nachfolgenden Erläuterungen wesentlichen Bestandteile der Anordnung
gezeigt sind. Die Verbindungsleitung 6 ist von einem Ventil 12 zweigeteilt und ein erster Teil
8 und ein zweiter Teil 10 der Verbindungsleitung 6 münden jeweils in einer Kammer 16 des
Zylinders 14 des Ventils 12. In der Kammer 16 des Zylinders 14 ist ein Hohlkolben 18 axial
beweglich angeordnet. Der Hohlkolben 18 verfügt über einen O-Ring 20, der eine
Dichtungsfunktion übernimmt und die Kammer 16 des Zylinders 14 in eine Teilkammer 16a
oberhalb des Hohlkolbens 18 und in eine Teilkammer 16b unterhalb des Hohlkolbens 18
unterteilt, die luftdicht gegeneinander abgeschlossen sind. An das Ventil 12 ist eine
Steuerleitung 22 angeschlossen, über die der Teilkammer 16a Steuerluft zugeführt werden
kann.
In der Fig. 1a befindet sich das Ventil in seiner Öffnungsstellung, die dadurch erreicht wird,
dass der Hohlkolben 18 derartig hochgeschoben ist, dass er die beiden Mündungsöffnungen
24 und 26 nicht verschließt. Infolgedessen kann durch die Verbindungsleitung 6 von der
Luftfeder 2 zu dem Zusatzvolumen 4 bzw. in umgekehrter Richtung Luft strömen. Die in der
Fig. 1a gezeigte Öffnungsstellung des Ventils 12 wird dadurch erreicht, dass die obere
Teilkammer 16a über die Steuerleitung 22 mit der Atmosphäre verbunden wird, so dass dort
Atmosphärenluftdruck herrscht. Da der Luftdruck in der Anordnung, gebildet aus der
Luftfeder 2, der Verbindungsleitung 6 und dem Zusatzvolumen 4 größer ist als der
Atmosphärenluftdruck, gilt dies auch für den Luftdruck in der Teilkammer 16b, so dass der
Hohlkolben 18 infolge des Druckgradienten die gezeigte Position einnimmt.
Fig. 1b zeigt das Ventil 12 in seiner Schließstellung, die sich dadurch auszeichnet, dass der
Hohlkolben 18 mit seiner Mantelfläche auf den Boden des Zylinders 14 aufliegt und mit
seiner Mantelfläche 28 die Mündungsöffnungen 24 und 26 verschließt. Das Ventil 12 wird
von der Öffnungsstellung (s. Fig. 1a) in die Schließstellung dadurch überführt, dass die
Steuerleitung 22 mit einem Kompressor verbunden wird, mit Hilfe dessen der Teilkammer
16a Druckluft zugeführt wird. Der Luftdruck wird in der Teilkammer 16a so eingestellt, dass
er größer ist als der Luftdruck in der Anordnung (im folgenden Systemluftdruck).
Infolgedessen ist der Luftdruck in der Teilkammer 16a größer als in der Teilkammer 16b.
Dies gilt auch dann, wenn in Folge von Undichtigkeit Luft aus der Luftfeder 2 bzw. dem
Zusatzvolumen 4 unter
den Hohlkolben 16 dringt. Da die druckwirksame Fläche sowohl der Teilkammer 16a als
auch der Teilkammer 16b der Stirnfläche 30 des Hohlkolbens 18 entspricht, entsteht in der
Summe eine in Richtung des Zylinderbodens des Zylinders 14 gelichtete Kraft, so dass der
Hohlkolben 18 die in der Fig. 1b gezeigte Position beibehält.
Ausgehend von der Fig. 1b wird nun erläutert, was geschieht, wenn die Teilkammer 16a
über die Steuerleitung 22 mit der Atmosphäre verbunden wird. Hierbei wird zunächst davon
ausgegangen, dass der Luftdruck in der Luftfeder 2 ungefähr genauso groß ist wie in dem
Zusatzvolumen 4, so dass sich in der Anordnung keine allzu großen Druckgradienten
ausbilden können. In diesem Fall wird der Hohlkolben 18 durch die unter dem Hohlkolben
befindliche Luft nach oben verschoben und nimmt nach einiger Zeit die in der Fig. 1a
gezeigte Position ein. Ist jedoch der Luftdruck beispielsweise in der Luftfeder 2 wesentlich
größer als in dem Zusatzvolumen 4, so bildet sich in der Anordnung ein großer
Druckgradient aus, durch den der Hohlkolben 18 gegen die rechte Seitenwand des Zylinders
14 gedrückt wird. Infolge des Druckes entsteht zwischen einem Teil der Mantelfläche 28 des
Hohlkolbens 18 und einem Teil der Seitenwand des Zylinders 14 eine hohe Reibungskraft,
die in ihrer Richtung der Kraft, die durch den Druckgradienten in der Kammer 16 entsteht,
entgegengesetzt ist und deshalb den Hohlkolben 18 daran hindert, von der Schließstellung
(s. Fig. 1b) in die Öffnungsstellung (s. Fig. 1a) überzugehen. Somit verbleibt bei einem
großen Druckgradienten der Hohlkolben 18 in seiner Schließstellung, obwohl die Teilkammer
16a über die Steuerleitung 22 mit der Atmosphäre verbunden ist. Der Hohlkolben 18 geht
erst dann in die Öffnungsstellung über, wenn sich die Drücke in der Luftfeder 2 und dem
Zusatzvolumen 4 einander angleichen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kolben 18 als
geschlossener Kolben ausgebildet und weist in diesem Fall der Stirnfläche 30
gegenüberliegend eine weitere Stirnfläche auf.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, die mit Ausnahme des Ventils 12 genauso aufgebaut ist wie die
in der Fig. 1 gezeigte Anordnung. Die Stirnfläche 30 des Hohlkolbens 18 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sie über die Mantelfläche 28 des Hohlkolbens 18
hinausragt, so dass die Stirnfläche 30 größer ist als die von der Mantelfläche 28 umfaßte
Fläche. Der Hohlkolben 18 ist wiederum axial beweglich in der Kammer 16 eines Zylinders
14 angeordnet und teilt die Kammer 16 in zwei volumenveränderliche Teilkammern, wobei
die Teilkammer 16a wiederum oberhalb des Hohlkolbens 18 liegt. Die Teilkammer 16b
besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem ersten Teil unterhalb des Hohlkolbens 18
und in der Öffnungsstellung des Hohlkolbens 18 (s. Fig. 2a) aus einem zweiten Teil, der
außerhalb der Mantelfläche 28 und unterhalb der Stirnfläche 30 des Hohlkolbens 18 liegt.
Der zweite Teil der Teilkammer 16b ist über eine Bohrung 40 mit der Atmosphäre
verbunden. Ferner ist der zweite Teil der Teilkammer 16b von dem ersten Teil der
Teilkammer 16b durch den O-Ring 42 luftdicht abgetrennt. Die der Teilkammer 16a
zugewandte wirksame Druckfläche entspricht der Stirnfläche 30 und die der Teilkammer 16b
zugewandte bezüglich des Systemluftdrucks wirksame Druckfläche entspricht der von der
Mantelfläche 28 umfaßten Fläche. Dies bedeutet, dass der Hohlkolben 18 von der
Öffnungsstellung (s. Fig. 2a) in die Schließstellung (s. Fig. 2b) durch Anlegen des
Systemluftdrucks über die Steuerleitung 22 an die Teilkammer 16a überführt werden kann.
In diesem Fall ist nämlich der Luftdruck in der Teilkammer 16a genauso groß wie der
Luftdruck in dem ersten Teil der Teilkammer 16b und der Hohlkolben 18 wird aufgrund der
größeren druckwirksamen Fläche, die der Teilkammer 16a zugeordnet ist (Stirnfläche 30)
nach unten gedrückt. Eine Rückführung des Hohlkolbens 18 von der Schließstellung in die
Öffnungsstellung findet auch hier wiederum dadurch statt, dass die Teilkammer 16a über die
Steuerleitung 22 mit der Atmosphäre verbunden wird. Auch das in der Fig. 2 gezeigte Ventil
12 geht aus den Gründen, wie sie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert worden
sind, nur dann von der Schließstellung in die Öffnungsstellung über, wenn der Druckgradient
innerhalb der Anordnung nicht zu groß ist.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann der Kolben 18 als geschlossener
Kolben ausgebildet sein und weist in diesem Fall eine der Stirnfläche 30 gegenüberliegende
weitere Stirnfläche auf.
Fig. 3 zeigt eine weitere Anordnung, die mit Ausnahme des Ventils 12 genauso aufgebaut ist
wie die in der Fig. 1 gezeigte Anordnung. Das Ventil 12 besteht aus einem Zylinder 14, in
dessen Kammer 16 ein Hohlkolben 18 axial beweglich ist, wobei der Hohlkolben 18 an sich
genauso ausgebildet ist, wie der in der Fig. 1 gezeigte Hohlkolben 18. In den Hohlkolben 18
ragt jedoch ein weiterer Kolben 32 hinein, auf dem der Hohlkolben 18 geführt ist. Der Kolben
32 ist über eine Stange 34 fest mit dem Boden des Zylinders 14 verbunden. Durch die
Stange 34 ist ein Kanal 36 geführt, der die volumenveränderliche Kammer 38, die von dem
Hohlkolben 18 und dem Kolben 32 eingeschlossen wird, mit der Atmosphäre verbindet, so
dass in dieser Kammer 38 ständig Atmosphärenluftdruck herrscht. Die Öffnungsstellung des
Ventils 12 (s. Fig. 3a) wird dadurch erreicht, dass die Teilkammer 16a über die Steuerleitung
22 mit der Atmosphäre verbunden wird. In diesem Fall herrscht also in der Teilkammer 16a
Atmosphärenluftdruck und in der Teilkammer 16b der Systemluftdruck. Die druckwirksame
Fläche in beiden Teilkammern 16a und 16b ist die Stirnfläche der Mantelfläche 28 des
Hohlkolbens 18, da sich die anderen druckwirksamen Flächen aufgrund dessen, dass auf
sie der Atmosphärenluftdruck wirkt und sie gleichgroß sind, kompensieren. Da der von der
Teilkammer 16b auf die Stirnfläche der Mantelfläche 28 des Hohlkolbens 18 wirkende
Luftdruck größer ist (Systemluftdruck) als der von der Teilkammer 16a auf die gleiche Fläche
wirkende Luftdruck (Atmosphärenluftdruck), wird der Hohlkolben 18 in der in der Fig. 3a
gezeigten Position gehalten.
Das Ventil 12 wird von seiner Öffnungsstellung (s. Fig. 3a) in seine Schließstellung (s. Fig.
3b) dadurch übergeführt, dass die Teilkammer 16a über die Steuerleitung 22 mit dem
Systemluftdruck verbunden wird. In der Teilkammer 16a ist die druckwirksame Fläche für
den Systemluftdruck die gesamte Stirnfläche 30 des Hohlkolbens 18, wohingegen in der
Teilkammer 16b die druckwirksame Fläche für den Systemluftdruck lediglich die Stirnfläche
der Mantelfläche 28 des Hohlkolbens 18 ist. Infolgedessen ist die der Teilkammer 16a
zugewandte druckwirksame Fläche wesentlich größer als die der Teilkammer 16b für den
gleichen Luftdruck zugeordnete druckwirksame Fläche, so dass der Hohlkolben 18 von der
Öffnungsstellung in die Schließstellung gedrückt wird. Eine Rückführung des Hohlkolbens 18
von der Schließstellung in die Öffnungsstellung ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel nur
dann möglich, wenn in der Anordnung keine zu großen Druckgradienten herrschen (s. dazu
auch Figurenbeschreibung zu Fig. 1).
2
Luftfeder
4
Zusatzvolumen
6
Verbindungsleitung
8
erster Teil der Verbindungsleitung
10
zweiter Teil der Verbindungsleitung
12
Ventil
14
Zylinder
16
Kammer des Zylinders
16
aTeilkammer der Kammer
16
16
bTeilkammer der Kammer
16
18
Hohlkolben
20
O-Ring
22
Steuerleitung
24
,
26
Mündungsöffnungen
28
Mantelfläche des Hohlkolbens
18
30
Stirnfläche des Hohlkolbens
18
32
Kolben
34
Stange
36
Kanal
38
volumenveränderliche Kammer
40
Bohrung
42
O-Ring
Claims (5)
1. Anordnung mit einer Luftfeder (2) und einem Zusatzvolumen (4), das über
eine Verbindungsleitung (6) mit der Luftfeder (2) in Verbindung steht und mit
einem durch Luftdruck steuerbaren Ventil (12), das in einer Schließstellung
die Verbindungsleitung (6) sperrt und in einer Öffnungsstellung die
Verbindungsleitung (6) freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung folgende Merkmale aufweist:
- 1. die Verbindungsleitung (6) enthält zwei Teile (8), (10), die beide in einer Kammer (16) eines Zylinders (14) des Ventils (12) münden
- 2. in der Kammer (16) des Zylinders (14) ist ein Kolben (18) axial beweglich angeordnet, der die Kammer (16) in zwei volumenveränderliche Teilkammern (16a) und (16b) unterteilt und der in der Öffnungsstellung des Ventils (12) beide Mündungsöffnungen (24), (26) der Verbindungsleitung (6) freigibt und in der Schließstellung des Ventils mindestens eine der Mündungsöffnungen (24), (26) der Verbindungsleitung (6) durch seine Mantelfläche (28) sperrt
- 3. eine der volumenveränderlichen Teilkammern (16a, 16b) verfügt über einen Anschluß (22), über den diese Teilkammer (16a, 16b) mit der Atmosphäre oder mit einer Druckluftquelle verbindbar ist, wobei das Ventil (12) sich in der Schließstellung befindet, wenn die Teilkammer (16a, 16b) über den Anschluß (22) mit der Druckluftquelle verbunden ist und das Ventil (12) von der Schließstellung in die Öffnungsstellung übergeht, wenn die Teilkammer (16a, 16b) über den Anschluß (22) mit der Atmosphäre verbunden wird und in der Anordnung kein Druckgradient vorliegt
- 4. bei einem großen Druckgradienten in der Anordnung wird der in der Schließstellung befindliche Kolben (18) gegen die Seitenwand des Zylinders (14) gedrückt, so daß zwischen der Mantelfläche (28) des Kolbens (18) und der Seitenwand des Zylinders (14) eine hohe Reibungskraft entsteht und das Ventil (12) aufgrund dieser Reibungskraft auch dann in der Schließstellung verbleibt, wenn die Teilkammer (16a, 16b) über den Anschluß (22) mit der Atmosphäre verbunden wird.
2. Anordnung mit einer Luftfeder (2) und einem Zusatzvolumen (4) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) als Hohlkolben (18) ausgebildet ist.
3. Anordnung mit einer Luftfeder (2) und einem Zusatzvolumen (4) nach einem der
Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die druckwirksamen Flächen des
Kolbens (18), die den Teilkammern (16a) und (16b) zugewandt sind, gleich groß sind.
4. Anordnung mit einer Luftfeder (2) und einem Zusatzvolumen (4) nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die druckwirksame Fläche des
Kolbens (18), die der Teilkammer (16a) zugewandt ist, an der die Steuerluft anliegt,
größer ist als die druckwirksame Fläche des Hohlkolbens (18), die der anderen
Teilkammer (16b) zugewandt ist.
5. Anordnung mit einer Luftfeder (2) und einem Zusatzvolumen (4) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) als Hohlkolben (18) ausgebildet ist, der
über einen weiteren in den Hohlkolben hineinragenden Kolben (32) geführt ist, der mit
dem Zylinder (14) fest verbunden ist, so dass der Hohlkolben (18) und der weitere
Kolben (32) eine volumenveränderliche Kammer (38) einschließen, die über einen
Kanal (36) mit der Atmosphäre verbunden ist.
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