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Anlage zur Patent- und Gebrauehsmusterhilfsanmeldung Anordnung für
die Luftfederung von Fahrzeugen Die erfindung betrifft eine Anordnung für die Luftfederung
von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, deren Federungselemente mehrere
miteinander verbundene Druekkammern und eine deren Verbindungskanal überwachende,
sich nach dem Abstand der gegeneinander abgefederten Fahrzeugteile einstellende
Ventileinrichtung aufweisen.
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Anordnungen dieser Art dienen der Stabilisierung des Fahrzeugs bei
Kurvenfahrt, beim Beschleunigen und Verzögern sowie der Dämpfung von Rollschwingungen,
Nickschwingungen und Vertikalschwingungen des Aufbaues, wie sie gelegentlich durch
mitte] - und langwellige Unebenheiten der Fahrbahn oder auch durch die Fahrweise
(kurze Lenkeinschläge oder ruckartiges Bremsen oder Beschleunigen) hervorgerufen
werden.
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Bei einer bekannten Anordnung (DAS 1 021 732) der genannten Art besteht
das Federelement aus de Federball und ze daran hintereinander angeschlossenen, starrwandigen
Zusatzkammern mit einer zwischen diesen angeordneten Steuereinrichtung, die bei
einem gewissen Grad der Einfederung die letzte Kammer abtrennt und damit den Federluftraum
verringe. Die Federung wird also (abschnittsweise) härter und damit insgesamt progressiv
v gemacht. T3ei einer anderen Anordnr g (DPS 1 062 990) ist der variable Teil des
Federluftiaums eingeschlossen in einen Zylinder mit abschließender, sich gegen einen
Kolben abstützender Membran. Ein im Kolben vorgesehenes Führungsrohr nimmt einen
mit dem Zylinder verbundenen hohlen Tauchkolben auf. Durchlaßöffnungen in diesem
verbinden den Zylinder mit einem Zusatzraum und werden entsprechend dem Federausschlag
freigegeben oder geschlossen, so daß eine mit diesem sich ändernde Kopplung der
Teilräume bewirkt wird.
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Beide Anordnungen erreichen ihren Zweck nur unvollkommen,abgesehen
davon, daß die letztgenannte sich nur für eine bestimmte Bauart von Federelementen
eignet.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die geschilderten Nachteile
der bekannten Anordnungen zu venneiden.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Ventileinrichtung
in Form von Einzelventilen außerdem in ihren Endstellungen jeweils die Verbindung
der abgesperrten Druckkammer mit der Vers.orgungsleitung des betreffenden Federungselements
unterbricht.
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Die erfindungsgemäße Anordnung wird mit verhältnismäßig geringem baulichen
Aufwand den genannten Zwecken weitgehend gerecht. Durch geeignete Bemessung läßt
sich außerdem erreichen, daß die gleichfalls auftretenden höherfrequenten Schwingungen
des Fahrzeugaufbaus die Anordnung nicht zum Ansprechen bringen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Anordnung nach der Erfindung
bestehen die Federelemente je aus einem FederbaJg und einer zugehörigen Druchkammer,
und die Ventileinrichtungen je aus diese Druckkammern verbindenden Wechselventilen,
die vom Federausschlag aus einer Mittellage heraus beeinflußt sind. Dabei können
die Sitz- bzw. Führungsteile der Steuereinrichtung fest mit dem Fahrzeugaufbau verbunden,
die Steuerglieder dagegen von den nicht abgefederten Teilen des Fahrzeugs beeinflußt
sein.
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In weiterer Ausführung der Erfindung können mit den St euergliedern
der Ventile nachgiebig gekoppelte Schließglieder vorgesehen sein, die bei hinreichendem
Druck in der Versorgungsleitung auch bei Schließung zulassender Stellung der Steuerglieder
im Öffnungssinne beeinflußbar sind.
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Auch können zweckmäßigerweise die Ventileinrichtungen mit den die
betreffenden Federelemente versorgenden Füllungsreglern je zu einer baulichen Einheit
vereinigt sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung nach
der Erfindung bestehen die Ventileinrichtungen aus Wechselventilen mit an den Enden
eines die Verbindungsleitung aufnehmenden Verbindungsstücks angeordneten Ventilsitzen.
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Dabei arbeitet jeder Ventilsitz mit einem Schließglied zusammen, das
auf einem innerhalb des Verbindungsstücks verschiebbaren Steuerglied geführt ist
und sich je nach dessen Stellung unter der Kraft einer sich an diesem abstützenden
Feder entweder gegen Anschläge auf dem Steuerglied oder gegen den entsprechenden
Ventilsitz legen kann.
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Die Erfindung ist nachstchend anhand eines Beispiels beschrieben und
in der Zeichnung wiedergegeben. In dieser zeigen, schematisch und teilweise im Schnitt,
Fig. 1 die allgemeine Anordnung für die Federung einer Fahrzeugachse, Fig. 2 und
3 im wesentlichen die Federelemente mit den V c n t 1 1 e i n r i e h t u n gen
1 n 5 w e i Betr i e b s f äl 1 e n Fig. II eine abgewandelte Anordnung der Anlage
nach, Fig. 1 In Fig. 1 bedeutet 1 eine Achse eines Kraftfahrzeugs, 2 das eine der
zugehörigen beiderseitigen Räder, 3 einen Teil des Fahrzeugaufbaus und 4 den einen
von zwei zwischen Fahrzeugaufbau und Achse angeordneten Federbälgen. Dieser ist
über ein zum gefederten Teil des Fahrzeugs gehörendes Verbindungsstück 5 mit einer
starrwandigen Druckkammer 6 verbenden. Der Federbalg 4 und die Druckkammer 6 bilden
zusammen ein Federelement 21.
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Die Anordnung ist bezüglich der Funktion der beiderseitigen Räder,
Federelemente, Ventile und Füllungsregler völlig sy mmetrisch, so daß die folgende
Beschreibung sich auf eine
Seit der Anordnung beschränken kann,
soweit nicht vom Zusa@@enwirken der beiderseitigen Einrichtungen zu reden ist.
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Durch das Verbindungsstück 5 greift ein mit dem ungefederten Teil
1 des Fahrzeugs verbundenes Steuerglied in Gestalt einer abgesetzten Stange 7 hindurch.
Die ist oben und unten mit Bunden 8a und 8b versehen; sie hat einen ver@tärkten
Mittelabschnitt 9 mit beiderseitigen Schultern 10a, 10b, an die sich auf den beiden
äußeren Abschnitten 11a und 1 1b gleitende Schließglieder 1 2a und 1 2b unter der
Kraft sich an den Bunden 8a, Sb ab stützend er Federn 13a,13b anlegen können. Die
Schließglieder 12a, 12b arbeiten zusammen mit beiderseits des Ventilstücks 5 vorgeschenen
Ventilsitzen 14a bzw. 14b. Die damit gebildeten beiden Einzelven'- ile 22a bzw.
22b ergeben bei der vorliegenden Anordnung zusammen ein Wechselventil 22ab, das
vom Federausschlag aus einer Mittellage heraus beeinflußt ist.
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Das Feder element 21 ist in üblicher Weise an eine Druckluftversorgungsanlage
angeschlossen. Dazu ist das Verbindungsstück 5 über eine Versorgungsleitung 15 an
einen Füllungsregler 16 angeschlossen, der seinerseits über eine Druckluftleitung
17 und eine Entlüftungsleitung 18 mit der (in der Zeichnung nicht wiedergegebenen)
Druckluftanlage in Verbindung steht und über ein an geeigneter Stelle der Achs@
1 angelenktesGestänge 19 betätigt wird.
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I.n der Anordnung nach Fig. 1 sind der Füllungsregler 16 und die Ventileinrichtung
22ab getrennt. Beide können zweckmäßig in einem Gehäuse vereinigt werden, wie Fig.
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zeigt. In dieser haben die Bezugszeichen 1 ,2,3,4 die bis herige Bedeutung.
6' bezeichnet eine dem Federbalg 4
zugeordnete Druekkamsier 20 ein
Gehäuse in dem ein Füllungsregler und eine Ventileinrichtung untergebracht sind,
was mit den Bezugs zahlen 16' bzw. 22ab' angedeutet i st.
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Die Ventileinrichtung 22ab' ist über eine Leitung 5' mit dem Federbalg
4 und über eine Leitung 5" mit der Druckkammer 6' verbunden; außerdem ist sie über
eine(nicht dargetellte) Leitung innerhalb des Gehäuses 20, die der Leitung 15 in
Fig. 1 entspricht, an den Füllungsregler 16' angeschlosse@. Letzterer hat seinerseits
über eine Druckluftleitung 17' und eine Entlüftungsleitung 18' Verbindung mit einer
(nicht wiedergegebenen) Druckluftversorgungsanlage.
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Der Antrieb der Ventileinrichtung 22ab' erfolgt (in wiederum nicht
dargestellter Weise) durch ein in diese von Seiten des Federbalgs 4 eingeführtes
Stellglied ; den Antrieb des Füllungsreglers 16 besorgt ein Gestänge 19'.
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Die Anordnung nach der Erfindung arbeitet nun wie folgt: Fig. 1 zeigt
die Anordnung nach der Erfindung in einer statischen Mittellage, wie sie sich z.B.
bei Geradeausfahrt, ncch Tätigwerden des Niveaureglers 16 einstellt.
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Dabei sind der Federbalg 4 und die Druckkammer 6 untereinande@ und
mit der Versorgungsleitung 15 verbunden, so daß das gesamte Luftvolumen des Federelements
21 an der Federung beteiligt ist.
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Die Schließwege der Ventileinrichtung sind so bemessen, daß Federausschläge
unterhalb einer bestimmten Größe, d.h.
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Schwingungungen unterhalb einer entsprechenden Amplitude nicht wirksam
werden, d.h. nicht zu Schli eßvorgängen führen.
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Nun treten Fahrzeugschwingungen höherer Frequenz, d.h. mit einer Frequenz
merklich oberhalb der Hubfrequenz von ungefähr 1 He-tz, im allgemeinen nur mit kleiner
Amplitude auf.
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Diese bekanntlich besonders lästigen Schwingungen bringen also die
Anordnung nicht zum Ansprechen.
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Bei starker Einfederung (Fig. 2) bewegt sich das Steuerglied 7 weiter
nach oben; das Sehließglied 12a legt sich alsdann auf den Ventilsitz 1 4a und trennt
so den Federbalg 4 von der Druckkammer 6 und von der Versorgungsleitung 15. Dariit
ist nur noch der Federbalg 4 an der Federung beteiligt, die Federung wird momentan
steifer, der Endaussehlag bei zusätzlicher Last wesentlich reduziert, die Seitenneigung
des Fahrzeugs wird also verringert.
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Dauert die zusätzliche einseitige Belastung nur kurze Zeit, so geht
das Federglied 7 alsbald zurück, so daß das Ventil 22a wieder öffnet und die Verbindung
der beiden Federräunme 4,6 wieder hergestellt wird.
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Dauert jedoch die Eillfederul-g länger, so wird über den alsdann tätig
verdenden Füllungsregler 16 die Druckkammer 6 aufgefüllt werden. Der Druck in dieser
kann dann soweit ansteigen, daß das Sehließglicd 12a entgegen der Kraft der Feder
13 von dem Sitz 12a abgehoben wird. Behält der Füllungsregler 16 seim Füllstellung
auch dann noch bei, so wird mit der Druckkam. 6 auch der Federbalg 4 zusätzlich
aufgeladen. Beim endgh@@igen Zurückfedern bedeutet dies, daß die RückstelllLra.'t
erhöht wird.
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Bei starkem Ausfedern (Fig. 3) trennt umgekehrt das Schließglied 12b
die Druckkammer 6 vom Federball 4 und der Versorgungsleitung 15 ab, wobei der Federbalg
4 an die Versorgungsleitung 15 angeschlossen bleibt. Auch diesmal ist nur der Federbalg
aktiv, die Federung wird gleichfalls härter.
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Arbeiten in der Anordnung nach der Erfindung zwei Federelemente zusammen,
entweder Federelcmente an bei den Seiten einer Achse wie in Fig. 1 oder zwei Federelemente
an desselben Seite des Fahrzeugs vorne und hinten, so wird bei starker einseitiger
Belastung, bei Kurvenfahrt bzw. beim Bremsen oder Beschleunigen, durch die Anordnung
nach der Erfindung die Federhärte des stärker belasteten Federelements erhöht und
seine Einfederung somit vergleichsweise geringer, di. e Neigung des Fahrzeugaufbaus,
d.h. bei Kurvenfahrt die Seitenneigung beim Bremsen oder Beschleunigen die Nickneigung
vermindert. Daß auch die Federung der entlasteten Federelemente härter wird, bewirkt
ebenfalls eine Verminderung der Neigung, da bereits bei kleinerem Ausschlag Entlastung
eintritt.
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Das Härterwerden der Federung auf bei den Seiten hat noc'h eine weitere
wesentliche Bedeutung, nämlich die, daß die Frequenz der entsprechenden Aufbauschwingungen,
d.h. der Rollschwingungen bzw. der Nickschwingungen, höher wird. Das Verhältnis
der Frequcrlz dieser Schwingungen zur Frequenz der sogenannten Hubschwingung des
Fahrzeugs hat aber, wie man weiß, maßgeblichen Einfluß auf seine St.abi]itçit, auf
sein Lenkverhalten und auf den Fahrkomfort. Die Anordnung nach der Erfindung bietet
demnach dem Konstrukteur ein Mittel, unmittelbar auf diese wichtigen Eigensehaften
einzuwirken.