DE2304728B2 - Federsystem für geländegängige Fahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Federsystem für geländegängige Fahrzeuge mit einer von einer Steuereinrichtung schaltbaren Blockiervorrichtung, mittels der mindestens eine von mehreren hintereinandergeschalteten, innerhalb von hydropneumatischen Speichern angeordneten Gasfedern in Abhängigkeit vom jeweiligen Schwingungszustand blockierbar und phasenverschoben wieder lösbar ist, und mit einer zwischen den hintereinandergeschalteten Gasfedern vorgesehenen, durch eine die Flüssigkeitsräume der hydropneumatischen Speicher über eine Verbindungsleitung verbindende Flüssigkeitssäule gebildeten Koppelmasse, deren Fluß durch die als Sperrventil in der Verbindungsleitung ausgebildete Blockiervorrichtung sperrbar ist, welche den Fluß der die Koppelmasse bildenden Flüssigkeitssäule etwa im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus freigibt und etwa nach einer halben Schwingung dieser Flüssigkeitssäule wieder sperrt, nach Patentanmeldung P 20 43 512.5-21.

Es ist bereits ein Federsystem für geländegängige Fahrzeuge bekannt (DT-OS 1 480 197), bei dem Einrichtungen zum Abbau von Aufbauschwingungen eine von einer Steuervorrichtung schaltbare Blockiervorrichtung umfassen, mittels der mindestens eine von mehreren hintereinandergeschalteten Federn blockierbar und bei Erreichen etwa der statischen Lage des Fahrzeugaufbaus wieder lösbar ist.

Zur Verbesserung dieses bekannten Federsystems ist bei dem Federsystem nach der vorveröffentlichten Hauptanmeldung (DT-OS 2 043 512) vorgesehen, daß die Blockiervorrichtung eine zwischen hintereinandergeschalteten Gasfedern vorgesehene Koppjimasse in Form einer Flüssigkeitssäule etwa im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus freigibt und etwa nach einer halben Schwingung der Koppelmasse wieder blockiert.

Bei dem Federsystem nach der Hauptnnmeldung weist die Blockiervorrichtung eine in die als Koppelmasse wirkende Flüssigkeitssäule eingeschaltete Ventilkombination mit zwei gegensinnig wirkenden, durch die Steuereinrichtung einzeln sperrbaren Rückschlagventilen auf, von denen im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus jeweils eines durch die Steuereinrichtung entsperrt und nach einer halben Schwingung der Flüssigkeitssäule durch diese selbst wieder geschlossen wird. Der Blockiervorgang wird also nicht von außen her, sondern selbsttätig auf Grund des Rückschwingens der Flüssigkeitssäule ausgelöst. Findet eine solche Rückschwingung auf Grund der Betriebsverhältnisse oder der Auslegung der Federelemente nicht oder nur in sehr schwachem Ausmaß statt, so blockiert die Ventilkombination nicht Auch ist die bekannte Ventilkombination aufwendig, weil in der Verbindungsleitung zwei Rückschlagventile vorgesehen sind, deren jedem eine eigene Ansteuereinrichtung zugeordnet sein muß. Wegen der hohen aufzubringenden Schaltkräfte muß Fremdenergie beträchtlicher Größe zum Schaken der Rückschlagventile bereitgestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem nach der Hauptanmeldung mit einer weniger aufwendigen Ventilanordnung zu versehen, die keinen bzw. nur einen praktisch vernachlässigbaren Bedarf an Fremdenergie hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß ein Schließkörper des die Blockiervorrichtung bildenden Sperrventils durch die Steuereinrichtung in Schließrichtung zum Sperren des Flusses mit dem jeweils Moneren und zum Freigeben des Flusses mit dem jeweils niedrigeren der beiderseits des Sperrventils in der Verbindungsleitung herrschenden Drücke beaufschlagt wird.

Bei dem Federsystem nach der Erfindung ist die Blockiervorrichtung anstatt von einer Ventilkombination mit zwei Rückschlagventilen von nur einem Sperrventil gebildet, das anstatt durch aufwendige Fremdenergie durch die im Federsystem selbst gespeicherte und wieder freigegebene Energie betätigt wird. Wie beim dem Federsystem nach der Hauptanmeldung löst ein die Schwinggeschwindigkeit der Aufbaumasse des Fahrzeuges messende Steuereinrichtung das Entblockieren aus. Aber auch das Blockieren wird von dieser Steuereinrichtung, welche die Schwinggeschwindigkeit der Flüssigkeitssäule mißt, nach einer halben Schwingung dieser Flüssigkeitssäule ausgelöst. Der Blockiervorgang ist also bei dem Federsystem nach der Erfindung nicht davon abhängig, ob und mit welcher Intensität die Flüssigkeitssäule nach dem Entblockieren zurückschwingt.

Zweckmäßig ist der Schließkörper des Sperrventils in Öffnungsrichtung ständig von dem jeweils höheren der beiderseits des Sperrventils in der Verbindungsleitung herrschenden Drücke beaufschlagt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Federsystems kann die Steuereinrichtung ein bei Federsystemen an sich bekanntes Vorsteuerventil (US-PS 1 990 517) aufweisen, dessen Steuerglied in zwei Grenzstellungen gebracht werden kann und einen Ventilsteuerraum des Sperrventils zur Beaufschlagung des Schließkörpers in Schließrichtung in der einen Grenzstellung mit einer den jeweils höheren der beiderseits des Sperrventils in der Verbindungsleitung herrschenden Drücke aufweisenden Hochdruckleitung und in der anderen Grenzstellung mit einer den jeweils niedrigeren Druck aufweisenden Niederdruckleitung verbindet. Die Hochdruckleitung und die Niederdruckleitung können dabei von einer beiderseits des Sperrventils an die Verbindungsleitung angeschlossenen gemeinsamen Umgehungsleitung abzweigen, wobei die Abzweigung der Hochdruckleitung von der Umgehungsleitung zwischen zwei in Richtung zur Hochdruckleitung hin öffnenden Rückschlagventilen und die Abzweigung der Nieder-

druckleitung von der Umgehungsleitung zwischen zwei in Richtung zur Verbindungsleitung hin öffnenden Rückschlagventilen liegen.

In diesem Fall münden vorteilhaft die Hochdruckleitung und die Niederdruckleitung jeweils in einen von zwei Sitzen des als Doppelnadelventil ausgebildeten fremdbetätigten Ventils, dessen doppeltwirkende Nadel wahlweise jeweils einen der beiden Sitze absperrt und den anderen Sitz zur Verbindung mit einer Vorsteuerleitung freigibt, die in einen Vorsteuerraum auf der die größere wirksame Fläche aufweisenden Stirnseite des Stufenkoibens des Vorsteuerventils mündet. Die doppeltwirkende Nadel des Doppelnadelventils ist durch von einem die Schwinggeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus messenden Sensor der Steuereinrichtung im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus abgegebene Schaltimpulse in die eine Schaltstellung und durch von einem die Schwinggeschwindigkeit der Flüssigkeitssäule zwischen den Speichern messenden weiteren Sensor der Steuereinrichtung im Schwingungstotpunkt der Flüssigkeitssäule abgegebene Schaltimpulse in die andere Schaltslellung bringbar. Die Frc tidenergie zum Betätigen des Doppelnadelventils ist im Vergleich zu den im Federsystem auftretenden Drücken vernachlässigbar klein, weil die doppeltwirkende Nadel in dem Schaltpunkt, in dem sie den Sitz der Hochdruckleitung absperrt und den Sitz der Niederdruckleitung freigibt, beidseitig vom gleichen Druck beaufschlagt ist, weil in diesem Schaltpunkt das Sperrventil vorher offen ist und in der Niederdruckleitung folglich der gleiche Druck herrscht wie in der Hochdruckleitung. Wenn die doppeltwirkende Nadel dagegen im anderen Schaltpunkt den Sitz der Niederdruckleitung absperrt und den Sitz der Hochdruckleitung freigibt, wird die Betätigung des Doppelnadelventils durch den Druckunterschied unterstützt. Zur Bewegung der Doppelnadel muß also niemals ein im Federsystem herrschender Absolutdruck oder Druckunterschied überwunden wer den. Es wird also praktisch keine Fremdenergie zur Betätigung des Doppelnadelventils benötigt.

Zweckmäßig wird die doppeltwirkende Nadel des Doppelnadelventils von einem durch die Schaltimpulse erregten Elektromagneten betätigt. Dabei kann die Nadel am Anker des Elektromagneten ausgebildet sein. Dies führt zu einer sehr kompakten und sehr wenige Bauteile aufweisenden Anordnung, bedingt allerdings die Unterbringung des Elektromagneten im Ventilkörper des Doppelnadelventils, in dem sich die Druckflüssigkeit befindet. Diese »nasse« Unterbringung des Elektromagneten ist heute jedoch technisch beherrschbar.

Soll jedoch der Elektromagnet »trocken«, d. h. der Druckflüssigkeit nicht unmittelbar ausgesetzt, untergebracht werden, so ist die Nadel des Doppelnadeiventils vorteilhaft an dem einen Ende eines zweiarmigen Hebc's angeordnet auf dessen anderes, druckdicht aus dem Gehäuse des Doppelnadelventils herausgeführtes Ende der Elektromagnet wirkt

Als Oberlastschutz, der bei den sehr hohen auftretenden Drücken im Federsystem (1000 und mehr atü) wünschenwert ist sieht die Erfindung zwei alternative Möglichkeiten vor: Bei einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die doppeltwirkende Nadel des Doppelnadelventils von einer Überlastfeder mit einer einem vorgegebenen Höchstdruck im Federsystem entsprechenden Vorspannung in Schließstellung gegen den mit der Hochdruckleitung verbundenen Sitz gedruckt wird.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist in dem mit dem nicht blockierbaren hydropneumatischen Speicher verbundenen Teil der Verbindungsleitung ein Druckaufnehmer für den Absolutdruck eingeschaltet, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Höchstdruckes im Federsystem dem das Doppelnadelventil betätigenden Elektromagneten einen Schallimpuls zur Freigabe des mit der Hochdruckleitung verbundenen Sitzes gibt. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß bei

ίο Überschreiten des vorgegebenen Höchstdruckes im Federsystem ohne einen Schaltimpuls des die Schwinggeschwindigkeil der Aufbaumasse messenden Sensors entblockiert wird, so daß die Flüssigkeitssäule sich zwischen den beiden Gasfedern frei entspannen kann und der Höchstdruck schnell abgebaut wird.

Für ein gleichmäßig schnelles Schalten des die Blokkiervorrichtung bildenden Sperrventils ist wichtig und wünschenswert, daß zu seiner Betätigung stets der hohe, im Federsystem im Betrieb auftretende Druck zur Verfugung steht. Hierzu ist nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Hochdruckleitung mit einem Hilfsspeicher in Verbindung steht, der ständig unter Hochdruck stehende Druckflüssigkeit für eine schnelle Betätigung des Vorsteuerventils bereitstellt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schema eines Federsystems nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine konstruktive Ausführung durch wesentliche Teile des Federsysteins nach F i g. 1 mit einer Abwandlung und F i g. 3 einen gegenüber F i g. 2 um 90° um die verti-

kale Mittelachse verdreht gelegten, vergrößerten Teilschnitt durch Teile des Federsystems nach F i g. 1.

Das Federsystem nach F i g. 1 ist zwischen einen Fahrzeugaufbau 20 und ein Laufrad 2 eines auf unebenem Gelände betriebbaren Fahrzeugs, z, B. eines Gleis-

kettenfahrzeuges, eingeschaltet.

Das Laufrad 2 ist am freien Ende einer Schwinge 18 drehbar gelagert, di - bei 19 am Fahrzeugaufbau 20 angelenkt ist. Das Laufrad2 läuft bei Fahrt des Fahrzeuges auf dem Boden 21 ab. Bei 22 ist ein Tragarm 23 einer

Gabel 24 an der Schwinge 18 angelenkt Die Gabel 24 trägt an den Enden ihrer beiden Schenkel je einen Stellkolben 25, der in einem Stellzylinder 26 arbeitet und dabei Druckflüssigkeit eines hydropneumatischen Federsystems verdrängt. Die Stellzylinder 26 sind näm-

lieh über Leitungen 27 an eine Verbindungsleitung 5 angeschlossen, die Flüssigkeitsräume 8 und 9 von hydropneumatischen Speichern 10 und 11 miteinander verbindet Die Speicher 10 und 11 haben außerdem noch von den Flüssigkeitsräumen durch nachgiebige

Membranen 14 und 15 getrennte, als Gasfedern wirkende Gasräume 12 und 13. Ein in die Verbindungsleitung 5 eingeschaltetes Sperrventil 16 ist von einer Umgehungsleitung 30 überbrückt die bei einer Abzweigung 31 von der Verbindungsleitung 5 abzweigt und bei

einer Abzweigung 32 wieder in die Verbindungsleitung 5 mündet In die Umgehungsleitung 30 sind zwei in Richtung gegen die Abzweigungen 31 und 32 schließende und aufeinander zu öffnende Rückschlagventile 33 und 34 eingeschaltet zwischen denen eine Abzwei-

gung 35 einer Hochdruckleitung 36 liegt In eine Überbrückungsleitung 37 sind parallel zu den Rückschlagventilen 33 und 34 zwei weitere Rückschlagventile 38 und 39 geschaltet die in Richtung auf die Abzweigun-

gen 31 und 32 der Umgehungsleitung 30 hin öffnen und in Richtung aufeinander zu schließen und zwischen denen bei einer Abzweigung 40 eine Niederdruckleitung 41 abzweigt. Auf Grund der Anordnung der Rückschlagventile 33 und 34 sowie 38 und 39 in der Umgehungsleitung 30 ist gewährleistet, daß in der Hochdruckleitung 36 stets der jeweils höhere und in der Niederdruckleitung 41 stets der jeweils niedrigere von den beiderseits des Sperrventils 16 in der Verbindungsleitung 5 herrschenden Drücken vorhanden ist.

Der jetzt folgende Beschreibungsteil bezieht sich außer auf die F i g. 1 auch auf die F i g. 2. In F i g. 1 nur schematisch dargestellte Teile sind in der konstruktiven Ausführung nach F i g. 2 mit gleichen Bezugszeicher. wie in F i g. 1 bezeichnet.

An die Hochdruckleitung 36 und die Niederdruckleitung 41 sind ein Vorsteuerventil 42 und ein zu dessen Betätigung dienendes Doppelnadelventil 43 angeschlossen. Das Vorsteuerventil 42 ist als Kolbenschieber mit einem Stufenkolben 44 ausgebildet. Der Stufen- ao kolben 44 hat zwei Kolbenabschnitte 45 und 46 unterschiedlichen Durchmessers, die in einem entsprechend abgestuften Steuerzylinder 48 dicht gleiten. Der Stufenkolben 44 weist zwischen seinen beiden Abschnitten 45 und 46 eine Umfangsnut 47 auf. In die zylindrische »5 Wand eines Bohrungsabschnittes 49 mit kleinerem Durchmesser der abgestuften Zylinderbohrung des Steuerzylinders 48 münden axial im Abstand voneinander eine Abzweigung 50 der Niederdruckleitung 41 und eine Stcuerleiting 51 zu einem Ventilsteuerraum 83 des Sperrventils 16. In einen Vorsteuerraum 52 vor dem Kolbenabschnitt 46 mit kleinerem Durchmesser des Stufenkolbens 44 mündet eine Abzweigung 53 von der Hochdruckleitung 36. In einen Vorsteuerraum 54 vor dem Kolbenabschnitt 45 mit größerem Durchmesser des Stufenkolbens 44 mündet eine Vorsteuerleitung 55, die eine Verbindung mit dem Auslaß des Doppelnadelventils 43 herstellt. Das Doppelnadelventil hat zwei Sitze 57 und 58, die wechselseitig als Einlasse wirken und von denen der eine Sitz 57 mit der Hochdruckleitung 36 und der andere Sitz 58 mit der Niederdruckleitung 41 verbunden sind. Eine doppeltwirkende Nadel 59 des Doppelnadelventils 43 hält stets einen der beiden Sitze 57 und 58 verschlossen und den anderen geöffnet, und zwar mittels ihrer beiden entgegengesetzten Nadelenden 60 und 61. ]e nach Stellung der Nadel 59 läßt sich also jeweils in dem Vorsteuerraum 54 des Vorsteuerventils 42 der in der Hochdruckleitung 36 herrschende hohe oder der in der Niederdruckleitung 41 herrschende niedrige Druck erzeugen. Die Nadel 59 des Doppelnadelventil 43 wird über einen Elektromagneten 65 bzw. 65' fremdbetätigt. Die beiden F i g. 1 und 2 zeigen Varianten für diese Betätigung. Bei der Ausführung nach F i g. 1 ist der Elektromagnet 65 außerhalb des Doppelnadelventils 43 angeordnet und deshalb nicht dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt Diese »trockene« Lösung bedingt, daß die Nadel 59 an einem Hebel 66 befestigt ist, der aus dem Ventilkörper des Doppelnadelventils 43 z. B. mittels einer Biegerohrkonstruktion od. dgl. druckdicht herausgeführt werden muß, was in F i g. 1 nicht dargestellt ist. Dieser Hebel 66 hat eine Drehachse 67 zwischen der Nadel 59 und dem Elektromagneten 65, dem gegenüber eine Feder 68 wirkt. Der Elektromagnet 65 erhält ein Schaltsignal von einem die Schwinggeschwindigkeit der Aufbaumasse des Fahrzeugaufbaus 20 bzw. die Schwinggeschwindigkeit der Druckflüssigkeitssäule in der Verbindungsleitung 5 messenden Sensor.

Das Federsystem nach F i g. I arbeitel wie folgt:

Im Stillstand des Fahrzeugs ist das Sperrventil 11 entsperrt, d. h., die Flüssigkeitsräume 8 und 9 sind hy draulisch miteinander verbunden. Setzt sich das Fahr zeug in Bewegung, so wird bereits bei einer geringfügi gen Auslenkung der Aufbaumasse des Fahrzeugauf baus 20 das Sperrventil 16 in Sperrstellung geschaltet Dadurch wirkt nur noch der Speicher 11 als hydro pneumatisches Federelement, während die Federener gie des Speichers 10 gespeichert wird.

Bewegt sich das Fahrzeug über eine unebene Fahr bahn, so wird die Aufbaumasse zu Schwingungen urr die statische Ruhelage des Systems angeregt, die durch den Sensor in Form der Schwinggeschwindigkeit nach Größe und Richtung erfaßt werden.

Der Sensor gibt nun bei den Wert Null erreichendei Schwinggeschwindigkeit der Aufbaumasse ein Schalt signal an den Elektromagneten 65 und bewirkt dadurch ein Entsperren des Sperrventils 16. Nun beginnt die Druckflüssigkeitssäule infolge der frei werdender Federenergie des Speichers 10 mit einer Anfangsauslenkung bezogen auf ihre statische Ruhelage mit Eigenfrequenz in der Verbindungsleitung 5 zu schwingen Nach einer halben Schwingungsdauer der Druckflüssigkeilssäule, zu einem Zeitpunkt also, in dem sich die Druckflüssigkeitssäule in der entgegengesetzten Umkehrlage ihrer Schwingung befindet, gibt der die Schwinggeschwindigkeit der Druckflüssigkeitssäule messende Sensor ein Schaltsignal an den Elektromagneten 65 und bewirkt dadurch ein erneutes Sperren des Sperrventils 16. Dadurch wird wieder ein Energiebetrag in Form von Federenergie im Speicher 10 gespeichert, der allerdings umgekehrte Wirkung (Vorzeichen) wie der vorher gespeicherte Betrag hat. Das Sperrventil 16 bleibt so lange gesperrt, bis der Sensor wieder einen Vorzeichenwechsel der Geschwindigkeit der Aufbaumasse meldet. Dann beginnt das Schaltspiel durch Entsperren des Sperrventils 16 von neuem.

Das Federsystem nach Fig.! unterscheidet sich von einer normalen hydropneumatischen Feder prinzipiell dadurch, daß in der Verbindungsleitung 5 zwischen den beiden Speichern 10 und 11 das Sperrventil 16 und dafür keine Dämpfung vorgesehen ist, die bei größeren Aufbauschwingungen beträchtliche Energien vernichtet. Ein mit dem Federsystem nach F i g. 1, ausgerüstetes Fahrzeug kann mit beliebiger Geschwindigkeit über Unebenheiten fahren, deren Größe etwa dem zulässigen Federweg entsprechen, ohne daß die Aufbaumasse dabei zu Schwingungen mit unzulässig hoher Amplitude aufgeschaukelt wird. Das gilt auch für Schwingungen im Bereich der Eigenfrequenz der Aufbaumasse.

Bei der Variante nach F i g. 2 ist der Elektromagnet 65' mit der Nadel 59' integriert deren beide Nadelenden 60' und 61' am längsbeweglichen Anker des Elektromagneten ausgebildet sind. Die in F i g. 2 gezeigte Konstruktion bedarf keines Hebels mit einer aufwendigen druckdichten Herausführung aus dem Ventilkörper des Doppelnadelventils 43, bedingt allerdings eine verkapselte, gegen die hohen Drücke im Federsystem abgedichtete Konstruktion des Elektromagneten 65'. Im übrigen haben die Konstruktionen nach F i g. 1 und 2 die gleichen prinzipiellen Wesensmerkmale. Dazu gehört ein HilfsSpeicher 70. der über eine Abzweigung 71 an die Hochdruckleitung 36 angeschlossen ist und dafür sorgt daß stets eine unter dem hohen Druck im Federsystem stehende Druckflüssigkeitsreserve vorhanden ist, damit augenblicklich ein hoher Druck im Vorsteuerraum 54 des Vorsteuerventils 42 aufgebaut werden

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kann, wenn die Nadel 59 den Sitz 57 freigibt und dadurch die Verbindung zwischen der Hochdruckleitung 36 und der Vorsteuerleitung 55 des Doppelnadelventils 43 herstellt.

Die konstruktive Ausführung nach F i g. 2 faßt in einer kompakten Baugruppe das Vorsteuervenlil 42 und das Doppelnadelventil 43 sowie den Hilfsspeicher 70 zu einer konstruktiven Einheit zusammen. Die Konstruktion ist so ausgelegt, daß sie sehr hohe Drücke von 1000 atü und mehr aushalten kann. Der Steuerzylinder 48 des Vorsteuerventils 42 besteht nach F i g. 2 aus einer Hülse, die innen die abgestufte Bohrung für den Stufenkolben 44 aufweist, welche über in F i g. 2 nicht mit Bezugszeichen versehene Querbohrungen und am äußeren Umfang der Hülse vorgesehene Umfangsnuten, die jeweils über in F i g. 2 ebenfalls nicht mit Bezugszeichen versehene O-Ringe abgedichtet sind, mit der Abzweigung 50 bzw. der Steuerleitung 51 in Verbindung stehen. Der Hilfsspeicher 70 steht über ein in F i g. 1 nicht dargestelltes Drossel-Rückschlagventil 75 mit dem an Hochdruck angeschlossenen Sitz 57 und dem Vorsteuerraum 52 des Vorsteuerventils 42 in Verbindung. Das Drossel-Rückschlagventil 75 soll ein schnelles Laufen des Hilfsspeichers 70 gewährleisten und damit ein Verzögern der Schaltfunklion des Sperrventils 16 verhindern.

Das Sperrventil 16 ist in die Konstruktion nach F i g. 2 nicht integriert. Der als Kugel ausgebildete Schließkörper 80 des Sperrventils 16 ist dicht in einer Bohrung 81 des Ventilgehäuses gegen die Kraft einer Druckfeder 82 bewegbar. Diese Druckfeder 82 ist auf der Rückseite des Schließkörpers 80 in dem Ventilsteuerraum 83 des Sperrventils 16 aufgenommen, der über die Steuerleitung 51 mit dem Vorsteuerventil 42 in Verbindung steht. Ein Raum 84 vor dem Schließkörper 80 ist an denjenigen Zweig der Verbindungsleitung 5 angeschlossen, der mit dem abschaltbaren Speicher U in Verbindung steht. Schließlich mündet noch der mit dem ständig eingeschalteten Speicher 10 verbundene Zweig der Verbindungsleitung 5 in einen zwischen dem Ventilsteuerraum 83 und dem Raum 84 gebildeten, vom Schließkörper 80 in dessen Schließstellung zum Ventilsteuerraum 83 und zum Raum 84 hin abgedichteten Raum, der jedoch in Offenstellung des Schließkörpers 80 mit dem Raum 84 einen gemeinsamen Raum bildet. Das Sperrventil 16 wird folgendermaßen durch die Anordnung aus Vorsteuerventil und Doppelnadelventil betätigt:

Die Nadel 59 des Doppelnadelventils 43 befindet sich in Ruhe in iiner Stellung, in welcher sie den mit der Hochdruckleitung 36 verbundenen Sitz 57 abdichtet. In diesem Fall ist eine Verbindung zwischen der Niederdruckleitung 41 über den offenen Sitz 58 des Doppelnadelventils 43 und der Vorsteuerleitung 55 zum Vorsteuerraum 54 des Vorsteuerventils 42 hergestellt. Auf den Kolbenabschnitt 45 wirkt also vom Vorsteuerraum 54 her Niederdruck, während über die Abzweigung 53 von der Hochdruckleitung 36 stets Hochdruck im Vorsteuerraum 52 vor dem Kolbenabschnitt 46 mit kleinem Durchmesser herrscht. Die Flächen der Kolbenabschnitte 45 und 46 sind so aufeinander abgestimmt, daß in diesem Fall eine resultierende Kraft auf den Stufenkolben 44 in F i g. 1 nach unten und in F i g. 2 nach oben ausgeübt wird, welche den Stufenkolben in seiner einen Grenzstellung hält. In dieser Grenzstellung, die in F i g. 1 dargestellt ist ist aber die Hochdruckleitung 36 mit der seitlich in den Bohrungsabschnitt 49 des Stcuerzylinders 48 mündenden Steuerleitung 51 zum Ventil steuerraum 83 des Sperrventils 16 verbunden. Es wirki also auf die Rückseite des Schließkörpers 80 zusätzlich zu der Kraft der vorgespannten Druckfeder 82 Hochdruck, der auch in dem Raum 84 herrscht. Der Schließkörper 80 wird deshalb in Schließstellung gedrängt, se daß er die Verbindungsleitung 5 blockiert und dadurch die beiden Speicher 10 und 11 voneinander trennt. Eine Federung wird in diesem Fall nur durch den »freien« Speicher 10 bewirkt, während der abschaltbarc Spei-

ίο eher 11 aus dem System vollständig ausgeschaltet ist Wird nun im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus 20 der Elektro-Magnet 65 bzw. 65' durch ein Signal aus dem die Schwingunggeschwindigkeit der Fahrzeugaufbaumasse messenden, nicht gezeigten Sensor betätigt, so wirkt der Elekiro-Magnet 65 bzw. 65' auf die Nadel 59 bzw. 59' so ein, daß sich diese vom Sitz 57 abhebt und den Sitz 58 verschließt. Hierdurch wird die Hochdruckleitung 36 über den nun offenen Sitz 57 und die Vorsteuerleitung 55 mit dem Vorsteuerraum 54

so des Vorsteuerventils 42 verbunden. An beiden Kolbenabschnitten 45 und 46 des Stufenkolbens 44 liegt nun Hochdruck an. Da der Kolbenabschnitt 45 größeren Durchmesser als der Kolbenabschnitt 46 hat, wird der Stufenkolben 44 in F i g. 1 gesehen nach oben und in Fig. 2 gesehen nach unten in seine zweite Grenzstellung gebracht, in der der Stufenkolben 44 in F i g. 2 dargestellt ist. In dieser Grenzstellung verbindet der Stufenkolben über das Spiel zwischen der abgestuften Zylinderbohrung und seiner Umfangsnut 47 die Abzweigun.'. 50 von der Niederdruckleitung 41 mit der Steuer leitung 51 zum Ventilsteuerraum 83 des Sperrventils 16, so daß Niederdruck in diesem Ventilsteuerraum entsteht. Der Hochdruck im Raum 84 überwindet die aus dem Niederdruck auf der Rückseite des Schließkörpers

80 und der Federkraft der Druckfeder 82 zusammengesetzte Gegenkraft und öffnet das Sperrventil 16, so daß die beiden Speicher 10 und 11 über die Verbindungsleitung 5 und den Raum 84 verbunden werden und die Blockierung des abschaltbaren Speichers 11 aufgeho-

ben wird, bis nach einer halben Schwingung der die beiden Speicher 10 und 11 verbindenden Flüssigkeitssäule der Elektromagnet 65 bzw. 65' wieder stromlos wird. Auf Grund der beschriebenen Konstruktion findet das Blockieren, das heißt das Schließen des Sperr-

ventils 16, und das Entblockieren, das heißt das Öffnen des Sperrventils 16, in sehr kurzen Zeiten statt, die nur Bruchteile der Schwingungsdauer der die beiden Speicher 10 und H verbindenden Flüssigkeitssäule betragen. Deshalb ist es möglich, Blockieren und Entblockie ren ohne unerwünschte Verzögerung nach dem Entblockierungssignal im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus 20 und nach dem Blockiersignal nach einer halben Schwingung der Flüssigkeitssäule zwischen den beiden Flüssigkeitsräumen 8 und 9 zu bewirken.

Das Entblockieren soll auch ohne ein Signal des Sensors dann ausgelöst werden, wenn der Druck in dem beschriebenen Federsystem einen höchstzulässigen Wert überschreitet. Gemäß F i g. 2 und 3 ist hierzu eine Oberlastfeder 76.

die als Blattfeder gestaltet ist, mit einem gegabelten Ende an dem Nadelende 60' der Nadel 59' und mit ihrem anderen Ende durch eine Stellschraube 77 vorgespannt gehalten. Die Oberlastfeder 76 drückt das andere Nadelende 61' der Nadel 59 gegen den Sitz 57 mit

einer Vorspannung, die dem höchstzulässigen Druck im Federsystem entspricht Wenn dieser Druck überschritten wird, überwindet er die Kraft der Überlastfeder 76 und drückt die Nadel 59' vom Sitz 57 weg, so daß

Hochdruck dem Vorsteuerrauni 54 des Vorstcucrventils 42 zugeführt wird, welcher den Stufenkolben 44 in seine in Fig. 2 untere Endstellung schiebt. Dadurch wird die Niederdrucklcitung 41 über die Abzweigung 50 mit dem Raum um die Umfangsnut 47 und die Steucrleitung 51 mit dem Ventilsteuerraum 83 verbunden, so daß der Hochdruck im Raum 84 den Schlie.V körper 80 in Offenstellung schiebt. Dadurch wird die Blockierung aufgehoben, und das Federsystem kann sich entspannen.
Ein Schutz gegen zu hohen Druck ist alternativ auf

folgende Weise erzielbar:

In der Verbindungsleitung 5 wird über eine Anzap

fung zwischen dem freien Speicher 10 und dem Sperr ventil 16 mittels eines in F i g. 1 gestrichelt dargestell ten Druckaufnehmers 90 der Absolutdruck gemessen Übersteigt dieser Absolutdruck einen höchstzulässiger Wert, so betätigt er den Elektromagnet 65 im Sinne eines Öffnen des Sitzes 57, so daß in der beschriebener Weise Niederdruck im Ventilsteuerraum 83 des Sperr

ίο ventils 16 cr^/pugt wird und das Sperrventil 16 infolge dessen öffnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Federsystem für geländegängige Fahrzeuge mit einer von einer Steuereinrichtung schaltbaren Blockiervorrichtung, mittels der mindestens eine von mehreren hintereinander geschalteten, innerhalb von hydropneumatischen Speichern angeordneten Gasfedern in Abhängigkeit vom jeweiligen Schwingungszustand blockierbar und phasenverschoben wieder lösbar ist, und mit einer zwischen den hintereinandergeschalteten Gasfedern vorgesehenen, durch eine die Flüssigkeitsräume der hydropneumatischen Speicher über eine Verbindungsleitung verbindende Flüssigkeitssäule gebildeten Koppelmasse, deren Fluß durch die als Sperrventil in der Verbindungsleitung ausgebildete Bloekiervorrichlung sperrbar isl, weiche den Fluß der die Koppelmasse bildenden Flüssigkeitssäule etwa im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus freigibt und etwa nach einer halben Schwingung dieser Flüssigkeitssäule wieder sperrt, nach Patentanmeldung P2043 512.5-21. dadurch gekennzeichnet, daß ein Schließkörper (80) des die Blockiervorrichtung bildenden Sperrventils (16) durch die Steuereinrichtung in Schließrichtung zum Sperren des Flusses mit dem jeweils höheren und zum Freigeben des Flusses mit dem jeweils niedrigeren der beiderseits des Sperrventils (16) in der Verbindungsleitung (5) herrschenden Drücke beaufschlagt wird.

2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (80) des Sperrventils (16) in Öffnungsrichtung ständig von dem jeweils höheren der beiderseits des Sperrventils (16) in der Verbindungsleitung (5) herrschenden Drücke beaufschlagt wird.

3. Federsystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den genannten Drücken beaufschlagbaren wirksamen Flächen des Schließkörpers (80) des Sperrventils (16) in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung gleich groß sind und in Schließrichtung zusätzlich eine Druckfeder (82) wirkt.

4. Federsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Vorsteuerventi! (42) aufweist, dessen Steuerglied (Stufenkolben 44) in zwei Grenzstellungen gebracht werden kann und einen Ventilsteuerraum (83) des Sperrventils (16) zur Beaufschlagung des Schließkörpers (80) in Schließrichtung in der einen Grenzstellung mit einer den jeweils höheren der beiderseits des Sperrventils (16) in der Verbindungsleitung (5) herrschenden Drücke aufweisenden Hochdruckleitung (36) und in der anderen Grenzstellung mit einer den jeweils niedrigeren Druck aufweisenden Niederdruckleitung (41) verbindet.

5. Federsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckleitung (36) und die Niederdruckleitung (41) von einer beiderseits des Sperrventils (16) an die Verbindungsleitung (5) angeschlossenen gemeinsamen Umgehungsleitung (30) abzweigen, wobei die Abzweigung (35) der . Hochdruckleitung (36) von der Umgehungsleitung zwischen zwei in Richtung zur Hochdruckleitung (36) hin öffnenden Rückschlagventilen (33 und 34) und die Abzweigung (40) der Niederdruckleitung

(41) von der Umgehungsleitung (30) zwischen zwei in Richtung zur Verbindungsleitung (5) hin öffnenden Rückschlagventilen (38 und 39) liegen.

6. Federsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (42) als an sich bekannter Steuerschieber mit einem eine Umfangsnut (47) aufweisenden Stufenkolben (44) als Steuerglied ausgebildet ist.

7. Federsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite (Kolbenabschnitt 4M des Stufenkolbens (44) des Vorsteuerventils (42) si « vom Druck in der Hochdruckleitung (36) beaufschlagt ist und die andere, eine größere wirksame Fläche aufweisende oder federunterstützte Stirnseite (Kolbenabschnitt 45) des Stufcnkolbens (44) über ein fretrdbotätigtes Ventil (Doppelnadelventil 43) zur Betätigung des Vorsteuerventils (42) wahlweise mit dem Druck in der Niederdruckleitung (41) oder mit dem Druck in der Hochdruckleitung (36) beaufschlagbar ist.

8. Federsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckleitung (36) und die Niederdruckleitung (41) jeweils in einen von zwei Sitzen (57 und 58) des als Doppelnadelventil (43) ausgebildeten fremdbetätigten Ventils münden. dessen doppeltwirkende Nadel (59 oder 59') wahl weise jeweils einen der beiden Sitze (57 oder 58) absperrt und den anderen Sitz (58 oder 57) zur Verbindung mit einer Vorsteuerleitung (55) freigibt, die in einen Vorsteuerraum (54) auf der die größere wirksame Fläche aufweisenden Stirnseite (Kolbenabschnitt 45) des Stufenkolbens (44) des Vorsteuerventils (42) mündet.

9. Federsystem nach Anspruch 8, dessen Steuereinrichtung einen die Schwinggeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus messenden Sensor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die doppeltwirkende Nadel (59 oder 59') des Doppelnadelventils (43) durch von dem die Schwinggeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus (20) messenden Sensor im Schwingungstotpunkt des Fahrzeugaufbaus abgegebene Schaltimpulse in die eine Schaltstellung und durch von einem die Schwinggeschwindigkeit der Flüssigkeitssäule zwischen den Speichern (10 und 11) messenden weiteren Sensor im Schwingungstotpunkt der Flüssigkeitssäule abgegebene Schaltimpulse in die öiidere Schaltstellung gebracht wird.

10. Federsvstem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die doppeltwirkende Nadel (59 oder 50') des Doppelnadelventils (43) von einem durch die Sx<· '!!impulse erregten Elektromagneten (65 oder 65') betätigt wird.

It. Federsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (59') des Doppelnadelventils (43) am Anker des Elektromagneten (65') ausgebildet ist.

12. Federsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (59) des Doppelnadelventils (43) an dem einen Ende eines zweiarmigen Hebels (66) angeordnet ist, auf dessen anderes, druckdicht aus dem Gehäuse des Doppelnadelvenlils (43) herausgeführtes Ende der Elektromagnet (65) wirkt.

13. Federsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die doppeltwirkende Nadel (59') des Doppelnadelventils (43) von einer Überlastfcder (76) mit einer einem vorgegebenen Höchstdruck im Federsystem entsprechenden

Vorspannung in Schließstellung gegen den mit der Hochdruckleitung (36) verbundenen Sitz (57) gedrückt wird.

14. Federsystem nach e^;nem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit dem nicht blockierbaren hydropneumatischen Speicher (10) verbundenen Teil der Verbindungsleitung (5) ein Druckaufnehmer (90) für den Absolutdruck eingeschaltet ist, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Höchstdruckes im Federsystem dem das Doppelnadelventil (43) betätigenden Elektromagneten (65) einen Schaltimpuls zur Freigabe des mit der Hochdruckleitung (36) verbundenen Sitzes (57) gibt.

15. Tcdersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckleitung (36) mit einem Hilfsspeicher (70) in Verbindung steht, der ständig unter Hochdruck stehende Druckflüssigkeit für eine schnelle Betätigung des Vorsteuerventils (42) bereitstellt.