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Ventil zur gleichmäßigen Befüllung, Entleerung und Quersperrung von
zwei getrennten Federbeinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zur gleichmäßigen
Befüllung, Entleerung und Quersperrung von zwei getrennten Federbeine nen insbesondere
einer Kraftfahrzeugaehse, wobei dieses Ventil zwischen einem Niveauregelventil und
den beiden Federbeinen angeordnet ist und das Ventilgehäuse einen Anschluß für die
vom Niveauregelventil kommende Leitung und je einen Anschluß für die zum Federbein
führende Leitung aufweist, während ein federbelasteter Kolben in einer aehFu3ebohrung
axial heweglieh gefilhrt ist und die Ts'ederbeine in beiden Strömungsrichtungen
durch dieses Ventil verbindbar sind.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1 266 144 ist ein Druckluftverteilerstück
für an einer Achse eines Kraftfahrzeuges angeordnete Luftfedern bekannt. Der von
zwei Federn beaufsohlagte Ventilkolben versperrt bei Druckunterschied in den Federbeinen
selbsttätig den Zu- oder Abfluß von Druckmittel eines Federbeines und dient somit
als Quersperrventil. Nachteilig ist bei dieser AusfUhrung, daß die beiden auf den
Ventilkolben wirkenden Federn sehr exakt aufeinander abgestimmt sein müssen, denn
bei Druckgleichheit ist es erforderlich, daß der Ventilkolben genau die Mittellage
einnimmt, um bei einem Füllvorgang eine einseitige Befüllung nur eines Federbeines
zu vermeiden, da durch den Fülldruck der Ventilkolben die Durchtrittsöffnung für
das eine Federbein verschließen würde. Ebenso wirken sich höhere oder unterschiedliche
Reibungskräfte zwischen Ventilkolben und Kolbenführung funktionsstörend aus, denn
dadurch können leicht Fehlregelungen auftreten, die die Fahrsicherheit beeinträchtigen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten
Konstruktion zu vermeiden und ein Ventil zur gleichmäeigen
Beftllung,
Entleerung und Quersperrung von zwei getrennten Federbeinen zu schaffen, das eine
hohe Funktionssicherheit in jedem Betriebizustand des Fahrzeuges gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ventil
für jedes Federbein ein Füllventil und ein Quersperrventil aufweist und diese Püliventile
und Quersperrventile als RUckschlagventile ausgebildet sind, während ein für beide
Federbeine gemeinsames, wegabhängig betätigbares Rückschlagventil als R5cklaufventil
angeordnet ißt. Da jeaem Federbein ein Füllventil und ein Quersperrventil zugeordnet
ist, wird hinsichtlich der Funktion eine hohe Sicherheit gewährleistet. Somit werden
die Funktionen gleichmäßiges Befüllen beider Federelemente einer Achse und gleichmäßiges
Entleeren der beiden Federbeine voll erfüllt. Weiter wird in Niveaustellung durch
das Ventil ein Druckausgleich zwischen den Federbeinen der Achse verhindert und
damit eine Quersperrung erzielt.
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Wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, ist das Rücklaufventil in dem
federbelasteten Kolben in dem zu den Quersperrventilen führenden Kanal angeordnet.
Diese Anordnung des Rücklaufventiles ermöglicht, daß beim Ablassen beide Federbeine
gleichmäßig entleert werden. Dabei ist entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung
zur öffnung des Rücklaufventiles stirnseitig zum Kolben in den Zylinderdeckel des
Ventiles ein St6ßel befestigt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine Verdrehsicherung für den
Kolben angeordnet. Diese Verdrehsicherung wird entsprechend der Erfindung dadurch
gebildet, daß im Zylinderdeckel des Ventiles eine in eine entsprechende Aussparung
des Kolbens ragende Spannhülse befestigt ist.
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Eine sehr hohe Funktionssicherheit wird entsprechend der Erfindung
dadurch ersielt, daß der Kolben ausschließlich auf der dem Zylinderdeckel abgewandten
Stirnseite von einem federnden Element beaufschlagt wird. Dieses federnde Element
hat dabei di rufgabe, die Reibung des Kolbens bei der axialen Bewegung und die vom
RUcklaufventil auf den Stößel ausgeübte Kraft zu überwinden. Somit wird für die
einwandfreie Funktion des Ventiles keine hohe Anforderung hinaichtlich der Ausbildung
der Feder gestellt. Dieses federnde
Element kann entsprechend einem
Merkmal der Erfindung durch Tellerfedern gebildet werden. Es ist jedoch ohne weiteres
denkbar, anstelle dieser Tellerfedern auch irgendein anderes Federelement, beispielsweise
eine Schraubenfeder, anzuordnen.
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Eine sehr einfache Ausbildung und Montage der Quersperrventile wird
durch die erfindungsgemäßen Merkmale, nämlich daß diese Quersperrventile im axial
beweglichen Kolben angeordnet sind und daß die beiden Quersperrventile eine gemeinsame
Feder aufweisen, erzielt.
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Weitere Außbildungsmdglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben
sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden
beispielsweise dargestellten Aus führungs form der Erfindung. Es zeigt: Fig. i das
Ventil in schematischer Darstellung und Fig. 2 das Ventil in geschnittener Darstellung.
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In der schematischen Darstellung nach Fig. 1 ist das Niveauregelventil
1 über die Leitung 2 mit dem Druckerzeuger oder Druckspeicher verbunden, während
die Leitung 3 zum Vorratsbehälter zurückführt. Über die Leitung 4 steht das Niveauregelventil
1 mit dem Ventil zur gleichmäßigen Füllung, Entleerung und Quersperrung in Verbindung.
Dieses Ventil weist Anschlußleitungen für die Federbeine 12 und 13 auf, wobei dem
Federbein 12 das Füllventil 5 und dem Federbein 13 das Füllventil 6 zugeordnet ist,
Die Quersperrventile 7 und 8 münden in den Rltoklaufkanal, in welchem sich auch
das Rücklaufventil 9 befindet. Zur Betätigung des Rücklaurventiles 9 bewegt sich
der strichpunktiert eingezeichnete Kolben unter der Federkraft 11 nach unten, wodurch
der Stößel 10 das Rücklaufventil 9 öffnet, so daß bei entsprechender Stellung des
Niveauregelventiles 1 das Druckmittel aus den Federbeinen 12 und 13 Uber die Quersperrventile
7 und 8 sowie das Rteklaufventil 9 durch die Leitung 4 und die Leitung 3 zum Vorratsbehälter
abfließen kann. Das Niveauregelventil 1 hat dabei die Aufgabe, einen konstanten
Abstand des Wagenaufbaues zur Straße einzuhalten. Hierzu ist meist ein Fühler zwischen
der Achse und dem Wagenaufbau angeordnet,
welcher beispielsweise
bei zu tief liegendem Wagenkasten zwischen dem Druckerzeuger und dem Ventil herstellt,
wodurch Druckmedium durch die Leitung 2, das Niveauregelventil 1, die Leitung 4
und über die FUllventile 5 und 6 in die Federbeine 12 und 13 gefordert wird. Ist
die gewünschte Niveaulage erreicht, so verschließt das iveauregelventil 1 den Zufluß
von Druckmedium in die Federbeine 12 und 13. Wird nun bei Kurvenfahrt das kurvenäußere
Federbein, z. B. das Federbein 12, stärker belastet, so steigt der Druck in diesem
Federbein an und würde bei nicht vorhandenen Quersperrventilen 7 und 8 in das Federbein
13 Druckmittel fördern.
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Durch die Anordnung des Quersperrventiles 8 wird dies unterbunden.
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Entsprechend Fig. 2 weist das Ventil zur gleichmäßigen Befüllung,
Entleerung und Quersperrung den Anschluß 14 für die vom Niveauregelventil kommende
Leitung im Zylinderdeckel 27 auf. Der Anschluß 15 nimmt die zum rechten Federbein
führende Leitung auf, während der Anschluß 16 für die Leitung zum linken Federbein
bestimmt ist. Außer dem Zylinderdeckel 27 weist das Ventil den Ventilkörper 17 auf,
der mit einer durchgehenden Gehäusebohrung 18 versehen ist, in welcher der Kolben
19 axial beweglich geführt ist. Im Abschlußdeckel des Ventilkörpers 17 ißt eine
Aussparung zur Aufnahme des auf den Kolben 19 wirkenden federnden Elementes, beispielsweise
der Tellerfedern 20, angeordnet. Im Ventilkörper 17 befinden sich die Füliventile
21 und 22, während die Quersperrventile 23 und 24 im Kolben 19 untergebracht sind.
Für die beiden Quersperrventile 23 und 24 ist eine gemeinsame Feder 29 vorgesehen,
welche die Ventilkdrper gegen die Ventilsitze mit geringer Kraft drückt. Das durch
eine federbelastete Kugel gebildete Rücklaufventil 25 iat im federbelasteten Kolben
19 in dem zu den Quersperrventilen führenden Kanal angeordnet. Durch den Stößel
26 wird diese Ventilkugel des BUcklaurventiles 25 von ihrem Sitz abgehoben, wenn
der Kolben durch die Einwirkung der Tellerfedern 2Q nach unten gegen den Zylinderdeckel
gedrückt wird. Dabei ist der Stößel 26 im Zylinderdeckel befestigt, während als
Verdrehsicherung ebenfalls im Zylinderdeckel eine Spannhülse 28 vorgesehen ist,
welche in eine entsprechende Bohrung des Kolbens 19 eingreift.
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Die in Fig. 2 dargestellte Stellung des Kolbens 19 zeigt das Ventil
mit geöffnetem Rücklaufventil 25, wobei der Kolben 19 mit seiner
unteren
Stirnfläche auf dem Zylinderdeckel 27 anliegt. Dabei fließt das Druckmittel * vorzugsweise
Hydraulikflüssigkeit - aus den Federbeinen über die Anschlüsse 15 und 16 und die
Quersperrventile ?3 und 24 durch den Ringraum zwischen dem Stößel 26 und der als
Rücklaufventilsitz ausgebildeten Hülse zum Anschluß 14 und von dort über das fliveauregelventil
in den Vorratsbehälter, Dieses Abfließen von Nydraulikflüssigkeit aus den Federbeinen
dauert so lange an> bis das Niveauregelventil die Leitung zurn Vorratsbehälter
verschlieBt, wodurch sich infolge des Innendruckes in den Federbeinen im Anschluß
14 ein Druck aufbaut und dadurch der Kolben 19 entgegen der Kraft der Tellerfedern
20 nach oben verschoben wird, bis die obere Stirnfläche des Kolbenansatzes im Abschlußdeckel
zur Anlage kommt. Bedingt durch diese Axialbewegung de3 Kolbens 19 hebt der im Zylinderdeckel
27 befestigte Stößel 26 von der Xugel des Rücklaufventiles 25 ab, so daß diese Kugel
auf ihrem Ventilsitz zur Anlage kommt. Auf diese Weise wird ein gleichmäßiges Entleeren
der beiden Federbeine gewShrleistet, denn die Quersperrventile 23 und 24 besitzen
eine gemeinsame Feder 29, daß keine Druckdifferenz zwischen dem rechten und dem
linken Federbein nach dem Abregelvorgang besteht. Die auf der einen Stirnseite des
kolbens 19 einwirkenden Tellerfedern 20 sind in ihrer Federkraftauslegung sehr unproblematisch,
denn diese Tellerfedern müssen lediglich die Reibungskraft das Kolbens 19 in der
Gehausebohrung 18 und die Schließkraft des Rücklaufventiles 25 überwinden. Zu der
Reibungskraft des Kolbens 19 in der Gehäusebohrung 18 zählt auch die Reibungskraft
der im Kolben 19 angeordneten Dicht tungen.
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Ist nach dem Beladen des Kraftfahrzeuges eine zu tiefe Niveaulage
des Wagenkastens gegenüber der Fahrbahn vorhanden, so verbindet das Niveauregelventil
den Druckerzeuger mit dem Ventil, wodurch der Druck im Anschluß 14 ansteigt und
somit Hydraulikmedium über das Füllventil 21, über den Anschluß 15 in das rechte
Federbein gefördert wird, während Aber das Ullventil 22 und den Anschluß 16 daß
Hydraulikmedium zum linken Federbein fließt. Auch beim Füllvorrang wird ein gleichmäßiges
Befallen der beiden Federbeine gewährleistet, denn es herrscht zwischen den beiden
Federbeinen Druckgleichheit. Bei diesem Aufregelvorgang kann sich der Druck auch
in dem Raum zwischen Rücklaufventil 25 und den Quersperrventilen
23
und 24 aufbauen, wodurch diese Quersperrventile 23 und 24 verschlossen werden.
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Bei Kurvenfahrt wird das kurvenäußere Rad stärker belastet als das
kurveninnere; somit muß auch das dem kurvenäußeren Rad zugeordnete Federbein einen
höheren Druck aufbringen als das kurveninnere Federbein. Wird beispielsweise das
rechte Federbein mehr belastet, so wird das Hydrauliköl versuchen, rückwärts über
den Anschluß 15 sich mit dem linken Federbein auszugleichen. Dies wird durch das
Quersperrventil 24 verhindert. Ebenso verschließen das Füllventil 21 und daß Rücklaufventil
25 den Übertritt von Drucköl aus dem Anschluß 15 in den Anschluß 14, so daß eine
einwandfreie Quersperrung zwischen den beiden Federbeinen erzielt wird.
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Ist die Niveaulage des Wagenkastens gegenüber der Fahrbahn zu hoch,
so verbindet das Niveauregelventil den Anschluß 14 mit dem Vorratsbehälter und der
Druck im Anschluß 14 wird abgebaut. Infolge der Federkraft der Tellerfedern 20 wird
der Kolben 19 mit seiner unteren Stirnfläche gegen den Zylinderdeckel 27 gedrückt
und der Stößel 26 stößt das Rücklaufventil 25 auf, so daß - wie bereits beschrieben
- aus den Federbeinen über die Anschlüsse 15 und 16 sowie die Quersperrventile 23
und 24 das Hydrauliköl in den Vorrat sbehält er zurückfließen kann, bis durch Erreichen
der gewünschen Niveaulage das Niveauregelventil den Abfluß zum Vorratsbehält er
verschließt.