DE2548351B2 - Druckregelventil für eine Doppelachs-Luftfederung von Nutzfahrzeugen - Google Patents
Druckregelventil für eine Doppelachs-Luftfederung von NutzfahrzeugenInfo
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Description
werden, um insbesondere bei nassen und vereisten Fahrbahnen die Fahr- und Bremseigenschaften des
Fahrzeugs dem Beiadungszustand angepaßt optimal auszulegen.
Eine durch die DE-AS 20 56 634 bekannte Luftfederungsanlage für Nutzfahrzeugdoppelachsen besteht aus
Tragluftfedern und Hebeluftfedern, wobei das Achslastverhältnis durch Anheben der Schleppachse mittels der
Hebeluftfedern verändert wird. Außerdem dienen der
Regelbarkeit der Druckluftverteilung Oberströmventi-Ie,
Rückströmventile, Rückschlagventile, Drosselventile und Druckbegrenzungsventile, was einen überaus
komplizierten Aufbau der Anlage zur Folge hat
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventileinrichtung für eine Fahrzeugdoppelachse —
ausgehend von der durch die DE-OS 24 35 099 bekannten Ventileinrichtung — zu schaffen, deren
Aufbau einfach ist und welche mit einfachen Mitteln auch unbeladen eine gute Verbindung der Räder der
zweiten Achse mit der Fahrbahn herstellt, ohne daß dabei eine zusätzliche Leitungsverbindung zwischen
Druckmittelquelle und Luftfederbälgen erforderlich ist
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Ventileinrichtung gelöst, deren Merkmale im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs aufgeführt sind. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind den Unteranspi flehen
zu entnehmen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Druckregelventils bewirkt, daß neben den im Oberbegriff
aufgeführten bekannten Merkmalen, welche die Regelung des lastabhängigen Druckes in den Luftfederbälgen
der Doppelachse betreffen, in einem bestimmten unteren Beladungsbereiche P\ der ersten Radachse des
Doppelachsaggregates ein konstanter Druck von bestimmter Höhe in die Luftfederbälge der zweiten
Radachse des Doppelachsaggregates eingesteuert wird. Die Höhe dieses konstanten Druckes muß dabei in
einem Bereich liegen, in welchem die zweite Radachse so gut wie unbelastet bleibt, jedoch andererseits eine
gute Verbindung der Räder zur Fahrbahn herstellt um zu verhindern, daß die Achse springt Erst beim
Erreichen eines über dem Belastungsbereich P\ liegenden Beladungsbereiches P2 steuert das Druckregelventil
den Druck der Luftfederbälge der ersten Radachse überproportional abgestuft in die Luftfederbälge
der zweiten Radachse.
Anhand der Abbildung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläuter*. Es zeigt
F i g. 1 ein Prinzipbild eines erfindungsgemäßen Druckregelventiles,
F i g. 2 den Kennlinienverlauf des Druckregelventiles nach F ig. 1.
Das Druckregelventil besitzt einen Einlaßanschluß 1 für den Drucklufteingang von Luftfederh algen einer
ersten Radachse eines Doppelachsaggregates und einen Auslaßanschluß 2 für den Druckluftausgang zu Luftfederbälgen
einer zweiten Radachse des Doppelachsaggregates.
Im Gehäuseoberteil ist ein Steuerkolben 3 angeordnet, den eine Steuerfeder 4, deren Spannung mittels
einer Stellschraube 5 einstellbar ist in der unteren Stellung festhält Mit dem Steuerkolben 3 steht ein im
unteren Gehäuseteil angeordneter zweiter Steuerkolben 6, den eine Steuerfeder 7, deren Spannung ebenfalls
mittels einer Stellschraube 8 einstellbar ist in der oberen Stellung festhält über einen Anschlag 9 in Wirkverbindung.
Eine durch einander zugekehrte Kolbenflächen 10 und 11 der Steuerkolben 3 und 6 gebildete Druckluftkammer
wird durch einen Gehäusesteg 12, welcher gleichzeitig als Ventilsitz 14a ausgebildet ist und mit
einem unter der Spannung einer Ventilfeder 13 stehenden Doppelventilkörper 14 eine Veniileinheit
bildet in eine Einlaßkammer 15 und in eine Auslaßkam-
IU mer 16 geteilt Die Einlaßkammer 15 steht mit dem Einlaßanschluß 1 und die Auslaßkammer 16 mit dem
Auslaßanschluß i' in Verbindung. Der obere Kolbenrand des Steuerkolbens 6 bildet als zweiter Ventilsitz 146 mit
dem Doppelventilkörper 14 ein über eine Öffnung 17 entlüftendes zweites Ventil.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Druckregelventils ist folgende:
Bei ausreichend geringem Druck werden die Steuerkolben 3 und 6 durch die Steuerfedern in ihren Endlagen
gehalten. Über den Einlaß-Anschluß 1 strömt dann Druckluft von den nicht dargestellten Luftfederbälgen
der ersten Radachse in die Einlaßkammer 15 und über den vom Ventilsitz 14a abgehobenen Doppelventükörper
14 in die Auslaßkammer 16 und weiter über den Auslaßanschluß 2 in die nicht dargestellten Luftfederbälge
der zweiten Radachse. Die auf einen einem bestimmten Fahrzeuggesamtgewicht z. B. dem Leergewicht
entsprechenden Wert mittels Stellschraube 8 eingestellt Steuerfeder 7 hält den Steuerkolben 6
.jo solange in der oberen Endlage, d. h. der Doppelventükörper
14 bleibt solange vom Ventilsitz 14a abgehoben, bis der Einstellwert — im Diagramm F i g. 2 mit P\
bezeichnet — überschritten wird und der Steuerkolbsn 6 sich gegen die Kraft der Steuerfeder 7 nach unten
« bewegt, wobei dieser Bewegung der unter der Spannung der Ventilfeder 13 stehende Doppelventükörper
14 folgt und sich dabei auf den Ventilsitz 14a auflegt. Dies hat zur Folge, daß in einem bestimmten
Gewichtsbereich des Fahrzeuges kein weiterer Druckanstieg über den Auslaßanschluß 2 in den Luftfederbälgen
der zweiten Radachse möglich ist, bis zu dem Belastungsbereich, welcher durch die Einstellung der
Steuerfeder 4 mittels Stellschraube 5 — im Diagramm Fig.2 mit P2 gekennzeichnet — begrenzt ist. Bei
·(> Erreichung der diesem Belastungsbereich entsprechenden
Druckhöhe in den Luftfederbälgen der ersten Radachse bewegt sich der Steuerkolben 3 gegen die
Kraft der Steuerfeder 4 nach oben und nimmt über den Anschlag 9 den Steuerkolben 6 mit, wobei sich der
Doppelventükörper 14 wieder vom Ventilsitz 14a abhebt und der Druck zwischen dem Einlaßanschluß 1
und dem Auslaßanschluß 2 überproportional, entsprechend dem Verhältnis der Kolbenflr.chen 10 und 11
abgestuft wird.
j") Bei Entlüftung der Luftfederbälge der ersten Radachse,
d. h. Entlastung des Fahzeugs vom Beladungsgewicht wird das Gleichgewicht der Steuerkolben 3 und 6
gestört, beide Steuerkolben laufen nach unten, und über den vom Ventilsitz 146 abhebenden Doppelventükörper
«ι 14 strömt Luft solange über die Öffnung 17 in die
Atmosphäre ab, bis das Gleichgewicht entsprechend dem vorgegebenen Flächenverhältnis wieder hergestellt
ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Druckregelventil für eine Doppelachs-Luftfederung
von Nutzfahrzeugen zur Regelung des Druckes in den Luftfedern der zweiten Radachse in
Abhängigkeit vom Druck in den Luftfedern der ersten Radachse des Doppelachsaggregates mit
einem einerseits vom Druck in den Luftfedern der ersten Radachse und andererseits von einer
Steuerfeder beaufschlagten Steuerkolben und einem mit diesem Steuerkolben in Wirkverbindung stehenden
Doppelventilkörper eines Drei-Wege-Ventils, das nur oberhalb eines vorgegebenen Grenzdruckes
in den Luftfedern der ersten Radachse eine Strömungsverbindung zwischen den Luftfedern der
ersten und der zweiten Radachse freigibt und unterhalb dieses vorgegebenen Grenzdruckes in den
Luftfedern der ersten Radachse die Luftfedern der zweiten Radachse bis auf einen vorgegebenen
Mindestdruck entlüftet, dadurch gekennzeichnet,
daß ein einerseits vom Druck (Pa) in den Luftfedern der zweiten Radachse und andererseits
von einer zweiten Steuerfeder (7) beaufschlagter, dem ersten Steuerkolben (3) entgegenwirkender
zweiter Steuerkolben (6) mit bei Druckgleichheit kleinerer Steuerkraft vorgesehen ist, der einerseits
einen die Verbindung der Luftfedern der zweiten Radachse zur Atmosphäre steuernden Ventilsitz
(14Oj für den Doppelventilkörper (14) des Drei-Wege-Ventils
trägt und andererseits diesen Doppelventilkörper (14) von einem die Verbindung
zwischen den Luftfedern der ersten und der zweiten Radachse steuernden, gehäusefesten Ventilsitz (\4a)
abheben kann und der seinerseits unterhalb des vorgegebenen Grenzdrucks (P2) in den Luftfedern ir>
der ersten Radachse gegenüber dem ersten Stcucrkolben
(3) frei beweglich ist aber oberhalb dieses vorgegebenen Grenzdrucks (P 2) mit dem ersten
Steuerkolben (3) in Wirkverbindung kommt.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Steuerfedern
(4 und 7) in bekannter Weise mittels Stellschrauben (5 bzw. 8) einstellbar ist.
3. Druckregelventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerkolben
(3 und 6) koaxial zueinander im Gehäuse angeordnet sind.
4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den einander
zugekehrten Kolbenflächen (10 und 11) der beiden >o Steuerkolben (3 und 6) gebildete gemeinsame
Druckmittelkammer durch den Doppelventilkörper (14) in eine mit einem Einlaßanschluß (1) verbundene
Einlaßkammer (15) und eine mit einem Auslaßanschluß (2) verbundene Auslaßkammer (16) teilbar ist. r>r>
5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Doppelventilkörper
(14) auf seine Ventilsitze (14a und/oder 14b) drückende Ventilfeder (13) sich am ersten Steuerkolben
(3) abstützt. Wl
6. Druckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelventilkörper (14)
auf einem Fortsatz des ersten Steuerkolbens (3) abgedichtet gleitet, der einen den zweiten Steuerkolben
(6) oberhalb des vorgegebenen Grenzdrucks h'>
(P2) mitnehmenden Anschlag(9) trägt.
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für eine Doppelachs-Luftfederung von Nutzfahrzeugen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Nutzkraftfahrzeuge, welche für den Transport von sehr hohen Nutzlasten ausgelegt sind, werden in der
Regel mit Doppelachsen ausgerüstet, wobei in Abhängigkeit von den jeweiligen Einsatzbedingungen entweder
die Vorderachse als Doppel-Lenkachse oder/und die Hinterachse als Triebachse und als Nachlaufachse —
in Sonderfällen bei geländegängigen Fahrzeugen als Doppel-Triebachse — ausgelegt ist Da beim Einsatz
dieser Fahrzeuge die Doppelachse nicht immer Höchstbelastungen unterliegt, d. h. das Fahrzeug läuft
zeitweise leer oder nur so schwer beladen, daß die Belastung eine Einzelachse aufnehmen könnte, liegt der
Gedanke nahe, die zweite Radachse des Doppelachsaggregates zur Schonung gewichtsmäßig zu entlasten.
Bekannt sind Vorrichtungen, welche mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch die zweite Radachse
eines Doppelachsaggregates soweit hochliften, daß keine Straßenberührung der Räder mehr besteht
Eine derartige Achslifteinrichtung muß jedoch von Fall zu Fall manuell betätigt oder die Betätigung über
eine Schaltvorrichtung ausgelöst werden. Auch ist der Mehrpreis für Fahrzeuge, welche mit einer derartigen
Liftachse ausgerüstet sind, verhältnismäßig hoch, wobei insbesondere ein nachträglicher Einbau sehr schwierig
und mit hohen Kosten verbunden ist
Inzwischen setzt sich im Schwerlastwagenbau immer mehr die Luftfederung durch, wobei die Regelung des
Luftfederbalgdruckes mittels eines Regelventiles in Abhängigkeit vom Beladungszustand des Fahrzeuges
erfolgt. Da der von diesem Druckregelventil gewichtsabhängig in alle Luftfederbälge eingesteuerte Druck
dieselbe Höhe erreicht, ergeben sich bei luftgefederten Fahrzeugen in bezug auf die eingangs bezüglich der
zweiten Radachse gemachten Ausführungen dieselben Probleme.
Durch die DE-OS 24 35 099 ist eine pneumatische Ventileinrichtung bekanntgeworden, welche selbsttätig
die Verteilung der Last auf die Hinterräder dreiachsiger Fahrzeuge mit pneumatischer Federung regelt und
dabei zunächst den Druck in den Luftfederbälgen der Antriebsachse proportional zur Fahrzeugbelastung bis
zum Erreichen der zulässigen Achslast regelt und dann beim Überschreiten der zulässigen Achslast den Druck
in die Luftfederbälge der Nachlaufachse überströmen läßt.
Um jedoch ein Springen der Nachlaufachse bei unbeladenen oder teilbeladenen Fahrzeugen und somit
leeren Luftfederbälgen zu verhindern, besteht außerdem noch eine Leitungsverbindung zwischen der
Druckluftquelle und den Luftfederbälgen der Nachlaufachse unter Einschaltung eines Strömungsventils und
eines Druckminderers, über welche ein Gegendruck in den Luftfederbälgen aufgebaut wird, der so hoch ist, daß
eine gute Verbindung der Räder der Nachlaufachse zur Fahrbahn besteht.
Die US-PS 30 55 678 macht ebenfalls mit einer derartigen Ventileinrichtung bekannt, bei welcher die
Luftfederung der dritten Achse erst bei einer bestimmten Druckhöhe in der Luftfederung der zweiten Achse
zu arbeiten beginnt, d. h. die Luftfederung der dritten Achse bleibt bei unbeladenem Fahrzeug drucklos.
Bei einer weiteren bekannten Doppelachs-Luftfederung nach der US-PS 28 64 454 dagegen kann das
Druck-Verhältnis in den Luftfedern der Trieb- und Nachlaufachse mit Hilfe einer Einstellung verändert
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