DE2548351C3

DE2548351C3 - Druckregelventil für eine Doppelachs-Luftfederung von Nutzfahrzeugen

Info

Publication number: DE2548351C3
Application number: DE2548351A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ing.(Grad.) 3017 Pattensen Deike; Heinz-Werner 3051 Gross Munzel Koenig
Original assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1975-10-29
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1979-09-06
Also published as: SE7611848L; GB1560385A; JPS5255028A; SE430318B; FR2329466A1; FR2329466B1; DE2548351B2; IT1069146B; ATA661976A; AT350405B; DE2548351A1; JPS5920126B2

Description

werden, um insbesondere bei nassen und vereisten Fahrbahnen die Fahr- und Bremseigenschaften des Fahrzeugs dem Beladungszustand angepaßt optimal auszulegen.

Eine durch die DE-AS 20 56 634 bekannte Luftfederungsanlage für Nutzfahrzeugdoppelachsen besteht aus Tragluftfedern und Hebeluftledern, wobei das Achslastverhältnis durch Anheben der Schleppachse mittels der Hebeluftfedern verändert wird. Außerdem dienen der Regelbarkeit der Druckluftverteilung Überströmventile, Rückrtrömventile, 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 Unteransprüchen 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 urbelastet 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 Pi liegenden Beladungsbereiches P₂ steuert das Druckregelventil den Druck der Luftfederbälge der ersten Radachse üb^rpropo/tional abgestuft η die Luftfederbälge der zweiten Radachse.

Anhand der Abbildung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipbild eines erfindungsgemäßen Druckregclventiles,

F i g. 2 den Kennlinienverlauf des Druckregelventiles nach Fig. 1.

Das Druckregelventil besitzt einen Einlaßanschluß 1 für den Drucklufteiiigang von Luftfederbälgen einer ersten Radachse eines Doppelachsaggregates und einen Auslaßanschluß 7 für den Druckluftausgang zu Luftiederbälgen 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 Sleuerkolben 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 Ventileinheit bildet, in eine Einlaßkammer 15 und in eine Auslaßkammer 16 geteilt Die Einlaßkammer 15 steht mit dem Einlaßanschluß 1 und die Auslaßkammer 16 mit dem AuslaßanschluS 2 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-AnschluD ( strömt dann Druckluft von den nicht dargestellten Luitfederbälgen der ersten Radachse in die Einlaßkammer 15 und über den vom Ventilsitz 14a abgehobenen Doppelventükörper 14 in die Auslaßkammer 16 und weiter über den Ausiaßan^chluß 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 solange in der oberen Endlage, d. h. der Doppelventilkörper 14 bleibt solange vom Ventilsitz 14a abgehoben, bis der Einstellwert — im Diagramm Fig. 2 mit P\ bezeichnet — überschritten wird und der Steuerkolben 6 sich gegen die Kraft der Steuerfeder 7 nach unten bewegt, wobei dieser Bewegung der unter der Spannung der Ventilfeder 13 stehende Doppelventilkörper 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 F i g. 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 Doppelventilkörper 14 wieder vom Ventilsitz 14a abhebt und der Druck zwischen dem Einlaßanschluß I und dem Auslaßanschluß 2 überproportional, entsprechend Jem Verhältnis der Kolbenflächen 10 und 11 abgestuft wird.

Bei Entlüftung der Luftfederbälge der ersten Radachse, d. h. Entlastung des Fahzeugs vom Beladungsgewicht, wird das Gleichgewicht der Steuerkolben 3 und 6 gestört, beide Steue^rkolben laufen nach unten, und über den vom Ventilsitz 14tabhebenden Doppelventilkörper 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

Patentansprüche:

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 Sirömungsverbindung 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 (i4b) für den Doppelventilkörper (14) des Drei-Wege-Ventils 'ragt und andererseits diesen Doppelventilkörper (14) von einem die Verbindung zwischen den Luftfedern der eruen und der zweiten Radachse steuernden, gehausefesten Ventilsitz (I4aj abheben kann und der seinerst ts unterhalb des vorgegebenen Grenzdrucks (P2) in den Luftfedern der ersten Radachse gegenüber dem ersten Steuerkolben (3) frei beweglich ist aber oberhalb dieses vorgegebenen Grenzdrucks (P2) 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 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.

5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Doppelventilkörper (14) auf seine Ventilsitze (14a und/oder 146^ drückende Ventilfeder (13) sich am ersten Steucrkolben (3) abstützt.

6. Druckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelventilkörper (14) auf einem Fortsatz des ersten Steuerkolbcns (3) abgedichtet gleitet, der einen den zweiten Steuerkolben (6) oberhalb des vorgegebenen Grenzdrucks (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 odu7und die Hinterachse als Triebachse und als Nachlaufachse —

κι 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

ι > 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

in 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

r> Mehrpreis für Fahrzeuge, welche mit einer derartigen Liftachse ausgerüstet *ind, verhältnismäßig hoch, wobei insbesondere ein nachträglicher Einbau sehr schwierig und mit hohen Kosten verbunden ist.

Inzwischen setzt sich im Schwerlastwagenbau immer

ι» 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

Γ; 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

■ι» 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

■r> 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

■ο 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

.ο derartigen Ventileinriehtung 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 Nachlaufachsc mit Hilfe einer Einstellung verändert