DE3028472A1 - CONTROL OF AN AIR SPRING, LIFTING AND LOWERING TRACK AXLE OF A COMMERCIAL VEHICLE - Google Patents
CONTROL OF AN AIR SPRING, LIFTING AND LOWERING TRACK AXLE OF A COMMERCIAL VEHICLEInfo
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Description
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Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 437/4 Stuttgart-Untertürkheim 23.07.198ODaimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 437/4 Stuttgart-Untertürkheim 07/23/1998O
Steuerung einer luftgefederten, anhebbaren und absenkbaren Nachlaufachse eines NutzkraftfahrzeugsControl of an air-sprung, liftable and lowerable Trailing axle of a commercial vehicle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung einer luftgefederten, anhebbaren und absenkbaren Nachlaufachse eines Nutzkraftfahrzeugs in Verbindung mit einer stahlgefederten Antriebsachse, mit einem Druckbegrenzungsventil, einem Wegeventil, einem Drosselrückschlagventil und mit einem hebelgesteuerten Druckregelventil an der Antriebsachse sowie einem Wegeventil und einem hebelgesteuerten Niveauregelventil an der Nachlaufachse.The invention relates to a control of an air-sprung, liftable and lowerable trailing axle of a commercial vehicle in connection with a steel-sprung Drive axle, with a pressure relief valve, a directional control valve, a one-way flow control valve and a lever-controlled one Pressure control valve on the drive axle as well as a directional control valve and a lever-controlled level control valve on the trailing axle.
Nachlaufachsen hinter Antriebsachsen werden wegen der Möglichkeit der Aufnahme einer zusätzlichen Nutzlast und wegen der vergleichbar geringen Mehrkosten in zunehmendem Maße auf dem Nutzfahrzeugmarkt gewünscht. Sogar der nachträgliche Anbau wird häufig praktiziert.Trailing axles are behind drive axles because of the possibility the inclusion of an additional payload and because of the comparably low additional costs in increasing Dimensions desired on the commercial vehicle market. Even afterwards Cultivation is widely practiced.
Zweckmässigerweise wird die Federung der Nachlaufachse als Luftfederung ausgeführt, insbesondere wenn die Antriebsachse mechanisch gefedert ausgeführt ist. Der Vorteil einer Luftfederung der Nachlaufachse gegenüber einer Stahlfederung derselben liegt in der problemlosen Anpassung an die jeweiligen Achslasten, an die sich der Luftfederdruck derThe suspension of the trailing axle is expediently designed as air suspension, especially when the drive axle is mechanically sprung. The advantage of air suspension on the trailing axle over steel suspension the same lies in the problem-free adaptation to the respective axle loads to which the air spring pressure of the
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Nachlaufach.se jeweils anpassen lässt. Allerdings findet die Lastübernahme der Nachlaufachse erst ab ca. 90 % der zulässigen Achslast der Antriebsachse statt und dadurch werden günstige Traktionsverhältnisse sichergestellt. Eine schaltbare Hubeinrichtung ermöglicht das Anheben der Nachlaufachse zur Vergrösserung der Antriebsachslast und damit zur Erhöhung der auf die Strasse übertragbaren Antriebskraft sowie zur Reifenschonung der Nachlaufachse bei einem teilbeladenen Fahrzeug.Nachlaufach.se can be adjusted in each case. However, the trailing axle only takes over the load from approx. 90 % of the permissible axle load of the drive axle and this ensures favorable traction conditions. A switchable lifting device enables the trailing axle to be raised to increase the drive axle load and thus to increase the drive force that can be transferred to the road and to protect the trailing axle on the tires of a partially loaded vehicle.
Luftgefederte Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Niveauregelventil versehen, das unabhängig von der Last immer eine konstante Rahmenhohe des Fahrgestells bewirkt. Bei der Kombination einer Stahlfederung an der Antriebsachse und einer Luftfederung an der Nachlaufachse ist diese Einrichtung nicht brauchbar. Es muss sich im Gegenteil die Nachlaufachse den lastabhängigen Federwegen der stahlgefederten Antriebsachse anpassen, da sonst ein vorbestimmtes Achslastverhältnis der beiden Achsen nicht eingehalten werden kann.Vehicles with air suspension are usually equipped with a level control valve which ensures a constant frame height of the chassis regardless of the load. When combining a steel suspension on the drive axle and air suspension on the trailing axle, this device cannot be used. It must be the opposite the trailing axle to the load-dependent spring travel of the steel-sprung Adjust the drive axle, otherwise a predetermined axle load ratio of the two axles will not be maintained can be.
Aufgabe der Erfindung ist es, sicherzustellen, dass die zulässige Achslast an der Antriebsachse nicht überschritten wird und dass andererseits die Antriebsfähigkeit der Antriebsachse optimal, d. h. bis beinahe zur höchstmöglichen gesetzlich noch erlaubten Grenze der Achsbelastung ausgenutzt wird.The object of the invention is to ensure that the permissible Axle load on the drive axle is not exceeded and that, on the other hand, the drive capacity of the drive axle optimal, d. H. up to almost the highest possible legally permitted limit of the axle load is exploited.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelost, dass am Druckregelventil ein durch das Druckbegrenzungsventil konstant gehaltener Druck anliegt und vom DruckregelventilThis object is achieved by the invention in that a pressure kept constant by the pressure relief valve is applied to the pressure control valve and from the pressure control valve
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ein der achslastbedingten Hebelstellung proportionaler Druck angesteuert wird, der nach Überschreiten einer vorgegebenen Druckhöhe, die einer Achslast von etwa 95 % der zulässigen Belastung der Antriebsachse entspricht, das Umschalten des Wegeventils bewirkt, wodurch das belüftete Betätigungsventil für die Hubeinrichtung der Nachlaufachse entlüftet wird und Druckluft zu dem an der Nachlaufachse befindlichen Niveauregelventil geführt und durch dieses lastabhängig Druckluft in die Luftfederbälge gesteuert wird, bis ein vorbestimmter belastungsabhängiger Abstand zwischen dem Fahrzeugrahmen und der Nachlaufachse erreicht ist.one more proportional to the axle load-related lever position Pressure is controlled after exceeding a predetermined Pressure height, which corresponds to an axle load of around 95% of the permissible load on the drive axle, the switchover of the directional valve causes the ventilated actuating valve for the lifting device of the trailing axle is vented and compressed air fed to the level control valve located on the trailing axle and through this is controlled load-dependent compressed air into the air bags is until a predetermined load-dependent distance between the vehicle frame and the trailing axle is reached.
Ist nun dieser Zustand erreicht und die Nachlaufachse ist abgesent, dann soll durch die Belastungsänderungen auf den beiden Achsen während der Fahrt eine Umsteuerung und ein Wiederanheben der Nachlaufachse nicht erfolgen. Deshalb ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Nachlaufachse nur von Hand durch Umschalten des Entlüftungsventils wieder angehoben werden kann.If this state is now reached and the trailing axle is absent, then the load changes should affect the both axles during travel are not reversed and the trailing axle is not raised again. That's why is provided in a further embodiment of the invention that the trailing axle can only be manually switched by switching the Vent valve can be raised again.
Die Erfindung wird mit einem in der Zeichnung dargestellten Schaltschema für ein Ausführungsbeispiel in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können.The invention is illustrated in the drawing with a circuit diagram for an embodiment in the following Description explained in more detail, which can also be found in further details of the subject matter of the invention.
Mit dem Schaltschema soll die Steuerung einer mit Luftfedern 1 und 2 versehenen Nachlaufachse in Verbindung mit einer stahlgefederten Antriebsachse 3 im einzelnen klargemacht werden. Das Schaltschema zeigt die Funktion der Luft-The switching scheme is intended to control a trailing axle provided with air springs 1 and 2 in conjunction with a steel-sprung drive axle 3 can be made clear in detail. The circuit diagram shows the function of the air
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federung sowie der Hubeinrichtung für die Nachlauf achse mit Stellungen der Ventile, die sie im Fahrzustand bei abgesenkter Nachlauf achse einnehmen.suspension as well as the lifting device for the trailing axle Positions of the valves that they assume when driving with the trailing axle lowered.
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass die Nachlaufachse erst dann Last aufnimmt, nachdem die Antriebsachse etwa 95 % ihrer gesetzlich zulässigen Achslast erreicht hat. Dies wird dadurch erreicht, dass die Luftfedern 1 und 2 der Nachlaufachse solange drucklos bleiben, bis der von der Antriebsachse 3 über ein Hebelgestänge k betätigte Regler, nämlich das Druckregelventil 5 t einen Druck P aussteu-Basically, it is provided that the trailing axle only takes up load after the drive axle has reached about 95% of its legally permissible axle load. This is achieved in that the air springs 1 and 2 of the trailing axle remain depressurized until the controller operated by the drive axle 3 via a lever linkage k , namely the pressure control valve 5 t, controls a pressure P
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ert, der 95 % der gesetzlich zulässigen Achslast entspricht. Dieser Druck P wird über eine Leitung 6, in der sich einert, which corresponds to 95% of the legally permissible axle load. This pressure P is via a line 6 in which a
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Drosselrückschlagventil 7 befindet, einem 3/2-Vegeventil 8 zugeleitet und steuert, wenn er die genannte Grenze erreicht hat, dieses um. Vom Wegeventil 8 geht eine Leitung 9 aus, die zu einem Niveauregelventil 10 führt. Von der Leitung 9 zweigt eine Leitung Il zu einem Betätigungsventil 12 für die Hubeinrichtung ab. Die Leitungen 9 und 11 werden nach Umschalten des Wegeventils mit durch das Druckbegrenzungsventil 23 begrenztem Konstantdruck belüftet.Throttle check valve 7 is located, a 3/2-way valve 8 and controls when it has reached the limit mentioned, this around. A line 9 goes from the directional control valve 8 which leads to a level control valve 10. From the line 9 branches off a line II to an actuating valve 12 for the lifting device. Lines 9 and 11 are after switching over the directional control valve ventilated with a constant pressure limited by the pressure relief valve 23.
Das Niveauregelventil 10 ist mit einer Hebeleinrichtung 13 mit der Nachlaufachse verbunden. Eine vom Niveauregelventil ausgehende Leitung l4 verbindet dies mit einem Umschaltoder Entlüftungsventil 15. Dies ist einerseits über eine Leitung l6 mit den beiden Luftfedern 1 und 2 verbunden; von dort führt auch eine Leitung 26 zur Bremsanlage. Andererseits führt eine Leitung 17, die sich auch verzweigt, einerseits zu einer Hubvorrichtung l8 für die Nachlaufachse und dem Betätigungsventil 12 für die Hubeinrichtung. Das Betätigungsventil 12 ist über eine Leitung 19 mit einer Druck-The level control valve 10 is connected to the trailing axle by a lever device 13. One from the level control valve outgoing line l4 connects this with a switchover or vent valve 15. This is on the one hand via a Line l6 connected to the two air springs 1 and 2; from there a line 26 also leads to the brake system. On the other hand, a line 17, which also branches off, leads on the one hand to a lifting device 18 for the trailing axle and the actuating valve 12 for the lifting device. The actuating valve 12 is via a line 19 with a pressure
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quelle 20 verbunden, die von einer Druckluftversorgung 25 gespeichert wird und der ein Überströmventil 21 vorgeschaltet ist.Source 20 connected, which is stored by a compressed air supply 25 and an overflow valve 21 connected upstream is.
Von der Leitung 19 zweigt eine Leitung 22 zu einem Druckbegrenzungsventil 23 ab. Dies liefert über eine sich verzweigende Leitung 2k einen Druck P . in der Höhe von etwa 7 bis 8 bar einerseits an das 3/2-Wegeventil 8 und andererseits an das Druckregelventil 5·A line 22 branches off from the line 19 to a pressure limiting valve 23. This supplies a pressure P via a branching line 2k. at a level of about 7 to 8 bar on the one hand to the 3/2-way valve 8 and on the other hand to the pressure control valve 5
Das Niveauregelventil 10 muss so eingestellt sein, dass es bei 90 % der zulässigen Achslast an der Antriebsachse 3 in Sperrstellung steht und beim überschreiten dieser Last in Füllstellung geht. Dann wird vom Niveauregelventil aus die Nachlaufachse belüftet, d. h. in die Luftfedern 1 und 2 wird Luft eingeblasen. Das Betätigungsventil 12 wurde durch begrenzten Konstantdruck in der Leitung 11 umgesteuert, d. h. Hubeinrichtung l8, Leitung 17 and Wegeventil 15 wurden entlüftet und die Nachlaufachse abgesenkt.The level control valve 10 must be set in such a way that it is in the blocking position at 90% of the permissible axle load on the drive axle 3 and goes into the filling position when this load is exceeded. Then the trailing axle is ventilated from the level control valve, ie air is blown into the air springs 1 and 2. The actuating valve 12 was reversed by limited constant pressure in the line 11, ie lifting device 18, line 17 and directional valve 15 were vented and the trailing axle was lowered.
Das Druckbegrenzungsventil 23 ist auf einen Druck einzustellen, der dem Luftfederdruck an der Nachlaufachse bei zulässiger Achslast entspricht. Dieser Druck ist gleichzeitig Eingangsdruck am Druckregelventil 5.The pressure relief valve 23 is to be set to a pressure which corresponds to the air spring pressure on the trailing axle with the permissible axle load. This pressure is simultaneous Inlet pressure at the pressure control valve 5.
Bei ca. 95 % Achslast an der Antriebsachse 3 stellt sich am Ausgang des Reglers, also am Druckregelventil 5» festgelegter Druck Pe,„„ ein. Dieser Druck ist der Umschalt druck für das 3/2-Wegeventil 8, durch das die Nachlauf achse belüftet und die Hubeinrichtung in Stellung "Entlüften", d.h. absenken gebracht wird.At approx. 95 % axle load on the drive axle 3, a fixed pressure P e , "" is established at the output of the controller, that is to say at the pressure regulating valve 5 ". This pressure is the switching pressure for the 3/2-way valve 8, through which the trailing axis is ventilated and the lifting device is brought into the "venting" position, ie lowering.
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Es treten nun die folgenden Situationen auf:The following situations now occur:
1. Das Fahrzeug ist leer und die Nachlaufachse befindet sich am Boden: Das Niveauregelventil 10 steht noch auf Entlüften. Die Luftfedern 1 und 2 sind dadurch drucklos. Die Hubvorrichtung l8 kann betätigt werden.1. The vehicle is empty and the trailing axle is in place on the floor: The level control valve 10 is still on venting. The air springs 1 and 2 are therefore depressurized. The lifting device l8 can be operated.
2. Das Fahrzeug ist leer bzw» teilbeladen und die Nachlaufachse befindet sich am Boden: Das Ventil 12 und die Hubvorrichtung l8 werden betätigt, und die Nachlauf achse wird angehoben, wodurch die Antriebsachse 3 zusätzlich belastet wird.2. The vehicle is empty or partially loaded and the trailing axle is on the floor: The valve 12 and the lifting device l8 are actuated, and the trailing axis is raised, whereby the drive axle 3 is additionally loaded.
3. Das Fahrzeug ist teilbeladen und beim Erreichen von 95 % der höchstzulässigen Achslast an der Antriebsachse 3 steuert das Druckregelventil 5 einen Druck P aus, der das 3/2-Wegeventil 8 umsteuert. Das Betätigungsventil 12 für die Hubvorrichtung wird angesteuert und auf Entlüften d.h. Absenken geschaltet und der Kubbalg der Hubvorrichtung l8 wird entlüftet. Gleichzeitig wird der Steueranschluss des 3/2-Wegeventils 15 zwischen dem Niveauregelventil 10 und den Luftfedern 1 und 2 drucklos und das Umschalt- bzw. Entlüftungsventil 15 wird durch seine Feder auf Durchgang geschaltet. Beim Überschreiten von 90 % der zulässigen Achslast an der Antriebsachse geht das Niveauregelventil 10 auf Belüften und belüftet die Luftfedern 1 und 2 an dex* Nachlauf achse. Sie übernimmt soviel Lastanteil, bis durch Anheben des Rahmens der Hebel 13 des Niveauregelventils 10 in Sperrstellung geht. Die Hubvorrichtung l8 kann nur bedingt betätigt werden.3. The vehicle is partially loaded and when 95 % of the maximum permissible axle load is reached on the drive axle 3, the pressure control valve 5 controls a pressure P which reverses the 3/2-way valve 8. The actuating valve 12 for the lifting device is activated and switched to venting, ie lowering, and the Kubbalg of the lifting device l8 is vented. At the same time, the control connection of the 3/2-way valve 15 between the level control valve 10 and the air springs 1 and 2 is depressurized and the switch or vent valve 15 is switched to open by its spring. If 90 % of the permissible axle load on the drive axle is exceeded, the level control valve 10 switches to pressurize and pressurizes the air springs 1 and 2 on the dex * trailing axle. It takes on so much load that the lever 13 of the level control valve 10 goes into the blocking position by lifting the frame. The lifting device l8 can only be operated to a limited extent.
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Das Fahrzeug hat an Antriebs- und Nachlaufachse die zulässigen Achslasten erreicht und wird anschliessend überlastet: Die Hubvorrichtung i8 kann nur bedingt betätigt werden, da der über das 3/2-Wegeventil 8 gesteuerte Konstantdruck am Betätigungsventil 12 für die Hubvorrichtung anliegt und eine Betätigung erschwert. Das Niveauregelventil 10 steht wegen der Überlastung auf Belüften. Da aber der Druck der Luftfedern 1 und 2 auf den Wert Pe-n durch das Druckbegrenzungsventil 23 begrenzt ist, wird die Zusatzlast nur von der Antriebsachse übernommen. Dadurch ist eine maximale Zugkraftausnützung gewährleistet.The vehicle has reached the permissible axle loads on the drive and trailing axles and is then overloaded: The lifting device i8 can only be actuated to a limited extent, as the constant pressure controlled by the 3/2-way valve 8 is applied to the actuating valve 12 for the lifting device and makes it difficult to actuate. The level control valve 10 is due to the overload on ventilation. However, since the pressure of the air springs 1 and 2 is limited to the value P e - n by the pressure limiting valve 23, the additional load is only taken over by the drive axle. This ensures maximum utilization of the tensile force.
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