DE3134115A1

DE3134115A1 - Luftfederung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3134115A1
Application number: DE19813134115
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 7412 Eningen Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Daetwyler AG Schweizerische Kabel Gummi und Kunststoffwerke
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1983-03-10
Also published as: DE3134115C2

Description

Luftfederung weist gegenüber Oel-Gas Federung den Vorteil
auf, dass das Luftvolumen und damit die Eigenfrequenz bei Laständerung gleich bleibt, während bei der zuletzt genannten Federung das Gasgewicht glcich und (lamit die Frequenz mit zunehmender Belastung ansteigt. Ilinzu kommt, dass eine Luftfederung einfacher und leichter als eine öl-pneumatische Nederung ausgebildet werden kann.
Vorliegende Erfindung betrifft eine reine Luftfederung und hat sich zur Aufgabe gesetzt, die im Verkehr auftretenden Niveauänderungen beim Bremsen in der Geraden, in der Kurve sowie bei ungebremster Kurvenfahrt auszugleichen.
Im besonderen betrifft die Erfindung Luftfederungen für kleinersX Fahrzeuge, also Personenkraftwagen. Bei diesen Fahrzeugen ist schon infolge ihres grösseren Geschwindigkeitsbereichs der bei Omnibussen und Nutzfahrzeugen erzielte Kompromiss zwischen einer weichen Hindernisfederung und ausreichenden Rückstellmemengen gegen Rollen und Nicken schwerer zu erreichen, zumal vorwiegend sämtliche Räder einzeln aufgehängt sind. Bei Omnibussen und Nutzfahrzeugen dagegen werden überwiegend Starr-oder Deichselachsen verwendet, welche höher liegende Momentanzentren aufweisen. Deshalb sind hierbei die Rollmomento bei Kurvenfahrt kleiner als bei Fahrzeugen mit Einzelradaufhängung.
Aber auch bei den zuletzt genannten Fahrzeugen kann eine Verbesserung des Federkomforts erzielt werden, falls Massnahmen zur Verringerung der Auswirkung der Roll- und Nickmomente auf die Niveauänderung des Fahrzeugs geboten werden.
Die mit einzelnen Luft federn zum Abstützen der Kraftfahrzeugrader und mit Rad- oder Achs-Niveausteuerung ausgerüstete Luftfederung der Erfindung weist einen für die Steuerung des l.uftdrucks jeweils einer Luftfeder oder des Luftdruckes sämtlicher Luftfedern dienenden, auf Massenträgheit beruhenden, parallel zur Fahrbahn wirkenden Signalgeber auf, welcher von einem vorbestimmten Verzögerungswert ab direkt oder über piezo-, kapazitiv- oder induktivelektrische Druckelemente sowie Solenolde Drucksteuerventile betätigt, welche durch Federverhärtung Rückstellmomente zur Einhaltung des Fahrzeugniveaus erzeugen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Druckraum jeder leider oder der Federn einer Achse mit einem Zusatz-Druckraum, welcher über ein Niveausteuerventil an den Fahrzeug-Druckiuftbehälter angeschlossen ist, über ein Ventil, welches gleichzeitig mit der Betätigung des Drucksteuerventils zur Druckerhöhlung geschlossen wird, verbunden.
In noch weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Signalmasse als Ringplatte ausgebildet, deren Aussenumfang auf elektrische (eier cinwirkt, welciie mit Solenolden in den Steuerventilen in Verbindung stehen.
Die vorstehend gekennzeichnete Einrichtung der Erfindung hat folgende Wirkung: Wird auf ebener Strasse eine Vollbremsung durchgeführt, so wird von einer bestimmten Mindestverzögerung ab (ungefähr 0,2 bis 0,4 g) die Luftfederabstützung beider Vorderräder gleichmässig mit einem gegenüber dem vom Niveauventil eingesteuerten Druck erhöhtem Druck versorgt, wodurch das vordere Ein federn des Wagens verhindert wird. Findet diese Gefahrbremsung beispielsweise in einer Rechtskurve statt, so wirkt die Masse infolge ihrer Trägheit unter einem Winkel zur I:ahrtrichtung nach links. Dadurch wird die Luftfeder des linkeii Vorderrades mit Iiöherem Druck versorgt, ebenso das linke llinterrad und dadurch Tauchen nach vorn links sowie Seitenneigung nach links verhindert.
in den Schemazeichnungen sind vereiiifachte Schaltbilder lleJ' Luftfederung der Erfindung wiedergegeben.
In Fig. 1 ist die Luftfederung eines Personenkraftwagens veranschaulicht, bei der die zur Steuerung der Federverhärtung dienenden Drucksteuerventile an den Federungen der einzelnen Räder angeordnet sind. In Fig. 2 ist eine Lösung wiedergegeben, bei der ein zentraler Signalgeber verwendet wird, der elektrische Kommandos an die an den Federungen der einzelnen Räder sitzenden Drucksteuerventile weitergibt. Schlicsslich ist in Fig. 3 ein Querschnitt durch den Signalgeber dargestellt.
In Fig. 1 sind mit 1 bis 4 die Luftkammern der einzelnen Räder gekennzeichnet. Die Kammern 1 und 2 der Vorderradfederungen sind über Verbindungsschläuche 11 und 21 mit einem Zusatzluftraum 5 und die Luftkammern 3 und 4 über Verbindungsleitungen und 41 mit dem Zusatzluftraum 6 verbunden. Die Niveausteuerventile 7 und 8, welche über die Rohre 7 und 81 aus dem Behälter 9 Druckluft erhalten, sind über Leitungen 72 bzw.
82 mit den Zusatzlufträumen verbunden.
An den Vorderrädern sind die beim Bremsen in Längsrichtung wirkenden Drucksteuerventile 10 und 11, deren Ventilschieber als trage Massen ausgebildet sind, und an den Hinterrädern die quer zur Fahrtrichtung, d.h. in Schleuderrichtung wirkenden Steuerventile 12 und 13, angeordnet. Die in den Ventilgehäusen 101 bis 131 axial beweglich angeordneten Ventilschicber können über Nuten 105 bis 135 über die Rohre 103» 104 bis 133, 134 die Verbindung zwischen dem Druckluftbehälter 9 und den Luftkammern 1 bis 4 herstellen. Durch vorgespannte Federn 102 bis 132 sind die Ventilkörper in ihrer Ausgangslage gehalten. Sie weisen zusätzlich Ventilfortsätze 106 bis 136 auf, welche bei eingeschaltetem Drucksteuerventil die Verbindungsleitungen zwischen den Federdruckräumen 1 bis 4 und den Zusatzlufträumen 5 und 6 absperren. Die Federn 102 bis 132 sind so vorgespannt, dass die federverhärtende Wirkung beim Bremsen erst bei einer grösseren Verzögerung, beispielsweise = 0,4 g einsetzt.
Während einer Vollbremsung bei Geradeausfahrt wirken die Ventile 10 und 11. Bei einer Bremsung in der Kurve, bei der der Seitenführungs-Kraftschluss der Hinterräder und damit die dadurch erzielte Verzögerung senkrecht zur Fahrzeugmittenachse ein bestinmtes, durch die Vorspannung der Ventilfedern gegebenes Mass überschreitet, erzeugt das Ventil, welches in Richtung der Sciileuderwirkung arbeitet, also in einer Rechtskurve das Ventil 12 und in einer Linkskurve das Ventil 13, eine Verhärtung.der zugeordneten Luftfeder.
Bei der Lösung nach Fig. 2 ist ein zentraler Signalgeber 15 angeordnet, der in Fig. 3 im Querschnitt wiedergegeben ist.
er Signalgeber besteht aus einer in der Horizontalen frei beweglichen Masse 151, die in einem geschlossenen, mit einem Mittenzapfen 153 ausgerüsteten (;eWäuse 152 querbeweglich auf Druckwälzlagern 154 gelagert ist. Hierzu weist der Signalgeberring 151 einen nach innen ragenden Fortsatz 155 auf,zder über von Käfigen gehaltene Kugeln 154 auf den auf dem Zapfen 153 sitzenden Lagerringen 156 und 157 abgestützt wird. Die normalerweise zentrisch zum Mittenzapfen 153 liegenden Kugelkränze werden durch nicht mit dargestellte, zwischen Käfig und Mittenzapfen angeordnete Federn, nach einer Horizontalverschiebung des durch vorgespannte Federn am Umfang gehaltenen Signalgeberringes 151 wieder in ihre Ausgangslage gebracht.
Am C;clläusc 15 sind die elektrischen Kommandogeber 15-8, 159> 1510, 1511 befestigt. Sie arbeiten entweder piezo-, kapazitiv-oder induktivelektrisch. lhre Kommandoströme werden , im Verstärker 16 verstärkt an die in den Drucksteuerventilen 17 bis 20 untergebrachten Solenolde weitergegeben. In den Steuerventilen wirken die Solenoldkerne über Federn auf Sitzventile derart ein, dass vom nicht mit dargestellten Behälter über Leitungen 171 bis 201 Druckluft über Rohre 172 bis 202 druckgeregelt den Druckräumen 21 bis 24 der Luftfedern zugeführt wird.
Jedes Steuerventil weist ein getrenllt elektrisch betätigtes Abschlussventil 173 bis 203 auf. Dieses Ventil kann den Verbindungskanal 25 bis 28 zu den Zusatzlufträumen 29 bis 32 absperren. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Niveauregelung der Luft federn über Niveausteuerventile 33 bis 36, welche an die Zusatzlufträume 29 bis 32 angeschlossen sind.
Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist durch den Pfeil 37 gekennzeichnet. Während einer Bremsung bei Geradeausfahrt werden über die Kommandogeber 159 und 1510 über den Verstärker 16 die Solenoide in den Ventilen 17 und 18 entsprechend der durch die Signalmasse erzeugten Kraft beaufschlagt lu(lbewirken in den Luftkammern der Vorderradfederungen eine Druckerhöhung.
Dabei werden zur weiteren Erhärtung der Federung sowie zur A trennung von der Niveausteuerung gleichzeitig die Ventile 173 und 183 zum Abschliessen der Zusatzlufträume 29 und 30 bet.ätigt. Die gegenüberliegenden Kommandogeber 158 und 151l erhalten von der Masse 151 des Signalgebers einen Druckimpuls, sobald der Seitenkraftschluss der Reifen ein bestimmtes Mass überschreitet. In diesem Fall wird auf die betreffenden kurvenäusseren Seiten über die Steuerventile 19 und 20 eine Verhärtung der Federung verursacht. Auch bei dieser Ausführung kann, wie beim Ausführungsbeispiel Fig. 1 durch entsiirechende Federvorspannung der Steuerventilfedern oder durch Ahstützunl} Je Signalmasse durch vorgespannte Federn crreicllt werden dass die Erzeugung der Abstützmomente erst von einer bestimmten Mindestverzögerung ab einsetzt.
Leerseite

Claims

Luft federung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Patentansprüche l)uftfederung, insbesondere fur Kraftfahrzeuge, mit einz einen Luftfedern zum Abstützen der Kraftfahrzeugräder und mit Rad- oder Achsniveausteuerung, gekennzeichnet durch einen die Steuerung des Luftdrucks jeweils einer Luftfeder (1. bis 4; 21 bis 24) oder des Luftdrucks sämtlichter Luftfedern bewirkenden, auf Massenträgheit beruhenden, parallel zur Fahrbahn wirkenden Signalgeber (10 bis 12; 15), welcher von einem vorbestimmten Verzögerungswert ab direkt oder über piëzo-, kapazitiv- oder induktivelektrische Druckelemente (158 bis 1511) sowie Solenoide Drucksteuerventile (10l bis 5 bis 131bis 5i 17 bis 20) betätigt, welche durch Federverhärtung Rückstellmomente zur Einhaltung des Fahrzeugniveaus erzeugen.
2) Luftfederung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (1 bis 4; 21 bis 24) jeder Feder oder der Federn einer Achse mit einem Zusatz-Luftraum (5, 6; 29 bis 32), welcher über ein Niveausteuerventil (7, 8; 33 bis 36) an den Fahrzeug-Druckluftbehälter (9) angeschlossen ist, über ein Ventil (106 bis 136; 173 bis 203), welches gleichzeitig mit der Betätigung des Drucksteuerventils (101 bis 5 bis 131 bis 5; 17 bis 20) zur Druckerhöhung geschlossen wird, verbunden ist.
3) Luftfederung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalmasse (15) als Ringplatte (151) ausgebildet ist, deren Aussenumfang auf elektrische Geber (158 bis 151l) einwirkt, welche mit Solenoide in den Steuerventilen (17 bis 20) in Verbindung stehen.