DE4012251C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Niveauregelventil zum
selbsttätigen Konstanthalten der Fahrzeughöhe eines
Nutzfahrzeugs mit Luftfederung, mit den im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Solche Niveauregelventile verfügen über einen Verstelltrieb, der die Höhe des
Fahrzeugaufbaus über der Fahrzeugachse abtastet und eine
Korrekturgröße an das Niveauregelventil abgibt, um trotz
unterschiedlicher Beladung des Fahrzeugaufbaus eine konstante
Fahrzeughöhe einhalten zu können. Der Verstelltrieb ist oft
als schwenkbarer Betätigungshebel ausgebildet, dessen
Schwenkbewegung in eine translatorische Bewegung des
Ventilstößels umgesetzt wird, der mit einem
Doppelventilkörper ein Auslaßventil bildet. Zwischen dem
Doppelventilkörper und einem als Sitz ausgebildeten Rand ist
ein Einlaßventil gebildet. Einlaß- und Auslaßventil dienen
zum Be- und Entlüften des oder der Luftfederbälge. Ein
willkürliches Heben und Senken ist mit solchen
Niveauregelventilen nicht möglich; die Steuerung erfolgt
vielmehr zwangsläufig in Abhängigkeit von dem Verstelltrieb.
Ein Niveauregelventil der eingangs beschriebenen Art ist aus
der DE-PS 37 16 436 bekannt. Dieses Niveauregelventil besitzt
das übliche Ein- und Auslaßventil, über welches bei kleinen
Hüben des Ventilstößels die Be- und Entlüftung des
angeschlossenen Luftfederbalgs erfolgt. Bei großen Hüben
verändert die Längsdrossel ihren Querschnitt und es erfolgt
eine weitgehend ungedrosselte Be- und Entlüftung der
nachgeschalteten Luftfederbälge. Sofern mehrere
Luftfederbälge an einem Niveauregelventil angeschlossen sind,
ist auch eine Querdrosselfunktion erfüllt, über die, sofern
Luftbälge unterschiedlicher Fahrzeugseiten angeschlossen
sind, die bei Kurvenfahrt auftretenden Wankausschläge in
Grenzen gehalten werden.
Um zum Schutz der Luftfederbälge gegen übermäßiges Ausfedern eine noch schnellere Entlüftung
dieser Luftfederbälge zu ermöglichen, wenn beispielsweise im
Containerbetrieb eine relativ große Last von dem Fahrzeug in
kurzer Zeit abgehoben wird, oder auch bei dem Entladen von
abzukippenden Gütern ist es bekannt, ein zweites Auslaßventil
am Niveauregelventil anzuordnen. Auch dieses zweite
Auslaßventil ist nicht willkürlich betätigbar, sondern
in Abhängigkeit von dem Verstelltrieb des Niveauregelventils.
Zum willkürlichen Heben und Senken wird das Niveauregelventil
in ein- oder mehrfacher Anordnung mit einem Wechselladeventil
innerhalb einer Anlage zusammengeschaltet, wobei das
Wechselladeventil elektrisch gesteuert werden kann. Durch die
Verwendung eines Wechselladeventils und eines oder mehrerer
Niveauregelventile wird jedoch die Anlage aufwendig.
Zusätzlich müssen entsprechende Leitungsverbindungen zwischen
den Ventilen vorgesehen sein.
Auch die DE-PS 34 45 579 zeigt eine Steueranlage zum
willkürlichen Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus von
luftgefederten Fahrzeugen, bei der ebenfalls ein
Wechselladeventil in Form eines Schaltventils und
entsprechende Niveauregelventile Anwendung finden. Das
Schaltventil gestattet zwar die Einsteuerung der Stellungen
Stop, Heben, Senken und Fahrt und erfüllt damit sämtliche
notwendigen Funktionen. Aber auch hier ist der Aufwand
beträchtlich.
Es gibt verschiedene Betriebszustände von Nutzfahrzeugen mit
Luftfederung, bei denen die üblichen Funktionen eines
Niveauregelventils erfüllt sein müssen, so eine definierte
Längs- und Querdrosselcharakteristik bei kleinen Hüben im
Vergleich zu großen Hüben, sowie auch beispielsweise eine
Einstellbarkeit der Abschlußstellung. Es ist jedoch nicht
immer erforderlich, daß die Luftfederbälge im Sinne der
Verwendung eines Wechselladeventils willkürlich schnell be-
und entlüftbar sein müssen.
So genügt es z. B. für im
Fährenbetrieb zu bewegende Nutzfahrzeuge, eine willkürliche
Absenkmöglichkeit für den Fahrzeugbau zu schaffen, während
die Belüftung über das normale Einlaßventil des
Niveauregelventils auch zeitlich verlangsamt erfolgen kann.
Bei Sattelaufliegern und Anhängern ist es manchmal
wünschenswert, den Be- und Entladevorgang mit Gütern in der
abgesenkten Stellung des Fahrzeugaufbaus durchzuführen. Bei
Sattelzügen kann es wünschenswert sein, zum schnellen
Absetzen des Sattelaufliegers die Zugmaschine abzusenken.
Auch das schnelle Absenken des Sattelaufliegers selbst kann
in manchen Situationen sinnvoll sein.
Ausgehend von dieser Situation ergibt sich die Problematik,
ein Niveauregelventil mit Längs- und ggf.
Querdrosselcharakteristik zu schaffen, mit dem es möglich
ist, den Aufbau bzw. Fahrzeugrahmen eines Nutzfahrzeugs
willkürlich und ohne Verwendung eines zusätzlichen
Wechselladeventils schnell abzusenken.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das
Niveauregelventil ein unabhängig vom Verstelltrieb wirksames
großquerschnittiges Sperr- und Auslaßventil zum schnellen
Absenken des Fahrzeugaufbaus aufweist, und daß für jede zu
einem Luftfederbalg führende Leitung eine von dieser Leitung
zum großquerschnittigen Sperr- und Auslaßventil führende
Umgehungsleitung vorgesehen ist, in der je ein in Richtung
auf das Sperr- und Auslaßventil öffnendes Rückschlagventil
angeordnet ist. Damit wird ein großquerschnittiges Sperr- und
Auslaßventil im Niveauregelventil integriert angeordnet, und
zwar ein solches Sperr- und Auslaßventil, welches unabhängig
vom Verstelltrieb wirksam wird, also willkürlich betätigt
oder gesteuert werden kann. Die Ausbildung des Sperr- und
Auslaßventils im einzelnen ist in vielfältiger Weise möglich,
beispielsweise als direkt betätigbares Ventil innerhalb des
Niveauregelventils oder mit den Vorteilen der Fernbedienung
als servo-betätigtes Ventil. Wichtig sind einerseits die
großquerschnittige Ausbildung zum schnellen Entlüften und
andererseits eine Sperrfunktion hinsichtlich eines
herangeführten Teils der Vorratsleitung gegen eine
gleichzeitige Mitentlüftung der Vorratsleitung.
Trotz Integration eines großquerschnittigen Sperr- und
Auslaßventils in das Niveauregelventil hinein wird der
bauliche Aufwand für dieses Niveauregelventil nur geringfügig
größer. Das Sperr- und Auslaßventil ist unabhängig von der
Stellung des Verstelltriebs willkürlich steuerbar, d. h. die
Stellung des Verstelltriebs hat keine Auswirkungen auf das
Sperr- und Auslaßventil. Freilich ist es bei einem servo
betätigten Sperr- und Auslaßventil erforderlich, auf
irgendeinem Weg den entsprechenden Steuerimpuls dem Sperr-
und Auslaßventil des Niveauregelventils zuzuleiten. Dies ist
insbesondere im Sinn einer Fernbedienung dann erforderlich
und sinnvoll, wenn das Niveauregelventil, wie es oft
vorkommt, etwa in der Längsmittelachse eines Fahrzeugs
unterhalb des Fahrzeugaufbaus eingebaut wird.
Die Umgehungsleitung bzw. die Umgehungsleitungen umgehen das
normale Einlaß- und Auslaßventil am Niveauregelventil. Sie
verbinden den Anschluß bzw. die Leitung, die zum
Luftfederbalg führt, mit der Vorratsleitung zum
Niveauregelventil. Dabei können und sollten in den
Umgehungsleitungen ebenfalls große Querschnitte verwirklicht
werden, um die schnelle Entlüftung über das Sperr- und Auslaßventil zu ermöglichen.
Infolge Anordnung des oder der
Rückschlagventile ist die ggf. am Niveauregelventil
verwirklichte Querdrosselfunktion bei normaler Fahrt nach wie
vor wirksam. Die schnelle Absenkmöglichkeit des
Fahrzeugaufbaus wirkt sich im übrigen auch keineswegs störend
auf die Längsdrosselcharakteristik, also zum gedrosselten Be-
und Entlüften bei kleinen Hüben und zum ungedrosselten Ent-
und Belüften bei großen Hüben, aus.
Das neue Niveauregelventil ist erheblich weniger aufwendig im
Vergleich zur Verwendung eines oder mehrerer
Niveauregelventile im Zusammenhang mit einem
Wechselladeventil. Für viele Anwendungsfälle genügt ein
schnelles Absenken des Fahrzeugaufbaus; es ist nicht
unbedingt erforderlich, auch ein schnelles Wiederanheben zu
ermöglichen. Die Einsteuerung der normalen Aufbauhöhe
gegenüber den Achsen kann ohne Weiteres über das ohnehin
vorhandene Einlaßventil erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das großquerschnittige
Sperr- und Auslaßventil als Schnellöseventil ausgebildet ist
und somit einen den Sitz des zugehörigen Auslaßventils
vorgespannt abschließenden Ventilkörper aufweist, der bei
Druck aus der Vorratsleitung als Überströmventil zum
Einlaßventil wirkt und bei Wegnahme des Vorratsdrucks unter
Druck in der Gegenrichtung das Überströmventil sperrt und das
zugehörige Auslaßventil öffnet. Dabei ist dann bei dieser
servo-betätigten Ausbildung des Sperr- und Auslaßventils eine
Membran oder auch ein kolbenähnliches Verschlußstück vorgesehen,
welches zweckmäßig mit einer Überströmmanschette in einer
Bohrung im Gehäuse des Niveauregelventils geführt ist und das
mit dem zugehörigen Auslaßsitz zusammenarbeitet, von dem ein
Entlüftungskanal entweder direkt zur Atmosphäre oder über die
ohnehin am Niveauregelventil vorgesehene Auslaßöffnung zur
Atmosphäre führt. Ein solches Schnellöseventil stellt
beachtlich große Querschnitte für die Entlüftung zur
Verfügung.
Das neue Niveauregelventil kann innerhalb einer Anlage mit
einem Schaltventil zusammengeschaltet werden, welches in der
Vorratsleitung, die zum Niveauregelventil herangeführt ist,
angeordnet ist. Das Schaltventil kann elektrisch oder manuell
betätigbar sein und verfügt über eine eigene Entlüftung. Es
versteht sich, daß auch mehrere Niveauregelventile einem
solchen Schaltventil nachgeordnet sein können. Es ist aber
auch möglich, am Gehäuse des Niveauregelventils ein
Magnetventil anzuordnen und in die Vorratsleitung
einzuschalten, über dessen elektrische Betätigung das Sperr-
und Auslaßventil unabhängig vom Verstelltrieb steuerbar ist.
Eine solche elektrische Betätigung ist gering im Aufwand und
gestattet es, das Niveauregelventil ohne Weiteres auch in der
Fahrzeuglängsachse unter dem Fahrzeugaufbau anzuordnen. Es
ist auch in einfacher Weise möglich, über die Anordnung eines
Magnetventils eine Höhenbegrenzung am Niveauregelventil zu
verwirklichen. Hierzu bedarf es lediglich noch eines Sensors,
der beim Überschreiten einer bestimmten Höhe des Aufbaus über
den Fahrzeugachsen anspricht und ein Signal im Sinne einer
Schnellabsenkung des Fahrzeugaufbaus an das Magnetventil
weitergibt.
Das Sperr-und Auslaßventil kann eine eigene
Entlüftungsöffnung am Gehäuse des Niveauregelventils
aufweisen, die dann ebenfalls entsprechend großquerschnittig
gestaltet ist. Es ist aber auch möglich, einen entsprechenden
Verbindungskanal im Gehäuse des Niveauregelventils
vorzusehen, der von dem Sperr- und Auslaßventil zu der
normalerweise bereits vorgesehenen Auslaßöffnung des
Niveauregelventils führt.
Das Sperr- und Auslaßventil kann in die zum Einlaßventil
führende Vorratsleitung eingeschaltet sein. Dann ist seine
Sperrfunktion im Sinne der Verhinderung der gleichzeitigen
Mitentlüftung der Vorratsleitung besonders wichtig.
Es können auch mehrere Anschlüsse für mit einer zu einem
Luftfederbalg führenden Leitung und je eine zum
großquerschnittigen Sperr- und Auslaßventil führende
Umgehungsleitungen mit je einem Rückschlagventil vorgesehen
sein. Trotz dieser Mehrfachanordnung wird die
Querdrosselcharakteristik nicht beseitigt.
Die Umgehungsleitung kann im Bereich des Anschlusses für die
zu dem Luftfederbalg führende Leitung abzweigen und einen
größeren Querschnitt als die zum Einlaßventil und zum
Auslaßventil führende Bohrung aufweisen. Auch dies dient dem
Erhalt der Querdrosselfunktion.
Das Magnetventil kann so ausgebildet und geschaltet sein, daß
es in stromlosem Zustand die Verbindung in der Vorratsleitung
herstellt. Damit ist sichergestellt, daß bei Stromausfall der
Fahrzeugaufbau immer in der normalen Fahrzeughöhe verbleibt
bzw. in diese Normallage zurückgeführt wird. Es sind aber
auch Anwendungsmöglichkeiten denkbar, bei denen die
umgekehrte Schaltung von Vorteil sein könnte.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
des Niveauregelventils,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite
Ausführungsform des Niveauregelventils und
Fig. 3 die Darstellung einer Anlage mit drei
Niveauregelventilen gemäß Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Niveauregelventil 1 weist ein
zweckmäßig mehrteiliges Gehäuse 2 auf, welches einen Anschluß
3 aufweist, zu dem eine Vorratsleitung 4 von einer
Druckluftquelle 5 herangeführt ist, beispielsweise einem
Druckluftvorratsbehälter. Am Gehäuse 2 sind weiterhin zwei
Anschlüsse 6 für je eine Leitung 7, die zu je einem
Luftfederbalg führt.
Im Innern des Gehäuses 2 ist eine Bohrung 9 vorgesehen, in
der ein Einsatzkörper 10 dichtend gelagert ist, durch den
sich ein Ventilstößel 11 hindurch erstreckt, der an seinem
unteren Ende mit einem Führungsstück 12 verbunden ist, dessen
translatorische Bewegung von einem Verstelltrieb aufgebracht
wird. Der Verstelltrieb weist einen Betätigungshebel 13 auf,
der die Aufbauhöhe gegenüber den Achsen abtastet und eine
entsprechende Drehbewegung auf eine Welle 14 mit Exzenter 15
überträgt, der in das Führungsstück 12 eingreift.
Der Einsatzkörper 10 weist zwei Dichtungen 16 und 17 auf, mit
denen er in der Bohrung 9 dichtend gelagert ist. Der
Einsatzkörper 10 kann zur Realisierung einer einstellbaren
Abschlußstellung axial verschiebbar angeordnet sein.
Umgekehrt ist es auch möglich, wie dargestellt, den
Ventilstößel 11 gegenüber dem Führungsstück 12 einstellbar zu
gestalten. Eine Dichtung 18 dient der Abdichtung des
Ventilstößels 11 in dem Einsatzkörper 10.
Die Vorratsleitung 4 setzt sich im Gehäuse 2 des
Niveauregelventils 1 in einem Leitungsstück 19 fort, welches
über ein Rückschlagventil 20 zu einer Vorratskammer 21 führt,
in der ein Doppelventilkörper 22 angeordnet ist.
Doppelventilkörper 22 und Ventilkörper des Rückschlagventils
20 werden über eine gemeinsame Feder 23 belastet. Der
Einsatzkörper 10 besitzt dem Doppelventilkörper 22 zugekehrt
einen vorspringenden Rand 24. Es wird somit hier das
Einlaßventil 22, 24 gebildet. Weiterhin trägt der
Ventilstößel 11 an seinem oberen Ende einen Auslaßsitz 25, so
daß hier das Auslaßventil 22, 25 des Niveauregelventils 1
gebildet wird. Zu Zwecken der Entlüftung ist der Ventilstößel
11 hohl ausgebildet und von einem Kanal 26 durchzogen, der in
einen Raum 27 hinein endet, dessen Entlüftungsöffnung 28 von
einem Flatterventil 29 abgedeckt ist. Die Entlüftungsöffnung
ist die normale Entlüftungsöffnung des Niveauregelventils 1.
Der Ventilstößel 11 weist in dem dargestellten Bereich eine
örtliche Verdickung 30 und der Einsatzkörper 10 an
zugeordneter Stelle einen eingezogenen Bereich 31 auf. Die
Verdickung 30 und der eingezogene Bereich 31 bilden zusammen
einen Ringspalt 32, dessen Drosselwirkung in Längs- und
Querrichtung so lange aufrechterhalten ist, wie eine
entsprechende Überdeckung vorliegt. Durch die Dimensionierung
des Ringspalts 32 hinsichtlich seiner radialen und axialen
Gestaltung wird einmal eine Längsdrossel für eine Be- und
Entlüftung bei kleinen Hüben des Ventilstößels 11 geschaffen.
Zum anderen wird die Querdrosselfunktion ermöglicht. Bei
großen Hüben wird sowohl die Längsdrossel wie auch die
Querdrosselfunktion ausgeschaltet bzw. beseitigt. Von dem
Ringspalt 32 im eingezogenen Bereich 31 erstrecken sich
radiale Bohrungen 33 durch den Einsatzkörper 10, die sich in
radialen Bohrungen 34 im Gehäuse 2 fortsetzen, die jeweils zu
einem Anschluß 6 führen. Der Einsatzkörper 10 besitzt über
den Umfang entsprechend verteilt angeordnete abdichtende
Bereiche 35, so daß an dieser Stelle keine umlaufende Ringnut
verwirklicht ist, sondern die Luft gezwungen wird, über den
jeweiligen Anschluß zwischen den Bohrungen 33 und 34
überzuströmen, so daß die Querdrosselfunktion sichergestellt
ist.
In der Vorratsleitung 4, 19, die zur Vorratskammer 21 führt,
ist ein Sperr- und Auslaßventil 36 vorgesehen. Zu diesem
Zweck ist in einer zylindrischen Bohrung 37 ein Ventilkörper
38 verschiebbar gelagert, der eine Überströmlippe 39
aufweist, die in der Bohrung 37 eine Einströmkammer 40 von
einer Ausströmkammer 41 trennt. Die Überströmlippe 39
gestattet das Überströmen von Vorratsluft von der
Einströmkammer 40 in das Leitungsstück 19. Der Ventilkörper
38 besitzt einen vorspringenden Rand 42, der mit einem Sitz
43 ein großquerschnittiges Auslaßventil 42, 43 bildet,
welches die Ausströmkammer 41 einschließt. Mit der
Ausströmkammer 41 steht ein Auslaß 44 in dauernder
Verbindung, der zur Atmosphäre führt. Dieser Auslaß 44 kann
neben der Entlüftungsöffnung 28 die zweite zur Atmosphäre
führende Öffnung des Niveauregelventils sein. Es ist aber
auch möglich, im Gehäuse 2 einen nicht dargestellten
Verbindungskanal zwischen der Ausströmkammer 41 und dem Raum
27 vorzusehen, über den die Entlüftung über das Auslaßventil
42, 43 erfolgen kann, so daß am Gehäuse 2 nur eine einzige
Öffnung gebildet ist. Die Überströmlippe 39 bildet auch eine
Art Rückschlagventil und sperrt jedenfalls das Leitungsstück
19 von der Vorratsleitung 4 im Sinne der Verhinderung eines
Rückflusses ab.
Zwischen dem Sperr- und Auslaßventil 36 und jedem Anschluß 6,
an den eine zu einem Luftfederbalg 8 führende Leitung 7
angeschlossen ist, ist je eine Umgehungsleitung 45
vorgesehen, in der jeweils ein Rückschlagventil 46 angeordnet
ist, welches im Sinne einer Entlüftung der Luftfederbälge 8
öffnet und in umgekehrter Richtung seine Schließfunktion
aufweist.
In der Vorratsleitung 4 ist ein manuell betätigbares
Schaltventil 47 angeordnet, welches über eine eigene
Entlüftung verfügt und in die zwei dargestellten Stellungen
betätigbar ist, so daß hierüber willkürlich ein Steuerimpuls
für eine schnelle Druckabsenkung in den Luftfederbälgen 8
ausgesteuert werden kann.
Die Funktionsweise des Niveauregelventils ist Folgende:
In der normalen Fahrtstellung befindet sich das Schaltventil 47 in der dargestellten Stellung, d. h. Druckluft aus der Druckluftquelle 5 strömt über die Vorratsleitung 4 zum Anschluß 3 und von dort in die Einströmkammer 40, so daß der Ventilkörper 38 auf seiner Wirkfläche entsprechend belastet und verschoben wird. Das Auslaßventil 42, 43 schließt und Vorratsdruckluft strömt über die Überströmlippe, das Leitungsstück 19 sowie über das sich öffnende Rückschlagventil 20 in die Vorratskammer 21. Das Einlaßventil 22, 24 und das Auslaßventil 22, 25 sind geschlossen, so daß die Abschlußstellung eingenommen ist. Falls sich der Fahrzeugaufbau noch nicht in der Normalhöhe befindet, öffnet das Einlaßventil 22, 24, indem der Ventilstößel 11 angehoben wird und es erfolgt eine gedrosselte Belüftung der Luftfederbälge 8 über die Längsdrossel am Ringspalt 32 und über die jeweiligen, aneinander angeschlossenen Bohrungen 33 und 34 sowie letztlich die Leitungen 7 zu den Luftfederbälgen 8. Bei normaler Fahrt treten Stöße und Schwingungen auf, die dazu führen, daß der Betätigungshebel 13 geringfügig verschwenkt wird. Hierdurch führt der Ventilstößel 11 kleine Hübe aus, die je nach Richtung zu einem Öffnen des Einlaßventils 22, 24 oder des Auslaßventils 22, 25 führen. Auch dabei wird gedrosselt Luft zu den Luftfederbälgen 8 geschickt bzw. aus diesen abgelassen. Bei größeren Hüben ändert sich die Drosselwirkung in Längsrichtung im Ringspalt 32, indem sich eine andere Überdeckung einstellt oder die Überdeckung letztlich ganz aufhebt, so daß dann eine ungedrosselte Be- und Entlüftung erfolgen kann, jedoch keine willkürliche, sondern in Abhängigkeit von der Verschwenkbewegung des Betätigungshebels 13. Diese Situation kann eintreten, wenn eine vergleichsweise schwere Last auf das Nutzfahrzeug aufgeladen oder von diesem abgenommen wird. Bei Kurvenfahrt erfüllt der Ringspalt 32 seine Querdrosselfunktion. Das Einlaßventil 22, 24 wie auch das Auslaßventil 22, 25 sind geschlossen. Durch eine Belastung des Luftfederbalgs 1 der kurvenäußeren Seite wird versucht, Druckluft aus dem entsprechenden Luftfederbalg 8 in den Luftfederbalg 8 auf der kurveninneren Fahrzeugseite zu verschieben. Dies ist nur über die Querdrossel am Ringspalt 32 möglich, da eines der beiden Rückschlagventile 46 in der entsprechenden Durchflußrichtung seine Sperrstellung aufweist. Die Querdrosselcharakteristik wird also erhalten.
In der normalen Fahrtstellung befindet sich das Schaltventil 47 in der dargestellten Stellung, d. h. Druckluft aus der Druckluftquelle 5 strömt über die Vorratsleitung 4 zum Anschluß 3 und von dort in die Einströmkammer 40, so daß der Ventilkörper 38 auf seiner Wirkfläche entsprechend belastet und verschoben wird. Das Auslaßventil 42, 43 schließt und Vorratsdruckluft strömt über die Überströmlippe, das Leitungsstück 19 sowie über das sich öffnende Rückschlagventil 20 in die Vorratskammer 21. Das Einlaßventil 22, 24 und das Auslaßventil 22, 25 sind geschlossen, so daß die Abschlußstellung eingenommen ist. Falls sich der Fahrzeugaufbau noch nicht in der Normalhöhe befindet, öffnet das Einlaßventil 22, 24, indem der Ventilstößel 11 angehoben wird und es erfolgt eine gedrosselte Belüftung der Luftfederbälge 8 über die Längsdrossel am Ringspalt 32 und über die jeweiligen, aneinander angeschlossenen Bohrungen 33 und 34 sowie letztlich die Leitungen 7 zu den Luftfederbälgen 8. Bei normaler Fahrt treten Stöße und Schwingungen auf, die dazu führen, daß der Betätigungshebel 13 geringfügig verschwenkt wird. Hierdurch führt der Ventilstößel 11 kleine Hübe aus, die je nach Richtung zu einem Öffnen des Einlaßventils 22, 24 oder des Auslaßventils 22, 25 führen. Auch dabei wird gedrosselt Luft zu den Luftfederbälgen 8 geschickt bzw. aus diesen abgelassen. Bei größeren Hüben ändert sich die Drosselwirkung in Längsrichtung im Ringspalt 32, indem sich eine andere Überdeckung einstellt oder die Überdeckung letztlich ganz aufhebt, so daß dann eine ungedrosselte Be- und Entlüftung erfolgen kann, jedoch keine willkürliche, sondern in Abhängigkeit von der Verschwenkbewegung des Betätigungshebels 13. Diese Situation kann eintreten, wenn eine vergleichsweise schwere Last auf das Nutzfahrzeug aufgeladen oder von diesem abgenommen wird. Bei Kurvenfahrt erfüllt der Ringspalt 32 seine Querdrosselfunktion. Das Einlaßventil 22, 24 wie auch das Auslaßventil 22, 25 sind geschlossen. Durch eine Belastung des Luftfederbalgs 1 der kurvenäußeren Seite wird versucht, Druckluft aus dem entsprechenden Luftfederbalg 8 in den Luftfederbalg 8 auf der kurveninneren Fahrzeugseite zu verschieben. Dies ist nur über die Querdrossel am Ringspalt 32 möglich, da eines der beiden Rückschlagventile 46 in der entsprechenden Durchflußrichtung seine Sperrstellung aufweist. Die Querdrosselcharakteristik wird also erhalten.
Soll dagegen der Fahrzeugaufbau willkürlich abgesenkt werden,
dann ist es erforderlich, das Schaltventil 47 in seine
andere, in Fig. 1 nicht dargestellte Stellung zu
verschieben, wodurch der von der Druckluftquelle 5
herangeführte Teil der Vorratsleitung 4 abgesperrt und der
zum Anschluß 3 führende Teil der Vorratsleitung 4 entlüftet
wird. Hierdurch entspannt sich der Druck in der
Einströmkammer 40 und der Ventilkörper 38 des Sperr- und
Auslaßventils 36 bewegt sich nach oben, indem das
Auslaßventil 42, 43 öffnet. Druckluft aus beiden
Luftfederbälgen 8 kann dann über vergleichsweise große
Querschnitte in den Leitungen 7, den Anschlüssen 6 und den
Umgehungsleitungen 45 über die sich jeweils öffnenden
Rückschlagventile 46 in die Ausströmkammer 41 und von dort
über den Auslaß 44 in die Atmosphäre abströmen. Das Sperr-
und Auslaßventil 36 ist hier als Schnellöseventil ausgebildet
und verfügt über die entsprechend großen Querschnitte. Der
Fahrzeugaufbau wird damit schnell abgesenkt. Das Nutzfahrzeug
kann insoweit im Fährbetrieb auf einer Fähre mitgeführt
werden, es kann an einer Rampe in abgesenkter Stellung
beladen werden. Es ist auch möglich, einen Sattelauflieger
durch Absenken der Zugmaschine schnell zu entkoppeln u. dgl.
Wenn die normale Fahrstellung und damit die normale Höhe des
Fahrzeugaufbaus über den Achsen herbeigeführt werden soll,
wird lediglich das Schaltventil 47 wieder in seine in Fig. 1
dargestellte Ausgangsstellung zurückgeführt. Damit gelangt
Vorratsdruckluft aus der Druckluftquelle 5 über die
Vorratsleitung 4 zu dem Anschluß 3 und der Einströmkammer 40,
so daß das Sperr- und Auslaßventil 36 sein Auslaßventil 42,
43 schließt und insoweit wiederum Vorratsdruckluft in die
Vorratskammer 21 gelangt. Da der Fahrzeugaufbau abgesenkt
war, befindet sich der Betätigungshebel 13 in einer
Schwenkstellung, in der der Ventilstößel 11 angehoben ist, so
daß das Auslaßventil 22, 25 geschlossen und das Einlaßventil
22, 24 geöffnet ist. Die Längsdrosselwirkung im Ringspalt 32
ist ausgeschaltet und es erfolgt die Belüftung der
Luftfederbälge 8 in ungedrosselter Weise über das normale
Einlaßventil 22, 24, jedoch freilich über vergleichsweise
kleine Querschnitte der Bohrungen 33 und 34. Die Belüftung
bis zur Erreichung der normalen Aufbauhöhe wird insoweit zwar
eine größere Zeitspanne als das vergleichsweise schnelle
Absenken in Anspruch nehmen. Diese Zeitspanne ist jedoch
nicht störend und kann ohne Weiteres in Kauf genommen werden.
Eine schnelle Belüftung über große Querschnitte
- vergleichbar denen der Entlüftung beim Absenken des
Fahrzeugaufbaus - ist nicht erforderlich.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des
Niveauregelventils 1 dargestellt, die in weiten Bereichen mit
der Ausführungsform gemäß Fig. 1 übereinstimmt. Obwohl hier
auf die Anordnung eines Einsatzkörpers 10 verzichtet ist, ist
auch hier die Abschlußstellung einstellbar. Nur an dem einen
Anschluß 6 ist eine Leitung 7, die zu einem Luftfederbalg 8
führt, angeschlossen, während der andere Anschluß 6 durch
einen Verschluß 48 abgedichtet ist. Der Ventilkörper 38 des
Sperr- und Auslaßventils 36 ist hier als eine bewegliche
Platte aus flexiblem Material ausgebildet, die vorgespannt
zwischen den Sitz 43 und einen Rand 49 am Gehäuse 2 eingebaut
ist. Das Leitungsstück 19, welches die Verbindung zwischen
dem Anschluß 3 und der Vorratskammer 21 herstellt, umgeht
hier das Sperr- und Auslaßventil 36. Damit wird gleichzeitig
erkennbar, daß der Ventilkörper 38 beispielsweise auch als
eingespannte Membran vorgesehen sein könnte, so daß er
dauernd gegen den Rand 49 gepreßt ist und an dieser Stelle
niemals öffnet. Freilich muß die Membran des Ventilkörpers 38
so beweglich sein, daß das Auslaßventil, welches hier
zwischen dem Sitz 43 und dem Ventilkörper 38 gebildet wird,
ordnungsgemäß öffnen und schließen kann.
Auf das Gehäuse 2 des Niveauregelventils 1 ist ein
Magnetventil 50 aufgesetzt, über welches die Vorratsleitung 4
in der dargestellten Weise an den Anschluß 3 herangeführt
ist. Das Magnetventil 50 weist eine eigene Entlüftungsöffnung
51 auf. Sein Kern 52 wird elektrisch über eine Leitung 53
unter Strom gesetzt, so daß insoweit der willkürliche
Steuerimpuls abgegeben werden kann. Eine elektronische
Steuereinheit 54, der entweder ein Schalter 55 vorgeordnet
sein kann oder selbst lediglich als Schalter ausgebildet ist.
Wenn gleichzeitig eine Höhenbegrenzung verwirklicht sein
soll, ist es sinnvoll, einen entsprechenden Sensor 56 über
eine Leitung 57 an die Steuereinheit 54 anzuschließen, der
mit einer Höhenmarke 58 zusammenarbeitet.
Die Funktion des Niveauregelventils gemäß Fig. 2 ist
Folgende:
Durch willkürliches Schließen des Schalters 55 wird das
Magnetventil 50 unter Strom gesetzt, so daß sein Kern 52 die
Vorratsleitung 4 von der Druckluftquelle 5 absperrt und den
Abschluß 3 über die Entlüftungsöffnung 51 an die Atmosphäre
anschließt. Damit wird die Einströmkammer 40 und das
Leitungsstück 19 bis zum Rückschlagventil 20 entlüftet. Das
Sperr- und Auslaßventil 36 öffnet sein Auslaßventil 38, 41
und schließt die beiden Umgehungsleitungen 45 an die
Ausströmkammer 41 und den Auslaß 44 an, wobei das
Rückschlagventil 46 in der einen Umgehungsleitung 45, die zu
dem angeschlossenen Luftfederbalg 8 gehört, öffnet und eine
beschleunigte Abfuhr von Druckluft aus dem Luftfederbalg 8
über die großen Querschnitte der Umgehungsleitung 45 und des
Sperr- und Auslaßventils 36 erfolgt. Wie ersichtlich, ist die
Erfindung unabhängig davon, ob ein oder mehrere
Luftfederbälge 8 an ein Niveauregelventil 1 angeschlossen
werden. Die Erfindung ist auch unabhängig davon, ob die
normale Quer- und Längsdrosselcharakteristik eine
unterschiedliche Drosselwirkung bei kleinen Hüben des
Ventilstößels 11 im Vergleich zu großen Hüben des
Ventilstößels 11 aufweist.
In Fig. 3 ist ein Schaltschema für ein Nutzfahrzeug, z. B.
in Form eines Anhängers, dargestellt. Von der Druckluftquelle
5 führt die Vorratsleitung 4 zu dem Schaltventil 47 und setzt
sich über einen Verbindungspunkt 59 fort, so daß hier drei
Niveauregelventile 1 angeschlossen sind. Es ist eine
Vorderachse 60 dargestellt, der die beiden Luftfederbälge 8′
an der rechten und linken Fahrzeugseite zugeordnet sind. Das
Niveauregelventil 1 ist in der Längsmittelebene des Fahrzeugs
angeordnet. Das Fahrzeug besitzt weiterhin eine als
Doppelachse ausgebildete Hinterachse 61, der die
Luftfederbälge 8′′ zugeordnet sind, die über die Leitungen
7′′ von zwei Niveauregelventilen 1 jeweils getrennt für die
linke und rechte Fahrzeugseite ansteuerbar sind. Auch diese
Niveauregelventile 1 können insoweit eine
"Querdrosselcharakteristik" aufweisen, die bei der
dynamischen Achslastverlagerung beim Bremsen und
Beschleunigen wirksam wird. Es ist ersichtlich, wie durch
Umschalten des Schaltventils 47, welches an zugänglicher
Stelle des Nutzfahrzeugs angeordnet sein muß, sämtliche drei
Niveauregelventile 1 zur Schnellabsenkung des Fahrzeugaufbaus
angesteuert werden können, so daß die Entlüftung der
Luftfederbälge 8′, 8′′ stattfindet.
Claims (8)
1. Niveauregelventil zum selbsttätigen Konstanthalten der
Fahrzeughöhe eines Nutzfahrzeugs mit Luftfederung, mit einem
federbelasteten Doppelventilkörper, einem Einlaßsitz am
Gehäuse und einem einen Auslaßsitz für den Doppelventilkörper
tragenden und abgedichtet verschiebbaren hohlen Ventilstößel,
dessen Stellung relativ zum Gehäuse über einen die
Fahrzeughöhe abtastenden Verstelltrieb veränderbar ist, und
mit mindestens einem am Gehäuse vorgesehenen Anschluß für
eine zu einem Luftfederbalg führende Leitung sowie einem
Anschluß für eine zum Einlaßventil führende Vorratsleitung,
dadurch gekennzeichnet, daß das Niveauregelventil (1) ein
unabhängig vom Verstelltrieb (13, 14) wirksames
großquerschnittiges Sperr- und Auslaßventil (36) zum
schnellen Absenken des Fahrzeugaufbaus aufweist, und daß für
jede zu einem Luftfederbalg (8) führende Leitung (7) eine von
dieser Leitung (7) zum großquerschnittigen Sperr- und
Auslaßventil (36) führende Umgehungsleitung (45) vorgesehen
ist, in der je ein in Richtung auf das Sperr- und
Auslaßventil (36) öffnendes Rückschlagventil (46) angeordnet
ist.
2. Niveauregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das großquerschnittige Sperr- und Auslaßventil (36) als
Schnellöseventil ausgebildet ist und somit einen den Sitz
(43) des zugehörigen Auslaßventils (42, 43) vorgespannt
abschließenden Ventilkörper (38) aufweist, der bei Druck aus
der Vorratsleitung (4) als Überströmventil zum Einlaßventil
(22, 24) wirkt und bei Wegnahme des Vorratsdrucks unter Druck
in der Gegenrichtung das Überströmventil sperrt und das
zugehörige Auslaßventil (42, 43) öffnet.
3. Niveauregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) des Niveauregelventils (1)
ein Magnetventil (50) angeordnet und in die Vorratsleitung
(4) eingeschaltet ist, über dessen elektrische Betätigung das
Sperr- und Auslaßventil (36) unabhängig vom Verstelltrieb
(13, 14) steuerbar ist.
4. Niveauregelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperr- und
Auslaßventil (36) eine eigene Entlüftungsöffnung (44) am
Gehäuse (2) des Niveauregelventils (1) aufweist.
5. Niveauregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperr- und Auslaßventil (36) in die zum Einlaßventil
(22, 24) führende Vorratsleitung (4, 19) eingeschaltet ist.
6. Niveauregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Anschlüsse (6) mit je einer zu einem
Luftfederbalg (8) führenden Leitung (7) und je eine zum
großquerschnittigen Sperr- und Auslaßventil (36) führende
Umgehungsleitung (45) mit je einem Rückschlagventil (46)
vorgesehen sind.
7. Niveauregelventil nach Anspruch 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung (45) im Bereich des
Anschlusses (6) für die zu dem Luftfederbalg (8) führende
Leitung (7) abzweigt und einen größeren Querschnitt als die
zum Einlaßventil (22, 24) und zum Auslaßventil (22, 25)
führende Bohrung (33, 34) aufweist.
8. Niveauregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetventil (50) so ausgebildet und geschaltet ist,
daß es in stromlosem Zustand die Verbindung in der
Vorratsleitung (4, 19) herstellt.
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