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Luftfederungseinrichtung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich
auf eine Luftfederungseinrichtung für Fahrzeuge, bestehend aus einem Zylinder-Kolben-Federungsteil,
einem Dämpfungsteil sowie einem der Luftfederung zugeführte Druckluft überwachenden
Steuerventilteil und einem diesen zugeordneten, in sich elastischen Betätigungsgestänge.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine solche Luftfederungseinrichtung
so auszubilden, daß die Nachteile der als Federungskörper bisher üblichen Gummibälge,
nämlich schwere Einbaumöglichkeit sowie unerwünschte Seitenbeweglichkeit und der
aus letzterer Beweglichkeit entstandene Zwang zu besonderen Führungsmitteln, vermieden
werden. Dabei soll jedoch nicht eine Verkleinerung des wirksamen Durchmessers des
Luftfederungskolbens in Kauf genommen werden müssen, wie dies bei der ebenfalls
bekannten Verwendung einer Wälzhaut als Kolbenelement der Fall ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination von
Merkmalen, die als Einzelmerkmale auf dem Luftfederungsgebiet ebenfalls bereits
bekannt sind. Diese Kombination ist folgende: a) Ein Luftfederungskolben ist mit
einem gleichachsig angeordneten Öldämpferkolben unter Zusammenfassung dieser Teile
in einem gemeinsamen Gehäuse fest verbunden; b) das die Konstanthaltung des Abstandes
Fahrzeugrahmen - Fahrbahn unter Zwischenschaltung des in sich elastischen Betätigungsgestänges
bewirkende, in an sich bekannter Weise mit einem hydraulischen Schwingungsdämpfer
verbundene Luftsteuerventil ist mit dem Luftfederungskolben zu einem Bauteil vereinigt.
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Um eine ausreichende Schmierung der Dichtung für den Luftfederungskolben
zu erzielen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vom unteren Kolbenraum
des Öldämpferzylinders durch die gemeinsame Kolbenstange von Öldämpferkolben und
Luftfederungskolben eine Ölleitung zur Oberseite des letzteren Kolbens geführt,
um dort in einigem Abstand von der Kolbenfläche in einem radial zur Innenwand des
Luftfederungszylinders gerichteten Rohransatz zu münden, und daß die Oberfläche
des Luftfederungskolbens als Teller geformt ist, von dessen tiefster Stelle - wiederum
durch die Kolbenstange - eine Ölrückleitung zum oberen Kolbenraum des Öldämpfungszylinders
führt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
im Schnitt dargestellt.
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In einem mit einem Deckel 3 versehenen zylindrischen Gehäuse 1, an
dessen Unterseite ein Öldämpferzylinder 5 koaxial angeordnet ist, befindet sich
ein axial verschiebbarer Luftfederungskolben 7, dessen Kolbenstange 9 mit einem
Flansch 11 am Rahmen 13 des Fahrzeuges befestigt wird. Die Kolbenstange 9 ist an
ihrem kolbenseitigen Ende verlängert, führt durch eine Bodenplatte 15 in den Öldämpferzylinder
5, wo ihr äußerstes Ende den Öldämpferkolben 17 trägt, der beiderseits vom Dämpfungsöl
umgeben im Ölsumpf 19 vorgesehen ist. Durch den Luftfederungskolben 7 wird der Innenraum
des Gehäuses 1 in zwei Kammern geteilt, eine obere Kammer 21, welche mit der Atmosphäre
in Verbindung steht, und eine Druckluftkammer 23, die vermittels der Kolbendichtung
25 gegen die Kammer 21 und durch die Ringdichtung 27 in der Bodenplatte 15 gegen
den Ölsumpf abgedichtet ist. Auf der Oberfläche des Dämpfungskolbens 17 ist ein
seiner Bauart nach bekanntes Steuerventil 29 fest angeordnet. Dieses Luftsteuerventil
umfaßt folgende Teile: Ein Einlaßventil 31, ein Überströmventil 33, ein Auslaßventil
35, Ventilstößel 37 zur Betätigung des Ein- und Auslaßventils, Einstellschrauben
39 und einen Öldämpfer 41. Die Druckluftkammer 23 ist über eine Bohrung 43 mit dem
Auslaßventil 35 verbunden, welches über das Einlaßventil 31 und das Überströmventil
33 und über die Bohrung 45 der Kolbenstange 9 Druckluft aus der nicht dargestellten
Luftspeiseleitung vom Kompressor erhält. Das Aus- und Einlaßventil ist mit Ventilstößeln
37 ausgestattet, welche durch einen Steuerhebel 47 betätigt werden, wobei die Einstellschrauben
39 an den Auflagepunkten der Ventilstößel am Steuerhebel 47 für eine Einstellbarkeit
der Ventilhübe sorgen. Der Steuerhebel 47 setzt sich fort in einen Winkelhebel 49
und ist an der Gabel 51 der Kolbenstange 9 vermittels der Hebelwelle 53 drehbar
gelagert. Der Winkelhebel 49 ragt mit einem Teil aus dem Gehäuse 1 heraus und findet
seine Befestigung am Fahrgestell 57 des Fahrzeuges unter Zwischenschaltung einer
als Schwingungsaufnehmer wirkenden Teleskopfeder 55. Ebenfalls am Fahrgestell 57
ist das Gehäuse 1- mit seinem Öldämpfungsteil 5 ortsfest angeordnet. Das Öl des
Olsumpfes gelangt beim Durchfedern des Fahrzeuges über eine Bohrung 59 der Kolbenstange
9 und den Ansatz 61 der Kolbenstange
an die Innenwand des Gehäuses
1, an welcher es herabfließt, die Dichtung 25 benetzt und über die tellerförmig
profilierte Fläche des Dämpfungskolbens 7 einer oder mehreren Bohrungen 63 zufließt,
welche sich in einer Bohrung 65 vereinigen, die das 01 sammelt und zum Ölsumpf 19
zurückführt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Solange sich das Fahrzeug
im Gleichgewicht zwischen der Belastung und der entgegenstehenden Kraft des in der
Kammer 23 herrschenden Luftdruckes befindet, sind sämtliche Ventile, das Einlaßventil
31, das Überströmventil 33 und das Auslaßventil 35, unter der Einwirkung ihrer jeweiligen
Schließfedern 34 geschlossen, wobei der Steuerhebel 47 in seiner waagerechten Ruhelage
ist.
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Wird nun das Fahrzeug zusätzlich belastet und die in der Kammer 23
befindliche Druckluft weiter zusammengedrückt, so senkt sich mitsamt dem Fahrzeugrahmen
13 die Kolbenstange 9 und damit das mit ihr befestigte Steuerventil 29, wobei
der einerseits am ungefederten Fahrgestell 57 und andererseits mit Steuerhebel 47
an der Hebelwelle 53 angelenkte Winkelhebel 49 seine horizontale Lage aufgibt. Der
Steuerhebel 47 dreht sich dabei gegen die Kraft des Öldämpfers 41 um die Hebelwelle
53 und drückt mit dem Stößel 37 das Einlaßventil31 in seine Öffnungsstellung, wobei
die Druckluftzuleitung aus dem nicht dargestellten Luftkompressor über die Speiseleitung
45 freigegeben wird, so daß Druckluft über das Einlaßventil gegen den Ventilkörper
des Überströmventils 33 strömt und dasselbe gegen die Kraft dessen Feder 34 öffnet,
wobei Druckluft über die Verbindungsbohrung 36 des Überströmventils und des Auslaßventils
35 in letzteres einströmt und von diesem über die Bohrung 43 in die Druckkammer
23. Damit wird diese so stark belüftet, daß der Fahrzeugrahmen 13 sich vom Fahrgestell
57 abhebt und sich wieder ein Kraftgleichgewicht zwischen dem Luftdruck der Kammer
23 und dem Gewicht des Wagenkastens einstellt. Damit gelangt der Steuerhebel 47
wieder in seine horizontale Lage, in welcher das Einlaßventil geschlossen ist. Während
die Kolbenstange 9 bei erhöhter Fahrzeugbelastung also nach unten geht, der Steuerhebel
47 das Einlaßventil31 aufstößt und somit eine Druckerhöhung in der Kammer 23 einsteuert,
drückt auch der Öldämpferkolben 17 auf den Ölsumpf 19, wobei das verdrängte Öl über
die Leitung 59 nach oben steigt, die Innenwände des Gehäuses 1 benetzt und damit
die Abdichtung 25 entsprechend der vorgesehenen Pumpumlaufschmierung zum Zwecke
der Reibungsverminderung schmiert.