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Die
Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung eines Radfahrzeugs, beispielsweise
eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Luftfedern, die jeweils an einer
Radaufhängung eines zugeordneten Fahrzeugrades angeordnet
sind und jeweils eine Hauptluftkammer sowie mindestens eine über
ein zugeordnetes Steuerventil mit der Hauptluftkammer verbindbare
und von dieser trennbare Zusatzluftkammer aufweisen.
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Luftfedern
kommen in Federungseinrichtungen von Radfahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen
und Schienenfahrzeugen, schon seit längerem alternativ oder
in Kombination mit Stahlfedern zur Anwendung. Eine Luftfeder besteht
aus einem flexiblen, üblicherweise aus einem gewebeverstärkten
Gummimaterial bestehenden Federbalg, der endseitig gasdicht mit zwei
Abschluss- und Befestigungselementen verbunden ist. Bekannte Bauarten
von Luftfedern sind die Gürtelbalg-Luftfeder, bei der ein
zumeist mit einem einzigen Gürtel in zwei Balgwülste
unterteilter Gürtelbalg endseitig mit jeweils einem Federdeckel
gasdicht verbunden ist, und die Rollbalg-Luftfeder, bei der ein
Rollbalg an einem Ende mit einem Federdeckel und an dem anderen
Ende mit einem Abrollkolben gasdicht verbunden ist. Als federndes
Element dient im wesentlichen das innerhalb des Federbalgs eingeschlossene
Luftvolumen, über dessen Druck auch die Länge
bzw. Höhe der Luftfeder beeinflussbar ist. Beim belastungsabhängigen
Ein- und Ausfedern der Luftfeder wird das eingeschlossene Luftvolumen
komprimiert und expandiert, wobei bei einer Gürtelbalg-Luftfeder
die Balgwülste entsprechend gestaucht und gedehnt werden
und bei einer Rollbalg-Luftfeder das kolbenseitige Ende des Rollbalgs über
den Abrollkolben ein- und auswärts abgerollt wird.
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Gegenüber
konventionellen Stahlfedern, wie Blattfedern, Schraubenfedern und
Torsionsstäben, weist eine Luftfeder die Möglichkeit
auf, ihre Länge bzw. Höhe durch eine Veränderung
des Druckes der eingeschlossenen Luft sowie ihre Federkennlinie durch
eine Veränderung des Volumens der eingeschlossenen Luft
zu verstellen. Die Verstellbarkeit der Höhe von Luftfedern
kann bekanntlich dazu genutzt werden, die Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeuges
beladungsunabhängig konstant zu halten (Niveauregulierung),
die Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeugs bedarfsweise zu verändern,
z. B. für eine Geländefahrt zu erhöhen
und für eine Autobahnfahrt zu verringern, den Fahrzeugaufbau
z. B. eines Omnibusses zur Erleichterung des Ein- und Aussteigens einseitig
abzusenken, und die Ladekante z. B. eines LKWs zur Erleichterung
des Be- und Entladens auf das Niveau einer Beladungsrampe einzustellen.
Die Verstellbarkeit der Federkennlinie von Luftfedern kann dazu
genutzt werden, bei einem Kraftfahrzeug bedarfsweise zwischen mehreren
Fahrwerksabstimmungen, beispielsweise zwischen einer weichen Komfortabstimmung
und einer harten Sportabstimmung, umzuschalten, sowie durch eine
entsprechende Verhärtung der beschleunigungsseitigen Luftfedern
einer entsprechenden Neigung des Fahrzeugaufbaus, wie einer Seitenneigung
bei einer Kurvenfahrt, einem Aufrücken bei einer starken
Längsbeschleunigung, und einem Einnicken bei einem Bremsmanöver,
entgegen zu wirken.
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Bei
einer ersten bekannten Bauart einer Federungseinrichtung mit einer
verstellbaren Federkennlinie einer Luftfeder ist die im wesentlichen
durch den Federbalg der Luftfeder begrenzte Hauptluftkammer über
ein Steuerventil bedarfsweise mit mindestens einer Zusatzluftkammer
mit konstantem Zusatzvolumen verbindbar bzw. von dieser trennbar. Durch
das Verbinden der Hauptluftkammer mit der Zusatzluftkammer wird
die Federkennlinie der Luftfeder aufgrund des vergrößerten
Gesamtvolumens flacher, d. h. die Luftfeder weicher, und durch das
Abschalten der Zusatzluftkammer wird die Federkennlinie aufgrund
des verringerten Gesamtvolumens steiler, d. h. die Luftfeder härter.
Ein Druckausgleich zwischen der Hauptluftkammer und der Zusatzluftkammer
findet zumeist nicht statt und kann nur beim Zuschalten der Zusatzluftkammer
auftreten, wenn sich zwischen dem letzten Abschalten und dem Zuschalten
der Zusatzluftkammer ein geänderter Druck in der Hauptluftkammer
eingestellt hat.
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Die
Zusatzluftkammer kann, wie es beispielsweise aus der
DE 40 18 712 A1 bekannt
ist, unmittelbar angrenzend zu der Hauptluftkammer angeordnet und
mit dieser Bestandteil einer vormontierbaren Federeinheit sein.
Das Steuerventil ist in diesem Fall in einer Trennwand zwischen
der Hauptluftkammer und der Zusatzluftkammer angeordnet, die z.
B. durch einen angrenzenden Federdeckel des Federbalgs gebildet
sein kann.
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Wie
es z. B. aus der
DE
203 02 274 U1 bekannt ist, kann die Zusatzluftkammer jedoch
auch entfernt von der Hauptluftkammer angeordnet sein. In diesem
Fall steht die Zusatzluftkammer über eine Verbindungsleitung
und ein endseitig an oder in der Verbindungsleitung angeordnetes
Steuerventil mit der Hauptluftkammer in Verbindung.
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Eine
derartige Federungseinrichtung, bei der die Steuerventile von zwei,
einer gemeinsamen Fahrzeugachse zugeordneten Luftfedern steuerungstechnisch
miteinander gekoppelt sind, ist aus der
DE 32 33 160 A1 bekannt.
Die Zusatzluftkammern sind jeweils unmittelbar angrenzend zu den
Hauptluftkammern angeordnet und über jeweils ein druckgesteuertes
Steuerventil mit dieser verbindbar bzw. von dieser trennbar. Die
beiden durch eine Membran getrennten Steuerdruckräume der
Steuerventile stehen über Steuerdruckleitungen jeweils
derart mit der Hauptluftkammer der zugeordneten Luftfeder und der
Hauptluftkammer der anderen Luftfeder in Verbindung, dass bei einer
Kurvenfahrt das Steuerventil der kurvenäußeren
Luftfeder geschlossen und das Steuerventil der kurveninneren Luftfeder
geöffnet wird. Hierdurch wird aufgrund der entgegengesetzten Veränderung
der Federkennlinien der beiden Luftfedern einer fliehkraftbedingten
Seitenneigung des Fahrzeugaufbaus selbsttätig, d. h. ohne äußere Steuerungseingriffe,
entgegengewirkt. In einer Weiterbildung der betreffenden Federungseinrichtung sind
der Hauptluftkammer der Luftfedern jeweils mehrere Zusatzluftkammern
zugeordnet, die jeweils angrenzend an die betreffende Hauptluftkammer ringförmig
angeordnet und mittels eines Drehschieberventils seriell zu- und
abschaltbar sind.
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Bei
einer zweiten bekannten Bauart einer Federungseinrichtung mit einer
verstellbaren Federkennlinie einer Luftfeder steht eine im wesentlichen durch
den Federbalg der Luftfeder begrenzte Hauptluftkammer dauerhaft
mit einer Zusatzluftkammer mit veränderbarem Zusatzvolumen
in Verbindung. Die Zusatzluftkammer ist üblicherweise als
ein starrer Zylinder ausgebildet, in dem ein mittels einer Stellkraft axial
verschiebbarer Stellkolben angeordnet ist, durch den das Zusatzvolumen
begrenzt ist. Die Zusatzluftkammer ist zumeist entfernt von der
Hauptluftkammer der Luftfeder angeordnet und steht mit dieser über
eine Verbindungsleitung in Verbindung. Bei dieser Bauart ist eine
Verkleinerung der Zusatzluftkammer zwangsläufig mit einer
Kompression der in der Hauptluftkammer und der Zusatzluftkammer eingeschlossenen
Luft verbunden, was zu einer Erhöhung der Federsteifigkeit
der Luftfeder und zugleich zu einer Verlängerung der Luftfeder
führt. Entsprechend ist eine Vergrößerung
der Zusatzluftkammer mit einer Expansion der insgesamt eingeschlossenen
Luft verbunden, was zu einer Verringerung der Federsteifigkeit der
Luftfeder und zugleich zu einer Verkürzung der Luftfeder
führt.
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Eine
derartige Federungseinrichtung, bei der die Stellkolben von zwei,
einer gemeinsamen Fahrzeugachse zugeordneten Luftfedern starr miteinander
gekoppelt sind, ist aus der
DE
10 50 669 B bekannt. Aufgrund der Kopplung der beiden Stellkolben wird
bei einer Verstellung mittels einer Stellkraft das Zusatzvolumen
unter Komprimierung der in der betreffenden Zusatzluftkammer und
der angeschlossenen Hauptluftkammer der einen Luftfeder befindlichen
Luft in dem gleichen Umfang verringert wie das Zusatzvolumen unter
Expandierung der in der betreffenden Zusatzluftkammer und der angeschlossenen Hauptluftkammer
befindlichen Luft der anderen Luftfeder erhöht wird. Dies
wird insbesondere dazu genutzt, eine fliehkraftbedingte Seitenneigung
des Fahrzeugaufbaus bei einer Kurvenfahrt durch eine Erhöhung
der Federsteifigkeit und des Luftdruckes der kurvenäußeren
Luftfeder sowie durch eine Verringerung der Federsteifigkeit und
des Luftdruckes der kurveninneren Luftfeder zu verhindern, indem
der Fahrzeugaufbau waagerecht gehalten oder sogar zur Kurveninnenseite
hin geneigt wird. Nachteilig an dieser bekannten Federungseinrichtung
sind die erforderliche hohe Stellkraft zur Betätigung des
komprimierenden Stellkolbens und eine aufgrund der polytropen Zustandsänderung
beider Luftvolumen bedingte Anhebung des Fahrzeugaufbaus an der
betreffenden Fahrzeugachse.
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Zur
Vermeidung dieser Nachteile ist in der
DE 42 11 628 C2 eine verbesserte
Federungseinrichtung vorgeschlagen worden, bei der die Zusatzluftkammern
der Luftfedern einer Fahrzeugachse jeweils von einem auf einem Steuerkolben
abrollbaren Rollbalg begrenzt sind, wobei die Steuerkolben eine in
Richtung des Zusatzluftkammern erweiterte Konturierung aufweisen.
Die Steuerkolben sind über den Steuerdruck eines jeweils
angrenzenden Ansteuerraums axial verschiebbar, wodurch das jeweilige
Zusatzvolumen der betreffenden Zusatzluftkammer entsprechend verringert
oder vergrößert wird. Die Ansteuerräume
der Luftfedern einer Fahrzeugachse sind an die beiden, durch einen
Kolben getrennten Druckräume eines Stellzylinders angeschlossen,
so dass durch eine axiale Verstellung des Kolbens der Steuerdruck
in dem einen Ansteuerraum ansteigt und in dem anderen Ansteuerraum
absinkt. Entsprechend wird der eine Steuerkolben unter Verdrängung und
Komprimierung der betreffenden Luft in die eine Zusatzluftkammer
hineingedrückt sowie der andere Steuerkolben unter Erweiterung
und Expansion der betreffenden Luft aus der anderen Zusatzluftkammer herausgedrückt.
Durch die Konturierung der Steuerkolben ist die Verringerung des
Zusatzvolumens der einen Zusatzluftkammer geringer als die Vergrößerung
des Zusatzvolumens der anderen Zusatzluftkammer, wodurch bei einer
Kurvenfahrt eine Anhebung des Fahrzeugaufbaus aufgrund einer Kompensation
einer fliehkraftbedingten Seitenneigung vermieden werden kann. Auch
ist die erforderliche Stellkraft zur Axialverschiebung des komprimierenden Stellkolbens
relativ gering.
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In
einer weiteren Federungseinrichtung nach der
DE 100 09 392 A1 ist jedem
Fahrzeugrad eines Kraftfahrzeugs eine Luftfeder mit einer Hauptluftkammer
und einer daran angeschlossenen Zusatzluftkammer zugeordnet. Die
Zusatzluftkammern der Luftfedern sind jeweils von einem auf einem
Steuerkolben abrollbaren Rollbalg begrenzt, wobei die Steuerkolben
eine in Richtung des Zusatzluftvolumens erweiterte Konturierung
aufweisen. Die Steuerkolben der Zusatzluftkammern sind mittels einer
jeweils zugeordneten mechanischen Stellvorrichtung unabhängig
voneinander axial verschiebbar und stehen jeweils mit dem Kolben
einer ähnlich aufgebauten Kompensationsluftfeder in Verbindung.
Durch die Einstellung eines entsprechenden Stützdruckes
in den Kompensationsdruckfedern soll eine weitgehend kraftfreie
Verstellung der Steuerkolben und damit der Länge und der
Federsteifigkeit der Luftfedern möglich sein.
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Im
Gegensatz zu der zweiten Bauart derartiger Federungseinrichtungen
ist der apparative und steuerungstechnische Aufwand bei der ersten
Bauart deutlich niedriger. Generell ist jedoch festzuhalten, dass
bei den bisher bekannten Federungseinrichtungen den Luftfedern die
Zusatzluftkammern jeweils individuell zugeordnet sind, was nachteilig
mit einem hohen Bauraumbedarf und hohen Herstellungskosten sowie
mit eingeschränkten Steuerungsmöglichkeiten verbunden
ist.
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Aufgrund
der vorbeschriebenen Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Federungseinrichtung der eingangs genannten
Art vorzuschlagen, die bei relativ einfachem Aufbau einen erweiterten
Umfang an Steuerungsmöglichkeiten aufweist.
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Diese
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruch
gelöst durch eine Federungseinrichtung eines Radfahrzeugs,
beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren Luftfedern, die
jeweils an einer Radaufhängung eines zugeordneten Fahrzeugrades
angeordnet sind und jeweils eine Hauptluftkammer sowie mindestens
eine über ein zugeordnetes Steuerventil mit der Hauptluftkammer
verbindbare und von dieser trennbare Zusatzluftkammer aufweisen,
wobei die Hauptluftkammern von mindestens zwei Luftfedern über
jeweils mindestens ein zugeordnetes Steuerventil mit mindestens
einer gemeinsamen Zusatzluftkammer verbindbar und von dieser trennbar
sind.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Luftfederungseinrichtung sind Gegenstand der Ansprüche
2 bis 26.
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Die
Erfindung geht demzufolge aus von einer Federungseinrichtung eines
Radfahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren
Luftfedern, die jeweils an einer Radaufhängung eines zugeordneten
Fahrzeugrades angeordnet sind und jeweils eine Hauptluftkammer sowie
mindestens eine über ein zugeordnetes Steuerventil mit
der Hauptluftkammer verbindbare und von dieser trennbare Zusatzluftkammer
aufweisen. Zur Vermeidung eines hohen apparativen und steuerungstechnischen
Aufwands weisen die Zusatzluftkammern bevorzugt jeweils ein konstantes
Zusatzvolumen auf. Bedarfsweise können zumindest einige
der Zusatzluftkammern jedoch auch verstellbar sein, d. h. ein variabel
verstellbares Zusatzvolumen aufweisen.
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Um
bei einer derartigen Federungseinrichtung ohne großen Aufwand
den Umfang der Steuerungsmöglichkeiten zu erhöhen,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hauptluftkammern
von mindestens zwei Luftfedern über jeweils mindestens
ein zugeordnetes Steuerventil mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer
verbindbar und von dieser trennbar sind. Die betreffende gemeinsame Zusatzluftkammer
ist somit nicht eindeutig einer einzigen Luftfeder zugeordnet, sondern
kann über das jeweilige Steuerventil wahlweise mit der
Hauptluftkammer der einen Luftfeder und mit der Hauptluftkammer
der anderen Luftfeder verbunden werden. Zusätzlich können
die Hauptluftkammern beider Luftfedern durch das gleichzeitige Öffnen
beider Steuerventile über die gemeinsame Zusatzluftkammer
miteinander verbunden werden.
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Die
mindestens zwei Luftfedern, die durch die Nutzung mindestens einer
gemeinsamen Zusatzluftkammer Bestandteil eines gemeinsamen Druckluftkreises
sind, können auf einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten
angeordnet und den Fahrzeugrädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse
zugeordnet sein. In diesem Fall kann z. B. bei einer Kurvenfahrt
zur Vermeidung einer größeren Seitenneigung des
Fahrzeugaufbaus auf einfache Weise die Federsteifigkeit der kurvenäußeren
Luftfeder durch das Schließen des dieser zugeordneten Steuerventils,
d. h. durch das Abschalten der gemeinsamen Zusatzluftkammer, erhöht
und die Federsteifigkeit der kurveninneren Luftfeder durch das Öffnen
des dieser zugeordneten Steuerventils, also durch das Zuschalten
der Zusatzluftkammer, verringert werden.
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Ebenso
kann durch das Öffnen beider Steuerventile die an sich
bestehende Quersperre zwischen beiden Luftfedern aufgehoben werden,
was z. B. bei einer Fahrt auf unebenem Untergrund bzw. abseits befestigter
Straßen dazu genutzt werden kann, den Federweg der Luftfedern
zum Ausgleich von Unebenheiten zu erhöhen und ein Abheben
eines Fahrzeugrades vom Untergrund zu vermeiden. Sind beide Steuerventile
geschlossen, so weisen die Luftfedern der betreffenden Fahrzeugachse
jeweils ihre größtmögliche Federsteifigkeit
auf.
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Alternativ
oder zusätzlich zur achsbezogenen Zuordnung der Zusatzluftkammer
können mindestens zwei Luftfedern, die durch die Nutzung
mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer Bestandteil eines
gemeinsamen Druckluftkreises sind, auch auf einer gemeinsamen Fahrzeugseite
angeordnet und den Fahrzeugrädern unterschiedlicher Fahrzeugachsen,
z. B. den Fahrzeugrädern der Vorder- und Hinterachse der
linken oder rechten Fahrzeugseite, zugeordnet sein. In diesem Fall
können für jede Fahrzeugseite unabhängig
jeweils die Federsteifigkeiten der Luftfedern der Vorder- und Hinterachse
bedarfsweise durch das Schließen beider Steuerventile gleichzeitig
erhöht werden, durch das Öffnen des einen Steuerventils
und das Schließen des anderen Steuerventils an der einen
Fahrzeugachse verringert und an der anderen Fahrzeugachse erhöht
werden, und durch das Öffnen beider Steuerventile die an
sich bestehende Längssperre aufgehoben werden.
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Des
weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass mindestens
zwei der betreffenden Luftfedern, die durch die Nutzung mindestens
einer gemeinsamen Zusatzluftkammer einem gemeinsamen Druckluftkreis
angehören, auf einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten
angeordnet und den Fahrzeugrädern unterschiedlicher Fahrzeugachsen
zugeordnet sind. In diesem Fall ergeben sich die vorgenannten Steuerungsmöglichkeiten
für die Luftfedern diagonal gegenüberliegender
Fahrzeugräder. Dabei ergibt sich durch das gleichzeitige Öffnen
beider Steuerventile und die dadurch hergestellte Verbindung der
Hauptluftkammern der Luftfedern von zwei diagonal gegenüberliegenden
Fahrzeugrädern eine erhöhte Achsverschränkung,
die bei einer Geländefahrt mit wechselseitigem Ein- und
Ausfedern der Fahrzeugräder genutzt werden kann.
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Generell
besteht bei den vorbeschriebenen Ausführungen der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung die Möglichkeit, durch kurzzeitiges Öffnen
und Schließen von Steuerventilen eine dynamische Wank-
und Nickstabilsierung des Fahrzeugaufbaus durchzuführen.
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Die
mindestens eine gemeinsame Zusatzluftkammer ist bevorzugt in etwa
mittig zwischen den zwei betreffenden Luftfedern angeordnet und
steht zumindest über jeweils eine Verbindungsleitung und ein
Steuerventil mit den Hauptluftkammern der betreffenden Luftfedern
in Verbindung. Durch die räumliche Trennung der gemeinsamen
Zusatzluftkammer von den Luftfedern wird im Bereich der Radaufhängungen
Bauraum eingespart. Die betreffenden Luftfedern bzw. Federbeine
sind daher kompakter und einfacher aufgebaut sowie kostengünstiger
herstellbar.
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Zur
Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten, insbesondere auch
zur Erzielung einer feineren Abstufung der schaltungsbedingten Änderungen
der Federsteifigkeit der Luftfedern, sind vorteilhaft mehrere gemeinsame
Zusatzluftkammern in serieller Anordnung und über jeweils
ein Steuerventil miteinander verbindbar in etwa mittig zwischen
den zwei betreffenden Luftfedern angeordnet, wobei die äußeren Zusatzluftkammern
zumindest über jeweils eine Verbindungsleitung und ein
Steuerventil mit den Hauptluftkammern der betreffenden Luftfedern
in Verbindung stehen. In diesem Fall kann die Hauptluftkammer jeder
der beiden Luftfedern stufenweise mit der nächstgelegenen äußeren
Zusatzluftkammer bis hin zur am weitesten entfernt gelegenen äußeren
Zusatzluftkammer verbunden bzw. von diesen getrennt werden. Die
Anzahl der seriell angeordneten Zusatzluftkammern kann im Prinzip
unendlich hoch sein. Im Hinblick auf die Bauteilkosten und den Bauraumbedarf
wird jedoch die Anzahl von maximal drei Zusatzluftkammern und vier
Steuerventilen als noch vertretbarer Aufwand angesehen.
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Bei
der letztgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung ist es für eine Verstellung der Federsteifigkeit
der betreffenden Luftfedern in beide Richtungen vorteilhaft, wenn
im unbetätigten Ruhezustand zumindest das der zugeordneten
Luftfeder jeweils nächstgelegene äußere Steuerventil
geöffnet und zumindest das dem äußeren
Steuerventil nachgeordnete Steuerventil geschlossen ist. Ausgehend
von einer mittleren Federsteifigkeit der betreffenden Luftfedern,
die sich im unbetätigten Ruhezustand der Steuerventile
einstellt, kann dann bei jeder der betreffenden Luftfedern die Federsteifigkeit
durch das Schließen des jeweils nächstgelegenen äußeren
Steuerventils erhöht und durch das Öffnen des
nachgeordneten Steuerventils erhöht werden.
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Alternativ
oder ergänzend zu einer seriellen Anordnung von Zusatzluftkammern
können auch mehrere gemeinsame Zusatzluftkammern in paralleler
Anordnung in etwa mittig zwischen den zwei betreffenden Luftfedern
angeordnet sein und zumindest über jeweils ein Steuerventil
und eine gemeinsame Verbindungsleitung mit den Hauptluftkammern
der betreffenden Luftfedern in Verbindung stehen. In diesem Fall
können die Zusatzluftkammern, ähnlich wie bei
der seriellen Anordnung mehrerer Zusatzluftkammern, zur Erzielung
unterschiedlicher oder gleicher Federsteifigkeiten der beiden Luftfedern
in unterschiedlicher Kombination mit den Hauptluftkammern verbunden
werden. Gegenüber der seriellen Anordnung werden bei der
parallelen Anordnung der Zusatzluftkammern jedoch mehr Steuerventile
benötigt.
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Vorteilhaft
ist mindestens eine der gemeinsamen Zusatzluftkammern der vorbeschriebenen
Anordnungen, bei einer seriellen Anordnung mehrerer ungeradzahliger
Zusatzluftkammern bevorzugt die mittlere Zusatzluftkammer, über
ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle und über
ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar. Somit können
die betreffenden Luftfedern durch eine entsprechende Schaltung der
Steuerventile bedarfsweise unabhängig voneinander oder
gemeinsam mit Druckluft befüllt oder entleert werden.
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Alternativ
oder zusätzlich zu der in etwa mittigen zentralen Anordnung
und damit räumlich neutralen Zuordnung mindestens einer
Zusatzluftkammer kann jeder der betreffenden Luftfedern auch mindestens
eine Zusatzluftkammer zumindest räumlich zugeordnet sein.
Hierzu kann nahe der mindestens zwei Luftfedern jeweils mindestens
eine Zusatzluftkammer angeordnet und über ein Steuerventil
unmittelbar mit der Hauptluftkammer der betreffenden Luftfeder verbindbar
sein. Die beiden Zusatzluftkammern sind in diesem Fall zumindest über
eine gemeinsame Verbindungsleitung und ein Steuerventil miteinander verbindbar
und voneinander trennbar, so dass die der einen Luftfeder zugeordnete
Zusatzluftkammer bedarfsweise auch mit der Hauptluftkammer einer
anderen Luftfeder desselben Druckluftkreises verbindbar ist, und
die Hauptluftkammern beider Luftfedern über die zugeordneten
Zusatzluftkammern, die Verbindungsleitung und die betreffenden Steuerventile miteinander
verbindbar sind.
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Zur
Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten können
auch bei der vorbeschriebenen dezentralen Anordnung der Zusatzluftkammern
nahe der mindestens zwei Luftfedern jeweils mehrere Zusatzluftkammern
in serieller Anordnung und über jeweils ein Steuerventil
miteinander verbindbar angeordnet sein, die beiden äußeren
Zusatzluftkammern jeweils über ein Steuerventil unmittelbar
mit der Hauptluftkammer der betreffenden Luftfeder verbindbar sein,
und die beiden inneren Zusatzluftkammern zumindest über eine
gemeinsame Verbindungsleitung und ein Steuerventil miteinander verbindbar
sein.
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Damit
bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Steuerungsvorrichtung die betreffenden Luftfedern im unbetätigten
Ruhezustand der Steuerventile eine mittlere Federsteifigkeit aufweisen,
die durch das Zu- und Abschalten mindestens einer Zusatzluftkammer
in beide Richtungen veränderbar ist, sind im unbetätigten
Ruhezustand zweckmäßig zumindest das der zugeordneten
Luftfeder jeweils nächstgelegene äußere
Steuerventil geöffnet und das der gemeinsamen Verbindungsleitung
zugeordnete Steuerventil geschlossen.
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Alternativ
oder zusätzlich zu der seriellen Anordnung mehrerer Zusatzluftkammern
können nahe der mindestens zwei Luftfedern auch jeweils
mehrere Zusatzluftkammern in paralleler Anordnung angeordnet und über
jeweils ein Steuerventil unmittelbar mit der Hauptluftkammer der
betreffenden Luftfeder verbindbar sein, und die Zusatzluftkammern
der beiden Luftfedern über jeweils ein Steuerventil und
zumindest eine gemeinsame Verbindungsleitung miteinander in Verbindung
stehen.
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Bei
den zuletzt beschriebenen Federungseinrichtungen mit dezentraler
Anordnung der Zusatzluftkammern ist bevorzugt die gemeinsame Verbindungsleitung über
ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle und über
ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar, so dass die betreffenden
Luftfedern durch eine entsprechende Schaltung der Steuerventile
bedarfsweise unabhängig voneinander oder gemeinsam mit
Druckluft befüllt oder entleert werden können.
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Um
die Steuerungsmöglichkeiten der vorbeschriebenen Ausführungen
von Federungseinrichtungen zusätzlich zu erweitern, ist
zweckmäßig vorgesehen, dass mindestens zwei, jeweils
durch die Verbindbarkeit der Hauptluftkammern von mindestens zwei
Luftfedern mit mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer gebildete
Druckluftkreise zumindest mittels eines zwischen zwei Bauteilen
der beiden Druckluftkreise, wie Hauptluftkammern, Zusatzluftkammern
oder Verbindungsleitungen, angeordneten Steuerventils miteinander
koppelbar sind. Somit besteht auch die Möglichkeit, eine
Hauptluftkammer einer Luftfeder oder mehrerer Luftfedern eines Druckluftkreises
bedarfsweise zusätzlich mit mindestens einer Zusatzluftkammer
eines anderen Druckluftkreises zu verbinden. Ebenso können
die Luftfedern der mindestens zwei Druckluftkreise hierdurch steuerungstechnisch
miteinander verbunden werden.
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Eine ähnliche
Funktionalität ist jedoch auch dadurch erzielbar, dass
mindestens zwei, jeweils durch die Verbindbarkeit der Hauptluftkammern
von mindestens zwei Luftfedern mit mindestens einer gemeinsamen
Zusatzluftkammer gebildete Druckluftkreise durch die Verwendung
zumindest eines gemeinsamen Bauteils, wie einer Hauptluftkammer,
einer Zusatzluftkammer oder einer Verbindungsleitung, miteinander
gekoppelt sind.
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Um
einen intermittierenden Betrieb eines Luftkompressors und eine schnelle
Druckbefüllung der Hauptluftkammer einer Luftfeder und
der mit dieser verbundenen Zusatzluftkammern zu ermöglichen,
sollte mindestens eine der Zusatzluftkammern des betreffenden Druckluftkreises
als ein Druckspeicher ausgebildet sein, in dem bedarfsweise Druckluft auf
einem Druck gehalten werden kann, der über dem in den Hauptluftkammern
der zugeordneten Luftfedern herrschenden Druck liegt.
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Zur
Begrenzung des steuerungstechnischen Aufwands zur Druckbefüllung
und Druckabsenkung mindestens einer zugeordneten Luftfeder ist zumindest
eine als Druckspeicher ausgebildete Zusatzluftkammer eines Druckluftkreises
zweckmäßig unmittelbar über ein Befüllventil
mit einer Druckluftquelle und über ein Ablassventil mit
der Umgebung verbindbar.
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Alternativ
dazu kann zumindest eine als Druckspeicher ausgebildete Zusatzluftkammer
eines Druckluftkreises auch über mindestens ein Steuerventil
mit derjenigen Zusatzluftkammer oder der Verbindungsleitung verbindbar
sein, die über ein Befüllventil mit einer Druckluftquelle
und über ein Ablassventil mit der Umgebung verbindbar ist.
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Die
zuvor beschriebenen, zentral zwischen den Hauptluftkammern von mindestens
zwei Luftfedern und/oder dezentral nahe der Hauptluftkammern der
Luftfedern angeordneten Zusatzluftbehälter sind bevorzugt
besonders Platz sparend als ohnehin vorhandene Höhlkörper
ausgebildet oder innerhalb dieser Hohlkörper angeordnet.
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Demzufolge
ist vorgesehen, dass ein Hohlkörper der Achs- und/oder
Radaufhängung als Zusatzluftkammer ausgebildet ist oder
eine Zusatzluftkammer enthält. Ebenso kann ein Hohlkörper
des Fahrzeugrahmens und/oder der Fahrzeugkarosserie als Zusatzluftkammer
ausgebildet sein oder eine Zusatzluftkammer enthalten.
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Um
den Kostenaufwand und den Bauraumbedarf für mehrere Zusatzluftkammern
zu reduzieren, ist zweckmäßig zumindest eine der
Verbindungsleitungen als eine Zusatzluftkammer ausgebildet und steht über
jeweils zwei endseitig angeordnete Steuerventile mit den benachbarten
Bauteilen des betreffenden Druckluftkreises, wie einer Hauptluftkammer,
einer Zusatzluftkammer oder einer weiteren Verbindungsleitung, in
Verbindung.
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Eine
als Zusatzluftkammer ausgebildete und als solche genutzte Verbindungsleitung
besteht mit Ausnahme von Anschlusselementen, wie Befestigungsfittings,
bevorzugt aus einem elastischen Material, da hierdurch die Federsteifigkeit
des betreffenden Zusatzvolumens einem größeren
Zusatzvolumen einer starren Zusatzluftkammer entspricht.
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Demzufolge
ist eine als Zusatzluftkammer ausgebildete Verbindungsleitung bevorzugt
weitgehend als ein gewebeverstärkter Gummischlauch ausgeführt.
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Zur
Reduzierung der Bauteilkosten und des Steuerungsaufwands der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung sind möglichst viele der Steuerventile
bevorzugt als Magnetschaltventile und baugleich ausgebildet.
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Zur
Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung
mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser
zeigt beispielhaft und in schematischer Form
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1 eine
erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung mit zwei Luftfedern einer Fahrzeugachse,
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2 eine
zweite Variante der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung
mit zwei Luftfedern einer Fahrzeugachse,
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3 eine
dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung mit zwei Luftfedern einer Fahrzeugachse,
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4 eine
vierte Variante der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung
mit zwei Luftfedern einer Fahrzeugachse,
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5 eine
fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung mit zwei Luftfedern einer Fahrzeugachse,
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6 eine
sechste Variante der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung
mit zwei Luftfedern einer Fahrzeugachse,
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7 eine
siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung mit vier Luftfedern von zwei Fahrzeugachsen,
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8 eine
achte Variante der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung
mit vier Luftfedern von zwei Fahrzeugachsen,
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9 eine
neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung mit vier Luftfedern von zwei Fahrzeugachsen,
und
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10 eine
zehnte Variante der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung
mit vier Luftfedern von zwei Fahrzeugachsen.
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In
einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.1 nach 1 ist den
Fahrzeugrädern 2a, 2b einer Fahrzeugachse
jeweils eine Luftfeder 3a, 3b mit jeweils einer
Hauptluftkammer 4a, 4b zugeordnet, d. h. zwischen
einem beweglichen Bauteil der betreffenden Radaufhängung,
wie z. B. einem Querlenker, und einem Bauteil des Fahrzeugaufbaus,
wie z. B. dem Fahrzeugchassis oder der Fahrzeugkarosserie, angeordnet.
Die Hauptluftkammern 4a, 4b der beiden Luftfedern 3a, 3b stehen
jeweils über ein erstes Steuerventil 5a, 5b mit
einer Verbindungsleitung 6a, 6b und über
diese sowie ein zweites Steuerventil 5c, 5d mit
einer gemeinsamen, in etwa mittig zwischen den beiden Luftfedern 3a, 3b angeordneten
Zusatzluftkammer 7a in Verbindung. Die beiden Verbindungsleitungen 6a, 6b stellen
vorliegend selbst Zusatzluftkammern dar und sind daher bevorzugt
elastisch ausgebildet, z. B. als gewebeverstärkte Gummischläuche
ausgeführt. Die gemeinsame Zusatzluftkammer 7a ist
als ein Druckspeicher ausgebildet und über ein Befüllventil 8 mit
einer Druckluftquelle und über ein Ablassventil 9 mit
der Umgebung 10 verbindbar.
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Die
Druckluftquelle wird durch eine Kompressorpumpe 11 gebildet,
die von einem Elektromotor 12 antreibbar ist, und mittels
der bei geöffnetem Befüllventil 8 Druckluft
aus der Umgebung 10 über einen Filter 13 in
die Zusatzluftkammer 7a gefördert und somit der
Druck in der Zusatzluftkammer 7a erhöht werden
kann. Ebenso kann durch Öffnen des Ablassventils 9 Druckluft
aus der Zusatzluftkammer 7a abgelassen und somit der Druck
in der Zusatzluftkammer 7a reduziert werden.
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Durch
sequenzielles Öffnen der Steuerventile 5a, 5c, 5d; 5b, 5d, 5c können
die Hauptluftkammern 4a; 4b der Luftfedern 3a; 3b jeweils
stufenweise mit der nächstgelegenen Verbindungsleitung 6a; 6b,
mit der gemeinsamen Zusatzluftkammer 7a, und mit der entfernten
Verbindungsleitung 6b; 6a verbunden werden, wodurch
das mit der betreffenden Hauptluftkammer 4a; 4b verbundene
Gesamtluftvolumen jeweils erhöht und somit die Federsteifigkeit der
betreffenden Luftfeder 3a; 3b jeweils verringert wird.
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Um
eine einfache Steuerung der Federsteifigkeit der Luftfedern 3a, 3b in
beide Richtungen zu ermöglichen, sind im unbetätigten
Ruhezustand bevorzugt die äußeren Steuerventile 5a, 5b geöffnet und
die inneren Steuerventile 5c, 5d geschlossen. Bei
einer Kurvenfahrt kann dann einer fliehkraftbedingten Seitenneigung
des Fahrzeugaufbaus entgegengewirkt werden, indem die Federsteifigkeit
der kurvenäußeren Luftfeder 3a; 3b durch
Schließen des zugeordneten äußeren Steuerventils 5a; 5b erhöht und
die Federsteifigkeit der kurveninneren Luftfeder 3b; 3a durch
das Öffnen der zugeordneten inneren Steuerventils 5d; 5c reduziert
wird. Die an sich vorhandene Quersperre zwischen beiden Luftfedern 3a, 3b kann
bedarfsweise durch das Öffnen aller Steuerventile 5a, 5b, 5c, 5d aufgehoben
werden, was z. B. innerhalb der Funktion einer Niveauregulierung
zum Anheben oder Absenken des Fahrzeugaufbaus an der betreffenden
Fahrzeugachse genutzt werden kann.
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Eine
zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.2 nach 2 unterscheidet
sich bei sonst identischem Aufbau von der ersten Variante nach 1 dadurch, dass
anstelle einer Zusatzluftkammer 7a nunmehr drei gemeinsame
Zusatzluftkammern 7a, 7b und 7c in serieller
Anordnung und über jeweils ein Steuerventil 5e, 5f miteinander
verbindbar in etwa mittig zwischen den zwei betreffenden Luftfedern 3a, 3b angeordnet
sind. Hierdurch ergeben sich erweiterte Steuerungsmöglichkeiten,
die es z. B. ohne die Aufhebung der Quersperre erlauben, dass die
Hauptluftkammern 4a; 4b der beiden Luftfedern 3a; 3b gleichzeitig
mit der jeweils nahe gelegenen äußeren Zusatzluftkammer 7b; 7c,
oder die Hauptluftkammer 4a der einen Luftfeder 3a mit
der nahe gelegenen äußeren Zusatzluftkammer 7b und
der mittleren Zusatzluftkammer 7a sowie die Hauptluftkammer 4b der
anderen Luftfeder 3b mit der nahe gelegenen äußeren Zusatzluftkammer 7c verbunden
werden kann.
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Die
mittlere Zusatzluftkammer 7a ist unmittelbar über
das Befüllventil 8 mit der Kompressorpumpe 11 und über
das Ablassventil 9 mit der Umgebung 10 verbindbar,
so dass der Druck in den Hauptluftkammern 4a, 4b der
Luftfedern 3a, 3b durch eine entsprechende Schaltung
der Steuerventile 5a–5f bedarfsweise
unabhängig voneinander auf unterschiedliche Werte oder
gemeinsam auf einen einheitlichen Wert eingestellt werden kann.
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In
einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.3 nach 3 sind im
Unterschied zu der Variante nach 1 anstelle
einer einzigen Zusatzluftkammer 7a nunmehr zwei Zusatzluftkammern 7a, 7d vorgesehen,
die in paralleler Anordnung in etwa mittig zwischen den zwei Luftfedern 3a, 3b angeordnet
sind und über jeweils ein inneres Steuerventil 5c, 5g; 5d, 5h,
eine gemeinsame Verbindungsleitung 6a; 6b und ein
gemeinsames äußeres Steuerventil 5a; 5b mit den
Hauptluftkammern 4a; 4b der beiden Luftfedern 3a; 3b in
Verbindung stehen. Auch hierdurch ergeben sich erweiterte Steuerungsmöglichkeiten,
die z. B. dazu genutzt werden können, die Hauptluftkammern 4a, 4b beider
Luftfedern 3a, 3b gleichzeitig mit jeweils einer
der beiden Zusatzluftkammern 7a, 7d oder die Hauptluftkammer 4a einer
Luftfeder 3a mit beiden Zusatzluftkammern 7a, 7d zu
verbinden, ohne hierzu die Quersperre aufheben zu müssen. Zur
bedarfsweisen Druckbefüllung und Druckabsenkung ist eine
der beiden parallel angeordneten Zusatzluftkammern 7a, 7d unmittelbar über
das Befüllventil 8 mit der Kompressorpumpe 11 und über
das Ablassventil 9 mit der Umgebung 10 verbindbar.
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In
einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.4 nach 4 ist den
beiden Luftfedern 3a und 3b einer Fahrzeugachse
jeweils eine Zusatzluftkammer 7e, 7f räumlich
nahe zugeordnet, d. h. jeweils nahe der betreffenden Luftfeder 3a, 3b angeordnet
und über ein Steuerventil 5i, 5j unmittelbar
mit der Hauptluftkammer 4a, 4b der betreffenden
Luftfeder 3a, 3b verbindbar. Die beiden Zusatzluftkammern 7e, 7f sind über jeweils
ein weiteres Steuerventil 5k, 51 und eine gemeinsame
Verbindungsleitung 6c miteinander verbindbar und voneinander
trennbar. Die beiden Zusatzluftkammern 7e, 7f sind
bevorzugt als Druckspeicher und die gemeinsame Verbindungsleitung 6c als Zusatzluftkammer
ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können
die Zusatzluftkammern 7e, 7f trotz der räumlichen
nahen Zuordnung zu den Luftfedern 3a, 3b durch
eine entsprechende Schaltung der Steuerventile bedarfsweise auch
jeweils mit der Hauptluftkammer 4b, 4a der gegenüberliegenden
Luftfeder 3b, 3a verbunden werden. Zur Ermöglichung
einer Druckbefüllung und Druckabsenkung der Luftfedern 3a, 3b und
der Zusatzluftkammern 7e, 7f ist die gemeinsame
Verbindungsleitung 6c unmittelbar über ein Befüllventil 8 mit
der Kompressorpumpe 11 und über das Ablassventil 9 mit
der Umgebung 10 verbindbar.
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In
einer fünften Variante der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.5 nach 5 sind gegenüber
der vierten Ausführungsform nach 4 anstelle
jeweils einer federnahen Zusatzluftkammer 7e, 7f nunmehr
jeweils zwei Zusatzluftkammern 7e, 7g; 7f; 7h in
serieller Anordnung vorgesehen. Die beiden Zusatzluftkammern 7e, 7g; 7f, 7h sind
jeweils über ein zusätzliches Steuerventil 5m; 5n miteinander
verbindbar und voneinander trennbar. Die äußeren
Zusatzluftkammern 7e; 7f sind jeweils über
ein Steuerventil 5i, 5j unmittelbar mit der Hauptluftkammer 4a, 4b der
benachbarten Luftfeder 3a, 3b verbindbar. Die
inneren Zusatzluftkammern 7g; 7h sind über
jeweils ein weiteres Steuerventil 5k, 51 und eine gemeinsame
Verbindungsleitung 6c miteinander verbindbar und voneinander
trennbar. Die hierdurch erweiterten Steuerungsmöglichkeiten
ergeben sich aus den Kombinationsmöglichkeiten zur Zu-
und Abschaltung der Zusatzluftkammern 7e, 7g, 7h, 7f und der
gemeinsamen Verbindungsleitung 6c zu bzw. von den Hauptluftkammern 4a, 4b der
Luftfedern 3a, 3b.
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Als
Alternative zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform
ist in 6 eine sechste Variante der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.6 abgebildet, bei der anstelle einer
seriellen Anordnung jeweils zwei Zusatzluftkammern 7e, 7i; 7f, 7j jeweils in
paralleler Anordnung nahe der Luftfedern 3a, 3b angeordnet
sind. Die Zusatzluftkammern 7e, 7i; 7f, 7j sind
jeweils über ein äußeres Steuerventil 5i, 50; 5j, 5p unmittelbar
mit der Hauptluftkammer 4a; 4b der benachbarten
Luftfeder 3a; 3b und über ein inneres Steuerventil 5k, 5q; 51, 5r mit
der gemeinsamen Verbindungsleitung 6c und miteinander verbindbar.
Hierdurch ergeben sich vielfältige Kombinationsmöglichkeiten
zur Zu- und Abschaltung der Zusatzluftkammern 7e, 7i, 7f, 7j zu
bzw. von den Hauptluftkammern 4a, 4b der Luftfedern 3a, 3b und
entsprechend erweiterte Steuerungsmöglichkeiten.
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In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Federungseinrichtung 1.7, 1.8, 1.9 und 1.10 nach 7 bis 10 ist
beispielhaft veranschaulicht, wie zwei oder drei Druckluftkreise,
die jeweils durch die Verbindbarkeit der Hauptluftkammern 4a, 4b, 4c, 4d von
jeweils mindestens zwei Luftfedern 3a, 3b, 3c, 3d mit
mindestens einer gemeinsamen Zusatzluftkammer gebildet sind, zweckmäßig
miteinander gekoppelt sein können.
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In
einem siebten Ausführungsbeispiel nach 7 besteht
ein erster Druckluftkreis entsprechend der Anordnung nach 1 aus
den Hauptluftkammern 4a, 4b der Luftfedern 3a, 3b einer
zwei Fahrzeugräder 2a, 2b aufweisenden
ersten Fahrzeugachse, wie z. B. der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, einer
gemeinsamen Zusatzluftkammer 7a, und zwei Verbindungsleitungen 6a; 6b mit
jeweils zwei endseitig angeordneten Steuerventilen 5a, 5c; 5b, 5d,
wobei die gemeinsame Zusatzluftkammer 7a über
ein Befüllventil 8 mit der Kompressorpumpe 11 und über ein
Ablassventil 9 mit der Umgebung 10 verbindbar ist.
Ein zweiter Druckluftkreis weist den prinzipiell gleichen Aufbau
auf und wird aus den Hauptluftkammern 4c, 4d der
Luftfedern 3c, 3c einer zwei Fahrzeugräder 2c, 2d aufweisenden
zweiten Fahrzeugachse, wie z. B. der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs,
einer gemeinsamen Zusatzluftkammer 7a', und zwei Verbindungsleitungen 6a'; 6b' mit
jeweils zwei endseitig angeordneten Steuerventilen 5a', 5c'; 5b', 5d' gebildet.
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Zur
Druckbefüllung und Druckabsenkung der Hauptluftkammern 4c, 4d und
der Zusatzluftkammer 7a' des zweiten Druckluftkreises ist
eine bedarfsweise ebenfalls als Zusatzluftkammer nutzbare Verbindungsleitung 14 vorgesehen,
die zwischen den Zusatzluftkammern 7a, 7a' der
beiden Druckluftkreise angeordnet und über jeweils ein
endseitiges Steuerventil 15a, 15b mit diesen verbindbar
bzw. von diesen trennbar ist. Durch eine bedarfsweise Verbindung
der Zusatzluftkammer beiden 7a; 7a' mit der Verbindungsleitung 14 sowie
gegebenenfalls der Zusatzluftkammer 7a'; 7a und
zumindest einer Verbindungsleitung 6a', 6b; 6a, 6b der
anderen Fahrzeugachse ergeben sich zudem erweiterte Steuerungsmöglichkeiten
zur individuellen Verstellung der Federsteifigkeit der Luftfedern 3a–3d der
beiden Fahrzeugachsen.
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Des
weiteren können beispielsweise die Hauptluftkammern (z.
B. 4a, 4c) der Luftfedern (z. B. 3a, 3c)
einer Fahrzeugseite bei geschlossenen Steuerventilen (hier beispielhaft 5d, 5d' oder 5b, 5b')
der Verbindungsleitungen (hier 6b, 6b') der gegenüberliegenden
Fahrzeugseite durch das Öffnen der entsprechenden Steuerventile
(hier beispielhaft 5a, 5a', 5c, 5c', 15a, 15b)
bedarfsweise über die Verbindungsleitungen (hier 6a, 6a')
und die beiden Zusatzluftkammern 7a, 7a' miteinander
verbunden werden. Ebenso kann durch eine entsprechende Betätigung der
Steuerventile (z. B. Steuerventile 5b, 5a' oder 5d, 5c' geschlossen
und Steuerventile 5a, 5c und 5b', 5d' geöffnet)
bedarfsweise eine Verbindung der Hauptluftkammern (hier 4a, 4d)
der zwei diagonal gegenüberliegenden Fahrzeugrädern
(hier 2a, 2d) zugeordneten Luftfedern (hier 3a, 3d)
hergestellt werden.
-
In
einem achten Ausführungsbeispiel nach 8 entspricht
der erste Druckluftkreis mit den Hauptluftkammern 4a, 4b der
Luftfedern 3a, 3b einer zwei Fahrzeugräder 2a, 2b aufweisenden
ersten Fahrzeugachse, einer gemeinsamen Zusatzluftkammer 7a,
und zwei Verbindungsleitungen 6a; 6b mit jeweils
zwei endseitig angeordneten Steuerventilen 5a, 5c; 5b, 5d demjenigen
der ersten Ausführungsform nach 1 bzw. des
siebten Ausführungsbeispiels nach 7. Zwei
weitere Druckluftkreise werden jeweils durch die Hauptluftkammer 4a; 4b einer
der Luftfedern 3a, 3b der ersten Fahrzeugachse,
durch die Hauptluftkammer 4c; 4d einer auf derselben Fahrzeugseite
angeordneten Luftfeder 3c; 3d einer zweiten Fahrzeugachse,
durch eine Zusatzluftkammer 16; 16' mit einem
federseitigen Steuerventil 17a, 17a', und durch
eine Verbindungsleitung 18; 18' mit zwei endseitigen
Steuerventilen 17b, 17c; 17b', 17c' gebildet.
Die Zusatzluftkammern 16, 16' sind als Druckspeicher
ausgebildet, und die Verbindungsleitungen sind zusätzlich
als Zusatzluftkammern nutzbar.
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Zur
bedarfsweisen Druckbefüllung und Druckabsenkung der Hauptluftkammern 4c, 4d der Luftfedern 3c, 3d der
zweiten Fahrzeugachse und der Zusatzluftkammern 16, 16' des
zweiten und dritten Druckluftkreises sowie zu deren bedarfsweisen Verbindung
ist eine verzweigte Verbindungsleitung 19 vorgesehen, die
zwischen den Zusatzluftkammern 7a, 16, 16' der
drei Druckluftkreise angeordnet ist und über jeweils ein
endseitiges Steuerventil 20a, 20b, 20c mit
diesen verbindbar bzw. von diesen trennbar ist.
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Durch
die Kopplungs- und Schaltmöglichkeiten der drei Druckluftkreise
ergeben sich erweiterte Steuerungsmöglichkeiten, wie z.
B. die gemeinsame Erhöhung oder Verringerung der Federsteifigkeit
der Luftfedern 3a, 3c; 3b, 3d einer
Fahrzeugseite durch die Abschaltung oder Zuschaltung von Zusatzluftkammern 7a, 16, 16' oder
der als Zusatzluftkammern nutzbaren Verbindungsleitungen 6a, 6b, 18, 18' oder die
einseitige Anhebung oder Absenkung des Fahrzeugaufbaus durch eine
Druckerhöhung oder Druckabsenkung in den betreffenden Hauptluftkammern 4a, 4c; 4b, 4d.
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Ein
neuntes Ausführungsbeispiel nach 9 unterscheidet
sich von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch,
dass die zwei weiteren Druckluftkreise jeweils diagonal zwischen
den Fahrzeugrädern 2a, 2b, 2c, 2d von
zwei Fahrzeugachsen eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind und jeweils durch
die Hauptluftkammer 4a; 4b einer der Luftfedern 3a; 3b der
ersten Fahrzeugachse, durch die Hauptluftkammer 4d; 4c einer
auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordneten Luftfeder 3d; 3c der
zweiten Fahrzeugachse, durch eine in etwa mittig angeordnete gemeinsame
Zusatzluftkammer 21, und durch jeweils zwei beidseitig
der Zusatzluftkammer 21 angeordnete Verbindungsleitungen 22a, 22b; 22a', 22b' mit
jeweils zwei endseitigen Steuerventilen 23a, 23b, 23c, 23d; 23a', 23b', 23c', 23d' gebildet
sind. Die gemeinsame Zusatzluftkammer 21 ist als Druckspeicher
und die Verbindungsleitungen 22a, 22b, 22a' 22b' als
zusätzliche Zusatzluftkammern ausgebildet.
-
Zur
Druckbefüllung und Druckabsenkung der Hauptluftkammern 4c, 4d der
Luftfedern 3c, 3d der zweiten Fahrzeugachse und
der gemeinsamen Zusatzluftkammer 21 des zweiten und dritten
Druckluftkreises ist zwischen der Zusatzluftkammer 7a des ersten
Druckluftkreises und der gemeinsamen Zusatzluftkammer 21 eine
Verbindungsleitung 24 angeordnet, die durch zwei endseitige
Steuerventile 25a, 25b mit diesen verbindbar bzw.
gegenüber diesen absperrbar ist. Wesentlicher Vorteil dieses
Ausführungsbeispiel ist die wahlweise mögliche
Kopplung und gemeinsame Druckbefüllung oder Druckabsenkung
der Hauptluftkammern 4a, 4b, 4c, 4d der
Luftfedern 3a, 3b; 3c, 3d einer
Fahrzeugachse, der Luftfedern 3a, 3c; 3b, 3d einer
Fahrzeugseite und der einander diagonal gegenüberliegenden
Luftfedern 3a, 3d; 3b, 3c.
-
Um
gewisse Schaltungskombinationen zu ermöglichen, die aufgrund
der gemeinsamen Zusatzluftkammer 21 in der Federungseinrichtung
des neunten Ausführungsbeispiels ausgeschlossen sind, weisen
die diagonalen Druckluftkreise in dem zehnten Ausführungsbeispiel
nach 10 bei sonst gleichem Aufbau jeweils eine eigene
Zusatzluftkammer 21a, 21b auf. Hierdurch können
z. B. die Hauptluftkammern 3a, 3d; 3b, 3c der
zueinander diagonal gegenüberliegenden Luftfedern 3a, 3d; 3b, 3c gleichzeitig
unabhängig voneinander, z. B. auch mit unterschiedlichen
Druckniveaus miteinander verbunden werden. Zur bedarfsweisen Kopplung
und Druckbefüllung bzw. Druckabsenkung der beiden diagonalen Druckluftkreise
sind die beiden Zusatzluftkammern 21a, 21b über
eine verzweigte Verbindungsleitung 26 und drei endseitige
Steuerventile 27a, 27b, 27c wahlweise
miteinander und separat oder gemeinsam mit der Zusatzluftkammer 7a des
ersten Druckluftkreises verbindbar.
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- 1.1
- Federungseinrichtung
- 1.2
- Federungseinrichtung
- 1.3
- Federungseinrichtung
- 1.4
- Federungseinrichtung
- 1.5
- Federungseinrichtung
- 1.6
- Federungseinrichtung
- 1.7
- Federungseinrichtung
- 1.8
- Federungseinrichtung
- 1.9
- Federungseinrichtung
- 1.10
- Federungseinrichtung
- 2a–2d
- Fahrzeugrad
- 3a–3d
- Luftfeder
- 4a–4d
- Hauptluftkammer
- 5a–5r
- Steuerventil
- 5a'–5d'
- Steuerventil
- 6a–6c
- Verbindungsleitung
- 6a'–6b'
- Verbindungsleitung
- 7a–7j
- Zusatzluftkammer
- 7a'
- Zusatzluftkammer
- 8
- Befüllventil
- 9
- Ablassventil
- 10
- Umgebung
- 11
- Kompressorpumpe
- 12
- Elektromotor
- 13
- Filter
- 14
- Verbindungsleitung
- 15a,
15b
- Steuerventil
- 16,
16'
- Zusatzluftkammer
- 17a–17
- Steuerventil
- 17a'–17c'
- Steuerventil
- 18,
18'
- Verbindungsleitung
- 19
- Verbindungsleitung
- 20a–20c
- Steuerventil
- 21
- Zusatzluftkammer
- 21a,
21b
- Zusatzluftkammer
- 22a,
22b
- Verbindungsleitung
- 22a',
22b'
- Verbindungsleitung
- 23a–23d
- Steuerventil
- 23a'–23d'
- Steuerventil
- 24
- Verbindungsleitung
- 25a,
25b
- Steuerventil
- 26
- Verbindungsleitung
- 27a–27c
- Steuerventil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4018712
A1 [0005]
- - DE 20302274 U1 [0006]
- - DE 3233160 A1 [0007]
- - DE 1050669 B [0009]
- - DE 4211628 C2 [0010]
- - DE 10009392 A1 [0011]