DE1103155B - Ventilanlage zur Regelung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen mit Gasfederung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanlage zur Regelung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen mit Gasfederung mit Ventilgehäusen, die Ein- und Auslaßkanäle zur Zufuhr bzw. Abfuhr von Gas zu bzw. von den Gasfedern und unabhängig voneinander wirkende Ventilglieder zum öffnen und Schließen dieser Kanäle in Abhängigkeit von, einer auf Änderungen der Bodenfreiheit ansprechenden Betätigungseinrichtung enthalten.

Bei gewissen Betriebsbedingungen, z. B. bei Fahrt über eine unregelmäßige Fahrbahn, ist es erwünscht, zeitweise eine größere Bodenfreiheit des Fahrzeugs wählen zu können.

Die Erfindung ermöglicht dies durch die Anordnung eines zusätzlichen Gasventils, das den unmittelbaren Zustrom des Druckgases (Druckluft) zur Gasfeder unter Durchströmen des Auslaßventils gestattet. Bei Vergrößern der Bodenfreiheit bleibt nämlich das Auslaßventil geöffnet und ermöglicht die unmittelbare durch das Zusatzventil gesteuerte zusätzliche Gaszufuhr zur Gasfeder.

Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasfederung mit einer Ventilanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Querschnitt durch ein Trimmventil 51, 52, 53 oder 54 der Ventilanlage, ■

Fig. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 ein Schnitt durch ein Gas-Zusatzventil der Anlage·,

Fig. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 2 und

Fig. 8 ein schematischer Schnitt durch eine mit Gas arbeitende Feder der Aufhängung mit zugeordnetem Ventil.

Ein mit einer Gasfederung ausgerüstetes Kraftfahrzeug hat gemäß Fig. 1 einen vorderen Rahmenquerträger 10 und eine Hinterachseil. Zwischen der Hinterachse 11 und dem Fahrzeugrahmen 14 sind mit einem Gas arbeitende Federn 12 und 13 angeordnet. Ähnliche Federn¹15 und 16 sind zwischen dem vor- ,. deren Rahmenquerträger 10 und unteren Querlenkern 17 und 18 vorgesehen.

Die Vorderradaufhängung besteht aus diesen unteren Querlenkern 17 und 18, die über Zapfen, 20 bzw. 21 am Querrahmenträger 10 des Rahmens 14 a schwenkbar befestigt sind. An diesem sind schwenkbar um Zapfen 24 und 25 obere Querlenker 22 bzw. 23 befestigt. Der untere Querlenker 17 und der obere Querlenker 22 sind über Zapfen 27 bzw. 26 schwenkbar mit einem Achszapfenträger 39 verbunden, in dem Ventilanlage

zur Regelung der Bodenfreiheit
von Fahrzeugen mit Gasfederung

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: DipL-Ing. E. Vorwerk

und DipL-Ing. K. Walther, Patentanwälte,

Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Januar 1957

John Fred Pribonic, Dayton, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

ein Rad 31 gelagert ist. Die Querlenker 18 und 23 sind über Zapfen 30 bzw. 29 mit einem Achszapfenträger 28 gelenkig verbunden, in dem ein Rad 32 gelagert ist. Die Hinterachse 11 wird von Rädern 33 und 34 getragen.

Jede der Gasfedern 12, 13, 15 und 16 besteht aus einem Metallbehälter 35 (s. Fig. 8), an dessen offenem Rand 37 eine biegsame Membran 36 oder ein Balg befestigt ist. Die Behälter 35 sind starr am Rahmen 14 bzw. 14a befestigt, während die biegsamen Bälge36 mit der Hinterachse 11 bzw. den unteren Querlenkern der Vorderradaufhängung über Stützen 38 verbunden sind. Die Bälge36 gestatten der Hinterachseil und den unteren Querlenkern17 und 18 eine relative Bewegung zum Rahmen 14 bzw. 14 a.

Jede der Gasfedern 12, 13, 15 und 16 ist mit einem unter Druck stehenden Gas, vorzugsweise Luft, gefüllt. Luftaufhängungen und Luftfedern dieser besonderen Art sind bekannt, so daß eine nähere Beschreibung entbehrlich ist.

Da Luft als Fluid für Aufhängungen bevorzugt verwendet wird, werden die Fluidfedem künftig als Luftfedern bezeichnet, wenn auch an Stelle der in der Zeichnung dargestellten Luftfedern auch Federn, die mit Luft und öl arbeiten, verwendet werden können.

Die erforderliche Druckluft wird von einer Pumpe 40 geliefert (Fig. 1), die vorteilhaft von dem Fahr-

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zeugmotor angetrieben wird. Die Pumpe 40 fördert Eine Betätigungseinrichtung 100 für die Ventilüber eine Leitung41 Druckluft in einen Hochdruck- träger 82 und 83 liegt gegen die obere Fläche des behälter 42, wobei der in diesem verfügbare Höchst- Balgs 36 an (Fig. 1, 2 und 8) und bewirkt das Eindruck durch über eine Steuerleitung43 beeinflußte halten einer bestimmten Bodenfreiheit, da sie auf jede Regeleinrichtungen an der Pumpe 40 geregelt wird. 5 Änderung der Bodenfreiheit infolge von Belastungs-Derartige Druckregeleinrichtungen für Hochdruck- änderungen des Fahrzeugs anspricht. Bei Zunahme der behälter sind bekannt, so daß eine nähere Beschrei- Belastung öffnet die Betätigungseinrichtung 100 das bung entbehrlich ist. ₄ Lufteinlaßventil 82, so daß Druckluft in die Luftfeder

Von dem Hochdruckbehälter 42 gelangt die Druck- einströmt. Bei abnehmender Belastung öffnet die Ein-

luft über eine Leitung 44 durch eine Hochdruckkam- io richtung 100 das Auslaßventil 83, so daß aus derLuft-

mer45 eines Steuerventils 50 zu einer Speiseleitung feder Luft abströmt.

46, die mit Abzweigungen an den Einlassen von Die Betätigungseinrichtung 100 besteht aus einem

Trimmventilen 51, 52, 53 und 54 liegt, welche den Hebel 101, der mit einer Rolle 102 gegen die obere

einzelnen Luftfedern 15 bzw. 16 bzw. 12 bzw. 13 zu- Fläche des Balgs 36 anliegt. Das andere Ende des

geordnet sind. 15 Hebels 101 ist an einem U-förmigen Bügel 107 be-

Jedes dieser Trimmventile 51, 52, 53 und 54 ge- festigt, dessen Schenkel 103 und 104 drehbar auf dem

stattet die Zufuhr von Druckluft zur zugeordneten Schaft 85 gelagert und durch eine Scheibe 108 ge-

Luftfeder und die Abfuhr von Luft aus dieser in eine sichert sind. Um die Reibung zu vermindern, sind die

Auslaßleitung 47, so daß ein bestimmter Höhen- Schenkel 103 und 104 über Büchsen 105 und 106 auf

abstand zwischen der Fahrbahn und der gefederten 20 dem Schaft 85 gelagert.

Masse oder dem Rahmen des Fahrzeugs eingehalten Eine zweite, den Schaft 85 umschließende Torsions-

wird. feder 110 liegt mit ihrem einen Ende 111 gegen einen

Die Auslässe der Trimmventile 51, 52, 53 und 54 Anschlagstift 112 am Ventilgehäuse 70 an, während

sind über die Auslaßleitung47 mit einer Auslaßkam- ihr anderes Ende 113 gegen den Bügel 107 drückt, so

mer 55 des Steuerventils 50 verbunden, die wiederum 25 daß die Betätigungseinrichtung 100 in einer Richtung

mit einer zweiten Auslaßkammer 56 des Steuerventils (in Fig. 7 im Uhrzeigersinn) durch die Torsionsfeder

Verbindung hat. Die zweite Auslaßkammer 56 ist über 110 vorbelastet ist.

eine Leitung 57 in an sich bekannter Weise mit einem Der Schenkel 104 des Bügels 107 hat radial ab-Xiederdruckbehälter58 verbunden, in dem die von stehende Lappen 114 und 115 (Fig. 7), die mit den den Luftfedern abströmende Luft gesammelt wird. 30 Lappen der Ventilträger 82 bzw. 83 in Eingriff kom-Der Niederdruckbehälter 58 ist über eine Leitung 59 men, wenn die Betätigungseinrichtung 100 in einer an die Saugseite der Luftpumpe40 angeschlossen. Auf oder der anderen Richtung schwingt. Schwingt die diese Weise steht die aus den Luftfedern abströmende Einrichtung 100 in Fig. 7 entgegen dem Uhrzeiger-Luft in der Anlage für die Luftansaugung zur Ver- sinn, so öffnet der Lappen 114 das Ventil 82, so daß fügung, so daß die Luftpumpe 40 nicht dauernd 35 Druckluft in die Luftfeder eintritt, um einer BeFrischluft in die Aufhängungsanlage anzusaugen lastungszunahme entgegenzuwirken. Bei entgegenbraucht. Diese Anlage weist einen geschlossenen Luft- gesetztem Schwingen der Einrichtung 100 betätigt kreislauf auf und bedarf einer Luftergänzung von dagegen der Lappen 115 das Ventil 83, so daß die außen lediglich, wenn Luftverluste in der Anlage ein- Auslaßöffnung freigelegt wird und Luft aus der Luftgetreten sind. 40 feder abströmen kann, wodurch einer Belastungs-

Es genügt die Beschreibung eines der Trimmventile abnähme entsprochen wird. Der Lappen 114 kann ge-51, 52, 53 und 54, da diese alle gleichartig sind. Es gen den Anschlagstift 112 anfahren, wenn sich der wird hierzu auf die Fig. 2 bis 7 der Zeichnung Bezug Balg 36 in anomalem Ausmaß in bezug auf den Begenommen, hälter 35 zu bewegt, wodurch das Ausmaß der

Jedes Trimmventil hat ein Ventilgehäuse 70 (Fig. 2) 45 Öffnungsbewegung des Auslaßventils 83 begrenzt

zylindrischen Querschnitts, das mit seiner Umfangs- wird.

fläche 71 in der Bohrung einer Büchse 72 sitzt. Diese Die bisher beschriebenen Ventile bewirken in an

Büchse 72 ragt aus dem Behälter 35 der Luftfeder sich bekannter Weise ein Trimmen derart, daß un-

nach außen. Das Ventilgehäuse 70 trägt eine Mutter abhängig von der augenblicklichen Belastung des

73, die auf ein Außengewinde 74 der Büchse 72 auf- 50 Fahrzeugs die gefederte Masse des Fahrzeugs eine

geschraubt ist. Ein Dichtungsring 75 zwischen dem verhältnismäßig konstante Höhe über der Fahrbahn

Ventilgehäuse70 und der Büchse 72 verhindert Luft- beibehält.

Verluste aus der Luftfeder 12. Es gibt indessen Fälle, bei denen ein Anheben der

Das Ventilgehäuse 70 enthält zwei Kanäle (Fig. 4), gefederten Masse über die normale Höhe erwünscht den Einlaßkanal 76 für Druckluft und den Auslaß- 55 ist, so z. B. beim Befahren der Rampe einer Tankkanal 77. Beide Kanäle 76 und 77 haben radiale Ver- stelle mit einem modernen Fahrzeug, die noch für den längerungen 78 bzw. 79, die durch Gummiventile80 Betrieb älterer Fahrzeuge mit verhältnismäßig großer bzw. 81 verschließbar sind. Die Gummiventile 80 und Bodenfreiheit entworfen ist, oder auch beim Fahren 81 sitzen an Ventil trägem 82 bzw. 83 (s. auch Fig. 3). auf einer unregelmäßigen Fahrbahn. Ein zeitweises

Die Ventilträger 82 und 83 sind U-förmig gestaltet 60 Erhöhen der Bodenfreiheit ist also vorteilhaft,

und sitzen mit den freien Enden schwenkbar auf einem Die Einrichtung zur Regelung der Bodenfreiheit hat

Schaft 85, der— in dem Ventilgehäuse 70 gelagert— daher eine HilfsSteuerung, mit der die Bodenfreiheit

sich nach innen erstreckt. Der Ventilträger 82 hat willkürlich vergrößert werden kann.

Lappen 90 und 91 und der Ventilträger 83 Lappen 93 In jedem Ventilgehäuse ist ein Gas-Zusatzventil 125

und 94 (Fig. 3). Eine den Schaft 85 umschließende 65 (Fig. 4, 5 und 6) vorgesehen, das in einer Kammer 126

Torsionsfeder 95 wirkt mit ihren beiden Enden 96 und neben dem Auslaßkanal 77 liegt. Die Kammer 126 ist

97 mit den Ventilträgern 82 bzw. 83 so zusammen, mit dem Auslaßkanal 77 über die Kanalverlängerung

daß die Gummiventile 80 und 81 gegen die Mündun- 79 verbunden. Der in dem Auslaßkanal 77 herr-

gen der Kanalverlängerungen 78 und 79 anliegen sehende Druck kann somit auch in der Kammer 126

(Fig. 4). 70 herrschen.

Das Ventil 125 hat einen Schaft 127, der ein doppellippiges, biegsames Ventilglied 128 trägt. Das Ventilglied 128 ist so ausgebildet, daß es einen Abstrom von Luft verhindert, wenn der Druck auf seiner linken Seite in Fig. 6, d. h. der Druck in der Luftfeder, größer ist als der Druck auf seiner rechten Seite. Ist der Druck in der Ventilkammer 126 jedoch größer als auf der linken Seite des Ventilgliedes 128, so kann Luft aus der Kammer 126 in die Luftfeder einströmen. Das Zusatzventil 128 wirkt somit nur in einer Richtung. Dies kann aber nur eintreten, wenn der Auslaßleitung 47 der Luftaufhängung (Fig. 1) Druckluft zugeleitet wird. Dies wird durch das Steuerventil 50 bewirkt, das vom Fahrer über einen Seilzug 130 betätigt werden kann.

Das Steuerventil 50 hat einen Ventilschieber'131 mit Steuerbunden 132 und 133, die die Auslaßkammern 55 und 56 bilden. Eine Ventilplatte 135 wird normalerweise durch eine Feder 137 gegen einen Ventilsitz 136 gedruckt, so daß die Lufteinlaßkammer 45 von den Auslaßkammern 55, 56 getrennt ist. Die Auslaßkammern 55 und 56 stehen über einen Kanal 138 im Ventilschieber 131 in Verbindung.

In der in Fig. 1 gezeigten Normallage gestattet das Steuerventil 50 das normale Arbeiten der Trimmventile 51, 52, 53 und 54, um eine bestimmte Bodenfreiheit einzuhalten. In dieser Stellung des Steuerventils 50 strömt die Luft vom Hochdruckbehälter 42 über die Leitungen 44 und 46 unter Regelung· durch die Trimmventile 51, 52, 53 und 54 in die Luftfedern 15, 16, 12 und 13. Von den Luftfedern abströmende Luft gelangt über die Leitung 47 zur Auslaßkammer 55 des Steuerventils 50, tritt durch den Kanal 138 im Ventilschieber 131 in die Kammer 56, von wo sie über die Leitung 57 in den Niederdruckbehälter 58 strömt.

Wünscht der Fahrer, die Bodenfreiheit über das normale Maß zu erhöhen, so· bewegt er durch den Seilzug 130 den Ventilschieber 131 nach rechts in Fig. 1, so daß dessen Stirnseite gegen die Ventilplatte 135 anfährt und der Kanal 138 verschlossen wird. Gleichzeitig wird die Ventilplatte 135 von ihrem Sitz 136 gelüftet, so daß die Einlaükammer 45 mit der Auslaßkammer 55 verbunden ist. Da der Kanal 138 abgesperrt ist, kann keine Druckluft über die Leitung 57 zum Niederdruckbehälter 58 entweichen. Die Verbindung der Einlaßkammer 45 mit der Auslaßkammer 55 bewirkt eine Druckluftzufuhr zur Auslaß leitung 47, die nunmehr alle als Rückschlagventile arbeitende Luft-Zusatzventile 125 mit Druckluft versorgt, die unter Umströmen der nachgiebigen Ventilglieder 128 (Fig. 6) in die Luftfedern einströmt. Dieses Einströmen erfolgt in genau gleicher Weise, als wenn die Einlaßventile 82 der Trimmventile geöffnet wären.

Die Druckluft wird den Luftfedern 12, 13, 15 und 16 so lange zugeleitet, wie der Fahrer den Ventilschieber 131 in der rechten Lage festhält, so daß der Fahrzeugrahmen über seine normale Bodenhöhe angehoben wird. Die maximale Erhöhung wird durch nicht dargestellte Anschläge begrenzt, die zwischen der Achse und dem Fahrzeugrahmen liegen.

Wünscht der Fahrer, die normale Bodenfreiheit wiederherzustellen, so zieht er den Seilzug 130 nach links, um den Ventilschieber 131 in seine normale Stellung gemäß Fig. 1 zurückzubewegen. Da das Fahrzeug eine anomal große Bodenfreiheit hat, öffnen die Betätigungseinrichtungen 100 der Trimmventile 51, 52, 53 und 54 in an sich bekannter Weise die Auslaßventile 83, so daß aus den zugeordneten Luftfedern die Luft so lange ausströmt, bis die normale Bodenfreiheit erreicht ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ventilanlage zur Regelung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen mit Gasfederung mit Ventilgehäusen, die Einlaß- und Auslaßkanäle zur Zufuhr bzw. Abfuhr von Gas zu bzw. von den Gasfedern und unabhängig voneinander wirkende Ventilglieder zum öffnen und Schließen dieser Kanäle in Abhängigkeit von einer auf Änderungen der Bodenfreiheit ansprechenden Betätigungseinrichtung enthalten, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Gasventil (125), das den unmittelbaren Zustrom des Druckgases (Druckluft) zur Gasfeder (12) unter Durchströmen des Auslaßventils (83) gestattet.

2. Ventilanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Gasventil (125) einseitig wirkend ausgebildet ist und der Gasfeder (12) nur dann Gas zuleitet, wenn in deren Auslaßkanal (77) ein Druck herrscht, der höher als der normale ist.

3. Ventilanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Torsionsfeder (95), die die Ventilglieder (82, 83) normalerweise geschlossen hält, und durch eine zweite Torsionsfeder (110), die die Betätigungseinrichtung (100) in einer Richtung auf einen Anschlag (112) hin vorbelastet.

4. Ventilanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Schaft (85) aus dem Ventilgehäuse (70) ragt und daß die Ein- und Auslaßkanäle (76, 77) im wesentlichen tangential an einander gegenüberliegenden Seiten des Schaftes (85) liegen und daß die Ventilglieder (82, 83) und die Betätigungseinrichtung (100) von dem Schaft (85) getragen werden.

5. Ventilanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (100) drehbar auf dem Schaft (85) gelagert ist und Lappen (114, 115) trägt, die die zugeordneten Ventilglieder (82 bzw. 83) zum öffnen und Schließen der zugeordneten Kanäle (76, 77) betätigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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