DE1117411B

DE1117411B - Luftfederung fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1117411B
Application number: DEF27071A
Authority: DE
Inventors: Paul E Chuba
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1957-11-25
Filing date: 1958-11-19
Publication date: 1961-11-16
Also published as: FR1203310A; US2955843A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bei der ein einziges Ausgleichsventil für die Höhenregelung eines zu einer Achse gehörenden Fahrzeugräderpaares vorhanden ist.

In bekannten Luftfederungen kann die Höhenregelung durch die Luftfeder mit Hilfe eines Lenkers erfolgen, der ein Ausgleichsventil betätigt. Das Ausgleichsventil gestattet den Zu- und Abfluß der Luft zu bzw. aus der Luftfeder.

Die Benutzung eines einzigen Ausgleichsventils für zwei Luftfedern bringt Schwierigkeiten bezüglich der Verbindung zwischen den beiden Luftfedern. Wenn ein Fahrzeug in eine Kurve einfährt, führt es eine Wankbewegung aus, wobei die Luftfeder an der inneren Seite der Kurve ausgedehnt, an der Außenseite jedoch zusammengedrückt wird. Der Luftdruck in der ausgedehnten Feder wird verringert, während der Luftdruck in der zusammengedrückten Feder selbstverständlich ansteigt. Sofern die Federbälge miteinander in Verbindung stehen, wird aus der komprimierten Feder ein Luftanteil zur Feder mit dem niedrigeren Druck abgeführt, jeweils im Verhältnis zur Krümmung und Ausdehnung der Kurve, und der Widerstand gegen die Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie wird eher vermindert als vergrößert. Jedoch ist die Widerstandsvergrößerung wünschenswert. Die Erfindung besteht daher zur Erreichung dieses Zieles bei Luftfederungen der eingangs geschilderten Art darin, daß die Luftfedern über ein in der Verbindungsleitung der Luftfedern der Räder angeordnetes Zwischenventil verbunden sind, in dem zu jeder Luftfeder ein Paar von zwischen einer gemeinsamen Mittelkammer und federseitigen Außenkammer angeordneten Differentialventilen zugeordnet ist, und daß die Federdruckluft dem Zwischenventil über ein in bekannter Weise mittels eines am Radteil angelenkten Lenkers betätigtes Federluft-Ausgleichsventil, das die Luftzufuhr zum Zwischenventil und die Luftabführung ins Freie regelt, zugeleitet wird.

Ein ähnlicher Nachteil entsteht, wenn das Fahrzeug sich vomibergehend aus der Gleichgewichtslage entfernt und das Ausgleichsventil eine Luftabfuhr aus den Luftfedern zur Widergewinnung des Gleichgewichts einleitet. Eine derartige Lage entsteht nicht nur in Krümmungen, sondern auch dann, wenn ein Fahrzeugrad in ein Schlagloch einsinkt und der Stoßdämpfer des Wagens auf einem Stein oder einer Schwelle hängenbleibt.

In dieser und ähnlichen Lagen könnte eine übermäßige Abfuhr von Luft aus den Luftfedern nachteilig für den sicheren Betrieb des Fahrzeugs nach Luftfederung für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Ford-Werke Aktiengesellschaft,
Köln, Henry-Ford-Straße

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. November 1957 (Nr. 698 583)

Paul E. Chuba, Chicago, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Wiederherstellung des normalen Zustandes sein. Zum Beispiel kann der Luftdruck ,in den Luftfedern auf atmosphärischen Druck herabsinken, wenn der Fahrzeugkörper »hängt«.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Zwischenventils, welches die Abfuhr von Luft aus der jeweiligen Luftfeder nur bis zu einem festen Minimaldruck gestattet.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Druckluft vom Ausgleichsventil zum Zwischenventil und vom letzteren zu. den beiden Luftfedern geleitet. Bei Belastung wird die Luft aus. den Federn durch das Zwischenventil und über das Ausgleichsventil zur Atmosphäre nach außen abgeführt. Das Zwischenventil selbst enthält eine Mittelkammer, in die ein Auslaß- und ein Einlaßkanal münden, welche die Mittelkammer und die jeweiligen Luftfedern verbinden. Ein Steuerventil (Einlaßventil) ist in jedem der Einlaßkanäle angeordnet und auf einen normalen Öffnungsdruck eingestellt, während das andere Steuerventil (Auslaßventil) in jedem der Auslaßkanäle angeordnet ist und einen Einstelldruck aufweist, der dem Druck der Luftfeder bei der stärksten zulässigen Ausdehnung entspricht. Es ist ersichtlich, daß der Luftdruck hierbei nie den Federdruck bei voller Kompression übersteigt und daß die Differenz zwischen der Minimaldruckeinstellung des Auslaß-

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ventils und der Vollkompression der Feder kleiner ist als die Summe der Luftdrücke bei der stärksten Ausdehnung des Federbalges des Einlaßventils mit der Normaleinstellung, so daß in wirksamer Weise der Luftausgleich von einer zur anderen Feder verhindert ist.

Vorteile der Erfindung bestehen also darin, daß die Luft bei vorübergehenden Stoßen nicht von einer zur anderen Feder gelangen kann und daß immer ein Mindestdruck in den Luftfedern aufrechterhalten wird.

Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung, insbesondere in Verbindung mit der Zeichnung, ersichtlich, die ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Das Ausgleichsventil 10 erhält die Druckluft von einer Druckluftquelle, wie z. B. einem Kompressor oder einem Druckbehälter (nicht dargestellt) über Druckluftleitung 11. Ausgleichsventil 10 ist ferner über Leitung 12 mit dem Zwischenventil 13 verbunden. Das Ventil 13 ist seinerseits mit den einzelnen Luftfedern 17, 18 (teilweise dargestellt) über Druckleitungen 14, 16 verbunden. Die Regelung des Ausgleichsventils 10 zur Einstellung der Höhe der Luftfeder erfolgt in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Lenkers am Fahrzeugrahmen.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt zwei durch ein einziges Ausgleichsventil 10 und ein Zwischenventil 13 gesteuerte Luftfedern, die an sich für die Vorder- oder auch Hinterachse des Fahrzeugs Anwendung finden können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Luftfederbälge 17, 18 einer Hinterachsaufhängung gezeichnet. Zwischenventil 13 enthält im Gehäuse 19 eine Mittelkammer 21, die mit der Druckleitung 12 in· Verbindung steht. Jeweils eine äußere Kammer 22 bzw. 23 steht mit der Mittelkammer 21 über Einlaßkanäle 24 und 26 in Verbindung. Einlaßkanäle 24 und 26 enthalten je eine Feder 27 und 27' und ein Kugelventil 28 bzw. 28', wobei die Einlaßkanäle 24, 26 den Ventilsitz bilden. Einlaßventile 28, 28' schließen die Einlaßkanäle und somit die entsprechende Luftfeder vom Ausgleichsventil 10 sowie jeweils die Federn voneinander ab. Die Federn 27, 27' können auf einen normalen Einlaßdruck von 0,35 Atm eingestellt werden. Auslaßkanäle 29 und 31 verbinden ihrerseits die äußeren Kammern 22, 23 mit der Mittelkammer 21. Es ist ersichtlich, daß die äußeren Kammern 22, 23 über Druckleitungen 14, 16 mit den Luftfedern 17 verbunden sind. Auslaßkanäle 29, 31 enthalten in entsprechender Weise Druckfedern 32, 32' und Kugelventile 33, 33', die im Normalzustand die Luftfedern vom Ausgleichsventil und jeweils die Federn voneinander trennen. Die Feder zur Belastung des Auslaßventils 33 bzw. 33' kann so eingestellt sein, daß sie dem minimal angestrebten Luftdruck in der Luftfeder entspricht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Druck der Auslaßfeder auf 2,7 Atm eingestellt. Dieser Druck entspricht dem Luftdruck im Federbalg bei stärkster Ausdehnung bei Stoßbelastung.

Zum Beispiel wird angenommen, daß die Luftfeder 17 und 18 die folgenden Drücke aufweisen: 4 Atm im Normalzustand, 2,7 Atm bei stärkster Ausdehnung und 5,4 Atm bei voller Zusammendrückung. Wenn das Fahrzeug in eine Kurve fährt, wird der Luftdruck in der einen Luftfeder vergrößert und in der entgegengesetzten Luftfeder als Ergebnis der Wankbewegung des Fahrzeugs verringert. Bei einer Linkskurve also vergrößert sich der Luftdruck in der Luftfeder 17 (rechts) so weit, daß das Auslaßventil 33' öffnet und die Luft Zugang zur Mittelkammer 21 erhält. Gleichzeitig versucht diese Druckluft, zur anderen Luftfeder 18 zu gelangen, die sich ausgedehnt hat und deshalb einen kleineren Luftdruck aufweist. Das ist jedoch unmöglich, da ein Luftdruck von 2,7 Atm in der Luftfeder 18 zuzüglich 0,35 Atm an ihrem Einlaßventil, zusammen also von etwa 3 Atm, vorherrscht. Der Öffnungsdruck ohne Drosselungsverluste würde sich jedoch aus dem Luftdruck bei voller Zusammendrückung, vermindert um 2,7 Atm bei der Öffnungsbewegung des Auslaßventils, zusammensetzen und ist somit geringer als die erforderlichen etwa 3 Atm. Der Arbeitsdruck in der Leitung 12 und in der Zwischenkammer 21 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel über 6 atü.

Wenn das Ausgleichsventil 10 bei Belastung betätigt wird, entweicht Luft von den Luftfedern zwecks Herabsenkung des Fahrzeugs so lange, bis die durch die Regelhebel bestimmte Lage sich einstellt oder der Luftdruck den eingestellten Minimaldruck der Auslaßfeder erreicht. Die Luft wird dann durch den Auslaßkanal 29 bzw. 31 zur Mittelkammer 21 und von hier weiter durch die Leitung 12 zum Ausgleichsventil 10 geleitet und von hier durch einen weiteren Auslaß 34 zur Atmosphäre. Schreibt jedoch das Ausgleichsventil 10 eine Luftzufuhr vor, so wird die Luft vom Druckluftbehälter über Druckleitung 11, Ausgleichsventil 10 und Druckleitung 12 zur Mittelkammer 21 geleitet, von wo sie über Einlaßventile 28 bzw. 28' in die entsprechenden Luftfedern dringt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bei der ein einziges Ausgleichsventil für die Höhenregelung eines zu einer Achse gehörenden Fahrzeugräderpaares vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfedern (17, 18) über ein in der Verbindungsleitung (14, 16) der Luftfedern der Räder angeordnetes Zwischenventil (13) verbunden sind, in dem zu jeder Luftfeder (z. B. 18) ein Paar (27, 28; 32, 33) von zwischen einer gemeinsamen Mittelkammer (21) und federseitigen Außenkammer (23) angeordneten Differentialventilen zugeordnet ist, und daß die Federdruckluft dem Zwischenventil über ein in bekannter Weise mittels eines am Radteil angelenkten Lenkers betätigtes Federluft-Ausgleichsventil (10), das die Luftzufuhr zum Zwischenventil (über 12) und die Luftabführung ins Freie (über 13) regelt, zugeleitet wird.

2. Luftfeder mit einem Zwischenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile des Ventilpaares als von der Druckluft der Mittelkammer (21) beaufschlagbares Einlaßventil (27, 28), das andere Ventil als Auslaßventil (32, 33) ausgebildet ist.

3. Luftfeder nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Einstellung des Ein- und Auslaßventils derart, daß der Differenzdruck von der Luftfeder (18) zur Mittelkammer (21) an einem Auslaßventil (32, 33) eines Ventilpaares stets

kleiner als der Gesamtgegendruck von der Luftfeder (17) zur Mittelkammer (21) über das Einlaßventil (27', 280 des anderen Ventilpaares ist.

4. Luftfeder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch 32', 33') als Mindestdruckventile für die Luftfedern (17, 18) einstellbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

gekennzeichnet, daß die Auslaßventile (32, 33; 5 Deutsche Patentschrift Nr. 929 465.

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