DE102011108249B4 - Air spring with a control device for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab - Google Patents
Air spring with a control device for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab Download PDFInfo
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Abstract
Luftfeder (1) mit in die Luftfeder (1) integriertem mechanisch betätigten Steuerventil (5) zur Steuerung der Niveaulage eines Fahrzeugs oder einer Fahrerkabine, bei dem das Steuerventil (5) am Stützteil (3) der Luftfeder (1) zum Fahrzeug oder zur Fahrerkabine angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (5) zwei über Nocken (8, 9) einer Nockenwelle (10) betätigte Regelventile (6, 7) für die Druckluftzufuhr oder den Druckluftablass hat, wobei die Drehbewegung der Nockenwelle (10) durch einen an der Nockenwelle (10) befestigten Hebel (11) erfolgt, der mit seinem freien Ende (12) mit dem Abrollkolben (4) der Luftfeder (1) kommuniziert.Air spring (1) with a mechanically actuated control valve (5) integrated in the air spring (1) for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab, wherein the control valve (5) on the support part (3) of the air spring (1) to the vehicle or to the driver's cab is arranged, characterized in that the control valve (5) via two cams (8, 9) of a camshaft (10) actuated control valves (6, 7) for the compressed air supply or the compressed air outlet, wherein the rotational movement of the camshaft (10) by a the camshaft (10) fixed lever (11) takes place, which communicates with its free end (12) with the rolling piston (4) of the air spring (1).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfeder oder einen Luftfederdämpfer mit in die Luftfeder integriertem mechanisch betätigten Steuerventil zur Steuerung der Niveaulage eines Fahrzeugs beziehungsweise einer Fahrerkabine.The present invention relates to an air spring or a pneumatic spring damper with a mechanically actuated control valve integrated in the air spring for controlling the level position of a vehicle or a driver's cab.
Zur Verbesserung des Federkomforts von Fahrzeugen beziehungsweise Fahrerkabinen werden Luftfederaggregate eingesetzt, um ein gewünschtes Niveau des Fahrzeugs oder des Fahrerhauses bei unterschiedlicher Beladung oder Gewichtsbelastung konstant zu halten oder einstellbar zu verändern. Dabei wird der Druck in der Luftkammer durch die Zufuhr von Druckluft beziehungsweise das Ablassen von Druckluft in Abhängigkeit vom Federhub verändert. Die hierfür benötigten Steuerventile sind vorwiegend außerhalb der Luftfeder angeordnet. Es sind aber auch Lösungen bekannt, bei denen die Steuerventile innerhalb der Luftfeder untergebracht sind. Die Unterbringung der Steuerventile innerhalb der Luftfeder hat sowohl fertigungstechnische als auch betriebliche Vorteile.To improve the spring comfort of vehicles or cabs air suspension units are used to keep a desired level of the vehicle or the cab at different loading or weight load constant or adjustable to change. The pressure in the air chamber is changed by the supply of compressed air or the discharge of compressed air in response to the spring stroke. The control valves required for this purpose are arranged predominantly outside the air spring. But there are also known solutions in which the control valves are housed within the air spring. The accommodation of the control valves within the air spring has both manufacturing and operational advantages.
Stand der TechnikState of the art
In den Druckschriften
In der
Einen von der Beladung eines Fahrzeuges gesteuerten statischen Druck innerhalb einer Luftfeder behandelt die
Ausführungen mit einem Ventil, das mit dem Innenraum der Luftfeder verbunden ist, zeigen die
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die konstruktiv einen einfachen Aufbau hat und die innerhalb der Luftfeder unterzubringen ist. Sie soll wenig Platz beanspruchen und eine einfache Zu- oder Abfuhr der Druckluft in oder aus dem Druckraum der Luftfeder ermöglichen.The invention has for its object to provide a control device which has a simple construction and which is to be accommodated within the air spring. It should take up little space and allow a simple supply or discharge of compressed air in or out of the pressure chamber of the air spring.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 21 stellen vorteilhafte Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes dar.The solution of the problem is solved with the features of claim 1. The dependent claims 2 to 21 represent advantageous embodiments of the subject invention.
Bei der Luftfeder gemäß der Erfindung wird das Steuerventil am Stützteil der Luftfeder zum Fahrzeug oder zur Fahrerkabine angeordnet und mit Regelventilen versehen, welche über Nocken einer Nockenwelle betätigt werden. Dabei wird die Drehbewegung der Nockenwelle durch einen an der Nockenwelle befestigten Hebel durchgeführt, der mit seinem freien Ende mit dem Abrollkolben der Luftfeder oder des Stoßdämpfers kommuniziert. Bevorzugt wird ein Schlepphebel verwendet, der an einer Auflagefläche am Abrollkolben aufliegt. Möglich ist aber auch hier eine Feder oder einen Verbindungshebel zwischenzuschalten, welche den Hebel mit dem Abrollkolben verbinden. Gegenüber einer Feder hat ein Verbindungshebel den Vorteil, dass das System weggesteuert arbeitet und toleranzunempflindlicher ist. Der Schlepphebel kann abheben. Dadurch muss der Arbeitsbereich der Niveauregelung nicht den vollständigen Federweg abdecken.In the air spring according to the invention, the control valve is arranged on the support part of the air spring to the vehicle or to the driver's cab and provided with control valves which are actuated via cams of a camshaft. The rotational movement of the camshaft is performed by a lever attached to the camshaft, which communicates with its free end with the rolling piston of the air spring or the shock absorber. Preferably, a drag lever is used, which rests on a bearing surface on the rolling piston. But it is also possible to interpose a spring or a connecting lever, which connect the lever with the rolling piston. Compared to a spring, a connecting lever has the advantage that the system works away-controlled and toleranzunempflindlicher. The drag lever can lift off. As a result, the work area of the level control does not have to cover the complete travel.
Die Regelventile sind mit mehrstufigen Strömungsquerschnitten versehen, so dass je nach Stellung der Ventile ein größerer oder kleinerer Durchflussquerschnitt für die Druckluft geöffnet beziehungsweise geschlossen wird. Bevorzugt sind zwei Strömungsquerschnitte an einem Ventil vorhanden. Diese Strömungsquerschnitte werden in Abhängigkeit vom Federweg der Luftfeder freigegeben bzw. verschlossen. Die Öffnung der ersten Ventilstufe mit einem geringen Strömungsquerschnitt erfolgt bei kleinen Federwegen. Die Öffnung der zweiten Ventilstufe mit einem großen Strömungsquerschnitt erfolgt bei großen Federwegen. Die einzelnen Stufen werden durch eine entsprechende Ausführung der Ventile vorab eingestellt. Jedem Strömungsquerschnitt eines Regelventils wird folglich eine federbelastete Ventilstufe zugeordnet. Die Unterbringung der einzelnen Ventilstufen erfolgt in axialer Richtung hintereinander in einem Ventilgehäuse. Das Öffnen und Schließen der einzelnen Ventilstufen erfolgt über einen Stößel, der entgegen der Federkräfte über eine Nocke der Nockenwelle betätigt wird. Der Stößel selbst wird durch eine Feder in seine Schließstellung gedrückt.The control valves are provided with multi-stage flow cross-sections so that, depending on the position of the valves, a larger or smaller flow cross section for the compressed air is opened or closed. Preferably, two flow cross sections are provided on a valve. These flow cross sections are released or closed depending on the travel of the air spring. The opening of the first valve stage with a small flow cross-section occurs at small spring travel. The opening of the second valve stage with a large flow cross-section occurs at long spring travel. The individual stages are set in advance by a corresponding design of the valves. Each flow cross section of a control valve is thus assigned a spring-loaded valve stage. The accommodation of the individual valve stages takes place in the axial direction one behind the other in a valve housing. The opening and closing of the individual valve stages via a plunger, which is actuated against the spring forces via a cam of the camshaft. The plunger itself is pressed by a spring in its closed position.
Die konstruktive Ausführung eines Regelventils sieht vor, dass die erste Ventilstufe durch einen im Gehäuse vorgesehenen, den Stößel umgreifenden Ringkanal mit Druckluftanschluss und einer am Stößel befestigte, den Ringkanal verschließende Ringdichtung gebildet wird. Die Ringdichtung ist in eine Bohrung im Ventilgehäuse axial beweglich angeordnet, wobei zwischen der Wandung der Bohrung und dem äußeren Rand der Ringdichtung ein Spalt als Druckluftdurchlass vorhanden ist, der über einen Kanal in der zweiten Ventilstufe mit der Druckluftkammer der Luftfeder verbunden ist. Um einen exakten Abschluss der Abdichtung zu erreichen und um auch ein schnelles Öffnen beziehungsweise Schließen vornehmen zu können ist der Ringkanal mit einem kreisringförmigen Dichtsitz versehen. Die zweite Ventilstufe wird durch eine im Ventilgehäuse vorhandene durch einen Deckel abschließbare Aufnahme und einen darin schwimmend eingesetzten Kolben gebildet, wobei der Kolben federbelastet in seine Schließstellung gedrückt wird. Die hierfür benötigte Feder greift in das Kolbeninnere ein und liegt am Kolbenboden an. Zwischen der Wandaufnahme und der äußeren Kolbenwand ist ein Spalt als Druckluftdurchlass vorhanden. Am Kolbenboden selbst ist eine die Bohrung abschließende Dichtscheibe vorgesehen. Diese Bohrung ist in gleicher Weise wie bei der ersten Ventilstufe von einem kreisringförmigen Dichtsitz umgeben, an dem die Dichtscheibe bei geschlossener Ventilstufe anliegt. Der Deckel der zweiten Ventilstufe kann mit einer Drosselbohrung versehen sein, welche den Druckluftaustausch der zweiten Ventilstufe begrenzt. Außerdem ist im Kolbenboden eine Drosselbohrung für den Druckluftaustausch der ersten Ventilstufe vorhanden.The structural design of a control valve provides that the first valve stage is formed by an annular channel provided in the housing and encompassing the plunger with a compressed air connection and a ring seal which is fastened to the plunger and closes the annular channel. The ring seal is arranged axially movable in a bore in the valve housing, wherein between the wall of the bore and the outer edge of the ring seal, a gap as compressed air passage is provided, which is connected via a channel in the second valve stage with the compressed air chamber of the air spring. In order to achieve an exact completion of the seal and to make a quick opening or closing the annular channel is provided with an annular sealing seat. The second valve stage is formed by a lockable in the valve housing by a lid receptacle and a piston inserted therein floating, the piston is spring-loaded pressed into its closed position. The spring required for this purpose engages in the interior of the piston and rests against the piston crown. Between the wall mount and the outer piston wall there is a gap as a compressed air passage. At the piston head itself a final sealing bore is provided. This bore is surrounded in the same manner as in the first valve stage of an annular sealing seat against which the sealing disc with closed valve stage. The cover of the second valve stage may be provided with a throttle bore which limits the compressed air exchange of the second valve stage. In addition, a throttle bore for the compressed air exchange of the first valve stage is present in the piston head.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Reference to the embodiments illustrated in the drawings, the invention is explained in more detail below.
Es zeigtIt shows
Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention
In der
Die Regelventile
Die
Im Deckel
In der
In der
Die beiden Volumenstromstufen (in diesem Fall 15 und 55 dm3/min) werden durch die beiden Drosselbohrungen (
Der in
Insgesamt werden die Ventile mit den jeweils zugeordneten Volumenströmen über die Schlepphebel und die Nockenwelle mit der Nockenkontur wegabhängig gesteuert. Dabei gibt es keine Unterscheidung, ob es sich um einen statischen Federweg durch Beladung oder einen dynamischen Federweg durch die Fahrzeugbewegungen handelt.Overall, the valves are controlled path-dependent with the respectively associated volume flows on the drag lever and the camshaft with the cam contour. There is no distinction as to whether it is a static travel through loading or a dynamic travel through the vehicle movements.
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