DE1105289B - Einrichtung zur Regelung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen mit Luftaufhaengung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Regelung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen mit Luftaufhängung mit zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordneter Luftfeder, bei der ein auf Änderungen des Höhenabstandes zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen ansprechendes Trimmventil die Zufuhr von Luft von einer Quelle, die höheren Druck hat, als ihn die Luftfeder aufweist, zur Luftfeder und den Abstrom von Luft aus der Luftfeder so steuert, daß ein bestimmter Höhenabstand eingehalten wird, und bei der eine Vorrichtung zur Einhaltung eines größeren Höhenabstandes vorgesehen ist.

Die Erfindung bezweckt, eine zeitweise Erhöhung des Höhenabstandes zu ermöglichen, beispielsweise wenn das Fahrzeug über eine unregelmäßige Fahrbahn läuft oder wenn das Anlüften eines der Räder gewünscht wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung zur Erreichung und Einhaltung eines größeren Höhenabstandes eine mit dem Trimmventil verbundene Kammer eines Steuerventils aufweist, die mit einem normalerweise in Schließrichtung vorbelasteten, die Verbindung mit dem Niederdruckbehälter bewerkstelligenden Auslaßventil ausgerüstet ist, das gegen die Vorbelastung durch einen bestimmten Druck in der Kammer geöffnet wird, und ein Einlaßventil hat, das zu der Hochdruckquelle Verbindung hat und durch deren Druck geschlossen gehalten wird und gegen diesen Druck durch ein vom Fahrer bedarfsweise handbetätigtes Glied geöffnet werden kann, und daß die Kammer Anschlüsse zu den Niederdruckauslaßleitungen der drei Trimmventile der Luftfedern des Fahrzeugs aufweist.

Gegenüber bekannten Einrichtungen hat die Erfindung den Vorteil, daß die Vorrichtung zur Einhaltung eines größeren Höhenabstandes so angeschlossen werden kann, daß sie Druckluft zum Auslaß des Trimmventils leitet. Es ist daher nicht erforderlich, eine einen toten Gang enthaltende oder sonstwie veränderliche Verbindung mit dem auf Höhenänderungen ansprechenden Teil des Trimmventils vorzusehen oder die normale Druckluftzufuhr zum Trimmventil zu ändern. Die Vorrichtung zur Einhaltung eines größeren Höhenabstandes kann in eine Anlage mit nur geringen Änderungen dieser Anlage eingegliedert werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Spannung der zur Einstellung eines größeren Höhenabstandes benutzten Druckluft herabgesetzt wird, wenn deren Spannung auf einen unerwünscht hohen Wert zu steigen sucht, so daß bei normalem Betrieb der Vorrichtung zur Einhaltung eines größeren Höhenabstandes ein nur geringer Verlust an Druckluft eintritt.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Er

Einrichtung zur Regelung

der Bodenfreiheit von Fahrzeugen

mit Luftaufhängung

Anmelder:

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

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwalt,
Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Mai 1957

William E. Brunsdon, Clawson, Mich.,
Richard E. Denzer_r East Detroit, Mich.,

Maurice Olley, Detroit, Mich.,
und Robert Schilling, Bloomfield Hills, Mich.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

findung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Luftaufhängung eines Fahrzeugs mit einer Steuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schnitt durch die in Fig. 1 enthaltene Steuereinrichtung nach Linie 2-2 der Fig. 3,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung,
Fig. 4 eine mehr oder minder schematische Darstellung einer Vorderradaufhängung eines Fahrzeugs mit Luftfeder, Trimmventil und Betätigungsgestänge zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt, und

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung einer Aufhängung mit abgewandeltem Trimmventil und Betätigungsgestänge.

Die Aufhängung nach Fig. 1 enthält zwei vordere Luftfedern 1 und 2 und zwei rückwärtige Luftfedern 3 und 4. Luft von wesentlich höherem Druck, als er normalerweise in einer der Luftfedern herrscht, ist in einem Hochdruckbehälter 5 gespeichert, der von einem vom Motor angetriebenen Luftverdichter 6 gespeist wird. Die Luftfedern 1 und 2 sind durch eine Leitung 78 mit einem Trimmventil 7 und die Luftfedern 3 und 4 mit Trimmventilen 8 bzw. 9 verbunden. Die Trimmventile 7, 8 und 9 sind durch eine Leitung 84 an den

109577/236

Hochdruckbehälter 5 angeschlossen. In der Leitung zwischen dem Verdichter 6 und dem Hochdruckbehälter 5 ist ein Rückschlagventil 10 angeordnet, das den Rückstrom von Luft durch den Verdichter verhindert, wenn dieser nicht arbeitet, z. B. bei mit stehendem Motor parkendem Fahrzeug. Der \^rerdichter 6 ist durch eine Ansaugleitung 11 an einen Niederdruckbehälter 12 angeschlossen, der durch eine Leitung 34 mit einem Steuerventil 13 verbunden ist. Die Ansaugleitung 11 des Verdichters steht über einen Luftreiniger 14 und ein Rückschlagventil 15 auch mit der Außenluft in Verbindung, um Luftverluste der Anlage ersetzen zu können. Das Rückschlagventil 15 verhindert dabei den Abstrom von Luft höheren Druckes aus dem Xiederdruckbehälter zur Außenluft.

Das Steuerventil 13 (Fig. 2 und 3) hat einen Ventilkörper 18 und einen Deckel 20, die eine Kammer 22 begrenzen. Von der Kammer 22 gehen drei Auslaßleitungen 24, 26 und 28 ab. Die Leitung 24 führt zu einer Xiederdruckauslaßleitung 86 des Trimmventils 7, während die Leitungen 26 und 28 zu den Trimmventilen 8 bzw. 9 führen. Die Leitung 34 zum Niederdruckbehälter 12 führt zur Kammer 22 über ein Auslaßventil in Form eines Rückschlagventils 38, das normalerweise durch eine Schraubenfeder 40 auf seinem Sitz 42 in die geschlossene Lage gedrückt wird. Ein Schaft 44 des Ventils 38 ragt in die Kammer 22. mit dem Schaft 44 arbeitet der eine Arm 46 eines Doppelhebels zusammen, der um einen festen Zapfen 48 schwingt. Eine Leitung 36 führt über ein ähnliches, aber kleineres Rückschlagventil von der Leitung 84 und dem Hochdruckbehälter 5 zur Kammer 22. Ein Schaft 52 dieses Rückschlagventils arbeitet mit dem anderen Arm 50 des Doppelhebels zusammen. Der Doppelhebel ist in der Zeichnung in einer Lage gezeichnet, in der das Rückschlagventil durch Zusammenarbeiten des Schaftes 52 und des Armes 50 gegen den hohen Druck in der Leitung 36 und einer Feder in der Offenlage gehalten wird. Der Doppelhebel 46, 50 ist an einem Hebel 54 befestigt, der zwischen der gezeichneten Stellung und einer gestrichelt gezeichneten Normalstellung bewegbar ist. Dies erfolgt durch ein Bedienungskabel 56, durch das vom Armaturenbrett des Fahrzeugs aus Zug und Druck ausgeübt werden kann. In der Normal stellung des Hebels 54 gestattet der Arm 50 das Schließen des Hochdruckrückschlagventils, während der Arm 46, auf den Schaft 44 drückend, das Niederdruckrückschlagventil 38 in die Offenlage bewegt.

Fig. 4 zeigt ein linkes Vorderrad 58 eines Fahrzeugs, das über einen oberen Schwingarm 62 und einen unteren Schwingarm 64 an einen Rahmen 60 angelenkt ist. Zwischen dem Rahmen 60 und dem unteren Schwingarm 64 ist eine Luftfeder 66 angeordnet. Die maximale Verlagerung des Rades wird durch die Schwingarme begrenzt, die gegen am Rahmen 60 befestigte Anschläge 65 und 67 anfahren. Die Luftfeder 66 besteht aus einem im Rahmen gebildeten und dort befestigten Zylinder und einem vom unteren Schwingarm 64 getragenen Kolben 68. Der Kolben 68 ist, durch eine biegsame Membran 70 abgedichtet, mit dem Zylinder verbunden, dessen Mittelteil über dem Kopf des Kolbens 68 liegt. Auf dem Kopf des Kolbens läuft eine Rolle eines Abtasthebels 72, der die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 68 auf eine Welle 74 des Trimmventils 7 als Drehbewegung überträgt. Das Trimmventil 7 hat einen Ventilkörper 75 mit einer Kammer 76, die durch eine Leitung 78 mit der Luftfeder 66 verbunden ist. Eine Öffnung 80 der Kammer 76 \*erbindet zur Hochdruckspeiseleitung 84 und zum Hochdruckbehälter 5 und eine Öffnung 82 der Kammer 76 zur Niederdruckauslaßleitung 86 und zur Kammer 22 des Steuerventils 13. Die Welle 74 des Trimmventils 7 ist im Ventilkörper 75 gelagert. Auf der Welle 74 sind wiederum ein Einlaßventil 88 und ein Auslaßventil 90 gelagert, die in einander entgegengesetzter Richtung durch eine Torsionsfeder 92 so vorbelastet sind, daß sie normalerweise die Öffnungen 80 bzw. 82 verschließen. Auf die Ventile 88 und 90 wirken in ίο Querrichtung liegende Ansätze 94 bzw. 96 der Welle 74, so daß bei Drehen der Welle 74 (Fig. 4) im Uhrzeigersinn bei Abwärtsbewegen des Kolbens 68 der Luftfeder die Auslaßöffnung 82 geöffnet wird. Bei entgegengesetzter Drehung der Welle 74 infolge einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 68 der Luftfeder wird dagegen die Einlaßöffnung 80 geöffnet, so daß Luft hohen Druckes aus dem Behälter 5 in die Luftfeder 66 einströmen kann. Die Torsionsfeder 92 ist verhältnismäßig stark, so daß sie die Ventile 88 und 90 sogar gegenüber einem höheren Druck als dem im Hochdruckbehälter 5 verfügbaren geschlossen hält. Der Hochdruckbehälterdruck herrscht stets an der Öffnung 80 und auch dann an der Öffnung 82, wenn das Rückschlagventil 52 durch den in die Stellung gemäß Fig. 2 gebrachten Hebel 54 offen gehalten wird. Um in diesem Falle Luft hohen Druckes aus dem Behälter 5 in die Luftfeder 66 einführen zu können, ist in dem Trimmventilkörper 75 (Fig. 4) ein Umgehungskanal 98 vorgesehen, der von der öffnung 82 zur Kammer 76 führt und ein Rückschlagventil 100 enthält. Dieses Rückschlagventil ist durch eine schwache Feder belastet, so daß es geschlossen bleibt, sofern es nicht dem hohen Druck aus dem Behälter 5 ausgesetzt ist.

Die den Luftfedern der Hinterräder zugeordneten Trimmventile 8 und 9 sind in gleicher Weise ausgebildet.

Bei normalem Betrieb des Fahrzeugs befindet sich der Steuerhebel 54 in der in Fig. 2 strichpunktiert gezeichneten Normallage. Das Rückschlagventil 38 wird offen gehalten, so daß aus den Öffnungen 82 der verschiedenen Trimmventile Luft zum Niederdruckbehälter 12 abströmen kann. Sollte sich die Notwendigkeit ergeben, die Bodenfreiheit des Fahrzeugs wegen unebener Fahrbahn kurzzeitig zu erhöhen oder ein Rad zum Reifenwechsel anzuheben, so wird der Hebel 54 in die in Fig. 2 voll gezeichnete Lage verstellt. Dadurch wird die Kammer 22 des Steuerventils 13 über die Leitung 36 in offene Verbindung mit dem Hochdruckbehälter 5 gebracht und zugleich das Schließen des Rückschlagventils 38 erlaubt. Die Luft hohen Druckes kann nunmehr in umgekehrter Strömungsrichtung durch die verschiedenen Auslaßleitungen 24, 26 und 28 zu den zugeordneten Auslaßöffnungen 82 der Trimmventile strömen und von dort über die Umgehungskanäle 98 in jede Luftfeder gelangen. Da die Feder 40 (Fig. 2) so gewählt ist, daß sie das Rückschlagventil 38 geschlossen hält, bis in den Luftfedern und der Kammer 22 ein wesentlich höherer Druck aufgebaut ist, als dort normalerweise herrscht, wird jede Luftfeder selbsttätig gedehnt, um den Fahrzeugrahmen 60 gegenüber dem Rad 58 so weit zu heben, bis der obere Schwingarm gegen den Anschlag 67 anfährt. Während dieser Zeit kann von der zusätzlich vom Hochdruckbehälter 5 zugeführten Luft nichts in den Niederdruckbehälter 12 abströmen, da das Rückschlagventil 38 geschlossen ist. Das Anheben wird dadurch beschleunigt und der Bedarf an Hochdruckluft aus dem Behälter 5 auf ein Mindestmaß beschränkt. Sollte indessen der Hebel 54 versehentlich unnötig lange in seiner Stellung belassen werden, so

öffnet sich das Rückschlagventil 38 bei seinem Nenndruck und begrenzt den Druckanstieg in den Luftfedern, so daß diese nicht überbelastet werden können. Wird gewünscht, den Fahrzeugkörper wieder auf die normale Höhe zu senken, so wird der Steuerhebel 54 in seine Normalstellung zurückgeführt, wodurch die weitere Zufuhr von Hochdruckluft zu den Auslaßleitungen der Luftfedern unterbunden wird und diese durch das offene Rückschlagventil 38 wieder mit dem Niederdruckbehälter 12 verbunden werden.

Die Bauart gemäß Fig. 5 ähnelt der nach Fig. 4. Unterschiedlich ist lediglich die Anordnung der Einlaß- und Auslaßventile 188 bzw. 190 und ihrer Betätigungsgestänge. Beide Ventile 188 und 190 sind vom Schlauchventiltyp, die in erster Linie durch den in Schließrichtung wirkenden höheren Druck vorbelastet geschlossen gehalten werden. So wird das Einlaßventil 188 normalerweise durch den Druck in der vom Hochdruckbehälter 5 kommenden Leitung 84 geschlossen gehalten, da dieser Druck größer als der Druck in der Luftfeder 66 ist. Das Auslaßventil 190 wird durch den Druck in der Luftfeder 66 geschlossen gehalten, der normalerweise größer ist als der Druck in der Auslaßleitung 86. Das Trimmventil hat einen Ventilkörper 175 mit einer Kammer 176, die durch eine Leitung 178 in offener Verbindung mit der Luftfeder 66 steht. Ein mit dem unteren Schwinghebel 64 verbundener Steuerlenker 172 des Trimmventils dreht über einen Kurbelarm 173 bei Änderung der Höhe des Rades eine Welle 174, die in dem Ventilkörper 175 gelagert ist. Ein zweiter an dieser Welle befestigter Arm 194 dient der Betätigung von Ventilschäften 195 und 196, so daß beim relativen Anheben des Fahrzeugrades aus der Normallage zum Rahmen 60 das Einlaßventil 188 geöffnet wird, um Hochdruckluft zur Luftfeder zuzuführen,, und bei entgegengesetzter Bewegung des Rades das Auslaßventil 190 zu öffnen, damit Luft aus der Luftfeder abströmen kann. Da das Auslaßventil 190 durch einen höheren Druck in der Leitung 86, als er in der Luftfeder herrscht, geöffnet werden kann, ist der Umgehungskanal der Bauart gemäß Fig. 4 hier nicht erforderlich, wenn die Trimmventilanlage durch das Steuerventil 13 vervollständigt wird. Die Verstellung des Steuerhebels 54 in die in Fig. 2 voll gezeichnete Stellung bewirkt das Anheben der gefederten Fahrzeugteile in der gleichen Weise, wie dies bereits beschrieben wurde.

Wenn auch in der Beschreibung Luft als Tragmittel angegeben ist, so ist die Erfindung auch mit anderen Fluiden als Tragmittel anwendbar.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen mit Luftaufhängung mit zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordneter Luftfeder, bei der ein auf Änderungen des Höhenabstandes zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen ansprechendes Trimmventil die Zufuhr von Luft von einer Quelle, die höheren Druck hat, als ihn die Luftfeder aufweist, zur Luftfeder und den Abstrom von Luft aus der Luftfeder so steuert, daß ein bestimmter Höhenabstand eingehalten wird, und bei der eine Vorrichtung zur Einhaltung eines größeren Höhenabstandes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erreichung und Einhaltung eines größeren Höhenabstandes eine mit dem Trimmventil (7, 8, 9) verbundene Kammer (22) eines Steuerventils (13) aufweist, die mit einem normalerweise in Schließrichtung vorbelasteten, die Verbindung mit dem Niederdruckbehälter (12) bewerkstelligenden Auslaßventil (38) ausgerüstet ist, das gegen die Vorbelastung durch einen bestimmten Druck in der Kammer geöffnet wird, und ein Einlaßventil (52) hat, das zu der Hochdruckquelle (5) Verbindung hat und durch deren Druck geschlossen gehalten wird und gegen diesen Druck durch ein vom Fahrer bedarfsweise handbetätigtes Glied (54) geöffnet werden kann, und daß die Kammer (22) Anschlüsse zu den Niederdruckauslaßleitungen (24, 26, 28) der drei Trimmventile (7, 8, 9) der Luftfedern (66) des Fahrzeuges aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das handbetätigte Glied (54) auch das Auslaßventil (38) des Steuerventils (13) beeinflußt und dieses bei entgegengesetzter Bewegung öffnet, daß die Auslaßseite des Trimmventils (7, 8, 9) mit der Kammer (22) des Steuerventils (13) zur Einhaltung eines größeren Höhenabstandes verbunden ist und daß das Trimmventil durch einen den Druck in der Luftfeder (66) übersteigenden Druck in der Kammer (22) geöffnet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (22) und dem Trimmventil (7) ein Rückschlagventil (100) angeordnet ist, das den Abstrom von Luft zur Kammer verhindert, den Zustrom in umgekehrter Richtung aber gestattet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (38) bei einem bestimmten Druck in der Kammer (22), der den in der Luftfeder zur Einhaltung des gewünschten Höhenabstandes erforderlichen höchsten Druck wesentlich übersteigt, geöffnet wird, um den Druck in der Kammer zu begrenzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 940 751;
USA.-Patentschrift Nr. 2 523 714.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 577/236 4.