DE1111958B - Compressed air suspension for vehicles - Google Patents

Description

Druckluftfederung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftfederungen für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, mit Einrichtungen zur Regelung des Luftdruckes in den Federelementen und mit Sicherheitsventilen in den Leitungen zwischen dem Druckluftvorrat und den Federelementen. Der Luftdruck solcher Achsfederungen wird üblicherweise in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeuges so geregelt, daß der senkrechte Abstand zwischen der Achse und dem Fahrgestell möglichst unverändert bleibt. Man erhält damit bekanntlich gleiche Schwingungsverhältnisse für das beladene wie das unbeladene Fahrzeug. Die Regelung des Luftdruckes wird meist durch selbsttätige Niveauventile vorgenommen, die das einzelne Federelement oder Gruppen von Federelementen aus dem Luftvorrat nachfüllen oder Luft aus den Federelementen entweichen lassen. Derartige Niveauventile werden auch dazu benutzt, den Neigungen des Fahrzeuges in der Kurve entgegenzuwirken.Pneumatic suspension for vehicles The invention relates to pneumatic suspension for vehicles, especially road vehicles, with devices for controlling the Air pressure in the spring elements and with safety valves in the lines between the compressed air supply and the spring elements. The air pressure of such axle suspensions is usually regulated depending on the load on the vehicle, that the vertical distance between the axle and the chassis is as unchanged as possible remain. As is well known, this gives the same vibration conditions for the loaded one like the unloaded vehicle. The regulation of the air pressure is mostly automatic Level valves made that the individual spring element or groups of spring elements Refill from the air supply or allow air to escape from the spring elements. Such level valves are also used to control the inclinations of the vehicle to counteract the curve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nachteilige Folgen durch Schäden im Druckluftsystem, z. B. Undichtheit eines einzelnen Federbalges, für die übrige Luftfederung zu vermeiden. In solchen Fällen wird der Luftvorrat über den beschädigten Balg entleert. Da die übrigen Federbälge die Last des ausgefallenen Balges mit übernehmen müssen, sinkt das Fahrzeug durch die höhere Belastung dieser Bälge entsprechend ab, und die Niveauventile öffnen die Verbindung zum Vorrat. Da der Vorratsdruck aber abgefallen ist, strömt jetzt die Druckluft aus den unbeschädigten Federbälgen umgekehrt in den Luftvorrat und von diesem durch den beschädigten Balg ins Freie. Ein Schaden an einem einzigen Federbalg läßt also den Druck auch aus den übrigen Bälgen entweichen. Das Fahrzeug senkt sich dann soweit, daß selbst ein Aufbocken zur Behebung des Schadens schwierig ist.The invention is based on the object of adverse consequences Damage in the compressed air system, e.g. B. Leakage of a single bellows for which Avoid remaining air suspension. In such cases, the air supply is over the damaged bellows deflated. As the rest of the bellows bear the burden of the failed Bellows have to take over, the vehicle sinks due to the higher load on them Bellows off accordingly and the level valves open the connection to the supply. There However, the supply pressure has dropped, the compressed air now flows out of the undamaged Spring bellows reversed into the air supply and from there through the damaged bellows into the open. Damage to a single bellows also releases the pressure escape the remaining bellows. The vehicle then lowers itself so far that it is a Jacking up to repair the damage is difficult.

Es ist bekannt, Rückschlagventile zwischen dem Vorrat und den einzelnen Federelementen vorzusehen, die bei einem Druckabfall im Vorrat, z. B. durch Schäden an einem Federbalg, ein Überströmen der Luft aus den übrigen Federbälgen nach dem Vorrat verhindern. Die noch arbeitenden Federbälge werden aber nicht mehr nachgefüllt, weil der Vorratsdruck durch den schadhaften Balg abgesunken ist.It is known to have check valves between the supply and the individual Provide spring elements that in the event of a pressure drop in the supply, for. B. by damage on a bellows, an overflow of air from the other bellows after Prevent stockpiling. The bellows that are still working are no longer refilled, because the supply pressure has dropped due to the damaged bellows.

Es wurde ferner vorgeschlagen, in der Luftleitung zwischen dem Niveauventil und dem Federbalg ein Sicherheitsventil vorzusehen, das bei vorübergehendem Absinken der Radachse, z. B: beim Durchfahren eines Schlagloches, oder beim Anheben des Fahr- ; zeugrahmens ein übermäßiges Absinken des Luftdruckes im Federbalg verhindert. Bei Luftzufuhr nach dem Federbalg hält der auf einen federbelasteten Kolben einwirkende Druck der Luft das Ventil ganz geöffnet, während beim Ablassen der Luft aus dem Federbalg der nur unmittelbar am Ventilkegel angreifende Luftdruck dieses geöffnet hält, wenn dieser Druck nicht erheblich abgesunken ist. Ein solches Ventil erfüllt jedoch nicht die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.It was also proposed in the air line between the level valve and to provide a safety valve for the bellows, which in the event of a temporary drop the wheel axle, e.g. B: when driving through a pothole, or when lifting the vehicle ; frame prevents an excessive drop in air pressure in the bellows. When air is supplied after the bellows, the one acting on a spring-loaded piston stops Pressing the air the valve fully open while releasing the air from the The air pressure that only acts directly on the valve cone opens the bellows holds if this pressure has not dropped significantly. Such a valve met however, not the object on which the present invention is based.

Das Sicherheitsventil gemäß der Erfindung ist so ausgebildet, daß an dessen Ventilstange entgegen der Kraft einer Feder getrennt voneinander sowohl der Druck des Druckluftvorrats als auch der Druck des Luftfederelementes selbst im Öffnungssinn angreifen. Dies geschieht vorteilhaft dadurch, daß am Schaft des Sicherheitsventils übereinander zwei Kolben in getrennten Zylinderräumen oder an zwei Membranen angreifen. Die Schließfeder des Sicherheitsventils wird vorzugsweise so abgestimmt, daß das Ventil bei einem um weniges niedrigeren Druck als dem normalen Vorratsdruck schließt. Daraus ergeben sich folgende Wirkungen: Ist ein Federbalg schadhaft, so daß die Luft entweicht, dann ist der Druck dieses Balges an dem betreffenden Kolben seines Sicherheitsventils nicht mehr wirksam, und der Druck des Vorratsbehälters allein greift am Ventil im Öffnungssinn an. Sobald durch Einströmen der Luft in den schadhaften Balg der Vorratsdruck um weniges gesunken ist, entsprechend der Abstimmung der Feder, schließt das Ventil und der Vorratsdruck bleibt annähernd erhalten. Bei den unbeschädigten Federelementen bleiben die Sicherheitsventile dagegen geöffnet, weil hier der Balgdruck selbst zusammen mit dem des Luftvorrats das einzelne Ventil geöffnet hält. Die selbsttätige Regelung wird hiernach für diese Federbälge nicht unterbrochen.The safety valve according to the invention is designed so that at the valve rod against the force of a spring separated from each other both the pressure of the compressed air supply as well as the pressure of the air spring element itself attack in the opening sense. This is done advantageously in that the shaft of the Safety valve on top of each other, two pistons in separate cylinder chambers or on attack two membranes. The closing spring of the safety valve is preferred tuned so that the valve operates at a slightly lower pressure than normal Supply pressure closes. This has the following effects: Is a bellows damaged, so that the air escapes, then the pressure of this bellows is on the one in question Piston of his safety valve no longer effective, and the pressure of the storage container alone acts on the valve in the opening direction. As soon as the air flows in the defective bellows the supply pressure has decreased slightly, according to the Adjustment of the spring, the valve closes and the supply pressure remains approximately obtain. The safety valves remain with the undamaged spring elements open, however, because here the bellows pressure itself together with that of the air supply keeps the single valve open. The automatic regulation is described below for this Spring bellows not interrupted.

Wenn der Vorratsdruck durch eine andere Undichtheit im System oder aus irgendeinem anderen Grunde soweit absinkt, daß der Vorratsdruck zusammen mit dem des Federbalges die Vorspannung der Feder des Sicherheitsventils nicht mehr überwindet, so schließt das Ventil, und die im Balg noch vorhandene Luft ist gegen Abblasen nach dem Vorrat hin abgesichert.If the supply pressure is caused by another leak in the system or for some other reason so low that the supply pressure drops along with that of the bellows the preload of the spring of the safety valve no longer overcomes, the valve closes, and the air still present in the bellows is against Blowing off after the supply secured.

Die erfindungsgemäßen Sicherheitsventile können als getrennte Einheiten in das Fahrzeug eingebaut sein. Vorzugsweise werden sie jedoch mit den Steuerelementen für die Regelung des Luftdruckes, z. B. dem in Abhängigkeit vom Abstand derFahrzeugachse gegenüber dem Fahrgestell gesteuerten Niveauventil, baulich vereinigt.The safety valves according to the invention can be used as separate units be built into the vehicle. Preferably, however, they will be with the controls for regulating the air pressure, e.g. B. depending on the distance of the vehicle axis level valve controlled in relation to the chassis, structurally combined.

Üblicherweise wird die Luftfederung von Fahrzeugen mit anderen Druckluftsystemen, z. B. für die Radbremsen und eine Türbetätigung, von einem gemeinsamen Verdichter gespeist. Diese Systeme, die jeweils getrennte Vorratsbehälter haben, sind gegen Druckverluste getrennt abgesichert. Im Sinn der Erfindung wird der Vorrat für die Luftfederung auf einen höheren Druck abgesichert als die übrigen Systeme. Man erreicht damit, daß bei einem Balgschaden die übrigen Druckluftkreise vom Verdichter weiterhin gespeist werden.Usually the air suspension of vehicles with other compressed air systems, z. B. for the wheel brakes and a door operation, from a common compressor fed. These systems, which each have separate storage tanks, are against Pressure losses secured separately. In the sense of the invention, the supply for the Air suspension secured to a higher pressure than the other systems. One achieves so that if the bellows are damaged, the remaining compressed air circuits from the compressor continue be fed.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines einzelnen Federelementes schematisch veranschaulicht.The invention is shown in the drawing on the basis of a single spring element illustrated schematically.

Zwischen dem Fahrgestelirahmen 1 und der Radachse 2 befindet sich ein üblicher Federbalg 3. Das am Fahrgestell l befestigte Niveauventil 4 wird in üblicher Weise über den Hebel 5 und ein an der Achse 2 angreifendes Verbindungsglied 6 so betätigt, daß mit einer Vergrößerung des Abstandes die Luft aus dem Federbalg 3 ins Freie entweicht und daß mit Verkleinerung des Abstandes Druckluft aus dem Vorratsbehälter 7 über Leitungen 8, 9 und 10 dem Federbalg 3 zugeführt wird. Das Fahrgestell bleibt dadurch unabhängig von dem Beladezustand in engen Grenzen in nahezu gleichem Abstand über der Achse.Between the chassis frame 1 and the wheel axle 2 is located a conventional bellows 3. The level valve 4 attached to the chassis 1 is shown in FIG Usually via the lever 5 and a connecting member acting on the axis 2 6 operated so that with an increase in the distance, the air from the bellows 3 escapes into the open and that as the distance decreases, compressed air from the Reservoir 7 is fed to the bellows 3 via lines 8, 9 and 10. That This means that the chassis remains within narrow limits, regardless of the loading condition almost the same distance above the axis.

Zwischen die Leitungsteile 8, 9 ist das erfindungsgemäße Sicherheitsventil 11 eingeschaltet. Es besteht aus einem Zylindergehäuse mit durch eine Querwand 12 unterteilten Zylinderräumen 13 und 14. Der Schaft 15 des Ventils trägt in jedem der beiden Zylinderräume einen Kolben 16, 17. Eine vorgespannte Druckfeder 18 sucht .das Ventil geschlossen zu halten.The safety valve according to the invention is located between the line parts 8, 9 11 switched on. It consists of a cylinder housing with a transverse wall 12 divided cylinder chambers 13 and 14. The stem 15 of the valve carries in each of the two cylinder chambers a piston 16, 17. A pretensioned compression spring 18 seeks . to keep the valve closed.

Die Leitung 8 ist mit dem unteren Zylinderraum 14 verbunden, während eine Leitung 19 den oberen Zylinderraum 13 mit dem Federbalg 3 verbindet. Die Wirkungsweise ist folgende: Der Druck des Vorratsbehälters 7 und der Luftdruck im Federbalg 3 greifen in derselben Richtung am Ventil an und halten dieses gegen die Kraft der Schließfeder 18 so lange offen, wie die Summe der Drücke ausreicht, die Federkraft zu überwinden. Diese ist im Sinn der Erfindung so bemessen, daß ein um weniges niedrigerer Druck als der normale Luftdruck des Vorratsbehälters 7 allein das Ventil gerade noch offenhält. Im Fall einer Beschädigung des Federbalges wird der obere Zylinderraum 13 drucklos und nur der Druck im unteren Zylinderraum 14 hält das Ventil geöffnet. Sobald darauf der Luftdruck durch Überströmen aus dem Behälter in den schadhaften Balg um weniges unter den normalen Druck absinkt, schließt das Ventil und der Vorrat ist damit gegen weiteres Entweichen gesichert.The line 8 is connected to the lower cylinder space 14 while a line 19 connects the upper cylinder space 13 to the bellows 3. The mode of action is as follows: The pressure of the storage container 7 and the air pressure in the bellows 3 attack the valve in the same direction and hold it against the force of the Closing spring 18 open as long as the sum of the pressures is sufficient, the spring force to overcome. This is dimensioned in the sense of the invention so that a little lower Pressure than the normal air pressure of the reservoir 7 just the valve still open. In the event of damage to the bellows, the upper cylinder space becomes 13 depressurized and only the pressure in the lower cylinder chamber 14 keeps the valve open. As soon as the air pressure overflows from the container into the defective If the bellows drops a little below normal pressure, the valve and the reservoir close is thus secured against further escape.

Für die weiteren unbeschädigten Federbälge bleibt die Druckregelung mittels der zugehörigen Niveauventile 4 erhalten. Normalerweise liegt der Vorratsdruck wesentlich über dem der Federbälge. Im Behälter 7 wird beispielsweise ein Druck von 8 atü aufrechterhalten, während die Federbälge im Beladezustand des Fahrzeuges z. B. 6 atü halten. Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil, das durch zwei Drücke zugleich geöffnet wird, ermöglicht es, die Regelung des Luftdruckes durch das Ventil 4 in weiten Grenzen des Vorratsdruckes aufrechtzuerhalten. Erst wenn der Vorratsdruck durch irgendeinen Schaden im System etwa auf die Hälfte absinkt, wird das Ventil 11 geschlossen.The pressure control by means of the associated level valves 4 is retained for the other undamaged spring bellows. Normally the supply pressure is significantly higher than that of the bellows. In the container 7, for example, a pressure of 8 atm is maintained, while the bellows in the loaded state of the vehicle z. B. 6 atü hold. The safety valve according to the invention, which is opened by two pressures at the same time, makes it possible to maintain the control of the air pressure by the valve 4 within wide limits of the supply pressure. Only when the supply pressure drops by about half due to some damage in the system, the valve 11 is closed.

An Stelle gleicher Zylinderdurchmesser für die das Ventil 11 offenhaltenden Kolben können auch ungleiche Durchmesser gewählt werden, so insbesondere ein größerer Durchmesser des dem Druck des Federbalges ausgesetzten Kolbens.Instead of the same cylinder diameter for the pistons holding the valve 11 open, different diameters can also be selected, in particular a larger diameter of the piston exposed to the pressure of the bellows.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE 1. Druckluftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, mit Einrichtungen zur Regelung des Luftdruckes in den Federelementen und mit Sicherheitsventilen in den Leitungen zwischen dem Druckluftvorrat und den Federelementen, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Sicherheitsventils (11), daß an dessen Ventilstange (15) entgegen der Kraft einer Feder (18) getrennt voneinander sowohl der Druck des Druckluftvorrats (7) als auch der Druck des Luftfederelementes (3) selbst im Öffnungssinne angreifen. PATENT CLAIMS 1. Compressed air suspension for vehicles, especially road vehicles, with devices for regulating the air pressure in the spring elements and with safety valves in the lines between the compressed air supply and the spring elements by such a design of the safety valve (11) that on its valve rod (15) against the force of a spring (18) separated from each other both the pressure of the Compressed air supply (7) as well as the pressure of the air spring element (3) itself in the opening direction attack. 2. Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft des Sicherheitsventils (11) übereinander zwei Kolben (16, 17) in getrennten Zylinderräumen (13, 14) oder zwei Membranen angreifen. 2. Air suspension according to claim 1, characterized in that the shaft of the safety valve (11) two pistons (16, 17) one above the other in separate cylinder spaces (13, 14) or attack two membranes. 3. Luftfederung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Luftvorrat (7) angeschlossene Zylinderraum (14) zugleich als Ventilraum ausgebildet ist. 3. Air suspension according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder space connected to the air supply (7) (14) is also designed as a valve chamber. 4. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Schließfeder (18) des Sicherheitsventils (11), daß bei Wegfall des Balgdruckes und geringem Absinken des Druckes im Vorratsbehälter (7) unter den normalen Luftdruck das Ventil (11) schließt. 4. Air suspension according to one of the claims 1 to 3, characterized by such a dimensioning of the closing spring (18) of the safety valve (11) that when the bellows pressure is removed and the pressure in the storage container drops slightly (7) the valve (11) closes below normal air pressure. 5. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (11) mit dem Steuerelement (4) für die Regelung des Luftdruckes, z. B. einem in Abhängigkeit vom Abstand der Fahrzeugachse (2; gegenüber dem Fahrgestell (1) gesteuerter Niveauventil (4), in bereits vorgeschlagener Weise baulich vereinigt sind. 5. Air suspension after one of claims 1 to 4, characterized in that the safety valve (11) with the control element (4) for regulating the air pressure, e.g. B. a dependency level valve controlled by the distance from the vehicle axle (2; opposite the chassis (1) (4), are structurally combined in the manner already proposed. 6. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die mit anderen Druckluftsystemen, z. B für die Radbremsen und eine Türbetätigung, voi einem gemeinsamen Verdichter gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat (7) für die Luftfederung in an sich bekannter Weise auf einen höheren Druck abgesichert ist als die übrigen Systeme. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 787 475. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1083 673, 1085 773.6. Air suspension after one of claims 1 to 5, which with other compressed air systems, z. B for the wheel brakes and a door operation, voi fed by a common compressor is, characterized in that the supply (7) for the air suspension in itself is known to be secured to a higher pressure than the other systems. References contemplated: U.S. Patent No. 2,787,475. Contemplated Drawn older patents: German patents No. 1083 673, 1085 773.