DE1217803B - Control valve for air-sprung vehicles, especially for motor vehicles - Google Patents

Description

Regelventil für luftgefederte Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Regelventil für luftgefederte Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, das jeder Luftfedereinheit zugeordnet, im Luftdurchgang von der Druckluftquelle zum Federungskörper bzw. von diesem in die Atmosphäre angeordnet ist und das im wesentlichen aus einem durch die Rad-oder Achsaufhängung bewegten, in die Atmosphäre mündenden hohlen Ventilkörper besteht, der in einer Führung des Ventilgehäuses verschiehbar ist, von welcher die Luftleitung zum Federungskörper abzweigt und die an ihrem Ende durch eine ein Doppelventil blidende Ventilplatte von der Druckluftzuleitung abgeschlossen ist, wobei die Ventilplatte einerseits mit -einem Gehäusesitz und andererseits mit dem die Ventilplatte aufstoßenden hohlen Ventilkörper derart zusammenarbeitet, daß je nach Stellung des Ventilkörpers entweder im Normalzustand alle Luftdurchlässe gesperrt oder die Druckluftzufuhr nach dem Federungskörper hin #ge..öffn"et oder lediglich mit der Atmosphäre verbunden ist.Control valve for air-sprung vehicles, in particular for motor vehicles The invention relates to a control valve for air-sprung vehicles, in particular motor vehicles, which is assigned to each air spring unit, is arranged in the air passage from the compressed air source to the suspension body or from this into the atmosphere and essentially consists of one through the wheel -or axle suspension is moving, hollow valve body opening into the atmosphere, which is displaceable in a guide of the valve housing, from which the air line to the suspension body branches off and which at its end is closed off from the compressed air supply line by a valve plate which acts as a double valve, the valve plate on the one hand with a housing seat and on the other hand with the hollow valve body pushing open the valve plate in such a way that, depending on the position of the valve body, either all air passages are blocked in the normal state or the compressed air supply to the spring body is added n "et or merely associated with the atmosphere.

Solche Regelvenfile werden vorgesehen, um die Luftfederung von Kraftfahrzeugen den auftretenden B elastungen anzupassen und beim Neigendes Wagenkastens, insbesondere bei Kurvenfahrt, den durch die Flichkraftwirkung stärker belasteten Fahrzeugrädern einen erhöhten Federungswiderstand durch Zupumpen von Luft inden Federungskörper des jeweils belasteten Rades entgegenzusetzen bzw. auf der Gegenseite den dort vorgesehenen Federungskörper um ein gewisses Maß zu entlüften.Such control valves are provided for the air suspension of motor vehicles adapt to the stresses occurring and when tilting the car body, in particular when cornering, the vehicle wheels, which are more heavily loaded by the force of the force increased suspension resistance by pumping air into the suspension body of the respectively loaded wheel or on the opposite side the one provided there Suspension body to vent a certain amount.

Für den gleichen Zweck kennt man auch schon Drehschieberventile, die über ein an der Radaufhängung angreifendes Gestänge lediglich in ihrem Gehäuse, an welchem Luftzu- und -ableitungen angeschlossen sind,gedreht werden. Diese Einrichtungen habenden Mangel, daß sie unter sofortigem großem Luftdurch#laß öffnen und schließen. Sie sprechen schon bei kurzzeitig ;auftretenden, in der Regel lotrecht wirkenden Fahrbahnstößen an und verstärken diese eher als sie zu dämpfen oder völlig zu verschlucken. Die Praxis hat gezeigt, daß sich bei schlechten Fahrbahnen unddie daraus sich ergebenden fortgesetzten Stöße eine allmähliche Aufladung aller Federungskörper ergibt, wodurch die Federung allmählich immer härter wird, wenn nicht zusätzliche Druckbegrenzer verwendet werden. Ein weiterer Mangel hegt;darin"d;aß schon bei Beginn einer Kurvenfahrtdieaußenliegenden Federungskörper schlagartig, eine zusätzliche Luftunterstützung erhalten und die innenliegenden im ffleichen Augenblick entlüftet werden. Die Folge davon ist eine plötzliche zu große Seitenneigung des Fahrzeuges und bei der Kurvenausfahrt ein plötzliches Zurückfallen in die inzwischen entlastete Feder des kurveninneren. Rades. Der Fahrzeugaufbau gerät hierdurch in Schwingungen um seine Längsachse. Auch neigt das kurvenninere Rad besonders leicht zum Durchschlagen, insbesondere dann, wenn bei der Ausfahrt aus der Kurve zugleich ein Bodenhindernis zu überfahren ist. Deshalb war man auf die Verwendung zusätzlicher VeTzögerungseinrichtungen, wie z. B. Flichkraft-Pend:,elregler und Dämpfungselemente angewiesen, die jedoch, wie die Praxis gezeigt hat, den geschilderten Mängeln micht restlos abhelfen konnten, sondern vielmehr --den Bauaufwand vergrößerten und zu Betriebsstörungen Anlaß gaben.Rotary slide valves are already known for the same purpose, which are rotated via a linkage engaging the wheel suspension only in their housing, to which air supply and discharge lines are connected. These devices lack that they open and close with instant large air passage. They already respond to short-term, usually vertical-acting road bumps and reinforce them rather than dampen them or swallow them completely. Practice has shown that poor road surfaces and the resulting continued impacts result in a gradual charging of all suspension bodies, as a result of which the suspension gradually becomes harder and harder, unless additional pressure limiters are used. Another shortcoming lies in the fact that the external suspension body was suddenly provided at the beginning of a curve, an additional air support was obtained and the internal ones were vented at the same moment The spring on the inside of the bend, which is now relieved of load, causes the vehicle body to vibrate around its longitudinal axis. The inside wheel also tends to bottom out particularly easily, especially if a ground obstacle is to be driven over when exiting the bend. Therefore, one was up the use of additional delay devices, such as Flichkraft-Pend:, electric regulators and damping elements, which, however, as practice has shown, could not completely remedy the deficiencies described, but rather - increased the construction costs and gave rise to operational disruptions.

Durch die Erfindung werden die, geschilderten Mängel behoben, indem der Ventflikörper zwei auf dem Umfang des Ventilkörpers versetzte Steuemokken mit je,einer auf ihrer Außenseite das allmähliche öffnen oder Sperrender Luftdurchlässe bewirkenden, gegenüber der Achse des Ventilkörpers geneigten Steuerfläohe aufweist, von denen einer mitdem durch die Ventilplatte abzuschliießenden Gehäusesitz und der:andere mit dem eine Steuerkante bildenden, zum Federungskörper führenden Abzweig zusammenarbeitet. Zweckmäßig sind (die beiden Steuemocken entsprechend der Entfernung des zum Federungskörper führenden Abzweiges vom Sitz der Ventilplatte auf (dem Ventilkörper axial versetzt.The invention eliminates the deficiencies outlined by the valve body with two control mokks offset on the circumference of the valve body each, one on its outside gradually opening or closing the air vents effecting control surface inclined with respect to the axis of the valve body, of which one with the housing seat to be closed off by the valve plate and the: the other with the branch that forms a control edge and leads to the spring body cooperates. Appropriate are (the two control mocks according to the distance of the branch leading to the spring body from the seat of the valve plate to (the valve body axially offset.

Durch das jeder Luftfeder eines Rades zugeordnete Regelventil ist 'der Luftbedarf der Feder entsprechend den jeweils verschiedenen Belastungen der Räder, insbesondere bei Niveauänderungen des Wagenkastens durch Fliehkrafteinw-irkung kontinuierlich regelbar. Es wird gegenüber kurzzeitig auftretenden Radstößen eine ausreichende Unempfindlichkeit der Federn erzielt und andererseits dem unerwünschten Neigen des Fahrzeugauibaues bei Kurvenfahrt im Sinne einer Stabilisierung des Aufbaues entgegengewirkt, ohne daß dadurch die Haf- tung der Fahrzeugräder auf der Fahrbahn beeinträchtigt wird. Der notwendige Bauaufwand für die gesamte, Fahrzeugfederung ist auf ein Mindestmaß beschränkt.By means of the control valve assigned to each air spring of a wheel, the air requirement of the spring can be continuously regulated according to the different loads on the wheels, in particular when the level of the car body changes due to the effect of centrifugal force. Sufficient insensitivity of the springs to brief wheel jolts is achieved and, on the other hand, the undesired tilting of the vehicle structure when cornering is counteracted in the sense of stabilizing the structure without impairing the adhesion of the vehicle wheels on the roadway. The necessary construction effort for the entire vehicle suspension is limited to a minimum.

Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Radaufhängung eines luftg--federten Kraftfahrzeuges, F ig. 2 bis 4 Darstellungen des Regelventils bei verschiedenen Ailbeatsstellungen undim vergrößerten Maßstab und F i g. 5 die Draufsicht auf den Ventilkörper.The idea of the invention allows a wide variety of possible designs. One of these is shown in the drawing, namely FIG. 1 shows a schematic representation of the wheel suspension of an air-sprung motor vehicle, FIG. 2 to 4 representations of the control valve in different Ailbeat positions and on an enlarged scale and FIG . 5 the top view of the valve body.

In F 1 g. 1 istdas Fahrzeugrad 1 mittels Lenker 2, 3 unabhängig.vom gegenüberliegenden, nicht besonders dargestellten- Rad geführt, wobei beide Räder ebenfalls unabhängig voneinander durch je eine Luftfeder 4 abgefedert sind. Die Luftfeder jedes Rades stützt sich mittels Stängen5 vorzugsweise gegen den unteren Lenker 3 ab. Die Zuführung der Federungsluft zur Feder 4 erfolgt über eine Leitung 6, 6, die mit dem Luftvärrats-behälter 7 in Verbindung steht. Inder Luftleitung 6 ist ein Regelventil 8 vorgesehen, das mittels eines an den oberen Lenker 2 angreifenden Steuergestänges 9 abhängig von der Bewegung des Lenkers 2 betätigt wird.In F 1 g. Out 1 istdas vehicle 1 by means of connecting rods 2, 3 unabhängig.vom opposite, not particularly dargestellten- wheel, both wheels are also cushioned independently of one another by in each case a pneumatic spring. 4 The air spring of each wheel is preferably supported against the lower link 3 by means of rods 5. The suspension air is supplied to the spring 4 via a line 6, 6 which is connected to the air supply container 7 . In the air line 6 , a control valve 8 is provided which is actuated by means of a control linkage 9 acting on the upper link 2 as a function of the movement of the link 2.

In F i g. 2 bis 5 ist das Regelventil 8 als Plattenvent.11 dargestellt. Das Ventil besteht aus einem zylindrischen Vontägehäuse 10, in dem ein Ventilrohr 11 verischiebbar gefu-hrt, ist. Gegen dieses d#räckt eine Feder12. Andererseits drückt das Ventilrohrll gegen eine Schfießplatte13, die die Lufteinlaßöffnung 6 zum Ventilgehäuse und die Bohrung 14 des Ventilrohres 11 abdeckt und dabei unter dem Druck einer Feder 15 steht-. Das Ventilrohr 11 trägt an dem der Schließplatte 13. zugekehrten Ende einen Steuernocken 16, dessen balfig bzw. schräg ausgebildete Steuerkanten 16' und 16" längs und quer zur Achse das Ventilrohres versetzt sind. Ia der Bohrung 14 des Ventilrohres 11 ist ferner eine Drosseldüse 17 vorgesehen, die dazu dient, der aus dem Federungskörper ausblasenden Luft einen gewissen, den Austritt aus dem Vent11 verlangsamenden Widerstand entgegenzusetzen.In Fig. 2 to 5 , the control valve 8 is shown as a plate valve. 11. The valve consists of a cylindrical Vonta housing 10 in which a valve tube 11 is displaceably guided. A feather12 is pushing against this d #. On the other hand presses the Ventilrohrll against a Schfießplatte13 that covers the air inlet opening 6 to the valve housing and the bore 14 of the valve tube 11, thereby steht- under the pressure of a spring 15 °. The valve tube 11 carries at which the closing plate 13 facing the end are a control cam 16, the balfig or obliquely formed control edges 16 'and 16 "offset longitudinally and transversely to the axis of the valve tube. Ia of the bore 14 of the valve tube 11 is also a throttle nozzle 17 provided, which serves to oppose a certain resistance to the air blown out of the suspension body, which slows down the exit from the Vent11.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung ist folgende: Bei Einßahrt des Fahrzeuges, beispielsweise in eine Rechtskurve, wird das linke Rad 1 und damit die diesem Rade zugeordnete Luftfeder 4 durch die am Rad angreifende Fliehkraftwirkung zusätzlich belastet. Beider entstehenden Einfederung wird infolge der Verstellung des oberen RadIenkars 2 das Steuergestänge 9 betätigt und dadurch das Regelventil 8 geöffnet. Durch die nunmehr vom Vorratsbehälter 7 in die Feder 4 einströmende Luft wix.d die Tragfäh,gikeit der Feder so lange erhöht, bis der Lenkerhebel 2 seine Ausgangsstellung wieder erreicht hat und damit das Ventil 8 wieder geschlossen wird.The mode of operation of the control device according to the invention is as follows: When the vehicle enters, for example in a right-hand bend, the left wheel 1 and thus the air spring 4 assigned to this wheel is additionally loaded by the centrifugal force acting on the wheel. When the spring deflection occurs, the control linkage 9 is actuated as a result of the adjustment of the upper RadIenkars 2, thereby opening the control valve 8. The air now flowing into the spring 4 from the reservoir 7 increases the load capacity of the spring until the handlebar 2 has reached its starting position again and the valve 8 is closed again.

Beim Einfedern öffnet sich das Ventil 8 im Sinne einer Luftzuführung zu der zusätzlich belasteten Feder, und das Ventilrohr 11 wird mit seinem Steuernocken 16 gegen die Schließplatte verschoben und diese von ihrem Sitz abgehoben, wie in F i g. 3 dargestellt. Nacheinem bestimmten Wegdes Ventilrohres 11 wird die Lufteintrittsöffnung ün Ventilgehäuse 10 infolge der besonderen, beispielsweise balligen oder schrägen Ausbildung der Steuerkanten 16' und 16" des Steuernockens 16 nur allmählich und abhängig von der jeweiligen Federbelastung freigegeben und somit der Feder die zu ihrer Verstärkung erforderliche Luft in der jeweils Achtigen Menge zu-Dabei vergrößert sich der Öffnungsquersähnitt des Ventils mit zunehmendem Öffnungsweg des Ventfl rohres nur an der unteren Steuerkante 16" des Steuernockens 16, während im Bereich der oberen Steuerkante 16', ;die gegenüber der Steuerkante 16" in Achsrichtung des Vienfdrohres 11 nachhinten versetzt ist, der normale Querschnitt voll erhalten bleibt.During compression, the valve 8 opens in the sense of an air supply to the additionally loaded spring, and the valve tube 11 is displaced with its control cam 16 against the closing plate and this is lifted from its seat, as shown in FIG. 3 shown. Nacheinem certain Wedges valve tube 11, the air inlet opening ün valve housing 10 as a result of the special, for example convex or sloping design of the control edges 16 'and 16 "of the control cam 16 only gradually and, depending released from the respective spring load and thus of the spring required for its amplification air in The eighth quantity of the valve increases with increasing opening travel of the Ventfl tube only at the lower control edge 16 "of the control cam 16, while in the area of the upper control edge 16 ', the opposite of the control edge 16" in the axial direction of the control cam 11 is offset to the rear, the normal cross-section is fully preserved.

Beim Ausfedern unddamit einsetzenderEntlastung der Feder wird das Ventilrohr 11 entsprechend der Stellung des Radlenkers 2 entgegengesetzt verschoben und die untere Drosselöffnung des Ventils bis auf einen verbleibenden geringen Querschnitt -geschlossen. Dagegen wird jetztder Drosselquerschnitt im Bereich der Steuerkante 16' :erweitert und eine größere öffnung für den Austritt der Federungsluft geschaffen, wobei der Drosselquerschnitt mit zunehmendem Ventilrohrweg wächst, und zwar entsprechend der Mantelfläche der Steuer-kante sowie der relativen Stellungudes Ventilrohres 11 zur Bohrun-g 6' des Ventilkörpers 10. Die Luft kann n.unmdhr durch die Boh,-rung 14 des Ventilrohres 11 nach außen entweichen. Bei der vorliegenden Federung wird die im Vorratsbehälter 7 befindliche Luft in bekannter Weise durch einen Kompressor unter Druck gehalten und von außen stets wieder aufgefüllt.When the spring rebounds and the spring is released, the valve tube 11 is displaced in the opposite direction according to the position of the wheel guide 2 and the lower throttle opening of the valve is closed except for a remaining small cross-section. On the other hand, the throttle cross-section is now expanded in the area of the control edge 16 ' and a larger opening is created for the exit of the suspension air, the throttle cross-section growing with increasing valve pipe travel, in accordance with the lateral surface of the control edge and the relative position of the valve pipe 11 to the bore 6 'of the valve body 10. The air can now escape through the hole 14 of the valve tube 11 to the outside. With the present suspension, the air in the reservoir 7 is kept under pressure in a known manner by a compressor and is always refilled from the outside.

Durch die am Ende der Bchrung 14 vorgesehene Drosseldüse 17 wird das Ausblasen der Federungsluft verlangsamt, um die jeweils entlastete Feder der gegenüberliegenden Fahrzeugseite in ihrer Tragfähigkeit nicht unzulässig zu vermindern. Dadurch wird vorzugsweise erreicht, daß dem Wagenkasten bei Ausfahrt aus der Kurve ein zu seiner Niveauhaltung ausreichender Widerstand entgegengesetzt wird. The throttle nozzle 17 provided at the end of the bead 14 slows down the blowing out of the suspension air so that the load-bearing capacity of the respective relieved spring on the opposite side of the vehicle is not inadmissibly reduced. This preferably ensures that the car body is opposed to a resistance sufficient to maintain its level when exiting the curve.

Die Betätigung des Regelventils 8 braucht nicht mittels eines mechanischen Gestänges bewirkt zu werden, sondern kann auf hydraulischem oder elektrischem Wege erreicht werden. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn die Regelventile einer jeden Feder zwecks Vereinfachungder Gesamtfederung zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt werden.The actuation of the control valve 8 does not need to be effected by means of a mechanical linkage, but can be achieved hydraulically or electrically. This is useful, for example, when the control valves of each spring are combined to form a structural unit in order to simplify the overall suspension.

Claims (2)

Patentanspräche: 1. Regelventil für luftgefederte Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, das jeder Luftfedereinheit zugeordnet, im Luftdurchgang von der Druckluftquelle zum Federungskörper bzw. von diesem in die Atmosphäre angeordnet ist und das im wesentlichen aus einem durch die Rad- oder Achsaufhängang bewegten, in die Atmosphäre mündenden hohlen Ventilkörper besteht, der in einer Führung des Ventilgehäuses verschiebbar ist, von welcher die Luftleitung zum Federungskörper abzweigt und die an ihrem Ende durch eine ein Doppelventil bildende Ventilplatte vonder Druckluftzuleitung abgeschlossen ist, wobei die Ventilplatte einerseits mit einem Gehäusesitz und andererseits mit dem die Ventilplatte aufstoßenden hohlen Ventilkörper derart zusammenarbeitet, ,daß je nach Stellung des Ventilkörpers entweder im Normalzustand alle Luftdurchlässe gesperrt oder die Druckluftzufuhr nach dem Federungskörper hin geöffnet oder lediglich mit der Atmosphäre verbundenist, d a d u r c h g c k c n n - z e i c h n e t, daß der Ventillkörper (11) zwei auf ,dem Umfang des Ventilkörpers versetzte Steuernocken (16) mit je einer auf ihrer Außenseite das ,allmähliche Öffnen oder Sperren der Luftdurchlässe bewirkenden, gegenüber der Achse des Ventilkörpers geneigten Steuerfläche (16' bzw. 16") aufweist, vondenen einer mitdem durch die Ventilplatte (13) abzuschließenden Gehäusesitz und der andere mit dem eine Steuerkante bildenden, zum Federungskörper (4) führenden Abzweig (6'») zusammenarbeitet. Patent claims: 1. Control valve for air-sprung vehicles, in particular motor vehicles, which is assigned to each air spring unit, is arranged in the air passage from the compressed air source to the suspension body or from this into the atmosphere and which is essentially moved through the wheel or axle suspension path into the atmosphere opening hollow valve body, which is displaceable in a guide of the valve housing, from which the air line to the suspension body branches off and which is closed at its end by a valve plate forming a double valve from the compressed air supply line, the valve plate on the one hand with a housing seat and on the other hand with the valve plate bottomed hollow valve body cooperating in such a manner that blocked depending on the position of the valve body either in the normal state, all the air passages or open the compressed air supply to the spring body towards or simply connected to the atmosphere, d a d u rch gckc nn - zeic HNET, that the valve body (11) has two control cams (16) offset on the circumference of the valve body, each with a control surface (16 'or 16 ") inclined relative to the axis of the valve body, which gradually opens or blocks the air passages , of which one cooperates with the housing seat to be closed by the valve plate (13) and the other with the branch (6 '») which forms a control edge and leads to the spring body (4). 2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuernocken (16) entsprechend der Entfernung des zum Federungskörper fuhrenden Abzweiges (6') vom Sitz der Ventilplatte (13) auf dem Ventilkörper (11) axiaI versetzt sind. In Betracht gezogene Druckschrift-en: Deutsche Patentschrift Nr. 948 119; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1762 879; USA.-Patentschriften Nr. 2 841 178> 2 790 650; »Die UmsChau in Wissenschaft und Technik«, 1958, Heft 6, S. 163; »Krafthand«, Heft 9, vom 1. 5. 1958, S. 260; »Auto, Motor und Sport«, Heft 22, 1955, S. 10 bis 12; »Automob,ile Engineer«, Januar 1958, S. 8. 2. Control valve according to claim 1, characterized in that the two control cams (16) are axiaI offset according to the distance of the branch (6 ') leading to the spring body from the seat of the valve plate (13) on the valve body (11) . Documents considered: German Patent No. 948 119; German utility model No. 1762 879; U.S. Patent Nos. 2,841,178 > 2,790,650; "The UmsChau in Science and Technology", 1958, No. 6, p. 163; "Krafthand", No. 9, from May 1 , 1958, p. 260; "Auto, Motor und Sport", Issue 22, 1955, pp. 10 to 12; "Automob, ile Engineer", January 1958, p. 8.