DE68903903T2 - Luftfederung mit konstanter lage fuer kraftfahrzeuge. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Konstantlagen-Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere kommerzielle Fahrzeuge und Busse, das eine pneumatische Schaltung zum Verbinden einer Druckluftversorgungseinrichtung mit den Luftfedern der Federung, Regelventile, die der pneumatischen Schaltung zugeordnet sind, zum Regeln der Zuführung und der Abführung von Druckluft zu und von diesen Federn als Ergebnis von Änderungen der Last des Fahrzeugs und Ein/Aus-Elektromagnetventile enthält, die zwischen den Regelventilen und den Luftfedern zum Trennen der Luftfedern von der pneumatischen Schaltung, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, angeordnet sind.
• Eine Luftfederung der zuvor genannten Art ist aus der Druckschrift US-A-2 787 475 bekannt. Diese Federung hat den Nachteil eines Verbrauchs von Druckluft aufgrund einer fortgesetzten Druckladung/ Druckentladung der pneumatischen Schaltung, die zwischen dem Ein/ Aus-Elektromagnetventil und dem Regelventil enthalten ist.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Luftfederung der Art, die am Anfang der Beschreibung angegeben ist, zu schaffen, die diesen Nachteil auf einfache Art und Weise und Wirtschaftlich beseitigen kann.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Tatsache gelöst, daß die Luftfederung Hilfs-Ein/Aus-Elektromagnetventile enthält, die zwischen die Druckluftversorgungseinrichtung und die Regelventile geschaltet sind und in Synchronismus mit dem zuvor genannten Ein/Aus-Elektromagnetventil betätigt werden, um die Teile der pneumatischen Schaltung zwischen dem letzteren und den Hilfs-Ein/Aus-Elektromagnetventilen abzutrennen.
• Demzufolge verhindert dies zusätzlich zu dem Verbrauch von Luft durch die Federn den Verbrauch von Luft aufgrund der fortgesetzten Druckladung/Druckentladung der Teile des Rohrs zwischen dem Nivellierungsventil und dem Ein/Aus-Elektromagnetventil, was den Druckluftverbrauch der Luftfederung während der Fahrt des Fahrzeugs (abgesehen von allen Verlusten in der pneumatischen Schaltung) nahezu auf Null bringt.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der Federung gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der im einzelnen im folgenden gegebenen Beschreibung eines nichteinschränkenden Beispiels anhand der Figuren ersichtlich.
• Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Systems zur Luftfederung gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 zeigt die Luftfederung gemäß Fig. 1 in Form eines Prinzipschaltbilds.
• Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
• Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines integrierten Nivellierungs- Elektromagnetventils, das dazu bestimmt ist, einen Teil der Federung gemäß Fig. 1 u. Fig. 2 zu bilden.
• Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Art von integriertem Nivellierungs-Elektromagnetventil, das angeordnet ist, um einen Teil der Federung gemäß Fig. 1 u. Fig. 2 zu bilden.
• Gemäß Fig. 1 u. Fig. 2 ist eine pneumatische Schaltung für ein Konstantlagen-Luftfederungssystem für Busse oder kommerzielle Fahrzeuge, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, angeordnet, um Luftfedern 12, die Rädern R des Fahrzeugs zugeordnet sind und mittels eines Druckluft-Vorratsbehälters unter Druck gesetzt werden, der seinerseits durch einen Kompressor C versorgt wird, mit Luft zu versorgen. Die pneumatische Schaltung 10 hat einen zentralen Teil 10a, der direkt mit dem Vorratsbehälter S und Abzweigungsteilen 10b u. 10c verbunden ist, die den Paaren von Hinterrädern bzw. der Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet sind.
• Zwischen dem zentralen Teil 10a der pneumatischen Schaltung 10 und den Abzweigungsteilen 10b, 10c sind Nivellierungsventile 14 bekannter Art vorgesehen und so angeordnet, daß sie den Druck der Luftfedern 12 in Abhängigkeit von den Bedingungen der Beladung des Fahrzeugs modulieren.
• In Rohren 16, die die Nivellierungsventile 14 und die Luftfedern 12 verbinden, sind Ein/Aus-Elektromagnetventile 18, die durch eine elektrische Schaltung 20 gesteuert werden, montiert. Die elektrische Schaltung enthält einen tachometrischen Schalter 22, der dem Tachoineter V des Fahrzeugs zugeordnet ist, und eine zentrale elektronische Steuereinheit 24, deren Funktion aus der folgenden Beschreibung ersichtlich wird.
• Wenn das Fahrzeug stillsteht, sind die Magnetventile 18 offen und ermöglichen, daß der Druck der Luftfedern 12 geregelt wird, um die Lage des Fahrzeugs konstant zu halten (typische Bedingung, unter denen die Systeme eines stillstehendes Bussses arbeiten). Wenn das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, werden die Elektromagnetventile 18 bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit mittels des tachometrischen Schalters 22 aktiviert und trennen die Luftfedern 12 von dem zentralen Teil 10a der pneumatischen Schaltung 10.
• Um den Verbrauch von Druckluft aufgrund des fortgesetzten Druckladens/Druckentladens des besagten Teils des Rohrs (mit dem Bezugszeichen 16a versehen), der zwischen dem Nivellierungsventil 14 und jedem Ein/Aus-Elektromagnetventil 18 angeordnet ist, zu vermeiden, sind Hilfs-Ein/Aus-Ventile 26 zwischen die Nivellierungsventile 14 und den Druckluftbehälter S geschaltet, wobei diese Ventile 26 mit der elektrischen Schaltung 20 verbunden sind. Die gleichzeitige Aktivierung der Magnetventile 18 u. 26 durch den tachometrischen Schalter 22 trennt sowohl die Luftfedern 12 als auch die Nivellierungsventile 14 vollständig von dem restlichen Teil der pneumatischen Schaltung.
• Im Falle von Fahrzeugen, die nicht wiederholt anhalten (kommerzielle Fahrzeuge oder Intercity-Busse) ist ein Zeitschalter vorgesehen, der der zentralen elektronischen Steuereinheit 24 zugeordnet ist und angeordnet ist, um die Elektromagnetventile 18 und die Hilfs-Elektromagnetventile 26 zu deaktivieren, um einen periodischen Ausgleich irgendwelcher Verluste an Druckluft zu gestatten, die in der pneumatischen Schaltung stromabwärts von den Ein/ Aus-Elektromagnetventilen während der Fahrt auftreten könnten.
• Fig. 3 zeigt schematisch ein Federungssystem, das es gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erlaubt, jedes Paar, das durch ein Ein/Aus-Elektromagnetventil 18 und ein Hilfs-Ein/Aus-Elektromagnetventil 26 gebildet ist, zu einem einzigen pneumatischen Vierweg-Magnetventil 28 zusammenzusetzen, das zwei erste Verbinder 28a zum Anschließen einer Geschlossenschleifen-Rohrleitung 30, in welcher das Nivellierungsventil 14 montiert ist, und zwei zweite Verbinder 28b u. 28c zum Verbinden mit dem Druckluft-Vorratsbehälter S bzw. mit den Luftfedern 12 hat.
• Fig. 4 zeigt ein Nivellierungsventil 32, das zum Einbau in eine Schaltung der Art, die in Fig. 2 gezeigt ist, bestimmt ist. Das Elektromagnetventil 32 hat den Vorteil des Zusammensetzens des Nivellierungsventils und des Ein/Aus-Elektromagnetventils in einem einzigen Ventilkörper. Dieser hat einen Teil 32a, der im wesentlichen den bekannten Nivellierungsventilen entspricht und durch einen Hebel 34 betätigt wird, welcher z. B. mit einem Arm der Federung verbunden ist. Ein zweiter Teil 32b des Nivellierungs- Elektromagnetventils 32 ist einstückig mit dem ersten Teil 32a ausgebildet und ermöglicht die Vorteile, die zuvor als zu erzielen beschrieben wurden. Das Ventil 32 enthält einen ersten Verbinder 36, der mit dem Vorratsbehälter S verbunden ist, einen zweiten Entladeverbinder 38 und einen dritten Verbinder 40, der mit den Luftfedern 12 verbunden ist. Der Teil 32b des Elektromagnetventils 32 hat einen Ventilsitz 42 zum Zusammenwirken mit einem Verschließelement 44, das durch das Ende einer Stange 45 eines Elektromagneten 46 gebildet ist. Die Stange 45 gestattet das Einnehmen einer ersten Ruhestellung (gezeigt in Fig. 4) unter Einwirkung ner Druckfeder 47 und einer zweiten wirksamen Stellung, in welcher das Verschließelement 44 mit dem Sitz 42 zusammenwirkt, um den Verbinder 40, der mit den Luftfedern in Verbindung steht, von dem restlichen Teil 32a des Ventils 32 zu trennen, der von bekannter Art ist und daher nicht im einzelnen beschrieben wird.
• In den Ausführungsbeispielen, die in Fig. 2 u. Fig. 4 gezeigt sind, welche die drei Nivellierungsventile enthalten, ist ein T- Verbinder auf der Achse vorgesehen, die durch eines dieser drei Nivellierungsventile in einer bekannten Art und Weise gesteuert wird, um das Hauptrohr 16 mit zwei Zweigrohren 17 zu verbinden. Entsprechend der herkömmlichen Technik hat, um eine "Übertragung" von Druck von einer Luftfeder zu der anderen zu verhindern, der T- Verbinder eine kalibirierte Öffnung zum Verzögern oder Minimieren des Einflusses der Druckluftströmung von einer Feder, die auf der Außenseite arbeitet, zu einer Feder, die auf der Innenseite einer Kurve arbeitet. In jedem Fall wird nach einem Um-die-Ecke-Fahren eine gewisse Periode für das Fahrzeug benötigt, um dessen Lage als Ergebnis des Ausgleichs des Drucks in den Luftfedern zurückzugewinnen.
• Ein weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 5 gezeigt ist, hat die zusätzliche Aufgabe des Verhinderns der "Übertragung" von Luft von einer Feder zu der anderen und demzufolge des In-die-Lage-Versetzens des Fahrzeugs, seine Lage schneller wiederzugewinnen, wenn es nach dem Kurvenfahren längs einer geraden Linie fährt. Gemäß diesem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein integriertes Nivellierungsventil 50 in Entsprechung mit dem Verbinder zwischen dem Hauptrohr 16 und dem Zweigrohr 17, das mit den Luftfedern 12 verbunden ist, angeordnet. Das Ventil 50 hat einen ersten Teil 50a, der vollständig den bekannten Nivellierungsventilen entspricht, und einen zweiten Teil 50b mit einem Elektromagneten 52, der mit der elektrischen Schaltung 20 der Federung verbunden ist. Das Ventil 50 hat einen ersten Verbinder 54, der mit dem Druckluft-Vorratsbehälter S in Verbindung steht, einen zweiten Entladeverbinder 56 und zwei dritte Verbinder 58a u. 58b, die jweils mit einer rechtsseitigen Feder und einer linksseitigen Feder einer Achse der Federung verbunden sind.
• Der zweite Teil 50b des Ventils 50 hat einen Sitz 60 zum Zusammenwirken mit einem Verschließelement 62, das durch das Ende einer Stange 63 des Elektromagneten 52 gebildet ist. Dem Verschließelement 62 benachbart hat die Stange 63 eine ringförmige Nut 64, die einen ringförmigen Dichtungsring 66, beispielsweise einen O-Ring, aufnimmt, der dazu bestimmt ist, sich auf einer zylindrischen Wand 68 dichtend koaxial mit dem Sitz 60 zu verschieben. In Entsprechung mit der zylindrischen Wand 68 sind zwei Öffnungen 68a u. 68b angeordnet, die axial einen Abstand voneinander aufweisen und mit den zwei Verbindern 58a u. 58b in Verbindung stehen.
• In der wirksamen Konfiguration des Magnetventils, das dem Teil 50b des Ventils 50 zugeordnet ist (die Konfiguration, die in Fig. 6 gezeigt ist), wird das Verschließelement 62 gegen den Sitz 60 gedrückt, um so eine Verbindung zwischen den dritten Verbindern 58a u. 58b und dem Teil 50a des Ventils zu verhindern. In dieser Konfiguration verhindert der Dichtungsring außerdem eine Verbindung zwischen den Verbindern 58a u. 58b, die die rechtsseitigen und die linksseitigen Luftfedern einer Achse der Federung voneinander trennen.
• Während der Entregung des Elektromagneten 52 durch die elektrische Schaltung 20 bewirkt eine Druckfeder 70, daß sich die Stange 63 bewegt, so daß sie außer Eingriff mit dem Sitz 60 kommt und den Dichtungsring 66 in eine derartige Position bringt, daß eine Verbindung zwischen den Verbindern 58a u. 58b ermöglicht wird, was die Regulierungsoperation des Teils 50a des Ventils 50 gestattet.

Claims (5)

1. Luft-Federung mit konstanter Lage für Fahrzeuge, insbesondere kommerzielle Fahrzeuge und Busse, die einen Druckluftkreis zum Verbinden einer Druckluftversorgungseinrichtung (S) mit Luftfedern (12) der Federung, eine Regelventileinrichtung (14) die dem Druckluftkreis zugeordnet ist, zum Regeln des Zuführens und Abführens von Druckluft zu oder von den Federn (12) als Er gebnis von Änderungen der Last des Fahrzeugs und Ein/Aus-Elektromagnetventile (18) enthält, die zwischen den Regelventilen (14) und den Luftfedern (12) angeordnet sind, zum Trennen der Luftfedern (12) von dem Druckluftkreis (10a) , wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Hilfs-Ein/Aus-Elektromagnetventile (26) enthält, die zwischen der Druckluftversorgungseinrichtung (S) und der Regelventileinrichtung (14) angeordnet sind und in Synchronismus mit den Ein/Aus-Elektromagnetventilen (18) betätigt werden, um die Teile des Druckluftkreises (16a) zwischen letzteren (18) und den Hilfs-Ein/Aus-Elektromagnetventilen (26) zu trennen.

2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein/Aus-Elektromagnetventile (18) und die Hilfs-Ein/Aus-Elektromagnetventile (26) zu Paaren in einem einzigen Vierwege-Elektromagnetventil (28) kombiniert sind.

3. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkreis zumindest ein Paar von entsprechenden rechten und linken Luft-Federn (12) enthält, wobei ein Paar von Abzweigungsrohren (17) mit den Luftfedern (12) kommunizieren und mit einem einzigen Hauptrohr (16) für die Verbindung mit der Druckluftversorgungseinrichtung (S) verbunden sind und wobei die Federung für das Paar von Federn (12) ein Ausgleichsventil (50) enthält, das ein erstes Verbindungsteil (54), welches mit dem Hauptrohr (16) verbunden ist, ein zweites Abführungs-Verbindungsteil (56) und ein Paar von dritten Verbindungsteilen (58a, 58b) hat, wovon jedes mit dem betreffenden Abzweigungsrohr (17) verbunden ist, welches Ausgleichsventil (50) einen ersten Teil (50a) zum Modulieren des Drucks in den dritten Verbindungsteilen (58a, 58b) in Abhängigkeit von der Last des Fahrzeugs und einen zweiten Teil (50b) enthält, der einen Sitz (60) und einen entsprechenden Verschlußteil (62) zum Freigeben des Kommunizierens zwischen den Abzweigungsrohren (17) und dem ersten Teil (50a) des Elektromagnetventils in einer ersten Stellung und zum Unterbrechen der Luftströmung zwischen den dritten Verbindungsteilen (58a, 58b) und dem ersten und dem zweiten Verbindungsteilen (54, 56) und zum gleichzeitigen Trennen der dritten Verbindungsteile (58a, 58b) voneinander in einer zweiten Stellung enthält.

4. Federung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (50b) des Ausgleichsventils (50) einen Sitz (60) für den Verschlußteil (62) enthält, der koaxial mit einer zylindrischen Wand (68) angeordnet ist, wobei axial einen Abstand voneinander aufweisenden Öffnungen (68a, 68b) mit den Abzweigungsrohren (17) kommunizieren und wobei der Verschlußteil (62) einen ringförmigen luftdichten Teil (66) zur Positionierung in der zweiten Stellung des Verschlußteils (62) zwischen den Öffnungen (68a, 68b), um die Verzweigungsrohre (17) voneinander zu trennen, hat.

5. Federung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Ein/Aus-Elektromagnetventilen Regelmittel zugeordnet sind, die einen Zeitschalter (24) für die periodische Deaktivierung der Ein/Aus-Elektromagnetventile (18, 26, 28, 32b, 50b), wenn sich das Fahrzeug bewegt, enthalten.