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Ausgleichseinrichtung für luftgefederte Kraftfahrzeuge Die bis jetzt
bekanntgewordenen Kraftfahrzeuge mit Luftfederung haben beim Fahren wegen der verhältnismäßig
weichen Federwirkung dieser Luftfederung und der im Gegensatz zur herkömmlichen
Blattfeder geringeren Federspur gewöhnlich eine erhöhte Kurvenneigung, die auf Grund
der in den Kurven wirksamen Zentrifugalkräfte umgekehrt als beim natürlichen Fahren,
z. B. eines Radfahrers, gerichtet ist.
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Auch bei gewölbter Fahrbahn neigen sich sowohl Fahrgestell wie Oberteil
eines Fahrzeuges seitlich, das heißt, die Karosserie mit den Sitzen bei Personenwagen
und die Ladebrücke bei Lastwagen stellen sich schief, sobald das Fahrzeug, wie dies
meistens der Fall ist, nicht die Straßenmitte hält, sondern die ihm zur Verfügung
stehende Straßenhälfte benutzen muß. Von den Insassen des Wagens wird diese Schrägstellung
als sehr unangenehm empfunden, und aufgeschichtete oder geschüttete Lasten können
sich bald dabei in unliebsamer Weise verschieben.
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Es ist bekannt, diese Merkmale bei durch Luft-, Blatt- oder Spiralfedern
abgefederten Fahrzeugen dadurch zu beseitigen, daß die Stellung des Fahrzeugoberteiles
zum Fahrzeugunterteil in Abhängigkeit von der Schwerkraft eines Pendels (Stellung
des Fahrzeugoberteiles) und der Zentrifugalkraft des gleichen Pendels (Kurvenfahrt)
beeinflußt wird.
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Erfindungsgemäß kann bei luftgefederten Kraftfahrzeugen diese Beeinflussung
in einfachster Weise dadurch erfolgen, daß die Ventile des an sich bekannten Füllungsreglers
für die jeweilige Luftfeder durch eine auf der Schwinge des Füllungsreglers angeordnete
Hülse in Abhängigkeit von der Schwerkraft einer Masse (Stellung des Fahrzeugoberteiles)
und Zentrifugalkraft der gleichen Masse (Kurvenfahrt) betätigt werden.
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Die Masse zur Verschiebung der Hülse kann dabei durch die Masse eines
durch Federn in seiner Mittellage gehaltenen Pendels gebildet werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Hülse durch Federn
in ihrer Mittellage gehalten werden und so viel Masse besitzen, daß sie als Pendel
entgegen der Kraft dieser Feder wirkt.
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Jedem Rad eines Achsenpaares kann eine besondere Ausgleichsvorrichtung
zugeordnet sein.
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Weiterhin kann die bisherige Einrichtung so ausgebildet sein, daß
der Abtrieb des Fliehkraftpendels des Fliehkraftgewichtes wahlweise und selbsttätig
die der Luftfeder des jeweiligen Rades zugeordneten Ein-und Auslaßorgane für die
Preßluft zu betätigen vermag und die den der Fliehkraft unterliegenden beiden Rädern
eines Achsenpaares zugeordneten Teile die entsprechenden Ein- und Auslaßorgane in
zueinander entgegengesetzter Weise betätigen. Außerdem können die den der Fliehkraft
unterliegenden beiden Rädern eines Achsenradpaares wiederholt zugeordneten Teile
die Luftfedern der einen oder anderen Seite auffüllend oder ablassend beeinflussen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Grundzuge
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 den Längsmittelschnitt eines an sich bekannten
Füllungsreglers, der mit dem erfindungsgemäßen Regler für die Kurvenneigung verbunden
ist, Fig. 2 eine Stirnansicht des Reglers nach Fig. 1. Bei den Verzögerungseinrichtungen
der bekannten Füllungsregler wird eine bestimmte Flüssigkeitsmenge durch das Verschieben
von in Zylindern geführten Kolben verdrängt, wobei die Flüssigkeit durch eine Drosselstelle
hindurchgedrückt wird. Das Gehäuse G des Füllungsreglers (Fig. 1) weist Zylinder
1, 2 auf, in denen Kolben 3, 4 geführt sind, die ihrerseits durch Lenker 5, 6 mit
einer Schwinge 7 drehbeweglich verbunden sind. Eine senkrecht zur Längsrichtung
der Schwinge 7 angeordnete, diese durchdringende und mit ihr fest verbundene Achse
8 ist in dem Gehäuse G des Füllungsreglers gelagert und trägt auf ihrem Ende einen
Hebel 9. Am Ende dieses Hebels 9 ist eine hohle Stange 10 angelenkt, in deren Inneres
zwei Schraubenfedern 11, 12 eingesetzt sind, deren einander zugekehrten Enden sich
auf einem Kolben 14 abstützen. Die Kolbenstange 13 des Kolbens 14 durchragt die
Schraubenfeder 12 und einen die hohle Stange 10 abschließenden Deckel 10a und ist
mit der Öse 15 ihres Endes an dem benachbarten Ende der Fahrzeugachse bzw. einer
Radführung des Fahrzeuges angelenkt. Das Gehäuse G des Füllungsreglers selbst ist
in hier nicht gezeigter Weise am Fahrgestell bzw. am Wagenaufbau fest angeordnet.
Die Federn 11, 12 der hohlen Stange 10 lassen es zu, daß bei der Auf- und Abwärtsbewegung
der Stange 13
der Federkraft entsprechend auf die Schwinge 7 ein
Drehmoment ausgeübt wird.
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Die dem Lenker 5, 6 der Schwinge 7 entgegengesetzten Enden der Zylinder
1, 2 sind durch einen Kanal 16, z. B. eine Bohrung, miteinander verbunden. Der Querschnitt
des Kanals 16 kann durch ein Drosselglied 18, z. B. eine einstellbare, sich selbst
haltende Schraube, einen Schieber, eine Klappe od. dgl., verändert werden. Mit Rücksicht
auf diese Drosselung ist der Lenker 10, 13 mit den vorbezeichneten Federn 10, 12
ausgestattet, damit die Stange 13 ohne Rücksicht auf die Folgemöglichkeit der Schwinge
7 die Bewegung der einfedernden Achse mitmachen kann. Auf der Schwinge 7 ist eine
Hülse 26 verschiebbar gelagert, in deren Ausschnitt 26a ein Mitnehmer 27 ständig
eingreift. Dieser Mitnehmer ist auf einer Welle 28 fest angeordnet, die im Gehäuse
6 des Füllungsreglers parallel zur Achse 8 gelagert ist. Ebenfalls fest mit der
Welle 28 (Fig. 1, 2) ist ein Pendel 29 verbunden, der außerhalb des Gehäuses G vorgesehen
ist und ein Pendelgewicht 30 trägt, das auf dem Pendel verstellbar angeordnet ist.
Die senkrechte Gleichgewichtslage des Pendels 29 und seines Gewichtes 30 wird durch
zwei entgegenwirkende, an ihm angreifende und mit ihren freien Enden vom Gehäuse
G des Füllungsreglers gehaltene Zugfedern 31, 32 bestimmt. Die Schiebehülse 26 weist
an beiden oberen Enden Schiebeebenen 26b, 26c, od. dgl. auf, von denen eine jede
für sich allein mit dem Schaft 19a, 20a eines Ventils 19, 20 zusammenzuwirken vermag.
Das Ventil 19 wirkt als Einlaßventil, während das Ventil 20 als Auslaßventil tätig
ist. Beide Ventile werden durch Druckfedern 19b, 20b zu ihrem Sitz hin beeinflußt
und auf diesem normalerweise festgehalten. In den Verbindungskanal des Ventilraumes
für das Ventil 19 zu einer in das Gehäuse G eingelassenen Rohrleitung 23 hin ist
ein Rückschlagventil 22 eingelassen. Zum äußeren, durch die Druckfeder 19b eingenommenen
Raum des Ventils 19 führt eine Leitung 21, die dem Zuführen von Preßluft od. dgl.
aus einem nicht gezeigten Vorratsbehälter zum Füllungsregler dient. Mit der Rohrleitung
23, die mit der jeweils auszugleichenden Luftfeder in Verbindung steht, ist der
äußere die Druckfeder 20b enthaltene Raum des Ventils 20 durch einen Kanal 24 verbunden.
Von dem Ventilraum 20c des Ventils 20 aus führt ein Kanal 25 unmittelbar in das
Freie.
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Der in den Fig. 1, 2 dargestellte Füllungsregler ist für ein Rad der
linken Wagenseite in Fahrtrichtung gesehen vorgesehen. In der Ruhe- bzw. der Normalfahrtlage
des Wagens nimmt der Hebel 9 (Fig. 1, 2) eine ungefähr waagerechte Lage ein, so
daß die Ventile 19, 20 geschlossen sind. Wird z. B. bei einer Belastungsvergrößerung
des Fahrzeuges die Stange 13 in Richtung des Pfeiles A nach oben gedrückt, so weicht
der Kolben 4 der Bewegung der Schwinge 7 folgend nach unten aus. Das in dem Zylinder
2 befindliche Druckmittel versucht durch den Kanal 16 nach dem sich gleichzeitig
vergrößernden Raum des Zylinders 1 abzufließen. Diese Abströmbewegung wird durch
die Drossel 18 verzögert, so daß eine schnell eintretende Belastungsvergrößerung
sich unter dem zusätzlichen Einfluß der Feder 11 nur langsam auf die Lage des Fahrzeugaufbaues
auswirken kann.
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Durch das Ausweichen des Kolbens 4 nach unten wird der Ventilschaft
19a des Einlaßventils 19 von der Schwinge 7 bzw. der Verschiebehülse 26 mit ihrer
schrägen Ebene 26b erfaßt und das Einlaßventil geöffnet. Dadurch tritt durch die
Leitung 21 das Einlaßventil 19 und die Leitung 23 unter Überwindung des Rückschlagventils
22 Preßluft vom Preßluftvorratsbehälter aus in die an dem Füllungsregler angeschlossene
Luftfeder ein. Die Luftfeder streckt sich und bringt der Belastungsvergrößerung
des Fahrzeuges entgegenwirkend das Fahrzeug wieder in die Normallage zurück. Vermindert
sich die Belastung, so läuft der vorstehend für die Belastungsvergrößerung erläuterte
Vorgang umgekehrt ab. Es wird also in diesem Falle der Kolben 3 im Zylinder 1 nach
unten bewegt und dementsprechend ebenfalls wieder mit Verzögerung durch die Drossel
18 der Schaft 20a des Auslaßventils 20 mitgenommen. Das Auslaßventil 20 wird geöffnet,
und es strömt Luft aus der vorhandenen, bei Belastungsvergrößerung zusätzlich mit
Preßluft versorgten Luftfeder wieder über die Rohrleitung 23 und die Kanäle 24,
25 durch das Auslaßventil 20 hindurch ins Freie hinaus. Dieser Abströmvorgang der
Preßluft aus der Luftfeder geht so lange vor sich, bis die Normallage des Fahrzeuges
wieder hergestellt ist.
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Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, soll der in den Fig. 1 und
2 dargestellte Füllungsregler für ein Rad vorgesehen sein, das sich in Fahrtrichtung
gesehen auf der linken Seite des Fahrzeuges befindet. Fährt nun das Kraftfahrzeug
in eine Rechtskurve ein, so folgt das Pendelgewicht 30 sofort der dann wirksam werdenden
Zentrifugalkraft in Richtung des Pfeiles B und entgegen dem Einflusse der Zugfeder
32. Diese Fliehkraftbewegung des Pendelgewichtes 30 wird über den Hebel 29, die
Welle 28 und den Mitnehmer 27 auf die Hülse 26 übertragen, die nun nach links (Fig.
1) verschoben wird, wodurch die schiefe Ebene der Verschiebehülse auf den Schaft
19a des Ventils 19 einwirkt und das Einlaßventil 19 geöffnet wird. Es strömt Preßluft
von dem Preßluftvorrats-Behälter aus durch die Leitung 21, das Ventil 19 und die
Leitung 23, das Rückschlagventil 22 überwindend, in die angeschlossene Luftfeder
ein und hebt den Wagenaufbau, so daß dieser entgegen dem Einfluß der Zentrifugalkraft
die gewünschte Neigung einnimmt. Je enger die Kurve und je höher die Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeuges in der Rechtskurve ist, um so mehr wird der Wagenaufbau zwangsweise
durch die beschriebene Vorrichtung auf der linken Seite angehoben. Dadurch, daß
die vorstehend betrachtete Feder durch die Einführung zusätzlicher Preßluft gestreckt,
d. h. verlängert wird, wird das Verbindungsglied 10, 13 zwischen dem Hebel 9 zum
Füllungsregler und der Achse bzw. Radführung des Fahrzeuges gegen die Wirkung der
Druckfeder 12 auseinandergezogen. Die Feder 12 versucht sich darauffolgend wieder
zu entspannen und beeinflußt über die Teile 9, 7, 5 den Kolben 3 in entsprechender
Weise. Da in den Verbindungskanal 16 zwischen den Zylindern 1 und 2 das Drosselglied
18 eingelegt ist, vermögen aber die Teile 9, 7, 5, 3 dem Einfluß der Feder 12 nicht
ganz und nicht sofort zu folgen, so daß je nach der Drosselweite des Drosselgliedes
18 im Kanal 16 der Kolben .3 erst nach einer Zeit von 1 bis 11/z Sekunden wirksam
zu folgen vermag. Dadurch wird die schiefe Ebene 26b der Schiebehülse 26 aus dem
Bereiche des Schaftes 19a des Einlaßventils 19 herausbewegt, so daß sich dieses
Einlaßventil wieder schließt und damit der Aufladevorgang der Luftfeder mit Preßluft
abgeschlossen wird.
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Verläßt das Fahrzeug die Rechtskurve, so verschwindet sofort die bis
dahin wirksame Zentrifugalkraft, und das Pendelgewicht 30 kehrt in seine von den
Federn 31 und 32 unterstützte senkrechte Lage zurück. Dieser Bewegung folgt die
Verschiebehülse 26 (Fig. 1) bis zu ihrer gezeichneten Mittellage. Da sich
in
diesem Zeitpunkt das linke Ende des Hebels 9 unterhalb der Mittellage befindet,
wirkt gleichzeitig die schiefe Ebene 26c der Verschiebehülse 26 auf den Ventilschaft
20a des Ventils 20 und öffnet dieses. Durch die Öffnung des Ventils 20 wird die
Luftfeder durch die Kanäle 23, 24, 25 an das Freie angeschlossen, und die in der
Luftfeder enthaltene Preßluft beginnt zu entweichen. Durch die entweichende Preßluft
wird die Luftfeder gekürzt. Das Verbindungsgestänge 10, 13 nimmt an dieser Bewegung
teil, so daß die Federn 11, 12 den Kolben 14 etwa wieder in seine gezeichnete Lage
zurückzuführen vermögen. Die Schwinge 7 sucht unter dem ausgleichenden Einfluß der
Federn 11, 12 ebenfalls ihre waagerechte Lage wieder einzunehmen und drückt durch
den Lenker 6 auf den Kolben 4, der nun seinerseits die im Zylinder 2 stehende Flüssigkeit
über die Drosselstelle 18 in den Zylinder 1 herüberzuführen bestrebt ist. Durch
die Drosselung des Kolbens 16 ist die Verschiebung der Flüssigkeit vom Zylinder
2 zum Zylinder 1 nur nach ungefähr 1 bis 1½ Sekunden möglich. Danach nimmt auch
die Schwinge 7 ihre gezeichnete waagerechte Lage ein und gibt das Auslaßventil 20
frei. Alsdann hat der Wagenaufbau wieder die normale Lage eingenommen.
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Fährt das Kraftfahrzeug in eine Linkskurve hinein, so springt das
Pendelgewicht 30 sofort nach rechts zu ausschwingend an und bewirkt die Verlagerung
der Verschiebehülse 26 in der gleichen Richtung. Die Verschiebehülse wirkt mit ihrer
schiefen Ebene 26c auf das Auslaßventil 20 ein und öffnet dieses. Mit dem geöffneten
Auslaßventil 20 ist die Luftfeder durch die Kanäle 23, 24, 25 an die Außenluft angeschlossen,
so daß Preßluft aus der Luftfeder heraustritt und sich der Aufbau der weichenden
Preßluft folgend nach links senkt. Dieser Senkbewegung folgend wird auch das Verbindungsglied
10, 13 kürzer, die Feder 11 wird gespannt und sucht den Kolben 4 nach unten zu drücken.
Dieser Bewegungsdrang wirkt sich nach einem Zeitverlauf von z. B. 1 bis 1½ Sekunden
aus, so daß der Kolben 4 um eine genügende Strecke nach unten getreten ist und die
schiefe Ebene 26c der Verschiebehülse 26 das Auslaßventil 20 wieder freigibt. Damit
ist die für die Fahrt in der Linkskurve geeignetste Lage des Wagenaufbaues erreicht.
Tritt das Kraftfahrzeug aus der Linkskurve wieder in die gerade Bahn, dann pendelt
das Pendelgewicht 30 wieder in die senkrechte Mittellage zurück und nimmt die Verschiebehülse
26 mit. Da jetzt die Schwinge 7 nach links oben verstellt ist, trifft die schiefe
Ebene 26b der Verschiebehülse 26 unter den Schaft 19a des Einlaßventils 19, hebt
dieses und vermittelt dadurch durch die Kanäle 21, 23 hindurch ein Wiederaufladen
der Luftfeder mit Preßluft. Im Verlaufe dieses Wiederaufladens kehrt die Luftfeder
wieder in die Normallage zurück, so daß sich die schiefe Ebene 26b der Verschiebehülse
26 wieder vom Ventil 19 entfernt und dessen Schließung veranlaßt. Dieses Sichschließen
des Einlaßventils tritt wiederum nach ungefähr 1 bis 1½ Sekunden nach seinem Öffnen
ein, so daß in diesem Zeitraum das Zuführen der Lage des Wagenaufbaues in die bei
Geradeausfahrt erforderliche Stellung erreicht wird.
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An Stelle eines Pendels und Pendelgewichtes können die Maße der Verschiebehülse
26 selbst so groß gehalten werden, daß das Einwirken der Fliehkraft auf diese selbst
genügt, um die Ventile 19 und 20 in Tätigkeit zu setzen.
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Den Rädern jedes Achsenpaares ist je einer der vorbeschriebenen Füllungsregler
zugeordnet, so daß bei einem vierrädrigen Fahrzeug mindestens vier Füllungsregler
der in den Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellten Art angewendet werden. Auf
der rechten in Fahrtrichtung gesehenen Seite des Fahrzeuges ist der erfindungsgemäße
Regler sinngemäß so anzuordnen, daß er bei nach rechts oder links gerichteten Kurvenfahrten
und auch bei Geradeausfahrt die entsprechenden Wirkungen, wie die vorstehend zu
den links liegenden Luftfedern angeordneten Füllungsregler hervorruft.