DE1829245U

DE1829245U - AIR SUSPENSION.

Info

Publication number: DE1829245U
Application number: DE1960K0035193
Authority: DE
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1960-04-30
Filing date: 1960-04-30
Publication date: 1961-04-06

Description

Luftfederung.Air suspension.

Die Neuerung betrifft eine rein pneumatische Luftfederung zur gefederten, gegenseitigen Abstützung zweier Bauteile mit im Mittel konstant bleibendem, belastungsunabhängigen Abstand voneinander.The innovation concerns a purely pneumatic air suspension for sprung, mutual support of two components with an average constant, load-independent Distance from each other.

Derartige, bekannte Luftfederungen weisen zur Steuerung des Druckes in den Luftfederbälgen eine Ventileinrichtung auf, die von einem sich zwischen den abzufedernden Bauteilen erstreckenden und deren Entfernung voneinander messenden Hebelsystem betätigbar ist. Das Hebelsystem ist dabei während der Federungsvorgänge ständig in Bewegung, so daß es mechanisch stark beansprucht ist. Des weiteren sind im Hebelsystem dieses versteuernde, elastische Glieder und Stoßdämpfer erforderlich, um nicht jede Federungsbewegung zur Auswirkung auf die Ventileinrichtung gelangen zu lassen.Such, known air suspensions have to control the pressure in the air suspension bellows a valve device, which is located between the Extending components to be cushioned and measuring their distance from one another Lever system is operable. The lever system is during the suspension processes constantly in motion, so that it is mechanically highly stressed. Furthermore are this taxable, elastic link and shock absorber required in the lever system, so as not to affect the valve device every spring movement allow.

Die Aufgabe der Neuerung besteht in der Schaffung einer Luftfederung der eingangs angeführten Art, welche zur Steuerung keines Hebelsystems bedarf und daher billig und einfach zu erstellen ist sowie betriebssicher arbeitet.The task of the innovation is to create an air suspension of the type mentioned at the beginning, which does not require a lever system to control and therefore it is cheap and easy to create and works reliably.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch zwei einander nachgeschaltete, sich zwischen den beiden Bauteilen erstreckende Luftfederbälge, deren einer ein abgeschlossenes Luftvolumen aufweist, dessen Druck einen Steuerkolben eines Steuerventiles in Öffnungsrichtung eines Nachspeiseventiles für den anderen, zusätzlich von der Kraft eines elastischen Gliedes im Sinne seiner Zusammendrückung belasteten Luftfederbalg beaufschlagt, wobei der Druck in dem zweitgenannten Luftfederbalg den Steuerkolben in Öffnungsrichtung eines Auslaßventiles beaufschlagt.This object is achieved according to the invention by two each other downstream, air bags extending between the two components, one of which is a has closed air volume, the pressure of which a control piston of a control valve in the opening direction of a make-up valve for the other, in addition to the Force of an elastic member in the sense of its compression loaded air spring bellows applied, the pressure in the second-mentioned air spring bellows the control piston acted upon in the opening direction of an exhaust valve.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Neuerung ergibt sich dadurch, daß der Luftfederbalg mit abgeschlossenem Luftvolumen eine kleinere, wirksame Fläche aufweist und eine kleinere Kolbenfläche des Steuerkolbens beaufschlagt als der in seinem Druck steuerbare Luftfederbalg. Hierdurch ist ein günstiges Steuerungsverhalten der Luftfederung erzielbar.An advantageous embodiment of the innovation results from that the air suspension bellows with closed air volume has a smaller, effective area and acts on a smaller piston area of the control piston than that in its pressure controllable air bellows. This results in a favorable control behavior the air suspension achievable.

In der Abb. ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung schematisch dargestellt.In the Fig. An embodiment of the innovation is shown schematically.

Zwischen zwei Bauteilen 1 und 3 erstrecken sich zwei in Serie geschaltete Luftfederbälge 5 und 7. Im Luftfederbalg 5 mit grösserer, wirksamer Fläche ist eine an dessen beiden Stirnflächen verankerte Zugfeder 9 angeordnet. Der im ein abgeschlossenes Luftvolumen aufweisenden Luftfederbalg 7 herrschende Druck beaufschlagt über eine Rohrleitung 11 die Zylinderkammer 13 eines Steuerventils 15. Die Zylinderkammer 13 ist durch einen Differentialkolben 19 von einem dessen größere Kolbenfläche 21 beaufschlagenden, mit dem Luftfederbalg 5 über eine Rohrleitung 23 in Verbindung stehenden Zylinderraum 25 abgetrennt ; sie beaufschlagt die kleinere Kolbenfläche 17 des Differentialkolbens 19. Zu beiden Seiten des Differentialkolbens 19 ist ein von diesem steuerbares Ventil 27 bzw. 29 angeordnet. Das sich in Beaufschlagungsrichtung der Zylinderkammer 13 öffnende Ventil 27 überwacht die Verbindung des Zylinderraumes 25 über einen den Differentialkolben durchsetzenden Längskanal 31 mit einem von einer nicht dargestellten Druckluftquelle aufgeladenen Raum 33 und das Ventil 29 ist in eine vom Zylinderraum 25 über einen Kanal 35 und einen Raum 37 führende Entlüftung eingeschaltet. Beide Ventile 27 und 29 sind durch Federkräfte in Schließrichtung belastet.Two components connected in series extend between two components 1 and 3 Air bags 5 and 7. In the air bag 5 with a larger, effective area is a anchored tension spring 9 is arranged on its two end faces. The im a locked one Air suspension bellows 7 having a volume of air is applied via a pressure prevailing Pipeline 11 the cylinder chamber 13 of a Control valve 15. The Cylinder chamber 13 is through a differential piston 19 of one of its larger Piston surface 21 acting on, with the air spring bellows 5 via a pipeline 23 communicating cylinder space 25 separated; it applies to the smaller one Piston surface 17 of the differential piston 19. On both sides of the differential piston 19 a valve 27 or 29 controllable by this is arranged. That is in the direction of application the valve 27 opening the cylinder chamber 13 monitors the connection between the cylinder chamber 25 via a longitudinal channel 31 penetrating the differential piston with one of a compressed air source, not shown, charged space 33 and the valve 29 is in a leading from the cylinder chamber 25 via a channel 35 and a space 37 vent switched on. Both valves 27 and 29 are in the closing direction by spring forces burdened.

Zur Darstellung der Wirkungsweise der Luftfederung sei angenommen, daß das Bauteil 3 anfangs mit einer bestimmten, konstanten Kraft gegen das Bauteil 1 drücke. Die Luftfederbälge 5 und 7 nehmen dabei ihre ausgezogen dargestelltenLagen ein. Der Differentialkolben 19 des Steuerventils 15 steht in einer mittleren Gleichgewichtslage und die beiden Ventile 27 und 29 sind geschlossen. In den Luftfederbälgen 5 und 7 herrschen durch das Flächenverhältnis des Differentialkolbens in ihrem Größenverhältnis bestimmte, konstante Drücke. Die Zugfeder 9 ist um ein bestimmtes Maß gedehnt.To illustrate the mode of operation of the air suspension, it is assumed that that the component 3 initially with a certain, constant force against the component 1 press. The air suspension bellows 5 and 7 take their positions shown in solid lines a. The differential piston 19 of the control valve 15 is in a middle equilibrium position and the two valves 27 and 29 are closed. In the air bags 5 and 7 prevail due to the area ratio of the differential piston in their size ratio certain constant pressures. The tension spring 9 is stretched to a certain extent.

Bei einer Steigerung der vom Bauteil 3 gegen das Bauteil 1 ausgeübten Kraft drücken sich die Federbälge 5 und 7 zusammen. Im Luftfederbalg 7 tritt dabei eine Drucksteigerung ein, die diejenige im Luftfederbalg 5 übersteigt, da sich die Feder 9 beim Zusammendrücken des Luftfederbalges 5 entspannt. Die Beaufschlagung des Differentialkolbens 19 des Steuerventils 15 gerät daher durch überwiegende Beaufschlagungssteigerung über die Zylinderkammer 13 aus ihrer Gleichgewichtslage, der Kolben 19 senkt sich gemäß Abb. und öffnet das Ventil 27. Das Ventil 29 bleibt dabei geschlossen. Aus dem Raum 33 strömt nunmehr Druckluft über das Ventil 27, den Kanal 31 und den Zylinderraum 25 in den Luftfederbalg 5 ein, bis in diesem ein im ursprünglichen Verhältnis zum Druck im Luftfederbalg 7 herrschende Druck erreicht ist und der Differentialkolben 19 in seine dargestellte Mittellage zurückkehrt. Der Luftfederbalg 5 bläht sich infolge der Drucklufteinsteuerung auf, bis die Zugfeder 9 um ein der Drucklufteinsteuerung proportionales Maß gespannt ist.In the event of an increase in the force exerted by component 3 against component 1 The spring bellows 5 and 7 are pressed together by force. In the air suspension bellows 7 occurs a pressure increase that exceeds that in the air suspension bellows 5, since the Spring 9 relaxed when the air spring bellows 5 is compressed. The loading of the differential piston 19 of the control valve 15 is therefore caused by a predominant increase in loading via the cylinder chamber 13 from its equilibrium position, the piston 19 lowers according to Fig. and opens the valve 27. The valve 29 remains closed. the end Compressed air now flows into space 33 via valve 27, channel 31 and the cylinder space 25 in the air suspension bellows 5, until this one in the original ratio to Pressure in the air spring bellows 7 prevailing pressure is reached and the differential piston 19 returns to its center position shown. The air suspension bellows 5 expands as a result of the compressed air control until the tension spring 9 to one of the compressed air control proportional measure is stretched.

Zum leichteren Verständnis der sich bei einer Belastungssteigerung der Luftfeder abspielenden Vorgänge sei ein Zahlenbeispiel angeführt : Das Bauteil 3 drücke anfangs mit einer Kraft von 300 kp gegen das Bauteil 1 ; p der Luftfederbalg 7 habe eine wirksame Fläche von 100 cm und in ihm herrsche ein Druck von 3 atü ; er übt also eine Kraft von 300 kp aus ; 0 der Luftfederbalg 5 habe eine wirksame Fläche von 200 cm2, und in ihm herrsche ein Druck von 2 atü ; er übt also eine Kraft von 400 kp aus ; die Zugfeder 9 ist daher auf eine Zugkraft von 100 kp gespannt und das Flächenverhältnis des Differentialkolbens 19 beträgt 2 : 3. Bei diesen Verhältnissen herrscht Gleichgewicht.To make it easier to understand the processes that take place when the load on the air spring increases, a numerical example is given: component 3 initially presses against component 1 with a force of 300 kp; p the air suspension bellows 7 have an effective area of 100 cm and in a pressure of 3 atmospheres prevails on him; so it exerts a force of 300 kp; 0 the air suspension bellows 5 have an effective area of 200 cm2, and there is a pressure of 2 atmospheres in it; so he exerts a force of 400 kp; the tension spring 9 is therefore stretched to a tensile force of 100 kp and the area ratio of the differential piston 19 is 2: 3. With these ratios, equilibrium prevails.

Bei einer Steigerung der zwischen den Bauteilen 1 und 3 wirkenden Kraft auf 600 kp steigt der Druck im Luftfederbalg 7 durch Zusammendrücken auf 6 atü. Infolge der Wirkung des Steuerventils 15 stellt sich im Luftfederbalg 5 ein Druck von 4 atü ein, so daß dieser Luftfederbalg eine Kraft von 800 kp ausübt und sich daher aufbläht, bis die Feder 9 derart gespannt ist, daß sie 200 kp aufnimmt. Der Luftfederbalg 5 bläht sich also bei einer Belastungssteigerung der Luftfederung bis zur gestrichelt dargestellten Kontur auf und der Luftfederbalg 7 drückt sich zusammen ; die Gesamthöhe der beiden Luftfederbälge 5 und 7 bleibt konstant.With an increase in the number acting between components 1 and 3 Force to 600 kp, the pressure in the air bag 7 increases by compressing it to 6 atü. As a result of the action of the control valve 15 occurs in the air suspension bellows 5 Pressure of 4 atm, so that this air bag exerts a force of 800 kp and therefore inflates until the spring 9 is stretched so that it absorbs 200 kp. The air spring bellows 5 expands when the load on the air suspension increases up to the contour shown in dashed lines and the air spring bellows 7 is pressed together ; the total height of the two air bags 5 and 7 remains constant.

Bei einer Entlastung der Luftfederung spielen sich entsprechend entgegengesetzte Vorgänge ab, wobei sich das Ventil 29 öffnet und Druckluft aus dem Luftfederbalg 5 ins Freie entläßt. Zur Abstimmung der Luftfederung kann es vorteilhaft sein, die Vorspannung der Zugfeder 9 vermittels bekannter, nicht ge- zeigter Maßnahmen einstellbar zu gestalten. , When the air suspension is relieved, correspondingly opposite processes take place, the valve 29 opening and compressed air being released from the air suspension bellows 5 into the open. To coordinate the air suspension, it can be advantageous to adjust the preload of the tension spring 9 by means of known, not to make the measures shown adjustable. ,

Claims

Protection claims.

1. Purely pneumatic air suspension for spring-loaded mutual support two components with an average constant, load-independent distance from each other, characterized by two downstream, between the two components (1 and 3) extending air bags (5 and 7), one of which (7) has a closed volume of air, the pressure of which a control piston (19) of a Control valve (15) in the opening direction of a make-up valve (27) for the other, additionally from the force of an elastic member (9) in the sense of its compression loaded air spring bellows (5) is applied, the pressure in the second-mentioned Air bellows (5) the control piston (19) in the opening direction of an exhaust valve (29) acted upon for this second bellows.

2. Air suspension according to claim 1, characterized in that the air spring bellows (7) has a smaller, effective area with closed air volume and a smaller piston surface (17) of the control piston (19) acts as that in his Pressure controllable air bellows (5).