Устройство пневматической подвески с интегрированным клапаном управления и штокообразным средством приведения в действие
Изобретение относится к устройству пневматической рессоры. Пневматическая рессора включает интегрированную систему клапанов управления для подвода сжатого воздуха в полость (6) для создания давления рессоры, образованную между кожухом (1), трубой (3) пневматической рессоры и соединяющим указанные конструктивные элементы упругим элементом пневматической подвески (5). Система клапанов управления состоит из отдельного клапана (8) для впуска воздуха и отдельного клапана (9) для выпуска воздуха. Клапан (8) для впуска воздуха расположен напротив клапана (9) для выпуска воздуха с обращенными друг к другу приводными толкателями (8а, 9а). Расположенные между ними воздействующие на них механические средства приведения в действие включают установленный с одной стороны на кожухе (1) или трубе (3) пневматической рессоры шток (10) переключения. Противолежащие и предназначенные каждому из приводных толкателей (8а, 9а) направляющие (11а, 11b) скольжения штока переключения (10) воздействуют на приводные толкатели (8а, 9а) для зависимого от положения хода приведения в действие клапана. Достигается обеспечение надежного впуска и выпуска воздуха в или из полости для создания давления рессоры при любом положении хода. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к устройству пневматической подвески с интегрированной системой клапанов управления для подвода сжатого воздуха в полость для создания давления рессоры, образованную между кожухом, трубой пневматической рессоры и соединяющим эти части конструкции упругим элементом пневматической подвески, причем система клапанов управления состоит из отдельного клапана для впуска воздуха и отдельного клапана для выпуска воздуха, которые могут приводиться в действие с помощью точно так же интегрированных механических средств приведения в действие в соответствии с положением хода пневматической подвески для впуска или выпуска воздуха в или из полости для создания давления рессоры.
Область применения распространяется в первую очередь на автомобильную технику. В области ходовой части грузовых автомобилей применяются, например, амортизаторы, которые включают большей частью гидравлический амортизирующий элемент и взаимодействующее с ним устройство пневматической подвески. В смысле интегрированной конструкции амортизирующий элемент имеет обычно образующую кожух трубу, которая соединена с трубой пневматической рессоры, причем труба пневматической рессоры через упругий элемент пневматической подвески, действующий в качестве оболочки пневматической рессоры диафрагменного типа, соединена с расположенным концентрично и подвижно по оси относительно трубы пневматической рессоры кожухом. Упругий элемент пневматической подвески, труба пневматической рессоры, а также кожух ограничивают находящуюся под давлением воздуха для подпружинивания полость для создания давления рессоры.
Подобного рода амортизаторами оборудована, например, подвеска кабины на ходовой части грузового автомобиля, чтобы поступающие от дороги через подвеску колеса в ходовую часть колебания по большой степени удержать на расстоянии от кабины.
Из DE 102010012346 A1 известно устройство пневматической подвески для грузового автомобиля, в котором предусмотрена находящаяся внутри система клапанов управления, чтобы подводить или отводить сжатый воздух относительно полости для создания давления рессоры. Через точно так же расположенные внутри полости для создания давления рессоры механические средства приведения в действие в зависимости от уровня высоты может настраиваться система клапанов управления. Обычно сжатый воздух подводится в полость для создания давления рессоры, если пневматическая подвеска спускается до минимального уровня высоты, чтобы снова восстановить свойства пружинистости. Выпуск воздуха из полости для создания давления рессоры осуществляется напротив тогда, когда уровень высоты пружинного устройства должен снижаться.
С этой целью система клапанов управления в этом уровне техники состоит согласно одной из форм осуществления из двух отдельных клапанов для соответственно впуска и выпуска воздуха в и из полости для создания давления рессоры. Оба отдельных клапана расположены со стороны трубы пневматической рессоры и приводятся в действие через предварительно напряженные пружиной механические средства приведения в действие, которые установлены со стороны кожуха. Предварительно напряженные пружиной механические средства приведения в действие действуют при этом против точно так же предварительно напряженных пружиной приводных толкателей обоих отдельных клапанов. В зависимости от усилия пружины и степени усталости при этом техническом решении может получаться неопределенная точка включения для приведения в действие клапанов. В частности, так как приводные толкатели в этом уровне техники различной длины и приводятся в действие одинаково направленно, это может привести к нежелательному совмещению включенных состояний.
ЕР 1327538 А2 раскрывает устройство пневматической подвески с точно так же интегрированной системой клапанов управления для впуска или выпуска воздуха в или из полости для создания давления рессоры Приведение в действие системы клапанов управления здесь осуществляется через точно так же расположенный внутри пневматической подвески управляющий элемент, который воздействует на один из обоих подвижных относительно друг друга узлов конструкции пневматической подвески трубы пневматической рессоры или кожуха. Управляющий элемент имеет активную длину, которая короче, чем длина хода пневматической подвески и предварительно напряжен пружиной против одного из подвижных друг к другу узлов конструкции пневматической подвески. Кроме этого управляющий элемент установлен плавающим относительно обоих узлов конструкции пневматической подвески, в котором вторая пружина, направление усилия которой противоположно действию указанной выше первой пружины, определяет положение управляющего элемента. Вследствие плавающей установки в течение срока службы точно так же могут устанавливаться неопределенные включенные состояния. Это значит, что впуск или выпуск воздуха в или из полости для создания давления рессоры не осуществляется надежно, как это желательно при определенном положении хода устройства пневматической подвески.
В документе DE 10003054 А1 раскрыто другое устройство пневматической подвески с интегрированной системой клапанов управления, а также механическим средством приведения в действие системы клапанов управления. Средство приведения в действие имеет направляющую и воздействует на один из обоих подвижных относительно друг друга узлов конструкции пневматической подвески. Взаимодействующая с ним система клапанов управления образована в виде клапана с поворотным золотником, причем направляющая средства приведения в действия выполнена короче, чем длина хода пневматической подвески, и средство приведения в действие разъемным способом активно соединено с несущим его узлом конструкции пневматической подвески. Хотя с помощью механизма может достигаться корректное приведение в действие клапана, правда, однако, приведение в действие клапана осуществляется не по всему пути хода пневматической подвески, так что, по меньшей мере, в экстремальных позициях конечных положений могут иметь место неопределенные включенные состояния.
Задачей настоящего изобретения является улучшение устройства пневматической подвески с интегрированной системой клапанов управления соответствующего роду вида в отношении того, что в течение всего срока службы будет обеспечиваться надежный впуск и выпуск воздуха в или из полости для создания давления рессоры при любом положении хода.
Исходя из устройства пневматической подвески согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, задача решается в сочетании с его отличительными признаками. Последующие зависимые пункты формулы изобретения воспроизводят предпочтительные варианты усовершенствования изобретения.
Согласно изобретению, клапан для впуска воздуха системы клапанов управления расположен напротив клапана для выпуска воздуха с обращенными друг к другу приводными толкателями, причем лежащие между ними воздействующие затем механические средства приведения в действие включают установленный с одной стороны на кожухе или трубе пневматической рессоры шток переключения, противолежащие друг другу и предназначенные одному из приводных толкателей направляющие скольжения которого для зависимого от положения хода приведения в действие клапана воздействуют на приводные толкатели.
Преимущество предложенного в соответствии с изобретением технического решения заключается, в частности, в том, что с помощью беспружинного соединения механического средства приведения в действие с системой клапанов управления относящиеся к этому допуски изготовления и усталостные явления не имеют никакого влияния на включенные состояния системы клапанов управления. По всему ходу пневматической подвески определено положение включения клапана для впуска воздуха и клапана для выпуска воздуха и, в частности, относительное положение включения друг к другу, так что, в частности, не могут иметь место утери перепуска во время смены положения включения. Предложенное в соответствии с изобретением техническое решение образует вид принудительного ведения привода клапана, которое достигается с небольшими затратами на элементы конструкции.
В отношении особо экономящего установочное пространство технического решения предлагается, что приводные толкатели клапана для впуска воздуха и клапана для выпуска воздуха расположены под тупым углом друг к другу, чтобы интегрировать систему клапанов в области трубы пневматической рессоры. При этом тупой угол лежит горизонтально по отношению к продольной оси устройства пневматической подвески внутри цилиндрической трубы пневматической рессоры и таким образом использует имеющееся здесь установочное пространство в форме сегмента полого цилиндра для экономящего место размещения системы клапанов управления. Она может также интегрироваться в соответствующую толстую стенку цилиндрической трубы пневматической рессоры.
Преимущественно клапан для впуска воздуха и клапан для выпуска воздуха образованы в виде возвращаемых с помощью пружины, имеющих одно стационарное состояние 2/2=ходовых золотниковых клапанов. Возвратная пружина служит при этом прижатию приводного толкателя к предназначенной направляющей скольжения штока переключения. С помощью разделения системы клапанов управления на два образованных с простыми клапанными функциями отдельных клапана может достигаться особенно надежная в работе конструкция.
Согласно другому улучшающему изобретение мероприятию предлагается, что односторонняя установка штока переключения на кожухе или трубе пневматической рессоры устройства пневматической подвески через шарнирное устройство или нечто подобное осуществляется для компенсации неосевых относительных перемещений между кожухом и трубой пневматической рессоры. С помощью соединения штока переключения через шарнирное устройство могут компенсироваться возникающие во время работы устройства пневматической подвески относительные перемещения, благодаря чему это не сказывается на точности приведения в действие клапана.
Установленный таким образом шарнирно односторонне на кожухе или трубе пневматической рессоры шток переключения согласно другому улучшающему изобретение мероприятию установлен на противолежащем узле конструкции, именно трубе пневматической рессоры, соответственно кожухе, вдоль продольного перемещения. Это может осуществляться, например, таким образом, что шток переключения вдается в корреспондирующую выемку при соблюдении незначительной подвижной посадки. Размеры подвижной посадки при этом должны выбираться так, что, с одной стороны, не создается препятствий осевому перемещению со штоком переключения и, с другой стороны, присутствует по возможности небольшой зазор при посадке, чтобы обеспечить точность привода клапана.
В отношении исполнения предназначенных соответственно обоим клапанам направляющих скольжения штока переключения предлагается, что им предусмотрен верхний, предназначенный клапану для впуска воздуха участок направляющей для приведения в действие его самого в области нижнего положения хода устройства пневматической подвески, тогда как клапан для выпуска воздуха с помощью противолежащего этому участку направляющей участка направляющей остается не задействованным. Это способствует повторному заполнению полости для создания давления рессоры сжатым воздухом, если нагрузка на рессору повышается и/или в распоряжении больше недостаточно сжатого воздуха для эффективного пневматического подвешивания.
С другой стороны направляющие скольжения штока переключения могут включать нижний, предназначенный клапану для выпуска воздуха участок направляющей для приведения в действие клапана для выпуска воздуха в области верхнего положения хода пневматической подвески и противолежащий этому участок направляющей для сохранения закрытого положения клапана для впуска воздуха. При этом сжатый воздух может выходить из полости для создания давления рессоры, если нагрузка на рессору уменьшается и при условии, что для желательной степени пневматического подвешивания внутри полости для создания давления рессоры господствует слишком высокое давление воздуха.
Между описанной выше областью слишком низкого положения хода пневматической подвески и слишком высокого положения хода в области среднего участка направляющей направляющих скольжения штока переключения клапан для впуска воздуха и также клапан для выпуска воздуха удерживаются в закрытом положении. Это осуществляется во время нормальной работы пневматической подвески, при которой не требуются ни впуск воздуха, ни выпуск воздуха в или из полости для создания давления рессоры, так как имеют место желательные свойства пружинного подвешивания.
Для привода клапанов предпочтительным является то, что между направляющей скольжения штока переключения и торцевой стороной приводного толкателя расположен элемент обкатки. Этот элемент обкатки может быть, например, элементом обкатки в форме цилиндрического или шаровидного элемента из стали.
Другие улучшающие изобретение мероприятия ниже представлены более подробно вместе с описанием предпочтительного примера осуществления изобретения с помощью чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - схематичное изображение устройства пневматической подвески с интегрированной системой клапанов управления;
фиг. 2 - система клапанов управления в верхнем положении хода пневматической подвески, схематично;
фиг. 3 - схематичное изображение устройства пневматической подвески в нижнем положении хода пневматической подвески; и
фиг. 4 - схематичное изображение устройства пневматической подвески в среднем положении хода пневматической подвески.
Согласно фиг. 1 устройство пневматической подвески состоит главным образом из кожуха 1 с верхней крепежной проушиной 2 для установки на кабине подробно не изображенного грузового автомобиля, а также трубы 3 пневматической рессоры с крепежной проушиной 4 для установки в устройстве пневматической подвески на шасси грузового автомобиля. Кожух 1 соединен с трубой 3 пневматической рессоры с помощью упругого элемента 5 пневматической подвески, так что между кожухом 1, трубой 3 пневматической рессоры и упругим элементом 5 пневматической подвески образуется полость 6 для создания давления рессоры. Упругий элемент пневматической подвески взаимодействует с интегрированным гидравлическим амортизатором 7, который служит для демпфирования подрессоренной массы.
В полость 6 для создания давления рессоры устройства пневматической подвески через интегрированную систему клапанов управления, состоящую из отдельного клапана 8 для впуска воздуха и отдельного клапана 9 для выпуска воздуха, в зависимости от нагрузки может подводиться сжатый воздух. Клапан 8 для впуска воздуха и клапан 9 для выпуска воздуха могут управляться в соответствии с положением хода пневматической подвески с помощью точно так же интегрированных механических средств приведения в действие в форме установленного со стороны кожуха 1 штока 10 переключения.
Согласно фиг. 2 клапан 9 для выпуска воздуха расположен лежащим напротив клапана 8 для впуска воздуха с обращенными друг к другу приводными толкателями 8а и 9а. Расположенный под прямым углом способный перемещаться к тому же вдоль хода пневматической подвески шток 10 переключения имеет две образованные здесь противолежащие направляющие скольжения 11а и 11b. В то время как направляющая 11а скольжения предназначена клапану 8 для впуска воздуха и взаимодействует с его приводным толкателем 8а, лежащая напротив направляющая 11b скольжения взаимодействует с клапаном 9 для выпуска воздуха через его приводной толкатель 9а. Направляющие 11а и 11b скольжения штока 10 переключения простираются по всему ходу пневматической подвески, чтобы постоянно обеспечивать определенное положение включения системы клапанов управления.
Ведение установленного с одной стороны через устройство 12 шарового шарнира на кожухе 1 штока 10 переключения со стороны трубы 3 пневматической рессоры осуществлено вдоль продольного перемещения по направляющему каналу 13. Клапан 8 для впуска воздуха и клапан 9 для выпуска воздуха образованы в виде возвращаемых с помощью пружины с одним стационарным состоянием 2/2-ходовых золотниковых клапанов. Соответственно интегрированные возвратные пружины 8с, соответственно 9с, нагружают предназначенный приводной толкатель 8а, соответственно 9а, который через элемент 8b, соответственно 9b, входит в контакт с предназначенной направляющей 11а, соответственно 11b, скольжения штока 10 переключения. В изображенном положении включения нижний участок 11b’ направляющей приводит в действие клапан 9 для выпуска воздуха в области верхнего положения хода пневматической подвески. Лежащий напротив участок 11а’ направляющей не приводит в действие клапан 8 для впуска воздуха, так что, в результате этого осуществляется выпуск воздуха из полости для создания давления рессоры.
В изображенном на фиг. 3 положении включения шток 10 переключения в области низкого положения хода пневматической подвески через верхний участок 11а’’ направляющей приводит в действие клапан 8 для впуска воздуха. Участок 11b’’ направляющей, лежащий напротив участка 11а’’ направляющей, создает предпосылки для сохранения закрытого положения клапана 9 для выпуска воздуха. Вследствие этого в изображенном низком положении хода пневматической подвески в полость для создания давления рессоры впускается воздух.
Согласно фиг. 4 между с обеих сторон нижнего участка 11а’ и 11b’ направляющей штока 10 переключения и его с обеих сторон верхнего участка 11а” и 11b” направляющей с обеих сторон предусмотрен средний участок 11а’’’ и 11b’’’ направляющей. В среднем участке 11а’’’ и 11b ‘’’ направляющей как клапан 8 для впуска воздуха, так и клапан 9 для выпуска воздуха удерживаются в своих соответствующих закрытых положениях. Этот средний участок 11а’’’ и 11b’’’ направляющей штока 10 переключения соответствует среднему положению хода пневматической подвески, при котором не осуществляется ни выпуск воздуха, ни впуск воздуха в полость для создания давления рессоры.
Изобретение не ограничено описанным выше предпочтительным примером осуществления. Напротив, возможны его видоизменения, которые охвачены объемом охраны следующих ниже пунктов формулы изобретения. Так, например, также возможно интегрирование системы клапанов управления со стороны кожуха 1 вместо трубы 3 пневматической рессоры и приводящего ее в действие штока 10 переключения со стороны трубы 3 пневматической рессоры.
1. Устройство пневматической подвески с интегрированной системой клапанов управления для подвода сжатого воздуха в полость (6) для создания давления рессоры, образованную между кожухом (1), трубой (3) пневматической рессоры и соединяющим указанные конструктивные элементы упругим элементом пневматической подвески (5), причем система клапанов управления состоит из отдельного клапана (8) для впуска воздуха и отдельного клапана (9) для выпуска воздуха, которые выполнены с возможностью приведения в действие с помощью также интегрированных механических средств приведения в действие в соответствии с положением хода пневматической подвески для впуска или выпуска воздуха в или из полости (6) для создания давления рессоры, отличающееся тем, что клапан (8) для впуска воздуха расположен напротив клапана (9) для выпуска воздуха с обращенными друг к другу приводными толкателями (8а, 9а), причем расположенные между ними воздействующие на них механические средства приведения в действие включают установленный с одной стороны на кожухе (1) или трубе (3) пневматической рессоры шток (10) переключения, противолежащие и предназначенные каждому из приводных толкателей (8а, 9а) направляющие (11а, 11b) скольжения которого воздействуют на приводные толкатели (8а, 9а) для зависимого от положения хода приведения в действие клапана.
2. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что направляющие (11а, 11b) скольжения штока (10) переключения простираются по всему ходу пневматической подвески.
3. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что приводные толкатели (8а, 9а) клапана (8) для впуска воздуха и клапана (9) для выпуска воздуха расположены в основном в перпендикулярной к направлению амортизации плоскости и под горизонтальным тупым углом друг к другу для интегрирования системы клапанов в области цилиндрической трубы (3) пневматической рессоры.
4. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что клапан (8) для впуска воздуха и клапан (9) для выпуска воздуха выполнены в виде возвращаемых с помощью пружины с одним стационарным состоянием 2/2-ходовых клапанов золотниковой или седельной конструкции.
5. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что открытое проточное поперечное сечение клапана (8) для впуска воздуха и/или клапана для выпуска (9) изменяется в зависимости от линейного перемещения приводных толкателей (8а; 9а).
6. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, односторонняя установка штока переключения на кожухе (1) или трубе (3) пневматической рессоры для компенсации не осевых относительных перемещений между кожухом (1) и трубой (3) пневматической рессоры осуществляется через коаксиальное к продольной оси устройства пневматической подвески устройство (12) шарового шарнира.
7. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что ведение установленного шарнирно с одной стороны на кожухе (1) или трубе (3) пневматической рессоры штока (10) переключения на трубе (3) пневматической рессоры, соответственно кожухе (1), вдоль продольного перемещения осуществляется по направляющему каналу (13).
8. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что направляющие (11а, 11b) скольжения штока (10) переключения включают верхний участок направляющей (11а''), предназначенный клапану (8) для впуска воздуха, для приведения в действие клапана (8) для впуска воздуха в области нижнего положения хода пневматической подвески и противолежащий ему участок (11b'') направляющей для сохранения закрытого положения клапана (9) для выпуска воздуха.
9. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что направляющие (11а, 11b) скольжения штока (10) переключения включают нижний участок направляющей (11b'), предназначенный клапану (9) для выпуска воздуха, для приведения в действие клапана (9) для выпуска воздуха в области верхнего положения хода пневматической подвески и противолежащий ему участок (11а') направляющей для сохранения закрытого положения клапана (8) для впуска воздуха.
10. Устройство пневматической подвески по п. 8 или 9, отличающееся тем, что клапан (8) для впуска воздуха и/или клапан (9) для выпуска воздуха выполнен с возможностью открытия или закрытия в зависимости от перемещения хода подвески, но не линейно пропорционально с ним.
11. Устройство пневматической подвески по п. 7 или 8, отличающееся тем, что между нижним и верхним участками (11а'; 11b'; 11a''; 11b'') направляющей расположен средний участок (11a''', 11b''') направляющей, который удерживает клапан (8) для впуска воздуха и клапан (9) для выпуска воздуха в среднем положении хода пневматической подвески в закрытом положении.
12. Устройство пневматической подвески по п. 1, отличающееся тем, что между направляющей (11а, 11b) скольжения штока (10) переключения и торцевой стороной соответствующего приводного толкателя (8а, 9а) расположен элемент (8b, 9b) обката.
