DE3028472C2 - Control device for an air-sprung, liftable and lowerable trailing axle of a commercial vehicle - Google Patents
Control device for an air-sprung, liftable and lowerable trailing axle of a commercial vehicleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine luftgefederte, anhebbare und absenkbare Nachlaufachse eines Nutzkraftfahrzeugs in Verbindung mit einer stahlgefederten Antriebsachse, mit einem Druckbegrenzungsventil, einem Wegeventil, einem Drosselrückschlagventil und mit einem hebelgesteuerten Druckregelventil an der Antriebsachse sowie einem Wegeventil und einem hebelgesteuerten Niveauregelventil an der Nachlaufachse.The invention relates to a control device for an air-sprung, liftable and lowerable Trailing axle of a commercial vehicle in connection with a steel-sprung drive axle, with a Pressure relief valve, a directional control valve, a one-way flow control valve and a lever-controlled one Pressure control valve on the drive axle as well as a directional control valve and a lever-controlled level control valve on the trailing axle.
Nachlaufachsen hinter Antriebsachsen werden wegen der Möglichkeit der Aufnahme einer zusätzlichen Nutzlast und wegen der vergleichbar geringen Mehrkosten in zunehmendem Maße auf dem Nutzfahrzeugmarkt gewünscht. Sogar der nachträgliche Anbau wird häufig praktiziert.Trailing axles are behind drive axles because of the possibility of adding an additional Payload and, because of the comparably low additional costs, increasingly on the commercial vehicle market desired. Even retrofitting is often practiced.
Zweckmäßigerweise wird die Federung der Nachlaufachse als Luftfederung ausgeführt, insbesondere wenn die Antriebsachse mechanisch gefedert ausgeführt ist. Der Vorteil einer Luftfederung der Nachlaufachse gegenüber einer Stahlfsderung derselben liegt in der problemlosen Anpassung an die jeweiligen Achslasten, an die sich der Luftfederdruck der Nachlaufachse jeweils anpassen läßt. Allerdings findet die Lastübernahme der Nachlaufachse erst ab ca. 90% der zulässigen Achslast der Antriebsachse statt und dadurch werden günstige Traktionsverhältnisse sichergestellt. Eine schaltbare Hubeinrichtung ermöglicht das Anheben der Nachlaufachse zur Vergrößerung der Antriebsachslast und damit zur Erhöhung der auf die Straße übertragbaren Antriebskraft sowie zur Reifenschonung der Nachlaufachse bei einem teilbeladenen Fahrzeug.The suspension of the trailing axle is expediently designed as air suspension, especially when the drive axle is mechanically sprung. The advantage of air suspension on the trailing axle compared to a steel suspension the same lies in the problem-free adaptation to the respective axle loads, to which the air spring pressure of the trailing axle can be adjusted. However, the load takeover takes place The trailing axle only takes place from approx. 90% of the permissible axle load of the drive axle and is thereby favorable traction conditions ensured. A switchable lifting device enables the lifting of the Trailing axle to increase the drive axle load and thus to increase the amount that can be transferred to the road Drive power and to protect the tires of the trailing axle in a partially loaded vehicle.
Luftgefederte Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Niveauregelventil versehen, das unabhängig von der Last immer eine konstante Rahmenhöhe des Fahrgestells bewirkt (DE-AS 20 56 635). Bei der Kombination einer Stahlfederung an der Antriebsachse und einer Luftfederung an der Nachlaufachse ist diese Einrichtung ίο nicht ohne weiteres brauchbar. Bei bekannten Kombinationen (DE-AS 12 97 491, DE-AS 12 94 833) muß sich im Gegenteil die Luftfederung der Nachlaufachse den lastabhängigen Federwegen der stahlgefederten Antriebsachse anpassen, da sonst ein vorbestimmtes Achslastverhältnis der beiden Achsen nicht eingehalten werden kann.Vehicles with air suspension are usually provided with a level control valve that is independent of the Load always causes a constant frame height of the chassis (DE-AS 20 56 635). In the combination This device is a steel suspension on the drive axle and an air suspension on the trailing axle ίο not readily usable. With known combinations (DE-AS 12 97 491, DE-AS 12 94 833), on the contrary, the air suspension of the trailing axle must Adjust the load-dependent spring travel of the steel-sprung drive axle, otherwise a predetermined one Axle load ratio of the two axles cannot be maintained.
Aufgabe der Erfindung ist es, sicherzustellen, daß die zulässige Achslast an der Antriebsachse nicht überschritten wird und daß andererseits die Antriebsfähigkeit der Antriebsachse optimal, d. h. bis beinahe zur höchstmöglichen gesetzlich noch erlaubten Grenze der Achsbelastung ausgenutzt wird.The object of the invention is to ensure that the permissible axle load on the drive axle is not exceeded and that on the other hand the drivability of the drive axle is optimal, i. H. until almost to The highest possible legally still permitted limit of the axle load is exploited.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß am Druckregelventil ein durch das Druckbegrenzungsventil konstant gehaltener Druck anliegt und vom Druckregeiventil ein der achslastbedingten Hebelstellung am Hebelgestängc proportionaler Druck ausgesteuert wird, der nach Oberschreiten einer vergegebenen Druckhöhe, die einer Achslast von etwa 95% der zulässigen Belastung der Antriebsachse entspricht, das Umschalten des Wegeventils bewirkt, wodurch das evtl. in der Belüftungsstellung befindliche Betätigungsventil für die Hubeinrichtung der Nachlaufachse in die Entlüftungsstellung geschaltet wird und Druckluft zu dem an der Nachlaufachse befindlichen· Niveauregelventil geführt und durch dieses lastabhängig Druckluft in die Luftfederbälge gesteuert wird, bis ein vorbestimmter, einer vorgegebenen Belastung der Antriebsachse entsprechender Abstand zwischen dem Fahrzeugrahmen und der Nachlaufachse erreicht ist.This object is achieved according to the invention in that on the pressure control valve a through the Pressure relief valve is kept constant pressure and the pressure regulating valve one of the axle load-related Lever position on the lever linkage proportional pressure is controlled, which after exceeding a given pressure height that corresponds to an axle load of corresponds to approx. 95% of the permissible load on the drive axle, causes the directional control valve to switch over, as a result of which the actuating valve for the lifting device of the trailing axle, which may be in the ventilation position is switched to the venting position and compressed air to the Level control valve and controlled by this load-dependent compressed air into the air bags until a predetermined, a predetermined load on the drive axle corresponding distance between the Vehicle frame and the trailing axle is reached.
Ist nun dieser Zustand erreicht und die Nachlaufachse ist abgesenkt, dann soll durch die Belastungsänderungen auf den beiden Achsen wählend der Fahrt eine Umsteuerung und ein Wiederanheben der Nachlaufachse nicht erfolgen. Deshalb ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Nachlaufachse nur durch Umschalten des Betätigungsventils von Hand wieder angehoben werden kann.If this state is now reached and the trailing axle is lowered, then the load changes should result On the two axles, while driving, a reversal and a re-raising of the trailing axle not done. Therefore, it is provided in a further embodiment of the invention that the trailing axle only can be raised again by switching over the actuating valve by hand.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit einem in der Zeichnung dargestellten Schalischema in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten entnommen werden können.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in FIG explained in more detail in the following description, from which further details can also be found.
Mit dem Schaltschema soll die Steuerung einer mit Luftfederbälgen 1 und 2 versehenen Nachlaufachse in Verbindung mit einer stahlgefederten Antriebsachse 3 im einzelnen klargemacht werden. Das Schaltschema zeigt die Funktion der Luftfederung sowie der Hubeinrichtung für die Nachlaufachse mit Stellungen der Ventile, die sie im Fahrzustand bei abgesenkter Nachlaufachse einnehmen.The switching scheme is intended to control a trailing axle provided with air suspension bellows 1 and 2 in Connection with a steel-sprung drive axle 3 can be made clear in detail. The circuit diagram shows the function of the air suspension and the lifting device for the trailing axle with positions of the valves that they occupy when driving with the trailing axle lowered.
Grundsätzlich ist vorgesehen, daß die Nachlaufachse erst dann Last aufnimmt, nachdem die Antriebsachse etwa 95% ihrer gesetzlich zulässigen Achslast erreicht hat. Dies wird dadurch erreicht, daß die Luftfederbälge 1 und 2 der Nachlaufachse solange drucklos bleiben, bis der von der Antriebsachse 3 über ein Hebelgestänge 4 betätigte Regler, nämlich das Druckregelventil 5, einen Druck Paus aussteuert, der 95% der gesetzlich zulässigenBasically, it is provided that the trailing axle only takes up load after the drive axle has reached about 95% of its legally permissible axle load. This is achieved in that the air suspension bellows 1 and 2 of the trailing axle remain pressureless until the regulator operated by the drive axle 3 via a lever linkage 4, namely the pressure control valve 5, controls a pressure Paus that is 95% of the legally permissible
Achslast entspricht. Dieser Druck Paus wird über eine Leitung 6, in der sich ein Drosselrückschlagventil 7 befindet, einem 3/2-Wegeventil 8 zugeleitet und steuert, wenn er die genannte Grenze erreicht hat, dieses um. Vom Wegeventil 8 geht eine Leitung 9 aus, die zu einem Niveauregelventil 10 führt. Von der Lei.ung 9 zweigt eine Leitung 11 zu einem Betätigunpsventil 12 für die Hubeinrichtung 18 ab. Die Leitungen 9 und 11 werden nach Umschalten des Wegeventils mit durch das Druckbegrenzungsventil 23 begrenztem Konstantdnjck belüftetAxle load corresponds. This pressure Paus is fed to a 3/2-way valve 8 via a line 6 in which a one-way flow control valve 7 is located and, when it has reached the limit mentioned, reverses it. A line 9 leads from the directional control valve 8 and leads to a level control valve 10. A line 11 branches off from the line 9 to an actuating valve 12 for the lifting device 18. The lines 9 and 11 are ventilated after switching over the directional control valve with a constant pressure limited by the pressure relief valve 23
Das Niveauregelventil 10 ist mit einer Hebeleinrichtung 13 mit der Nachlaufachse verbunden. Eine vom Niveauregelventil ausgehende Leitung 14 verbindet dies mit einem als Wegeventil 15 ausgebildeten Umschalt- oder Entlüftungsventil. Dies ist einerseits über eine Leitung 16 mit den beiden Luftfederbälgen 1 und 2 verbunden; von dort führt auch eine Leitung 26 zur Bremsanlage. Andererseits führt eine Leitung 17, die ' sich auch verzweigt, einerseits zu der Hubeinrichtung 18 für die Nachlaufachse und dem Betätiguntsventil 12 für die Hubeinrichtung. Das Betätigungsventil 12 ist über eine Leitung 19 mit einer Druckquelle 20 verbunden, die von einer Druckluftversorgung 25 gespeichert wird und der ein Oberströmventil 21 vorgeschaltet ist.The level control valve 10 is provided with a lever device 13 connected to the trailing axle. A line 14 extending from the level control valve connects this with a switch valve or vent valve designed as a directional valve 15. This is the one hand via a Line 16 connected to the two air suspension bellows 1 and 2; from there a line 26 also leads to Braking system. On the other hand, a line 17, which also branches off, leads, on the one hand, to the lifting device 18 for the trailing axle and the actuating valve 12 for the lifting device. The actuation valve 12 is over a line 19 is connected to a pressure source 20, which is stored by a compressed air supply 25 and which is connected upstream of an overflow valve 21.
Von der Leitung 19 zweigt eine Leitung 22 zu dem Druckbegrenzungsventil 23 ab. Dies liefert über eine sich verzweigende Leitung 24 einen Druck PCm in der Höhe von etwa 7 bis 8 bar einerseits an das 3/2-Wegeventil 8 und andererseits an das Druckregelventil 5.A line 22 branches off from the line 19 to the pressure limiting valve 23. Via a branching line 24, this supplies a pressure P C m of approximately 7 to 8 bar on the one hand to the 3/2-way valve 8 and on the other hand to the pressure regulating valve 5.
Das Niveauregelventil 10 muß so eingestellt sein, daß es bei einem Federweg, der 90% der zulässigen Achslast an der Antriebsachse 3 entspricht, in Sperrstellung steht und beim Überschreiten dieser Last in Füllstellung geht. Dann wird vom Niveauregelventil aus die Luftfederung der Nachlaufachse belüftet, d. h. in die Luftfederbälge 1 und 2 wird Luft eingeblasen, sobald das Betätigungsventil 18 durch begrenzten Konstantdruck in der Leitung 11 umgesteuert, d. h. Hubeinrichtung 18, Leitung 17 und Wegeventil 15 entlüftet und die Nachlaufachse abgesenkt worden sind.The level control valve 10 must be set so that it is 90% of the permissible axle load with a spring deflection corresponds to the drive axle 3, is in the locked position and goes into filling position when this load is exceeded. Then the air suspension is activated by the level control valve the trailing axle ventilated, d. H. Air is blown into the air suspension bellows 1 and 2 as soon as the actuating valve is activated 18 reversed by limited constant pressure in line 11, d. H. Lifting device 18, line 17 and Directional control valve 15 has been vented and the trailing axle has been lowered.
Das Druckbegrenzungsventil 23 ist auf einen Druck einzustellen, der dem Luftfederdruck an der Nachlaufachse bei zulässiger Achslast entspricht. Dieser Druck ist gleichzeitig Eingangsdruck am Druckregelventil 5.The pressure relief valve 23 is to be set to a pressure that corresponds to the air spring pressure on the trailing axle corresponds to the permissible axle load. This pressure is at the same time the input pressure at the pressure control valve 5.
Bei ca. 95% der zulässigen Achslast an der Antriebsachse 3 stellt sich am Ausgang des Reglers, also
am Druckregelventil 5, ein festgelegter Druck Pam ein.
Dieser Druck ist der Umschaltdruck für das 3/2-Wegeventil 8, durch das die Luftfedern 1 und 2 der
Nachlaufachse belüfte·, und die Hubeinrichtung 18 in Stellung »Entlüften«, d. h. absenken gebracht werden.
Es können nun die folgenden Situationen auftreten:At approx. 95% of the permissible axle load on the drive axle 3, a fixed pressure P am is established at the output of the controller, that is to say at the pressure control valve 5. This pressure is the switching pressure for the 3/2-way valve 8, through which the air springs 1 and 2 of the trailing axle are ventilated and the lifting device 18 is brought into the "venting" position, ie lowering.
The following situations can now occur:
1. Das Fahrzeug ist leer und die Nachlaufachse befindet sich am Boden: Das Niveauregelventil 10 steht noch auf Entlüften. Die Luftfederbälge 1 und 2 sind dadurch drucklos. Die Hubeinrichtung 18 kann betätigt werden.1. The vehicle is empty and the trailing axle is on the ground: the level control valve 10 is still on venting. The air bags 1 and 2 are therefore depressurized. The lifting device 18 can be operated.
2. Das Fahrzeug ist leer bzw. teilbeladen und die Nachlaufachse befindet sich am Boden: Das Betätigungsventil 12 und die Hubeinrichtung IS werden betätigt, und die Nachlaufachse wird angehoben, wodurch die Antriebsachse 3 zusätzlich belastet wird.2. The vehicle is empty or partially loaded and the trailing axle is on the ground: That Actuating valve 12 and the lifting device IS are actuated, and the trailing axle is raised, whereby the drive axle 3 is additionally loaded.
3. Das Fahrzeug ist teilbeladen und beim Erreichen von 95% der höchstzulässigen Achslast an der Antriebsachse 3 steuert das Druckregelventil 5 einen Druck Pam aus, der das 3/2-Wegeventil 8 umsteuert. Das Betätigungsventil 12 für die Hubeiniichtung wird angesteuert und auf Entlüften d.h. Absenken geschaltet und der Hubbalg der Hubeinrichtung 18 wird entlüftet. Gleichzeitig wird der Steueranschluß des 3/2-Wegeventil 15 zwischen dem Niveauregelventil 10 und den Luftfederbälgen 1 und 2 drucklos und das Wegeventil 15 wird durch seine Feder auf Durchgang geschaltet. Beim Überschreiten von 90% der zulässigen Achslast an der Antriebsachse geht das Niveauregelventil 10 auf Belüften und belüftet die Luftfederbälge 1 und 2 an der Nachlaufachse. Sie übernimmt soviel Lastanteil, bis durch Anheben des Rahmens die Hebeeinrichtung 13 des Niveauregelventils 10 in Sperrstellung geht. Die Hubeinrichtung 18 kann nur bedingt betätigt werden.3. The vehicle is partially loaded and when 95% of the maximum permissible axle load is reached on the drive axle 3, the pressure control valve 5 controls a pressure P am which reverses the 3/2-way valve 8. The actuating valve 12 for the lifting device is activated and switched to venting, ie lowering, and the lifting bellows of the lifting device 18 is vented. At the same time, the control connection of the 3/2-way valve 15 between the level control valve 10 and the air suspension bellows 1 and 2 is depressurized and the directional valve 15 is switched to passage by its spring. When 90% of the permissible axle load on the drive axle is exceeded, the level control valve 10 switches to venting and ventilates the air bags 1 and 2 on the trailing axle. It takes on so much load until the lifting device 13 of the level control valve 10 goes into the blocking position by lifting the frame. The lifting device 18 can only be actuated to a limited extent.
4. Das Fahrzeug hat an Antriebs- und Nachlaufachse die zulässigen Achslasten erreicht und wird anschließend überlastet: Die Hubeinrichtung 18 kann nur bedingt betätigt werden, da der über das 3/2-Wegeventil 8 gesteuerte Konstantdruck am Betätigungsventil 12 für die Hubeinrichtung anliegt und eine Betätigung erschwert. Das Niveauregelventil 10 steht wegen der Überlastung auf Belüften. Da aber der Druck der Luftfederbälge 1 und 2 auf den Wert Pe,„ durch das Druckbegrenzungsventil 23 begrenzt ist, wird die Zusatzlast nur von der Antriebsachse übernommen. Dadurch ist eine maximale Zugkraftausnützung gewährleistet.4. The vehicle has reached the permissible axle loads on the drive and trailing axles and is then overloaded: The lifting device 18 can only be actuated to a limited extent because the constant pressure controlled by the 3/2-way valve 8 is applied to the actuating valve 12 for the lifting device and an actuation difficult. The level control valve 10 is due to the overload on ventilation. However, since the pressure of the air suspension bellows 1 and 2 is limited to the value P e , "by the pressure limiting valve 23, the additional load is only taken over by the drive axle. This ensures maximum utilization of the tensile force.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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