在后轴和引导轴或支承轴之间进行轴负载切换的悬架系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及在后轴和引导轴或支承轴之间进行轴负载切换的悬架系统，其具有带有气动悬架的从动后轴和引导轴和/或支承轴。轴具有带有至少一个气动弹簧波纹管的至少一个压缩空气回路，其中提供用于感测从动后轴处的波纹管压力的至少一个压力开关和分配给后轴且能借助于连接到控制线路上的换向阀气动地切换的至少一个3/2通阀。后轴的压力比率阀连接到3/2通阀上，并且控制单元设置和实施成使得从动后轴和引导轴和/或支承轴之间的轴负载比率能根据感测到的波纹管压力而改变。描述的技术方案的特征在于，两个螺线阀并行地连接到换向阀的控制线路上且能根据波纹管压力由能被供应电能的转换继电器切换，使得控制线路能借助于切换过程通气或排气。
【专利说明】在后轴和引导轴或支承轴之间进行轴负载切换的悬架系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及多用途车辆的气动悬架系统，具有带有气动悬架的从动后轴和分配给从动后轴的引导轴和/或支承轴。轴各自具有带有至少一个气动弹簧波纹管的至少一个压缩空气回路，其中，提供了用于感测从动后轴处的波纹管压力的至少一个压力开关和至少一个换向阀，至少一个换向阀被分配给后轴且能经由控制线路气动地切换。而后轴的3/2通阀连接到换向阀上，并且此外，控制单元设置和实施成使得从动后轴和这个分配的引导轴和/或支承轴之间的轴负载比率能根据感测到的波纹管压力而改变。
【背景技术】
[0002]气动悬架系统现在通常用于多用途车辆中，具体而言用于重型运输卡车和公共汽车中。这样的气动悬架系统的显著优点在于安静和舒适的驾驶类型，以及车辆高度能以可变的方式设定，这是多用途车辆装上和卸下可互换的容器(这称为交换体)所特别需要的。在这个背景下，具有全气动悬架的车辆和具有部分气动悬架的车辆两者是已知的。虽然在具有全气动悬架的车辆的情况下，所有轴都具有气动弹簧，但是在具有部分气动悬架的车辆的情况下，不是所有轴都具有气动悬架。
[0003]本发明涉及具有至少三个轴的多用途车辆，轴中的一个实施为从动轴，通常作为从动后轴，而其它轴实施为分配给从动后轴的引导轴和/或支承轴。取决于单独的轴的负载(这基本取决于车辆的负载的状态)，重量(这大体称为轴负载)作用在轴上。各种轴的容许轴负载由立法者预先限定。例如，德国的法律容许轴负载目前是单个从动轴11.5t，而双轴组件是19t，也就是说每个轴9.5t。但是，法律容许轴负载略微不同于技术容许轴负载。
[0004]与单独的从动轴或双轴组件相反，在引导轴或支承轴的情况下，法律容许单独轴负载大体与技术容许单独轴负载相同。如果在车辆论证时，气动悬架系统构造成考虑技术容许轴负载，则缺点是，后轴负载与引导轴或支承轴负载的永久地预先限定的轴负载比率必须与后轴负载的法律容许最大负载有关。由于固定的轴负载比率的原因，这导致容许引导轴或支承轴负载减小。因为在引导轴或支承轴处较小的容许轴负载，容许轴负载的这种减小将又导致最大容许货物量的减小。由于描述的作用，有时发现，底盘将大体能被批准26t的一些多用途车辆仅被批准25t。特别是因为在多用途车辆的情况下，重点放在车辆的经济性运行上和因此将实现最大可行利用率，所以需要气动悬架系统受控制，使得始终能够实现最大可行轴负载。
[0005]在一方面，现有技术公开一种气动悬架系统，其中从动后轴和引导轴或支承轴之间的期望轴负载比率借助于不同的气动弹簧波纹管尺寸实现。这个轴负载比率又由分别选择的气动弹簧波纹管的尺寸预先限定，并且因此不可改变。以这种方式固定地预先限定的轴负载比率具有的缺点在于，多用途车辆的气动悬架系统能在各个情况下根据法律规则或根据技术标准来构造。但是，车辆的论证始终可能专有地基于法律要求。
[0006]为了解决上面描述的问题，EP 1108 570 A2公开多用途车辆的气动悬架系统，其中，设置在后轴的各侧上的气动弹簧波纹管的尺寸和引导轴或支承轴的气动弹簧波纹管的尺寸根据相应的技术容许轴负载和因此大体较大的轴负载而构造。除此之外，提供了用于自动地在法律和技术轴负载比率之间的切换的装置。法律和技术轴负载比率之间的切换根据存储在控制单元中的某些标准自动地进行。描述的气动悬架系统的确保轴负载的自动切换的主要构件是用于感测从动后轴处的波纹管压力的压力开关和压力比率阀，压力比率阀能在后轴的各个气动弹簧回路中在完全打开位置和减压位置之间切换。两个压力比率阀切换到它们的减压位置，直到达到对应于后轴处的法律容许轴负载的车辆的负载状态。由于在后轴气动弹簧波纹管中的减小的压力和为1.15的规定轴负载比率的原因，增大的波纹管压力出现在引导轴或支承轴的气动弹簧波纹管中。当达到预先限定的法律容许后轴负载时，后轴处的两个压力比率阀切换到它们的完全打开位置，导致现在设定后轴负载和引导轴或支承轴之间的技术轴负载比率，由于气动弹簧波纹管中有相同压力。
[0007]能使用来自控制线路的压缩空气信号切换两个压力比率阀。为了这个目的，压力比率阀通过它们的切换入口连接到公共压缩空气切换阀上。当达到法律容许后轴负载时，这个压缩空气切换阀能通过由压力传感器产生的信号促动，并且所述压缩空气切换阀然后容许切换空气经由控制线路馈送到两个压缩空气比率阀。因此，同步进行从减压位置到完全打开位置的切换。
[0008]从现有技术已知的技术方案(具体而言具有气动悬架系统的多用途车辆中的轴负载的已知自动切换)开始，本发明基于以下目标:开发具有从动后轴和引导轴和/或支承轴的多用途车辆的气动悬架系统，使得设置在从动后轴处且通常实施为3/2通阀的两个压力比率阀的切换被简化，并且同时确保气动悬架系统的可靠运行状态，即使是在多用途车辆关闭时。轴负载的满意的切换在这里要以相当简单和成本有效的手段实现。此外，意图的是与轴负载的自动切换的已知手段相比，基本功能将不会受到不利影响。
【发明内容】
[0009]使用根据权利要求1所述的气动悬架系统实现本目的。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题，并且在下面的描述中部分地参照附图来更详细地阐述。
[0010]根据本发明，一种多用途车辆的气动悬架系统，具有带有气动悬架的从动后轴和分配给从动后轴的引导轴和/或支承轴，这些轴各自具有带有至少一个气动弹簧波纹管的至少一个压缩空气回路，其中，提供了用于感测从动后轴处的波纹管压力的至少一个压力开关、至少一个换向阀和控制单元，至少一个换向阀被分配给后轴，能借助于控制线路气动地切换，并且后轴的至少一个3/2通阀连接到至少一个换向阀上，并且控制单元实施成使得从动后轴和分配给从动后轴的引导轴和/或支承轴的轴负载比率能根据感测到的波纹管压力改变，气动悬架系统形成为使得两个螺线阀并行地连接到换向阀的控制线路，并且能根据在后轴处感侧到的波纹管压力由能被供应电能的转换继电器切换，使得控制线路能借助于切换过程通气或排气。
[0011]对于根据本发明实施的用于具有轴负载的切换的多用途车辆的气动悬架系统，使用相当简单的手段来经由换向阀实现换向阀的控制线路的选择性通气或排气和因此实现从动后轴的至少一个3/2通阀的促动。在从动后轴处，优选地提供能经由换向阀同步地切换的两个3/2通阀，经由3/2通阀，在各个情况下，压力比率阀被供应压缩空气或根据要求而在流体方面被绕过。在本文，本发明的要旨在于，两个螺线阀并行地连接到换向阀的控制线路上，所述螺线阀各自经由继电器激励，使得换向阀的控制线路被选择性地通气或排气。
[0012]压力开关大体在本发明的背景下理解为机械或电子开关，其由压缩空气回路中的压力变化来促动。根据一个具体发展，能够想到，压力开关实施为具有连接在下游的电子器件的压力传感器。这个实施例具体而言提供的优点在于，压力开关的切换点能如期望的那样编程。
[0013]在本发明的一个优选的实施例中，两个螺线阀中的一个连接到多用途车辆的压缩空气供应回路上，并且能优选地切换成使得在压缩空气供应回路和换向阀的控制线路之间实现连接，并且经由控制线路连接到实施为3/2通阀的至少一个压力比率阀上。
[0014]以优选的方式，只要螺线阀经由转换继电器被供应电能，也就是说被激励，就在这里实现压缩空气供应回路和控制线路之间的连接。如果，另一方面，切换转换继电器，使得螺线阀不经由换向阀被供应电能，也就说无电流，因此在压缩空气供应回路和换向阀的控制线路和/或至少一个3/2通阀之间没有连接。
[0015]根据本发明的另一个实施例，两个螺线阀中的一个还连接到换向阀的控制线路上，使得控制线路能通过这个螺线阀排气。在这个背景下，控制线路优选地在螺线阀经由转换继电器被供应电能(也就是说处于激励状态)时排气。当控制线路未连接到压缩空气供应回路上，换向阀的控制线路优选地在这里经由第二螺线阀排气，以便可靠地避免压缩空气供应回路的排气。
[0016]根据本发明的一个具体实施例，可构想到能经由转换继电器可选地被供应电能的两个螺线阀切换成使得只要多用途车辆熄火，并且因此不再有电能可用，在压缩空气供应回路和控制线路之间就没有连接，并且控制线路不排气。如果多用途车辆熄火，并且因此两个螺线阀置于无电流状态，则这时出现在控制线路中的压力以这个优选的方式“封闭”。取决于车辆在被停用时所处的运行状态，供应压力出现在控制线路中，否则控制线路被排气。
[0017]轴负载的切换优选地基于两个螺线阀的创造性布置来进行，在最大轴负载的情况下，两个螺线阀经由转换继电器根据要求被供应电能，该要求存储在从动后轴的控制单元中。在本发明的一个具体实施例中，这个值在控制器中设定成lot。只要在从动后轴处达到IOt的轴负载，设置在这个轴处的气动弹簧波纹管中的压力就从降低的水平提高到最大压力水平。这确保具有气动悬架的从动后轴和分配给从动后轴的引导轴或支承轴之间的轴负载比率设定成法律规定值。从降低的压力水平切换到升高的压力水平在这里通过出现在换向阀的控制线路中的压力进行，换向阀被连接，以便促动3/2通阀。至少一个3/2通阀然后从减压位置切换到完全打开位置。在完全打开位置上，3/2通阀优选地切换成使得在流体方面布置成与3/2通阀串联的压力比率阀不被供应压缩空气，而是被绕过。
[0018]另外，一个具体发展提供，通过使用换向阀，出现在螺线阀连接到其上的控制线路中的压力或当引导轴或支承轴被提升或释放负载时存在于换向阀的第二端口处的控制压力可选地被连接，以便促动至少一个3/2通阀。对于这种技术方案，3/2通阀能够切换到完全打开位置，并且因此在流体方面绕过通常提供的压力比率阀，也就是说，不对其提供压缩空气，即便当引导轴或支承轴被提升或释放负载时。
【专利附图】
【附图说明】[0019]在下文中，将参照附图和在示例性实施例的基础上来更详细地阐述本发明，示例性实施例不限制一般创造性概念。在图中:
图1显示多用途车辆的气动悬架系统的额外的“轴负载切换”功能的功能图；
图2显示执行轴负载的自动切换的器件的螺线阀的器件的图，以及 图3显示执行具有气动悬架的多用途车辆中的轴负载的自动切换的器件的示意图。
[0020]部件列表
I气动弹簧波纹管 2后轴 3换向阀 4压力开关 5第一螺线阀 6第二螺线阀 7控制线路 8转换继电器 9压缩空气供应回路 10引导轴 11 3/2通阀
12压力比率阀 13螺线阀块。
【具体实施方式】
[0021]图1显示多用途车辆气动悬架系统的额外的轴负载切换功能的图。通过使用示出的用于执行轴负载的切换的器件，能够用气动悬架对从动后轴加载在技术上最大可能重量，并且同时确保不超过法律规定的轴负载比率或引导轴或支承轴10的轴负载。在这方面，用于供应重型运输拖拉机的两个后轴和引导轴的压缩空气供应回路示出在图1中。
[0022]示出的图显示诸如例如用于重型运输拖拉机中的、具有引导轴10的从动双轴组件的气动弹簧波纹管的压缩空气供应。描述的技术方案的重要特征在于，在多用途车辆的运行期间，3/2通阀11能借助于换向阀3进行切换，使得后轴2的气动弹簧波纹管I能以减小的填充压力和以全压力来运行。在减小的填充压力和全填充压力之间的切换根据从动后轴2处的轴负载进行。除此之外，切换还能在引导轴10释放负载或被提升时进行。
[0023]为了根据轴负载来启动3/2通阀的切换，压力开关4设置在从动后轴2上，依赖于对应于压力开关4的负载的极限值被存储在其中。此外，提供了第一螺线阀5和第二螺线阀6，其并行地连接到控制线路7上，控制线路7对换向阀3供应压缩空气，以促动3/2通阀
11。根据控制单元的适当的控制信号经由转换继电器8对两个螺线阀5、6供应电能，具体而言使得可选地两个螺线阀5，6中的一个选择性地被激励，导致能选择性地根据车辆的相应的运行状态来在控制线路7中产生气动控制信号。
[0024]一方面，第一螺线阀5在这里连接到压缩空气供应9上，并且在另一方面连接到换向阀3的控制线路7上。在另一方面，第二螺线阀6在一端处连接到换向阀3的控制线路
7上，而在另一端处连接到周围环境。对于第二螺线阀6，因此能够选择性地对换向阀3的控制线路7排气，这取决于转换继电器8的切换状态。
[0025]在气动悬架系统的第一运行状态，其中轴负载低于存储在压力开关4中的极限值(例如lot)，第二螺线阀6经由转换继电器被供应电能，也就是说被激励，并且因此控制线路7排气。同时，第一螺线阀5是无电流的，导致在压缩空气供应回路9和控制线路7之间不存在连接。控制线路7被排气。
[0026]在第二运行状态，即当从动后轴处的轴负载超过存储在压力开关4中的大约IOt的极限值时，转换继电器8切换成使得第一螺线阀5被供应电能。受激励的第一螺线阀5后续切换成使得在压缩空气供应回路9和换向阀3的控制线路7之间存在连接。在这个运行状态，也出现在压缩空气供应线路9中的压力出现在控制线路7内。由于转换继电器8的对应的位置，第二螺线阀6不被供应电能和因此无电流。控制线路7现在在第二螺线阀6处相对于周围环境紧密地封闭开。在这个运行状态，出现在压缩空气供应线路9中的供应压力连接到换向阀3的控制线路7上。控制线路7因此处于通气状态。另外，出现在控制线路中的压力通过换向阀3连接到3/2通阀11上，导致3/2通阀11切换到完全打开位置，并且与3/2通阀11串联连接的压力比率阀12在流体方面被绕过，也就是说不被供应压缩空气。借助于阀的之前描述的切换来在气动弹簧波纹管中达到升高的压力水平。
[0027]在一方面，换向阀3具有一个连接用于控制线路7 (螺线阀5，6并行地连接到控制线路7上)，并且在另一方面，具有另一个连接，在引导轴10释放负载或被提升时控制压力出现在该另一个连接处。换向阀3在各个情况下连接较高的压力，也就是说，连接控制线路7的控制压力或在引导轴释放负载或提升期间连接到所述另一个连接上的控制压力，以便促动3/2通阀11。只要3/2通阀11接收这个控制信号，其就切换到完全打开位置，在完全打开位置上，压力比率阀12不再被供应压缩空气，而是相反，在流体方面被绕过。在这之后，即便在引导轴10提升或甚至释放负载时，3/2通阀11借助于换向阀3同步切换到它们的完全打开位置，并且压力比率阀12因此被绕过，并且不再被供应压缩空气。
[0028]其中多用途车辆不运行且熄火的车辆的状态在下面作为第三运行状态来处理。在这个第三运行状态，第一螺线阀5或第二螺线阀6两者都未被供应电能，导致两个阀5、6都无电流。在这个背景下，在一方面，在压缩空气供应回路9和第一螺线阀5中的换向阀3的控制线路7之间没有连接。另一方面，控制线路与第二螺线阀6处的周围环境紧密地密封开。
[0029]如阐述的示例性实施例所显示的那样，只要熄火，用于切换轴负载的器件的当前状态(如其以前的那样)就借助于控制线路7中的封闭控制压力冻结。控制线路7中出现的压力因此为在熄火之前也出现在那里的压力。取决于轴负载状态，控制线路7因此在通气状态或排气状态中。在这里重要因素在于在熄火之前出现的且确保保持期望的轴负载比率的设置的控制线路7的状态。因此以较简单的手段来确保对应的适当的运行行为。
[0030]图2显示两个螺线阀5、6的详细图，根据本发明，两个螺线阀5、6并行地连接到换向阀3的控制线路7，并且经由转换继电器8被供应电能。第一螺线阀5在一方面连接到压缩空气供应回路9上，并且另一方面，连接到换向阀3的控制线路7上。只要第一螺线阀5经由转换继电器8被供应电能，第一螺线阀5就被切换成使得在压缩空气供应回路9和换向阀3的控制线路7之间实现连接，并且照这样，控制线路7被填充压缩空气。在对应的切换过程之后，换向阀3的控制线路7因此被通气。[0031]只要第一螺线阀5不被供应电能，并且因此处于无电流状态，就进行由弹簧力实现的阀的切换，导致压缩空气供应回路9通过第一螺线阀5与控制线路7密封开。
[0032]第二螺线阀6与第一螺线阀5并行地连接到换向阀3的控制线路7上。第二螺线阀6能可选地用来在控制线路7和周围环境之间实现连接或使控制线路7与周围环境密封开。取决于第二螺线阀6的位置，换向阀3的控制线路7因此能经由第二螺线阀6排气。
[0033]如果第二螺线阀6经由转换继电器8被供应电能，也就是说被激励，则阀6被切换成使得在控制线路7和周围环境之间产生连接。在这个运行状态，换向阀3的控制线路7经由第二螺线阀6排气。只要第二螺线阀6不经由转换继电器8被供应电能，也就是说处于无电流切换状态，控制线路7就与周围环境紧密地密封开。在无电流状态，第二螺线阀6还被弹簧力作用。
[0034]只要第一螺线阀5和第二螺线阀6两者处于无电流状态(这具体而言出现在车辆熄火时)，换向阀3的控制线路7与压缩空气供应9和周围环境紧密地密封开。在熄火时出现在换向阀3的控制线路7内的压力照这样得到维持或冻结，导致在这时出现的轴负载比率也得到保持。
[0035]在图3中示意性地示出在具有气动悬架的从动后轴2和分配给从动后轴2的引导轴10之间的轴负载的分配。引导轴10的容许轴负载在这个示例中为7.5t，而从动后轴2能加载到13t的技术容许值。如果根据这些值而使用的1.73(=13t/7.5t)的比率涉及引导轴10的法律容许最大负载，则引导轴10能仅加载到6.65t。这表示多用途车辆在后轴区域中的负载实际上损失U。出于这个原因，提供了根据本发明提供的切换轴负载的器件。
[0036]对于后轴2处的轴负载，在高达存储在控制器中的IOt的极限值时，从动后轴2处的气动波纹管I处于减压位置，这由3/2通阀11和压力比率阀12的对应的位置确保。只要借助于设置在后轴2的气动弹簧波纹管I处的压力开关4检测到后轴2处的轴负载超过IOt的极限值，后轴2处的换向阀3和3/2通阀11就切换成使得后续借助于所有气动弹簧波纹管I中的7.5吧的相同压力在后轴2和引导轴10处设定后轴负载和引导轴负载之间的技术轴负载比率。在这个背景下，当到达法律容许后轴负载时，换向阀3由在这方面由压力开关4产生的信号启动，并且所述换向阀3然后容许切换空气从压缩空气源经由控制线路7馈送到两个3/2通阀11。因此，所述3/2通阀11从它们之前的减压位置同步切换到它们的完全打开位置。由于3/2通阀11的切换，后轴处的压力比率阀12在流体方面被绕过，并且在螺线阀块13和轴的各个侧的两个气动弹簧波纹管I之间提供持续连接。
[0037]根据本发明的技术方案因此包括用于调节具有气动悬架的多用途车辆的轴负载比率的已知方法的发展，借助于该方法，在一方面，以相当简单的方式实现切换轴负载比率，并且另一方面，确保在车辆熄火时出现在换向阀的控制线路中的压力以及因此在熄火时出现的轴负载比率得到保持。
【权利要求】
1.一种多用途车辆的气动悬架系统，具有带有气动悬架的从动后轴(2)和分配给所述从动后轴(2)的引导轴和/或支承轴(10)，所述从动后轴(2)和引导轴和/或支承轴(10)各自具有带有至少一个气动弹簧波纹管(I)的至少一个压缩空气回路，其中，提供了用于感测所述从动后轴(2)处的波纹管压力的至少一个压力开关(4)、至少一个3/2通阀(11)和控制单元，所述至少一个3/2通阀(11)被分配给所述后轴(2)，能借助于具有控制线路(7)的换向阀(3)气动地切换，并且所述后轴(2)的至少一个压力比率阀(12)连接到所述至少一个3/2通阀(11)上，并且所述至少一个压力开关(4)、至少一个3/2通阀(11)和控制单元实施成使得所述从动后轴(2)和分配给所述从动后轴(2)的引导轴和/或支承轴(10)之间的轴负载比率能根据感测到的波纹管压力而改变， 其特征在于，两个螺线阀(5，6)并行地连接到所述换向阀(3)的所述控制线路(7)上，并且能根据在所述后轴(2)处感测到的波纹管压力由能被供应电能的转换继电器(8)切换，使得所述控制线路(7)能借助于切换过程通气或排气。
2.根据权利要求1所述的气动悬架系统，其特征在于， 在各种情况下，能可选地经由所述转换继电器(8)根据在所述后轴(2)处感测到的波纹管压力对所述两个螺线阀(5，6)中的一个供应电能。
3.根据权利要求1或2所述的气动悬架系统，其特征在于，所述两个螺线阀(5)中的一个连接到压缩空气供应回路(9)上。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气动悬架系统，其特征在于，压缩空气供应回路(9)和所述控制线路(7)之间的连接能借助于所述两个螺线阀(5)中的一个而实现。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的气动悬架系统， 其特征在于，所述控制线路(7)能经由所述两个螺线阀(6)中的一个排气。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的气动悬架系统， 其特征在于，所述螺线阀(5，6)连接成使得只要所述两个螺线阀(5，6)两者都没有被供应电能，所述控制线路(7)就不连接到压缩空气供应回路(9)上或被排气。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的气动悬架系统， 其特征在于，所述螺线阀(5，6)连接成使得只要所述两个螺线阀(5，6)两者都没有被供应电能，就在熄火时保持这时出现在所述控制线路(3)中的控制压力。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的气动悬架系统， 其特征在于，所述控制单元实施成使得当所述后轴处的轴负载达到IOt时，切换所述轴负载比率。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的气动悬架系统在重型运输拖拉机中的使用。
【文档编号】B60G17/056GK103465747SQ201310174138
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2012年5月11日
【发明者】W.乌尔, M.齐默 申请人:曼卡车和巴士股份公司