DE102004028479A1

DE102004028479A1 - Niveauregelsystem

Info

Publication number: DE102004028479A1
Application number: DE102004028479A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr. Weber; Wilfried Nzoubou; Cian O Dunlaing
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: ixetic Bad Homburg GmbH
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-01-05

Abstract

Niveauregelsystem und Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems für ein Fahrzeug mit Luftfedern, wobei mindestens eine Achse abgefedert ist, mit Luftfederbeinen, mit einem Kompressor, mit mindestens einem Druckbehälter und Ventilen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Niveauregelsystem für ein Fahrzeug mit Luftfedern, wobei mindestens eine Achse abgefedert ist, mit Luftfederbeinen, mit einem Kompressor und mit mindestens einem Druckbehälter und Ventilen. Derartige Systeme sind bekannt.

Man unterscheidet dabei zwischen offenen Systemen und geschlossenen Systemen. Offene Systeme haben den Nachteil, dass die Anhebegeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs begrenzt ist. Auch sind Leistung und Enddruck des Kompressoraggregates von der geodätischen Höhenlage des Kraftfahrzeuges abhängig (Umgebungsdruck). Weiterhin ist ein großer Elektromotor zum Antrieb des Kompressors notwendig, um die notwendige Leistung zu erbringen, mit entsprechendem großen Bauraum und Gewicht.

Geschlossene Systeme sind teuer und kompliziert durch eine Vielzahl von elektrisch betätigten Ventilen. Weiterhin ist die Absenkgeschwindigkeit der Federbeine durch Abblasen in den Druckbehälter bei kleineren Druckunterschieden begrenzt. Außerdem ist bei bekannten Systemen das Trocknen der Luft schlecht gelöst.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Niveauregelsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems darzustellen, welches diese Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Niveauregelsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems für ein Fahrzeug mit Luftfedern, wobei mindestens eine Achse abgefedert ist, mit Luftfederbeinen, mit einem Kompressor, mit mindestens einem Druckbehälter und Ventilen, wobei die Federbeine entweder mit dem Kompressorauslass oder mit der Umgebungsluft oder direkt (d. h. über Ventile) mit dem Druckbehälter verbindbar sind und dass die Federbeine nicht über den Kompressoreinlass mit dem Druckbehälter verbindbar sind. Ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem und Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Druck im Behälter immer kleiner oder gleich dem Federbeindruck ist.

Bevorzugt wird ein Niveauregelsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems, bei welchem durch Schalten eines Ventils in einer ersten Schaltstellung der Kompressor den Druckbehälter auf einen bestimmten Druck auflädt, welcher kleiner als der Federbeindruck ist. Weiterhin wird ein Kompressor bevorzugt, bei welchem durch Schalten des Ventils in einer zweiten Schaltstellung der Kompressor die Federbeine auflädt und dabei Druckluft aus dem aufgeladenen Druckbehälter entnimmt.

Ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Federbeine beim Absenken direkt die Druckluft in den Druckbehälter ablassen. Das hat den Vorteil, dass bei diesem System durch Ablassen der Druckluft in den Druckbehälter weniger Energieverluste entstehen als bei den offenen Systemen, welche die Luft in die Atmosphäre ablassen, da das Druckniveau im Druckbehälter wieder zum Anheben benutzt werden kann.

Weiterhin kann der Druckunterschied zwischen Federbein und Druckbehälter so ausgewählt werden, dass er ausreichend groß ist, um die Absenkgeschwindigkeit des Autos wegen des geringen Luftwiderstandes wesentlich schneller als beim offenen System zu realisieren. Damit ist kein vorgesteuertes Ablassventil notwendig, und das System ist damit kostengünstiger als bekannte offene Systeme.

Weiterhin wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem der Innendurchmesser der Leitungen, insbesondere zwischen Druckbehälter und Federbeinen, im Bereich von größer als 2 mm bis 6 mm, insbesondere 3 mm bis 5 mm liegt.

Auch wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem gegebenenfalls zusätzlich beim Absenken die Druckluft in die Umgebungsluf abgelassen werden kann. Dadurch wird der Trockner regeneriert. Auch ergibt sich zusätzlich der Vorteil, dass man bei diesem System gegebenenfalls schneller das Kraftfahrzeug absenken kann, wenn Ventil 1 den Druckbehälter und Ventil 2 gleichzeitig die Umgebungsluft mit den Federbeinen verbindet.

Ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem oder Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems zeichnet sich dadurch aus, dass das Aufpumpen des Systems auf den gewünschten Federbeindruck bzw. das Anheben des Kraftfahrzeuges mittels der Federbeine in mindestens zwei Stufen erfolgt. Bevorzugt wird ein System, bei welchem dazu ein einstufiger Kompressor und mindestens ein Druckbehälter verwendet wird. Weiterhin wird ein System bevorzugt, bei welchem das Aufpumpen in mindestens zwei Stufen mit einer Zwischenkühlung in/mittels mindestens einem Druckbehälter erfolgen kann. Das hat den Vorteil, dass der Wirkungsgrad des gesamten Pumpvorgangs wesentlich höher als bei konventionellen zweistufigen Lösungen ist. Dadurch werden die Vorteile einer geringeren Kompressionsdruckdifferenz am Kompressor selbst, weniger Wärmeentwicklung, eine höhere Lebensdauer, weniger Motorleistung für den Elektromotor und damit ein kleinerer Elektromotor erreicht.

Auch wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem das Aufpumpen des Systems in mehreren Stufen erfolgen kann, wobei jede zusätzliche Stufe einen zusätzlichen Druckbehälter aufweist.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Niveauregelsystem oder ein Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems zeichnet sich dadurch aus, dass das System einen Trockner aufweist, welcher hinter dem Kompressorausgang angeordnet ist und daher mit Hochdruck beaufschlagt ist. Das hat den Vorteil, dass eine optimale Trocknung durchgeführt werden kann, da bei Hochdruck mehr Wassermasse aufgenommen werden kann und unter hohem Druck mehr Wasser kondensiert.

Auch wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem sowohl beim Aufladen des Druckbehälters als auch beim Anheben des Kraftfahrzeugs mittels der Federbeine die Luft getrocknet wird, also zweimal getrocknet wird (Zwischentrocknung). Ebenso wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem nach jedem Kompressionsvorgang die Luft getrocknet wird.

Ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem weist ein Ablassventil mit integrierter Druckbegrenzungsfunktion auf. Gegebenenfalls kann das Ablassventil vorgesteuert ausgeführt sein. Das hat den Vorteil eines schnelleren Absenkens eines Kraftfahrzeuges durch die größere Nennweite des Ablassventils V3.

Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass nur trockene Luft in das Vorsteuerventil V2 strömt und somit für dieses Ventil mit integrierter Sicherheitsfunktion keine Vereisungsgefahr besteht. Da die Luft das Ventil V2 nicht dauernd durchströmt, tritt dort auch kein dauernder Drosselungseffekt auf. Auch benötigt das Ventil 2 wegen seiner kleinen Nennweite nur eine geringe Betätigungskraft, so dass kostengünstigere Magnete verwendet werden können. Gegenüber bekannten Schaltungen kann auch die Anzahl der Rückschlagventile verringert werden.

Bevorzugt wird auch ein Niveauregelsystem, bei welchem das Kurbelgehäuse oder eine Einheit aus Kurbelgehäuse und E-Motor des Kompressors mit Innendruck beaufschlagbar ist. Der Innendruck kann dabei z. B. durch Dichtungsleckage der Kolbendichtung auftreten. Dabei muss das Kurbelgehäuse nicht völlig dicht sein, wichtig ist, dass das Kurbelgehäuse des Kompressors leckagearm ist. Vorzugsweise ist das Kurbelgehäuse nicht mit dem Einlass des Kompressors verbunden. In einer anderen Version kann das Kurbelgehäuse aber auch mit dem Einlass des Kompressors verbunden sein. Das hat den Vorteil eines definierten Kurbelgehäusedruckes. Generell hängt die Art der Kurbelgehäusedruckbeaufschlagung vom verwendeten Dichtungsprinzip der Kolbendichtungen ab. Vorzugsweise wird durch den Innendruck des Kurbelgehäuses die Kolbendichtung von hinten abgestützt. Das hat den Vorteil von geringeren Leckagen an der Kolbendichtung. Weiterhin wird durch den Innendruck die Rückseite des Kolbens druckbeaufschlagt. Das bewirkt geringere Leistungsaufnahmen als z. B. bei den Kompressoren des offenen Systems.

Ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem zeichnet sich dadurch aus, dass der Druckbehälter in das Kurbelgehäuse integriert ist. Das hat die Vorteile von kurzen Leitungen und einer platzsparenden Anordnung.

Bevorzugt wird auch ein Niveauregelsystem, bei welchem das Ventil V1 abhängig von einem oder mehreren der folgenden Drücke schaltbar ist:

– Druck in Federbeinleitung
– Behälterdruck
– Umgebungsdruck.

Dabei kann das Ventil V1 pneumatisch direkt durch die oben genannten Drücke oder zusätzlich zu elektromagnetischer Betätigung durch die oben genannten Drücke betätigt werden. Auch wird ein Ventil V1 bevorzugt, welches eine Hysterese aufweist, um das Rückschalten zu verzögern. Weiterhin wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem das Ventil V1 bei Erreichen einer Druckgrenze im Druckbehälter unterhalb oder in der Nähe des Arbeitsdruckes der Federbeine die Verbindung Druckbehälter/Kompressoreingang bei Bedarf herstellt (d. h. der Kompressorausgang wird vom Druckbehälter abgetrennt und an die Federbeine angeschlossen). Auch wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem das Ventil V1 bei Erreichen/Unterschreiten des minimalen Druckbehälterdruckes (größer oder gleich dem Umgebungsdruck) die Verbindung Kompressorausgang-Druckbehälter herstellt.

Ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem zeichnet sich dadurch aus, dass das Volumen des Druckbehälters so dimensioniert ist, dass die Luftmasse aus dem Absenken des Kraftfahrzeuges über die Federbeine einen Druckanstieg im Druckbehälter von einem Minimaldruck (größer oder gleich dem Umgebungsdruck) auf einen Maximaldruck (kleiner oder gleich dem Federbeindruck) nicht überschreitet (kleinstmögliches Volumen). Das hat den Vorteil, dass das Ablassen von Luft in die Umgebung vermieden wird und damit weniger Energieverluste beim Betrieb des Niveauregelsystems auftreten.

Bevorzugt wird auch ein Niveauregelsystem, bei welchem der Druckbehälter aus Kunststoff herstellbar ist. Das hat den Vorteil einer leichteren, billigeren Druckbehälterbauweise. Weiterhin wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem statt des Ablassventils V2, V3 ein Rückschlagventil RSV5 als Vorspannventil oder Druckbegrenzungsventil verwendet wird. Das hat Kostenvorteile gegenüber dem magnetbetätigten Ablassventil.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Niveauregelsystem zeichnet sich dadurch aus, dass der Nebenverbraucheranschluss direkt an den Druckbehälter anschließbar ist. Dadurch können vorteilhaft Niederdruck-Nebenverbraucher, wie z. B. pneumatische Zentralverriegelung und/oder Reifenfüllsysteme betätigt werden. Dabei kann gegebenenfalls auf eine zusätzliche Druckreduzierung verzichtet werden.

Auch wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem ein Rückschlagventil RSV4 angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass aus den Leitungen des Niveauregelsystems keine trockene Luft für den Nebenverbraucher abgezapft wird.

Ebenfalls wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem die im Druckbehälter befindliche Luft auch bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor oder Kompressor zur Verfügung steht.

Weiterhin wird ein Niveauregelsystem bevorzugt, bei welchem anstatt des eigenen Luftfilters der Luftfilter des Verbrennungsmotors oder der Luftfilter der Klimaanlage benutzbar ist. Das hat den Vorteil, dass das Niveauregelsystem die schon von der Klimaanlage getrocknete Luft benutzen kann.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems entsprechend der Beschreibung bevorzugt.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.
1 zeigt den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Niveauregelsystems.
2 zeigt den Schaltplan aus 1 mit einem zusätzlichen Rückschlagventil.
3 zeigt den Schaltplan aus 1 mit einem vorgesteuerten Ablassventil.
4 zeigt den Schaltplan aus 2 mit einem vorgesteuerten Ablassventil.
5 zeigt ein Niveauregelsystem mit einem Vorspannventil statt eines Ablassventils.
6 zeigt ein Niveauregelsystem, bei welchem der Nebenverbraucheranschluss direkt am Druckbehälter angeschlossen ist.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Niveauregelsystem, welches auch als vordruckunterstütztes System bezeichnet werden kann, dargestellt. Ein Kompressor 1 saugt aus der Atmosphäre 2 über einen Luftfilter r, eine Leitung 6 und ein Rückschlagventil 8 (RSV3) Luft an und fördert über ein Rückschlagventil 10 (RSV4), über einen Trockner 12 und ein Drosselrückschlagventil 14 (RSV1) sowie über eine Leitung 16 und über ein Ventil 18 (V1) Luft in einen Druckbehälter 20. Die Luft wird dabei im Behälter bis auf einen Druck von etwa 5 bar komprimiert. Nach Erreichen des Behälterladedrucks kann in einer zweiten Stufe das Anheben eines hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges mittels der Federbeine beginnen. Dazu wird das Ventil 18 umgeschaltet, so dass der Druckbehälter 20 jetzt an den Ansaugbereich 22 des Kompressors 1 angeschlossen wird. Der Kompressor 1 saugt jetzt aus dem Druckbehälter 20 die vorgespannte Luft an und presst sie über das Rückschlagventil 10, über den Trockner 12 und über das Drosselrückschlagventil 14 mittels der Leitung 24 in die Federbeine, sobald die entsprechenden Federbeinbetätigungsventile 26 auf Durchgang geschaltet sind. Dabei kann z. B. der Kompressor zusätzlich zu dem Behälterladedruck von etwa 5 bar noch einmal einen Druck von beispielsweise 7,5 bar erzeugen, so dass die Federbeine beispielsweise mit einem maximalen Druck von 12,5 bar betätigt werden können. Nach Erreichen ihrer Soll-Position können die Federbeine über die Federbeinbetätigungsventile 26 abgesperrt werden. Der hier beschriebene Vorgang des Aufladens der Federbeine in zwei Stufen auf den gewünschten Druck hat dabei den Vorteil, dass der Wirkungsgrad des gesamten Kompressionsvorgangs durch die nachfolgend beschriebene Zwischenkühlung wesentlich höher ist als bei konventionellen zweistufigen Lösungen mit zweistufigen Kompressoren. Dadurch, dass der Kompressor zunächst Umgebungsluft ansaugt, im Trockner 12 trocknet und in den Behälter 20 pumpt, wird die Luft schon in einem ersten Schritt getrocknet. Weiterhin kann die Luft dann im Druckbehälter 20 bis beispielsweise auf Umgebungstemperatur abkühlen, wodurch der Prozess eine sogenannte Zwischenkühlung erhält. Dann kann bei Einsetzen des zweiten Kompressionsvorganges zum Anheben der Federbeine die abgekühlte, auf 5 bar aufgeladene Luft aus dem Druckbehälter 20 über den Kompressor 1 auf den Federbeinbetätigungsdruck komprimiert werden, wobei sie nochmals über den Trockner 12 getrocknet wird. Der Trockner 12 wird dabei jeweils mit Hochdruck beaufschlagt, was für eine Trocknung optimal ist. Bei hohem Druck wird mehr Wassermasse transportiert und kann damit auch mehr Wassermasse abgeschieden werden. Der Kompressor 1 selbst, der jeweils bei dem ersten Ladevorgang des Druckbehälters 20 und dann bei dem zweiten Ladevorgang der Federbeine eine gewisse Druckdifferenz erzeugt, kann mit geringeren Druckstufen als bei einem offenen System arbeiten, so dass die erzeugte Wärme pro Kompressionsvorgang wesentlich geringer ist. Dadurch wird die Lebensdauer des Kompressors positiv beeinflusst. Auch ist die erforderliche Motorleistung zum Antrieb des Kompressors wesentlich kleiner als beim offenen System, so dass ein zum Antrieb dienender Elektromotor entsprechend kleiner ausgelegt werden kann.
Beim Ablassen der Federbeine wird bei dem hier beschriebenen System wie folgt vorgegangen. Die Federbeinventile 26 lassen die Luft aus den Federbeinen in die Leitung 24 und über die Leitung 16 sowie über das Ventil 18 in den Druckbehälter 20 ab. Dieser Vorgang kann dann erfolgen, wenn der Druck im Druckbehälter 20 unter dem Federbeindruck gehalten wird. In diesem Fall ist auch kein vorgesteuertes Ablassventil notwendig, so dass das Ablassventil 28 kleingehalten werden kann und nur für zusätzliche Ablassvorgänge betätigt werden muss, z. B. zum Regenerieren des Trockners oder zum schnellen Ablassen. Somit ist dieses System kostengünstiger als bekannte offene Systeme, welche Ablassventile mit großen Öffnungsquerschnitten benötigen, und man hat die funktionellen Vorteile eines geschlossenen Systems. Soll das Fahrzeug aus irgendeinem Grunde schneller abgelassen werden als wie bei dem soeben beschriebenen Ablassvorgang von den Federbeinen in den Druckbehälter 20, so kann zusätzlich über den Elektromagneten 30 das Ablassventil 28 gegen die Kraft der Feder 32 geöffnet werden und zusätzlich ein Bypass-Luftstrom, welcher über den Drosselteil 34 des Drosselrückschlagventils 14 geführt wird, in die Atmosphäre 2 abgelassen werden. Das Ablassventil 28 weist ferner eine Druckbegrenzungsfunktion auf, indem über eine Steuerleitung 36 der Druck auf den Ventilkolben des Ventils 28 gelegt werden kann und bei Überschreiten eines Höchstdruckes, welcher durch die Vorspannkraft der Feder 32 vorgegeben wird, der Druck im System entsprechend begrenzt werden kann. Der Druck im System selber kann über einen Drucksensor 38 ermittelt und als Drucksignal entsprechenden Regelsystemen zugeführt werden. Zusätzlich kann in diesem Niveauregelsystem am Druckausgang 40 des Kompressors 1 ein Abzweig 42 zu einem Nebenverbraucheranschluss 44 angeordnet sein. Somit können vom Niveauregelsystem auch pneumatische Nebenverbraucher für andere Funktionen wie z. B. für eine pneumatische Zentralverriegelung oder eine Möglichkeit zur Reifenauffüllung versorgt werden. Das Rückschlagventil 10 sorgt dafür, dass bei Betätigung der Nebenverbraucher unterhalb des Federbeindruckes keine getrocknete Luft aus dem Niveauregelsystem in den Nebenverbraucheranschluss 42 gelangt und somit die trockene Luft im Niveauregelsystem verbleibt. Das Rückschlagventil 8 sorgt dafür, dass in der zweiten Schaltstellung des Ventils 18, wenn der Kompressor die vorgespannte Druckluft aus dem Druckbehälter 20 ansaugt, keine Druckluft über die Ansaugleitung 6 in die Atmosphäre 2 entweichen kann. Eine Steuerdruckleitung 46 am Kompressor 1 deutet an, dass der Kompressorinnenraum gegebenenfalls auch mit Druck, z. B. aus dem Ansaugbereich oder dem Druck im Druckbehälter 20, beaufschlagt werden kann. Es ist aber nicht unbedingt eine Verbindungsleitung zum Ansaugbereich notwendig, sinnvoll ist es schon alleine, das Kompressorgehäuse einigermaßen druckdicht oder leckagearm auszuführen. Das Kompressorgehäuse soll einen gewissen Innendruck aufbauen können, eine gewisse Leckage in die Umgebung ist dabei zulässig. Dadurch werden die Leckagen an der Kolbendichtung des Kompressors im Gehäuse durch den Innendruckaufbau abgefangen, reduzieren sich dadurch selbst und unterstützen durch den Druckanstieg im Gehäuse die Rückseite des Kolbens.
In weiteren Varianten des Niveauregelsystems in 1 wird vorgeschlagen, das Ventil 18 (V1) in Abhängigkeit von einem oder mehreren der folgenden Drücke pneumatisch oder ferngesteuert zu schalten:

1. dem Druck in der Leitung der Federbeine;
2. dem Behälterdruck;
3. dem Umgebungsdruck.

Dabei kann die elektromagnetische Betätigung auch wegfallen, was evtl. Kostenvorteile mit sich bringen kann. Weiterhin kann das Ventil 18 eine Hysterese aufweisen, um das Rückschalten zu verzögern.
Insbesondere kann das Ventil 18 die Verbindung vom Druckbehälter 26 zum Kompressor 1 bei Erreichen einer Druckgrenze, welche dem Arbeitsdruck der Federbeine entspricht, abschalten, da nun der notwendige Druck zum Anheben des Fahrzeuges erreicht worden ist. Dabei schaltet das Ventil 18 dann den Kompressorausgang 40 zurück an den Eingang zum Druckbehälter 20, so dass beim nächsten Kompressionsvorgang der Druckbehälter 20 wieder aufgeladen werden kann. Auch soll die Verbindung Kompressorausgang-Druckbehältereingang dann geschaltet werden, wenn ein minimaler Druck im Druckbehälter 20, welcher größer oder gleich dem Umgebungsdruck ist, erreicht wird und der Druckbehälter 20 wieder aufgeladen werden muss. Bei diesem Vorgang müssen die Federbeinventile 26 die Federbeine vom System abgetrennt halten.
Vorzugsweise ist das Volumen des Druckbehälters 20 so auszulegen, dass die Luftmasse aus dem Absenken der Federbeine, welche über die Ventile 26 in das System und über die Leitung 24 und 16 und das Ventil 18 in den Druckbehälter 20 strömt, einen Druckanstieg im Druckbehälter 20 von einem Minimaldruck auf einen Maximaldruck nicht überschreitet. Dabei soll der Minimaldruck größer oder gleich dem Umgebungsdruck sein und der Maximaldruck den Arbeitsdruck der Federbeine nicht überschreiten (kleinstmögliches Druckbehältervolumen). Dadurch kann während des Ablassens ein mit Energieverlusten verbundenes Ablassen von Luft in die Umgebung vermieden werden. Das hier vorgestellte System hat weiterhin den Vorteil, dass der Druckbehälter nicht für so hohe Drücke wie bei einem geschlossenen System ausgelegt werden muss. Auch bei den bekannten offenen Systemen werden etwa 16 bar Dauerdruck erreicht, während bei dem vorgestellten erfindungsgemäßen System Dauerdrücke von etwa 5 bar und maximal Drücke von etwa 12,5 bar, also dem maximalen Federbeindruck, erreicht werden.
In 2 wird ein System vorgestellt, welches sich gegenüber dem System in 1 nur durch ein zusätzliches Rückschlagventil 47 unterscheidet. Alle anderen Elemente entsprechen den in 1 beschriebenen Elementen und sollen daher zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal erwähnt werden. Dieses Rückschlagventil 47 ist notwenig, wenn in einer Variante des Systems der maximale Druck im Druckbehälter 20 größer sein soll als der minimale Druck der Federbeine. In diesem Fall sollte nicht der Druck vom Druckbehälter 20 in die Atmosphäre abgelassen werden, was durch dieses zusätzliche Rückschlagventil 47 verhindert wird. In diesem Falle würde dann nur über den Kompressor 1 der Druck aus dem Druckbehälter 20 in die Federbeine gelangen.
In 3 ist ein System dargestellt, welches sich von dem System in 1 durch die Ventile 48 (V3) und 50 (V2) unterscheidet. Dabei ist das Ventil 50 die Vorsteuerstufe des Ablassventiles 48. Das Ablassventil 48 wird also pneumatisch über die Vorsteuerleitung 52 vorgesteuert und kann dabei eine entsprechend große Nenngröße aufweisen, um ein schnelles Absenken der Federbeine zu ermöglichen, falls die maximalen und minimalen Drücke und das Volumen des Druckbehälters nicht entsprechend den vorab genannten optimalen Bedingungen ausgelegt werden können. Die Vorsteuerung hat zusätzlich den Vorteil, dass der Betätigungsmagnet 54 des Vorsteuerventils 50 und damit das Vorsteuerventil 50 selbst klein gehalten werden können und somit nur geringe Kosten verursachen. Die Druckbegrenzungsfunktion, welche in 2 vom Ventil 28 übernommen wurde, ist hierin dem Vorsteuerventil 50 durch eine entsprechende Steuerdruckleitung 56 realisiert und entspricht in ihrer Funktion der Druckbegrenzungsfunktion, wie sie auch für Ventil 28 in 1 beschrieben wurde. Diese Schaltung mit der Vorsteuerfunktion hat auch den Vorteil gegenüber den bekannten Vorsteuerschaltungen der offenen Systeme, dass sie ein Rückschlagventil weniger aufweist.
4 entspricht dem Schaltplan in 3, wobei das zusätzliche Rückschlagventil 46, wie in 2 beschrieben, mit seinen entsprechenden Funktionen hinzukommt.
In 5 ist das Ablassventil 28 aus 1 durch ein Rückschlagventil 58 (RSVS) ersetzt worden. Das kostengünstigere Rückschlagventil 58 kann anstelle des aufwendigeren Ablassventils 28 mit seiner Magnetbetätigung eingesetzt werden, wenn man die funktionelle Einschränkung in Kauf nimmt, dass das System nur bis zu dem Vorspanndruck dieses Ventils 58, beispielsweise 4,5 bar, abgelassen werden kann. Für das komplette Ablassen des Systems, beispielsweise in der Werkstatt, sind dann einfache Ablassvorrichtungen, wie z. B. eine Ablassschraube vorzusehen. Das Rückschlagventil 58 begrenzt den Druck im Druckbehälter 20 auf den niedrigen Vorspanndruck von 4,5 bar.
Der Schaltplan in 6 unterscheidet sich von dem Schaltplan in 1 insbesondere dadurch, dass der Nebenverbraucheranschluss 44 mittels einer Leitung 62 direkt an den Druckbehälter 20 angeschlossen ist. Damit können ungeachtet der Schaltstellung aller anderen Ventile im System die Nebenverbraucher am Anschluss 44 direkt über den Druckbehälter 20 versorgt werden. Gegenüber dem System in 1 entfällt hier noch das Rückschlagventil 10 (RSV4). Der Druck im Druckbehälter dieser Schaltung liegt bei etwa 5 bar, was für evtl. zusätzliche Niederdruckfunktionen ohne eine bei bekannten geschlossenen Systemen notwendige Reduzierung des Druckes einsetzbar ist. Die sich im Druckbehälter befindende Druckluft kann dann auch verwendet werden, wenn der Verbrennungsmotor oder der Kompressor nicht in Betrieb sind.

Claims

Niveauregelsystem und Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems für ein Fahrzeug mit Luftfedern, wobei mindestens eine Achse abgefedert ist, mit Luftfederbeinen, mit einem Kompressor, mit mindestens einem Druckbehälter und Ventilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine entweder mit dem Kompressorauslass oder mit der Umgebungsluft verbindbar sind oder direkt mit dem Druckbehälter (d. h. über Ventile), und nicht über den Kompressoreinlass mit dem Druckbehälter verbindbar sind.
Niveauregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Druckbehälter immer kleiner oder gleich dem Federbeindruck ist.
Niveauregelsystem für ein Fahrzeug mit Luftfedern, mit Luftfederbeinen, mit einem Kompressor, einem Druckbehälter und Ventilen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schalten eines Ventils V1 in einer ersten Schaltstellung der Kompressor den Druckbehälter auf einen bestimmten Druck auflädt (welcher unter dem Federbeindruck liegt).
Verfahren zur Betätigung eines Niveauregelsystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schalten des Ventils V1 in einer ersten Schaltstellung der Kompressor den Druckbehälter auf einen bestimmten Druck auflädt (welcher unter dem Federbeindruck liegt).
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schalten des Ventils V1 in einer zweiten Schaltstellung der Kompressor die Federbeine auflädt und dabei Druckluft aus dem aufgeladenen Druckbehälter entnimmt.
Verfahren zur Betätigung eines Niveauregelsystems nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schalten des Ventils V1 in einer zweiten Schaltstellung der Kompressor die Federbeine auflädt und dabei Druckluft aus dem aufgeladenen Druckbehälter entnimmt.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine beim Absenken direkt die Druckluft in den Druckbehälter ablassen.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Leitungen, insbesondere zwischen Druckbehälter und Federbeinen, im Bereich von größer als 2 mm bis 6 mm, insbesondere 3 mm bis 5 mm liegt.
Niveauregelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine beim Absenken gegebenenfalls zusätzlich Druckluft in die Umgebungsluft ablassen.
Niveauregelsystem bzw. Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpumpen des Systems auf den gewünschten Federbeindruck beziehungsweise das Anheben mittels Federbeinen in mindestens zwei Stufen erfolgen kann.
Niveauregelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpumpen des Systems mit einem einstufigen Kompressor (und mindestens einem Druckbehälter) erfolgt.
Niveauregelsystem nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpumpen des Systems in mindestens zwei Stufen mit Zwischenkühlung in/mittels mindestens einem Druckbehälter erfolgen kann.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpumpen des Systems in mehreren Stufen er folgen kann, wobei jede zusätzliche Stufe einen zusätzlichen Druckbehälter aufweist.
Niveauregelsystem bzw. Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveauregelsystem einen Trockner aufweist, welcher hinter dem Kompressorausgang angeordnet ist (und somit hochdruckbeaufschlagt ist).
Niveauregelsystem und Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl beim Aufladen des Druckbehälters als auch beim Anheben des Kraftfahrzeuges mittels Federbeinen die Luft getrocknet wird, also zweimal getrocknet wird (Zwischentrocknung).
Niveauregelsystem oder Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Kompressionsvorgang die Luft getrocknet wird.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveauregelsystem ein Ablassventil mit integrierter Druckbegrenzungs-Funktion aufweist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveauregelsystem ein vorgesteuertes Ablassventil mit integrierter Druckbegrenzungsfunktion aufweist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse des Kompressors oder eine Einheit aus Kurbelgehäuse und E-Motor des Kompressors mit Innendruck beaufschlagbar ist.
Niveauregelsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse des Kompressors oder die Einheit aus Kurbelgehäuse und E-Motor nicht mit dem Einlass des Kompressors verbunden sind.
Niveauregelsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse des Kompressors oder die Einheit aus Kurbelgehäuse und E-Motor mit dem Einlass des Kompressors verbunden sind.
Niveauregelsystem nach Anspruch 19 bis Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbendichtung durch den Innendruck von hinten abgestützt werden kann und die Rückseite des Kolbens druckbeaufschlagt werden kann.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter in das Kurbelgehäuse integriert ist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil V1 abhängig von einem oder mehreren der folgenden Drücke schaltbar ist: – Druck in Federbeinleitung – Behälterdruck – Umgebungsdruck.
Niveauregelsystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil V1 direkt pneumatisch oder zusätzlich zu Elektromagneten pneumatisch durch oben genannte Drücke schaltbar ist.
Niveauregelsystem nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil V1 eine Hysterese aufweist, um das Rückschalten zu verzögern.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil V1 bei Erreichen einer Druckgrenze im Druckbehälter unterhalb/in der Nähe des Arbeitsdrucks der Federbeine die Verbindung Druckbehälter-Kompressoreingang bei Bedarf herstellt (d. h. dass der Kompressorausgang vom Druckbehälter getrennt und an die Federbeine angeschlossen wird).
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil V1 bei Erreichen/Unterschreiten des minimalen Druckbehälterdruckes (größer oder gleich dem Umgebungsdruck) die Verbindung Kompressorausgang-Druckbehälter herstellt.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Druckbehälters so dimensioniert ist, dass die Luftmasse aus dem Absenken des Kraftfahrzeuges über die Federbeine einen Druckanstieg im Druckbehälter von einem Minimaldruck (größer oder gleich dem Umgebungsdruck) auf einen Maximaldruck (kleiner oder gleich dem Federbeindruck) nicht überschreitet (kleinstmögliches Behältervolumen).
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter aus Kunststoff herstellbar ist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveauregelsystem statt eines Ablassventils (V2, V3) ein Rückschlagventil (RSV5), also ein Vorspannventil oder Druckbegrenzungsventil aufweist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenverbraucheranschluss direkt an dem Druckbehälter angeschlossen ist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft direkt aus dem Druckbehälter für Niederdruckanwendungen ohne zusätzliche Druckreduzierung einsetzbar ist.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im System ein Rückschlagventil RSV4 angeordnet ist.
Niveauregelsystem nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Druckbehälter befindende Druckluft bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor oder Kompressor zur Verfügung steht.
Niveauregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle eines eigenen Luftfilters der Luftfilter des Verbrennungsmotors oder der Luftfilter einer Klimaanlage benutzbar ist.
Niveauregelsystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveauregelsystem die trockene Luft aus der Klimaanlage ansaugen kann.
Verfahren zum Betreiben eines Niveauregelsystems nach Anspruch 1 bis Anspruch 37.