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Die
Erfindung betrifft eine Niveauregelanlage für ein Kraftfahrzeug, durch
die ein Fahrzeugaufbau gegenüber
mindestens einer Fahrzeugachse abgefedert ist, die zumindest die
folgenden Bestandteile enthält:
- – Luftfedern
- – einen
Kompressor mit einem Kompressoreingang und einem Kompressorausgang
- – Druckluftleitungen
- - einen Atmosphäreneinlass
- – einen
Atmosphärenauslass,
wobei mit Hilfe des Kompressors über
den Atmosphäreneinlass Druckluft
in jede Luftfeder überführbar ist.
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Derartige
Niveauregelanlagen sind aus dem Stand der Technik, z. B. der
DE 35 42 975 C2 und
der
DE 199 59 556
C1 seit langem bekannt. Moderne Kraftfahrzeuge werden häufig mit
Niveauregelanlagen ausgestattet, z. B. um das Niveau des Fahrzeugaufbaus
unabhängig
vom Beladungszustand des Fahrzeuges konstant zu halten. Für jeden
Kraftfahrzeugtyp wird vom Hersteller eine sogenannte „Wattiefe" festgelegt, die
bestimmt, bis zu welcher Tiefe dieser Kraftfahrzeugtyp maximal im
Wasser stehen darf. Der Kompressoreingang wird bei einem Kraftfahrzeug
mit Niveauregelanlage immer oberhalb der Wattiefe angeordnet. Hierdurch
ist sichergestellt, dass mit dem Kompressor der Niveauregelanlage auch
dann kein Wasser oder Eis angesaugt wird, wenn das Kraftfahrzeug
bis zur Wattiefe im Wasser steht. Einer Schädigung des Kompressors bzw.
anderer Bestandteile der Niveauregelanlage ist somit sicher vorgebeugt.
Es ist jedoch festzustellen, dass der Kompressor wegen des begrenzten
Bauraumes in modernen Kraftfahrzeugen häufig im unteren Bereich des
Fahrzeugchassis angeordnet ist. Eine Verlegung des Kompressoreingangs
oberhalb der Wattiefe erfolgt deshalb häufig mit Hilfe einer Druckluftleitung.
Durch die Druckluftleitung und das aufwendige Verlegen dieser im
Fahrzeug entstehen zusätzliche Kosten
in der Niveauregelanlage, ohne deren Funktion zu erweitern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niveauregelanlage zu
schaffen, bei der der Kompressoreingang in einer beliebigen Lage
des Kraftfahrzeuges positioniert werden kann, ohne dass der Kompressor
oder andere Bestandteile der Niveauregelanlage Schaden nimmt, wenn
das Kraftfahrzeug bis zur Wattiefe im Wasser steht.
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Gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
in einer ersten Druckluftleitung, die den Atmosphäreneinlass
mit dem Kompressoreingang verbindet, ein Wasserfilter liegt.
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Durch
den Wasserfilter wird das Eindringen von Wasser oder Eis in den
Kompressor zumindest soweit unterbunden, dass Wasser oder Eis nur
noch in einem für
den Kompressor unschädlichen
Umfang in diese gelangt. Vorzugsweise wird der Wasserfilter so ausgebildet,
dass überhaupt
kein Wasser oder Eis in den Kompressor gelangen kann.
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Der
Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass der
Kompressor der Niveauregelanlage an einer beliebigen Stelle eines
Kraftfahrzeuges positioniert werden kann, ohne dass die Gefahr besteht,
dass er durch Wasser oder Eis beschädigt wird. Insbesondere kann
der Kompressor unterhalb der Wattiefe angeordnet werden, wobei aufgrund
des Wasserfilters auf eine lange Druckluftleitung, mit deren Hilfe
der Kompressoreingang über die
Wattiefe verlegt wird, verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Kompressor aufgrund des
Wasserfilters auch dann nicht durch Wasser oder Eis beschädigt wird, wenn
das Kraftfahrzeug ausnahmsweise bis über die Wattiefe hinaus im
Wasser steht.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 enthält die Niveauregelanlage einen
Lufttrockner mit einem Lufttrocknereingang und einem Lufttrocknerausgang.
Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass im normalen
Betrieb der Niveauregelanlage, in dem Druckluft aus der Atmosphäre in die
Niveauregelanlage gesaugt wird, die Druckluft über den Lufttrockner geführt und
getrocknet wird. Somit ist einem Einfrieren der schaltbaren Wegeventile
der Niveauregelanlage aufgrund von Luftfeuchtigkeit sicher vorgebeugt.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 liegt der Lufttrockner
in einer zweiten Druckluftleitung, die den Kompressorausgang mit den
Luftfedern verbindet. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin
zu sehen, dass der Lufttrockner in dieser Lage besonders wirkungsvoll
ist, da dem Lufttrockner verdichtete Luft zugeführt wird. Aus der verdichteten
Luft kann die Luftfeuchtigkeit von dem Trocknerbett des Lufttrockners
besonders gut aufgenommen werden.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 zweigt von der zweiten
Druckluftleitung eine dritte Druckluftleitung ab, die den Kompressor überbrückt und
zum Atmosphärenauslass
führt, wobei
in der dritten Druckluftleitung ein schaltbares Ablassventil liegt,
mit dem die dritte Druckluftleitung gesperrt oder durchgeschaltet
werden kann. Über
die dritte Druckluftleitung kann aus der Niveauregelanlage und insbesondere
aus den einzelnen Luftfedern der Niveauregelanlage Druckluft in
die Atmosphäre abgelassen
werden. Hierbei wird während
des Ablassvorganges der Kompressor der Niveauregelanlage nicht durchströmt. Der
Vorteil der Weiterbildung ist also darin zu sehen, dass in der Niveauregelanlage nur
ein Kompressor benötigt
wird, der in der Richtung vom Kompressoreingang zum Kompressorausgang von
Druckluft durchströmbar
ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 zweigt die dritte Druckluftleitung zwischen
dem Kompressorausgang und dem Lufttrocknereingang von der zweiten
Druckluftleitung ab. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin
zu sehen, dass während
eines Ablassvorganges die Druckluft aus der Niveauregelanlage über den Lufttrockner
geführt
und dieser somit regeneriert wird.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ist die dritte Druckluftleitung
in einem ersten Punkt zwischen dem Wasserfilter und dem Kompressoreingang
auf die erste Druckluftleitung geführt, so dass infolgedessen
der Atmosphäreneinlass
gleichzeitig als Atmosphärenauslass dient.
Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass keine
separaten Druckluftleitungen für
den Atmosphäreneinlass
und Atmosphärenauslass
zur Verfügung
gestellt zu werden brauchen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet,
dass
- – in
einem zweiten Punkt der ersten Druckluftleitung, der zwischen dem
ersten Punkt und dem Kompressoreingang liegt, eine vierte Druckluftleitung
von der ersten Druckluftleitung abzweigt, die auf einer Druckluftleitung,
die vom Kompressorausgang ausgeht, in einem dritten Punkt endet, der
zwischen dem Kompressorausgang und einem schaltbaren Wegeventil
in dieser Druckluftleitung liegt, und dass
- – in
der vierten Druckluftleitung ein Rückschlagventil liegt, dass
in Richtung des dritten Punktes sperrt.
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Bei
der Druckluftleitung, auf der die vierte Druckluftleitung endet,
kann es sich entweder um die zweite oder um die dritte Druckluftleitung
handeln, wobei das Rückschlagventil
die Funktion eines Überdruckventils übernimmt.
Vorzugsweise wird die Lage des dritten Punktes so gewählt, dass
er vor dem ersten schaltbaren Wegeventil liegt, das jeweils in der zweiten
oder dritten Druckluftleitung liegt. Der Vorteil der Weiterbildung
ist darin zu sehen, dass das Überdruckventil
zwischen der ersten Druckluftleitung und der zweiten oder dritten
Druckluftleitung liegt und keinen zusätzlichen Atmosphärenausgang
aufweist. Vielmehr nutzt das Überdruckventil
den Atmosphärenausgang,
der durch den Wasserfilter geschützt
ist. Für
das Überdruckventil
brauchen somit keine separaten Schutzvorkehrungen gegenüber Wasser
getroffen werden.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 enthält der Wasserfilter zumindest ein
mechanisches Schließelement.
Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein Wasserfilter
mit einem mechanischen Schließelement
einen bekannten und bewährten
Aufbau aufweist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 enthält der Wasserfilter ein hydrophobiertes
Material. Derartige Wasserfilter sind beispielsweise von der Firma
Tufiltee unter der Produktbezeichnung Filterelemente bekannt. Der
Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass derartige Wasserfilter
keine aufwändigen
bewegten mechanischen Teile und keine Dichtfläche aufweisen, an der Leckagen
entstehen können.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 ist der Wasserfilter
in der Niveauanlage derart positioniert, dass sein Wasserablauf zumindest
nahezu senkrecht nach unten zeigt. Der Vorteil dieser Weiterbildung
ist darin zu sehen, dass in den Wasserfilter eingedrungenes Wasser
automatisch aus dem Wasserfilter abläuft, so dass keine zusätzlichen
Maßnahmen
für den
Wasserablauf getroffen zu werden brauchen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 11 liegt in der ersten
Druckluftleitung zwischen dem Wasserfilter und dem Kompressoreingang
ein Partikelfilter. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu
sehen, dass der Partikelfilter den Kompressor und weitere Bestandteile
der Niveauregelanlage wirksam vor Partikeln schützt, die im normalen Betrieb
der Niveauregelanlage angesaugt werden. Ein weiterer Vorteil dieser
Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der Partikelfilter genau
wie der Kompressoreingang durch den Wasserfilter vor eindringendem
Wasser oder Eis geschützt
ist, da er in der ersten Druckluftleitung hinter dem Wasserfilter angeordnet
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
und weitere Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den nachstehenden
Figuren erläutert,
darin zeigt:
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1 eine
Niveauregelanlage in schematischer Darstellung
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2 einen
Wasserfilter in schematischer Darstellung.
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1 zeigt
eine Niveauregelanlage in schematischer Darstellung, wobei nur die
für die
nachfolgenden Erläuterungen
notwendigen Bestandteile der Niveauregelanlage gezeigt sind. Derartige
Niveauregelanlagen und deren Funktionalität sind aus dem Stand der Technik
bereits seit langem bekannt, so dass auf den Aufbau der Niveauregelanlage
nur kurz eingegangen werden soll. Die Niveauregelanlage enthält eine
erste Druckluftleitung 1, die den Atmosphäreneinlass 6 mit
dem Kompressoreingang 8 des Kompressors 10 verbindet.
Der Kompressorausgang 12 ist über eine Druckluftleitung 2 mit
den Luftfedern 14a bis 14b verbunden (in der 1 ist
beispielhaft eine Niveauregelanlage mit zwei Luftfedern gezeigt, die
an einer Achse des Kraftfahrzeuges angeordnet sind). Die Druckluftleitung 2 verzweigt
sich in dem Punkt 16 in zwei einzelne Druckluftleitungen,
die jeweils zu einer der Luftfedern 14a bis 14b führen. In jeder
dieser einzelnen Druckluftleitungen liegt ein schaltbares Wegeventil 18a bis 18b.
In der Druckluftleitung 2 liegt ein Lufttrockner 20 mit
einem Lufttrocknereingang 22 und einem Lufttrocknerausgang 24 und
ein Rückschlagventil 26,
das in Richtung der Luftfedern 14a bis 14b öffnet. Das
Rückschlagventil 26 wird
von einer Druckluftleitung 28 überbrückt, in der eine Drossel 30 und
ein Rückschlagventil 32 liegt, das
in Richtung des Lufttrocknerausganges 24 öffnet.
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Über die
bisher genannten Bestandteile hinaus enthält die Niveauregelanlage eine
weitere Druckluftleitung 3, die in einem Punkt 34 zwischen dem
Kompressorausgang 12 und dem Lufttrocknereingang 22 von
der Druckluftleitung 2 abzweigt und den Kompressor 10 überbrückt. Die
Druckluftleitung 3 endet in einem Punkt 36 auf
der Druckluftleitung 1. In der Druckluftleitung liegt ein
schaltbares Wegeventil 38, das in dem in der 1 gezeigten
Grundzustand die Druckluftleitung 3 sperrt und in seinem
anderen Schaltzustand die Druckluftleitung 3 durchschaltet.
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Von
der ersten Druckluftleitung 1 zweigt in einem Punkt 40,
der zwischen dem Punkt 36 und dem Kompressoreingang 8 liegt,
eine vierte Druckluftleitung 4 ab. Die vierte Druckluftleitung 4 endet
in einem Punkt 42, der zwischen dem schaltbaren Wegeventil 38 und
dem Punkt 34 bzw. dem Kompressorausgang 12 liegt,
in der Druckluftleitung 3. Alternativ kann die vierte Druckluftleitung 4 auch
in einem Punkt 60 enden, der zwischen dem Kompressorausgang 12 und den
schaltbaren Wegeventilen 18a und 18b liegt. In der
vierten Druckluftleitung 4 liegt ein Rückschlagventil 44,
das in Richtung des Punktes 42 sperrt bzw. in Richtung
des Punktes 40 öffnet.
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In
der Druckluftleitung 1 liegt ein Wasserfilter 46,
der direkt mit dem Atmophäreneinlass 6 verbunden
ist (d.h., dass zwischen dem Atmosphäreneinlass 6 und dem
Wasserfilter 46 keine weiteren Bestandteile der Niveauregelanlage
liegen). Der Wasserfilter 46 liegt derart in der Druckluftleitung 1,
dass sämtliche
Elemente und Punkte in der Druckluftleitung 1, die oben
bereits genannt sind, zwischen dem Ausgang 48 des Wasserfilters 46 und
dem Kompressoreingang 8 liegen. Dies gilt auch für den Partikelfilter 50,
der zusätzlich
zu dem Wasserfilter 46 in der Druckluftleitung 1 liegen
kann.
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Im
Folgenden wird erläutert,
wie die in der 1 gezeigte Niveuanlage funktioniert,
wobei beispielhaft auf die Luftfeder 14a Bezug genommen wird.
Zum Befüllen
der Luftfeder 14a wird von der (nicht gezeigten) Steuereinheit
der Niveauregelanlage zunächst
das Wegeventil 18a angesteuert, so dass dies von seinem
in der 1 gezeigten Grundzustand in den Schaltzustand übergeht.
Danach wird von der Steuereinheit der Kompressor 10 angesteuert,
so dass dieser beginnt zu laufen. Daraufhin wird von dem Kompressor 10 über den
Atmosphäreneinlass 6,
den Wasserfilter 46, den Partikelfilter 50, den Lufttrockner 20,
das Rückschlagventil 26 und
das schaltbare Wegeventil 18a Druckluft in die Luftfeder 14a befördert. Die
Steuereinrichtung steuert das Wegeventil 18a nicht mehr
an, wenn an der Luftfeder 18a das gewünschte Niveau erreicht ist.
Das Wegeventil 18a geht dann wieder in seinen Grundzustand über. Darüber hinaus
wird der Kompressor 10 nicht mehr angesteuert, so dass
dieser aufhört
zu laufen.
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Zum
Ablassen von Druckluft aus der Luftfeder 14a werden von
der Steuereinheit die Wegeventile 18a und 38 angesteuert,
so dass diese von ihrem in der 1 gezeigten
Grundzustand in ihren Schaltzustand übergehen. Es kann dann Druckluft
aus der Luftfeder 14a über
das Wegeventil 18a, die Drossel 30, das Rückschlagventil 32,
den Lufttrockner 20, das Wegeventil 38, den Partikelfilter 50 und über den Wasserfilter 46 in
den Atmosphäreneinlass
abgelassen werden 8 (der Atmosphäreneinlass 6 dient
also gleichzeitig als Atmosphärenauslass).
Zur Beendigung des Ablassvorganges werden von der Steuereinheit
die schaltbaren Wegeventile 18a und 38 nicht mehr
angesteuert, so dass diese wieder in ihren Grundzustand übergehen.
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Falls
während
eines Auffüllvorganges
der Luftfeder 14a das Wegeventil 18a irrtümlicherweise nicht
durchgeschaltet wird (z. B. weil es defekt ist), so baut sich vor
den Wegeventilen 18a bis 18b aufgrund des Kompressorlaufes
ein hoher Druck auf. Dieser Überdruck
kann über
das Rückschlagventil 44,
das also die Funktion eines Überdruckventiles übernimmt,
wie folgt abgeführt
werden. Bei einem Überdruck
in der Niveauregelanlage wird die Druckluft über den Wasserfilter 46,
den Partikelfilter 50 und den Kompressor 10 in
die Druckluftleitung 3 überführt. Wenn
der Überdruck
stark genug ist, öffnet
sich das Rückschlagventil 44 in
der Druckluftleitung 4, so dass die geförderte Druckluft über den
Partikelfilter 50, den Wasserfilter 46 und den
Atmosphäreneinlass 6 wieder
abgeführt
wird. Der Kompressor fördert
also im Kreis und einer Beschädigung
von Bauteilen in der Niveauregelanlage ist sicher vorgebeugt. Die
gleiche Funktion wird erfüllt,
wenn die vierte Druckluftleitung 4 im Punkt 60 auf
der zweiten Druckluftleitung 2 anstatt im Punkt 42 auf
der dritten Druckluftleitung 3 endet.
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Falls
das Kraftfahrzeug, in das die Niveauregelanlage eingebaut ist, bis
zur Wattiefe im Wasser steht, kann es dazu kommen, dass der Atmosphäreneinlass 6 sich
unter Wasser befindet. Wird in diesem Fall von der Steuereinheit
der Niveauregelanlage der Befehl gegeben, eine der Luftfedern 14a bis 14b mit
Druckluft zu befüllen,
so beginnt der Kompressor 10 zu laufen (s. oben). Der Wasserfilter 46 verhindert
dann, dass von dem Kompressor 10 Wasser angesaugt wird
und der Kompressor 10 bzw. andere Bestandteile der Niveauregelanlage
durch das Wasser beschädigt
werden. Der Wasserfilter 10 hält das in ihn eindringende
Wasser nämlich
zumindest zu einem so großen
Anteil zurück,
dass nur ein geringer Anteil von Wasser, der für die Niveauregelanlage unschädlich ist,
durchgelassen wird. Vorzugsweise ist der Wasserfilter 46 so
ausgebildet, dass er überhaupt
kein Wasser durchlässt.
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Eventuell
in den Wasserfilter 46 eingedrungenes Wasser kann über den
Wasserablauf 52 des Wasserfilters 46 ablaufen,
wenn sich der Atmosphäreneinlass 6 und
der Wasserfilter 46 nicht mehr im Wasser befinden. Zur
Sicherstellung des Wasserablaufes über den Wasserablauf 52 ist
dieser nahezu senkrecht zum Untergrund (bzw. in Richtung der Gravitationskraft)
ausgerichtet.
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2 zeigt
ein Wasserfilter 46 mit einem mechanischen Schließelement
in Form einer Kugel 54. Der Wasserfilter 46 ist
als Trichter ausgebildet, dessen kleine Öffnung in der Druckluftleitung 1 endet,
d. h., die kleine Öffnung
entspricht dem Wasserfilterausgang 48 (s. auch 1).
Die große Öffnung des trichterförmigen Wasserfilters 46 entspricht
dem Atmosphäreneinlass 6,
der gleichzeitig den Atmosphärenauslass
bildet (s. Figurenbeschreibung zur 1). Ferner
bildet die große Öffnung des
Wasserfilters 46 gleichzeitig den Wasserablauf 52.
Die große Öffnung des
Wasserfilters 46 ist mit einem Gitter 56 versehen,
dessen Öffnungen 58 so
bemessen sind, dass die Kugel 54 nicht aus dem Wasserfilter 46 herausfallen
kann. Der Wasserfilter 46 ist in der gezeigten Position
an die Druckluftleitung 1 angeschlossen, so dass der Wasserablauf 52 senkrecht
nach unten in Richtung der Gravitationskraft weist.
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Der
Wasserfilter 46 funktioniert wie folgt: Wenn der gesamte
Wasserfilter 46 (und somit auch der Atmosphäreneinlass 6;
s. 1) unter Wasser liegt, führt dies dazu, dass die Kugel 54 in
dem Wasserfilter 46 nach oben schwimmt. Die Kugel 54 verschließt dann
der Wasserfilterausgang 48, so dass kein Wasser in die
Druckluftleitung 1 und damit in die Niveauregelanlage gelangen
kann (der Durchmesser der Kugel 54 ist größer als
die lichte Öffnung
des Wasserfilterausganges 48).
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- 1,
2, 3, 4
- Druckluftleitung
- 6
- Atmosphäreneinlass
- 8
- Kompressoreingang
- 10
- Kompressor
- 12
- Kompressorausgang
- 14a–14b
- Luftfeder
- 16
- Punkt
- 18a–18b
- schaltbares
Wegeventil
- 20
- Lufttrockner
- 22
- Lufttrocknereingang
- 24
- Lufttrocknerausgang
- 26
- Rückschlagventil
- 28
- Druckluftleitung
- 30
- Drossel
- 32
- Rückschlagventil
- 34,
36
- Punkt
- 38
- schaltbares
Wegeventil (Ablassventil)
- 40,
42
- Punkt
- 44
- Rückschlagventil
- 46
- Wasserfilter
- 48
- Wasserfilterausgang
- 50
- Partikelfilter
- 52
- Wasserablauf
- 54
- Kugel
- 56
- Gitter
- 58
- Öffnung
- 60
- Punkt