DE102007057567A1

DE102007057567A1 - Pneumatische Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102007057567A1
Application number: DE102007057567A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr. Folchert
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: DE102007057567B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit zumindest einzelnen Fahrzeugrädern zugeordneten Luftfedern (40, 42), deren Federraum über ein Leitungssystem jeweils mit einem Druckluftspeicher (52) verbunden ist. Die Druckschwankungen in dem Federraum der Luftfedern (40, 42) werden über einen Druckumsetzer (48) genutzt, um Druckluft in den Druckluftspeicher (52) zu pumpen. Nach dem Beladen des Fahrzeuges und einer dadurch verursachten Absenkung des Fahrzeugniveaus kann aus dem Druckluftspeicher (52) auch im Stand Druckluft in den Federraum der Luftfedern (40, 42) gedrückt und damit das Fahrzeugniveau wieder angehoben werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatische Niveauregeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Niveauregeleinrichtungen in Verbindung mit Luftfedern werden beispielsweise bei den Hinterachsen von PKWs oder LKWs oder auch bei Motorrädern eingesetzt. Die eigentliche Niveauregelung erfolgt dadurch, dass die Luftfedern in Anpassung an die jeweilige Belastung mehr oder weniger stark mit Druckluft gefüllt werden. Eine Niveauänderung des Fahrzeugs infolge einer Be- oder Entladung wird von einer Steuereinrichtung erfasst und durch Zuführen von Druckluft zu bzw. Abführen von den Luftfedern ausgeglichen. Die Luftversorgung der Niveauregeleinrichtung übernimmt im allgemeinen ein Kompressor, welcher jederzeit, also auch bei stehendem Fahrzeug die erforderliche Druckluft zur Verfügung stellt. Derartige Kompressoren verursachen jedoch hohe Kosten; außerdem benötigen sie elektrische Energie und erzeugen verhältnismäßig starke Geräusche, so dass sie ganz allgemein für PKWs und insbesondere PKWs einer mittleren und unteren Fahrzeugklasse nicht geeignet erscheinen. Man findet derartige Systeme deshalb vorwiegend bei Fahrzeugen, die ohnehin ein Druckluftsystem haben, welches auch andere Einrichtungen des Fahrzeugs versorgt.
Insbesondere für hydropneumatische Federungen sind bereits sogenannte selbstpumpende Niveauregeleinrichtungen bekannt, bei denen eine betriebsbedingte Bewegung einer Feder-Dämpfereinheit zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeugachse ausgenutzt wird, um eine Pumpbewegung für eine Hydraulikpumpe zu erzeugen. Auf diese Weise kann durch die abzufedernden Schwingungen des Fahrzeugaufbaus aus einem Vorratsbehälter Drucköl in die Feder-Dämpfereinheit gepumpt werden, so dass sich der Druck in der hydropneumatischen Feder erhöht und damit das Niveau des Fahrzeuges während der Fahrt angehoben wird, bis dieses die gewünschte Soll- oder Konstruktionslage erreicht hat. Derartige Systeme benötigen im allgemeinen eine längere Fahrstrecke, um ein gewünschtes Fahrzeugniveau über Pumpbewegungen einzustellen. Das bedeutet, dass insbesondere nach einem Beladevorgang das Fahrzeug im ungünstigsten Fall mit bis zum Anschlag zusammengedrückten Federn losfahren muss, bevor nach einer mehr oder weniger langen Fahrstrecke der normale Betriebszustand des Fahrzeuges, also das Sollniveau erreicht wird. Ein solches Betriebsverhalten wird als nicht akzeptabel beurteilt.
Aus der DE 26 09 392 ist eine pneumatische Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei der die betriebsbedingte Druckschwankung in einer Luftfeder genutzt wird, um einen Druckluftspeicher zu füllen, der es wiederum erlaubt, das Niveau eines Fahrzeuges nach dem Beladen auch im Stand nachzuregeln. Dabei ist die Luftfeder in einen Federraum und einen Dämpferraum aufgeteilt, die über in beiden Richtungen wirkende Drosselorgane miteinander verbunden sind und die beim Ein- und Ausfedern wechselseitig belastet und entlastet werden. Um die Niveauregeleinrichtung als geschlossenes System betreiben zu können, sind beide Räume der Luftfeder über ein kompliziertes Leitungs- und Ventilsystem mit einem Hochdruckspeicher und einem Niederdruckspeicher verbunden, die nach einer Belastungsänderung ein Aufregeln oder Abregeln zwischen den durch die beiden Speicher vorgegebenen Druckniveaus erlauben. Um den im Hochdruckspeicher erzielbaren Druck über den maximalen Druck der Luftfedern erhöhen zu können, kann in das Leitungs- und Ventilsystem ein Druckumsetzer integriert werden, welcher die Druckschwankungen beispielsweise im Federraum nutzt, um einen Verdichter zu betätigen, welcher Druckluft in den Druckluftspeicher pumpt. Diese bekannte Niveauregeleinrichtung ist wegen der Zweikammer-Ausbildung der Luftfedern und wegen der beiden benötigten Luftspeicher konstruktiv und baulich sehr aufwendig und damit teuer. Eine Ausführung mit nur einem Hochdruckspeicher, die in der oben genannten Druckschrift auch beschrieben wird, erfüllt die Anforderungen an eine moderne Niveauregeleinrichtung insoweit nicht, als ein Absenken nur im Fahrbetrieb, nicht jedoch im Stand möglich ist (S. 27, 2. Abs.).
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähige pneumatische Niveauregeleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die konstruktiv und baulich wesentlich einfacher als die bekannte Einrichtung ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine Niveauregeleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bei Verwendung einer konstruktiv und baulich einfacheren Einkammer-Luftfeder in Verbindung mit einem Druckumsetzer deutlich vereinfachen lässt.
Demnach geht die Erfindung aus von einer pneumatischen Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit zumindest einzelnen Fahrzeugrädern zugeordneten Luftfedern, deren Federraum über ein Leitungssystem jeweils mit einem Druckluftspeicher verbunden ist, mit wenigstens einen in dem Leitungssystem angeordneten, als Stufenkolben ausgebildeten Druckumsetzer, dessen Primärkolben von den im Fahrbetrieb auftretenden Druckschwankungen im Federraum beaufschlagt wird und dessen Sekundärkolben im Betrieb Druckluft in den Druckluftspeicher pumpt, und eine Steuereinrichtung, welche Abweichungen des Fahrzeugniveaus von einem Sollniveau erfasst und entsprechend dem Regelbedarf den Federraum mit dem Druckluftspeicher oder mit einem Luftauslaß verbindet. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass eine erste Kolbenseite des Primärkolbens über eine Verbindungsleitung von den Druckschwankungen im Federraum der Luftfeder beaufschlagt wird, dass der anderen, zweiten Kolbenseite des Primärkolbens ein geschlossener Zylinderraum zugeordnet ist, wobei die beiden Kolbenseiten über eine Drosseleinrichtung miteinander in Verbindung stehen, und dass der Sekundärkolben im Betrieb Umgebungsluft ansaugt, verdichtet und in den Druckluftspeicher drückt.
Auf diese Weise können sowohl die Luftfedern als auch das diesen zugeordnete Leitungs- und Ventilsystem erheblich vereinfacht werden, wozu insbesondere beiträgt, dass der Sekundärkolben des Druckumsetzers Umgebungsluft ansaugt, so dass sich ein Niederdruckspeicher erübrigt.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung für den Druckumsetzer ergibt sich dann, wenn die die beiden Kolbenseiten verbindende Drosseleinrichtung durch den Primärkolben selbst hindurchführt.
Die Steuerung für den Saughub und den Druckhub des Sekundärkolbens erfolgt in einer konstruktiv besonders einfachen und zuverlässigen Weise so, dass in einer dem Sekundärkolben zugeordneten Ansaugleitung für die Umgebungsluft ein nach außen sperrendes Rückschlagventil und in einer zum Druckluftspeicher führenden Druckleitung ein nach innen sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist, die durch den Druckwechsel im Zylinderraum des Sekundärkolbens selbst gesteuert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kolbenseite des Primärkolbens von einer Rückstellfeder belastet wird, deren Federkraft mindestens den Reibungskräften zwischen dem Stufenkolben und den zugeordneten Zylindern entspricht. Die Rückstellfeder in Verbindung mit der die beiden Kolbenseiten des Primärkolbens verbindenden Drosseleinrichtung stellen sicher, dass sich der Primärkolben im statischen Betrieb stets in eine vorgegebene Ausgangsposition einstellt, von der aus dann der gesamte Verdichtungshub des Sekundärkolbens zur Verfügung steht, wie anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben wird.
Für den nach einem Entladen des Fahrzeuges erforderlich werdenden Abregelvorgang ist vorgesehen, dass von einer den Federraum mit dem Druckumsetzer verbindenden Zuführleitung eine den Druckumsetzer umgehende Ablassleitung abzweigt, die über einen Abschnitt einer den Druckumsetzer mit dem Druckluftspeicher verbundenen Druckleitung zu einem von der Steuereinrichtung ansteuerbaren Ablassventil führt.
Die Ablassleitung ist gemäß der Erfindung auch über einen in der den Druckumsetzer mit dem Druckluftspeicher verbundenen Druckleitung angeordneten Lufttrockner geführt, welcher die dem Druckluftspeicher zugeführte Luft trocknet, so dass dieser beim Ablassen von Druckluft aus den Luftfedern regeneriert werden kann. Vor dem Durchströmen des Trockners wird die Luft über eine in der Ablassleitung angeordnete Drosseleinrichtung geführt.
Um die Luftfedern nach einem Beladen des Fahrzeuges mit Druckluft zu versorgen, ist in einer den Druckluftspeicher mit dem Federraum verbindenden Füllleitung ein von der Steuereinrichtung ansteuerbares Füllventil angeordnet, welches geöffnet wird, wenn ein Aufregelbedarf erkannt wird.
In der zum Druckluftspeicher führenden Druckleitung (bzw. einer Abzweigung davon) ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, welches bei Erreichen des Maximaldruckes für den Druckluftspeicher öffnet und so eine Überlastung des Druckluftspeichers verhindert.
Um die Niveauregeleinrichtung anfänglich zu befüllen oder auch nach einer gewissen Betriebszeit nachzufüllen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung in dem Leitungssystem ein Befüllanschluss vorgesehen, und zwar vorwiegend so, dass die dem Befüllen bzw. Nachbefüllen dienende Luft über den Lufttrockner geführt wird, wie ebenfalls anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wird.
Bei einer Niveauregeleinrichtung mit zwei einer Fahrzeugachse oder unterschiedlichen Fahrzeugachsen zugeordneten Luftfedern ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Luftfedern über eine Quersperrschaltung mit eine Querverbindung sperrenden Rückschlagventilen gegeneinander abgesperrt sind, um einen Druckausgleich zwischen den Luftfedern zu verhindern. Die Rückschlagventile können jedoch auch durch aktiv ansteuerbare Ventile ersetzt werden. Dadurch können an den Luftfedern unabhängige Regelvorgänge durchgeführt werden, um beispielsweise einen Schrägstand des Fahrzeuges auszugleichen.
Bei einer derartigen Anordnung mit zwei einer Fahrzeugachse oder unterschiedlichen Fahrzeugachsen zugeordneten Luftfedern besteht auch die Möglichkeit, dass jeder der Luftfedern ein Druckumsetzer drucktechnisch ummittelbar nachgeordnet ist, deren Ausgänge dann zu einer gemeinsamen Druckleitung zusammengefasst werden, wie ein Ausführungsbeispiel im einzelnen zeigt.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Druckumsetzer in die jeweils zugeordnete Luftfeder baulich integriert sind. Außerdem wird es in diesem Zusammenhang als vorteilhaft beurteilt, wenn der Arbeitsbereich der jeweiligen Druckumsetzer an den jeweils zugeordneten Luftfedern auf unterschiedlich große Druckschwankungen ausgelegt ist. So können beispielsweise die bordsteinnahen Druckumsetzer hinsichtlich der im Betrieb zu erwartenden Druckschwankungen anders ausgelegt sein als die bordsteinfernen, also im Bereich der Straßenmitte am Fahrzeug angeordneten Druckumsetzer. Dadurch ist es möglich, die Schwingungsenergie der Luftfedern noch besser auszunutzen. Die direkte Integration der Druckumsetzer in die Luftfedern hat auch den Vorteil, dass die Druckschwankungen unmittelbar und daher ohne Drosselverluste in den jeweiligen Druckumsetzern wirken können.
Die Erfindung lässt sich anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
1 schematisch einen Druckumsetzer,
2 ein Schaltschema für eine pneumatische Niveauregeleinrichtung mit zwei Luftfedern und einem Druckumsetzer, und
3 ein Schaltschema ähnlich der 2, jedoch mit zwei Druckumsetzern.
Der in 1 dargestellte, als Ganzes mit 2 bezeichnete Druckumsetzer besteht aus einem Gehäuse 4, in welchem ein Stufenkolben 6 frei verschiebbar angeordnet ist. Der Stufenkolben 6 umfasst einen Primärkolben 8, dem ein erster Zylinderraum 10 zuge ordnet ist, sowie einen Sekundärkolben 12, dem ein in den ersten Zylinderraum 10 koaxial eingeschachtelter zweiter Zylinderraum 14 zugeordnet ist.
Eine erste Kolbenseite 16 des Primärkolbens 8 wird über eine Verbindungsleitung 18 mit dem im Fahrbetrieb wechselnden Druck im Federraum einer oder mehrerer Luftfedern einer Niveauregeleinrichtung beaufschlagt, wie anhand der 2 und 3 näher erläutert wird. Der auf der anderen, zweiten Seite 20 des Primärkolbens 8 befindliche Zylinderraum 10 ist ein geschlossener Zylinderraum. Die erste Kolbenseite 16 und die zweite Kolbenseite 20 sind über eine den Primärkolben 8 durchsetzende Drosseleinrichtung 21 miteinander in Verbindung. Die zweite Kolbenseite 20 wird durch eine Rückstellfeder 22 in Richtung auf die dargestellte linke Endlage mit einer Federkraft belastet.
Der dem Sekundärkolben 12 zugeordnete zweite Zylinderraum 14 weist eine mit der Umgebungsluft verbundene Ansaugleitung 24 und eine zu einem Druckluftspeicher 26 führende Druckleitung 28 auf. Wie die 1 erkennen lässt, ist in der Ansaugleitung 24 ein nach außen sperrendes Rückschlagventil 30 und in der Druckleitung 28 ein nach innen sperrendes Rückschlagventil 32 angeordnet. Die Funktion des Druckumsetzers 2 ist folgende:
Im statischen Zustand befindet sich der Stufenkolben 6 in der in 1 dargestellten linken Endlage, da aufgrund der Drosselanordnung 21 auf beiden Kolbenseiten 16, 20 der gleiche Druck vorliegt und der Stufenkolben 6 durch die Rückstellfeder 22 in diese Endlage gedrückt wird. Wenn der Druck in der Verbindungsleitung 18 im Fahrbetrieb über den statischen Druck ansteigt, wird der Stufenkolben gemäß der Zeichnung nach rechts verschoben, wobei vom Sekundärkolben 12 im zweiten Zylinderraum befindliche Luft verdichtet und über das sich öffnende Rückschlagventil 32 und die Druckleitung 28 in den Druckluftspeicher 26 gedrückt wird. Wenn der Druck in der Verbindungsleitung 18 unter den statischen Druck abfällt, dann wird der Stufenkolben 6 mit Unterstützung durch die Rückstellfeder 22 nach links verschoben, wobei über die Ansaugleitung 24 und das sich öffnende Rückschlagventil 30 Umgebungsluft in den zwei ten Zylinderraum 14 gesaugt wird, die dann beim nächsten Verdichtungshub wieder in den Druckluftspeicher gedrückt wird.
Die Drosseleinrichtung 21 ermöglicht einen Druckausgleich zwischen den beiden Kolbenseiten 16, 20 des Primärkolbens 8, so dass dieser im statischen Betrieb, insbesondere auch nach einer Beladungsänderung und einer damit verbundenen Erhöhung des statischen Druckes in den Druckfedern mit Unterstützung der Rückstellfeder 22 stets die in 1 dargestellte linke Endstellung einnimmt. Die Drosselöffnung der Drosseleinrichtung 21 ist so bemessen, dass diese bei einer dynamischen Druckschwankung im Fahrbetrieb unwirksam bleibt.
Das Verhältnis der auf der ersten Kolbenseite 16 vorliegenden wirksamen Kolbenfläche des Primärkolbens 8 zur wirksamen Kolbenfläche 34 des Sekundärkolbens 12 ist so gewählt, dass die über die große Kolbenfläche des Primärkolbens 8 erzeugte Druckkraft ausreicht, um über die kleine Kolbenfläche 34 des Sekundärkolbens 12 den für die Füllung des Druckluftspeichers 26 erforderlichen Druck zu erzeugen. So kann beispielsweise mit einer Druckschwankung in der Luftfeder bzw. in der damit verbundenen Verbindungsleitung 18 von 0,5 bar bei einer bestimmten Schwingungsamplitude ein Verdichtungsdruck von 10 bar für den Druckluftspeicher 26 erzeugt werden, wenn das vorne genannte Flächenverhältnis ≥ 1:20 ist.
Über diese Auslegungsvorschrift lassen sich verschiedene Anregungsamplituden an der Luftfeder, die wiederum zu bestimmten Druckschwankungen führen, berücksichtigen, und es kann der maximale statische Verdichtungsdruck im Druckluftspeicher an den maximalen statischen Druck in der Luftfeder angepasst werden. Dabei können für die Auslegung verschiedene Betriebsbedingungen berücksichtigt werden, nämlich beispielsweise häufige kleine Druckschwankungen oder weniger häufige größere Druckschwankungen, die gegebenenfalls einen größeren Luftvolumenstrom erzeugen.
Wie bereits vorne erwähnt wurde, wird die Rückstellfeder 22 so dimensioniert, dass sie zumindest die Reibung des Stufenkolbens 6 überwindet und diesen stets in die Ausgangslage verschiebt.
Der Hub des Stufenkolbens 6 ist so zu wählen, dass bei einer gegebenen Druckschwankung immer der volle Verdichtungshub mit dem Sekundärkolben 12 erreicht wird, so dass der nicht genutzte Schadraum bei der Verdichtung minimal ist und ein guter Verdichtungswirkungsgrad erreicht wird.
2 zeigt ein Schaltschema für eine pneumatische Niveauregeleinrichtung, bei welcher der in 1 dargestellte Druckumsetzer eingesetzt wird. Die gesamte Niveauregeleinrichtung umfasst zwei Luftfedern 40 und 42 beispielsweise für die Hinterachse eines Fahrzeuges, eine diesen nachgeordnete Quersperrschaltung 44, mit den zu den Luftfedern 40, 42 hin öffnenden Rückschlagventilen 66 und 68 sowie den zu den Luftfedern hin sperrenden Rückschlagventilen 67 und 69, die einen Druckausgleich zwischen den Luftfedern 40 und 42 verhindert, einen mit dieser Quersperrschaltung 44 über eine Verbindungsleitung 46 verbundenen Druckumsetzer 48 mit einem der 1 entsprechenden Aufbau, und einen mit dem Druckumsetzer 48 über eine Druckleitung 50 verbundenen Druckluftspeicher 52. Wie anhand der 1 bereits beschrieben wurde, werden die Druckschwankungen in den Luftfedern 40, 42 ausgenutzt, um mittels des Druckumsetzers 48, der über eine Ansaugleitung 54 Umgebungsluft ansaugt, den Druckluftspeicher 52 zu füllen.
In der Druckleitung 50 ist ein Lufttrockner 55 angeordnet, welcher die dem Druckluftspeicher 52 zugeführte Druckluft trocknet. Außerdem ist in der Druckleitung 50 ein zum Druckumsetzer 48 hin sperrendes Rückschlagventil 56 vorgesehen, welches ein Rückströmen von Druckluft aus dem Druckluftspeicher 52 verhindert.
Von der Druckleitung 50 zweigt eine zu einem Druckbegrenzungsventil 57 führende Leitung ab, die den Druck im Druckluftspeicher 52 auf einen vorgegebenen maximalen Betriebsdruck begrenzt.
Von der den Federraum der Luftfedern 40, 42 mit dem Druckumsetzer 48 verbindenden Verbindungsleitung 46 zweigt eine den Druckumsetzer 48 umgehende Ablassleitung 58 mit einer Drosseleinrichtung 59 ab, die in die Druckleitung 50 mündet. Zwischen dem Druckumsetzer 48 und dem Lufttrockner 55 zweigt eine weitere, zu einem Ablassventil 60 führende Leitung ab, so dass zum Zwecke eines Abregelns Luft aus den Luftfedern 40, 42 über die Verbindungsleitung 46, die Ablassleitung 58 und den Lufttrockner 54 zu dem von der Steuereinrichtung ansteuerbaren elektromagnetischen Ablassventil 60 und damit in die Umgebung strömen kann. Durch die ausströmende Luft wird der Lufttrockner 55 regeneriert.
Von der Druckleitung 50 unmittelbar vor dem Druckluftspeicher 52 zweigt eine Füllleitung 62 ab, die über ein von der Steuereinrichtung ansteuerbares elektromagnetisches Füllventil 64 zu der Quersperrschaltung 44 führt, deren zu den Luftfedern 40, 42 hin öffnende Rückschlagventile 66, 68 öffnen und eine Druckluftzufuhr zu den Luftfedern ermöglicht.
Zwischen dem Ablassventil 60 und dem Verbindungspunkt der zugeordneten Leitung mit der Druckleitung 50 ist ein Befüllanschluss 70 vorgesehen, welcher zum anfänglichen Befüllen des Systems oder zum eventuellen Nachfüllen des Systems nach einer gewissen Betriebszeit dient.
Die Funktionsweise des in 2 dargestellten Systems ist folgende:
Im Fahrbetrieb wird vom Druckumsetzer 48 über die Druckleitung 50, den Lufttrockner 55 und das zum Druckluftspeicher öffnende Rückschlagventil 56 Druckluft in den Druckluftspeicher gedrückt; bei Erreichen eines vorgegebenen Maximaldruckes öffnet das Druckbegrenzungsventil 57.
Nach dem Beladen des Fahrzeuges und einer dadurch verursachten Absenkung desselben wird über die nicht dargestellte Steuereinrichtung ein Aufregelbedarf erkannt. Da her wird das Füllventil 64 geöffnet und die Luftfedern 40 und 42 werden über die Füllleitung sowie die Rückschlagventile 66, 68 gefüllt, bis das Sollniveau erreicht ist.
Nach dem Entladen und einer dadurch verursachten Anhebung des Fahrzeuges wird von der Steuereinrichtung ein Abregelbedarf erkannt. Sodann wird das Ablassventil 60 wird geöffnet, und Luft aus den Luftfedern 40, 42 wird über die Rückschlagventile 67, 69, die Ablassleitung 58, den Lufttrockner 55 und das Ablassventil in die Umgebung abgelassen.
3 zeigt eine Anordnung ähnlich der 2, die sich von dieser nur dadurch unterscheidet, dass jeder der beiden Luftfedern 40', 42' jeweils ein Druckumsetzer 48', 48'' zugeordnet ist, deren Ausgangsleitungen in einem Verbindungspunkt 72 zu einer gemeinsamen Verbindungsleitung 46' zusammengefasst werden. Die übrigen Funktionselemente des in 3 dargestellten Systems entsprechen denen des in 2 dargestellten Systems exakt, so dass eine nochmalige Beschreibung derselben nicht erforderlich ist. Von Vorteil bei dieser Ausführungsvarinate ist, dass die Druckumsetzer 48', 48'' direkt in die jeweilige Luftfeder 40', 42' integriert sein können. Diese direkte Integration hat auch den Vorteil, dass die Druckschwankungen unmittelbar ohne Drosselverluste in den jeweiligen Druckumsetzern 48', 48'' wirken können. Außerdem ist es auch möglich, die Druckumsetzer unterschiedlich, also für verschieden große Druckschwankungen auszulegen, um damit die Schwingungsenergie aus den Luftfedern noch besser auszunutzen.

2: Druckumsetzer
4: Gehäuse
6: Stufenkolben
8: Primärkolben
10: Erster Zylinderraum
12: Sekundärkolben
14: Zweiter Zylinderraum
16: Erste Kolbenseite
18: Verbindungsleitung
20: Zweite Kolbenseite
21: Drosseleinrichtung
22: Rückstellfeder
24: Ansaugleitung
26: Druckluftspeicher
28: Druckleitung
30: Rückschlagventil
32: Rückschlagventil
34: Kolbenfläche
40: Luftfeder
40': Luftfeder
42: Luftfeder
42': Luftfeder
44: Quersperrschaltung
46: Verbindungsleitung
46': Verbindungsleitung
48: Druckumsetzer
48': Druckumsetzer
48'': Druckumsetzer
50: Druckleitung
52: Druckluftspeicher
54: Ansaugleitung
55: Lufttrockner
56: Rückschlagventil
57: Druckbegrenzungsventil
58: Ablassleitung
59: Drosseleinrichtung
60: Ablassventil
62: Füllleitung
64: Füllventil
66: Rückschlagventil
67: Rückschlagventil
68: Rückschlagventil
69: Rückschlagventil
70: Befüllanschluss
72: Verbindungspunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2609392 [0004]

Claims

Pneumatische Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit zumindest einzelnen Fahrzeugrädern zugeordneten Luftfedern, deren Federraum über ein Leitungssystem jeweils mit einem Druckluftspeicher verbunden ist, mit wenigstens einen in dem Leitungssystem angeordneten, als Stufenkolben ausgebildeten Druckumsetzer, dessen Primärkolben von den im Fahrbetrieb auftretenden Druckschwankungen im Federraum beaufschlagt wird und dessen Sekundärkolben Druckluft in den Druckluftspeicher pumpt, und eine Steuereinrichtung, welche Abweichungen des Fahrzeugniveaus von einem Sollniveau erfasst und entsprechend dem Regelbedarf den Federraum mit dem Druckluftspeicher oder mit einem Luftauslaß verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kolbenseite (16) des Primärkolbens (8) über eine Verbindungsleitung (18) von den Druckschwankungen im Federraum der Luftfeder (40, 42; 40', 42') beaufschlagt wird, dass der anderen, zweiten Kolbenseite (20) des Primärkolbens (8) ein geschlossener Zylinderraum (10) zugeordnet ist, wobei die beiden Kolbenseiten (16, 20) über eine Drosseleinrichtung (21) miteinander in Verbindung stehen, und dass der Sekundärkolben (12) im Betrieb Umgebungsluft ansaugt, verdichtet und in den Druckluftspeicher (26) drückt.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (21) durch den Primärkolben (8) hindurchführt.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dem Sekundärkolben (12) zugeordneten Ansaugleitung (24) für die Umgebungsluft ein nach außen sperrendes Rückschlagventil (30) und in einer zum Druckluftspeicher (26) führenden Druckleitung (28) ein nach innen sperrendes Rückschlagventil (32) angeordnet ist.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kolbenseite (20) des Primärkolbens (8) von einer Rückstellfeder (22) belastet wird, deren Federkraft mindestens den Reibungskräften zwischen dem Stufenkolben (6) und den zugeordneten Zylindern entspricht.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von einer den Federraum einer Luftfeder (40, 42) mit dem Druckumsetzer (48) verbindenden Verbindungsleitung (46) eine den Druckumsetzer (48) umgehende Ablassleitung (58) abzweigt, die über einen Abschnitt einer den Druckumsetzer (48) mit dem Druckluftspeicher (52) verbundenen Druckleitung (50) zu einem von der Steuereinrichtung ansteuerbaren Ablassventil (60) führt.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassleitung (58) über einen in der Druckleitung (50) angeordneten Lufttrockner (55) geführt ist.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ablassleitung (58) eine Drosseleinrichtung (59) angeordnet ist.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer den Druckluftspeicher (52) mit dem Federraum einer Luftfeder (40, 42) verbindenden Füllleitung (62) ein von der Steuereinrichtung ansteuerbares Füllventil (64) angeordnet ist.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (50) beziehungsweise einer davon abzweigenden Leitung vor dem Druckluftspeicher (52) ein Druckbegrenzungsventil (57) vorgesehen ist.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungssystem ein Befüllanschluss (70) vorhanden ist.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit zwei einer Fahrzeugachse oder unterschiedlichen Fahrzeugachsen zugeordneten Luftfedern, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfedern (40, 42) über eine Quersperrschaltung (44) mit eine Querverbindung sperrenden Rückschlagventilen (66, 67, 68, 69) gegeneinander abgesperrt sind.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Luftfedern (40', 42') ein Druckumsetzer (48', 48'') unmittelbar nachgeordnet ist, deren Ausgänge zu einer gemeinsamen Verbindungsleitung (46') zusammengefasst sind, welche zum Druckluftspeicher (52) führt.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckumsetzer (48', 48'') in die jeweils zugeordnete Luftfeder (40', 42') baulich integriert sind.
Pneumatische Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsbereich der jeweiligen Druckumsetzer (48', 48'') an den jeweils zugeordneten Luftfedern (40', 42') auf unterschiedlich große Druckschwankungen ausgelegt ist.