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Die Erfindung betrifft eine Niveauregelanordnung eines Fahrzeugaufbaus luftgefederter Fahrzeuge.
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Luftgefederte Fahrzeuge, wie zum Beispiel Lastkraftwagen zur Aufnahme von Containern, weisen einen Fahrzeugaufbau auf, dessen Niveau bzw. Höhe mittels Luftfederelementen verstellbar ist, um zum Beispiel ein Aufnehmen und Abstellen des Containers zu ermöglichen. Dazu können bei angehaltenem Fahrzeug die Luftfederelemente mit einer separaten Einstelleinrichtung in einem aktiven Betriebszustand dieser Einstelleinrichtung für ein Anheben mit Druckluft beaufschlagt und/oder für ein Absenken entlüftet werden. Dieser aktive Betriebszustand der Einstelleinrichtung kann auch während eines Rangierbetriebs des Fahrzeugs bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit beibehalten werden. Nach Beendigung des Rangier- und/oder Lade-/Entladevorgangs wird die Einstelleinrichtung manuell in einen nicht aktiven Betriebszustand „Fahrt” geschaltet. Dies kann auch automatisch mittels Druckluft und/oder elektrisch erfolgen, wenn zum Beispiel ein bestimmter Geschwindigkeitswert des Fahrzeugs überschritten wird.
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Im nicht aktiven Betriebszustand der Einstelleinrichtung wird das Niveau des Fahrzeugaufbaus automatisch über ein Niveauregelventil geregelt, welches mit einer Niveauerfassungseinrichtung verbunden ist, die in Abhängigkeit vom Beladezustand des Fahrzeugaufbaus und einem vorher festlegbaren Sollwert das Niveauregelventil zur entsprechenden Beaufschlagung der Luftfederelemente mit Druckluft oder Entlüftung veranlasst.
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DE 42 02 729 C2 beschreibt eine Steueranlage zum willkürlichen Heben und Senken des Fahrzeugaufbaus von luftgefederten Fahrzeugen mit Niveauregelung. Hierbei ist ein Schaltventil vorgesehen, welches in der Leitung zwischen einem Niveauregelventil und Luftfederbälgen oder zwischen dem Niveauregelventil und einer Druckluftquelle und einem drucklosen Auslass zwischengeschaltet ist. Die Stellungen Heben, Senken, Fahrt und Stop können eingenommen werden. Das Schaltventil weist einen Steuerkolben auf, dessen Steuerkammer zum Erreichen der Stellung Fahrt mit Druckluft beaufschlagbar ist, wobei der Fahrtzustand des Fahrzeugs durch die der Steuereinheit einer ABS-Anlage oder einer sonstigen Steuereinheit zugehenden Signale erfasst wird. Aus diesen Signalen wird ein elektrisches Steuersignal generiert, welches über ein elektrisches Ventil Druckluft auf den Steuerkolben des Schaltventils zur Einnahme der Stellung Fahrt aufbringt.
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Als nachteilig wird zum Einen empfunden, dass die Verbindungsleitungen von und zum Niveauregelventil durch das Schaltventil unterbrochen sind. Dadurch kann zum Beispiel eine Nachrüstung durch höheren Installationsaufwand erschwert sein. Zum Anderen kann das Risiko einer Leckage bei einer großen Zahl von Verbindungsstellen, die abgedichtet sein müssen, zunehmen. Desweiteren ist das Schaltventil ein Sonderbauteil, welches einerseits auf Grund seiner Abmessungen einen bestimmten Raum einnimmt und andererseits ein bestimmter Kostenfaktor.
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DE 11 62 210 A beschreibt eine Niveauregelanordnung eines Fahrzeugaufbaus luftgefederter Fahrzeuge, mit zumindest einer Druckluftquelle; zumindest einem Niveauregelventil, welches mit einer Niveauerfassungseinrichtung verbunden ist; einem einstellbaren Luftfederelement, das zumindest einer Fahrzeugachse zugeordnet ist, wobei das zumindest eine Niveauregelventil mit dem Luftfederelement und der Druckluftquelle und einem Auslass in unterbrechungsfreier Kommunikationsverbindung steht; und einer mit der Druckluftquelle verbindbaren Einstelleinrichtung zur willkürlichen Einstellung des Luftfederelementes in einem aktiven Betriebszustand der Einstelleinrichtung, wobei die Einstelleinrichtung einen Niveausteuerzylinder aufweist, welcher mit der Niveauerfassungseinrichtung zusammenwirkend verbunden ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Niveauregelanordnung eines Fahrzeugaufbaus luftgefederter Fahrzeuge bereitzustellen, wobei die obigen Nachteile behoben beziehungsweise bedeutend verringert und weitere Vorteile geschaffen sind.
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Die Aufgabe wird mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass das die Einstelleinrichtung einen Niveausteuerzylinder aufweist, welcher mit der Niveauerfassungseinrichtung zusammenwirkend verbunden ist.
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Dadurch wird vorteihaft erreicht, dass keine Unterbrechungen und zusätzliche Verbindungs-/Abdichtungsstellen in Luftleitungen zur Zwischenschaltung von Schaltventilen erforderlich sind und die damit verbundenen Risiken minimiert werden.
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Die Verbindungen zwischen Niveauregelventil, der Druckluftquelle und den Luftfederelementen werden nicht unterbrochen. Die Niveauerfassungseinrichtung kann durch einen einfachen Einbau eines Niveausteuerzylinders, zum Beispiel ein Standardbauteil in Gestalt eines dreistufigen Zylinders, so erweitert werden, dass damit eine Beeinflussung des vorhandenen Niveauregelventils und der angeschlossenen Strecke, das heißt den Luftfederelementen, zum Heben und Senken derselben auf einfache Weise möglich ist.
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Hierzu weist der Niveausteuerzylinder in einer bevorzugten Ausführung eine erste Steuerkammer zur Befüllung mit Druckluft zur Vergrößerung einer axialen Normallänge des Niveausteuerzylinders in dem aktiven Betriebszustand zum Hub der Luftfederelemente und eine zweite Steuerkammer zur Befüllung mit Druckluft zur Verkürzung der axialen Normallänge des Niveausteuerzylinders in dem aktiven Betriebszustand zur Absenkung der Luftfederelemente auf. Diese Druckluft wird zwar der bestehenden Druckluftquelle entnommen, jedoch nicht in den vorhandenen Leitungskreis für die Luftfederelemente eingebracht. Es ist also eine vorteilhafte Trennung von Steuer- und Leistungskreis vorgenommen, welche eine vergrößerte Sicherheit gegen Leckage bietet.
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Zur Steuerung dieses Niveausteuerzylinders durch die Einstelleinrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einstelleinrichtung weiterhin Folgendes aufweist: Betätegungselemente zur Einschaltung des aktiven Betriebszustands der Einstelleinrichtung und willkürlichen Einstellung der Luftfederelemente; zwei Steuerventile zur jeweiligen Verbindung einer der Steuerkammern des Niveausteuerzylinders mit einem der Betätigungselemente und der anderen der Steuerkammern des Niveausteuerzylinders mit der Atmosphäre; und zumindest ein Zustandsspeicherventil zur rückstellbaren Speicherung des aktiven Betriebszustands der Einstelleinrichtung und zur Verbindung der Betätigungselemente mit den Steuerventilen.
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Die Steuerventile können als Standardbauteil in Form von 3/2-Wege-Ventilen ausgebildet sein, wobei jeweils ein Steuereingang des einen der zwei Steuerventile mit einem Durchgangsanschluss des anderen der zwei Steuerventile verbunden ist. Dadurch wird auf einfache Weise erreicht, dass bei Beaufschlagung der einen Steuerkammer des Niveausteuerzylinders die andere immer entlüftet wird.
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In weiterer bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die Betätigungselemente mit einem Setzeingang einer Setz-/Rückstelleinrichtung des Zustandsspeicherventils zur Einschaltung des aktiven Betriebszustands verbunden sind. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise über ein Wechselventil. Dadurch kann das Zustandsspeicherventil sowohl von dem einen als auch von dem anderen Betätigungselement gesetzt werden.
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Die Betätigungselemente können ebenfalls Standardbauteile in Form von 2/2-Wege-Tastventilen sein. Sonderbauteile sind nicht erforderlich, was einen Kostenvorteil ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführung ist ein Rückstelleingang der Setz-/Rückstelleinrichtung des Zustandsspeicherventils zum Empfang eines pneumatischen und/oder elektrischen Signals zur Rückstellung des Zustandsspeicherventils aus einem gespeicherten aktiven Betriebszustand in einen nicht aktiven Betriebszustand der Einstelleinrichtung oder zur Beibehaltung und/oder Verriegelung des nicht aktiven Betriebszustands der Einstelleinrichtung vorgesehen. Damit ist der Empfang und/oder eine Erzeugung des pneumatischen und/oder elektrischen Signals zur Rückstellung des Zustandsspeicherventils bei zumindest einer vorher festlegbaren Bedingung, zum Beispiel Fahrt, ermöglicht. Dieses Signal kann aus einer vorhandenen Steuerung, zum Beispiel ABS oder Motorsteuergerät, bzw. Geschwindigkeitssensoren gewonnen werden. Es ist zum Beispiel auch möglich, einen bestimmten Geschwindigkeitsgrenzwert, beispielsweise 15 km/h, für einen Rangierbetrieb festzulegen, in welchem der Fahrtzustand noch nicht eingenommen wird.
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Außerdem kann das Zustandsspeicherventil ebenfalls ein Standardbauteil, zum Beispiel ein 5/2-Wege-Ventil mit einem Verriegelungsmechanismus, sein.
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Mit einem Betätigungselement kann der aktive Betriebszustand der Einstelleinrichtung über das Zustandsspeicherventil eingeschaltet werden, wenn kein Fahrtzustand vorliegt. Im Fahrtzustand ist das Zustandsspeicherventil durch ein entsprechend anliegendes Signal über seine Verriegelung gesperrt, so dass die Betätigungselemente keinen Einfluss haben. Selbstverständlich kann die Sperring der Verriegelung auch durch ein zusätzliches Schaltelement von Hand bewusst erfolgen.
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Das durch zumindest ein Betätigungselement in den aktiven Betriebszustand geschaltete Zustandsspeicherventil schaltet die Betätigungselemente über die Steuerventile auf den Niveausteuerzylinder. Die durch die Betätigungselemente geschaltete Druckluft betätigt nur den Niveausteuerzylinder und ist von dem Kreis der Luftfederelemente luftmäßig vollständig getrennt.
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Im nicht aktiven Betriebszustand der Einstelleinrichtung, der bei Fahrt automatisch durch Rückstellung des Zustandsspeicherventils erreicht und beibehalten wird, sind die Steuerkammern des Niveausteuerzylinders über das Zustandsspeicherventil mit der Atmosphäre verbunden. Dann wirkt der Niveausteuerzylinder als normale Verbindung der Niveauerfassungseinrichtung im Regelkreis der Niveauregelung als Messeinrichtung für das Niveau des Fahrzeugaufbaus.
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Durch die Trennung des Steuerkreises und des Leistungskreises der Luftfederelemente wird weiterhin eine besonders vorteilhafte Nachrüstmöglichkeit für vorhandene Systeme erreicht. Weiterhin sind Wartungs- und Austauscharbeiten durch einen einfachen Aufbau und Standardbauteile erleichtert.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, welche ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Niveauregelanordnung zeigt.
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Ein nicht dargestelltes Fahrzeug, zum Beispiel ein Lastkraftwagen, weist in diesem Beispiel Luftfederelemente 12, 13, 14 auf, die jeweils einer Achse zugeordnet sind und einen Fahrzeugaufbau (ebenfalls nicht gezeigt) tragen, der durch diese höhenverstellbar ist. Diese Höhe wird als Niveau L auf der linken Seite angedeutet. Die Luftfederelemente 12, 13, 14 sind über jeweilige Verbindungsleitungen mit einer gemeinsamen Verbindungsleitung 35 mit Anschlüssen 34 für Luftfederelemente (hier über Drosseln) eines Niveauregelventils 10 in Gestalt eines 5/2-Wege-Ventils verbunden.
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Ein Einlass 32 des Niveauregelventils 10 ist über eine Druckleitung 32 mit einer Druckluftquelle 11, hier ein Druckluftbehälter, verbunden.
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Weiterhin besitzt das Niveauregelventil 10 einen Auslass 33. Das Niveauregelventil 10 weist außerdem einen Stelleingang auf, der mit einer Niveauerfassungseinrichtung 9 gekoppelt ist. In diesem Beispiel befindet sich das Niveauregelventil 10 auf dem Fahrzeugaufbau, welcher sich zum Beispiel in Abhängigkeit von einer Ladung in Richtung eines Doppelpfeils verstellen kann, der Bewegungsrichtungen 36 des Fahrzeugaufbaus darstellt. Das Niveau L des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf einen Fahrzeugrahmen 15 wird von der Niveauerfassungseinrichtung 9, hier mechanisch mittels eines Hebelgetriebes, erfasst. Dabei ist ein Hebel mit dem Niveauregelventil 10 verbunden, wobei dessen anderes Ende mit einer Steuerstange 26 gelenkig verbunden ist. Die Steuerstange 26 ist über einen Niveausteuerzylinder 8, der in diesem Zustand eine Verbindung bildet, mit dem Fahrzeugrahmen 15 gekoppelt. Die weitere Funktion des Niveausteuerzylinders 8 wird unten erläutert.
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In Abhängigkeit von dem Niveau L und einem am Niveauregelventil 10 bzw. der Niveauerfassungseinrichtung 9 einstellbaren Sollwert wird das Niveauregelventil 10 bei einer zu geringen Höhe dazu veranlasst, die Druckleitung 30 mit der Verbindungsleitung 35 zu verbinden, wobei die Luftfederelemente 12, 13, 14 mit Druckluft beaufschlagt werden, bis die eingestellte Sollhöhe erreicht ist. Bei einem zu großen Niveau verbindet das Niveauregelventil 10, veranlasst durch die Niveauerfassungseinrichtung 9, die Luftfederelemente 12, 13, 14 mit dem Auslass 33, wodurch Luft abgelassen wird, bis die Sollhöhe erreicht ist. Diese Regelung findet bei einer Beladung/Entladung automatisch statt.
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Für den Fall einer manuellen Beeinflussung des Niveaus des Fahrzeugaufbaus, zum Beispiel bei Containerbetrieb, ist die dargestellte Niveauregelanordnung mit einer Einstelleinrichtung 1 versehen, welche mit dem Niveausteuerzylinder 8 verbunden ist.
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Die Einstelleinrichtung 1 weist den Niveausteuerzylinder 8, zwei Steuerventile 6, 7, ein Zustandsspeicherventil 5, ein Wechselventil 4 und zwei Betätigungselemente 2, 3 auf. Jedes Betätigungselement 2, 3 ist jeweils mit einem Einlass mit der Druckluftquelle 11 verbunden. Ein Auslass eines Hubbetätigungselementes 2 ist mit dem Wechselventil 4 über eine erste Setzleitung 18 und eine Hubsteuerleitung 16 mit einem Einlass des Zustandsspeicherventils 5 verbunden. In gleicher Weise ist ein Auslass eines Absenkungsbetätigungselementes 3 über eine zweite Setzleitung 19 und eine Absenkungssteuerleitung 17 mit einem weiteren Einlass des Zustandsspeicherventils 5 verbunden. Ein Auslass des Wechselventils 4 ist über eine Sammelsetzleitung 20 mit einem Setzeingang einer Setz-/Rückstelleinrichtung 21 des Zustandsspeicherventils 5 verbunden. Ein Rückstelleingang 22 der Setz-/Rückstelleinrichtung 21 dient zum Anschluss eines Rückstellsignals zur Rückstellung bzw. Verriegelung des Zustandsspeicherventils 5.
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Den Einlassanschlüssen der Steuerleitungen 16, 17 gegenüberliegende Auslassanschlüsse des Zustandsspeicherventils 5 sind jeweils über weitere Steuerleitungen 16', 17' mit Steuerventilen 6, 7 gekoppelt. Die Hubsteuerleitung 16' ist an einem Einlass eines Hubsteuerventils 6 angeschlossen und ist danach als Hubsteuerleitung 16'' vom gegenüberliegenden Auslass aus einerseits an einem Steueranschluss des anderen Steuerventils 7, eines Absenkungssteuerventils, und andererseits an einer ersten Steuerkammer 25 des Niveausteuerzylinders 8 angeschlossen. In ähnlicher Weise ist die Absenkungssteuerleitung 17', ausgehend von dem zugehörigen Auslassanschluss des Zustandsspeicherventils 5 zunächst an einem Steuereingang des Hubsteuerventils 6 und andererseits an einem Einlassanschluss des Absenkungssteuerventils 7 angeschlossen. Von diesem verläuft die Absenkungssteuerleitung 17'' weiter zu einem Anschluss einer zweiten Steuerkammer 28 des Niveausteuerzylinders 8.
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Die Steuerkammern 25, 28 des Niveausteuerzylinders 8 sind untereinander getrennt. In diesem Beispiel ist der Niveausteuerzylinder 8 ein dreistufiger Zylinder mit einem Festkolben 24, der über eine Feststange 23 mit dem Fahrzeugrahmen 15 gekoppelt ist. Der Festkolben 24 ist in der ersten Steuerkammer 25 gegenüber einem um ihm herum in seiner Längsrichtung verschieblichen Zylindergehäuse 29 über eine Feder abgestüzt. Eine Trennwand zwischen der ersten und zweiten Steuerkammer 25, 28 ist über eine weitere Feder mit einem Loskolben 27 gekoppelt, der in der zweiten Steuerkammer 28 angeordnet und mit der Steuerstange 26 verbunden ist.
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Nun wird die Funktion der Einstelleinrichtung 1 beschrieben.
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Durch Betätigung eines Betätigungselementes 2, 3, zum Beispiel das Hubbetätigungselement 2, wird Druckluft aus der Druckluftquelle 11 einerseits über das Wechselventil 4 auf die Setz-/Rückstelleinrichtung 21 des Zustandsspeicherventils 5 und andererseits an einen Einlass desselben Ventils 5 angelegt. Es wird der Fall betrachtet, in dem das Fahrzeug steht bzw. in einem Rangierbetrieb ist, wobei kein Rückstellsignal am Rückstelleingang 22 anliegt. Das Zustandsspeicherventil 5 wird nun von der Setz-/Rückstelleinrichtung 21 eingeschaltet, wodurch die Einstelleinrichtung 1 in einen aktiven Betriebszustand versetzt wird, indem das Zustandsspeicherventil 5 in diesem Zustand bleibt (gehalten durch die Setz-/Rückstelleinrichtung 21) und die Steuerleitungen 16, 16' und 17, 17' jeweils verbindet. Dadurch steht die Druckluft, welche auch als Steuerluft bezeichnet werden kann, an den Steuerventilen 6, 7 an, in dem gewählten Beispiel am Hubsteuerventil 6, welches in Durchlassstellung steht und so die Hubsteuerleitung 16' mit der Hubsteuerleitung 16'' verbindet. Damit wird zunächst das Absenkungssteuerventil 7 eingeschaltet, welches dadurch die zweite Steuerkammer 28 des Niveausteuerzylinders 8 mit der Atmosphäre verbindet. Weiterhin wird die erste Steuerkammer 25 des Niveausteuerzylinders 8 mit der Steuerluft beaufschlagt. Dadurch verlängert sich der Niveausteuerzylinder 8 in seiner Längsachse und wirkt somit auf die Niveauerfassungseinrichtung 9 dergestalt ein, dass das Niveauregelventil 10 dazu veranlasst wird, dieses neue Niveau L durch Beaufschlagung der Luftfederelemente 12, 13, 14 gemäß dem oben beschriebenen Vorgang mit Druckluft zu erreichen.
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Die Betätigung des Absenkungsbetätigungselementes 3 erfolgt in gleicher Weise, wie leicht vorstellbar ist. Ein gleichzeitige Betätigung beider Betätigungselemente 2, 3 führt zu keinem Fehler, da das zuerst betätigte Betätigungselement 2 in diesem Beispielfall über die oben angegebene Verschaltung der Steuerventile 6, 7 ein Vorrecht hat, da die Absenkungssteuerleitung 17' zur Absenkungssteuerleitung 17'' durch das auf Entlüftung der zweiten Steuerkammer 28 geschaltete Absenkungssteuerventil 7 unterbrochen und blockiert ist. Im anderen Fall des Betätigungselementes 3 gilt dies in ähnlicher, leicht vorstellbarer Weise.
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Wird nun der Zustand Fahrt eingenommen, so steht ein entsprechendes Signal an dem Rückstelleingang 22 des Zustandsspeicherventils 5 an und stellt dieses in seinen Ausgangszustand zurück. Dadurch wird die Einstelleinrichtung 1 in einen nicht aktiven Betriebszustand versetzt, der beibehalten wird, solange der Zustand Fahrt am Rückstelleingang 22 anliegt. Die Setz-/Rückstelleinrichtung 21 ist so ausgelegt, dass bei anliegendem Rückstellsignal eine Verriegelung dieses Zustands vorliegt, solange der Zustand Fahrt beibehalten wird.
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Hierbei schaltet das Zustandsspeicherventil 5 die Steuerkammern 25 und 28 des Niveausteuerzylinders 8 in einen Entlüftungzustand in Kommunikation mit der Atmosphäre, so dass der Niveausteuerzylinder 8 eine Kopplung mit dem Rahmen für den normalen Fahrtzustand wieder einnimmt.
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Mittels der Betätigungselemente 2, 3 ist so jedes beliebige Niveau des Fahrzeugaufbaus in den durch die Konstruktion festgelegten Grenzen stufenlos möglich.
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Die Steuerluft in den Steuerleitungen 16, 16', 16'' und 17, 17', 17'' und in den Steuerkammern 25, 28 ist von der durch das Niveauregelventil 10 in dessen Regelkreis der Luftfederelemente 12, 13, 14 verwendeten Druckluft getrennt. Der vorhandene Regelkreis Niveauerfassungseinrichtung 9 – Niveauregelventil 10 – Luftfederelemente 12, 13, 14 – wird luftmäßig nicht unterbrochen. Nur der Niveausteuerzylinder 8, der durch die Einstelleinrichtung 1 beeinflussbar ist, wirkt im aktiven Betriebszustand der Einstelleinrichtung 1 auf diesen Regelkreis, wobei die Regelung bestehen bleibt.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie ist im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar.
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So können unterschiedliche Setz-/Rückstelleinrichtungen 21, wie zum Beispiel elektromechanische, und auch andere Ventilarten Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einstelleinrichtung
- 2
- Hubbetätigungselement
- 3
- Absenkungsbetätigungselement
- 4
- Wechselventil
- 5
- Zustandsspeicherventil
- 6
- Hubsteuerventil
- 7
- Absenkungssteuerventil
- 8
- Niveausteuerzylinder
- 9
- Niveauerfassungseinrichtung
- 10
- Niveauregelventil
- 11
- Druckluftquelle
- 12, 13, 14
- Luftfederelemente
- 15
- Fahrzeugrahmen
- 16, 16', 16''
- Hubsteuerleitung
- 17, 17', 17''
- Absenkungssteuerleitung
- 18
- Erste Setzleitung
- 19
- Zweite Setzleitung
- 20
- Sammelsetzleitung
- 21
- Setz-/Rückstelleinrichtung
- 22
- Rückstelleingang
- 23
- Feststange
- 24
- Festkolben
- 25
- Erste Steuerkammer
- 26
- Steuerstange
- 27
- Loskolben
- 28
- Zweite Steuerkammer
- 29
- Zylindergehäuse
- 30
- Druckleitung
- 31
- Betätigungsdruckleitung
- 32
- Einlass
- 33
- Auslass
- 34
- Anschluss Luftfederelemente
- 35
- Verbindungsleitung
- 36
- Bewegungsrichtungen Fahrzeugaufbau
- 37
- Signalanschluss
- L
- Niveau
