DE102013108593A1 - Luftfeder sowie Luftfedereinheit für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder (34), insbesondere für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, mit einem Luftfederbalg (37), mit einem relativ zu wenigstens einem Teilbereich des Luftfederbalgs (37) bewegbaren Kolben (113), und mit wenigstens einer optischen Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Kolbens relativ zum Luftfederbalg, wobei die optische Erfassungseinrichtung als 3D-Kamera (42) ausgebildet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Luftfedereinheit, insbesondere für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 2.
• Eine solche Luftfeder sowie eine Luftfedereinheit mit einer solchen Luftfeder sind der DE 10 2004 038 239 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Luftfeder umfasst dabei einen Luftfederbalg, welcher als Rollbalg ausgebildet ist. Darüber hinaus umfasst die Luftfeder einen Kolben, welcher relativ zu wenigstens einem Teilbereich des Luftfederbalgs bewegbar ist. Der Luftfederbalg und der Kolben begrenzen jeweils teilweise eine Luftfederkammer der Luftfeder, wobei die Luftfederkammer in ihrem Volumen durch Bewegen des Kolbens relativ zum Luftfederbalg vergrößerbar und verkleinerbar ist.
• Die Luftfeder umfasst darüber hinaus wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Kolbens relativ zum Luftfederbalg. Dadurch ist es beispielsweise möglich, zu erfassen, wie weit der Kolben in den Luftfederbalg eingefahren bzw. eingefedert oder ausgefedert ist.
• Die bekannte optische Erfassungseinrichtung weist einen komplexen Aufbau sowie eine hohe Teileanzahl auf, da ein am Kolben befestigter Reflektor erforderlich ist. Dies führt zu einem hohen Gewicht sowie zu hohen Kosten der Luftfeder.
• Ferner sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Luftfederanlagen für Fahrzeuge, beispielsweise für Kraftwagen oder Fahrzeuge ohne eigenen Antrieb wie zum Beispiel Anhänger oder Sattelauflieger, bekannt. Diese Luftfederanlagen weisen üblicherweise eine relativ aufwändige Anordnung bzw. Schaltung mit einer jeweiligen Anzahl von Luftfedern je Fahrzeugachse und mit jeweiligen Ventilen auf. Die Luftfedern und Ventile sind dabei über Druckluftleitungen miteinander verbunden, welche erheblichen Belastungen durch mechanischen und witterungsbedingten Verschleiß ausgesetzt sind. Die Druckluftleitungen zwischen den jeweiligen Luftfedern und den zugeordneten Ventilen stehen dabei üblicherweise permanent unter Druck, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder fährt. Aus diesem Grund müssen zwischen den Anschlüssen der Luftfedern bzw. Ventilen einerseits und den Druckluftleitungen andererseits sehr teure und aufwändig zu montierende Verschraubungselemente eingesetzt werden.
• Dennoch ist es aus der Praxis bekannt, dass üblicherweise bis zu 90% der im Kraftwagen bzw. Fahrzeug zur Erzeugung der Druckluft benötigten Energie in Form von Wärme oder anderen, beispielsweise mechanischen Verlusten verloren geht bzw. dass 30% bis 40% der Druckluft selbst über Leckagen entweichen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass ein großer Montageaufwand zum Verlegen der Luftfederanlage im Fahrzeug erforderlich ist. Gerade die Verlegung und Wartung der Druckluftleitungen zwischen den Luftfedern und den Ventilen ist dabei aufgrund der Unterfluranordung am Fahrzeug sehr aufwändig. Schließlich ist auch die Verlegung weiterer Leitungen beispielsweise für Sensoren wie Druck- oder Höhensensoren sehr aufwändig. Insgesamt weisen die herkömmlichen Luftfederanlagen eine sehr hohe Teileanzahl und somit ein hohes Gewicht sowie hohe Kosten auf.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftfeder sowie eine Luftfedereinheit der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine präzise Erfassung der Position des Kolbens der Luftfeder mit einer nur sehr geringen Teileanzahl und somit auf gewichts-, bauraum- und kostengünstige Weise realisierbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch eine Luftfeder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Luftfedereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
• Um eine Luftfeder, insbesondere für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher eine besonders präzise Erfassung der Position des Kolbens relativ zu dem Luftfederbalg mit einer nur sehr geringen Teileanzahl und somit auf bauraum-, kosten- und gewichtsgünstige Weise realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die optische Erfassungseinrichtung als 3D-Kamera ausgebildet ist. Mittels einer solchen 3D-Kamera sind dreidimensionale Abstandsmessungen realisierbar, sodass beispielsweise ein Abstand des Kolbens vom Luftfederbalg bzw. von einem vorgebbaren Punkt oder Bereich des Luftfederbalgs zu jeweiligen Zeitpunkten erfassbar ist, wobei dieser erfasste Abstand die Position des Kolbens relativ zum Luftfederbalg charakterisiert. Anhand des mittels der 3D-Kamera erfassten Abstands ist es somit möglich, zu erfassen, wie weit der Kolben in den Luftfederbalg eingefahren bzw. eingefedert oder ausgefedert ist.
• Eine 3D-Kamera ermöglicht dabei eine besonders präzise Erfassung des Abstands bzw. der Position, sodass die Gefahr von Fehlaussagen über die Position des Kolbens gering gehalten werden kann. Ferner ist die Erfassung mittels der 3D-Kamera besonders robust gegenüber etwaiger Verschmutzung innerhalb des Luftfederbalgs. Darüber hinaus ist es nicht vorgesehen und nicht erforderlich, dass am Kolben ein mit dem Kolben mitbewegbarer Reflektor angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Abstand bzw. die Position des Kolbens mittels der 3D-Kamera ohne ein am Kolben vorgesehenes Reflektorelement präzise erfasst werden. Die 3D-Kamera ist beispielsweise als Stereo-Kamera oder aber als PMD-Kamera ausgebildet (PMD – photonic mixing device). Eine solche PMD-Kamera umfasst wenigstens einen PMD-Sensor.
• Darüber hinaus muss zur Erfassung der Position des Kolbens relativ zum Luftfederbalg am Kolben auch kein Magnet oder dergleichen Erfassungselement angeordnet werden, sodass das Gewicht des Kolbens insgesamt gering gehalten werden kann. Es können somit die Teileanzahl, der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten der Luftfeder insgesamt gering gehalten werden. Demgegenüber ist die 3D-Kamera sehr klein, leicht und kostengünstig und kann beispielsweise zumindest mittelbar am Federbalg angeordnet werden, sodass sie relativ zum Federbalg fest ist und sich nicht mit dem Kolben relativ zum Federbalg mitbewegt.
• Die erfindungsgemäße Luftfeder kann auch für Sitze, insbesondere Fahrzeugsitze, oder für eine Lagerungseinrichtung zum Lagern eines Fahrerhauses dienen. Eine solche Lagerungsanordnung kommt beispielsweise bei einem Nutzkraftwagen zum Einsatz, bei welchem das Fahrerhaus über die Lagerungseinrichtung an einem Rahmen des Nutzkraftwagens gelagert ist. Die Luftfeder dient dabei zum federnden und/oder dämpfenden Abstützen des Fahrerhauses, welche über die Luftfeder am Rahmen abgestützt bzw. abzustützen ist. Die erfindungsgemäße Luftfeder kann ferner für Fahrwerke von Personenkraftwagen verwendet werden.
• Unter dem Kolben der Luftfeder kann ein sogenannter Abrollkolben verstanden werden, an dem der als Rollbalg ausgebildete Federbalg außenumfangsseitig abrollt bzw. sich abwickelt, wenn der Kolben in den Federbalg einfedert bzw. wenn die Luftfeder einfedert. Ferner kann unter dem Kolben ein Deckel oder eine Platte, insbesondere Bodenplatte, verstanden werden, welche sich beim Einfedern relativ zum Federbalg bewegt, ohne dass der Federbalg an der Platte abrollt. Unter dem Kolben kann auch ein Element verstanden werden, an welchem der Federbalg gehalten ist. Der Kolben bzw. das Element bewegt sich beim Einfedern in den Federbalg hinein und beim Ausfedern aus dem Federbalg heraus. Der Kolben ist vorzugsweise eigensteif und kann aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff gebildet sein.
• Zur Erfindung gehört auch eine Luftfedereinheit gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 2. Um nun eine besonders präzise Erfassung der Position des Kolbens mit einer nur sehr geringen Teileanzahl und somit auf kosten-, bauraum- und gewichtsgünstige Weise zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die optische Erfassungseinrichtung als 3D-Kamera ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Luftfeder sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Luftfedereinheit anzusehen und umgekehrt. Die 3D-Kamera der erfindungsgemäßen Luftfedereinheit ermöglicht eine besonders präzise Erfassung der Position des Kolbens mit einer nur sehr geringen Teileanzahl, da am Kolben angeordnete und mit diesem mitbewegbare Erfassungselemente wie beispielsweise Magnete oder Reflektoren nicht vorgesehen und nicht erforderlich sind.
• Um eine Luftfedereinheit zu schaffen, mittels welcher sich eine einfachere, kostengünstiger herstellbare und gegen Energie- bzw. Druckluftverluste unanfälligere Luftfederanlage realisieren lässt, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Luftfeder eine Abdeckung umfasst, mittels welcher der Federbalg verschlossen ist, wobei die Luftfedereinheit ein Schaltventil umfasst, welches über wenigstens einen Schaltventilanschluss mit einem Luftfederanschluss der Luftfeder fluidisch verbunden ist, und wobei das Schaltventil zumindest mittelbar außenseitig der Abdeckung der Luftfeder angeordnet ist, wobei der Schaltventilanschluss und der in der Abdeckung der Luftfeder vorgesehene Luftfederanschluss zumindest im Wesentlichen in Überdeckung zueinander angeordnet sind.
• Durch diese zumindest im Wesentlichen überdeckte Anordnung des Schaltventilanschlusses mit dem Luftfederanschluss kann auf eine Druckluftleitung zwischen diesen beiden Bauteilen verzichtet werden. Da durch die Druckbeaufschlagung des Federbalgs auch der Übergang zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss mit dem Druck der Druckluft beaufschlagt ist, ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, dass in diesem Übergang zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss auf eine Druckluftleitung verzichtet werden kann. Infolge dessen kann nicht nur eine einfache Verbindung zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss realisiert werden, welcher kostengünstiger herstellbar ist, sondern es kann auch auf aufwändige Verschraubungselemente verzichtet werden. Einhergehend mit den beschriebenen Vorteilen ist es zudem, dass ein ganz neuralgischer Bereich für Energie- bzw. Druckluftverluste innerhalb der Luftfederanlage eliminiert ist.
• Im Übergang zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss könnte dabei eine Verbindungsmuffe oder dgl. zum Einsatz kommen, welche einerseits mit dem Luftfederanschluss und andererseits mit dem Ventilanschluss verbunden, beispielsweise verschraubt wird. Somit könnte der Übergang zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss gegebenenfalls durch eine kurze Metallmuffe oder dgl. gebildet sein.
• In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Schaltventil einen zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbaren Kolben und einen weiteren Schaltventilanschluss aufweist. Über den Luftfederanschluss, den ersten Schaltventilanschluss und den weiteren Schaltventilanschluss kann Luft in die Luftfeder, d.h. in ihren Federbalg, eingeleitet werden. Mit anderen Worten kann die Luftfeder – in der Offenstellung des Kolbens – über den Luftfederanschluss und die Schaltventilanschlüsse mit einer Druckluftversorgung fluidisch gekoppelt werden, so dass Luft in die Luftfeder einströmen kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass Luft aus der Luftfeder – insbesondere in der Offenstellung des Kolbens – über den Luftfederanschluss und die Schaltventilanschlüsse aus der Luftfeder ausgeleitet werden kann.
• Der erste Schaltventilanschluss und die Luftfeder mit dem Luftfederanschluss sind dabei in der Schließstellung des Kolbens von dem weiteren Schaltventilanschluss fluidisch getrennt. Vorzugsweise entspricht die Schließstellung einer Grundstellung des Kolbens, in welcher beispielsweise ein elektrisch betätigbarer Aktor zum Verstellen des Kolbens unbestromt ist, d.h. nicht mit elektrischem Strom versorgt wird.
• In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schaltventil im Bereich des Schaltventilanschlusses mittels einer Dichtung gegenüber der Abdeckung im Bereich des Luftfederanschluss abgedichtet ist. Demzufolge ist eine unmittelbare Anlage eines Teils des Schaltventils an einem korrespondierenden Teil der Luftfeder, welche mittels einer Dichtung abgedichtet ist, besonders vorteilhaft, da somit – in einer Ausführung – auf jegliche Art von Verbindung zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss verzichtet werden kann.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein weiterer Schaltventilanschluss, insbesondere für einen Sensor, mit einem in der Abdeckung der Luftfeder vorgesehenen weiteren Luftfederanschluss zumindest im Wesentlichen in Überdeckung zueinander angeordnet. Der Sensor ist dabei insbesondere ein Höhensensor, der dem Ventil zugeordnet ist bzw. vorzugsweise innerhalb des Ventils angeordnet ist. Somit ist es denkbar, dass mittels des Sensors über den Luftfederanschluss und den Ventilanschluss eine Höhenlage der Luftfeder bzw. des Fahrzeugs ermittelt wird.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht ein Kolbenteil des Schaltventils vor, das aus einer Metalllegierung oder einem Kunststoff gebildet ist. An dieses kann sich ein Aktorteils des Schaltventils aus einem Kunststoff anschließen. Somit ist ein besonders bedarfsgerechtes und leichtes Schaltventil geschaffen.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Sensor, insbesondere ein Drucksensor, über eine fluidische Sensorleitung mit dem Schaltventilanschluss verbunden. Somit kann auf einfache Weise über den ohnehin vorhandenen wenigstens einen Schaltventilanschluss ein Prozessparameter ermittelt werden. Des Weiteren ergibt sich eine Reduzierung der zu verlegenden Leitungen zum Verbinden der Sensoren.
• Weiterhin hat sich eine Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, bei welcher von dem Schaltventilanschluss ein Anschluss für eine weitere Luftfeder abgezweigt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann auf einfache Weise eine weitere Luftfeder mittels des Schaltventils gesteuert werden. Die Verbindung zwischen dem abzweigenden Anschluss und einem Luftfederanschluss der weiteren Luftfeder muss dann allerdings beispielsweise mittels einer flexiblen Druckleitung vorgenommen werden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein mit einem Höhensensor korrespondierender Magnet, insbesondere ein Dauermagnet, auf Seiten der Luftfeder vorgesehen.
• Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Luftfeder und Luftfedereinheit genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für eine Luftfederanlage für ein Fahrzeug, mit wenigstens einer Achse, welcher wenigstens eine erfindungsgemäße Luftfedereinheit zugeordnet ist. Diese zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass die wenigstens eine Luftfedereinheit in eine über ein Hauptventil mit Druckluft versorgbare Schaltung integriert ist, wobei die Schaltung in einer Grundstellung des Hauptventils drucklos geschaltet ist. Somit ist mittels des Hauptventils sichergestellt, dass die Schaltung, in welche die wenigstens eine Luftfedereinheit integriert ist, während des Betriebs drucklos ist. Somit ist lediglich der Übergang zwischen dem Luftfederanschluss und dem Ventilanschluss druckbeaufschlagt durch die im Federbalg vorherrschende Druckluft. Dieser Übergang weist jedoch die oben beschriebenen Vorteile auf.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
• 1 einen Schaltplan einer Luftfederanlage für ein Fahrzeug in Form eines Sattelaufliegers mit zwei Tragachsen mit zugehörigen Luftfedereinrichtungen, welche über eine Hebe- und Senkeinrichtung anhebbar bzw. absenkbar sind, und mit einer Liftachse, welche mittels einer pneumatischen Lifteinrichtung anhebbar bzw. absenkbar ist;
• 2 einen Schaltplan einer Luftfederanlage für ein Fahrzeug in Form eines Sattelaufliegers in einer zur 1 alternativen Ausgestaltung, welches eine Tragachse und eine Liftachse umfasst, deren jeweilige Luftfedern links und rechts separat steuerbar sind;
• 3 einen Schaltplan einer Luftfederanlage in einer ähnlichen Ausgestaltung wie die Anlage gemäß 2,
• 4a, 4b jeweilige ausschnittsweise dargestellte Schaltpläne der Luftfederanlagen gemäß den 1 bis 3 im Bereich der jeweiligen Hebe- und Senkeinrichtung deren zugehörigen Tragachsen;
• 5a, 5b jeweils eine Schnittansicht durch ein pneumatisch betätigbares Schaltventil der Luftfedereinrichtung der Liftachse der Luftfederanlage gemäß den 1 bzw. 2, wobei jeweilige, um 90° zu einander gedrehte Längsschnitte des Schaltventils dargestellt sind;
• 6 eine Schnittansicht durch eine Luftfedereinheit mit einem elektrisch schaltbaren Ventil, welches im vorliegenden Fall oberseitig an einer zugehörigen Luftfeder befestigt ist und außerdem einen Steueranschluss für eine Druckluftleitung aufweist, über welche der der Kolben des Schaltventils in Abhängigkeit für eines in der Druckluftleitung vorherrschenden Luftdruck schaltbar ist, wobei eine optische Erfassungseinrichtung in Form einer 3D-Kamera vorgesehen ist, mittels welcher eine Position des Kolbens relativ zum Luftfederbalg erfassbar ist;
• 7 eine schematische Schnittansicht durch eine weitere Luftfedereinheit eines weiteren, oberhalb einer zugehörigen Luftfeder befestigten elektrisch schaltbaren Schaltventils, bei welchem das elektrische Betätigungselement des Kolbens als Linearschrittmotor ausgebildet ist, wobei außerdem wiederum eine Druckluftleitung an einem Steueranschluss des Schaltventils vorgesehen ist, mittels welchem der Kolben in Abhängigkeit eines in der Druckluftleitung vorherrschenden Luftdrucks schaltbar ist;
• 8 ein Diagramm zu dem Schaltventil gemäß 7, wobei auf der y-Achse jeweils verstellbare Höhe der Luftfeder gedeutet ist und auf der x-Achse hierzu relative Durchflussmenge an Luft durch das entsprechende Schaltventil;
• 9 eine schematische Ansicht der 3D-Kamera zur Veranschaulichung ihres Funktionsprinzips.
• 10 eine Schnittansicht durch die Luftfedereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform;
• 11 eine Schnittansicht durch die Luftfedereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform;
• 12 eine Schnittansicht durch ein Feder-Dämpfer-Modul, welches die Luftfedereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst;
• 13 eine Schnittansicht durch das Feder-Dämpfer-Modul gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
• 14 eine Schnittansicht durch die Luftfedereinheit des jeweiligen Feder-Dämpfer-Moduls gemäß 12 und 13.
• In den Figuren sind gleiche oder Funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• In 1 ist ein Schaltplan einer Luftfederanlage für ein Fahrzeug in Form eines Sattelaufliegers dargestellt. Prinzipiell eignen sich die Luftfederanlagen auch für andere Arten von Fahrzeugen, also beispielsweise Anhänger, Trailer oder aber auch für Kraftwagen selbst, beispielsweise Lastkraftwagen oder Zugmaschinen.
• Im vorliegenden Fall umfasst der Sattelauflieger zwei Tragachsen TA1 und TA2 sowie eine Liftachse LA, welche im Bedarfsfall mittels einer im Weiteren noch näher erläuterten Lifteinrichtung L angehoben bzw. abgesenkt werden kann, sodass deren Räder entsprechend Kontakt zur Fahrbahn haben oder nicht. Die gesamte Luftfederanlage ist über eine Luftfedersteuerung LFS auf noch näher beschriebene weitere Weise steuerbar.
• Die gesamte Luftfederanlage wird über eine Leitung 10 mittels eines nicht weiter dargestellten Kompressors mit Druckluft versorgt, welche nach Passieren eines Rückschlagventils 12 in einem Druckluftspeicher 14 gespeichert wird. Nach dem Druckluftspeicher 14 zweigen zwei Leitungen 16, 18 ab, wobei über die Leitung 16 ein Hauptventil 20 und über die Leitung 18 eine Hebe- und Senkeinrichtung 22 mit Luft beaufschlagbar ist.
• Die Hebe- und Senkeinrichtung 22 umfasst einen Druckminderer 24 sowie ein Handventil 26, welches als 4/3-WegeSchaltventil ausgebildet ist. Schließlich umfasst die Hebe- und Senkeinrichtung 22 ein Oder-Ventil 28, dessen Funktion ebenfalls noch näher erläutert wird. Von der Hebe- und Senkeinrichtung 22 führt eine Leitung 30 zum Hauptventil 20 und eine Leitung 32 zu den Tragachsen TA1 und TA2.
• Die Tragachsen TA1 und TA2 umfassen jeweilige Luftfedern 34, welche im vorliegenden Fall durch zwei Schaltventile 36, 38 in Verbindung stehen. Je nach Anordnung der Schaltventile 36, 38 ist es denkbar, eine Trennung zur separaten Be- bzw. Entlüftung der Luftfedern 34 der vorderen und der hinteren Tragachse TA1 bzw. TA2 oder der linken und der rechten Seite vorzunehmen. Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, alle Luftfedern 34 separat anzusteuern. Bei den Schaltventilen 36, 38 handelt es sich im vorliegenden Fall um jeweilige, elektrisch schaltbare 2/2-WegeSchaltventile, welche jedoch außerdem zur jeweiligen Schaltbetätigung einen Anschluss für die Druckluftleitung 32 aufweisen. Auf die genaue Ausgestaltung eines derartigen, elektrisch schaltbaren Schaltventils wird im Zusammenhang mit den 6 und 7 noch näher eingegangen werden. Wenigstens eine in der Luftfedern 34 ist vorliegend mit einem Sensor 40 bzw. einem Höhensensor 42 verbunden, welche vorzugsweise in das zugehörige Schaltventil 36 bzw. 38 integriert sind. Auch bezüglich dieser Ausgestaltung wird auf die 6 bzw. 7 verwiesen.
• Die beiden Schaltventile 36, 38 sowie jeweils die beiden Luftfedern 34 der Tragachsen TA1 und TA2 bilden somit eine Luftfedereinrichtung LE, welche auf folgende Weise steuerbar ist:
  Im Normalbetrieb des Sattelaufliegers, in der dieser an der zugehörigen Sattelzugmaschine samt Stromversorgung angekoppelt ist, erfolgt die Steuerung über die Luftfedersteuerung LFS. Diese kann entweder in der Zugmaschine oder im Sattelauflieger integriert sein. Soll nun eine Höhenanpassung der Luftfedern 34 erfolgen, so werden die beiden Schaltventile 36, 38 in bekannter Weise über eine Steuerleitung 44 angesteuert, wobei über das Schaltventil 36 die eine Fahrzeugseite und über das Schaltventil 38 die andere Fahrzeugseite anhebbar bzw. absenkbar ist. Die Luftversorgung der Luftfedern 34 erfolgt dabei über eine Druckluftleitung 46, welche durch entsprechendes Ansteuern des Schaltventils 20 über eine Steuerleitung 48 mit Druck beaufschlagbar ist.
• Insbesondere außerhalb des Fahrbetriebs, wenn eine entsprechende Stromversorgung der Luftfederanlage bzw. der Luftfedersteuerung LFS vorliegt, soll das Fahrzeug über die Tragachsen TA1 und TA2 mittels der Hebe- und Senkeinrichtung 22 auch dann betätigbar sein, wenn keine Stromversorgung vorliegt. Die Hebe- und Senkeinrichtung 22 wird demzufolge über den vollen Druckluftspeicher 14 mit entsprechender Druckluft versorgt. In der in 1 gezeigten Ausgangsstellung ist dabei das Handventil 26 in einer mittleren Halteposition dargestellt. Aus dieser Halteposition kann das Handventil 26 in Richtung nach rechts gedrückt werden, um die Hebefunktion H zu erreichen. Hierdurch gelangt Druckluft über die Druckluftleitung 18 durch das Handventil 26 und über das Oder-Ventil 28 zur Druckluftleitung 32. Über diese Druckluftleitung 32 werden die beiden Halteventile 36, 38 aus ihrer jeweiligen Schließstellung in ihre jeweilige Offenstellung betätigt. Über die Leitung 30 wird in gleicher Weise das Hauptventil 20 geschaltet, sodass Druckluft durch die Druckluftleitung 16 zur Druckluftleitung 46 gelangt. Über die geschalteten Halteventile 36, 38 gelangt die Druckluft zu den jeweiligen Luftfedern 34, sodass diese mit Druckluft befüllt und der Sattelauflieger im Bereich seiner Tragachsen TA1 und TA2 angehoben wird.
• Umgekehrt wird bei der Senkfunktion der Hebe- und Senkeinrichtung 22 das Schaltventil 26 in Richtung nach links bewegt, wobei Druckluft abermals aus der Druckluftleitung 18 über das Handventil 26 und das Oder-Ventil 28 zur Leitung 32 gelangt und hierdurch die beiden Halteventile 36, 38 geschalten werden. Im Unterschied zur Hebefunktion H gelangt jedoch keine Druckluft zur Leitung 30, sodass das Hauptventil 20 in der in 1 gezeigten, ungeschalteten Stellung verbleibt. Durch das Schalten der Halteventile 36, 38 gelangt somit Druckluft aus den Luftfedern 34 heraus und über die Leitung 46 zum Hauptventil 20, wo die Luft über einen Schalldämpfer 50 ins Freie entweichen kann. Somit wird ein gleichmäßiges Absenken des Fahrzeugs im Bereich seiner beiden Tragachsen TA1 und TA2 erreicht.
• Über eine geeignete Ansteuerung einer entsprechenden Anzahl von Halteventilen 36, 38 ist es dabei – wie vorstehend bereits erläutert – auch möglich, eine Trennung der linken bzw. rechten Fahrzeugseite bzw. der vorderen und hinteren Tragachse TA1, TA2 zu erreichen, um beispielsweise Luft nur einer Fahrzeugseite zuzuführen bzw. aus dieser abzulassen.
• Die Liftachse LA ist über eine Luftfedereinrichtung 52 abgestützt, welche vorliegend zwei Luftfedern 54 umfasst. Die beiden Luftfedern 54 sind vorliegend über ein gemeinsames Schaltventil 56 steuerbar, welches als 3/2-Wegeventil gebildet ist. Eine Druckluftleitung 58 versorgt die Luftfedern 54 mit Luft. Diese Druckluftleitung 58 ist unter Vermittlung des Halteventils 38 mit der Leitung 46 und unter Vermittlung des Hauptventils 20 mit dem Druckluftspeicher 14 verbunden. Über eine jeweilige Leitung 60 sind die beiden Luftfedern 54 mit dem Schaltventil 56 verbunden. Schaltbar ist das Schaltventil 56 über eine zusätzliche Druckluftleitung 62, welche mit der im weiter noch näher erläuterten Lifteinrichtung L verbunden ist.
• Die Lifteinrichtung L dient dazu, die Liftachse LA bei Nichtgebrauch anzuheben bzw. bei Gebrauch abzusenken. Zunächst umfasst die Lifteinrichtung L hierzu einen Luftbalg 64, wobei gegebenenfalls auch eine andere Einrichtung genutzt werden kann. Der Luftbalg 64 ist über ein magnetisch bzw. elektrisch schaltbares Schaltventil 66 mit der Druckluftleitung 46 verbunden, welche ihrerseits unter Vermittlung des Hauptventils 20 mit dem Druckluftspeicher 14 in Verbindung steht. Außerdem umfasst die Lifteinrichtung L im vorliegenden Fall einen Drucksensor 66, über welchen ein Druck innerhalb des Luftbalgs 64 ermittelt werden kann. Weiterhin ist erkennbar, dass die Druckluftleitung 62 in Richtung des Schaltventils 56 zwischen dem Schaltventil 68 und dem Luftbalg 64 abzweigt.
• Die Lifteinrichtung L mit deren zugehöriger Luftfedereinrichtung 52 der Liftachse LA funktioniert nun folgendermaßen:
  Wird über die Luftfedersteuerung LFS über eine Steuerleitung 70 ein entsprechendes Signal gegeben, so schaltet das Schaltventil 68. Gleichzeitig wird über die Steuerleitung 48 das Hauptventil 20 geschaltet, sodass Druckluft über die Leitung 46 durch das Schaltventil 68 in den Luftbalg 64 gelangt. Durch die Druckbeaufschlagung des Luftbalgs 64 wird dabei erreicht, dass die zugehörige Liftachse LA angehoben wird.
• Dabei ist es jedoch erforderlich, dass die Luftfedern 54 der Luftfedereinrichtung 52 der Liftachse LA entsprechend entlüftet werden, da ansonsten die Kraft des Luftbalgs 64 entgegen der Luftfedern 54 wirkt. Um dies zu erreichen, dient die Verbindung der Lifteinrichtung L mit der Luftfedereinrichtung 52 über die Druckluftleitung 62. Wird nämlich innerhalb der Luftfeder 64 und somit auf der Druckluftleitung 62 ein entsprechender Luftdruck erreicht, so erzeugt dieser über die Druckluftleitung 62 ein entsprechendes Schaltsignal auf das Schaltventil 56, welches bewirkt, dass dieses in Richtung nach rechts geschaltet wird. Durch Schalten des Schaltventils 56 wird wiederum erreicht, dass Luft aus dem Luftbalg 64 über die zugehörigen Leitungen 60 durch das Schaltventil 56 hindurch gelangen und von dort aus über eine Leitung 72 und ein Überdruckventil 74 bzw. über einen Schalldämpfer 76 ins Freie gelangen kann. Durch das Überdruckventil 74 wird dabei sichergestellt, dass ein Restdruck innerhalb der Luftfedern 54 verbleibt, sodass beispielsweise das Gummi der Bälge der Luftfedern 54 vor Beschädigungen geschützt ist. Somit ist die Liftachse LA angehoben und ein Restdruck innerhalb der Luftfedern 54 vorhanden. In diesem Zustand sind beide erforderlichen Schaltventile, nämlich das Hauptventil 20 und das Schaltventil 68, im stromlosen, ungeschalteten Zustand.
• Um umgekehrt die Liftachse LA wieder zu senken, wird das Schaltventil 68 über die Luftfedersteuerung LFS geschaltet, wodurch Luft aus dem Luftbalg 64 über die Leitung 46, das Hauptventil 20 vom Schalldämpfer 50 ins Freie gelangt. Durch das Entleeren des Luftbalgs 64 fällt auch der Druck in der Steuerleitung 62 zum Schaltventil 56, wodurch dieses zurück in die in 1 gezeigt Grundstellung gelangt. Dadurch entsteht wieder eine Verbindung zwischen den Luftfedern 54 bzw. deren Leitung 60 und der Versorgungsleitung 58, sodass durch entsprechendes Schalten des Hauptventils 20 und des Halteventils 38 die Luftfedern 64 belüftet werden können. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass über das Halteventil 38 die Luftfedern 64 der Liftachse LA auch mit der Hebe- und Senkeinrichtung 22 gekoppelt sind.
• Die Luftfederanlage gemäß 2 ist im Wesentlichen analog bzw. identisch zu derjenigen gemäß 1 aufgebaut, sodass im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. So ist bei der Luftfederanlage gemäß 2 bei der Hebe- und Senkeinrichtung 22 auf den Druckminderer 24 verzichtet worden, wobei demgegenüber ein Schalldämpfer 78 vorgesehen ist. Die beiden Halteventile 36, 38 sind vorliegend so aufgeteilt, dass eine Links-Rechts-Trennung der Luftfedern 34 erfolgt. In jeder Luftfeder 34 ist dabei ein Drucksensor 40 bzw. Höhensensor 42 zugeordnet.
• Die Gestaltung der Liftachse LA unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch, dass deren Luftfedereinrichtung 52 zwei Schaltventile 56 mit zugehörigen Schaltungskreisläufen aufweist, im Unterschied zu dem lediglich einen Schaltventil 56 gemäß 1. Hierdurch sind die beiden Luftfedern 54 ebenfalls getrennt voneinander schaltbar. Ansonsten erfolgt der Betrieb der Luftfederanlage hinsichtlich der Liftachse LA als auch der lediglich einen Tragachse TA analog zur Ausführung gemäß 1.
• Die Ausführungsform der Luftfederanlage gemäß 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 2 dadurch, dass zusätzlich ein von Hand betätigbares Schaltventil 19 vorgesehen ist, welches über eine Leitung 21 mit der Leitung 18 verbunden ist. Über eine Leitung 23 ist das Schaltventil mit einem Schaltanschluss 25 des Schaltventils 68 verbunden. Durch Betätigen des Schaltventils 19 von Hand kann somit das Schaltventil 68 geschaltet werden, sodass Druckluft aus der Luftfeder 64 über das Hauptventil 20 und den Schalldämpfer 50 ins Freie gelangt.
• Hierdurch wird die Liftachse L abgesenkt und die Druckluftleitung 62 entlüftet. Die Schaltventile 56 gelangen somit in ihre Grundstellung. Dadurch entsteht wieder eine Verbindung zwischen den Luftfedern 54 bzw. deren Leitung 60 und der Versorgungsleitung 58, sodass durch entsprechendes Schalten des Hauptventils 20 und des Halteventils 38 die Luftfedern 64 belüftet werden können.
• Aus allen bisher beschrieben Ausführungsformen ist somit erkennbar, dass die Luftfederanlage wenigstens eine Achse (TA1, TA2, LA, L) umfasst, welcher wenigstens eine im Weiteren insbesondere im Zusammenhang mit 6 noch näher beschriebene Luftfedereinheit zugeordnet ist, welche in eine über das Hauptventil 20 mit Druckluft versorgbare Schaltung integriert ist, wobei die Schaltung in einer Grundstellung des Hauptventils 20 drucklos ist.
• In 4a ist eine alternative Ausgestaltung der Hebe- und Senkeinrichtung 22 angedeutet. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen derjenigen gemäß 2. Alternativ hierzu ist bei der Hebe- und Senkeinrichtung 22 gemäß 4b außerdem ein Handventil 80 dargestellt. Hierdurch ist es möglich, bei bestimmten Fahrzeugen, bei denen die vordere und hintere Tragachse TA1 bzw. TA2 unabhängig gesteuert werden soll, durch dieses als 4/2-WegeSchaltventil gestaltete Handventil 80 eine entsprechende Umschaltmöglichkeit zu schaffen. So können beispielsweise die vordere oder hintere Tragachse TA1 bzw. TA2 oder aber die linke oder rechte Fahrzeugseite separat gehoben oder gesenkt werden.
• In den 5a und 5b ist in einer jeweiligen Schnittansicht ein 90° gedrehter Längsschnitt durch das Schaltventil 56 der Luftfedereinrichtung LE der Liftachse LA dargestellt. Eine Besonderheit besteht zunächst darin, dass das Schaltventil 56 im Wesentlichen dreiteilig gestaltet ist, umfassend einen Aktorteil AT, einen Kolbenteil KT und einen Schlussteil ST. Im Aktorteil AT ist dabei ein Einlass für die Druckluftleitung 62 vorgesehen, welche durch Zuführen von Druckluft ein Aktor 82 in Form eines Stößels axial bewegbar ist. Dieser Aktor 82 ist getrennt von einem Kolben 84 ausgebildet, welcher seinerseits druckausgeglichen ist, sodass dieser durch eine relativ geringe Kraft des Aktors 82 betätigt werden kann. Der Kolben 84 ist dabei mittels einer Feder 86 auf einem Schaltventilsitz 88 gehalten. In der hier gezeigten Stellung des Kolbens 84, in welcher dieser auf dem Schaltventilsitz 88 ruht, ist der Anschluss der Leitung 58 mit dem Anschluss der Leitung 60 verbunden. In dieser Stellung fungiert demzufolge die Liftachse LA gemäß 1 als normale Tragachse.
• Wie insbesondere aus 5b erkennbar ist, umfasst das Schaltventil 56 zusätzlich im Kolbenteil KT einen Anschluss für die Druckluftleitung 72 gemäß den 1 bzw. 2. Wie überdies aus 5b erkennbar ist, ist in diesem Anschluss vorliegend das Überdruckventil 74 integriert. Dieses wird vorliegend eine beispielsweise über Bohrungen luftdurchlässige Stützscheibe 90, an welchem unter Vermittlung einer Feder 92 ein Dichtelement 94 gegen einen Schaltventilsitz 96 abgestützt ist. Durch geeignete Wahl der Feder 92 kann somit der Restdruck bestimmt werden, welcher innerhalb der jeweiligen Luftfeder 54 der Luftfedereinrichtung 52 der Liftachse LA verbleiben soll, wenn das Schaltventil 56 geschaltet und die Luftfedern 54 mittels der Luftfeder 64 der Lifteinrichtung L kombiniert werden. Auf 4b ist dabei insbesondere erkennbar, dass Luft vom Anschluss der Leitung 60 zum Anschluss der Leitung 72 überströmen kann, in der Kolben 84 vom Schaltventilsitz 88 abgehoben ist.
• In 6 in einer Schnittansicht eine Luftfedereinheit LE, welche Luftfeder 34 und das oberseitig von dieser angeordnete Schaltventil 36 umfasst. Dabei ist das Schaltventil 36 unmittelbar außen- bzw. oberseitig einer Abdeckung 35, welche einen Federbalgs 37 der Luftfeder 34 verschließt, angeordnet. Die Abdeckung 35 wird üblicher Weise auch als obere Luftfederplatte bezeichnet und ist üblicher Weise als Metallplatte ausgebildet. Dabei weist das Schaltventil 36 einen Schaltventilanschluss 98 auf, welcher über einen Luftfederanschluss 99 mit der Luftfeder 34 verbunden ist. Der Luftfederanschluss 99 ist vorliegend als Öffnung innerhalb der Abdeckung 35 vorgesehen und dient dazu, das Schaltventil 36 fluidisch mit der Luftfeder 34 zu verbinden. Der Schaltventilanschluss 98 und der Luftfederanschluss 99 sind dabei vorliegend zumindest im Wesentlichen in Überdeckung zueinander angeordnet, sodass Druckluft vom Schaltventil 36 in die Luftfeder 34 – oder umgekehrt – überströmen kann. Das Schaltventil 36 ist dabei im Bereich des Schaltventilanschlusses 98 mittels einer Ringdichtung 101 gegenüber der Abdeckung 35 im Bereich des Luftfederanschluss 99 abgedichtet. Ein weiterer Anschluss 100 dient vorliegend zur Verbindung beispielsweise mit der Leitung 46 gemäß 1.
• Auch im vorliegenden Fall ist erkennbar, dass das Schaltventil 36 im Wesentlichen dreiteilig gestaltet ist mit einem Aktorteil AT, einem Kolbenteil KT und einem Schlussteil ST. Der Kolbenteil KT ist dabei aus einer Metalllegierung und der Aktorteil AT aus einem Kunststoff hergestellt. Im Aktorteil AT weist das Schaltventil 36 einen elektromagnetisch betätigbaren Aktor 102 auf, welcher durch entsprechende Schaltung mittels der zugehörigen Steuerleitung, beispielsweise der Leitung 44, betätigbar ist. Der Aktor 102 ist dabei lose mit einem Kolben 104 verbunden, welcher seinerseits über eine Feder 106 gegen einen Schaltventilsitz 108 abgestützt ist. Wiederum ist erkennbar, dass es sich auch vorliegend um ein druckentlastetes elektromagnetisches Schaltventil handelt. Hierzu ist eine Druckausgleichsleitung 103 eingezeichnet, über welche der Kolben 104 druckentlastet ist. Der Kolben 104 ist mittels einer Kolbendichtung 118 gegen ein Gehäuse des Kolbenteils KT, in welchem der Kolben 104 aufgenommen ist, abgedichtet.
• Weiterhin ist erkennbar, dass der Drucksensor 40 und der Höhensensor 42 vorliegend in das Schaltventil 36 integriert sind. Der Drucksensor 40 ist dabei über eine fluidische Sensorleitung 105 mit dem Schaltventilanschluss 98 bzw. dem Luftfederanschluss 99 verbunden.
• Darüber hinaus umfasst das Schaltventil 36 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Aktorteil AT einen weiteren Schaltventilanschluss 107 für den Höhensensor 42. Der Schaltventilanschluss 107 ist dabei – nach Art des zuvor beschriebenen Übergangs zwischen dem Schaltventilanschluss 98 und dem Luftfederanschluss 99 – zumindest im Wesentlichen in Überdeckung mit einem weiteren Luftfederanschluss 109 in der Abdeckung 35 angeordnet. Im Aktorteil AT sind überdies Elektronikkomponenten 115 vorgesehen, welche die von den Sensoren 40, 42 erfassten Daten verarbeiten können.
• Der Kolben 104 ist zwischen einer beispielsweise in 6 gezeigten Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung mittels des Aktors 102 bzw. 112 verstellbar. Um den Kolben 104 beispielsweise aus der Schließstellung in die Offenstellung zu bewegen, wird der Aktor 102 bzw. 112 bestromt, d.h. mit elektrischem Strom versorgt, welcher von dem Aktor 102 bzw. 112 verbraucht wird. In unbestromtem Zustand des Aktors 102 bzw. 112 nimmt der Kolben 104 seine Schließstellung ein. D.h. wird der Aktor 102 bzw. 112 nicht mehr mit elektrischem Strom versorgt, bewegt sich der Kolben 104 in seine Schließstellung. Diese Bewegung aus der Offenstellung in die Schließstellung wird beispielsweise durch die Feder 106 bewirkt, welche beim Bewegen des Kolbens 104 aus der Schließstellung in die Offenstellung gespannt wird und sich – wenn der Aktor 102 bzw. 112 nicht mehr bestromt wird – unter Federkraftbeaufschlagung des Kolbens 104 wieder zumindest teilweise entspannen kann. Dadurch wird der Kolben 104 mittels der Feder 106 zurück in seine Schließstellung auf den Schaltventilsitz 108 gedrückt. Die Schließstellung entspricht somit der Grundstellung des Kolbens 104 bzw. des Schaltventils 36, in dem der Aktor 102 bzw. 112 nicht bestromt ist.
• In der Offenstellung kann beispielsweise Druckluft über die Druckluftleitung 46, den weiteren Anschluss 100, den Schaltventilanschluss 98 und den Luftfederanschluss 99 in die Luftfeder 34 eingeleitet werden, da die Druckluftleitung 46 und insbesondere der weitere Anschluss 100 mit dem Schaltventilanschluss 98, dem Luftfederanschluss 99 und der Luftfeder 34 fluidisch verbunden sind.
• In der Schließstellung jedoch sind da die Druckluftleitung 46 und insbesondere der weitere Anschluss 100 von dem gegebenenfalls vorgesehen Schaltventilanschluss 117, dem gegebenenfalls vorgesehenen Prüfanschluss 119, dem Schaltventilanschluss 98, dem Luftfederanschluss 99 und der Luftfeder 34 fluidisch getrennt. Somit können herkömmlicherweise vorgesehene Verschraubungen, welche bei herkömmlichen Luftfedereinheiten ständig unter Druck zwischen einem Schaltventil und einer Luftfeder stehen, entfallen.
• Der Höhensensor 42 ist ein bezogen auf den Kolben 113 kontaktloser Höhensensor 42. Mittels des kontaktlosen Höhensensors 42 wird wenigstens eine Position des Kolbens 113 relativ zum als Luftfederbalg ausgebildeten Federbalg 37 erfasst, ohne dass dabei eine Berührung zwischen dem Kolben 113 und dem kontaktlosen Höhensensor 42 erforderlich wäre.
• Der kontaktlose Höhensensor 42 umfasst eine Elektronikplatine, in die ein Leuchtelement in Form einer LED 120 (LED – Licht emittierende Diode) integriert ist. Es können aus wenigstens zwei voneinander beabstandete Leuchtelemente, insbesondere LEDs, vorgesehen sein. Mittels der LED 120 werden Lichtstrahlen LS in Richtung des Kolbens 113 in den Federbalg 37 hineinemittiert. Vorliegend ist die LED 120 als Infrarot-LED (IR-LED) ausgebildet, sodass mittels der LED 120 die Lichtstrahlen LS in Form von Infrarotstrahlen bzw. Infrarotstrahlung ausgestrahlt werden.
• Darüber hinaus umfasst der kontaktlose Höhensensor 42 eine optische Messeinrichtung in Form einer in die Elektronikplatine integrierte 3D-Kamera 122 zum Erfassen der Position des Kolbens 113 relativ zum Luftfederbalg. Wie aus 6 erkennbar ist, treffen die von der LED ausgestrahlten Lichtstrahlen LS auf den Kolben 113 auf und werden durch diesen reflektiert, ohne dass dazu jedoch ein am Kolben 113 angeordnetes Reflektorelement vorgesehen ist. Die reflektierten Lichtstrahlen LS werden mittels der 3D-Kamera 122 erfasst. In der 3D-Kamera 122 wird das Lichtsignal ausgewertet, sodass beispielsweise anhand einer Laufzeitmessung ein Abstand des Kolbens 113 von dem kontaktlosen Höhensensor 42 ermittelt werden kann. Anhand dieses Abstands kann die Position des Kolbens 113, welcher relativ zu wenigstens einem Teilbereich des Federbalgs 37 und insbesondere relativ zu der Abdeckung 35 und somit zu dem relativ zur Abdeckung 35 festen kontaktlosen Höhensensor 42 bewegbar ist, bestimmt werden. Mit anderen Worten ist es mittels des kontaktlosen Höhensensors 42 und insbesondere mittels der 3D-Kamera 122 möglich, zu erfassen, wie weit der Kolben 113 in den Federbalg 37 eingefedert ist.
• Die Position des Kolbens 113 bzw. der Abstand zwischen dem Kolben 113 und dem kontaktlosen Höhensensor 42 bzw. der Abdeckung 35 entspricht der Fahrzeughöhe bzw. einem Abstand zwischen der Fahrzeugachse und dem Fahrzeugchassis.
• Zwischen dem kontaktlosen Höhensensor 42 und einer teilweise durch den Federbalg 37, den Kolben 113 und die Abdeckung 35 begrenzten Luftkammer, deren Volumen durch Bewegen des Kolbens 113 relativ zur Abdeckung 35 und zum Federbalg 37 verändert wird, ist eine für die Lichtstrahlen LS transparente, d.h. lichtdurchlässige Platte 124 angeordnet. Die Platte 124 kann beispielsweise aus Glas oder einem Kunststoff gebildet sein und schützt den kontaktlosen Höhensensor 42 vor Einflüssen aus der Luftfeder 34 bzw. aus der Luftkammer. Die Abdeckung 35 weist zwei Durchgangsöffnungen 126, 128 beispielsweise in Form von Bohrungen auf, welche in Überdeckung mit der LED 120 bzw. der 3D-Kamera 122 angeordnet sind. Die Lichtstrahlen LS können dabei durch diese Durchgangsöffnungen 126, 128 hindurchstrahlen, sodass sie ausgehend von der LED 120 zum Kolben 113 bzw. ausgehend vom Kolben 113 zur 3D-Kamera 122 gelangen können.
• Mittels einer bzw. der 3D-Kamer wird ein Bild mit einer Vielzahl von Bildpunkten, sogenannten Pixeln, erfasst. Dieses Bild ist dabei ein Bild zumindest eines Teils des Kolbens 113. Zu jedem dieser Bildpunkte wird von der LED 120 ausgestrahltes und vom Kolben 113 reflektiertes Licht als jeweiliges Empfangssignal mittels der 3D-Kamera empfangen. Anhand des jeweiligen Empfangssignals wird eine Laufzeit berechnet bzw. bestimmt. Diese Laufzeit charakterisiert die Zeit zwischen dem Aussendezeitpunkt, zu welchem das Licht (Lichtstrahlen LS) ausgesendet wurde, und dem Empfangszeitpunkt, zu welchem das jeweilige Empfangssignal (reflektierte Lichtstrahlen) empfangen bzw. erfasst wurden. Das Bild ist somit ein Bildpunktfeld (Bildpunktarray), welches im Wesentlichen einer Außenkontur des Kolbens 113 entspricht.
• Die 3D-Kamera 122, insbesondere der Höhensensor 42 kann außerhalb des Schaltventils 36 bzw. separat von diesem ausgebildet sein oder, wie vorliegend gezeigt, in das Schaltventil 36 integriert sein, wodurch ein kostengünstig herzustellendes Modulbauteil geschaffen ist.
• Vorzugsweise weist die 3D-Kamera 122 eine interne Verschmutzungsdiagnose auf. Wird mittels dieser Verschmutzungsdiagnose ermittelt, dass eine Verschmutzung der Platte 124 charakterisierender Verschmutzungswert einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, so kann ein entsprechendes Hinweissignal beispielsweise dem Fahrer des Fahrzeugs kommuniziert werden. In der Folge kann das Schaltventil 36 ausgebaut und gewartet werden, wobei die lichtdurchlässige Platte 124 gereinigt wird. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Wartungsintervalls erfolgen.
• Durch den Einsatz der 3D-Kamera 122 zum Erfassen der Position des Kolbens 113 kann auf den Einsatz von am Kolben 113 anzuordnenden Reflektoren verzichtet werden. Darüber hinaus sind zusätzliche Spulen, Elektronik und zusätzliche Kabel bei der Luftfeder 34 nicht vorgesehen und nicht erforderlich. Ferner können übermäßige, insbesondere konstruktive, Änderungen und Anpassungen der Luftfeder 34 und insbesondere der Abdeckung 35 vermieden werden. Gegebenenfalls ist lediglich eine elektrische Verbindung bzw. Kopplung mit der Luftfedersteuerung LFS vorgesehen, um die ermittelte Position des Kolbens 113 relativ zum Federbalg 37 an die Luftfedersteuerung LFS zu übertragen.
• Das Schaltventil 36 ist im Bereich des Schaltventilanschlusses 107 mittels einer weiteren Ringdichtung 116 gegenüber der Abdeckung 35 im Bereich des Luftfederanschlusses 109 abgedichtet. Vorliegend sind die Ringdichtungen 101 und 116 separat voneinander ausgebildet. Alternativ wäre es jedoch denkbar, dir Ringdichtungen 101 und 116 in eine einstückige Formdichtung zu integrieren bzw. das Schaltventil 36 gegenüber der Abdeckung 35 insbesondere im Bereich der jeweiligen Luftfederanschlüsse 99, 109 bzw. im Bereich der jeweiligen Schaltventilanschlüsse 98, 107 mittels einer einstückigen Formdichtung abzudichten. Dabei ist die Formdichtung zwischen dem Schaltventil 36 und der Abdeckung 35 angeordnet, sodass das Schaltventil 36 zumindest in einem Teilbereich unter Vermittlung der Formdichtung an der Abdeckung 35 abgestützt bzw. angeordnet ist.
• Eine weitere Besonderheit des vorliegenden Schaltventils 36 liegt darin, dass dieses nicht nur elektromagnetisch mittels des Aktors 102 zu schalten ist, sondern außerdem einen Steueranschluss 110 beispielsweise für die Leitung 32 bzw. 30 aufweist, über welchen der Kolben 104 in Abhängigkeit eines in der Druckluftleitung 32 bzw. 30 vorherrschenden Luftdrucks schaltbar ist. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn ein Anhänger mit dem Schaltventil 36 nicht mehr mit einem Zugfahrzeug verbunden ist und demzufolge nicht mehr mit elektrischem Strom versorgt wird, so dass auch nicht mehr der Aktor 102 mit elektrischem Strom zum Betätigen des Kolbens 104 versorgt werden kann. Der Kolben 104 kann dann jedoch per Druckluft geschaltet werden. Somit eignet sich das vorliegende Schaltventil 36 zum Einsatz bei der beschriebenen Hebe- und Senkeinrichtung 22, und zwar entweder als Schaltventil 36 oder aber auch als Hauptventil 20.
• Die vorliegend beschriebene Luftfedereinheit eignet sich bei den Schaltungen gemäß den 1 bis 3 beispielsweise für die Tragachsen TA1 und TA2, die Liftachse LA und auch die Lifteinrichtung L. Mit anderen Worten ist die vorliegende Luftfedereinheit immer dann besonders günstig, wenn wenigstens eine Luftfeder durch ein zugehöriges Ventil be- oder entlüftbar sein soll.
• Sollen mehrere Luftfedern 34, 54 mittels lediglich eines Schaltventils 36 geschaltet werden können, so kann – wie in 6 gestrichelt angedeutet – beispielsweise im Schaltventilanschluss 98 ein weiterer Schaltventilanschluss 117 vorgesehen werden. Diese Anordnung entspricht beispielsweise derjenigen der Liftachse LA gemäß 1 (Luftfedern 54 und Ventil 56) oder der Tragachsen TA1 und TA2 gemäß 1 (Luftfedern 34 und Ventile 36, 38).
• Wenn der Schaltventilanschluss 117 nicht benötigt wird, kann dort alternativ ein Prüfanschluss 119 vorgesehen werden. Über den Prüfanschluss ist es möglich, den in der Luftfeder 34 herrschenden Druck zu messen, wenn beispielsweise kein elektrischer Strom oder kein Drucksensor vorhanden ist. Ferner ist es möglich, die Luftfeder 34 über den Prüfanschluss 119 im Notfall mit Druckluft aus einer anderen, bezogen auf das Fahrzeug externen Druckluftquelle zu befüllen. Bei dem Schaltventil 36 mit dem Schaltventilanschluss 117 ist es alternativ möglich, am Ausgang ein T-Stück bzw. eine T-Verschraubung einzusetzen und am T-Stück bzw. an der T-Verschraubung den Prüfanschluss 119 vorzusehen.
• In 7 ist eine gegenüber 6 modifizierte Ausführungsform des Schaltventils 36 gezeigt. Als Aktor bzw. Betätigungsvorrichtung 112 ist im vorliegenden Fall ein Linearschrittmotor vorgesehen, welcher die in Zusammenhang mit 7 erläuterten Vorteile mit sich bringt. Auch dieser Linearschrittmotor ist über einen Stößel 114 mit dem zugehörigen Kolben nicht fest verbunden. Zwar kann der Kolben 104 demzufolge mittels des Betätigungselements 112 vom Schaltventilsitz abgehoben werden, jedoch auch unabhängig vom Betätigungselement 112 bewegt werden. Insofern ist eine technisch gleiche Wirkungsweise wie beim Schaltventil 36 gegeben, bei welchem der Aktor 102 ebenfalls separat in dem Kolben 104 ausgebildet ist.
• Die separate Ausgestaltung des Kolbens 104 vom Aktor 102 bzw. vom Betätigungselement 112 ist in erster Linie deshalb gegeben, weil laut der Ausführungsform gemäß 7 ein Steueranschluss 110 vorhanden ist, mittels welchem der Kolben 104 unabhängig von dem Betätigungselement 112 in Abhängigkeit eines in der Druckluftleitung vorherrschenden Druckluft geschaltet können werden soll. Insoweit gilt dies für beide Ausführungsformen des Schaltventils 36 gemäß den 5 und 6. Eine Druckausgleichsleitung, welche vorliegend nicht gezeigt ist, kann nach Art des Ventils 36 gemäß 6 ebenfalls vorgesehen sein. Der Höhensensor 42 ist in 7 vereinfacht dargestellt.
• Gemäß 6 und 7 befindet sich der Kolben 104 in einer Drucklosstellung, welche der Kolben 104 beispielsweise in der Grundstellung des Hauptventils 20 einnimmt. In dieser Drucklosstellung des Kolbens 104 sind der Anschluss 100 und somit die Leitung 46 vom Schaltventilanschluss 98 und somit vom Luftfederanschluss 99 und von der Luftfeder 34 fluidisch getrennt. Der Anschluss 100 ist somit in der Drucklosstellung drucklos bzw. der Anschluss 100 ist getrennt und unabhängig von einem in der Luftfeder 34 herrschenden Druck.
• In 8 ist schließlich erkennbar weshalb sich ein Linearschrittmotor als Betätigungselement 112 besonders eignet. Hierbei ist auf der y-Achse eine Höhe H abgetragen, um welche beispielsweise der Fahrzeugrahmen der jeweiligen Luftfederanlage angehoben werden soll. Auf der x-Achse ist im Verhältnis hierzu die Durchflussmenge D durch das Schaltventil 36 angegeben. Wie nun aus 7 erkennbar ist, weist ein Schaltventil 36 mit Linearschrittmotor 112 den Vorteil auf, dass ca. 90 % der Höhe H der jeweils zurückzulegenden Hebe- bzw. Senkbewegung mit großer Durchflussmenge erfolgen können, und eine Feineinstellung der letzten 10 % der Höhe mit einer geringeren Durchflussmenge. Ein Linearschrittmotor 112 ist dabei besonders günstig geeignet, um den Kolben 104 entsprechend so zu bewegen, dass sich unterschiedliche Durchflussmengen ergeben. Dies ist hingegen bei elektromagnetischen Lösungen ohne weiteres möglich.
• 9 zeigt den kontaktlosen Höhensensor 42 mit der LED 120 und der 3D-Kamera 122 in einer vergrößerten Darstellung. Der Abstand zwischen dem Kolben 113 und dem kontaktlosen Höhensensor 42 ist in 9 mit A bezeichnet und charakterisiert die Position des Kolbens 113 relativ zum Federbalg 37 bzw. zur Abdeckung 35.
• 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Luftfeder 34 mit dem kontaktlosen Höhensensor 42, welcher im Schaltventil 36 aufgenommen ist. Wie aus 10 zu erkennen ist, sind nun die gemäß 6 separat vom Luftfederanschluss 99 ausgebildeten bzw. beabstandet zu diesem angeordnete Durchgangsöffnungen 126, 128 für den Höhensensor 42 nicht mehr vorgesehen. Vielmehr nutzen jetzt sowohl der Schaltventilanschluss 98 als auch der Höhensensor 42 den durch eine Durchgangsöffnung in der Abdeckung 35 gebildeten Luftfederanschluss 99. Mit anderen Worten können die der Höhensensor 42 und der Schaltventilanschluss 98 über den dem Höhensensor 42 und dem Schaltventilanschluss 98 gemeinsamen Luftfederanschluss 99 mit dem Innern des Federbalgs 37 kommunizieren.
• 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Luftfeder 34 gemäß 6. Hierbei ist die 3D-Kamera 122, insbesondere der Höhensensor 42 insgesamt, beispielsweise mittels einer entsprechenden Befestigungseinrichtung in unterschiedliche Stellungen relativ zur Abdeckung 35 ausrichtbar bzw. positionierbar und in den jeweiligen Stellungen befestigbar, d.h. relativ zur Abdeckung festlegbar. In den jeweiligen Stellungen weist die 3D-Kamera 122 beispielsweise unterschiedliche Justierwinkel α bezogen auf die Abdeckung 35 auf. Der Justierwinkel α ist beispielsweise ein Winkel, den eine Hochachse der 3D-Kamera 122 mit einer Hochachse 130 des Federbalgs 37 einschließt. Die Hochachse 130 fällt dabei beispielsweise mit der axialen Richtung des Federbalgs 37, insbesondere der Luftfeder 34 insgesamt, zusammen, in die sich der Kolben 113 bewegt.
• Die 3D-Kamera 122 kann somit in den unterschiedlichen Stellungen bzw. Positionen zumindest mittelbar an der Abdeckung 35 befestigt werden. Durch die Einstellbarkeit der unterschiedlichen Stellungen ist es beispielsweise möglich, die 3D-Kamera 122 bzw. den Höhensensor 42 insgesamt an unterschiedliche Kolben, d.h. an unterschiedliche Ausführungsformen des Kolbens 113 und somit an unterschiedliche Ausführungsformen der Luftfeder 34 anzupassen, ohne für jede Ausführungsform der Luftfeder 34 eine eigene jeweilige Ausführungsform des Höhensensors 42 verwenden zu müssen. Das Schaltventil 36 und der Höhensensor 42 können somit ein flexibles, d.h. anpassbares, bauvariantenübergreifendes Modul bilden, welches für unterschiedliche Ausführungsformen des Kolbens 113 genutzt werden kann.
• Gemäß 11 ist am Kolben 113 ein Gummipuffer 132 angeordnet. Der Gummipuffer 132 dient als Anschlags- und Dämpfungselement, welches verhindern soll, dass der Kolben 113 bei zu starkem Einfedern direkt gegen die Abdeckung 35 stoßen, d.h. durchschlagen kann. Durch die Einstellbarkeit der Stellungen kann der Höhensensor 42 hinsichtlich seiner Ausrichtung relativ zum Kolben 113 an das Vorhandensein des Gummipuffers 132 angepasst werden.
• 12 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein Feder-Dämpfer-Modul 134 für ein Fahrwerk eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Über das Feder-Dämpfer-Modul 134 ist ein Rad einer Achse des Kraftwagens, über welches der Kraftwagen auf einer Fahrbahn abrollen kann, an einem Aufbau des Kraftwagens gefedert und gedämpft abstützbar bzw. abgestützt. Das Rad ist dabei beispielsweise unter Vermittlung wenigstens eines Lenkerelements am Aufbau relativ zum Aufbau verschwenkbar gehalten. Das Lenkerelement dient dabei zum Führen des Rades. Bei dem Aufbau kann es sich beispielsweise um die Karosserie des Personenkraftwagens handeln.
• Das Feder-Dämpfer-Modul 134 umfasst die Luftfeder 34 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wie aus 12 erkennbar ist, ist der Kolben 113, an dem der Federbalg 37 befestigt ist, als Aufnahmeelement ausgebildet. Das Feder-Dämpfer-Modul 134 umfasst ein Dämpferelement, welches als Stoßdämpfer 136 bezeichnet ist. Der Stoßdämpfer 136 ist teilweise in einer Aufnahme 138 des Kolbens 113 aufgenommen und ist am Aufnahmeelement (Kolben 113) abgestützt, so dass der Stoßdämpfer 136 durch das Aufnahmeelement geführt wird.
• Der Stoßdämpfer 136 ragt auf Seiten des Rades aus der Luftfeder 34 und insbesondere aus dem Kolben 113 heraus. Darüber hinaus ragt der Stoßdämpfer 136 auch auf Seiten des Aufbaus aus der Luftfeder 34, insbesondere aus der Abdeckung 35, heraus. Wie aus 12 erkennbar ist, durchdringt der Stoßdämpfer 136 die Luftfeder 34.
• Der Stoßdämpfer 136 weist auf Seiten des Rades ein erstes Dämpferauge 140 auf, über welches der Stoßdämpfer 136 zumindest mittelbar mit dem Rad, beispielsweise mit einem Radträger oder dem Lenkerelement zum Führen des Rades verbindbar ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Dämpferauge 140 um ein Koppelelement, über welches der Stoßdämpfer 136 zumindest mittelbar mit dem Rad koppelbar ist.
• Der Stoßdämpfer 136 weist einen Bund 144 auf, über welchen der Stoßdämpfer 136 in dessen Längserstreckungsrichtung am Kolben 113 und somit an der Luftfeder 34 abgestützt ist. Hierdurch ist auch die Luftfeder 34 mit dem Rad gekoppelt bzw. koppelbar. Mit anderen Worten kann das die Luftfeder 34 und den Stoßdämpfer 136 umfassende Feder-Dämpfer-Modul 134 über das erste Dämpferauge 140 zumindest mittelbar mit dem Rad gekoppelt werden.
• Auf Seiten des Aufbaus weist der Stoßdämpfer 136 ein zweites Dämpferauge 142 auf, über welches der Stoßdämpfer 136 und über diesen die Luftfeder 34 mit dem Aufbau koppelbar ist. Mit anderen Worten kann das Feder-Dämpfer-Modul 134 über das zweite Dämpferauge 142 zumindest mittelbar am Aufbau angebunden werden. Auf diese Weise ist das Rad über das Feder-Dämpfer-Modul 134 am Aufbau gefedert und gedämpft abgestützt.
• Federt das mit dem Feder-Dämpfer-Modul 134 gekoppelte Rad aus, so kommt es zu einer Längenvergrößerung des Stoßdämpfers 136 in dessen Längserstreckungsrichtung, und der Kolben 113 bewegt sich aus dem Federbalg 37 heraus. Federt das Rad ein, so kommt es zu einer Längenverkürzung des Stoßdämpfers 136, und der Kolben 113 (Aufnahmeelement) bewegt sich in den Federbalg zumindest teilweise hinein.
• Der Stoßdämpfer 136 ist vorzugsweise als hydraulischer Stoßdämpfer ausgebildet, welcher als Dämpfungsmedium eine Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, nutzt. Der Stoßdämpfer 136 umfasst einen Zylinder 146 und einen in den Zylinder 146 aufgenommenen in 12 nicht erkennbaren Kolben. Der Kolben ist relativ zu dem Zylinder 146 translatorisch bewegbar und mit einer Kolbenstange 148 verbunden, so dass sich die Kolbenstange 148 mit dem Kolben mitbewegt. Wie aus 12 zu erkennen ist, ist das zweite Dämpferauge 142 mit der Kolbenstange 148 verbunden, wobei das erste Dämpferauge 140 mit dem Zylinder 146 verbunden ist.
• Um ein unerwünschtes Entweichen von Luft aus der Luftfeder 34 zu verhindern, ist wenigstens ein Dichtungselement vorliegend in Form eines O-Rings 150 vorgesehen, mittels welchem der Stoßdämpfer 136 gegen den Kolben 113 abgedichtet ist.
• Das Feder-Dämpfer-Modul 134 umfasst auch ein anhand von 14 erläutertes Funktionsmodul 152, welches zum Einleiten von Luft in die Luftfeder 34, zum Ausleiten von Luft aus der Luftfeder 34 sowie zur Höhenmessung des Kolbens 113, d. h. zur Messung des Abstands zwischen dem Kolben 113 und beispielsweise der Abdeckung 35 dient. Hierzu umfasst das Funktionsmodul 152 den in 12 nicht erkennbaren kontaktlosen Höhensensor 42 mit der 3D-Kamera 122 und der wenigstens einen LED 120.
• Wie aus 12 anhand des Lichtstrahls LS erkennbar ist, wird als Referenzelement für die Höhenmessung der Kolben 113 bzw. zumindest ein Teilbereich seiner außenumfangsseitigen Oberfläche genutzt. Der Lichtstrahl LS bzw. Lichtstrahlen werden von der LED 120 ausgestrahlt, treffen auf den Kolben 113 auf und werden von diesem reflektiert. Der wenigstens eine vom Kolben 113 reflektierte Lichtstrahl wird mittels der 3D-Kamera 122 erfasst, so dass schließlich der Abstand zwischen der Abdeckung 35 und dem Kolben 113 ermittelt werden kann. Dadurch kann ermittelt werden, wie weit der Kolben 113 in den Federbalg 37 eingefahren bzw. ausgefahren ist, was mit der sogenannten Fahrwerkshöhe korrespondiert.
• Durch Zuführen von Luft in die Luftfeder 34 kann die Fahrwerkshöhe vergrößert werden, so dass dadurch beispielsweise ein Abstand zwischen einem Unterboden des Kraftwagens und der Fahrbahn zunimmt. Mit anderen Worten kann durch Vergrößern der Fahrwerkshöhe die Bodenfreiheit des Kraftwagens erhöht werden. Durch Abführen von Luft aus der Luftfeder 34 kann die Fahrwerkshöhe verringert werden. Dadurch wird der Abstand zwischen dem Unterboden und der Fahrbahn verringert. Mit anderen Worten wird dadurch die Bodenfreiheit des Kraftwagens verringert. Aus 12 ist erkennbar, dass die Dämpferaugen 140, 142 jeweilige Mittelpunkte M1, M2 aufweisen. Der Abstand der Mittelpunkte M1, M2 voneinander korrespondiert dabei mit der Fahrzeughöhe bzw. mit der Fahrwerkshöhe. Federt das Rad aus, so nimmt der Abstand zu. Federt das Rad ein, so verkleinert sich der Abstand.
• 13 zeigt das Feder-Dämpfer-Modul 134 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wie aus 13 erkennbar ist, wird als Reverenzelement zur Höhenmessung nicht der Kolben 113 selbst, sondern ein am Stoßdämpfer 136 vorgesehenes Bauteil 154 verwendet. Das Bauteil 154 ist mit dem Kolben 113 mitbewegbar. Das Bauteil 154 kann beispielsweise einstückig mit dem Zylinder 146 ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, dass das Bauteil 154 ein separat vom Zylinder 146 ausgebildetes und mit dem Zylinder 146 verbundenes Bauteil ist. Der Zylinder 146 ist mit dem Kolben 113 mitbewegbar. Wie aus 13 erkennbar ist, wird der wenigstens eine Lichtstrahl LS von der LED 120 ausgestrahlt und nicht etwa vom Kolben 113 selbst, sondern von einer Oberfläche 156 des Bauteils 154 reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl wird dann mittels der 3D-Kamera 122 erfasst. Dadurch kann beispielsweise der Abstand der Oberfläche 156 bzw. des Bauteils 154 von der Abdeckung 35 ermittelt werden.
• Da nun die Oberfläche 156 bzw. das Bauteil 154 mit dem Kolben 113 mitbewegbar und relativ zum Kolben 113 unbeweglich bzw. fest ist, kann vom Abstand des Bauteils 154 von der Abdeckung 35 auf den Abstand des Kolbens 113 von der Abdeckung 35 rückgeschlossen werden. Dieser Rückschluss ist beispielsweise dadurch möglich, dass geometrische Verhältnisse, insbesondere entsprechende Abstände, zwischen dem Bauteil 154 bzw. der Oberfläche 156 und in den Kolben 113 bekannt sind.
• Aus 12 und 13 ist besonders gut erkennbar, dass zur Höhenmessung nicht notwendigerweise der Kolben 113 selbst bzw. direkt verwendet werden muss. Es kann auch ein vom Kolben 113 unterschiedliches Bauteil bzw. eine vom Kolben 113 unterschiedliche Oberfläche genutzt werden, welches bzw. welche mit dem Kolben 113 relativ zum Federbalg 37 mitbewegbar ist, d. h. relativ zum Kolben 113 fest ist.
• 14 zeigt das Funktionsmodul 152 in einer Schnittansicht. Das Funktionsmodul 152 weist ein erstes 2/2-Wegeventil 158 und ein zweites 2/2-Wegeventil 160 auf. Das erste 2/2-Wegeventil 158 fungiert dabei als Belüftungsventil, über welches Luft in die Luftfeder 34 eingeleitet wird. Das 2/2-Wegeventil 160 fungiert als Entlüftungsventil, über welches Luft aus der Luftfeder 34 abgelassen wird. Durch Einschalten des ersten 2/2-Wegeventils 158 wird die Luftfeder 34 mit Druckluft gefüllt und der Kraftwagen bzw. das Fahrzeug wird angehoben. Bei Erreichen einer vorgebbaren Fahrzeughöhe wird das 2/2-Wegeventil 158 deaktiviert, so dass es in seine Grundstellung fährt bzw. geschlossen wird. Das Erreichen der vorgebbaren Fahrzeughöhe wird durch den kontaktlosen Höhensensor 42, insbesondere durch die 3D-Kamera 122 erfasst. In diesem Zustand befindet sich auch das 2/2-Wegeventil 160 in seiner Schließstellung, so dass Luft weder in die Luftfeder 34 eingeleitet, noch aus der Luftfeder 34 ausgeleitet wird.
• Um die Fahrzeughöhe zu verkleinern, wird bei geschlossenem 2/2-Wegeventil 158 das 2/2-Wegeventil 160 eingeschaltet, d. h. geöffnet. Dadurch kann Druckluft aus der Luftfeder 34 vorzugsweise über einen Schalldämpfer 162 ins Freie entweichen. Das 2/2-Wegeventil 160 wird dabei so lange offen gehalten, bis die vorgebbare Fahrzeughöhe erreicht ist. Ist die vorgebbare Fahrzeughöhe erreicht, so wird auch das 2/2-Wegeventil 160 geschlossen, so dass beide 2/2-Wegeventile 158, 160 geschlossen sind. Das Erreichen der neuen Fahrzeughöhe wird ebenfalls mit dem kontaktlosen Höhensensors 42, insbesondere mittels der 3D-Kamera 122, erfasst. Das Zuführen von Luft in die Luftfeder 34 sowie das Abführen von Luft aus der Luftfeder 34 erfolgt über den Luftfederanschluss 99. Das Funktionsmodul 152 umfasst auch einen Drucksensor 164, mittels welchem der in der Luftfeder 34 herrschende Druck erfassbar ist.
• Aus 14 ist erkennbar, dass zur Höhenmessung ein Referenzelement 166 verwendet wird. Bei diesem Referenzelement 166 kann es sich – wie beispielsweise anhand von 12 erläutert ist – um den Kolben 113 oder – wie beispielsweise anhand von 13 erläutert ist – um ein vom Kolben 113 unterschiedliches Bauteil, beispielsweise das Bauteil 154, handeln.
• Bezugszeichenliste

10

Leitung

12

Rückschlagventil

14

Druckluftspeicher

16

Druckluftleitung

18

Druckluftleitung

19

Schaltventil

20

Hauptventil

21

Leitung

22

Senkeinrichtung

23

Druckluftleitung

24

Druckminderer

25

Schaltanschluss

26

Handventil

28

Oder-Ventil

30

Leitung

32

Druckluftleitung

34

Luftfedern

35

Abdeckung

36

Schaltventil

37

Federbalg

38

Halteventil

40

Drucksensor

42

Höhensensor

44

Steuerleitung

46

Druckluftleitung

48

Steuerleitung

50

Schalldämpfer

52

Luftfedereinrichtung

54

Luftfedern

56

Schaltventil

58

Druckluftleitung

60

Leitung

62

Steuerleitung

64

Luftbalg

66

Drucksensor

68

Schaltventil

70

Steuerleitung

72

Druckluftleitung

74

Überdruckventil

76

Schalldämpfer

78

Schalldämpfer

80

Handventil

82

Aktor

84

Kolben

86

Feder

88

Ventilsitz

90

Stützscheibe

92

Feder

94

Dichtelement

96

Ventilsitz

98

Schaltventilanschluss

99

Luftfederanschluss

100

Anschluss

101

Ringdichtung

102

Aktor

103

Druckausgleichsleitung

104

Kolben

105

Sensorleitung

106

Feder

107

Schaltventilanschluss

108

Schaltventilsitz

109

Luftfederanschluss

110

Steueranschluss

112

Betätigungselement

113

Kolben

114

Stößel

115

Elektronikkomponenten

116

Ringdichtung

117

Schaltventilanschluss

118

Kolbendichtung

119

Prüfanschluss

120

LED

122

3D-Kamera

124

Platte

126

Durchgangsöffnung

128

Durchgangsöffnung

130

Hochachse

132

Gummipuffer

134

Feder-Dämpfer-Modul

136

Stoßdämpfer

138

Aufnahme

140

Dämpferauge

142

Dämpferauge

144

Bund

146

Zylinder

148

Kolbenstange

150

O-Ring

152

Funktionsmodul

154

Bauteil

156

Oberfläche

158

2/2-Wegeventil

160

2/2-Wegeventil

162

Schalldämpfer

164

Drucksensor

166

Referenzelement

A

Abstand,

TA1

Tragachse

TA2

Tragachse

LA

Liftachse

L

Lifteinrichtung

LFS

Luftfedersteuerung

LS

Lichtstrahl

M1

Mittelpunkt

M2

Mittelpunkt

H

Hebefunktion

S

Senkfunktion

AT

Aktorteil

KT

Kolbenteil

ST

Schlussteil

α

Justierwinkel

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102004038239 A1 [0002]

Claims (9)

1. Luftfeder (34), insbesondere für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, mit einem Luftfederbalg (37), mit einem relativ zu wenigstens einem Teilbereich des Luftfederbalgs (37) bewegbaren Kolben (113), und mit wenigstens einer optischen Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Kolbens relativ zum Luftfederbalg, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassungseinrichtung als 3D-Kamera (42) ausgebildet ist.
2. Luftfedereinheit, insbesondere für eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, mit einer Luftfeder (34), welche einen Luftfederbalg (37), einen relativ zu wenigstens einem Teilbereich des Luftfederbalgs (37) bewegbaren Kolben (113), und wenigstens eine optischen Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Kolbens (113) relativ zum Luftfederbalg (37) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassungseinrichtung als 3D-Kamera (42) ausgebildet ist.
3. Luftfedereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeder (34) eine Abdeckung (35) umfasst, mittels welcher der Federbalg (37) verschlossen ist, wobei die Luftfedereinheit ein Schaltventil (36) umfasst, welches über wenigstens einen Schaltventilanschluss (98) mit einem Luftfederanschluss (99) der Luftfeder (34) fluidisch verbunden ist, und wobei das Schaltventil (36) zumindest mittelbar außenseitig der Abdeckung (35) der Luftfeder (34) angeordnet ist, wobei der Schaltventilanschluss (98) und der in der Abdeckung (35) der Luftfeder (34) vorgesehene Luftfederanschluss (99) zumindest im Wesentlichen in Überdeckung zueinander angeordnet sind.
4. Luftfedereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (36) einen zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbaren Kolben (104) und einen weiteren Schaltventilanschluss (100) aufweist, wobei Luft über die Schaltventilanschlüsse (98, 100) in die Luftfeder (34) einleitbar ist, und wobei der erste Schaltventilanschluss (98) und die Luftfeder (34) mit dem Luftfederanschluss (99) in der Schließstellung des Kolbens (104) von dem weiteren Schaltventilanschluss (100) fluidisch getrennt sind.
5. Luftfedereinheit nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (36) im Bereich des Schaltventilanschlusses (98) mittels einer Dichtung (101) gegenüber der Abdeckung (35) im Bereich des Luftfederanschluss (99) abgedichtet ist.
6. Luftfedereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Schaltventilanschluss (107), insbesondere für einen Sensor (42), mit einem in der Abdeckung (35) der Luftfeder (34) vorgesehenen weiteren Luftfederanschluss (109) zumindest im Wesentlichen in Überdeckung zueinander angeordnet ist.
7. Luftfedereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolbenteil (KT) des Schaltventils (36) aus einer Metalllegierung oder einem Kunststoff gebildet ist. Luftfedereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktorteil (AT) des Schaltventils (36) aus einem Kunststoff gebildet ist.
8. Luftfedereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor, insbesondere ein Drucksensor (40), über eine fluidische Sensorleitung (105) mit dem Schaltventilanschluss (98) verbunden ist.
9. Luftfedereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Schaltventilanschluss (98) ein Anschluss (117) für eine weitere Luftfeder abgezweigt ist.

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