DE10353416A1

DE10353416A1 - Zentral geregeltes Luftfedersystem

Info

Publication number: DE10353416A1
Application number: DE10353416A
Authority: DE
Inventors: Karsten Dipl.-Ing. Klatt; Michael Dipl.-Ing. Dr. Bruder; Karl-Heinz Dr. Krause; Michail Dr. Rabkin; Jürgen Dr. Stangenberg; Thorsten Dipl.-Math. Brüger; Dieter Ehlbeck
Original assignee: Intech Thueringen GmbH
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2003-11-15
Publication date: 2004-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zentral geregeltes Luftfedersystem für Straßenfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, sowie für Schienenfahrzeuge, bestehend wenigstens aus: DOLLAR A - einer Anordnung von mindestens vier Luftfedern (1, 2, 3, 4), die in einem Straßenfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, als Federung sowie innerhalb eines Waggons eines Schienenfahrzeuges als Sekundärfederung dienen; DOLLAR A - einer Vorsorgungsleitung für die Luftfedern (1, 2, 3, 4) zur Druckluftzufuhr (21); DOLLAR A - einem Drucksensor (9, 10, 11, 12) und Wegsensor (13, 14, 15, 16), die jeweils in, an oder in der Nähe der zugehörigen Luftfeder (1, 2, 3, 4) angebracht sind; DOLLAR A - einem Steuerventil für jede Luftfeder (1, 2, 3, 4), wobei das Steuerventil in Form eines Einzelventils oder insbesondere Ventilblockes (5, 6, 7, 8) elektrisch steuerbar ist; DOLLAR A - einer elektronischen Zentraleinheit (23), die die Sensorsignale erfasst, verknüpft und Steuersignale an die Steuerventile ausgibt; sowie DOLLAR A - einer Verkabelung der Druck- und Wegsensoren sowie Steuerventile mit der Zentraleinheit (23).

Description

Die Erfindung betrifft ein zentral geregeltes Luftfedersystem für Straßenfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge (z.B. LKW, Bus), sowie für Schienenfahrzeuge. In Bezug auf den Stand der Technik derartiger Luftfedersysteme wird insbesondere auf die Offenlegungsschrift DE 101 10 878 A1 verwiesen.
Die heute gebräuchliche Luftfederung sowohl bei Schienenfahrzeugen als auch bei Straßenfahrzeugen besitzt in der Regel mechanisch betätigte Steuerventile für jede einzelne Luftfeder bzw. für Gruppen von Luftfedern. Diese Ventile tasten über ein Gestänge mit Umlenkmechanik die Höhenänderungen zwischen Drehgestell bzw. Achse und dem Wagenaufbau ab. Bei Abweichungen vom gewünschten Wert werden die angeschalteten Luftfedern zielgerichtet so be- oder entlüftet, dass sich das gewünschte Niveau des Wagenaufbaus wieder einstellt.
Nachteilig bei diesen mechanischen Varianten ist die Nichtbeachtung der Verkopplung der Luftfedern über den Wagenaufbau und daraus resultierend insbesondere hoher konstruktiver und Justageaufwand, ferner keine betriebsmäßigen Überwachungsmöglichkeiten sowie hoher Luftverbrauch.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zentral geregeltes Luftfedersystem bereitzustellen, bei der alle Luftfedern gleichzeitig unter Beachtung der über den Wagenaufbau gegebenen Verkopplungen so gesteuert wird, dass das gewünschte Niveau des Wagenaufbaus innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen bleibt. Darüber hinaus sind Erhöhung der Sicherheit, statische Auswertbarkeit des Fahrzeugverhaltens, präzisere Regelung des Wagenaufbauniveaus auch abhängig vom Bewegungszustand des Fahrzeuges sowie Minderung der Radlastdifferenzen zu realisieren.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß Patentanspruch 1 durch ein Luftfedersystem, das wenigstens aus folgenden Bauteilen besteht:

– einer Anordnung von mindestens vier Luftfedern, die in einem Straßenfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, als Federung sowie innerhalb eines Waggons eines Schienenfahrzeuges als Sekundärfederung dienen;
– einer Vorsorgungsleitung für die Luftfedern zur Druckluftzufuhr;
– einem Drucksensor und Wegsensor, die jeweils in, an oder in der Nähe der zugehörigen Luftfeder angebracht sind;
– einem Steuerventil für jede Luftfeder, wobei das Steuerventil in Form eines Einzelventils oder insbesondere Ventilblockes elektrisch steuerbar ist;
– einer elektronischen Zentraleinheit, die die Sensorsignale erfasst, verknüpft und Steuersignale an die Steuerventile ausgibt; sowie
– einer Verkabelung der Druck- und Wegsensoren sowie Steuerventile mit der Zentraleinheit.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 genannt.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf ein Blockschema erläutert.
Das zentral geregelte Luftfedersystem umfasst vier Luftfedern 1, 2, 3 und 4, wobei jeweils in an oder in der Nähe (hier dargestellt) ein Drucksensor 9, 10, 11 und 12 sowie ein Wegsensor 13, 14, 15 und 16 angebracht sind.
Jede Luftfeder ist mit einem Steuerventil, das elektrisch steuerbar ist, verbunden, das insbesondere als Ventilblock 5, 6, 7 und 8 ausgebildet ist. Die Steuerventile sind vorzugsweise jeweils mit einem Schalldämpfer 17, 18, 19 und 20 versehen.
Die Versorgungsleitung für die Druckluftzufuhr 21 ist mit einem Absperrventil 22 ausgestattet.
Die elektronische Zentraleinheit 23 erfasst und verknüpft die Sensorsignale und gibt dabei Steuersignale an die Steuerventile aus. Die Zentraleinheit kommuniziert über eine Datenübertragungsschnittstelle mit einem übergeordneten Bordrechner. Die Zentraleinheit ist ferner festverdrahtet, PC-basierend, eine speicherprogrammierte Steuerung (SPS) oder ein Mikrocontrollersystem.
Mit diesem neuartigen zentral geregelten Luftfedersystem werden die bei der Niveauregelung auftretenden Radlastdifferenzen vermindert. Somit ist eine nahezu gleichmäßige Verteilung der Last auf die Räder erreichbar.

1: Luftfeder
2: Luftfeder
3: Luftfeder
4: Luftfeder
5: Ventilblock
6: Ventilblock
7: Ventilblock
8: Ventilblock
9: Drucksensor
10: Drucksensor
11: Drucksensor
12: Drucksensor
13: Wegsensor
14: Wegsensor
15: Wegsensor
16: Wegsensor
17: Schalldämpfer
18: Schalldämpfer
19: Schalldämpfer
20: Schalldämpfer
21: Druckluftzufuhr
22: Absperrventil
23: Elektronische Zentraleinheit

Claims

Zentral geregeltes Luftfedersystem für Straßenfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, sowie für Schienenfahrzeuge, bestehend wenigstens aus: – einer Anordnung von mindestens vier Luftfedern (1, 2, 3, 4), die in einem Straßenfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, als Federung sowie innerhalb eines Waggons eines Schienenfahrzeuges als Sekundärfederung dienen; – einer Vorsorgungsleitung für die Luftfedern (1, 2, 3, 4) zur Druckluftzufuhr (21); – einem Drucksensor (9, 10, 11, 12) und Wegsensor (13, 14, 15, 16), die jeweils in, an oder in der Nähe der zugehörigen Luftfeder (1, 2, 3, 4) angebracht sind; – einem Steuerventil für jede Luftfeder (1, 2, 3, 4), wobei das Steuerventil in Form eines Einzelventiles oder insbesondere Ventilblockes (5, 6, 7, 8) elektrisch steuerbar ist; – einer elektronischen Zentraleinheit (23), die die Sensorsignale erfasst, verknüpft und Steuersignale an die Steuerventile ausgibt; sowie – einer Verkabelung der Druck- und Wegsensoren sowie Steuerventile mit der Zentraleinheit (23).
Luftfedersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile Schaltventile sind.
Luftfedersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile kontinuierlich steuerbar sind.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung zwischen den Druck- und Wegsensoren (9 bis 16) und der Zentraleinheit (23) und/oder zwischen der Zentraleinheit und den Steuerventilen über Lichtleiterkabel oder nicht drahtgebundene Kommunikationsmedien realisiert ist.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (23) über eine Datenübertragungsschnittstelle mit einem übergeordneten Bordrechner kommuniziert.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Beladungsaustausch des Fahrzeuges kontinuierlich erfasst und zu Auswertungszwecken herangezogen wird, beispielsweise Warnung bei zu ungleichmäßiger Beladung, Warnung vor Überbeladung, Visualisierung der aktuellen Schwerpunktslage.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Niveauregelung auftretenden Radlastdifferenzen vermindert werden und somit eine nahezu gleichmäßige Verteilung der Last auf die Räder erreichbar ist.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (23) festverdrahtet, PC-basierend, eine speicherprogrammierte Steuerung (SPS) oder ein Mikrocontrollersystem ist.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile jeweils mit einem Schalldämpfer (17, 18, 19, 20) versehen sind.
Luftfedersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung für die Druckluftzufuhr (21) mit einem Absperrventil (22) versehen ist.