DE19940038B4 - Niveauregeleinrichtung - Google Patents
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Abstract
Niveauregeleinrichtung für ein Fahrzeug mit Luftfedern, mit folgenden Merkmalen:
a) einer Druckmittelquelle zum Auffüllen der Luftfedern mit Luft;
b) einer Ventileinrichtung zur Regelung des Niveaus, mit der die Luftfedern mit der Druckmittelquelle oder mit der Atmosphäre verbindbar sind;
c) die Ventileinrichtung weist ein Restdruck-Halteventil und ein Wegeventil auf;
d) das Restdruck-Halteventil besteht aus einem Gehäuse, das einen Anschluß für eine Luftfeder aufweist und in dessen Gehäuseboden ein Ventilanschluß mit einem in das Innere des Gehäuses zeigenden Ventilsitz angeordnet ist, wobei ein Ventilkörper in Schließrichtung auf den Ventilsitz mit dem Druck der Luftfeder und der Kraft einer Ventilschließfeder beaufschlagt und in Öffnungsrichtung durch einen Haltemagneten von dem Ventilsitz abhebbar ist;
e) einem Drucksensor;
dadurch gekennzeichnet, daß
f) der Ventilkörper als Ventilteller (14) ausgebildet ist und auf der dem Ventilsitz abgekehrten Rückseite eine Aufnahme für die Ventilschließfeder (15) aufweist; g) das Gehäuse (13) des Restdruck-Halteventils...
a) einer Druckmittelquelle zum Auffüllen der Luftfedern mit Luft;
b) einer Ventileinrichtung zur Regelung des Niveaus, mit der die Luftfedern mit der Druckmittelquelle oder mit der Atmosphäre verbindbar sind;
c) die Ventileinrichtung weist ein Restdruck-Halteventil und ein Wegeventil auf;
d) das Restdruck-Halteventil besteht aus einem Gehäuse, das einen Anschluß für eine Luftfeder aufweist und in dessen Gehäuseboden ein Ventilanschluß mit einem in das Innere des Gehäuses zeigenden Ventilsitz angeordnet ist, wobei ein Ventilkörper in Schließrichtung auf den Ventilsitz mit dem Druck der Luftfeder und der Kraft einer Ventilschließfeder beaufschlagt und in Öffnungsrichtung durch einen Haltemagneten von dem Ventilsitz abhebbar ist;
e) einem Drucksensor;
dadurch gekennzeichnet, daß
f) der Ventilkörper als Ventilteller (14) ausgebildet ist und auf der dem Ventilsitz abgekehrten Rückseite eine Aufnahme für die Ventilschließfeder (15) aufweist; g) das Gehäuse (13) des Restdruck-Halteventils...
Description
- Die Erfindung betrifft eine Niveauregeleinrichtung mit Restdruck-Halteventil, insbesondere für luftgefederte Fahrzeuge bzw. Luftfedern dieser Fahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Beim Einsatz von Luftfedern in Niveauregeleinrichtungen ergibt sich oft das Problem, daß durch von der zu tragenden Last ausgehenden Vibrationen auf die Luftfeder bzw. auf die Steuerventile ein Druck wirkt, der höher ist als der, der aus dem die Anlage versorgenden Druckluftnetz ansteht. Dadurch kann es zum Abheben der Ventilsitze in den Steuerventilen kommen, was zu unkontrolliertem Absenken der zu tragenden Last führt. Sitzventile werden bei Luftfedern eingesetzt, um eine optimale Dichte des gesamten Systems zu erreichten. Die oben geschilderte Situation ergibt sich bei allen luftgefederten, dynamischen Einrichtungen, insbesondere bei luftgefederten Achsen und Einzelradfederungen in straßen- und schienengebundenen Fahrzeugen oder bei luftgefederten Passagiersitzen oder Fahrzeugkabinen. Daneben werden die oben geschilderten Niveauregeleinrichtungen in modernen Fahrzeugen zunehmend in der Hinterachse angeordnet. Es werden auch Einzelradaufhängungen mit einer Niveauregeleinrichtung ausgestattet, da diese unabhängig von der Beladung des Fahrzeugs eine exakte Höhenregelung der Fahrzeugkarosserie zuläßt. Von modernen Niveauregeleinrichtungen wird verlangt, daß sie über eine Quersperreinrichtung verfügen, mit der eine Wankstabilisierung, beispielsweise von Fahrzeugen bei Kurvenfahrten, erreicht werden kann.
- Aus der
DE 195 28 852 A1 ist eine Niveauregeleinrichtung bekannt, deren Quersperreneinrichtung kein individuelles Be- und Entlüften der Luftfeder zuläßt. Da hier der in der Luftfe der anstehende Druck vom Magnetventil gehalten wird, ist eine relativ groß dimensionierte Magnetspule erforderlich. - Die
DE 198 18 496 A1 beschreibt eine Quersperreinrichtung, die jedoch nur passiv arbeitet und nicht ansteuerbar ist. - Aus der gattungsbildenden
DE 39 17 458 A1 läßt sich schließlich eine Niveauregeleinrichtung entnehmen, bei der drei Magnetspulen eingesetzt werden, um das Niveau zu heben, zu senken oder zu halten. Die hier beschriebene Niveauregeleinrichtung stellt keine integrierte Einheit dar. Sie ist aufwendig in der Konstruktion, baut schwer und arbeitet relativ langsam. - In der Sonderausgabe der Fachzeitschrift ATZ/ MTZ "Die neue S-Klasse", 1998, S. 154-159 ist eine Luftfederungsanlage mit einer zentralen Ventileinheit zum Zuführen oder Ablassen komprimierter Luft beschrieben. Der in der Ventileinheit angeordnete Drucksensor kann jeweils nur für ein Federbein den Druck messen bzw. kontrollieren. Der im Federbein definierte Fülldruck wird über ein zusätzliches Restdruckhalteventil gehalten. Durch die Ausgestaltung der Anlage mit einer zentralen Ventileinheit sind lange Druckluftleitungen erforderlich. Es ergeben sich relativ lange Be- und Entlüftungszeiten. Die Magnetventilsitze werden direkt abgedichtet. Durch dynamisch bedingte Druckbedingungen aufgrund des Einfederns der Luftfedern wirkt ein sehr hoher Druck auf die Ventilsitze, was zur Folge hat, daß die diesem hohen Druck adäquat entgegenzusetzenden Magnetspulen so ausgelegt werden müssen, daß sie sehr groß und schwer werden und damit auch sehr viel Leistung verbrauchen. Dies bringt insbesondere bei Kraftfahrzeugen sehr große Nachteile mit sich.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niveauregeleinrichtung vorzuschlagen, in der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder stark verringert werden mit dem Ziel, eine preiswerte, als integrierte Einheit gestaltete Niveauregeleinrichtung zu schaffen.
- Die Aufgabe wird gelöst mit einer Niveauregeleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
- Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die von der dort integrierten elektrischen Betätigungseinrichtung zu erbringende Kraft zum Öffnen des Ventils vollkommen unabhängig vom an der Luftfeder anstehenden Luftdruck, was den großen Vorteil hat, daß die Magnet ventile klein gebaut werden können, wobei gleichzeitig der Durchlaßquerschnitt für die Luftführung groß bleiben kann.
- Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die als Integralmodul ausführbare erfindungsgemäße Einrichtung im Kolben einer Luftfeder oder an einem Federbein montierbar und einsetzbar ist. Vorteilhafterweise wird das steuerbare Restdruckhalteventil von einem Computerprogramm gesteuert.
- In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Magnetventil ohne Aufwand sehr leicht vom Restdruckhalteventil zu demontieren, wenn Reparatur- oder Inspektionseinsätze erforderlich sind. Die direkte Versorgung der erfindungsgemäßen Einrichtung am Einsatzort mit Druckluft und über Steuerleitungen übermittelte Steuersignale führt in vorteilhafter Weise zu dem positiven Effekt, daß bei direktem Einbau an einer Luftfeder oder am Federbein ein sehr schnelles Be- und Entlüften der Luftfedern möglich ist. Da aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung weniger pneumatische Leitungen erforderlich sind, lassen sich hier entscheidende Kosten einsparen. Wie oben schon angedeutet, lassen sich weitere Kosten sparen durch Einsatz aufgrund der Erfindung möglicher gegenüber dem Stand der Technik kleinerer Magnetventile. Ebenso lassen sich vorteilhafterweise die beim Stand der Technik eingesetzte zentral angeordnete Zentralventileinheit auf dem Druckluftkompressor sowie das Restdruckhalteventil einsparen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Niveauregeleinrichtung die Entlüftungs- und/oder Belüftungseinrichtung der Luftfeder direkt am Integralmodul angeordnet. Dadurch kann die Luftfeder direkt über das Integrationsmodul an die Atmosphäre extrem schnell entlüftet werden. Lange Leitungen zum Ventilauslaß entfallen ebenfalls.
- Um insbesondere den nicht sachkundigen, unvorsichtigen Umgang mit Luftfedern von Fahrzeugen zu verhindern, ist es in einer anderen Weiterbildung der Erfindung von Vorteil, wenn die Niveauregeleinrichtung so ausgebildet ist, daß das Gehäuse des Restdruck-Halteventils mit einer Luftfeder unlösbar verbunden ist. Um die Integralbauweise einer Luftfeder oder eines Federbeins insbesondere zur Verringerung von Bauteilen und damit auch Bauraum zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn sie/es ein integriertes, insbesondere ultraschallgesteuertes inneres Wegmeßsystem zur Bestimmung des Federweges aufweist.
- Da jedes luftgefederte Fahrzeug aufgrund seiner individuellen Eigenschaften, wie z. B. Einbaugeometrie, Gewicht, Bremsverhalten, Fahrwerk etc. eine andere Verhaltensweise seiner Luftfedern erforderlich macht, ist es nach dem Stand der Technik notwendig, für jedes Fahrzeug eine individuelle Luftfeder vorzusehen. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Niveauregeleinrichtung so ausgebildet werden, daß das Restdruck-Halteventil (
20 ) mit einem. Computer verbunden und entsprechend der individuellen Charakteristik eines Fahrzeugs über ein Computerprogramm steuerbar ist. Es können also gleiche Federbeine in großer Stückzahl hergestellt und durch Einsatz einer Computersteuerung fahrzeugspezifisch "individualisiert" werden Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. - Um die Erfindung detailliert zu erklären, wird sie anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfe-nahme der folgenden Zeichnung beschrieben.
-
1 zeigt schematisch die Anordnung einer erfindungsgemäßen Einrichtung im Zusammenhang mit einer luftgefederten Hinterachs-Federung eines Fahrzeuges. -
2 zeigt schematisch ein Beispiel einer Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung bei Einzelradfederungen eines Kraftfahrzeuges. -
3 zeigt schematisch die Schaltanordnung eines steuerbaren Niveauregeleinrichtung, die direkt an einer Luftfeder angeordnet ist. -
4 zeigt in schematischer Darstellung im Schnitt den Aufbau einer steuerbaren Niveauregeleinrichtung. - Bei allen in den
1 bis4 gezeigten Ausführungsbeispielen wird ein 3/2-Wege-Magnetventil 8 eingesetzt, das stromlos geschlossen ist. Ein in der erfindungsgemäßen Einrichtung eingesetzter Haltemagnet9 ist stromlos magnetisch nahezu neutral. - Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung insbesondere unter Bezugnahme auf Details der in den
3 und4 skizzierten Darstellungen beschrieben. - Die erfindungsgemäßen Einrichtung wird beispielsweise in der in
4 schematisch dargestellten Art und Weise ausgeführt, wobei, wie in3 gut zu erkennen ist, das steuerbare Restdruckhalteventil20 über einen Anschluß A direkt an einer Luftfeder2 montiert ist, die beispielsweise in einer Hinterachs- oder Einzelradfederung (1 und2 ) eines Fahrzeugs eingebaut ist. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausgeführt wurde, soll eine Niveauregeleinrichtung prinzipiell drei Funktionen erfüllen, nämlich "Niveau halten", "Niveau heben" und "Niveau senken". - Soll das Niveau gehalten werden, sind das 3/2-Wege-Magnetventil 8 und der Haltemagnet
9 stromlos. Damit bleibt eine Dichtscheibe14 , die auf einem Sitz18 des Restdruckhalteventils20 über eine dazwischen gelegte elastische Dichtung aufsitzt, unter der Wirkung einer Schraubenfeder15 sowie des in der Luftfeder2 anstehenden Druckes dicht gehalten. - Soll das Niveau der Luftfeder
2 gehoben werden, d.h., soll der Druck im Luftfederbalg erhöht werden, wird auf das 3/2-Wegeventil8 Strom gegeben, so daß aus einer Druckluftquelle P Druckluft unter dem Sitz18 der Dichtscheibe14 in die Luftfeder2 strömt. Sofern gleichzeitig der Haltemagnet9 erregt wird, wird durch das darin erzeugte Magnetfeld die Dichtscheibe 14 vom Haltemagnet9 angezogen und damit vom Sitz18 entfernt. Druckluft strömt von der Druckluftquelle P zur und in die Luftfeder2 : Die Last wird angehoben. Der Niveauhebevorgang wird abgeschlossen, wenn das 3/2-Wegeventil8 und der Haltemagnet9 wieder stromlos geschaltet werden. Dann nämlich drückt die Feder15 die Dichtscheibe14 wieder auf den Sitz18 , und die in der Luftfeder2 bzw. dem damit kommunizierenden Raum zwischen Haltemagnet und Dichtscheibe14 unterstützt den dichten Sitz zwischen Dichtscheibe und Ventilsitz18 . - Soll das Niveau der Niveauregeleinrichtung abgesenkt werden, wird nur der Haltemagnet
9 , nicht jedoch das 3/2-Wegeventil8 erregt, so daß sich die Dichtscheibe14 gegen den Druck der Feder15 vom Sitz18 löst (die Dichtscheibe14 wird vom durch den Haltemagnet9 aufgebauten Magnetfeld angezogen), und die Druckluft aus der Luftfeder2 strömt über das stromlos geschaltete 3/2-Wegeventil8 über dessen Entlüftungsablaßöffnung E in die Umgebung ab. - Die hier beispielhaft beschriebene Version eines steuerbaren Restdruckhalteventils
20 wird als dreiteilige Baugruppe mit drei in einem Integralmodul IM zusammengehaltenen Komponeneten vorgeschlagen. Hierbei bilden der Haltemagnet9 in einem Gehäuse13 mit einem Drucksensor10 eine erste Komponente, die fest auf der Luftfeder2 montiert ist. Damit wird eine aus dem Stand der Technik bekannte Restdruckhalteventil-Funktion ersetzt. - Dem Gehäuse
13 ist ein Wegeventilträger1 als zweite Komponente zugeordnet, der das 3/2-Wegeventil8 trägt. Diese zweite Komponente ist zusammen mit der oben beschriebenen ersten Komponente bestehend aus Haltemagnet9 , Gehäuse13 und Drucksensor10 wiederum mit einer dritten Komponenete, einer Leiterplatte11 verbunden und mit dieser für evtl. Reparaturen und dgl. vorzugsweise lösbar verbunden. Die Demontage ist sogar bei in der Luftfeder 2 anstehendem Druck möglich, da dieser, auch gesichert durch die Kraft der Feder15 , die Dichtscheibe14 fest und dicht gegen den Ventilsitz18 drückt, so daß bei abgenommener Leiterplatte11 keine Druckluft aus der Luftfeder2 ausströmen kann. Vorteilhafterweise sind die Luftfeder2 , das 3/2-Wegeventil8 , der Haltemagnet9 und der Drucksensor10 gemeinsam über Druckluft- , Strom- und Signalleitungen und -anschlüsse entsprechend versorgt und beispielsweise über einen Stecker12 sowie ein elektrische Leitungen7 mit einem (nicht gezeigten) Mikrocomputer verbunden, in dem ein Computerprogramm in bekannter Weise je nach Wunscheinstellung des Betreibers die Niveauregeleinrichtung steuert. Die Druckluftversorgung geschieht über eine Druckluftleitung6 , die z. B. mittels einer Steckverschraubung im Anschluß P angebracht wird. Vorzugsweise ist ein Druckluftabgang vom Gehäuse13 zur Luftfeder2 als Festverbindung, d.h. ohne Verschraubung, ausgeführt.
Claims (5)
- Niveauregeleinrichtung für ein Fahrzeug mit Luftfedern, mit folgenden Merkmalen: a) einer Druckmittelquelle zum Auffüllen der Luftfedern mit Luft; b) einer Ventileinrichtung zur Regelung des Niveaus, mit der die Luftfedern mit der Druckmittelquelle oder mit der Atmosphäre verbindbar sind; c) die Ventileinrichtung weist ein Restdruck-Halteventil und ein Wegeventil auf; d) das Restdruck-Halteventil besteht aus einem Gehäuse, das einen Anschluß für eine Luftfeder aufweist und in dessen Gehäuseboden ein Ventilanschluß mit einem in das Innere des Gehäuses zeigenden Ventilsitz angeordnet ist, wobei ein Ventilkörper in Schließrichtung auf den Ventilsitz mit dem Druck der Luftfeder und der Kraft einer Ventilschließfeder beaufschlagt und in Öffnungsrichtung durch einen Haltemagneten von dem Ventilsitz abhebbar ist; e) einem Drucksensor; dadurch gekennzeichnet, daß f) der Ventilkörper als Ventilteller (
14 ) ausgebildet ist und auf der dem Ventilsitz abgekehrten Rückseite eine Aufnahme für die Ventilschließfeder (15 ) aufweist; g) das Gehäuse (13 ) des Restdruck-Halteventils (20 ) topfförmig ausgebildet und von einem Haltemagneten (9 ) dicht verschlossen ist, gegen den sich die Ventilschließfeder (15 ) abstützt, und eine Öffnung zum Anschluß des Drucksensors (10 ) aufweist; h) am Gehäuse (13 ) ein Wegeventilträger (1 ) als zweite Komponente angeordnet ist, wobei die Anschlußöffnung für das Wegeventil dem Ventilanschluß mit dem in das Innere des Gehäuses zeigenden Ventilsitz zugeordnet ist und das Wegeventil als 3/2-Wegeventil (8 ) ausgebildet ist; und i) das Gehäuse ( li) zusammen mit dem Wegeventilträger (1 ) mit einer Leiterplatte (11 ) als dritter Komponente verbunden ist, die den Drucksensor (10 ) trägt und die Druckluft-, Strom- und Signalleitungsanschlüsse (P ;12 ) für die Versorgung der Luftfeder (2 ), des 3/2-Wegeventils (8), des Haltemagneten (9 ) und des Drucksensors (10 ) aufweist. - Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Komponente (Leiterplatte (
11 )) lösbar an den beiden anderen Komponenten angebracht ist. - Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungs- und Belüftungseinrichtung der Luftfeder (
2 ) direkt am Gehäuse (13 ) des Restdruck-Halteventils (20 ) angeordnet ist. - Niveauregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiterplatte (
11 ) ein Anschluß vorgesehen ist, um die Leiterplatte (11 ) über einen Stecker (12 ) mit einem Computer zu verbinden. - Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
13 ) des Restdruck-Halteventils (20 ) mit der Luftfeder (2 ) unlösbar verbunden ist.
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DE1999140038 DE19940038B4 (de) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Niveauregeleinrichtung |
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DE19940038A1 DE19940038A1 (de) | 2001-07-12 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
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- 1999-08-24 DE DE1999140038 patent/DE19940038B4/de not_active Expired - Lifetime
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