DE3031453A1 - Hoeheneinstellvorrichtung fuer ein fahrzeug - Google Patents
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Description
PATXiN TAN WALTE
DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · D I P L-I N G. W. EITLE · DR.RE R. N Αϊ. K. H O F FMAN N ■ D I PL.-1 NG. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 M 0 N C H E N 81 · TE LE FON (089) 911087 ■ TE LEX 05-29619 (PATH E)
33 848
Tokico Ltd.,
Kawasaki / Japan
Kawasaki / Japan
Höheneinstellvorrichtung für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft Höheneins tellvorrichtur: ^in für ein
Fahrzeug, bei welchen eine Druckluftquelle und eine ." ■ reibvorrichtung
vorhanden sind, wobei letztere Druckluft, voi*
der Druckluftquelle zum Anheben der Fahrzeughöhe erhält und Druckluft beim Absenken der Höhe des Fahrzeugs abgibt.
Die Druckluftquelle umfaßt üblicherweise einen Luftkompressor
und einen Drucklufttank, der die vom Kompressor gelieferte
Druckluft speichert. Der Luftkompressor wird eingeschaltet,
wenn der Druck im Drucklufttank unterhalb eines bestimmten Wertes abfällt und der Betrieb des Luftkompressors ist
beendet, wenn der Druck im Lufttank einen zweiten vorgegebenen Pegel überschreitet, der höher als der erste Pegel ist.
Die Betriebsweise des Luftkompressors erfolgte unabhängig vom Höhenniveau des Fahrzeugs. Ferner ist ein Höhenniveaudetektor
vorgesehen, um die Zufuhr oder die Abgabe von Druckluft in oder aus der Hebevorrichtung zu steuern und eine Entfeuchtungsvorrichtung
liegt zwischen dem Luftkompressor und dem Drucklufttank., um aus der Druckluft im Luftkompressor
Wasser zu entfernen, wobei zur Regenerierung oder- Reaktivie-
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rung der Entfeuchtungsvorrichtung die von der Hebevorrichtung abgegebene Druckluft durch die Entfeuchtungsvorrichtung in
einer Richtung geleitet wird, die entgegengesetzt zur Strömungsrichtung
der im Luftkompressor erzeugten Druckluft ist. Es ist somit das Problem vorhanden, daß, wenn der Druck im
Drucklufttank niedriger als ein vorgegebener Pegel ist, und das Höhenniveau des Fahrzeugs höher als ein vorgegebenes
Höhenniveau ist, die im Luftkompressor erzeugte Druckluft das Bestreben hat, in einer Richtung durch die Entfeuchtungsvorrichtung
zu strömen, während die von der Hebevorrichtung abgegebene Druckluft das Bestreben hat, in entgegengesetzter
Richtung durch die Entfeuchtungsvorrichtung zu strömen. Dabei erfolgt der Betrieb des Luftkompressors in nicht zufriedenstellender
Weise und ferner wird die Druckluft in der Hebevorrichtung nicht zufriedenstellend abgegeben. Infolgedessen
wird der Luftzufuhr- und -abfuhrvorgang erheblich verlängert
und schließlich wird einer dieser Vorgänge unter Erfüllung seiner Aufgabe beendet und anschließend wird der andere
Vorgang abgeschlossen. Daher kann das Höhenniveau des Fahrzeugs nicht in weicher Weise eingestellt werden und es treten
erhebliche Energieverluste und Bewegungsverluste der zugehörigen Elemente auf und die Vorrichtung arbeitet nicht ordnungsgemäß
.
Derartige Erscheinungen treten bei bekannten Höheneinstellvorrichtungen
beim Betrieb des Luftkompressors auf, wenn Fahrgäste das Fahrzeug verlassen oder eine Ladung entnommen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorausgehend aufgeführte
Schwierigkeit zu beseitigen und es wird zu diesem Zweck erfindungsgemäß eine Höheneinstellvorrichtung für ein
Fahrzeug vorgeschlagen, welche einen Luftkompressor sowie eine Hebevorrichtung enthält, die zwischen einem Rahmen und
einer Fahrzeugradachse angeordnet ist und Druckluft vom
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Luftkompressor erhält, um das Höhenniveau des Fahrzeugs
anzuheben, ferner einen Höhendetektor zur Ermittlung des Höhenniveaus des Fahrzeugs,.ein Auslaßventil zur Abgabe
von Druckluft von der Hebevorrichtung bei der Verringerung des Höhenniveaus des Fahrzeugs, eine zwischen der Hebevorrichtung
und dem Luftkompressor und dem Auslaßventil vorgesehene Rohrleitung, durch welche die im Luftkompressor
erzeugte Druckluft in einer Richtung und die von der Hebevorrichtung abgegebene Druckluft in der entgegengesetzten
"Richtung fließt, und eine Steuerschaltung, die ein Ausgangssignal· vom Höhenniveaudetektor erhält und den Betrieb des
Luftkompressors zur Steuerung der Luftströmung in der Rohrleitung überwacht.
Vorzugsweise ist in der Rohrleitung eine Entfeuchtungsvorrichtung vorhanden und es ist ein Druckdetektor vorgesehen,
um den Betrieb des Luftkompressors zu steuern und das Ausgangssignal des Druckdetektors wird in der Steuerschaltung
modifiziert, wenn das Auslaßventil durch das Ausgangssignal des Höhenniveaudetektors geöffnet wird.
Die Erfindung wird anschließend in Verbindung mit einem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer in einer erfir,-dungsgemäßen
Höheneinstellvorrichtung für ein Fahrzeug verwendeten Hebevorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Iioheneinstellvorrich-·
tung für das Fahrzeug und
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer elektrischen Steuerschaltung für die Höheneinstellvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß Fig. 2.
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Die in Fig. 1 dargestellte Hebevorrichtung 4 ist zwischen einer Fahrzeugradachse 5 und einem Rahmen 6 angeordnet
und enthält ein hydropneumatisches Dämpfungselement 7 und eine Luftfederanordnung 8. Die Luftfederanordnung 8
enthält ein Zylinderelenient 13, das mit einer Kolbenstange 11 des Dämpfungselements 7 verbunden ist, um den oberen
Abschnitt des Dämpfungselements 7 zu umgeben, und ein zylindrisches biegsames Element 12., das mit dem Dämpfungselement und dem Zylinderelement 13 -verbunden ist, um zwischen
dem Zylinderelement 13 und dem Dämpfungselement 7
ei'ne Luftkammer 9 zu bilden. Die Kolbenstange 11 ist mit
einem Kolben 10 des Dämpfungselements 7 verbunden und am Rahmen 6 befestigt. Eine Rohrleitung 23 ist an das Zylinderelement
13 angeschlossen, um der Luftkammer beim Vergrößern des Höhenniveaus des Fahrzeugs Druckluft zuzuführen
und bei der Verringerung des Höhenniveaus des Fahrzeugs Druckluft von der Luftkammer 9 abzugeben. Ein Höhenniveaudetektor
15 ist am Dämpfungselement 7 angeordnet, um die Lage
des Kolbens 10 zu erfassen und dadurch die vertikale Stellung des Rahmens 6 gegenüber der Fahrzeugradachse 5
zu ermitteln. Gemäß einer alternativen Ausführungsform
kann der Höhenniveaudetektor 15 am Rahmen 15 befestigt sein,
um die Lage des Dämpfungselements 7 festzustellen. Der
Höhenniveaudetektor 15 erfaßt die Fahrzeughöhe und erzeugt
Ausgangssignale, welche die Höhe nach einem Fahrzeughöhenzustand klassifizieren, der höher als der gewünschte Bereich
des Höhenniveaus des Fahrzeugs ist !entsprechend einem hohen Höhenniveausignal), als mittleren Höhenniveauzustand. (entsprechend
einem mittleren Höhenniveausignal) und als unteren Höhenniveauzustand, der niedriger als der gewünschte
Bereich des Fahrzeugshöhenniveaus ist (entsprechend einem niedrigen Höhenniveausignal).
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Gemäß Fig. 2 enthält die Höheneinstellvorrichtung einen Luftkompressor 1, der als Druckluftquelle arbeitet,
einen Drucklufttank 2 zur Speicherung der im Luftkompressor
erzeugten Druckluft, die Hebevorrichtung 4 und eine Entfeuchtungsvorrichtung 17 zum Entfernen von Wasser aus
der vom Luftkompressor 1 erzeugten Druckluft. Ein Druckdetektor 16 ermittelt den Druck im Drucklufttank 2 und
liefert Ausgangssignale, wenn der Druck im Drucklufttank einen vorgegebenen Pegel überschreitet (entsprechend einem
hohen Drucksignal) oder wenn der Druck unter einem vorgegebenen Pegel liegt, der niedriger als der erstgenannte Pegel
ist (entsprechend einem niedrigen Drucksignal).
Die Entfeuchtungsvorrichtung 17 zur Entfernung von Wasser
in der vom Luftkompressor 1 erzeugten Druckluft umfaßt vorzugsweise ein Filterelement aus wasseranziehendem Werkstoff,
wie beispielsweise Glaswolle. Die Glaswolle kann wirksam im Luftstrom enthaltene Wassertropfen anziehen und das
angezogene Wasser kann abgegeben werden, entgegengesetzt zur Richtung der durch die Entfeuchtungsvorrichtung strömenden
Luft, wodurch das Wasseranziehungsvermögen des Filterelements reaktiviert werden kann.
Ventile 18, 19 und 20 und Rohre 21, 22, 23, 24, 25 und 26
verbinden den Luftkompressor 1, die Entfeuchtungsvorrichtung
17, den Drucklufttank 2 und die Hebevorrichtung 4 gemäß
Fig. 2. Insbesondere wird die im Luftkornpressor 1 erzeugte
Druckluft durch das Rohr 21 zur Entfeuchtungsvorrichtung geleitet und durch Rohre 22 und 24 und das Ventil 19 zum
DrückluftLank 2 geführt oder über Rohre 22 und 23 und das
Ventil 18 unmittelbar zur Hebevorrichtung 4. Die Entfeuchtungsvorrichtung 20 ist über Rohre 25 und 26 mit der Umgebungsatmosphäre
verbunden und das Ventil 20, welches als Auslaßventil arbeitet, das Druckluft von der Hebevorrichtung
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bei Verringerung des Höhenniveaus des Fahrzeugs abgibt und das ferner Wasser ableitet, welches sich in der Entfeuchtungsvorrichtung
17 ansammeln kann und somit das Filterelement in der Entfeuchtungsvorrichtung reaktiviert.
Es wird nunmehr auf das elektrische Steuersystem 30 gemäß Fig. 3 Bezug genommen.
Das Ausgangssignal des Höhenniveaudetektors 15 wird einer
ersten Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 31 zugeführt, die ein Ausgangssignal mit dem Pegel "1", abhängig vom
Höhenniveausignal des Höhenniveaudetektors 15 und ein Ausgangssignal mit dem Pegel "0", abhängig von einem mittleren
und niedrigen Höhenniveausignal des Höhenniveau detektors 15 liefert. Das Ventil 20 wird unmittelbar durch
das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 31 derart gesteuert, daß das Ventil 20 öffnet, wenn der
Signalpegel "1" ist und schließt, wenn der Signalpegel "0" ist. Das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung
31 wird ferner einer ersten ODER-Schaltung 34 als erster Eingang zugeführt sowie zu einer UND-Schaltung 36
als erster Eingang desselben über eine NICHT-Schaltung 35, wie anschließend erläutert wird.
Das Ausgangssignal des Höhenniveaudetektors 15 wird ferner einer zweiten Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 32 zugeführt,
die ein Ausgangssignal mit dem Pegel "1", abhängig von einem hohen Höhenniveausignal des Köhendetektors 15
und ein Ausgangssignal mit dem Pegel "0" in Abhängigkeit von einem mittleren Höhenniveausignal und einem hohen Niveausignal
des Höhenniveaudetektors 15 liefert. Das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 32 wird der ODER-Schaltung
34 als zweites Eingangssignal zugeführt. Das Ventil 18 wird durch die ODER-Schaltung 34 derart gesteuert, daß
das Ventil 18 bei hohem und niedrigem Höhenniveau öffnet
und bei mittlerem Höhenniveau schließt.
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Das im Druckdetektor 16 erzeugte Drucksignal wird einer Drucksignal-Wandlerschaltung 33 zugeführt, die ein Ausgangssignal
mit dem Pegel " 1", abhängig von einem niedrigen Drucksignal des Druckdetektors 16 und ein Ausgangssignal
mit dem Pegel "0" in Abhängigkeit von einem hohen Drucksignal des Detektors 16 liefert. Das Ausgangssignal
der Drucksignal-Wandlerschaltung 33 wird der UND-Schaltung 36 als zweites Eingangssignal zugeführt. Somit ist das
Ausgangssignal der UND-Schaltung 36 nur "1", wenn das Drucksignal der Drucksignal-Wandlerschaltung 33 den Wert
"1" hat und das Höhenniveausignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 31 "0" ist. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung
36 wird zur Steuerung des Luftkompressors 1 in solcher Weise verwendet, daß der Luftkompressor 1 in
Betrieb ist, wenn das Ausgangssignal der UND-Schaltung 3 den Wert "1" aufweist. Somit arbeitet der Luftkompressor
nur, wenn der Druck im Drucklufttank 2 einen niedrigen Druckwert aufweist und sich das Höhenniveau des Fahrzeugs
nicht auf dem hohen Niveau befindet.
Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 36 wird ferner der ODER-Schaltung 37 als zweites Eingangssignal zugeführt
und das Ventil 19 wird durch das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 37 derart gesteuert, daß das Ventil 19 öffnet,
wenn der Druck im Drucklufttank 2 niedrig ist und das Höhenniveau des Fahrzeugs nicht hoch ist und wenn der Druck
im Drucklufttank 2 hoch ist und das Höhenniveau des Fahrzeugs niedrig ist.
Die vorausgehend beschriebene Steuerschaltung und ihre Einzelelemente
können durch jede geeignete, dem Fachmann auf dem Gebiet der .Logikschaltungen bekannte Schaltung ersetzt
werden.
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Es wird nunmehr die in den Zeichnungen dargestellte Höheneinstellvorrichtung
erläutert.
Verringert sich das Höhenniveau des Fahrzeugs und wird vom
Höhenniveau des Detektors 15 ein niedriges Höhenniveausignal erzeugt, so liefert die Höhenniveausignal-Wandlerschaltung
32 ein Ausgangssignal mit dem Pegel "1", so daß das Ausgangssignal mit dem Pegel "1" von der ODER-Schaltung
34 dem Ventil 18 das öffnen des Ventils zugeführt wird.
Das Ventil 20 wird geschlossen gehalten, da die Höhenniveausignal-Wandlerschaltung
31 ein Ausgangssignal mit dem Pegel "0" erzeugt. Das Ausgangssignal der NICHT-Schaltung
35 hat den Pegel "1", jedoch weist, wenn das Ausgangssignal
des Höhenniveaudetektors 15 ein hohes Drucksignal ist, das Ausgangssignal der Drucksignal-Wandlerschaltung 33
den Pegel "0" und das Ausgangssignal der UND-Schaltung 36 den Pegel "0" auf, womit der Luftkompressor 1 nicht in Betrieb
genommen wird. Das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung
32 bringt das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 37 auf den Pegel "1", wodurch das Ventil 19
geöffnet wird. Die im Drucklufttank 2 gespeicherte Druckluft wird über das Ventil 19, das Rohr 24, das Ventil 18 und
das Rohr 23 der Hebevorrichtung 4 zugeführt. Die Zuführung wird aufrechterhalten bis der Höhenniveaudetektor 15 ein
mittleres Höhenniveau ermittelt, wobei das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 31 und 32 "0" Pegel
aufweisen, so daß das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 34 "0" wird, um das Ventil 18 zu schließen. Während der Luftzufuhr
kann der Druck im Drucklufttank 2 unterhalb des vorgegebenen
niedrigen Druckpegels abfallen, wobei dann das Ausgangssignal der Drucksignal-Wandlerschaltung "1" wird,
womit das Ausgangssignal der UND-Schaltung 36 in "1" geändert wird, um den Luftkompressor 1 zu betätigen, womit die Ventile
18 und 19 geöffnet sind und die im L.uftkompressor 1
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erzeugte Druckluft sowohl in den Drucklufttank 2 als auch
in die Hebevorrichtung 4 geleitet wird. Erreicht das Höhenniveau des Fahrzeugs ein mittleres Höhenniveau, so schließt
das Ventil 18 und die Zuführung von Druckluft erfolgt nur in den Drucklufttank 2. Erreicht der Druck im Drucklufttank
2 einen hohen Druckpegel, so wird der Betrieb des Luftkompressors 1 beendet.
Wird das Höhenniveau des Fahrzeugs vergrößert, indem beispielsweise
eine Ladung entnommen wird, so wird vom Höhenniveaudetektor 15 ein Höhenniveausignal abgegeben, wobei
das Ausgangssignal mit dem Pegel "1" von der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 31 zur Öffnung der Ventil 18 und 20
erzeugt wird. Die Druckluft in der Hebevorrichtung 4 wird über die Ventile 18 und 20, die Rohre 23, 22, 25 und 26
und die Entfeuchtungsvorrichtung 17 zur Atmosphäre abgelassen. Die Entlastung wird fortgesetzt, bis die Höhe des Fahrzeugs
sich auf das mittlere Höhenniveau verringert und das Ventil 20 wird durch die Höhenniveausignal-Wandlerschaltung 31 geschlossen.
Ist das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung
31 auf dem Pegel "1", so wird das Ausgangssignal· der NICHT-Schaltung 35 und entsprechend der Schaltung
36 auf "0" gehalten und der Luftkompressor 1 wird nicht betätigt. Da ferner das Ausgangssignal der Höhenniveausignal-Wandlerschaltung
33 ebenfalls "0" ist, wird das Ausgangssignai der ODER-Schaltung 37 den Wert "0" aufweisen, so daß
das Ventil 19 im geschlossenen Zustand gehalten wird.
Daher wird das Ablassen von Druckluft nicht gleichzeitig mit dem Druckluftzufuhrvorgang vorgenommen und die Vorgänge
können weich durchgeführt werden und die Höheneinstellung kann leicht und schnell erfolgen.
Wie vorausgehend beschrieben wurde, wird der Betrieb des Luftkompressors sowohl durch den Druck im Drucklufttank
und das Höhenniveau dos Fahrzeugs erfindungsgemäß gesteuert,
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so daß die Zufuhr von Druckluft und der Ablaßvorgang wirksam vorgenommen werden können und die Höhenniveaueinstellung
zuverlässig durchgeführt wirdi
Bei der beschriebenen Ausführungsform ermittelt der Druckdetektor 16 den Druck im Drucklufttank 2 und sein niedriges
Drucksignal· wird dazu verwendet, den Luftkompressor zu betätigen, wenn ein mittleres oder niedriges Höhenniveau des
Fahrzeugs vorliegt, während der Betrieb des Luftkompressors beendet wird, wenn der Druck im Drucklufttank den niedrigen
Druckpegel überschreitet. Jedoch können der Druckdetektor und die zugeordneten Steuerschaltungen derart abgeändert werden,
.daß der Betrieb des Luftkompressors bei niedrigem und mittlerem Druckwert aufrechterhalten wird, wenn sich das Höhenniveau
des Fahrzeugs auf dem niedrigen oder mittleren Niveau befindet und der Betrieb des Luftkompressors beendet wird,
wenn der Druck im Drucklufttank den hohen Druckpegel erreicht oder das Höhenniveau des Fahrzeugs das hohe Höhenniveau
erreicht.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Höheneinstellvorrichtung
für ein Fahrzeug, die einen Luftkompressor aufweist, einen Drucklufttank zur Speicherung der im Luftkompressor
erzeugten Druckluft, eine zwischen dem Luftkompressor
und dem Drucklufttank liegende Entfeuchtungsvorrichtung und eine Hebevorrichtung zur Erhöhung oder zum Absenken des Höhenniveaus
des Fahrzeugs und zur Aufnahme von Druckluft vom Drucklufttank oder vom Luftkompressor beim Anheben des Höhenniveaus
des Fahrzeugs und zur Abgabe von Druckluft hieraus über die Entfeuchtungsvorrichtung zur Atmosphäre bei Verringerung
des Höhenniveaus des Fahrzeugs. Dabei.ist ein Druckdetektor zur Erfassung des Drucks im Drucklufttank vorgesehen, ein
Höhenniveaudetektor zur Ermittlung des Höhenniveaus des Fahrzeugs und eine Steuerschaltung, die mit dem Druckdetektor und
dem Höhenniveaudetektor verbunden ist, um den Betrieb der
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Hebevorrichtung abhängig vom Ausgangssignal des Höhenniveaudetektors
und des Luftkompressors im Einklang mit den AusgangsSignalen des Druckdetektors und des Höhenniveaudetektors
zu steuern.
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Claims (4)
1. Höheneinstellvorrichtung für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch einen Luftkompressor
(1), eine Hebevorrichtung (4), die zwischen einem Rahmen (6) und einer Fahrzeugradachse (5) des Fahrzeugs
angeordnet ist und Druckluft vom Luftkompressor zur Erhöhung des Höhenniveaus des Fahrzeugs erhält,
einen Höhenniveaudetektor (15) zur Erfassung des
Höhenniveaus des Fahrzeugs, ein Auslaßventil (20) ■ zur Abgabe von Druckluft von der Hebevorrichtung bei Verringerung
des Höhenniveaus des Fahrzeugs, eine zwischen Hebevorrichtung, Luftkompressor und Auslaßventil vorhandene
Rohranordnung, durch welche die im Luftkompressor erzeugte Druckluft in einer Richtung und das von der
Hebevorrichtung abgegebene Druckgas in der anderen Richtung strömt und eine Steuerschaltung, die das Ausgangssignal
des Höhenniveaudetektors empfängt und den Betrieb des
Luftkompressors zur Überwachung der Strömung i3i der
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Rohranordnung steuert.
2. Höheneinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohranordnung
eine Entfeuchtungsvorrichtung (17) enthält.
3. HöheneinStellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß ein Druckdetektor (16) zur Steuerung des Betriebs des Luftkompressors
(1) vorgesehen ist und das Ausgangssignal des Druckdetektors in der Steuerschaltung abgeändert wird, wenn das Auslaßventil
(20) durch das Ausgangssignal des Höhenniveaudetektors
(15) geöffnet wird.
4. Höheneinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung eine kombinierte Luftfederanordnung und ein hydraulisches
Dämpfungselement ist.
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