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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Liftachsventil zum Steuern der Liftachsfunktionen
eines Fahrzeugs mit mehreren Hinterachsen nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Gattungsgemäße Liftachsventile
erfüllen üblicherweise
mehrere Funktionen, nämlich
einerseits ein Anheben der Liftachse, wenn die Belastung des Fahrzeugs
so gering ist, daß die
Last allein von der Antriebsachse übernommen wird, andererseits
ein Absenken der Liftachse, falls die Last über den für die Antriebsachse zulässigen Lastanteil
hinausgeht und schließlich
die Funktion der Traktionsoptimierung, bei der die Einstellung der
Lastverteilung zwischen Antriebsachse und Liftachse derart vorgenommen
wird, daß die
Antriebsachse stets am maximal zulässigen Lastwert und damit im
Bereich optimaler Traktion gefahren wird; dazu zählt auch die Funktion der Anfahrhilfe,
bei der die Antriebsachse kurzzeitig überlastet wird, um auf glattem
oder schlecht greifendem Untergrund den Anfahrvorgang zu erleichtern.
Für diese Funktionen
ist jeweils ein einzustellender Druck in den ein Luftpolster zwischen
der Antriebsachse und dem Fahrzeugaufbau bildenden Tragbälgen der
Antriebsachse, in den ein Luftpolster zwischen der Liftachse und
dem Fahrzeugaufbau bildenden Tragbälgen der Liftachse und dem
zum Anheben der Liftachse dienenden Hubbalg erforderlich.
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Aus
der
DE 36 38 849 A1 ist
ein gattungsbildendes Liftachsventil für Fahrzeuge mit zwei Hinterachsen
bekannt, bei dem drei Magnetventile in einer Ventilanordnung vorgesehen
sind, um die Drücke
im Hubbalg und in den Tragbälgen
der Liftachse einzustellen.
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Bei
einem Liftachsventil gemäß
DE 89 11 010 U1 sind
ebenfalls drei Magnetventile vorhanden, um die Funktionen Anheben
bzw. Absenken der Liftachse und Einstellen der Drücke in den
Tragbälgen
der Liftachse realisieren.
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Da
jedoch der Kostenfaktor im wesentlichen proportional zur Anzahl
der verwendeten Magnetventile ist, ergeben sich bei einem derartigen
Liftachsventil relativ hohe Kosten.
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Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, ein Liftachsventil der eingangs erwähnten Art
derart weiter zu entwickeln, dass es kostengünstiger aufgebaut ist.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Liftachsventil
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den
Vorteil, dass aufgrund der Verwendung von nur zwei Magnetventilen eine
kostengünstige
Baugruppe bereitgestellt wird, indem die Magnetventile für die Betätigung der Liftachstragbälge vorgesehen
sind, während
für die Betätigung des
Hubbalgs ein pneumatisch betätigbares
Ventil vorgesehen ist, das gegenüber
Magnetventilen kostengünstiger
ist. Indem die Schaltstellungen dieses pneumatischen Ventils mit
der Vorsteuerung korreliert, läßt sich
die Betätigung
des Hubbalgs mit der Betätigung
der Liftachstragbälge
gegensinnig koppeln, so daß bei
der Traktionsoptimierung interne Verspannungen ausgeschlossen sind.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß das erste
und zweite Magnetventil in ihren ersten stromlos auf Durchlaß geschalteten
Stellungen die Tragbälge
der Liftachse belüften,
so daß sich
im unbestromten Zustand der Magnetventile eine Gleichdruckschaltung
zwischen den Tragbälgen
der Antriebsachse und der Liftachse ergibt, die der Funktion einer
abgesenkten Liftachse entspricht.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist ein weiteres pneumatisch betätigbares Ventil in die pneumatische
Vorsteuerung des ersten Magnetventils zwischengeschaltet und steht über seinen
pneumatischen Steueranschluß mit
einer pneumatischen Vorsteuerung des zweiten Magnetventils in Verbindung.
Dabei gibt das zwischengeschaltete Ventil in einer ersten drucklosen
Stellung die Vorsteuerung zum pneumatischen Steueranschluß des Ventils
frei und entlüftet
in einer zweiten Stellung den pneumatischen Steueranschluß des pneumatisch
betätigbaren
Ventils. Es ergibt sich dadurch insbesondere zur Funktion der Traktionsoptimierung
der Vorteil, daß durch
elektrische Ansteuerung des zweiten Magnetventils das zwischengeschaltete
Ventil pneumatisch ansteuerbar ist und es somit die pneumatische
Ansteuerung des für
die Betätigung
des Hubbalgs vorgesehenen pneumatischen Ventils trotz fortdauernder
Ansteuerung durch das erste Magnetventil unterbricht.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich durch die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den
Zeichnungen näher
erläutert.
Letztere zeigen in 1 ein Prinzipschaltbild eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Liftachsventils. 2 zeigt
ebenfalls als Prinzipschaltbild eine weitere Ausführungsform
gemäß der Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 sind
mit den Bezugszeichen 1 und 1' beiderseits einer Fahrzeuglängsachse
angeordnete Tragbälge
einer Antriebsachse bezeichnet, die ein Luftpolster zwischen der
Antriebsachse und einem Fahrzeugaufbau bilden. Ebenfalls beiderseits
der Fahrzeuglängsachse
angeordnet sind die Tragbälge 2 und 2' einer Liftachse,
die ein Luftpolster zwischen der Liftachse und dem Fahrzeugaufbau
bilden. Ferner ist ein Hubbalg 3 vorgesehen, der dazu dient,
die Liftachse anzuheben.
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Im
Ausführungsbeispiel
bildet die Ventilanordnung eines ersten und zweiten Magnetventils 21 und 22 und
pneumatische Ventile 31, 32 das erfindungsgemäße Liftachsventil.
Druckleitungen 4, 5 verbinden die Tragbälge 1, 1' der Antriebsachse
mit der Zuströmseite
des ersten Magnetventils 21. Somit dienen die Druckleitungen 4, 5 als
Versorgungsleitungen für
die Tragbälge
und stehen unter einem Druck, der eine Funktion der Belastung des
Fahrzeugs ist. Das erste Magnetventil 21 verbindet in seiner
stromlosen ersten, auf Durchlaß geschalteten Stellung
die beiden Druckleitungen 4, 5 jeweils mit den
Druckanschlüssen
des zweiten Magnetventils 22. In seiner bestromten zweiten
Stellung sperrt das erste Magnetventil 21 beide Druckleitungen 4, 5 zuströmseitig
und verbindet die abströmseitig
zu dem zweiten Magnetventil 22 führenden Druckleitungen mit
der Atmosphäre.
Das zweite Magnetventil 22 steht abströmseitig mit den Tragbälgen 2, 2' der Liftachse
in Verbindung, wobei es in seiner stromlosen ersten, auf Durchlaß geschalteten
Stellung die von dem ersten Magnetventil 21 zugeführten Druckleitungen 4, 5 mit
den Tragbälgen 2, 2' der Liftachse verbindet,
während
es in seiner bestromten zweiten Stellung die Druckleitungen 4, 5 sowohl
abströmseitig
als auch zuströmseitig
sperrt. Die Magnetventile 21, 22 sind im Ausführungsbeispiel
als federbelastete, druckmittelsteuerbare 4/2-Wege-ventile mit jeweils
einem pneumatischen Steueranschluß ausgebildet, der durch einen
Vorsteuermagneten betätigbar
ist. Dabei sind die jeweiligen Vorsteuermagnete über elektrische Leitungen mit
einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung verbunden,
wobei die Steuereinrichtung die Magnetventile 21, 22 über deren
elektrische Zuleitungen 11, 12 selektiv ansteuert.
Im nicht angesteuerten Zustand befinden sich die Magnetventile 21, 22 in
ihrer ersten stromlosen Stellung, die somit die Ruhestellung definiert, während im
elektrisch angesteuerten Zustand, d.h. aufgrund eines von der Steuereinrichtung
empfangenen elektrischen Signals, die Magnetventile in ihre jeweils
zweite bestromte Stellung umschalten. Da die Magnetventile 21, 22 jeweils
mit ihren pneumatischen Steueranschlüssen über Druckleitungen 6', 6'' mit einer Druckmittelquelle 7 verbunden
sind, findet bei elektrischer Ansteuerung der Magnetventile 21, 22 einerseits
ein Umschalten in die zweite Stellung und andererseits eine Druckweiterleitung
vom Druckvorrat der Druckmittelquelle 7 in pneumatische
Steuerleitungen 8 und 9 statt.
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Über eine
Druckleitung 6 ist ein pneumatisches Ventil 31 zuströmseitig
mit der Druckmittelquelle 7 und abströmseitig mit dem Hubbalg 3 verbunden.
In einer drucklosen ersten Stellung, die die Ruhestellung definiert,
sperrt das Ventil 31 zuströmseitig die Druckleitung 6 und
verbindet gleichzeitig den Hubbalg 3 mit der Atmosphäre. Damit
dient das Ventil 31 in dieser Stellung der Entlüftung des
Hubbalges 3. In einer zweiten auf Durchlaß geschalteten Stellung
sperrt das Ventil 31 die Verbindung des Hubbalges 3 mit
der Atmosphäre
und stellt gleichzeitig eine Verbindung des Hubbalges 3 mit
der Druckmittelquelle 7 her. Das Ventil 31 wird
pneumatisch betätigt,
indem über
die Steuerdruckleitung 8, die einerseits mit einem pneumatischen
Steueranschluß des Ventils 21 und
andererseits mit einem Steueranschluß des Ventils 31 verbunden
ist, der Vorsteuerdruck von dem Magnetventil 21 auf das
Ventil 31 auf- und abschaltbar ist. Dazu dient ein weiteres
pneumatisches Ventil 32, das in die Steuerdruckleitung 8 zwischengeschaltet
ist und in einer drucklosen ersten, auf Durchlaß geschalteten Stellung die
Steuerdruckleitung 8 zum Ventil 31 durchschaltet
und diese in einer zweiten Stellung zum Ventil 31 hin sperrt,
während
gleichzeitig der Steueranschluß des
Ventils 31 zur Atmosphäre
entlüftet
wird. Die Betätigung
des in die Steuerdruckleitung 8 zwischengeschalteten Ventils 32 wird über die
Steuerdruckleitung 9 vorgenommen, die von einem Steuerdruckanschluß des Magnetventils 22 zum
Steueranschluß des
Ventils 32 hinführt.
Die pneumatischen Ventile 31 und 32 sind dabei
als druckmittelsteuerbare mit einer Rückstellfeder versehene 3/2-Wegeventile ausgebildet.
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Um
die Funktion einer abgesenkten Liftachse zu realisieren, sind die
Magnetventile 21, 22 jeweils in ihre Durchlaß-Schaltstellungen
geschaltet, die den jeweiligen Ruhestellungen entsprechen, so daß die Tragbälge 1, 1' der Antriebsachse über die Magnetventile 21, 22 mit
den Tragbälgen 2, 2 der Liftachse
in einer Gleichdruckschaltung direkt verbunden sind. Dabei ist der
Hubbalg 3 über
das Ventil 31, das sich in seiner ersten Stellung befindet,
mit der Atmosphäre
verbunden und somit entlüftet.
Das zum Schalten des Ventils 31 vorgesehene Ventil 32 ist ebenfalls
in seine Durchlaß-Stellung
geschaltet, so daß die
Steuerdruckleitung 8 auf Durchlaß geschaltet ist. Da es für diese
Funktion einer elektrischen Ansteuerung der Magnetventile 21, 22 nicht
bedarf, erfolgt demgemäß auch keine
Druckweiterschaltung an die pneumatischen Ventile 31 und 32,
so daß die pneumatischen
Ventile 31 und 32 in ihren drucklosen Ruhestellungen
bleiben.
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Um
die Funktion einer angehobenen Liftachse zu realisieren, wird zunächst das
erste Magnetventil 21 elektrisch angesteuert, das in seine zweite Stellung
schaltet und somit die Druckleitungen 4, 5 zuströmseitig
absperrt, während
die abströmseitig vom
Ventil 21 wegführenden
Druckleitungen 4, 5 mit der Atmosphäre verbunden
werden. Dadurch werden die Tragbälge 1, 1' der Antriebsachse
von den Tragbälgen 2, 2' der Liftachse
getrennt und die Liftachstragbälge 2, 2' entlüftet. Gleichzeitig
wird der Vorsteuerdruck von dem ersten Magnetventil 21 über die Steuerleitung 8 auf
das Ventil 31 aufgebracht, welches dadurch in seine zweite
Schaltstellung wechselt, in welcher es den Hubbalg 3 in
dieser Stellung mit der Druckmittelquelle 7 verbindet,
so daß der Hubbalg 3 mit
Vorabdruck beaufschlagt wird und sich somit die Liftachse hebt.
Da für
diese Funktion lediglich die elektrische Ansteuerung des ersten
Magnetventils 21 erfolgt und das zweite Magnetventil 22 unbestromt
ist, erfolgt demgemäß eine Druckweiterschaltung
hinsichtlich des pneumatischen Ventils 31, während das
pneumatische Ventil 32 in seiner Ruhestellung bleibt.
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Um
die Funktion der Traktionsoptimierung, d.h. wenn die Antriebsachse
ihre maximal zulässige Last
und die Liftachse die zusätzliche
Last übernimmt,
oder der Anfahrhilfe auf schlechtem Fahruntergrund zu realisieren,
wird zunächst
das erste Magnetventil 21 angesteuert, das in seine zweite
Stellung schaltet, in der die Liftachstragbälge 2, 2' mit der Atmosphäre verbunden
und somit entlüftet
sind. Bei Erreichen des zulässigen
Balgdrucks in den Tragbälgen 1, 1' der Antriebsachse
wird zusätzlich
das zweite Magnetventil 22 bestromt, das in seine Sperr-Schaltstellung
wechselt und die Liftachstragbälge 2, 2' absperrt, so
daß die
Entlüftung
unterbrochen und der momentane Lastzustand eingefroren wird. Gleichzeitig
wird der Vorsteuerdruck von dem zweiten Magnetventil 22 auf
das in die Steuerdruckleitung 8 zwischengeschaltete Ventil 32 aufgebracht, das
somit in seine zweite Stellung schaltet und den pneumatischen Steueranschluß des Ventils 31 in
die Atmosphäre
entlüftet.
Dadurch schaltet das Ventil 31 in seine drucklose erste,
auf Durchlaß geschaltete Stellung
zurück,
in der die Druckmittelquelle 7 abgesperrt und der Hubbalg 3 mit
der Atmosphäre
verbunden und mithin entlüftet
wird. Bei dieser Funktion er folgt somit nacheinander die elektrische
Ansteuerung zunächst
des ersten Magnetventils 21 und dann des zweiten Magnetventils 22.
Aufgrund der entsprechenden Druckweiterschaltung wird bei Ansteuerung des
ersten Magnetventils 21 dadurch pneumatisch das Ventil 31 und
bei Ansteuerung des zweiten Magnetventils 22 pneumatisch
das Ventil 32 aktiviert.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung
veranschaulicht. Beiderseits der Fahrzeuglängsachse sind ein Luftpolster
zwischen Antriebsachse und Fahrzeugaufbau bildende Tragbälge 1, 1' der Antriebsachse
angeordnet. In Fahrzeuglängsrichtung
beabstandet dazu sind die ein Luftpolster zwischen Liftachse und
Fahrzeugaufbau bildende Tragbälge 2, 2' der Liftachse
angeordnet.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
besteht das erfindungsgemäße Liftachsventil
aus der Ventilanordnung von zwei Magnetventilen 121, 122 und
einem pneumatischen Ventil 131. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
sind die Magnetventile als magnetisch betätigbare federbelastete 4/2-Wegeventile
mit elektrischer Steuerleitung und pneumatischem Steueranschluß und das
pneumatische Ventil 131 als druckmittelsteuerbares federbelastetes
2/2-Wegeventil mit pneumatischem Steueranschluß ausgebildet. Wie im ersten
Ausführungsbeispiel
dienen die Druckleitungen 4, 5 als Versorgungsleitungen
und führen
zuströmseitig
zum jeweiligen Druckanschluß des
ersten Magnetventils 121, welches in seiner stromlosen
ersten auf Durchlaß geschalteten
Stellung die beiden Druckleitungen 4, 5 jeweils
mit den Druckanschlüssen
des zweiten Magnetventils 122 verbindet und in seiner bestromten
zweiten Stellung die Druckleitungen 4, 5 sowohl
zuströmseitig
wie auch abströmseitig
jeweils sperrt. Das zweite Magnetventil 122 ist einerseits
an das erste Magnetventil 121 angeschlossen und andererseits
mit den Tragbälgen 2, 2' der Liftachse
verbunden. In seiner stromlosen ersten Stellung verbindet das Ventil 122 die
von dem Magnetventil 121 zugeführten Druckleitungen 4, 5 jeweils
mit den Tragbälgen 2, 2' der Liftachse,
während
es in seiner bestromten zweiten Stel lung die Druckleitungen 4, 5 zuströmseitig
jeweils sperrt und gleichzeitig abströmseitig die Tragbälge mit
der Atmosphäre
verbindet. Das pneumatische Ventil 131 ist über eine
Druckleitung 6 zuströmseitig
mit der Druckmittelquelle 7 und abströmseitig mit dem Hubbalg 3 der
Liftachse verbunden. Dieses Ventil 131 weist identische
Schaltfunktionen wie das im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene
Ventil 31 auf, so daß das
Ventil 131 in seiner drucklosen ersten Schaltstellung die
Druckleitung 6 und somit die Druckmittelquelle 7 zuströmseitig
sperrt, wobei es gleichzeitig den Hubbalg 3 mit der Atmosphäre verbindet.
In dieser Schaltstellung dient das Ventil 131 somit der
Entlüftung
des Hubbalges 3. In seiner zweiten Stellung stellt das
Ventil 131 eine Verbindung des Hubbalges mit der Druckmittelquelle 7 her.
Da das zweite Magnetventil 122 mit einem pneumatischen
Steueranschluß über eine
Druckleitung 6''' mit der Druckmittelquelle 7 verbunden
ist, findet bei elektrischer Ansteuerung des zweiten Magnetventils 122 eine
Druckweiterleitung vom Druckvorrat der Druckmittelquelle 7 in die
pneumatische Steuerleitung 8 statt.
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Im
Unterschied zum bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird das Umschaltventil 32 eingespart. Dies ist allerdings
nur bei Ansteuerung durch eine Steuereinrichtung sinnvoll. Für eine Bedienung
ohne eine derartige Steuerelektronik, d.h. bei Bedienung über Funktionsschalter
und Druckschalter, ist ein zusätzliches
elektrisches Relais erforderlich, das bei Bestromung des ersten
Magnetventils 121 den elektrischen Kontakt zum zweiten
Magnetventil 122 unterbricht.
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In
beiden Ausführungsbeispielen
sind die Magnetventile 21, 22 und 121, 122 jeweils
gleichartig ausgebildet und sind als federbelastete, druckmittelsteuerbare
4/2-Wegeventile mit je einem pneumatischen Steueranschluß, der magnetisch
betätigbar ist,
ausgeführt.
Die Steuerung kann über
eine nicht in den Figuren gesondert dargestellte Steuereinrichtung
vorgenommen werden, indem die Steuereinrichtung mit elektrischen
Signalen die elektrischen Steuerleitungen 11, 12, 13, 14 der
Magnetventile 21, 22, 121, 122 selektiv
ansteuert. Aufgrund der elektrischen Signale löst die magnetische Vorsteuerung
der angesteuerten Magnetventile aus, wobei die angesteuerten Magnetventile
die Schaltstellung ändern und
gleichzeitig deren pneumatische Vorsteuerleitung druckbeaufschlagt
wird, wobei eine Druckweiterschaltung erfolgt. Diese Druckweiterschaltung wird
zur pneumatischen Ansteuerung der pneumatisch betätigbaren
Ventile 31, 32 und 131 ausgenutzt. Diese
pneumatischen Ventile 31, 32 und 131 sind
in beiden beschriebenen Ausführungsformen
als 3/2-Wegeventile mit je einem pneumatischen Steueranschluß und einer
Rückstellfeder
ausgebildet.
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Über die
Steuerdruckleitung 8 wird das Ventil 131 pneumatisch
betätigt,
wobei ein Ende der Steuerdruckleitung 8 an einen Steueranschluß des Magnetventils 122 und
das andere Ende an einen Steueranschluß des Ventils 131 angeschlossen
ist, so daß der
Vorsteuerdruck von dem Magnetventil 122 auf das Ventil 131 auf-
und abschaltbar ist.
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Um
die Funktion einer abgesenkten Liftachse zu realisieren, sind die
Magnetventile 121, 122 in jeweils ersten stromlosen
Schaltpositionen auf Durchlaß geschaltet,
so daß die
Tragbälge 1, 1' der Antriebsachse über die
Magnetventile 121, 122 mit den Liftachstragbälgen 2, 2' in einer Gleichdruckschaltung
direkt verbunden sind. Dabei ist der Hubbalg 3 über das
Ventil 131, das sich in seiner ersten Schaltposition befindet,
mit der Atmosphäre
verbunden und somit entlüftet.
Analog zum ersten Ausführungsbeispiel
bedarf es in dieser Funktion keiner elektrischen Ansteuerung der
Magnetventile 121 und 122.
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Um
die Funktion einer angehobenen Liftachse zu realisieren, wird im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
zunächst
das zweite Magnetventil 122 elektrisch angesteuert, das
in seine bestromte zweite Schaltposition schaltet und somit die Druckleitungen 4, 5 zuströmseitig
absperrt, während gleichzeitig
die Liftachstragbälge 2, 2' durch Verbindung
mit der Atmosphäre
entlüftet
werden. Zudem wird über
die Verbin dung des Steueranschlusses des zweiten Magnetventils 122 mit
der Druckmittelquelle 7 der Vorsteuerdruck von dem zweiten
Magnetventil 122 über
die Steuerdruckleitung 8 auf das Ventil 131 aufgebracht,
welches dadurch aus seiner drucklosen Ruhestellung in seine zweite
Schaltposition wechselt, den Hubbalg 3 mit der Druckmittelquelle 7 verbindet,
wobei der Hubbalg 3 mit Vorratsdruck beaufschlagt wird
und sich somit die Liftachse hebt.
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Um
die Funktion der Traktionsoptimierung und der Anfahrhilfe zu realisieren,
wird im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel zunächst das zweite
Magnetventil 122 angesteuert, das in seine bestromte zweite
Schaltposition übergeht,
wobei zuströmseitig
die Druckleitungen 4, 5 abgesperrt und abströmseitig
die Liftachstragbälge 2, 2' durch Verbinden
mit der Atmosphäre
entlüftet
werden. Bei Erreichen eines vorbestimmten Balgdrucks wird das erste
Magnetventil 121 bestromt und dann das zweite Magnetventil 122 abgeschaltet.
Dadurch schaltet das Magnetventil 121 in seine bestromte
zweite Stellung, welche die Druckleitungen 4, 5 einerseits
zu den Tragbälgen 1, 1' der Antriebsachse
und andererseits zu dem zweiten Ventil 122 absperrt, während das Magnetventil 122 in
seine stromlose erste Stellung zurückschaltet, wobei die Vorsteuerung über die Steuerdruckleitung 8 auf
das pneumatische Ventil 131 abgeschaltet wird und das Ventil 131 seine
erste Stellung einnimmt. In der ersten Stellung wird die Druckmittelquelle 7 abgesperrt
und der Hubbalg 3 an der Atmosphäre entlüftet.