DE3542975A1

DE3542975A1 - Niveauregeleinrichtung fuer fahrzeuge mit luftfedern

Info

Publication number: DE3542975A1
Application number: DE19853542975
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinrich Dipl Schoenfeld; Wolfgang Ing Grad Kaltenthaler; Volker Dipl Ing Meyer; Joerg Dipl Ing Vanselow
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1985-12-05
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE3542975C2; US4809957A

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit Luftfedern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei luftgefederten Fahrzeugen wird vorwiegend eine last abhängige Niveauregelung verwendet. Dabei wird die Luft menge in den Federbälgen der Luftfederung in Abhängig keit von der Fahrzeugbelastung so geregelt, daß ein vor gegebener Abstand der Fahrzeugzelle von der Fahrzeugachse immer gleich ist.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DE-OS 30 31 453 vorbekannt. Diese bekannte Einrichtung besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen:

Eine Wegmeßeinrichtung mißt den durch Be- oder Entlasten des Fahrzeuges sich verändernden Abstand der Fahrzeug zelle von der Fahrzeugachse. Die Meßdaten werden mittels einer elektronischen Auswerteschaltung mit einem Sollwert (Normalniveau) verglichen. Bei Abweichung wird das Nor malniveau durch Auffüllen oder Entleeren der Luftfedern wieder hergestellt. Zum Auffüllen schaltet die Elektronik ein Luftfederventil zwischen der Druckmittelquelle und den Luftfedern auf Durchgang und veranlaßt die Druck mittelquelle Luft in die Luftfedern zu fördern, bis die Elektronik das von der Wegmeßeinrichtung gemeldete Nor malniveau erkennt. Die Luftförderung wird daraufhin ab gestellt und das Luftfederventil geschlossen. Das Ent leeren geschieht in der Weise, daß die Elektronik das Luftfederventil und ein zweites, zur Atmosphäre hin öffnendes Wegeventil, auf Durchgang schaltet. Die Luft federn werden dann so lange in die Atmosphäre entleert, bis die Elektronik bei Erkennen des Normalniveaus beide Ventile absperrt.

Ein in die bekannte Einrichtung integrierter Lufttrockner ist so angeordnet, daß er beim Auffüllen in der einen Richtung, und beim Entleeren in der entgegengesetzten Richtung durchströmt wird. Dabei wird beim Entleeren die im Lufttrockner aufgefangene und gesammelte Feuchtigkeit über das hinter dem Auslaß des Lufttrockners angeordnete und von der Elektronik elektromagnetisch schaltbare Ent lüftungsventil in die Atmosphäre abgeleitet. Es ist be kannt, daß Ventile, die wie im vorliegenden Fall dazu bestimmt sind, Feuchtigkeit abzuleiten, bei einer niedrigen Umgebungstemperatur zur Vereisung und demzu folge zur funktionsuntüchtigkeit neigen. Dies tritt bei magnetgesteuerten Ventilen besonders nachteilig in Er scheinung, weil, bedingt durch eine begrenzte Baugröße und Stromaufnahme der Magnete begrenzte Schaltkräfte und Durchlaßquerschnitte für das strömende Medium in Kauf ge nommen werden müssen, so daß schon bei beginnender Ver eisung ein Durchschalten problematisch werden kann.

Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Einrichtung ist darin zu sehen, daß bei aufgebocktem Fahrzeug und be triebsbereitem Luftfedersystem der Elektronik durch die Wegmeßeinrichtung eine fiktive Entlastung des Fahrzeuges simuliert werden kann. In diesem Zustand wird durch die Elektronik die Verbindung der Luftfedern mit der Atmos phäre aufrechterhalten, was zur Folge hat, daß die Luft federn vollständig entleert werden. Die Wiederaufnahme des Fahrbetriebes mit solchermaßen vollständig entleerten Luftfedern kann dann, bis zum Wirksamwerden der Niveau regelung, zu Schäden an den Bälgen der Luftfedern führen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Funktionstüchtigkeit bei niedriger Umgebungstem peratur (Frost) nicht beeinträchtigt wird, und der Druck in den Luftfedern bei jedem Betriebszustand nicht unter einen vorgegebenen Minimaldruck absinken kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angege bene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteran sprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der pneumatische Steueranschluß des als Entlüftungsventil dienenden ersten Wegeventils als Folge einer relaisartigen An steuerung mit dem relativ hohen Druck des Luftfeder systems beaufschlagbar ist und demzufolge das Entlüftungsventil mit einem günstigen Strömungsquer schnitt ausgestattet werden kann.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Eine Luftfeder 15, die symbolisch dargestellt ist und alle übrigen Luftfedern des Fahrzeugs einschließt, ist zum Auffüllen mit einer Druckmittelquelle 5 und zum Ent leeren mit einem ersten pneumatisch steuerbaren und in die Atmosphäre entlüftenden Wegeventil 19 verbindbar. Das erste Wegeventil 19 hat einen pneumatischen Steuer eingang 18, der über ein zweites steuerbares als Luft federventil dienendes Wegeventil 8 mit einem Druck in der Luftfeder 15 entsprechenden Druck gegen eine auf den pneumatischen Steuereingang 18 wirkende Rückstell kraft 22 beaufschlagbar ist.

Ein Lufttrockner 11 ist einerseits über ein zur Luftfeder 15 hin öffnendes erstes Rückschlagventil (13) und anderer seits über ein zum Lufttrockner 11 hin öffnendes zweites Rückschlagventil 23 und über das Wegeventil 8 mit der Luftfeder 15 verbindbar. Dem zweiten Rückschlagventil 23 ist eine Drossel 21 vorgeschaltet, über die das zweite Rückschlagventil 23 mit dem Druckmittelausgang des zwei ten Wegeventils 8 verbunden ist.

Der pneumatische Steuereingang 18 des ersten Wegeventils 19 ist an eine den Lufttrockner 11 und den Druckmittel ausgang des zweiten Wegeventils 8 verbindende Leitung 20 angeschlossen, in der die Drossel 21 und das zweite Rück schlagventil 23 angeordnet sind.

Eine Wegmeßeinrichtung 1, die den Abstand (Niveau) der Fahrzeugzelle von der Fahrzeugachse mißt, ist über eine elektrische Leitung 26 mit einer elektronischen Steuer einheit 2 verbunden. In die elektronische Steuereinheit 2 ist eine Auswerteschaltung mit einem Sollwert, der einem vorgegebenen Normalniveau entspricht, integriert. Das von der Wegmeßeinrichtung 1 gemessene Niveau wird mit dem in der Auswerteschaltung gespeicherten Normal niveau verglichen. Von der elektronischen Steuereinheit 2 werden entsprechend des Niveauvergleichs elektrische Steuersignale entweder über eine elektrische Leitung 3 auf einen elektrischen Steueranschluß 4 der Druckmittel quelle 5 oder über eine elektrische Leitung 6 auf einen elektrischen Steueranschluß 7 des Wegeventils 8 gegeben.

Liegt der Meßwert unterhalb des Normalniveaus, dann wird von der elektronischen Steuereinheit 2 die Druckmittel quelle 5 eingeschaltet. Der Luftfeder 15 wird über eine Druckleitung 9, 10, über den Lufttrockner 11, einer Druckleitung 12, dem Rückschlagventil 13 und einer Druck leitung 14 Luft zugeführt, bis das Normalniveau erreicht ist und die elektronische Steuereinheit 2 die Druckmit telquelle 5 wieder ausschaltet.

Bei einem Meßwert oberhalb des Normalniveaus wird die Luftfeder 15 bei abgeschalteter Druckmittelquelle 5 in die Atmosphäre entlüftet, bis das Normalniveau erreicht ist. von der elektronischen Steuereinheit 2 wird das Luftfederventil 8 dazu von der Sperrstellung in die Durchgangsstellung geschaltet. Das dadurch von den Luft federn 15 abströmende Druckmittel gelangt über die Druck leitungen 14, 16, 17 auf den pneumatischen Steuereingang 18 des Wegeventils 19, das daraufhin auf Durchgang zur Atmosphäre umschaltet. Über die den Lufttrockner 11 und das zweite Wegeventil 8 verbindende Druckleitung 20 ist die Luftfeder 15 dann über die Druckleitung 10, 9 und das erste Wegeventil 19 mit der Atmosphäre verbunden bis die Wegmeßeinrichtung 1 das erreichte Normalniveau si gnalisiert und die elektronische Steuereinheit 2 das Wege ventil 8 in die Sperrstellung zurückschaltet. Die Druck leitung 9 ist während des Entleerens der Luftfeder 15 ge genüber der abgeschalteten Druckmittelquelle 5 abgesperrt. Der am Steuereingang wirksame Druck wird dann über die Ver bindung 17, 20, 11, 10, 9 und das Wegeventil 19 soweit an den Atmosphärendruck angeglichen, bis die Rückstellkraft 22 das Wegeventil 19 in die Schließstellung bewegt.

Die Ansteuerung des pneumatischen Steuereingangs 18 kann, anstelle durch das Wegeventil 8, auch durch ein zusätz liches, nicht dargestelltes, Wegeventil erfolgen. Dieses zusätzliche Wegeventil, das in seiner Funktion dem Wege ventil 8 entsprechen würde, wäre dann zu diesem parallel geschaltet, d. h., es würde die Druckleitung 16 mit dem Steuereingang 18 verbinden. Der von der Druckleitung 20 zum Steuereingang 18 führende Teil der Druckleitung 17 würde dann entfallen. Die elektrische Ansteuerung des Wege ventils 8 und des zusätzlichen Wegeventils würde durch die elektronische Steuereinheit 2 erfolgen.

Der Lufttrockner 11 wird beim Auffüllen der Luftfeder 15 im Trocknungsbetrieb und beim Entleeren der Luftfeder 15 im Regenerationsbetrieb betrieben.

Die in der Druckleitung 20 angeordnete Drossel 21 sorgt während der Entleerungsphase dafür, daß einerseits dem Lufttrockner entspannte Luft zugeführt wird und anderer seits am Steuereingang 18 der Schaltdruck erhalten bleibt.

In Verbindung mit einem relativ großen Durchlaßquerschnitt des Wegeventils 19 zur Atmosphäre wird während der Ent leerungsphase die durch den Auffüllvorgang im Lufttrockner 11 gesammelte Feuchtigkeit in die Atmos phäre abgeführt. Das Granulat des Lufttrockners wird regeneriert. Der Regenerationsvorgang wird dadurch be günstigt, daß die Luft, die das Granulat durchströmt, entspannt ist und ohne Staubildung durch den relativ großen Durchlaßquerschnitt des Wegeventils 19 in die Atmosphäre gelangen kann.

Der pneumatische Steueranschluß 18 des Wegeventils 19 wird durch einen dem Druck in der Luftfeder 15 ent sprechenden Druck beaufschlagt. Die dadurch verfügbaren hohen Schaltkräfte gestatten eine Gestaltung des Wegeven tils 19 mit einem relativ großen Durchlaßquerschnitt zur Atmosphäre. Dies wirkt einer Vereisung der Schaltelemente entgegen, die darüberhinaus im Falle einer Vereisung durch die auf sie wirkenden Schaltkräfe freigestoßen werden können.

Das Wegeventil 19 ist mit einer z. B. durch eine Feder auf den Steueranschluß 18 wirkenden Rückstellkraft 22 ausgestattet. Die Rückstellkraft 22 ist auf einen in den Luftfedern 15 vorgegebenen Minimaldruck ausgelegt. Sollte die elektronische Steuereinheit 2 infolge einer Fehlinformation, z. B. durch Aufblocken des Fahrzeugs bei betriebsbereitem Luftfedersystem, den Entleerungs vorgang nicht durch Rückschalten des Luftfederventils 8 beenden, dann wird die Luftfeder 15 nicht vollständig entleert, weil die Rückstellkraft 22 die Verbindung mit der Atmosphäre sperrt, sobald am Steuereingang 18 ein Druck der dem vorgegebenen Minimaldruck der Luftfeder 15 entspricht erreicht ist.

Das in der Leitung 20 zwischen der Drossel 21 und dem Lufttrockner 11 angeordnete Rückschlagventil 23 sperrt während des Auffüllvorganges die Verbindung zum Steuer anschluß 18. Das Wegeventil 19 wird dadurch gehindert, während der Auffüllphase auf Atmosphäre zu schalten.

Das in der Leitung 12 zwischen den Leitungsverbindungen 24, 25 der als Rückströmleitung wirkenden Druckleitungen 16, 17, 20 angeordnete Rückschlagventil 13 sperrt während des Entleerungsvorganges die Verbindung der Luftfeder 15 zum Lufttrockner 11.

Claims

1. Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit Luftfedern, durch die eine Fahrzeugzelle gegenüber mindestens einer Fahrzeugachse abgefedert ist, die folgende Merkmale aufweist:

a) Es ist eine Druckmittelquelle vorgesehen zum Auf füllen der Luftfeder;
b) zum Auffüllen der Luftfeder ist diese mit der Druck mittelquelle über einen dann im Trocknungsbetrieb betriebenen Lufttrockner verbindbar;
c) zum Entleeren der Luftfeder ist diese über den dann im Regenerationsbetrieb betriebenen Lufttrockner und ein erstes Wegeventil mit der Atmosphare ver bindbar;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

d) Der Lufttrockner (11) ist einerseits über ein zur Luftfeder (15) hin öffnendes erstes Rückschlagven til (13) mit der Luftfeder (15) verbunden;
e) der Lufttrockner (11) ist andererseits über ein zum Lufttrockner (11) hin öffnendes zweites Rück schlagventil (23) und ein steuerbares zweites Wegeventil (8) mit der Luftfeder (15) verbindbar;
f) das erste Wegeventil (19) ist pneumatisch steuer bar ausgebildet, wobei der pneumatische Steuerein gang (18) mit einem dem Druck in der Luftfeder (15) entsprechenden Druck gegen eine auf den pneuma tischen Steuereingang (18) wirkende Rückstellkraft (22) beaufschlagbar ist.

2. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der pneumatische Steuereingang (18) des ersten Wegeventils (19) an die den Luft trockner (11) und das zweite Wegeventil (8) ver bindende Druckmittelleitung (20) angeschlossen ist.

3. Niveauregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das zweite Rückschlagventil (23) über eine Drossel (21) mit dem zweiten Wegeventil (8) verbunden ist.