DE102006005471B4

DE102006005471B4 - Valve unit for a decentralized level suspension system for motor vehicles, rail vehicles and industrial applications

Info

Publication number: DE102006005471B4
Application number: DE102006005471A
Authority: DE
Inventors: Miro Gudzulic
Original assignee: Individual
Current assignee: Veyance Technologies Europe Doo Si
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2026-02-08
Also published as: DE102006005471A1

Abstract

Ventileinheit für dezentrale Niveauregelungsanlagen von Kraft- und Schienenfahrzeugen sowie für Industrieanwendungen, mit einem Halteventil (10), welches zwischen einem Druckluftspeicher (5) und einer der Ventileinheit (2a–2d) zugeordneten Luftfeder (1a–1d) angeordnet ist und von einem Pilotventil (14) mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird, an welchem Druckluft aus dem Druckluftspeicher (5) oder aus der zugeordneten Luftfeder (1a–1d) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pilotventil (14) und der zugeordneten Luftfeder (1a–1d) ein Druckregler (12) vorgesehen ist, über welchen die Druckluft aus der zugeordneten Luftfeder (1a–1d) geregelt werden kann.valve unit for decentralized Level control systems for motor vehicles, rail vehicles and industrial applications, with a holding valve (10), which between a compressed air reservoir (5) and an air spring associated with the valve unit (2a-2d) (1a-1d) is arranged and by a pilot valve (14) with a control pressure is acted upon, which compressed air from the compressed air reservoir (5) or from the associated air spring (1a-1d) is applied, characterized that between the pilot valve (14) and the associated air spring (1a-1d) a Pressure regulator (12) is provided, via which the compressed air the associated air spring (1a-1d) can be regulated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit für eine dezentrale Niveaufederungsanlage für Kraft- und Schienenfahrzeuge sowie für Industrieanwendungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The The invention relates to a valve unit for a decentralized level suspension system for power and Rail vehicles as well as for Industrial applications specified in the preamble of claim 1 Art.

Niveaufederungsanlagen für Kraft- und Schienenfahrzeuge sind schon längst bekannt. Daher wird auf eine weitere Beschreibung der Vorteile von solchen Anlagen im Weiteren verzichtet.Level suspension systems for power and rail vehicles have long been known. Therefore, it will open a further description of the advantages of such systems below waived.

Zurzeit werden je nach Fahrzeugausführung verschiedene Varianten von Luftfederungsanlagen eingesetzt. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Teil- und Vollluftfederung.For now will vary depending on the vehicle version Variants of air suspension systems used. Basically different one between partial and Full air.

Die nächste Teilung wird nach Kraftfahrzeugachsen vorgenommen:

– VA Vorderachse
– HA Hinterachse und
– HA/LA Hinterachse/Liftachse.

The next division is made according to motor vehicle axles:

- front axle VA
- HA rear axle and
- HA / LA rear axle / lift axle.

Die Luftfederungsanlagen bestehen aus einer Luftfeder, elektropneumatischen Ventilblöcken, Sensoren, einer Elektronik, sowie Druckluft- und Elektroleitungen.The Air suspension systems consist of an air spring, electropneumatic Valve blocks, sensors, an electronics, as well as compressed air and electrical lines.

Die elektropneumatischen Ventilblöcke werden als zentrale Einheit auf die Kraftfahrzeugachse montiert. Die Vorderachse (VA) wird meistens von der Hinterachse (HA) oder Hinterachse/Liftachse (HA/LA) mit zwei Ventilblöcken getrennt gesteuert.The electropneumatic valve blocks are mounted as a central unit on the motor vehicle axle. The front axle (VA) is mostly from the rear axle (HA) or Rear axle / lift axle (HA / LA) controlled separately with two valve blocks.

Eine derartige Ventileinheit in Form eines elektropneumatischen Ventilblocks ist dabei beispielsweise bereits der gattungsbildenden DE 197 13 313 A1 als bekannt zu entnehmen.Such a valve unit in the form of an electropneumatic valve block is for example already the generic type DE 197 13 313 A1 to be known as known.

Dabei ist einem Druckluftspeicher ein Hauptventil nachgeschaltet, welches seinerseits vor einem Halteventil angeordnet ist. Die Ventileinheit umfasst dabei ein Doppelrückschlagventil, so dass Luft aus dem Druckluftspeicher bis zu einem Steuer- bzw. Pilotventil gelangen kann. Dem Pilotventil ist dabei eine Schraubenfeder zugeordnet, über welche vermieden wird, dass das Ventil durch die aus dem Druckluftspeicher stammende Druckluft geöffnet wird. Vielmehr wird das Pilotventil durch eine Magnetspule geschaltet, so dass ein Halteventil derart geschaltet werden kann, dass die aus dem Druckluftspeicher stammende Druckluft über eine Eingangsseite zu einer Ausgangsseite des Halteventils, und von dort aus zu einer korrespondierenden Luftfeder gelangt.there is a compressed air storage downstream of a main valve, which in turn is arranged in front of a holding valve. The valve unit includes a double check valve, so that air from the compressed air reservoir to a tax or Pilot valve can get. The pilot valve is a helical spring assigned, over which avoids that the valve through the from the compressed air reservoir Coming compressed air opened becomes. Rather, the pilot valve is switched by a solenoid, so that a holding valve can be switched so that the compressed air coming from the compressed air reservoir via an input side to a Output side of the holding valve, and from there to a corresponding Air spring passes.

Damit Druck aus der besagten Luftfeder entlassen werden kann, kann das Doppelrückschlagventil der Ventileinheit entsprechend so geschaltet werden, dass die aus der Luftfeder stammende Druckluft wiederum zum Steuer- bzw. Pilotventil gelangt. Die dem Pilotventil zugeordnete Schraubenfeder ist dabei so ausgelegt, dass das Ventil im üblichen Betrieb in seinem Ventilsitz verbleibt und dadurch geöffnet werden kann, dass die entsprechende Magnetspule mit Strom beaufschlagt wird. Hierdurch kann die aus der Luftfeder stammende Druckluft über das Pilotventil zu dem Halteventil abgelassen werden.In order to Pressure can be released from said air spring, that can Double check valve the valve unit to be switched so that the off The air spring coming compressed air in turn to the control or pilot valve arrives. The pilot valve associated coil spring is included designed so that the valve in normal operation in its valve seat remains and thereby opened can be that the corresponding solenoid coil energized becomes. This allows the originating from the air spring compressed air on the Pilot valve to be released to the holding valve.

Als problematisch bei der bekannten Ventileinheit ist jedoch der Umstand anzusehen, dass beispielsweise im Fahrbetrieb eines Kraftwagens Druckstöße entstehen können, so dass kurzzeitig von der Luftfeder her Drücke von etwa 20 bar auf das Pilotventil bzw. dessen Schraubenfeder wirken können. Da diese Schraubenfeder jedoch nur auf die üblichen Drücke des Druckluftspeichers beispielsweise im Bereich von etwa 13 bar ausgelegt ist, kann dies dazu führen, dass das Pilotventil kurzzeitig seinen Dichtsitz verlässt und somit unbeabsichtigt Druckluft aus der Luftfeder abgelassen wird. Mit anderen Worten kann ein entsprechender Druckstoß somit zu einem Druckverlust innerhalb der Luftfeder führen. Dem kann bislang nur dadurch abgeholfen werden, dass das Magnetventil – und insbesondere dessen Magnetspule – sehr groß bzw. leistungsstark dimensioniert wird.When However, the problem with the known valve unit is the fact to see that, for example, when driving a motor vehicle Pressure surges arise can, so that briefly by the air spring forth pressures of about 20 bar on the Pilot valve or its coil spring can act. Because this coil spring but only to the usual pressures of Compressed air storage, for example, designed in the range of about 13 bar is, this can cause that the pilot valve briefly leaves its sealing seat and thus unintentionally compressed air is discharged from the air spring. In other words, a corresponding pressure surge thus lead to a pressure drop inside the air spring. So far only be remedied by the fact that the solenoid valve - and in particular its magnetic coil - very big or powerful dimensioned.

Eine dezentrale Niveaufederungsanlage für Kraftfahrzeuge ist darüber hinaus bereits der DE 103 14 570 A1 als bekannt zu entnehmen. Einem Druckluftspeicher ist dabei ein Hauptventil nachgeschaltet, über welches Druckluft zu zwei Steuerventilen gelangen kann. Den Steuerventilen ist wiederum ein Halteventil in Form eines Rückschlagventils zugeordnet, über welche die Druckluft innerhalb einer korrespondierenden Luftfeder verbleibend gehalten wird.A decentralized level suspension system for motor vehicles is already the DE 103 14 570 A1 to be known as known. A compressed air reservoir is followed by a main valve, via which compressed air can reach two control valves. The control valves in turn is associated with a holding valve in the form of a check valve, via which the compressed air is kept within a corresponding air spring remaining.

Bei den Omnibussen werden alle Funktionen in einen Ventilblock gebracht. Bei den Gelenkbussen werden wiederum zwei Ventilblöcke benötigt. Höhensensoren, die ständig den Abstand zwischen Fahrzeugachsen und Fahrzeugaufbau messen, werden wiederum extra auf dem Kraftfahrzeug montiert. Dies trifft ebenso bei Druckluftschaltern bzw. Druckluftsensoren zu, die als einzelne Komponenten an den verschiedenen Luftfedern des Kraftfahrzeugs eingebaut sind. Bei den Höhensensoren handelt es sich meistens um Induktivsensoren, die in einem robusten Gehäuse untergebracht sind und mit einem zusätzlichen mechanischen Gestänge zwischen Fahrzeugachsen und Fahrzeugaufbau montiert sind. Im Dauerbetrieb von Kraftfahrzeugen sowie Omnibussen kann es, wegen der niedrigen Fahrzeughöhe, zur mechanischen Beschädigung des Sensorengestänges und damit zum Fehlverhalten der Luftfederungsanlage kommen. Außerdem entsteht ein großer Aufwand beim Montieren und Justieren von Höhensensoren bei den Fahrzeugherstellern.at The buses are brought all functions in a valve block. In the articulated buses again two valve blocks are needed. Height sensors, the constantly measure the distance between vehicle axles and vehicle body will turn specially mounted on the vehicle. This also applies to compressed air switches or compressed air sensors, which as individual components to the various Air springs of the motor vehicle are installed. With the height sensors These are mostly inductive sensors that are in a robust casing are housed and with an additional mechanical linkage between Vehicle axles and vehicle body are mounted. In continuous operation of Cars and buses may, because of the low vehicle height, the mechanical damage of the sensor linkage and thus come to the malfunction of the air suspension system. In addition, arises a large Effort when mounting and adjusting height sensors at the vehicle manufacturers.

Durch den hohen Systemdruck (bis 13 bar) in den Fahrzeugen mit Luftfederungsanlagen und durch Spitzendrücke bis 20 bar müssen die Magnetventile so dimensioniert sein, dass es auch bei hohen Drücken in den Hauptleitungen nicht zu Fehlschaltungen kommen kann. Somit sind die Magnetventile viel größer, schwerer und verbrauchen mehr Strom. Bei einem defekten Ventilblock muss dieser ganz ausgetauscht werden, was wiederum mit viel Zeitaufwand und Kosten verbunden ist.By the high system pressure (up to 13 bar) in vehicles with air suspension systems and by peak pressures to 20 bar The solenoid valves can be dimensioned so that it is also at high To press in the main lines can not be faulty. Consequently the solenoid valves are much larger, heavier and consume more electricity. For a defective valve block must this will be completely exchanged, which in turn will take a lot of time and effort Costs associated.

Durch die zentralen Ventilblöcke entstehen große Entfernungen zur Luftfeder, was automatisch lange Reaktionszeiten verursacht. Das wirkt sich besonders bei den Omnibussen aus, beispielsweise beim schnellen Ein- und Aussteigen von Fahrgästen im Stadtverkehr. Gleichzeitig müssen lange Druckluftleitungen verlegt werden, die wiederum hohe Kosten und Montagezeiten verursachen.By the central valve blocks arise big Distances to the air spring, which automatically gives long response times caused. This affects especially in the buses, for example fast entry and exit of passengers in city traffic. simultaneously have to long compressed air lines are laid, which in turn high costs and cause assembly times.

Bei den Schienenfahrzeugen werden die Luftfedern über Einzelventile angesteuert. Die Schienenfahrzeuge besitzen in der Regel mechanisch betätigte Steuerventile für jede einzelne Luftfeder. Diese Ventile tasten über Gestänge mit einer Umlenkmechanik die Höhenänderungen zwischen Drehgestell und dem Wagenaufbau ab. Bei den Schienenfahrzeugen wird die Luftfeder auch über Elektromagnetventile gesteuert. Es handelt sich dann um ein 3/3 Elektromagnetventile mit geschlossener Mittelstellung. Das Elektromagnetventil wird über zwei Magnetspulen gesteuert.at rail vehicles, the air springs are controlled by individual valves. The rail vehicles usually have mechanically operated control valves for every single air spring. These valves probe via linkages with a deflection mechanism the height changes between the bogie and the car body. At the rail vehicles the air spring is also over Controlled solenoid valves. It is then a 3/3 solenoid valves with closed center position. The solenoid valve is over two Magnetic coils controlled.

Bei den Industrieanwendungen werden Niveauregelungen auf die gleiche Weise gelöst. Die Ventile werden in einem Steuerschrank mit entsprechender Elektronik untergebracht. Der Niveausensor wird zwischen dem Boden und der bewegten Last montiert.at In industrial applications, level controls become the same Way solved. The valves are in a control cabinet with appropriate electronics accommodated. The level sensor is between the ground and the mounted moving load.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventileinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher sehr kompakte Ventile insbesondere mit geringer Magnetspulenleistung eingesetzt werden können.task The present invention is a valve unit of the above mentioned type, in which very compact valves in particular can be used with low solenoid performance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventileinheit mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.These The object is achieved by a Valve unit solved with the features of claim 1. advantageous Embodiments with appropriate and Non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Der Ventilsensorblock ist als Baukastensystem ausgeführt. Je nach Bedarf enthält der Ventilsensorblock verschiedene einzelne Komponenten (Ventil + Busanschaltung; Ventil + Drucksensor + Busanschaltung; Ventil + Busanschaltung + Drucksensor + Höhensensor).Of the Valve sensor block is designed as a modular system. Depending on requirements, the valve sensor block contains various individual components (valve + bus connection, valve + Pressure sensor + bus connection; Valve + bus connection + pressure sensor + Height sensor).

Der Ventilsensorblock wird direkt in den Deckel der Luftfeder als eine Einheit montiert. Es ist lediglich ein Druckluftanschluss – als Schnittstelle zum Hauptventil- und ein Elektrostecker – als Schnittstelle zur Elektronik – vorhanden. Durch den Einsatz von Bustechnik (z. B. CAN; Profibus; LIN-Bus; usw.) verringert sich der Kabelaufwand erheblich. Zudem verringern sich die Materialkosten sowie die Montage- und Justierzeiten.Of the Valve sensor block is inserted directly into the lid of the air spring as a Unit mounted. It's just a compressed air connection - as an interface to the main valve and an electric plug - as Interface to the electronics - available. Through the use of bus technology (eg CAN, Profibus, LIN bus; etc.), the cable expenses are reduced considerably. In addition, reduce the material costs as well as the assembly and adjustment times.

Der Kraftfahrzeughersteller erhält eine Luftfeder mit einem integrierten Ventilsensorblock, der dann nur über eine Druckluftleitung zum Hauptventil sowie über eine elektrische Leitung zur elektronischen Steuerung verbunden wird.Of the Motor vehicle manufacturer receives an air spring with an integrated valve sensor block, which then only over a compressed air line to the main valve and via an electrical line connected to the electronic control.

Bei den Mehrachsfahrzeugen kann man zu jeder Achse ein Hauptventil vorsehen, um die Reaktionszeit der Niveaufederungsanlage zu erhöhen.at The multi-axle vehicles can be provided with a main valve for each axle, to increase the reaction time of the level suspension system.

Die Tatsache, dass die Luftfeder immer unter einem bestimmten Druck stehen muss, wird bei der Erfindung genutzt, um über den vorhandenen Druck in der Luftfeder die Steuerung des Halteventils zu verwirklichen.The Fact that the air spring is always under a certain pressure must be used in the invention in order to know about the existing pressure in the air spring to realize the control of the holding valve.

Durch eine dezentrale Niveaufederungsanlage mit dem Ventilsensorblock in jeder Luftfeder werden auftretende Radlastdifferenzen sofort mit einem Gegendruck ausgeglichen. Somit wird eine gleichmäßige Lastverteilung an den Fahrzeugachsen, den Drehgestellen bzw. den einzelnen Rädern erreicht.By a decentralized level suspension system with the valve sensor block in every air spring occurring wheel load differences are immediately balanced with a back pressure. Thus, a uniform load distribution reached at the vehicle axles, the bogies or the individual wheels.

Die hohen Drücke, die in der Luftfeder entstehen können (dynamische Drücke bis 20 bar), werden über einen fest eingestellten Druckregler (ohne Luftverbrauch) vor dem Pilotventil reduziert. Auf diese Weise kann das Pilotventil mit einer kleinen Magnetspulenleistung betrieben werden, und zwar unabhängig von dem in der Luftfeder vorherrschenden Druck. Gleichzeitig übernimmt der Druckregler die Funktion eines Rückschlagventils, so dass Druckluft unter dem Pilotventil nicht in die Luftfeder wandern kann, falls in der Luftfeder ein niedrigerer Druck vorherrscht als hinter dem Druckregler.The high pressures, which can arise in the air spring (dynamic pressures to 20 bar) will be over a fixed pressure regulator (without air consumption) before the Pilot valve reduced. In this way, the pilot valve with a small solenoid power can be operated, regardless of the pressure prevailing in the air spring. At the same time the pressure regulator functions as a check valve, allowing compressed air under the pilot valve can not migrate into the air spring, if in the Air spring a lower pressure prevails than behind the pressure regulator.

Durch den Einsatz eines Druckreglers vor dem Pilotventil ist es möglich, mit kleinen Magnetspulen (unter 2 Watt Leistung) zu arbeiten. Durch den Einsatz eines Druckluftspeichers hinter dem Druckluftregler und vor dem Pilotventil ist es möglich, das Halteventil zu schalten, auch wenn der Druck in der Luftfeder fast null ist.By the use of a pressure regulator in front of the pilot valve, it is possible with to work with small magnetic coils (less than 2 watts). By the use of a compressed air storage behind the compressed air regulator and in front of the pilot valve it is possible to switch the holding valve, even if the pressure in the air spring almost zero.

Im Unterschied zum Stand der Technik, bei welchem sich der Ventilblock weit entfernt von der Luftfeder befindet und bei welchem bedingt durch den großen Querschnitt der Ventile zum Erreichen des Sollwerts oft nachgeregelt werden muss, wird dies alles bei der Erfindung vermieden, weil die Ventileinheit direkt in die Luftfeder eingebaut ist und damit sehr schnelle Reaktionen der Ventile erreichbar sind.In contrast to the prior art, in which the valve block is far away from the air spring and in which due to the large cross-section of the valves to reach the setpoint often has to be readjusted, all this is avoided in the invention because the Ven tileinheit is installed directly in the air spring and thus very fast reactions of the valves can be achieved.

Beim Höhensensor, der jetzt direkt den Abstand zwischen Fahrzeug und den Achsen misst, handelt es sich um einen kontaktlosen Sensor, der direkt im Ventilsensorblock integriert ist. Als Höhensensor ist ein Ultraschallsensor oder Mikrowellensensor (Radarsensor) vorgesehen. Durch den Einbau eines Höhensensors direkt in die Luftfeder wird dieser vor Einflüssen von außen geschützt. Damit kann auf eine aufwendige Mechanik wie bei herkömmlichen Sensoren verzichtet werden.At the Height sensor, which now directly measures the distance between the vehicle and the axles is It is a non-contact sensor that is located directly in the valve sensor block is integrated. As a height sensor an ultrasonic sensor or microwave sensor (radar sensor) is provided. By installing a height sensor directly into the air spring this is protected from external influences. This can be on a costly Mechanics as with conventional ones Sensors are omitted.

Die Erfindung wird anbei von Ausführungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.The Invention is attached by embodiments, which are shown in the drawings, explained in more detail.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer dezentralen Einrichtung zur Niveauregelung für Straßenfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, sowie Schienenfahrzeuge; 1 shows a schematic representation of a decentralized device for level control for road vehicles, especially commercial vehicles, and rail vehicles;

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ventileinheit mit einem 2/2 Hauptventil und einem Druckregler, einem Höhen- und einem Drucksensor, sowie einem Steuerventil und einer Busstation; 2 shows a schematic representation of a valve unit with a 2/2 main valve and a pressure regulator, a height and a pressure sensor, and a control valve and a bus station;

3 zeigt eine schematische Darstellung der Niveau- bzw. Kraftregelung für Industrieanwendungen mit einem entsperrbaren Rückschlagventil; 3 shows a schematic representation of the level or force control for industrial applications with a pilot-operated check valve;

4 zeigt eine Befestigungsmöglichkeit eines Ventilsensorblocks an einer Luftfeder; 4 shows a mounting possibility of a valve sensor block to an air spring;

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ventileinheit mit einem 2/2 Wegeventil mit einem thermodynamischen Antrieb; und 5 shows a schematic representation of a valve unit with a 2/2 way valve with a thermodynamic drive; and

6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ventileinheit mit einem 2/2 Halteventilen und einem zusätzlichen Druckregler und einem Druckluftspeicher vor einem Pilotventil. 6 shows a schematic representation of a valve unit with a 2/2 holding valves and an additional pressure regulator and a compressed air reservoir in front of a pilot valve.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer dezentralen Niveauregelanlage für Kraft- und Schienenfahrzeuge. Demgemäß enthält die dezentrale Niveaufederungsanlage jeweils einen Ventilsensorblock 2a–2d, welcher direkt in die zugeordnete Luftfeder 1a–1d eingebaut ist, sowie ein Hauptventil 4 und eine Elektronik 3. Der jeweilige Ventilsensorblock 2a–2d kann während der Arbeit in Verbindung mit dem Hauptventil 4 drei Stellungen einnehmen:
Eine geschlossene Stellung;
eine belüftete Stellung;
und eine entlüftete Stellung. 1 shows a preferred embodiment of a decentralized level control system for motor vehicles and rail vehicles. Accordingly, the decentralized level suspension system each includes a valve sensor block 2a - 2d , which directly into the assigned air spring 1a - 1d is installed, as well as a main valve 4 and electronics 3 , The respective valve sensor block 2a - 2d Can work in conjunction with the main valve 4 occupy three positions:
A closed position;
a ventilated position;
and a vented position.

Die Grundstellung des jeweiligen Ventilsensorblocks 2a–2d ist geschlossen.The basic position of the respective valve sensor block 2a - 2d is closed.

Die Kommunikation zwischen dem jeweiligen Ventilsensorblock 2a–2d und der Steuerelektronik 3 erfolgt über eine Busstation 13 und elektrische Leitungen 18.The communication between the respective valve sensor block 2a - 2d and the control electronics 3 via a bus station 13 and electrical lines 18 ,

In der Niveauregelanlage nach 1 kann jeder Steuerventilblock 2a–2d in Verbindung mit dem Hauptventil 4 unabhängig von einander gesteuert werden.In the level control system after 1 can every control valve block 2a - 2d in conjunction with the main valve 4 be controlled independently of each other.

Um die Schnelligkeit der ganzen Anlage zu erhöhen, kann man bei Bedarf für die Vorderachse (VA) und die Hinterachse (HA) je ein Hauptventil 4 einsetzen. Das gilt genauso für eine Liftachse (LA) bei Industrieanwendungen.To increase the speed of the entire system, one can, if necessary, for the front axle (VA) and the rear axle (HA) each have a main valve 4 deploy. This also applies to a lift axle (LA) in industrial applications.

Vom Hauptventil 4 ausgehend, gelangt die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 6 über das eingeschaltete Hauptventil 4 zum Eingang E eines Halteventils 10 und über ein Doppelrückschlagventil 15 zum Eingang eines Steuerventils 14. Beim Einschalten des Steuerventils 14 gelangt die Druckluft zur Steuerseite des Halteventils 10. Diese wiederum ermöglicht den freien Durchgang für die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 5 zur Luftfeder 1a. Die Luftfeder 1a wird so lange mit der Druckluft befüllt, bis ein Steuersignal von der Elektronik 3, nicht über die Busstation 13 an das Hauptventil 4 und dem Pilotventil 14, gegeben wird, um beide auszuschalten. Im stromlosen Zustand befindenden sich beide Ventile 10, 14 in der Grundstellung.From the main valve 4 starting, the compressed air comes from the compressed air reservoir 6 via the switched on main valve 4 to the input E of a holding valve 10 and a double check valve 15 to the entrance of a control valve 14 , When switching on the control valve 14 the compressed air comes to the control side of the holding valve 10 , This in turn allows the free passage for the compressed air from the compressed air reservoir 5 to the air spring 1a , The air spring 1a is filled with compressed air until a control signal from the electronics 3 not over the bus station 13 to the main valve 4 and the pilot valve 14 , given to turn off both. When de-energized both valves are located 10 . 14 in the basic position.

Die Information, im welchen Zustand sich die Luftfeder 1a befindet (Höhe oder Last), erhält die Elektronik 3 über einen Höhensensor 9 bzw. einen Drucksensor 11. Die Informationen werden über die Busstation 13 und die elektrischen Leitungen 18 der Elektronik 3 übermittelt. Wenn die Druckluft in die Luftfeder 1a gelangt, wird diese automatisch über einen Druckregler 12 und über das Doppelrückschlagventil 15 dem Pilotventil 14 zugeführt. Der Druckregler 12 hat die Funktion, den Druck am Ausgang zu reduzieren und gleichzeitig unerwartete Druckstöße aus der Luftfeder 1a an das Pilotventil 14 zu verhindern. Durch den eingebauten Druckregler 12 arbeitet das ganze System mit minimalem Strombedarf.The information in what state the air spring 1a is located (height or load), receives the electronics 3 via a height sensor 9 or a pressure sensor 11 , The information is transmitted via the bus station 13 and the electrical wires 18 the electronics 3 transmitted. When the compressed air in the air spring 1a This is automatically via a pressure regulator 12 and over the double check valve 15 the pilot valve 14 fed. The pressure regulator 12 It has the function of reducing the pressure at the outlet and at the same time unexpected pressure surges from the air spring 1a to the pilot valve 14 to prevent. Due to the built-in pressure regulator 12 The whole system works with minimal power consumption.

Der Druckregler 12 wird in Patronenform ausgeführt und hat somit einen geringen Platzbedarf. Der Druckregler 12 arbeitet ohne Druckluftverbrauch und mit einem fest eingestellten Ausgangsdruck. Gleichzeitig dient der Druckregler 12 als Rückschlagventil. Damit wird verhindert, dass die vorhandene Druckluft nicht in die Luftfeder 1a entweicht, wenn der Druck in der Luftfeder 1a–1d niedriger als der Druck zwischen dem Druckregler 12 und dem Pilotventil 14 ist.The pressure regulator 12 is carried out in cartridge form and therefore has a small footprint. The pressure regulator 12 works without compressed air consumption and with a fixed set pressure. At the same time serves the pressure regulator 12 as a check valve. This prevents the existing compressed air from entering the air spring 1a escapes when the pressure in the air spring 1a - 1d lower than the pressure between the pressure regulator 12 and the pilot valve 14 is.

Um die Luftfeder 1a zu entleeren (Fahrzeuggestell bzw. Gewicht zu senken), wird das Pilotventil 14 über die Elektronik 3 eingeschaltet, so dass das Halteventil 10 in eine zweite geöffnete Schaltstellung übergeht und die Druckluft aus der Luftfeder 1a über das Hauptventil 4 und einen Schalldämpfer 6 ins Freie strömt.To the air spring 1a to empty (vehicle frame or reduce weight), the pilot valve 14 about the electronics 3 turned on, leaving the holding valve 10 in a second open switching position passes and the compressed air from the air spring 1a over the main valve 4 and a silencer 6 flows into the open air.

Wenn von der Elektronik 3 das Signal über die Busstation 13 kommt, wird das Pilotventil 14 abgeschaltet und das Halteventil 10 schaltet in die Grundstellung, d. h. die Verbindung von der Luftfeder 1a zum Schalldämpfer 6 wird unterbrochen.If from the electronics 3 the signal via the bus station 13 comes, becomes the pilot valve 14 shut off and the holding valve 10 switches to the basic position, ie the connection of the air spring 1a to the muffler 6 will be interrupted.

In 2 ist die Ventileinheit 2a in der maximalen Ausführung dargestellt. Je nach Aufgabe ist es möglich, die Ventileinheit 2a in verschiedenen Kombinationen herzustellen.In 2 is the valve unit 2a shown in the maximum version. Depending on the task, it is possible to use the valve unit 2a in different combinations.

Durch Integration von Ventilen 10, 14, 15 und Sensoren 9, 11 entsteht vorteilhaft eine Einheit mit nur einer Schnittstelle E für die Druckluft zum Hauptventil 4 und nur einer Schnittstelle A für die elektrischen Leitungen 18 zur Elektronik 3.By integration of valves 10 . 14 . 15 and sensors 9 . 11 Advantageously, a unit with only one interface E for the compressed air to the main valve 4 and only one interface A for the electrical lines 18 to the electronics 3 ,

In der Ventileinheit 2a sind vorteilhaft der Höhensensor 9, der Drucksensor 11, der Druckregler 12, das Pilotventil 14, das Doppelrückschlagventil 15 immer die gleichen Komponenten. Nur das Halteventil 10 wird nach Bedarf mit größerer oder kleinerer Nennweite gebaut. Das ist besonders vorteilhaft bei großen Kraftfahrzeugen, und insbesondere bei Schienenfahrzeugen.In the valve unit 2a are advantageous the height sensor 9 , the pressure sensor 11 , the pressure regulator 12 , the pilot valve 14 , the double check valve 15 always the same components. Only the holding valve 10 is built as required with larger or smaller nominal width. This is particularly advantageous in large motor vehicles, and especially in rail vehicles.

Durch Einbau der Ventileinheit 2a direkt in die Luftfeder 1a wird die Gefahr von Leckagen in dem System minimiert.By installing the valve unit 2a directly into the air spring 1a it minimizes the risk of leaks in the system.

3 zeigt eine Ausführung der Ventileinheit 2a, die sich neben Kraft- und Schienenfahrzeugen auch für Industrieanwendungen eignet. 3 shows an embodiment of the valve unit 2a , which is also suitable for industrial applications in addition to power and rail vehicles.

Beim Balgzylinder für pneumatische Anwendungen und bei der Luftfeder 1a zur Schwingungsisolierung, entsteht kein großer Druckunterschied in der Anlage.At the bellows cylinder for pneumatic applications and at the air spring 1a For vibration isolation, there is no large pressure difference in the system.

Beim Einschalten des Hauptventils 4 strömt die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 5 über das Halteventil 16 in die Luftfeder 1a. Um den Fahrzeugaufbau in die gewünschte Höhe zu heben, wird auch das Pilotventil 14 eingeschaltet. Das Halteventil 16 ist in Form von eines entsperrbaren Rückschlagventils ausgeführt. Durch Einschalten des Pilotventils 14 wird das Halteventil 16 entriegelt, und die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 5 strömt ungehindert in die Luftfeder 1a. Wenn die vorgegebene Luftfederhöhe erreicht ist, wird wiederum über den Höhensensor 9 abgefragt, und die Information weiter über die Busstation 13 an die Elektronik 3 geleitet. Die Elektronik 3 sendet ein Steuersignal über die Busstation 13, und beide Ventile 14 und 4 werden ausgeschaltet. Die Ventileinheit 2a nimmt die Grundstellung ein und die Luftfeder 1a nimmt ihre Haltestellung ein.When switching on the main valve 4 the compressed air flows out of the compressed air reservoir 5 over the holding valve 16 in the air spring 1a , In order to raise the vehicle body to the desired height, the pilot valve is also used 14 switched on. The holding valve 16 is designed in the form of a pilot-operated check valve. By switching on the pilot valve 14 becomes the holding valve 16 unlocked, and the compressed air from the compressed air reservoir 5 flows freely into the air spring 1a , When the predetermined air spring height is reached, turn is via the height sensor 9 queried, and the information on the bus station 13 to the electronics 3 directed. The Electronic 3 sends a control signal via the bus station 13 , and both valves 14 and 4 are turned off. The valve unit 2a takes the basic position and the air spring 1a takes her stop position.

Die Feder 17 im entsperrbaren Rückschlagventil 16 drückt auf den Sitz und das ganze System ist dicht. Durch Auslegung der Federkraft 17 des Halteventils 16 wird automatisch ein Restdruck in der Luftfeder 1a bestimmt. Durch diese Anordnung ist in der Luftfeder 1a immer ein Mindestdruck vorhanden. Dieser Mindestdruck in der Luftfeder 1a dient einerseits als Steuerdruck für das Pilotventil 14 und anderseits wird automatisch die Luftfeder 1a vor einer Beschädigung geschützt.The feather 17 in the unlockable check valve 16 press on the seat and the whole system is tight. By design of the spring force 17 of the holding valve 16 automatically a residual pressure in the air spring 1a certainly. By this arrangement is in the air spring 1a always a minimum pressure available. This minimum pressure in the air spring 1a on the one hand serves as control pressure for the pilot valve 14 and on the other hand automatically becomes the air spring 1a protected from damage.

Um die Luftfeder 1a zu entlüften wird nur Pilotventil 14 eingeschaltet; die Druckluft aus der Luftfeder 1a entriegelt das Halteventil 16. Die Druckluft strömt aus der Luftfeder 1a über den Schalldämpfer 6 und das Hauptventil 4 ins Freie. Wenn die vorgegebene Position von der Luftfeder 1a erreicht ist, wird das Pilotventilventil 14 ausgeschaltet und das Halteventil 16 sperrt zu.To the air spring 1a to vent only pilot valve 14 switched on; the compressed air from the air spring 1a unlocks the holding valve 16 , The compressed air flows out of the air spring 1a over the muffler 6 and the main valve 4 into the open. When the default position of the air spring 1a is reached, the pilot valve 14 switched off and the holding valve 16 locks.

Bei der Luftfeder 1a in der Schwingungsisolierung und Druckregelung wird kein Höhensensor 9, sondern nur ein Drucksensor 11 benötigt. Der Drucksensor 11 erzeugt ein analoges Stromsignal, das proportional ist zum vorhandenen Druck, welcher in der Luftfeder 1a vorherrscht. In der Elektronik 3 wird ein Analogwert gespeichert, der wiederum dem Druck in der Luftfeder 1a entspricht. Beim Einschalten des Pilotventils 14 und des Hauptventils 4 strömt die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 5 in die Luftfeder 1a.At the air spring 1a in the vibration isolation and pressure control does not become a height sensor 9 but only a pressure sensor 11 needed. The pressure sensor 11 generates an analog current signal that is proportional to the existing pressure in the air spring 1a prevails. In electronics 3 An analog value is stored, which in turn is the pressure in the air spring 1a equivalent. When switching on the pilot valve 14 and the main valve 4 the compressed air flows out of the compressed air reservoir 5 in the air spring 1a ,

Der Drucksensor 11 erzeugt ein Stromsignal proportional dem ansteigenden Druck in der Luftfeder 1a. Wenn der Druck in der Luftfeder 1a einen eingestellten Wert erreicht hat, wird von der Elektronik 3 ein Signal an das Pilotventil 14 und das Hauptventil 4 über die Busstation 13 weitergeleitet und beide Ventile 4 und 14 werden ausgeschaltet.The pressure sensor 11 generates a current signal proportional to the increasing pressure in the air spring 1a , When the pressure in the air spring 1a has reached a set value is from the electronics 3 a signal to the pilot valve 14 and the main valve 4 over the bus station 13 forwarded and both valves 4 and 14 are turned off.

4 zeigt einen vorteilhaften Einbau der Ventileinheit 2a an der Luftfeder 1a. Die Ventileinheit 2a wird vorteilhaft mit einer Hohlschraube 19 und Schrauben 20 auf der Luftfeder 1a montiert. Lediglich in dem Deckel 22 ist eine zusätzliche Bohrung 23 erforderlich, um Messungen mittels des Höhensensors 9 zu ermöglichen. 4 shows an advantageous installation of the valve unit 2a on the air spring 1a , The valve unit 2a becomes advantageous with a banjo bolt 19 and screws 20 on the air spring 1a assembled. Only in the lid 22 is an additional hole 23 required to take measurements using the height sensor 9 to enable.

Weitere Veränderungen an der Standardluftfeder sind nicht nötig. Im Störungsfall wird nur die Ventileinheit 2a ausgetauscht.Further changes to the standard air spring are not necessary. In case of failure, only the valve unit 2a replaced.

Es ist auch denkbar, die Ventileinheit 2a nach innen in die Luftfeder 1a zu verlegen.It is also conceivable, the valve unit 2a inside the air spring 1a relocate.

Bei der Luftfederregelung über den Drucksensor 11 ist keine zusätzliche Bohrung in dem Deckel 22 der Luftfeder 1a nötig.For air spring control over pressure sensor 11 There is no extra hole in the lid 22 the air spring 1a necessary.

5 zeigt einen vorteilhaften Einbau eines 2/2 Halteventils 10 mit thermodynamischem Antrieb ("Formgedächtnis"-Antrieb). Der Vorteil eines solchen Antriebs im Vergleich zum direkt gesteuerten Magnetantrieb ist, dass dieser kompakt, leicht, robust gegen Umwelteinflüsse und energieeffizient ist. In Abhängigkeiten von der Stromzufuhr des thermodynamischen Antriebs des Halteventils 10 ist es auch möglich, die Druckluftzufuhr und -abfuhr auf einfache Art zu regeln. 5 shows an advantageous installation of a 2/2 holding valve 10 with thermodynamic drive ("shape memory" drive). The advantage of such a drive in comparison to the directly controlled magnetic drive is that it is compact, lightweight, robust against environmental influences and energy efficient. Dependent on the power supply of the thermodynamic drive of the holding valve 10 It is also possible to regulate the compressed air supply and discharge in a simple way.

6 zeigt eine Ventileinheit 2a–2d mit eingebautem Druckregler 12 zwischen dem Doppelrückschlagventil 15 und dem Pilotventil 14. Gleichzeitig ist hinter dem Druckregler 12 ein Druckluftspeicher 5a integriert. Durch diese Anordnung ist es möglich, bei reduziertem Druck unter dem Pilotventil 14 mit kleiner Spulenleistung zu arbeiten (Energieeinsparung, kleines Bauvolumen, wenig Gewicht, niedrige Herstellungskosten). Durch den Einsatz des Druckluftspeichers 5a vor dem Pilotventil 14 wird erreicht, dass man das Halteventil 10 über das Pilotventil 14 schalten kann, obwohl der Druck in der Luftfeder 1a–1d niedriger ist als der erforderliche Versorgungsdruck für das Pilotventil 14. Bei der Anordnung nach 6 wird vorteilhafter Weise ein Doppelrückschlagventil 15, ein Druckregler 12, ein Druckluftspeicher 5a, welcher einfach als Hohlraum in der Ventileinheit 2a–2d ausgeführt ist, eingesetzt. Das Volumen des Druckluftspeichers 5a wird so ausgelegt, dass das mehrmalige Schalten des Pilotventils 14 möglich ist. 6 shows a valve unit 2a - 2d with built-in pressure regulator 12 between the double check valve 15 and the pilot valve 14 , At the same time is behind the pressure regulator 12 a compressed air storage 5a integrated. By this arrangement, it is possible under reduced pressure under the pilot valve 14 to work with low coil power (energy saving, small construction volume, low weight, low production costs). Through the use of compressed air storage 5a in front of the pilot valve 14 is achieved by holding the holding valve 10 via the pilot valve 14 can switch, although the pressure in the air spring 1a - 1d is lower than the required supply pressure for the pilot valve 14 , In the arrangement according to 6 is advantageously a double check valve 15 , a pressure regulator 12 , a compressed air storage 5a which simply acts as a cavity in the valve unit 2a - 2d is executed, used. The volume of compressed air storage 5a is designed so that the repeated switching of the pilot valve 14 is possible.

Durch die Ausführung der Ventileinheit 2a–2d als eine Baugruppe entfallen auch Druckluftleitungen, welche sich als Störungsquelle darstellen, automatisch. Durch Zusammenlegung des Doppelrückschlagventils 15, des Druckreglers 12, des Druckluftspeichers 5a und des Pilotventils 14 ist es möglich, die gleiche Einheit für verschiedene Querschnittgrößen von Halteventilen 10 zu verwenden. Je nach Bedarf ist es möglich, verschiedene Varianten der Ventileinheit 2a–2d als Baugruppen zusammen zu setzen. Je nach Bedarf ist es möglich, auch den Höhensensor 9 und/oder den Drucksensor 11 zu integrieren. Durch die Druckluftversorgung für das Pilotventil 14 -wechselweise aus dem Druckluftspeicher 5 bei eingeschaltetem Hauptventil 4 oder aus der Luftfeder 1a–1d – ist es möglich, die Ventileinheit 2a–2d direkt in die Luftfeder 1a–1d zu integrieren, ohne externe Steuerleitungen für das Pilotventil 14 zu verlegen. Damit entfallen die Kosten für Druckluftleitungen, Verschraubungen und Montage. Besonders von Vorteil ist es, dass man durch den direkten Einbau der Ventileinheit 2a–2d in die Luftfeder 1a–1d eine Überschwingung der Niveauregelung vermeiden kann. Bei der Niveauregelung wird der Abstand zwischen Fahrzeugaufbau und -achse geregelt. Bei einem großen Abstand zwischen Fahrzeugaufbau und -achse strömt die Druckluft durch einen großen Querschnitt des Halteventils 10. Es strömt somit eine große Menge Druckluft in die Luftfeder(1a–1d, was auch von Vorteil ist. Kurz vor Erreichen der Sollwerthöhe – ermittelt durch den Höhensensor 9 – wird das Halteventil 10 schlagartig abgeschaltet. Die Nennweite der Halteventile 10 bewegt sich zwischen NW 7 mm und NW 9 mm. Die Ventile 10 werden als Sitzt- oder Kolbenschieberventile gebaut.By the execution of the valve unit 2a - 2d as an assembly also eliminates compressed air lines, which are a source of interference, automatically. By merging the double check valve 15 , the pressure regulator 12 , the compressed air storage 5a and the pilot valve 14 It is possible to use the same unit for different cross-sectional sizes of holding valves 10 to use. Depending on requirements, it is possible to use different variants of the valve unit 2a - 2d to assemble as assemblies. Depending on your needs, it is also possible to use the height sensor 9 and / or the pressure sensor 11 to integrate. Through the compressed air supply for the pilot valve 14 Alternately from the compressed air reservoir 5 with the main valve switched on 4 or from the air spring 1a - 1d - Is it possible to use the valve unit 2a - 2d directly into the air spring 1a - 1d to integrate without external pilot lines for the pilot valve 14 relocate. This eliminates the cost of compressed air lines, fittings and assembly. It is particularly advantageous that you by the direct installation of the valve unit 2a - 2d in the air spring 1a - 1d can avoid overshoot of the level control. In the level control, the distance between the vehicle body and axle is regulated. At a large distance between the vehicle body and axle, the compressed air flows through a large cross-section of the holding valve 10 , It flows thus a large amount of compressed air in the air spring ( 1a - 1d which is also an advantage. Shortly before reaching the setpoint height - determined by the height sensor 9 - becomes the holding valve 10 abruptly switched off. The nominal size of the holding valves 10 moves between NW 7 mm and NW 9 mm. The valves 10 are built as seat or spool valves.

Claims

Valve unit for decentralized level control systems of motor vehicles and railway vehicles as well as for industrial applications, with a holding valve ( 10 ), which between a compressed air reservoir ( 5 ) and one of the valve unit ( 2a - 2d ) associated air spring ( 1a - 1d ) and by a pilot valve ( 14 ) is acted upon by a control pressure at which compressed air from the compressed air reservoir ( 5 ) or from the assigned air spring ( 1a - 1d ), characterized in that between the pilot valve ( 14 ) and the associated air spring ( 1a - 1d ) a pressure regulator ( 12 ) is provided, via which the compressed air from the associated air spring ( 1a - 1d ) can be regulated.

Valve unit according to claim 1, characterized in that via the pressure regulator ( 12 ) the compressed air from the compressed air reservoir ( 5 ) is regulated.

Valve unit according to claim 1 or 2, characterized in that via the pressure regulator ( 12 ) the compressed air from the air spring ( 1a - 1d ) is reduced with high pressure.

Valve unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve unit ( 2a - 2d ) on or in the associated air spring ( 1a - 1d ) is arranged.

Valve unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that a compressed air reservoir ( 5a ) is provided, by means of which the holding valve ( 10 ) is switchable when the pressure of the compressed air from the associated air spring ( 1a - 1d ) lower than the required supply pressure of the pilot valve ( 14 ).

Valve unit according to claim 5, characterized in that by the compressed air reservoir ( 5a ) a repeated switching of the pilot valve ( 14 ) is possible.

Valve unit according to one of claims 5 or 6, characterized in that the valve unit ( 2a - 2d ) with the holding valve ( 10 ), the pilot valve ( 14 ), the pressure regulator ( 12 ), a double check valve ( 15 ), a bus station ( 13 ) and the compressed air reservoir ( 5a ) forms an assembly.

Valve unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve unit ( 2a - 2d ) detachable with the air spring ( 1a - 1d ) is connectable.

Valve unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the valve unit ( 2a - 2d ) the compressed air from an input (E) to an output (A) to the air spring ( 1a - 1d ).

Valve unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the valve unit ( 2a - 2d ) a height sensor ( 9 ), which in an opening ( 23 ) of a lid ( 22 ) of the air spring ( 1a - 1d ) ends.

Valve unit according to claim 10, characterized in that the height sensor ( 9 ) is designed as a contactless ultrasonic or microwave sensor.

Valve unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the valve unit ( 2a - 2d ) a pressure sensor ( 11 ) of the air spring ( 1a - 1d ) assigned.

Valve unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the compressed air regulator ( 12 ) is designed as a check valve without constant air consumption.

Valve unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the valve unit ( 2a - 2d ) via a compressed air line ( 8th ) with a main valve ( 4 ), which in the de-energized state of the main valve ( 4 ) is compressed air.

Valve unit according to one of claims 1 to 14, characterized in that the respective air spring ( 1a - 1d ) the decentralized level control system associated valve units ( 2a - 2d ) via electronics ( 3 ) are interconnected.