Wegsensor

Ein Wegsensor (auch Achs-, Höhen-, Lagesensor oder Winkelgeber gennant) wandelt eine mechanische Größe (z.B. Hub an der Sensorposition) in eine elektrische Größe (z.B. Spannung) um, die dann z.B. von einem Steuergerät als Eingangssignal verarbeitet werden kann.

Allgemeines

Er bildet die Grundlage für moderne Niveauregelsystem zur Erfassung der tatsächlichen Fahrwerkshöhe gemessen zwischen den Anbindungspunkte des Sensors und des Sensorarms und die sich daraufs ergebende Winkeländerung beim Ein- und Ausfedern.

Dabei ist wichtig zu erwähnen, dass die im Airride Bereich verwendeten Wegsensoren den Hub nicht direkt messen, sondern die Veränderung der Winkellage des Anbindungspunktes. Dieser ist über eine bewegliche Koppelstange mit dem Sensorarm verbunden und "verdreht" diesen auf dem eigentlichen Wegsensor im inneren. Über einen vorgegebenen Basiswert als "Nullpunkt" erfasst dieser Sensor den Weg dann quasi in kleinen Stückchen über jede kleine Winkeländerung ("rotierender, Inkrementalgeber") durch eine Widerstandsänderung analog zu einem Potentiometer.

Da der Nullpunkt bzw. Ausgangspunkt für ein verwertbares Signal wichtig ist, müssen die Wegsensoren nach der Montage im System angelernt werden, das dessen Signale verarbeiten soll. Dies geschieht bei modernen Nivearegelsystem z.B. AccuAir eLevel, Airlift 3P/3H/Autopilot, usw. über die Kalibrierung, bei der meist bei vollständig entlüfteten Luftfedern begonnen wird (=unterster Grenzwert).

Bei druckbasierten Niveauregelsystemen erfolgt die "Weg"-Ausgabe über Drucksensoren (die lediglich als ungefährer Indikator für den Weg gelten kann), bei "echten" wegbasierten Niveauregelsystemen über die erwähnten direkt an den Achsen befestigten Wegsensoren. Bei geben ähnliche Spannungsssignale aus, das Zustande kommen dieser ist bei den wegbasierten Systemen jedoch um einiges präziser und vorallem unter nahezu allen Umgebgungsbedingungen reproduzierbarer. Nähere Informationen dazu gibt es beim Thema "Niveauregelsystem".

elektrische Anschlüsse / Signal

Zur Beschreibung der elektrischen Anschlüsse, verwenden wir einen sehr häufig benutzten Airride-Wegsensor-Typ, den Ihr bei uns bekommt:

Die Versorgungsspannung beträgt je nach Auslegung meist zwischen 4,5-5V
Die Masse bildet das betragsgleiche Bezugspotential zur Versorgungsspannung und wird mit der Fzg-Karosserie/MInuspol verbunden.
Die Signalspannung ist das sich proportional zur Sensorstellung verändernde Signal, das vom Steuergerät (ECU) verarbeitet werden kann.

Montage

Die Montage von Wegsensoren ist der wohl häufigste Grund, wieso oftmals zu druckbasierten Niveauregelsystemen gegriffen wird: sie ist mitunter sehr aufwändig.

Je nach Achskonstruktion muss eine Sensorposition gefunden werden die folgende beiden Bedingungen erfüllt:
1. ausreichend Hub- bzw. Winkelbewegung des Sensor: ermöglicht eine sehr feinfühlige, präzise Wegerfassung und entsprechende Regelgung durch das Niveauregelsystem.
Dies ermittelt ihr bei der Fahrwerkmontage am besten wenn Federbein/Schwingungsdämpfer/Feder noch demontiert sind und ihr die Achse z.B. mit einem Getriebeheber sehr leicht und ohne viel Widerstand  ein- und ausfedern könnt.
Zur Hilfe könnte ihr den Sensor zunächst mit einfachen Mitteln provisorisch und ohne Bohren, etc. z.B. mit Winkeln, Kabelbindern, usw. in der ungefähren Position am Fahrzeugunterboden befestigen, das gleiche mit dem Sensorarm über die Koppelstange am Querlenker bzw. Achskörper (Allgemein: ein sich beim Ein- und Ausfedern bewegendes, radführendes Bauteil)

Danach spielt ihr dieses Ein und Ausfedern solange durch, bis genügend Ein- und Ausfederwerweg vorhanden ist und der Sensorarm am Sensor nach oben und unten max. ca. 45° Winkellage bekommt. Habt ihr diese Position ausgemacht, sorgt für eine stabile, dauerhafte und fachgerechte Befestigungs durch eine Schraub-, Klemm- oder wenn nicht anders möglich (kleinen) Schweißverbindung an nicht unmittelbar sicherheitsrelevanten Bauteilen. Achtet darauf die Achskonstruktion durch Befestigungsmaßnahmen insgesamt nicht zu schwächen und verwendet am besten selbstgebaute Winkel- bzw. Haltevorrichtungen die an serienmäßigen Montagepunkten verschraubt werden.

2. maximale Begrenzung der Hub- bzw. Winkelbewegung des Sensors: verhindert die Beschädigung des Sensors durch Überdrehen, des Sensorarms durch Verbiegen oder Brechen oder Überlastung in tiefster oder höchster Position
Eine Lotgerechte Montageposition sorgt dafür, dass der Arm während der radialen Winkelbewegungen axial belastet wird. Durch die oben erwähnte Methode mit widerstandsarmer Ein- und Ausfederbewegung lässt sich das am einfachsten feststellen.
Wird das Niveauregelsytem oder der Wegsensor nachgerüstet oder ersetzt bzw. neupositioniert, kann das bereits verbaute Luftfahrwerk den Gesamtweg gleich z.B. per Fernbedienung oder über einene zweiten Bediener auf Knopfdruck durchfahren. Am sichersten ist das auf einer Hebebühne mit sog. Fahrbahnlastaufnahme. Dabei steht das Fahrzeug auf er Hebebühne und kann auf den eigenen Räder angehoben und dann darunter gearbeitet werden. So lässt sich an den Achsen die Wegsensorposition ermitteln und gleichzeitig die Hubbewegung quasi live kontrollieren und die Position bei Bedarf wieder nachkorrigieren. In Werkstätten werden diese Bühnen meist zur Fahrwerksvermessung verwendet. Man kennt sich auch aus der Dialogannahme bei Vertragshändlern oder bei Prüfstellen z.B. zur Durchführung der Hauptuntersuchung.

Die maximale Winkellage liegt meist insgesamt bei 90°, also 45° von der Nullage nach oben und 45° nach unten. Diese wird oft mechanisch durch Anschläge begrenzt. Da es sich meist um Kunststoff handelt, können diese Anschläge bei falscher Positionierung leider dennoch brechen und oft ist der Sensor dann irreparabel beschädigt und muss getauscht werden.