CN112334336A - 具有用于车体承载弹簧的基点的调节系统的车辆车轮悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆车轮悬架，其包括：液压调节系统，该液压调节系统用于设置在车轮导向构件和车辆车体之间的承载弹簧的基点；通过车辆车体相对于车轮导向结构元件的相对运动来驱动的活塞泵，该活塞泵用于将液压介质通过止回阀装置输送到设置在弹簧基点上的液压腔中；以及被加载压力的补偿容积，该补偿容积用于提供液压介质。活塞泵优选具有泵缸和相对于该泵缸能移位地被引导的泵活塞，并且与液压腔连接的回流通道通入泵缸中，使得该回流通道的通口被泵活塞与位置相关地阻断或释放，其中，通过经释放的通口，液压介质能够从液压腔通过泵缸流动到补偿容积中。

Description

具有用于车体承载弹簧的基点的调节系统的车辆车轮悬架

技术领域

本发明涉及一种车辆车轮悬架，其具有用于设置在车轮导向构件和车辆车体之间的承载弹簧的基点的液压调节系统。关于现有技术例如参考DE 3816102 C1和DE102009058027 A1。

背景技术

在各种实施方式中，已知设置在车辆的车体与车辆的一个或多个车轮悬架之间的一个或多个承载弹簧的所谓的弹簧基点调节。这些已知系统——上面提到的第二个文献中示出其中一种——在一定程度上需要外部提供的能量来至少使车辆车体相对于车轮或车辆在其上停车或行驶的路面升高。这种升高对于载重补偿(Beladungsausgleich)是期望或需要的，以便在装载有大的质量的车辆上实现车体的正常高度，该正常高度在例如仅载有一个或两个乘员的“正常”载重时出现。在卸载如此大的附加质量之后，车辆车体随后可能在没有外部能量供应的情况下进行期望的下降，即通过车辆车体的重量触发。

另外的已知的现有技术是带有内部水平调节的所谓的自泵式液压气动弹簧支柱，为此开头提到的第一个文献示出一种示例并且该自泵式液压气动弹簧支柱不需要外部能量来升高车辆车体。相反，车辆车体通过车辆行驶运行期间的弹缩和弹开运动(Ein-undAusfederbewegung)在一定程度上自动将自身泵高，其方式为，气体压力弹簧中的气压通过液压减震器的活塞而液压地增加。但随着由此产生的液压减震器中的液压压力增加，该液压减震器的起动力矩也增加，这有碍于驾驶舒适性。

发明内容

现在本发明说明一种弹簧基点调节，其不依赖于外部能量供应(＝本发明的任务)。

所述任务通过独立权利要求的特征解决，并且解决方案在于一种车辆车轮悬架，其包括用于设置在车轮导向构件和车辆车体之间的承载弹簧的基点的液压调节系统，其中，设置有通过车辆车体相对于车轮导向结构元件的相对运动来驱动的活塞泵，该活塞泵用于将液压介质通过止回阀装置输送到设置在弹簧基点上的液压腔中，并且所述车辆车轮悬架还包括用于提供液压介质的被加载压力的补偿容积。有利的实施方式和扩展方案是从属权利要求的内容。

根据本发明，使用本身已知的自泵式弹簧支柱的原理，但不由此对减震器的减震性能产生不利影响。相反，与自泵式弹簧支柱不同，进行在其它方面通常的承载弹簧的(同样原则上已知的)弹簧基点调节，所述承载弹簧例如可构造为钢螺旋弹簧或钢螺旋线弹簧。为此，在承载弹簧的支撑点之一上、即或是在承载弹簧和车辆车体之间或是在承载弹簧和车轮导向元件(如导杆)之间设置有液压缸，该液压缸的起作用的长度是可改变的。例如该液压缸的中空缸直接或基本上直接、即例如在连接弹性支承件的情况下与车辆车体连接，而承载弹簧支撑在该液压缸的调节活塞上。当该调节活塞通过使液压介质流入该液压缸的液压腔中或从该液压腔中排出而移位时，承载弹簧的所谓弹簧基点移位。液压介质在此借助根据本发明设置的活塞泵来供应，所述活塞泵通过车辆车体相对于车辆车轮悬架的车轮导向元件的相对运动来运行。

为此，活塞泵可具有泵缸和相对于该泵缸能移位地被引导的泵活塞，这两个元件或组成部件中的一个与车辆车体固定地连接或适当铰接地连接，并且另一个与车轮导向元件、如车轮导向导杆固定地连接或适当铰接地连接。当车辆车体相对于车轮弹缩时，泵活塞移位到泵缸中，由此减小该活塞泵的工作空间并压缩位于其中的液压介质，使得液压介质可经由任何类型的止回阀装置最终到达液压缸的液压腔中以进行弹簧基点调节并且可在那里相应发挥作用。但只有在实际需要时，才应通过移动弹簧基点来显著升高车辆车体。在这个意义上，在一种有利的实施方式中，本发明的系统或根据本发明的车轮悬架可构造成在一定程度上自调节的，从而与液压腔连接的回流通道通入泵缸中，使得该回流通道的通口被泵活塞与位置相关地阻断或释放，其中，通过经释放的通口，液压介质能够从液压腔通过泵缸优选流动到补偿容积中。因此，泵活塞——该泵活塞例如这样铰接地支撑在车轮导向导杆上，使得该泵活塞随着车辆车体的弹缩运动和弹开运动而实施在一定程度上振荡的泵运动——在与围绕的泵缸的共同作用下形成用于释放或阻断回流通道的控制边缘。当回流通道被阻断时，根据本发明的活塞泵将液压介质输送到弹簧基点移动结构的液压腔中，而当回流通道打开时，液压介质可从所述液压腔中流出。通过相对于操作泵活塞或使泵活塞移位的车轮导向元件适当地设置泵活塞，所述控制边缘可根据该车轮导向元件相对于车辆车体的状态或位置而同时如所描述和期望的那样工作。当然，在另一种情况下、即在泵活塞与车辆车体连接且泵缸与车轮导向元件连接的情况下，这相应地适用。

为了在此在每次短的、由路面不平引起的弹缩过程和弹开过程中，尤其是在正常载重的或轻载的车辆中不引起弹簧基点的相对于弹缩过程和弹开过程时延的明显移位或调节，可在所述回流通道中设置节流部位。由此对通过回流通道的液压介质的流量进行显著节流，因而(至少在轻载的车辆中)只有当回流通道不间断地打开或关闭一段(比仅由路面不平触发的时间段)略长的时间段时，弹簧基点才进行移位或移动。

附图说明

下面依据详细的原理性剖面图阐述本发明的两种实施例。附图中：

图1示出具有独立的活塞泵的第一实施例，而在根据图2、2a的实施例中(图2a是图2的放大局部)，根据本发明的活塞泵集成在车辆、如轿车的车轮悬架中的液压减震器中。

具体实施方式

首先参考图1，以附图标记1表示车辆、如轿车的仅示出一小部分的车体并且以附图标记2表示该两轴双车辙车辆的一个车轮。车辆车体1通过承载弹簧3支撑在车轮导向导杆4上，该车轮导向导杆一方面与车轮2充分铰接地连接并且另一方面在铰接点4a中与车体1连接。在此，在车辆车体1和承载弹簧3之间设置有液压缸5，该液压缸的(沿竖直方向起作用的)长度是可改变的，以实现弹簧基点相对于承载弹簧3的移位或调节。具体而言，液压缸5的中空缸5a固定在车辆车体1上并且在该朝向路面、即向下在一定程度上开口的中空缸5a中设置有调节活塞5b，承载弹簧3(在此经由弹簧挡板6)支撑在该调节活塞的自由端部上，而调节活塞5b以其另一端部与中空缸5a一起限界设置在该中空缸内的液压腔5c。

液压缸5的液压腔5c通过液压管路7与整体以附图标记10表示的活塞泵连接，该活塞泵可将液压介质输送到液压腔5c中并且在本实施例中该活塞泵也有利地控制是否从液压腔5c中排出液压介质。但后者不是必须的特征。详细而言，活塞泵10基本上包括泵缸11和在泵缸中能移位地被引导的泵活塞12。泵缸11固定在车辆车体1上并且泵活塞12通过连接杆8与车轮导向导杆4连接。

泵缸11和泵活塞12包围压力室13。在泵活塞12的内部延伸有通道14，该通道通过第一止回阀15与压力室13连接。压力室13通过另一止回阀16与已经提到的液压管路7连接。从该液压管路7分支出在此在泵缸11壳体内延伸的回流通道17，所述回流管道的与该分支相对置的通口17a通入泵缸11的中空柱状区段11a中，在其(中空柱状区段11a)中泵活塞12被引导。关于该中空柱状区段11a的轴线A，与通口17a相对置地、但在沿轴线A测得的另一高度上设有另一通道18的通口18a，所述另一通道的另一端部与用于液压介质的补偿容积9a连接。该补偿容积9a位于补偿容器9中并被气压容积9b加载压力。最后，所谓的控制通道19横穿泵活塞12，从该控制通道分支出经由止回阀15通入压力室13的通道14中。通口17a和通口18a均相对于分别相配的通道17和18的直径增大，更确切地说仅在竖直方向上，而不在具有圆环形横截面的泵缸11的圆周方向上。此外，如已经提到的，这两个通口17a、18a沿泵缸轴线A方向或者说沿竖直方向看由功能决定地处于不同的高度上，这将在下面再讨论。术语“竖直方向”在此涉及车辆中的安装位置；在附图中，该竖直方向通过位于图纸平面中的笛卡尔坐标系的竖轴表示。术语“上方”和“下方”在此既适用于安装位置也适用于图纸。

用于承载弹簧3的基点的该调节系统，更确切地说该调节系统的活塞泵10的作用方式如下：当车辆车体1装载有或更确切地说被装载大的质量时，车辆车体比在通常的载重下、如仅载有驾驶员和一名乘客时进一步(向下)弹缩。这种大幅弹缩引起导杆4围绕铰接点4a这样移位或枢转，使得泵活塞12从图中所示的位置开始根据箭头方向P沿竖直方向向上移位一定量。随着泵活塞12的这种移位，控制通道19与图中所示相比进一步位于通口17a上方并且在此仍保留在通道18的——如图所示沿竖直方向相对于通道直径增大的——通口18a的区域中。通过根据箭头P的该运动，泵活塞12将液压介质从压力室13经由在此打开的第二止回阀16排挤到液压管路7中并且进一步——因通口17a关闭——排挤到液压缸5的液压腔5c中。由此，车辆车体1被略微升高(根据箭头方向P)。车辆车体1的这种略微升高现在引起导杆4进行与导杆的上述枢转方向相反的枢转，从而泵活塞12逆着箭头方向P略微向下移位，但(首先)并没有达到打开通口17a的程度。泵活塞12的该移位引起压力室13中的液压压力降低并且另外的液压介质在气压容积9b的作用下从补偿容器9通过随后打开的第一止回阀15到达压力室13中。所有这些都有利地在车辆受装载时自动进行，而无需任何辅助能量以及车辆的车载电网投入运行。

如果现在在接着的车辆行驶运行中在路面不平的影响下车辆车体1逆着箭头方向P弹缩，则重复上一段落中描述的过程并使车辆车体(根据箭头方向P)升高另一段。但现在很可能出现这样的情况：在车辆车体1跟随着由路面引起的弹缩而发生弹开时，泵活塞12逆着箭头方向P向下移位，直到通口17a打开并且由此液压介质通过回流通道17从液压缸5的液压腔5c最终流出到补偿容器9中。这原则上一直进行，直到通口17a由于由此产生的车辆车体1的下降而再次被封闭。为了防止在通口17a仍然打开时大量的液压介质从液压腔5c流出，在回流通道17中设置有节流阀17b。该节流阀根据低通滤波器的方式一直起作用，直到泵活塞12由于车辆车体1的已经提到的弹缩运动(通过减少液压腔5c中的液压介质的量)而封闭通口17a。

在多次重复上述过程、即例如由路面不平引起的车辆车体的弹缩和弹开且伴随液压介质流入液压缸5的液压腔5c中或从液压缸的液压腔中排出之后，车辆车体1达到其在路面上方的目标高度，即车辆车体已被这样升高，使得先前由带有大的质量的负载引起的弹缩行程通过承载弹簧3在弹簧挡板6或液压缸5上的弹簧基点或支撑点的移位得到补偿。因此，再次达到图1所示的初始状态。现在，随着车辆车体1根据箭头方向P向上的每次进一步的弹开过程，回流通道17的通口17a都打开，从而一定量的液压介质从液压缸5到达泵活塞12的控制通道19中并且从该控制通道19进一步到达通道14和18中并且因此也到达补偿容器9的补偿容积9a中。由于在车体1的后续由路面引起的弹缩中一些液压介质再次到达液压缸5中，因此最终形成带有在附图说明之前提到的控制边缘的平衡状态，所述控制边缘通过泵活塞12中的控制通道19与通口17a共同作用而形成。

在图2、2a中在为相同元件使用相同附图标记的情况下示出另一种实施例。在此，活塞泵10集成到车辆车轮悬架中的在其它方面通常的液压减震器30中，该液压减震器在功能上与承载弹簧3并联连接。首先，该液压减震器30如常见的那样包括减震器缸31和在减震器缸中能移位地被引导的减震器活塞32，该减震器活塞具有活塞杆33，该活塞杆的自由上端部固定在车辆的车体1上。在减震器30的与在车辆车体1上的该固定部相对置的下端部上，减震器缸31支撑在车辆的车轮导向元件上并且因此在一定程度上支撑在车轮(2，图中未示出)上。

承载弹簧3被夹紧在两个弹簧挡板34a、34b之间，在安装位置中位于下部的弹簧挡板34a与减震器缸31的外壁固定连接，而上部的弹簧挡板34b与液压缸5的调节活塞5b固定连接，该液压缸在此紧邻活塞杆33在车辆车体1上的固定部而同心地围绕活塞杆33以其中空缸5a支撑在车辆车体1上。尤其是，在图2a的放大图中可以清楚地看到该液压缸5的液压腔5c以及液压管路7，该液压管路(类似于根据图1的实施例)经由止回阀16与活塞泵10的压力室13连接以及与活塞泵10的回流通道17连接。因此，依据该图看出活塞泵10的泵缸11由减震器30的中空地构造的活塞杆33形成。

因此，泵活塞12也在中空的活塞杆33中同轴于其纵向轴线地被引导，该泵活塞包括泵活塞杆12a和设置在泵活塞杆的下端部上的泵活塞盘12b。为此，在活塞杆33中能移位地被引导的泵活塞杆12a穿过减震器活塞32并且因此伸入位于减震器活塞32下方的下部减震器腔35a中，在那里泵活塞盘12b固定在减震器缸31的内壁上，从而当与减震器缸31连接的车辆车轮相对于车辆的车体1弹缩或弹开时，泵活塞12与减震器缸31一起相对于固定在车辆上的泵缸11移位。就此而言，为完整起见还提到通常位于减震器活塞32上方的上部减震器腔35b以及在下部减震器腔35a中设置在泵活塞盘12b下方(并且与泵活塞盘间隔开的)的、用于气压容积37的分隔活塞36。当前，减震器30是除了集成的活塞泵10之外常用的单管减震器。

现在参考上述关于图1的阐述内容进一步说明第二实施例的活塞泵10，已经阐述了压力室13连同止回阀16和回流通道17。类似于图1，在此在第二实施例中在回流通道17中也设置有节流阀17b，并且当泵活塞12处于适合的位置时，该(从液压管路7分支出的)回流通道17经由通口17a通入控制通道19中，所述控制通道在此(在图2、2a中)在中空地构造的泵活塞杆12a内延伸。不同于图1，在此在减震器30的活塞杆33中构造有所谓的中间中空空间17c，该中间中空空间包围泵活塞杆12a并且在上述控制边缘起作用之前，回流通道17首先通入该中间中空空间中。该控制边缘在此由设置在泵活塞12的泵活塞杆12a中的贯通孔17a'(通往控制通道19)和回流通道17的壁的朝向中间中空空间17c的端部区段形成，该端部区段本身由减震器30的中空活塞杆33的对泵活塞杆12a进行引导的内壁形成。在此要指出，刚刚提到的泵活塞杆12a中的贯通孔17a'以附图标记17a'来标明，因为该贯通孔17a'在功能上等同于根据图1的通口17a。

在活塞泵10的第二实施例中也设有通道14，该通道经由止回阀15通入已经提到的压力室13中，通道14在此是控制通道19的延长部或与之重合。在实践中这同样适用于通道18(图1)，该通道当前在图2中以延长的控制通道19的形式在穿过下部减震器腔35a中的泵活塞盘12b的情况下通入下部减震器腔的位于泵活塞盘12b和分隔活塞36之间的区域中，并且通过泵活塞杆12a的壁中的靠近泵活塞盘12b设置的另一个贯通孔18a'通入下部减震器腔35a的位于泵活塞盘12b和减震器活塞32之间的区域中。在此要指出，刚刚提到的泵活塞杆12a中的所述另一个贯通孔18a'以附图标记18a'来标明，因为该贯通孔18'在功能上与根据图1的通口18a是相对应的，其中，由于该贯通孔18a'，在下部减震器腔35a中以及在位于泵活塞盘12b和分隔活塞36之间的、该下部减震器腔35a的所谓副腔35a'中存在相同的压力情况。在根据图2、图2a的实施例中，如可以看到的，下部减震器腔35a连同副腔35a'作用为图1中的补偿容器9或补偿容积9a，其中，这里的(图2)气压容积37在功能上相应于那里的(图1)气压容积9b。

当然，车辆车轮悬架中的根据本发明的活塞泵10的其它实施方式也是可行的。例如活塞泵10可类似于图2设计，但液压缸5连同承载弹簧3可类似于图1偏离减震器30设置。此外，代替在此提到的止回阀15和16——所述止回阀此外如常见的那样(并且与附图不同)是弹簧加载的——也可设置适合的其它阀，这些阀例如也可设计成可由电子控制单元操控的。出于该原因，在权利要求书中使用“止回阀装置”，因为其它可行的适合的阀可以或应起到与止回阀相对应的作用。此外，还要指出根据本发明的调节系统的一个特别的优点，即，与已知的液压气动弹簧支柱不同，升高车辆车体1所需的液压压力作用到所述或一个液压缸5的调节活塞5b上，该调节活塞的横截面积可设计得明显大于在液压气动弹簧支柱中可实现的横截面积。因此，液压压力的值可相应是较小的。

Claims (5)

1.车辆车轮悬架，包括：

液压调节系统，所述液压调节系统用于设置在车轮导向构件(4)和车辆车体(1)之间的承载弹簧(3)的基点；

通过车辆车体(1)相对于车轮导向结构元件(4)的相对运动来驱动的活塞泵(10)，所述活塞泵用于将液压介质通过止回阀装置(16)输送到设置在弹簧基点上的液压腔(5c)中；以及

被加载压力的补偿容积(9a)，所述补偿容积用于提供液压介质。

2.根据权利要求1所述的车辆车轮悬架，其中，所述活塞泵(10)具有泵缸(11)和相对于该泵缸能移位地被引导的泵活塞(12)，并且与液压腔(5c)连接的回流通道(17)通入泵缸(11)中，使得该回流通道的通口(17a)被泵活塞(12)与位置相关地阻断或释放，并且通过回流通道(17)的经释放的通口(17a)，液压介质能够从液压腔(5c)通过泵缸(11)流动到补偿容积(9a、35a)中。

3.根据权利要求2所述的车辆车轮悬架，其中，在所述回流通道(17)中设有节流部位(17b)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的车辆车轮悬架，其中，在泵缸(11)中设有通往压力室(13)的第一止回阀装置(15)，并且在从压力室(13)引导至弹簧基点液压腔(5c)的液压管路(7)中设有第二止回阀装置(16)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆车轮悬架，其中，设置在弹簧基点上的液压腔(5c)位于液压缸(5)中，该液压缸包括中空缸(5a)和调节活塞(5b)。

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