DE10122542A1 - Vorrichtung zur Regelung von Bewegungen des Aufbaus von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur Regelung von Bewegungen des Aufbaus von KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung von Bewegungen des Aufbaus (12) von Kraftfahrzeugen, wobei der Aufbau (12) über eine Serienschaltung aus einem aktiven Stellglied (1) und einer tragenden Feder (21) an zumindest einer Radachse mittelbar oder unmittelbar abgestützt ist. Es ist bekannt, als Stellglied (1) eine hydraulische Einrichtung zu verwenden. Aufgrund der notwendigen schnellen Regelungsvorgänge ergeben sich hier Schwierigkeiten, da die hydraulischen Kräfte hinreichend schnell über Leitungen zu dem Stellglied geführt werden müssen. Weitere Schwierigkeiten können sich dadurch ergeben, daß in einem Kraftfahrzeug keine Quelle für eine hydraulische Flüssigkeit, die notwendige Pumpe und die entsprechenden Regeleinrichtungen zur Verfügung stehen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine preiswerte und schnell arbeitende Vorrichtung anzugeben, mit der eine dynamische Regelung der Bewegungen des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs möglich ist, um so stabilisierend auf den Fahrzustand einwirken zu können. Die Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, den bekannten hydraulischen Antrieb durch einen elektromechanischen Antrieb (15) zu ersetzen. Vorteilhafte Weiterbildung beschäftigt sich mit ergänzenden Maßnahmen, die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verbessern.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung
unerwünschter Bewegungen des Aufbaus von Kraftfahrzeugen.
Standard hierzu sind zwischen Radachse und Aufbau des
Kraftfahrzeugs angeordnete Federn, die der Bewegung der Räder
gegenüber dem Aufbau eine wachsende Kraft entgegensetzen.
Schneller Schwingungen werden durch mit den Federn gekoppelte
Dämpfar beseitigt oder doch zumindest stark reduziert.
In diesem Zusammenhang stehen auch Systeme zur Änderung der
Höhe bzw. des Abstandes des Aufbaus über der Fahrbahn. Hierzu
ist es bekannt, bei Fahrzeugen mit Stahlfedern die
Niveauregulierung im Regelfall in den Stoßdämpfer zu
integrieren. Der Stoßdämpfer kann dabei auch automatisch und
veranlaßt durch die vertikalen Fahrzeugbewegungen bis zur
gewünschten Regelhöhe im Fahrzeugaufbau hoch gepumpt werden.
Bei Fahrzeugen mit Luftfedern läßt sich die Regulierung der
Höhe ebenfalls realisieren, indem die Luftfedern bei
Belastung über entsprechende äußere Sensoren eine größere
Druckmittelmenge erhalten. Weiterhin ist es auch bekannt bei
Fahrzeugen mit einer hydropneumatischen Federung eine
Regelung der Höhe mit Hilfe eines hydraulischen Stellgliedes
zu realisieren. All diese bekannten Systeme dienen aber
ausschließlich der Regelung der Höhenlage des Aufbaus also
der Höhe des Fahrzeugaufbaus über dem Erdboden. Der Abstand
des Aufbaus über der Fahrbahn ändert sich mit einer Änderung
der Zuladung, so daß die genannten bekannten Systeme darauf
ausgelegt sind, den entsprechenden Regelvorgang extrem
langsam durchzuführen, wobei ein entsprechender Regelvorgang
mehrere Sekunden bis zu Minuten andauern kann. Eine
Ausregelung von dynamischen Last Schwankungen, beispielsweise
als eine Einwirkung auf den gegenwärtigen Fahrzustand oder
auf schnell ablaufenden Bewegungen des Aufbaus
(beispielsweise sich aufschaukelnde Schwingungen) ist mit
diesen bekannten Systemen unmöglich.
Selbst wenn man aber die bekannten Systeme auf schnelle
Regelvorgänge auslegen wollte, so stände der hierfür
notwendige Energie und Leistungsbedarf kaum zur Verfügung.
Theoretisch ermöglichen voll aktive hydraulische
Fahrwerkssysteme zwar eine optimale Fahrwerksregelung
hinsichtlich Fahrkomfort und Handling des Fahrzeugs. Sie
erweisen sich jedoch unter Kostengesichtspunkten als
unrealistisch und haben selbst dann, wenn zur
Leistungseinsparung Zusatzbauteile vorgesehen sind, sehr hohe
Leistungsanforderungen.
Aus der DE-AS 26 04 809 ist es für ein verstellbares
Radaufhängungssystem für Fahrzeuge bekannt die
Federsteifigkeit zu verhärten, was zur Verbesserung der
Laufstabilität oder Steuerbarkeit des Fahrzeugs dient.
Weiterhin ist noch auf die DE-OS 37 38 284 zu verweisen, die
eine aktive Fahrwerksregelung für Kraftfahrzeuge beschreibt,
welche auf der Basis bekannter Niveauregulierungen aufbaut
und ein erstes in Abhängigkeit zum relativen Einfederweg
beaufschlagtes aktives Stellglied für das
Niveauregulierungssystem sowie ein zweites aktives Stellglied
in Form eines aktiven oder eines semiaktiven Dämpfers
zwischen Radaufhängung und Fahrzeug Aufbau umfaßt. Ein
derartiges System hat einen sehr hohen Energiebedarf.
Schließlich ist es aus der EP-PS 444278 bekannt geworden, zur
Regelung der Bewegung eines Fahrzeugaufbaus ein Feder-Element
mit einem Stellglied in Reihe zu schalten, wobei dieser
Serienschaltung noch zusätzlich eine Tragfeder zwischen
Fahrzeug-Aufbau und Radachse parallel geschaltet ist.
Die Erfindung geht daher aus von einer Vorrichtung der sich
aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung.
Aufgabe der Erfindung ist es eine einfach aufgebaute und
wirksame Vorrichtung anzugeben, durch welche eine schnelle
aktive Regelung der Bewegungen des Fahrzeugaufbaus für eine
Erhöhung der Fahrzeugstabilität möglich ist. Aufgabe der
Erfindung ist es weiterhin, ein Federbein anzugeben, welches
für eine einfache und schnelle Regelung besonders geeignet
ist.
Die Aufgabe wird zum einen durch die sich aus dem
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende
Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip
also darin, bei einer aktiven Regelung der Bewegungen des
Fahrzeugaufbaus ein elektromechanisches Stellglied
einzusetzen, welches die notwendigen mechanischen
Stellbewegungen sehr einfach und schnell durchführen kann,
wobei ein derartiges Stellglied vergleichsweise preiswert
ist. Auf ein hydraulisches Stellglied mit aufwendigen
Leitungen, Speichern und Pumpen kann somit verzichtet
werden.
Durch die Erfindung wird auf überraschend einfache Weise eine
dynamisch aktive Fahrwerksregelung geschaffen, die ohne
hydraulische Druckversorgung auskommt. Auf Basis der
Erfindung kann zudem erreicht werden, daß der
Energieverbrauch minimiert und der Komfort erhöht wird. Bei
dem erfindungsgemäßen System bildet ein elektromechanischer
Antrieb ein aktives Feder Dämpfer System, welches mit seinem
Antrieb ist und als zusätzliche, im Fahrzeug
unterzubringende Aggregate lediglich eine elektrische
Energieversorgung und eine elektrische Ansteuerung benötigt.
Der hydraulisch eigenständige Dämpfer kann erhalten bleiben.
Ein besonders einfacher Aufbau für das Stellglied ergibt sich
aus der in Anspruch 2 aufgeführten Merkmalskombination. Dabei
ist ein vergleichsweise preiswerter Elektromotor in den
Bereich des Aufbaus eingefügt, der sich über die
erfindungsgemäße Vorrichtung an einer Radachse abstützt.
Dieser Elektromotor treibt eine Gewindespindel an, auf deren
Gewinde eine drehfest angeordnete und axial bewegbare
Gewindeschraube sitzt. Dreht sich die Spindel so fährt die
Schraube auf und ab und änderte damit die Höhenlage des
Aufbaus. Der Motor und die von ihm angetriebene Spindel
reagieren sehr schnell auf entsprechende Betätigungssignale
so daß die beschriebene Anordnung sehr gut zur dynamischen
Regelung der Bewegungen des Fahrzeugaufbaus geeignet ist.
Wenn das Fahrzeug jedoch ein Hydraulik-Aggregat gesetzt,
beispielsweise für eine Servo-Lenkung, so kann es sich unter
Umständen empfehlen für den Antrieb des Stellgliedes einen
hydraulischen Antrieb zu wählen.
Um Energie bei der Bewegung des Aufbaus durch den
Elektromotor zu sparen empfiehlt sich in Weiterbildung der
Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 3. Durch die
Entlastungsfeder, die vorzugsweise derart eingestellt ist,
daß sie mit ihren nicht auf Block stehenden Windungen das
Gewinde weitgehend frei von Auflagekräften durch den Aufbau
des Fahrzeugs hält, wird es möglich, daß durch das Stellglied
nur die dynamischen Bewegungen des Aufbaus bewirkt werden
müssen. Das Gewinde bleibt dabei weitgehend von den
Auflagekräften des Aufbaus verschont. Es ist allerdings
notwendig, daß bei abwärts gerichteten Bewegungen des Aufbaus
das Stellglied gegen die Kraft der Entlastungsfeder arbeiten
muß. Dabei sollte die Feder derart eingestellt sein, daß in
beiden Richtungen die von dem Motor auszuübende Kraft gleich
groß ist.
Aktive Fahrwerksregelsysteme sollen, Nick- und Rollbewegungen
des Fahrzeugaufbaus durch regelungstechnische Eingriffe
mindern oder vollständig ausregeln. Dazu muß jeder der vier
Aktuatoren in der Lage sein, seine Fahrzeugecke anzuheben.
Die dazu notwendige Hubarbeit ist das Integral über
(Verstellkraft × Verstellweg). Entlastet man den Aktuator von
der rein statischen Kraftkomponente, so muß bei
Regeleingriffen nur ein Bruchteil der Energie aufgewandt
werden. Daher wird, wie in Fig. 2 dargestellt, gemäß
Anspruch 3 vorgeschlagen, parallel zu den Aktuatoren
Entlastungsfedern (6) einzusetzen, die statisch so abgestimmt
sind, daß die Aktuatoren (1) bei ruhendem Fahrzeug entlastet
sind.
Eine weitere Verbesserung läßt sich somit durch die Anwendung
der Merkmale nach Anspruch 4 erreichen, wo die Verwendung von
Gasfedern für die Tragfeder bzw. die Entlastungsfeder
vorgeschlagen wird. Gasfedern bieten gegenüber Stahlfedern
einer, höheren Federungskomfort. Außerdem kann eine statische
Einfederung, beispielsweise verursacht durch eine
Gewichtserhöhung infolge von Zuladung, durch Zufuhr von Luft
kompensiert werden. Der besondere Vorteil von Gasfedern
(Stahlfedern) besteht darin, daß die eigene Frequenz des
Feder-Masse-Systems annähernd unabhängig von der Zuladung ist.
Das in Fig. 3 dargestellte System hat somit Gasfedern (7),
die gegenüber Stahlfedern einen höheren Federungskomfort
bieten. Außerdem kann eine statische Einfederung,
beispielsweise verursacht durch eine Gewichtserhöhung infolge
von Zuladung durch Zufuhr von Luft kompensiert werden
(Niveauregelung). Der besondere Vorteil von Gasfedern
gegenüber von Stahlfedern besteht auch darin, daß die
Eigenfrequenz des Feder-Masse-Systems annähernd unabhängig
von der Zuladung ist.
Bei der Darstellung einer Regelung der Vertikaldynamik unter
Verwendung von Luftfedern besteht die Möglichkeit, die Höhen
der Luftsäulen eines Luftfedersystems durch Zu- und Abfuhr von
zusätzlicher Luft nicht nur quasistatisch im Sinne einer
Niveauregulierung, sondern auch dynamisch zu regeln. Ein
solches Vorgehen hat sich jedoch bisher nur als wenig
praktikabel erwiesen, da die Schallgeschwindigkeit in Luft
eine physikalische Grenze für die bei schnellen
Regelvorgängen mit hoher Amplitude erforderliche
Strömungsgeschwindigkeit in den pneumatischen Zuleitungen
bildet. Um nicht in die Nähe dieser Grenze zu kommen müßten
inakzeptabel große Zuleitungsquerschnitte gewählt werden.
Daher wird vorgeschlagen, das obere Ende der Gasfedern (7)
z. B. als Teller (9) ausgebildet per Aktuator (1) verstellbar
zu gestalten, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Es ist von
Vorteil einen elektromechanischen Antrieb (1) einzusetzen,
wenn im Fahrzeug jedoch ein Hydraulikaggregat beispielsweise
für eine Servolenkung bereits vorhanden ist, kann unter
Umständen auch der hydraulische Antrieb eine günstige
Variante sein. In jedem Falle ist es von Vorteil, die
Aktuator-Entlastungsfeder (6 oder 8) einzusetzen um den
Energieverbrauch zu senken. Alle Vorteile vereinigt ein
System, das sowohl Gas-Tragfedern (7) als auch Gas-Aktuator-
Entlastungsfedern (8) einsetzt (Fig. 4), wobei beiden
Gasfedern entweder unabhängig voneinander Luft zu oder
abgeführt werden kann oder einer dieser Federn, wobei die
andere Gasfeder über ein elektrisch steuerbares
Pneumatikventil mit dieser verbindbar ist. Vorzugsweise kann
der elektromechanische Antrieb (1) innerhalb der Aktuator-
Entlastungsgasfeder 8 untergebracht werden.
Zum Regeln eines mit den erfindungsgemäßen Federbeinen
ausgestatteten Fahrwerks ist mindestens die Sensorinformation
über die Einfederwege notwendig. Dazu sind die
erfindungsgemäßen Federbeine mit Wegsensoren (10)
ausgestattet. Weiterhin können auch Sensoren für die
Aktuatorwege vorgesehen sein. Beide Sensorsysteme können im
Federbein zu einer Sensoreinheit zusammengefasst sein.
Außerdem können zur genauen Ermittlung des Systemzustands
zusätzlich die pneumatischen Drücke in den Gasfedern sensiert
werden. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung
empfiehlt sich daher die Anwendung der in den Ansprüchen 9
und 10 aufgeführten Merkmale.
Das hier vorgestellte System vereint die Vorteile des
technisch ausgereiften pneumatischen Systems zur aktiven
Fahrwerk Niveauregulierung und der in Wirkungsgrad, Bauform
und Leistungsdichte optimierten elektromechanischen
Aktuatoren zu einem vollaktiven Fahrwerksregelsystem mit
minimalem Energiebedarf. Elektrische Energie wird nur in
einem Bereich mittlerer Dynamik eingesetzt. Sehr schnelle
Einfedervorgänge werden von dem konventionellen hydraulischen
Dämpfer abgefangen, langsame Vorgänge von einem pneumatischen
Niveauregulierungssystem. Der mittlere, von den
elektromechanischen Aktuatoren abgedeckte Bereich betrifft
vor allem das Ausregeln von Roll, Nick und Hubbewegungen des
Fahrzeugs, wie sie bei Kurvenfahrt, beim Beschleunigen und
Bremsen und beim Überfahren von Bodenwellen auftreten.
Bisherige Ansätze zur aktiven Fahrwerksregelung sind
regelmäßig an dem zu hohen Energieverbrauch gescheitert, da
meist versucht wurde, einen zu großen Dynamikbereich mit
energieverbrauchender Aktuatorik abzudecken. Das
vorgeschlagene System dagegen überlässt den Bereich hoher
Dynamik, bei dem jedes aktive System energetisch überfordert
wäre einem passiven Dämpfer und den Bereich niedriger Dynamik
der Niveauregulierung, die einmal eingestellt keine weitere
Energiezufuhr benötigt. Auch der Energiebedarf im Bereich
mittlerer Dynamik, in dem aktiv geregelt wird ist durch den
Einsatz der (vorzugsweise pneumatisch nachstellbaren)
Aktuator Entlastungsfedern minimiert. Der von dynamisch
passiven Gasfedersystemen bekannte optimale Federungskomfort
bleibt auch bei aktiver Fahrwerksregelung in vollem Umfang
erhalten.
Zur Farstellung einer aktiven Fahrwerksregelung mit minimalem
Energieverbrauch sind ausgehend von einem Fahrzeug mit
pneumatisch niveauregulierbarem Fahrwerk lediglich die
Federbeine gegen die hier vorgestellten zusätzlich elektrisch
verstellbaren auszutauschen, Sensorik und Regelelektronik ist
hinzuzufügen. Im Fahrzeugchassis sind keine weitere Aggregate
unterzubringen. Das System kann somit auch nachträglich ohne
größere Probleme in ein Fahrzeug eingefügt werden.
Die Lösung für die erfindungsgemäßen Aufgabe hinsichtlich des
Federbein zu besteht in der sich in Anspruch 11 aufgeführten
Merkmalskombination. Hierzu vorteilhafter Weiterbildung in
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 11 bis 27.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine mit aus einer Stahlfeder bestehenden Tragfeder
versehene erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das zu dieser
Vorrichtung gehörende Federbein;
Fig. 2 die Vorrichtung bzw. Federbein nach Fig. 1, bei der
zusätzlich noch eine Entlastungsfeder eingefügt wurde;
Fig. 3 eine Vorrichtung bzw. Federbein entsprechend Fig. 1,
bei der die Stahlfeder durch eine Gasfeder ersetzt wurde und
Fig. 4 die Ausführungsform nach Fig. 2, bei der sowohl die
Tragfeder als auch die Entlastungsfeder durch Gasfedern
gebildet sind.
Fig. 1 zeigt eine Auflage 12, auf der sich der Aufbau des
Fahrzeugs in Fig. 1 nach unten gerichtet abstützen kann. Die
Auflage 12 sitzt über Gummipuffer 13 auf einen Motorgehäuse
14 auf, welches als elektromechanischen Antrieb 1 einen
Elektromotor 15 aufnimmt. Der Motor ist mit seinen Polen 16
in dem Motorgehäuse 14 verankert. Der Rotor des Motors ist
gegebenenfalls einstückig mit einer Gewindespindel 17
verbunden, auf deren Kugelgewinde 18 eine Gewindeschraube 19
drehfest aber axial beweglich sitzt. Wird also die
Gewindespindel 17 durch den Elektromotor in einer von zwei
Richtungen gedreht, so bewegt sich die Gewindeschraube 19
nach oben bzw. unten. Zwischen das Gewinde der
Gewindeschraube und der Gewindespindel sind Kugeln eingefügt,
die im Zusammenwirken ein Kugelgetriebe ergeben. Wird
beispielsweise die Gewindespindel 17 in einer ersten
Drehrichtung gedreht, so bewegt sich die Gewindeschraube 19
nach oben und hebt damit die Auflage 12 an. Bei Umkehr der
Drehrichtung der Gewindespindel 17 wird die Auflage
abgesenkt. Die Gewindeschraube 19 ist in einer
Verbindungshülse 20 gehalten, deren oberer Rand einen Teller
9 bildet, an dem sich eine Tragfeder 21 mit ihrem in Fig. 1
oberen Ende abstützt. Der elektromechanische Antrieb 1 und
die Tragfeder 21 sind somit in Reihe geschaltet. Mit ihrem
unteren Ende sitzt die Tragfeder 21 auf einem Gehäuse 22
eines Dämpfers 23 auf, wobei das Gehäuse 22 des Dämpfers aus
mehreren Teilen bestehen kann. Das untere Ende 24 des
Dämpfers 23 ist zumindest mittelbar mit einer Radachse
verbunden, die in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Der Dämpfer
23 besitzt, wie üblich, einen Kolben 25, der an der
Innenfläche des Gehäuses 22 dichtend geführt ist. Der Dämpfer
hat wie üblich die Aufgabe, schnelle Schwingungen des Rades
gegenüber dem Aufbau des Fahrzeugs auszugleichen. Die
Kolbenstange 26 des Dämpfers 23 ist mit der Verbindungshülse
20 verbunden, so daß die Schwingungen der Tragfeder 21
gegenüber der Verbindungshülse 20 durch den Dämpfer 23
bedämpft werden. Das Motorgehäuse 14 und das Gehäuse 22 des
Dämpfers 23 sind mit einer ersten Blende 27 und einer zweiten
Blende 28 versehen, die teleskopartig ineinander greifen.
Um die Bewegungen des Aufbaus und damit der Auflage 12 regeln
zu können muß ein Sensor eingefügt werden, welcher derartige
Bewegungen messen kann. Am Boden der Verbindungshülse 20 ist
daher ein erster Sensor 30 eingefügt, welcher die Bewegung
der Verbindungshülse 20 und damit der Gewindeschraube 19
gegenüber der Auflage 12 zu messen im Stande ist. Hierzu
dient ein gegenüber der Auflage 12 verankerter Stift 29, der
die Bewegung der Auflage 12 gegenüber der Verbindungshülse 20
überträgt. Diese Bewegung ist durch den ersten Sensor 30
meßbar. Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung der
erster Sensor oder weitere Sensoren an anderen geeigneten
Stellen der Vorrichtung angebracht werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist es nachteilig, daß
die gesamte Last des Aufbaus des Kraftfahrzeugs durch das
Kugelgetriebe mit der Gewindeschraube 19 und der
Gewindespindel 17 aufgenommen werden muß. Die Belastungen an
dem Getriebe sind somit erheblich und die sich hierdurch
ergebende Reibung muß durch einen entsprechenden Aufwand an
Energie überwunden werden. Außerdem arbeitet die Regelung
unsymmetrisch, da die Schwerkraft einmal unterstützend und in
der Gegenrichtung dem Antrieb entgegenwirkend wirkt. In Fig.
2 ist daher eine Entlastungsfeder 6 eingefügt, die das
Kugelgetriebe von der Last der Schwerkraft befreit, so daß
über dieses Getriebe nur noch die Beschleunigung des Aufbaus
in beiden Richtungen übertragen werden muß. Hierdurch ergibt
sich eine erhebliche Ersparnis an Energie, da die
Entlastungsfeder 6 dem Getriebe parallel geschaltet ist und
im übrigen zu der Tragfeder 21 in Reihe liegt.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 gleicht weitgehend der nach
Fig. 1, nur das die Tragfeder 21 durch eine Gasfeder 7
ersetzt wurde, die auch zur Regelung des Niveaus verwendet
werden kann also der Steuerung der Höhe der Auflage 12
gegenüber der Fahrbahn. Die mittels der Verwendung einer
Gasfeder erzielbaren Vorteile wurden weiter oben schon
ausführlich beschrieben.
In Fig. 4 wurde sowohl die Tragfeder 21 als auch die
Entlastungsfeder 6 durch eine Gasfeder 7 bzw. 21 ersetzt. Die
beiden Gasfedern können dabei durch eine gemeinsame Quelle
angesteuert und gespeist werden, so daß auch die Tragfeder im
Gewissen Umfang regelbare wird. Die Tragfeder 7 kann aber
auch umgesteuert bleiben, indem sie einmal aufgefüllt wird
und in diesem Zustand später bleibt. Die Gasfeder 7 kann
weiterhin dazu dienen, die Höhe der Auflage 12 in größerem
Umfang zu ändern, wodurch sich eine Steuerung des Niveaus das
heißt des Abstandes zwischen der Auflage 12 und der Fahrbahn
ergibt. Die kleineren Schwingungen der Auflage 12 können auch
zumindest unterstützend durch die zweite Gasfeder 8
ausgeregelt werden. Werden beide Federn nicht angesteuert, so
können die Gasfedern über einen geteilten Balg einstückig
gefertigt sein. Es ist aber auch möglich den oberen zu der
Entlastungsfeder 6 gehörenden Balg einmal mit Gas zu füllen
und die Gasfeder 7 durch eine entsprechende Gasquelle zur
Regelung des Niveaus anzusteuern.
Claims (27)
1. Vorrichtung zur Regelung von Bewegungen des Aufbaus (12)
von Kraftfahrzeugen, wobei der Aufbau (12) über eine
Serienschaltung aus einem Stellglied (1) und einer
Tragfeder (21) an zumindest einer Radachse mittelbar oder
unmittelbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
das Stellglied (1) ein elektromechanischer Antrieb ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Stellglied (1) mit einem Elektromotor (15) versehen
ist, dessen Polwicklungen gegenüber dem Aufbau (12)
befestigt sind und dessen Rotor eine Gewindespindel (17)
antreibt, durch deren der Drehung der Abstand einer
Gewindeschraube (19) zum Aufbau (12) veränderbar ist und
wobei die Tragfeder (21) mit ihrem der Radachse
abgewandten Ende zumindest mittelbar an der
Gewindeschraube (19) abgestützt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Stellglied (1) eine
Entlastungsfeder (6) parallel geschaltet ist, die sich
mit ihrem einen Ende zumindest mittelbar an dem Aufbau
(12) zugewandten Ende der Tragfeder (6) und mit ihrem
anderen Ende zumindest mittelbar an dem Aufbau (12)
abstützt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfeder (21) und/oder
die Entlastungsfeder (6) durch eine Gasfeder gebildet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeschraube (19) in
Verbindung mit der Spindel (17) ein Kugelgetriebe bildet.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsfeder (6) in
ihrer Steifigkeit derart gewählt ist, daß sie die durch
den Aufbau (12) auf sie ausgeübte Belastung zu tragen
vermag ohne auf Block zu stehen.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungshülse (20)
vorgesehen ist, an der sich sowohl die Tragfeder (21) als
auch die Entlastungsfeder (6) abstützt und die auch die
von der Spindel (17) auf die Gewindeschraube (19)
ausgeübte Kraft aufnimmt und auf die Tragfeder (21)
überträgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß
eine Verlängerung der Verbindungshülse (20) mit einem
Kolben (25) verbunden ist, welcher in einen mit der
Radachse zumindest mittelbar verbundenen Zylinder ragt
und mit diesem einen Dämpfer (23) bildet und an dessen
der Radachse abgewandten Zylinderende sich die Tragfeder
(21) abstützt.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Aufbau (12)
zugewandten Ende der Tragfeder (21) verbundener erster
Sensor (30) vorgesehen ist, der die Bewegung des dem
Aufbau (12) zugewandten Endes der Tragfeder (21)
gegenüber der Fahrzeugachse aufnimmt, wobei der Sensor
(30) vorzugsweise an der Verlängerung der
Verbindungshülse (19) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Sensor (31)
vorgesehen ist, welcher die Bewegung des Aufbaus
gegenüber der Fahrzeugachse aufnimmt, wobei der Sensor
(eindeutig) vorzugsweise an einem mit seinem ersten Ende
mit dem Aufbau (12) verbundenen Stab (29) befestigt ist,
welcher in den Zylinder ragt und dort den Sensor (31)
trägt.
11. Federbein für Kraftfahrzeuge, wobei das Federbein eine
Tragfeder, einen Dämpfer sowie einen Aktuator (1)
aufweist, mit dem die Länge des Federbeins veränderbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (1) einen
elektromechanischen Antrieb aufweist.
12. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor des
elektromechanischen Antriebs direkt am Federbein
befestigt ist.
13. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor des
elektromechanischen Antriebs in das Federbein baulich
integriert ist.
14. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 11, 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (1) in Serie mit
der Tragfeder angeordnet ist.
15. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aktuator (1) mit dem oberen,
aufbauseitigen Ende des Federbeins und die Tragfeder mit
dem unteren, radseitigen Ende des Federbeins verbunden
ist.
16. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tragfeder sich über einen
Federteller (20) am Aktuator (1) abstützt, wobei Abstand
des Federtellers vom oberen Ende des Federbeins mit Hilfe
des Aktuators veränderbar ist.
17. Federbein für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 11
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer parallel
zur Reihenschaltung von Tragfeder und Aktuator (1)
zwischen oberem und unterem Ende des Federbeins
angeordnet ist.
18. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen von Aktuator (1)
und Dämpfer zusammenfallen.
19. Federbein für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 11
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aktuator (1) eine
parallel geschaltete Entlastungsfeder (6) zugeordnet ist.
20. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entlastungsfeder (6) derart
ausgelegt ist, daß sie den statischen Anteil der
Federbein-Traglast vom Aktuator (1) weitgehend fernhält.
21. Federbein für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 11
bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfeder (21)
oder die Entlastungsfeder (6) oder beide Federn durch
jeweils eine Gasfeder gebildet ist, wobei die Gasmengen
in den Gasfedern der einzelnen Federbeine über
entsprechende Anschlüsse und Ventile auch während des
Fahrbetriebs verändert werden können.
22. Federbein für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 11
bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator einen
Kugelgewindetrieb, enthält.
23. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gewindespindel des
Kugelgewindetriebs, vom elektrischen Antriebsmotor
gedreht wird und die Spindelmutter am Federteller (20)
befestigt ist.
24. Federbein für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 11
bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Sensor
(31) vorgesehen ist, der die aktuelle Länge des
Federbeins beziehungsweise dessen Einfederweg erfasst.
25. Federbein für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 11
bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Sensor
(30) vorgesehen ist, der den Verfahrweg des Aktuators (1)
erfasst.
26. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß der ein zweite Sensor (30) durch
Mittel gebildet wird, die die Drehung des Antriebsmotors
erfassen.
27. Federbein für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 24, 25 oder
26, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der
Sensoren (30, 31) durch ein Sensorelement gebildet wird,
das vom hohl ausgebildeten Dämpferschaft aufgenommen ist
und sein Wegsignal anhand der Position eines
Permanentmagneten ermittelt, dessen Magnetfeld durch die
Wand des Dämpferschafts in dessen hohle Mitte hineinragt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: RIETH, PETER E., DR., 65343 ELTVILLE, DE Inventor name: DRUMM, STEFAN A., 55291 SAULHEIM, DE Inventor name: SCHWARZ, RALF, DR., 69118 HEIDELBERG, DE Inventor name: JUNGBECKER, JOHANN, 55576 BADENHEIM, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
R006 | Appeal filed | ||
R008 | Case pending at federal patent court | ||
R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled | ||
R034 | Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final | ||
R206 | Amended patent specification | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |