DE102008045492A1 - Vehicle oscillation damping system for two vehicle units, has two throttle controls connected with gas line, where gas line has adjustable passage valve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft allgemein ein Federdämpfungssystem mit mindestens zwei Gasfedern und insbesondere ein Fahrzeugschwingungsdämpfungssystem für mindestens zwei Fahrzeugteile, zwischen welchen mindestens zwei Gasfedern angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention generally relates to a spring damping system with at least two gas springs and in particular a vehicle vibration damping system for at least two vehicle parts, between which at least two gas springs arranged are, according to the preamble of claim 1.
Herkömmlicherweise weisen im Fahrzeugbereich zwei zueinander schwingend bewegbare Fahrzeugteile, wie beispielsweise ein Sitzteil eines Fahrzeugsitzes, welcher federnd gegenüber einem Fahrzeugsitzunterteil angeordnet ist, ein Federungselement sowie ein zusätzliches Dämpfungselement in Form eines Dämpfers auf, um Energie aus dem Federungssystem zu nehmen und die Federbewegungen abzudämpfen, wenn im Resonanzfall starke Auslenkungen dieses federschwingenden Systems verursacht werden.traditionally, have in the vehicle area two oscillatingly movable vehicle parts, such as a seat portion of a vehicle seat, which is resilient across from a vehicle seat base is arranged, a suspension element as well as an additional one Damping element in Shape of a damper to take energy from the suspension system and the spring movements damp, if at resonance strong deflections of this spring-vibrating Systems are caused.
Der Aufbau eines derartigen Dämpfers kann unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise bestehen hydraulische Dämpfer im Wesentlichen aus einem an einer Kolbenstange in einem ölbefüllten Zylinder geführten Kolben. Bei axialer Bewegung der Kolbenstange und damit des Kolbens gegenüber dem Zylinder muss das Öl durch enge Kanäle und Ventile in den Kolben strömen. Durch den Widerstand, der dem Öl dabei entgegengebracht wird, werden Druckdifferenzen erzeugt, die über Wirkflächen die Dämpfungskräfte erzeugen. Mit zunehmender Geschwindigkeit der Kolbenbewegung steigt der Strömungswiderstand und damit die Dämpfungswirkung, wobei in gewissen Grenzen diese Charakteristik gezielt beeinflusst werden kann.Of the Structure of such a damper can be designed differently. For example, there are hydraulic damper essentially from a piston rod in an oil-filled cylinder out Piston. For axial movement of the piston rod and thus of the piston compared to the Cylinder needs the oil through narrow channels and valves flow into the pistons. By the resistance of the oil is thereby presented, pressure differences are generated, the effective areas over the Generate damping forces. As the speed of the piston movement increases, the flow resistance increases and thus the damping effect, within certain limits, this characteristic influences specifically can be.
Es sind auch mechanische Stoßdämpfer bekannt. Diese bestehen prinzipiell aus federbelasteten Reibflächen. Die Geschichte der Blattfedern weisen mehrere Federblätter auf und stellen kombinierte Feder-Dämpfer-Einheiten dar. Durch die Biegung der Feder wird der Stoß aufgefangen und in der Feder gespeichert. Die Reibung zwischen den einzelnen Federblättern dämpft die Schwingung und führt einen Teil der Federkraft in Wärme über.It Mechanical shock absorbers are also known. These consist in principle of spring-loaded friction surfaces. The History of leaf springs have several spring leaves and make combined spring-damper units Due to the bending of the spring, the impact is absorbed and stored in the spring. The friction between the individual spring leaves dampens the vibration and leads a part the spring force in heat over.
Ebenso sind Luftfederdämpfer bekannt, bei denen das Medium Luft Dämpferaufgaben übernehmen kann.As well are air spring dampers known in which the medium take over air damper tasks can.
Häufig erfordert eine derartige Anordnung eines Dämpfers beispielsweise in einem Fahrzeugsitz oder zwischen einer Fahrerkabine und einem Fahrzeuggrundgestell einen aufwändigeren Aufbau, um eine optimale Dämpfung verschieden gerichteter und verschieden starker Schwingungen zu erhalten. Es muss eine genaue Abstimmung zwischen den Dämpfungs- und Federungseigenschaften des Dämpfers einerseits und der Feder andererseits, die z. B. einen Sitzkomfortbereich innerhalb einer Federweg-Kraft-Linie eines schwingenden Fahrzeugsitzes ermöglichen soll, berücksichtigt werden. Darüber hinaus haben diese Dämpfersysteme den Nachteil, dass sie im unter- und überkritischen Bereich die Schwingungsverminderung reduzieren und damit den Schwingungskomfort verschlechtern.Often required such an arrangement of a damper for example, in a vehicle seat or between a driver's cab and a vehicle base frame a more complex structure to an optimal damping different directed and different strong vibrations too receive. There has to be a precise coordination between the damping and suspension characteristics of the damper on the one hand and the spring on the other hand, the z. B. a seating comfort area within allow a spring-force line of a swinging vehicle seat should, taken into account become. About that In addition, these damper systems have the disadvantage that they reduce vibration in the subcritical and supercritical range reduce and thus worsen the vibration comfort.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugschwingungsdämpfungssystem mit verbessertem Schwingungskomfort zur Verfügung zu stellen, welches mindestens zwei Fahrzeugteile aufweist, die mittels mindestens zweier Gasfedern relativ zueinander schwingend bewegbar sind, wobei sich bei einem derartigen System die Anordnung von einem oder mehreren Dämpfern in Abhängigkeit der Gestaltung des hier vorgestellten Systems erübrigen kann bzw. auf Dämpfer mit geringer Leistungsdissipation zurückgegriffen werden kann, um den negativen Einfluss des Dämpfers im über- und unterkritischen Federungsbereich möglichst zu minimieren.Therefore It is the object of the invention to provide a vehicle vibration damping system to provide with improved vibration comfort, which at least has two vehicle parts, by means of at least two gas springs are swinging relative to each other, being at a such system, the arrangement of one or more dampers in dependence the design of the system presented here can spare or on damper with low power dissipation can be resorted to the negative influence of the damper in the over- and minimizing subcritical suspension area as much as possible.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is performed according to the characteristics of Claim 1 solved.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einem Fahrzeugschwingungsdämpfungssystem für mindestens zwei Fahrzeugteile, zwischen welchen mindestens zwei Gasfedern angeordnet sind, die Gasfedern mit mindestens einer gemeinsamen Gasleitung verbunden sind, wobei die Gasleitung mindestens ein verstellbares Durchlassventil aufweist. Das Durchlassventil ist derart ausgebildet, dass es bei einer Schwingungsbewegung mindestens eines der Fahrzeugteile unterhalb eines vorbestimmbaren Grenzwertbereiches, der auch ein einzelner Grenzwert sein kann, geöffnet ist, um eine Dämpfungswirkung zu erhalten, und oberhalb des Grenzwertbereiches zumindest teilweise geschlossen ist, um eine Federwirkung zu erhalten. Durch eine derartige Ausbildung der beiden Gasfedern ist es vorteilhaft möglich, dass, wenn Schwingungen in mindestens eines der Fahrzeugteile, welches beispielsweise eine Fahrerkabine eines Nutzfahrzeuges sein kann, eingeleitet werden, die Gasfedern als gesteuerte Dämpfer wirken, da das darin enthaltende Gas durch die Verbindungsleitung zwischen den beiden Gasfedern ausgetauscht werden kann und somit eine Ableitung des darin enthaltenen Gases von einer Gasfeder zu der anderen stattfindet. Ab einem bestimmten Wert oder einem bestimmten Grenzwertbereich findet eine Sperrung oder eine zumindest teilweise Sperrung des Durchlassventils statt, sodass jede Gasfeder für sich unabhängig von der anderen Gasfeder oder zumindest nahezu unabhängig von der anderen Gasfeder funktioniert und hierdurch eine Feder im herkömmlichen Sinne erhalten wird. Vorzugsweise kann durch eine teilweise Öffnung des Durchlassventils sowohl ein Dämpfungsals auch ein Federeffekt erhalten werden. So ein Ventil kann unterschiedlich gesteuert sein. Zum Beispiel wegabhängig, um eine erwünschte Kennlinie zu erhalten.An essential point of the invention is that in a vehicle vibration damping system for at least two vehicle parts, between which at least two gas springs are arranged, the gas springs are connected to at least one common gas line, wherein the gas line has at least one adjustable passage valve. The passage valve is designed such that it is at a vibration movement of at least one of the vehicle parts below a predeterminable threshold range, which may also be a single limit is open to obtain a damping effect, and above the threshold range is at least partially closed, to a spring action receive. Such a design of the two gas springs, it is advantageously possible that, if vibrations in at least one of the vehicle parts, which may be, for example, a cab of a commercial vehicle are initiated, the gas springs act as controlled damper, since the gas contained therein through the connecting line between the two gas springs can be exchanged and thus takes place a derivative of the gas contained therein from one gas spring to the other. From a certain value or a certain range of limits takes place blocking or at least partially blocking the gate valve, so that each gas spring works independently of the other gas spring or at least almost independent of the other gas spring and thus a spring is obtained in the conventional sense. Preferably, by a partial opening of the gate valve, both a damper and a Spring effect can be obtained. Such a valve can be controlled differently. For example, path-dependent to obtain a desired characteristic.
In einer weiteren Anwendung des Systems wird ein Ventil durch einen Beschleunigungssensor kontinuierlich gesteuert.In Another application of the system is a valve by a Accelerometer continuously controlled.
Der Beschleunigungsgrenzwert oder der Beschleunigungsgrenzwertbereich bezieht sich auf Beschleunigungswerte, die beispielsweise ein Trägheitselement durch Einleitung einer Schwingungsbewegung auf mindestens eines der Fahrzeugteile erfährt, wobei das Trägheitselement an einem der Fahrzeugteile befestigt ist und somit diese Schwingungsbewegung mit einer gewissen Zeitverzögerung erfährt. Dies hat zur Folge, dass das Trägheitselement und die zeitverzögerte Auslenkung des Trägheitselements erst bei einem bestimmten Beschleunigungswert, der durch die Schwingungsbewegung erzeugt wird, ausgelenkt wird und hierdurch das Durchlassventil zumindest teilweise sperrt. Solange das Trägheitselement nicht ausreichend ausgelenkt wird, wird das Durchlassventil auch nicht gesperrt. Dies ist dann der Fall, wenn die Schwingungsbewegung entsprechend kleine Beschleunigungswerte erzeugt, also bei geringen Schwingungen, die beispielsweise auf die Karosserie eines Nutzfahrzeuges einwirken, welches mittels der Gasfedern federnd gegenüber der Kabine gelagert ist.Of the Acceleration limit or acceleration limit range refers to acceleration values, such as an inertial element by introducing a vibratory motion to at least one the vehicle parts learns wherein the inertial element is attached to one of the vehicle parts and thus this vibration movement experiences with a certain time delay. This has the consequence that the inertia element and the time-delayed Deflection of the inertia element only at a certain acceleration value generated by the oscillatory motion is, is deflected and thereby the passage valve, at least partially locks. As long as the inertia element is not sufficiently deflected, the gate valve is also not blocked. This is the case when the oscillatory motion correspondingly generates small acceleration values, ie at low levels Vibrations that act on the body of a commercial vehicle, for example, which is mounted by means of the gas springs resiliently relative to the cabin.
Das Trägheitselement, welches mit dem Durchlassventil verbunden ist, wirkt mit seiner Trägheitskraft und der anschließenden Beschleunigungskraft, die zeitverzögert in dem Trägheitselement bei entsprechend großer Schwingung auftritt, auf eine Verstellbewegung des Durchlassventils. Hierfür kann das Trägheitselement bevorzugt ein an einem der Fahrzeugteile schwenkbar befestigtes Masseelement sein.The Inertia member which is connected to the passage valve, acts with his inertial force and the subsequent one Acceleration force, the time delay in the inertia element with correspondingly large Oscillation occurs on an adjustment movement of the gate valve. Therefor can the inertia element preferably a pivotally mounted on one of the vehicle parts Be mass element.
Das Masseelement zur Durchführung einer Schwenkbewegung ist bevorzugt an mindestens einem Hebel befestigt, der mit dem Durchlassventil zur Verstellung desjenigen verbunden ist. Somit ist der Hebel an seinem einen Ende mit dem Masseelement verbunden und an seinem anderen Ende mit dem Durchlassventil, um dieses umzuschalten, sobald das Masseelement zeitverzögert bewegt werden sollte.The Mass element for implementation a pivoting movement is preferably attached to at least one lever, the connected to the passage valve for the adjustment of that is. Thus, the lever is connected at one end to the mass element and at the other end with the gate valve to switch it, as soon as the mass element time-delayed should be moved.
Der Hebel ist vorzugsweise senkrecht zur Richtung einer Ortskomponente der Schwingung ausgerichtet. Dies bedeutet, dass der Hebel mit dem daran angebrachten Masseelement bevorzugt in Vertikalrichtung oder in Horizontalrichtung ausgerichtet ist, solange ihn keine eingeleitete Schwingungsbewegung in seiner Stellung verändert, um hierdurch die Horizontalschwingung bzw. Vertikalschwingungen des gesamten Systems, welches aus der Nutzfahrzeugkabine und dem Karosserieteil besteht, in den Hebel einleiten zu lassen und hierdurch das Bewegen des Masseelements zu erreichen.Of the Lever is preferably perpendicular to the direction of a local component aligned to the vibration. This means that the lever with it attached mass element preferably in the vertical direction or in Horizontal direction is aligned, as long as it is not initiated Vibration movement changed in position, thereby the horizontal vibration or vertical vibrations of the entire system, which from the Commercial vehicle cabin and the body part consists in the lever to initiate and thereby moving the mass element to reach.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zu dem ersten Durchlassventil zusätzlich ein zweites Durchlassventil angeordnet, das in einer weiteren zwischen den Fahrzeugteilen angeordneten Verbindungsleitung integriert ist, wobei das zweite Durchlassventil als Rückschlagventil und das erste Durchlassventil ebenso als Rückschlagventil mit gegenüber dem zweiten Durchlassventil entgegengesetzter Rückschlagwirkung ausgebildet ist. So ein Ventilsystem ermöglicht eine richtungsabhängige Steuerung. Hierbei wirkt das System in einer Richtung als Feder und in die andere Richtung als Dämpfer. In einem System wird immer zusätzliche Federungskraft erzeugt, und zwar so, dass diese Kraft immer gezielt entgegen der Beschleunigung wirkt und dadurch Schwingungen reduziert.According to one Further development of the invention is in addition to the first passage valve second passage valve arranged in a further between integrated with the vehicle parts connecting line is integrated, wherein the second passage valve as a check valve and the first Passage valve as well as a check valve with opposite formed the second passage valve opposite recoil effect is. Such a valve system allows a directional one Control. Here, the system acts in one direction as a spring and in the other direction as a damper. In a system is always additional Spring force generated, in such a way that this force always targeted the acceleration acts and thereby reduces vibrations.
Das System kann aus zwei oder mehreren Gasfedern bestehen, die mit unterschiedlichen Winkeln zueinander ausgerichtet sind, und dadurch gesteuert Kraft umlenken. Das System nutzt die Fahrzeugkabine als Trägheitselement und wirkt gegen eine Kabinenneigung.The System can consist of two or more gas springs, with different Angles are aligned with each other, and thereby controlled force redirect. The system uses the vehicle cabin as an inertia element and acts against a cabin tilt.
Vorteilhaft ist eine weitere Gasfeder angeordnet, die zwischen den Fahrzeugteilen vorhanden ist. Diese mindestens eine weitere Gasfeder agiert als Federungselement und erfährt bei hohen Beschleunigungswerten einer eingeleiteten Schwingungsbewegung eine Unterstützung in ihrer Federwirkung durch die zwei miteinander verbundenen ersten Gasfedern, die oberhalb des Beschleunigungsgrenzwertes in den Federwirkungsbereich umschalten. Dies hat zur Folge, dass die Gasfedern gemeinsam gegen eine Richtung der Beschleunigung der eingeleiteten Schwingungsbewegung wirken und somit die Schwingungsamplitude des gesamten Aufbaues, bestehend aus der Kabine und den Karosserieteil, reduziert.Advantageous Another gas spring is arranged between the vehicle parts is available. This at least one additional gas spring acts as Suspension element and learns at high acceleration values of an initiated oscillation movement a support in its spring action by the two interconnected first Gas springs, which are above the acceleration limit in the spring action range switch. This has the consequence that the gas springs together against a direction of acceleration of the induced vibration motion act and thus the oscillation amplitude of the entire structure, consisting of the cabin and the body part, reduced.
Die weitere Gasfeder kann mit mindestens einer der ersten Gasfedern mittels Verbindungsleitung verbunden werden, um eine Umleitung des Gases von den beiden als Feder wirkenden Gasfedern oberhalb eines Beschleunigungsgrenzwertbereiches zu der weiteren Gasfeder zu bewirken.The another gas spring can be used with at least one of the first gas springs be connected by means of connecting line to a diversion of Gas from the two acting as a spring gas springs above a Acceleration limit range to effect the other gas spring.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:advantages and expediencies are the following description in conjunction with the drawings refer to. Hereby show:
In
Innerhalb
der Gasverbindungsleitung
In
Die
Fahrerkabine
Das System wird durch einen Weg, der durch die Relativbewegung der Fahrerkabine zu einem Karosserieteil gesteuert wird. Dies ermöglicht, dass eine Federungskennlinie optimal gestaltet wird.The System is controlled by a path caused by the relative movement of the driver's cab is controlled to a body part. This allows a suspension characteristic optimally designed.
In
Gleiche und gleichbedeutende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Same and equivalent parts are given the same reference numerals.
Der
in
Die
Trägheitselemente
bzw. Massenelemente
Sobald
die Vertikalkomponente der eingeleiteten Schwingung einen bestimmten
Grenzwert oder Grenzwertbereich überschreitet,
also eine gewisse Schwingungsstärke
aufweist, findet eine zeitverzögerte
Auslenkung der Masseelemente
Demgegenüber bewirkt
eine Nachobenbewegung gemäß dem Pfeil
So
ein Ventilsystem ermöglicht
eine richtungsabhängige
Steuerung. Hierbei wirkt das System in einer Richtung als Feder
und in die andere Richtung als Dämpfer.
In einem System wird immer zusätzliche
Federungskraft erzeugt, und zwar so, dass diese Kraft immer gezielt
entgegen der Beschleunigung wirkt und dadurch Schwingungen reduziert.
Die dritte Feder
In
Das
Fahrerhaus
Die
beiden Gasfedern
Sobald
eine relative Bewegung der Kabine zu der Karosserie
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All Features disclosed in the application documents are considered to be essential to the invention as long as they are individually or in combination with respect to State of the art are new.
- 1, 21, 2
- Gasfedergas spring
- 33
- Verbindungsleitungconnecting line
- 44
- DurchlassventilGate valve
- 55
- Fahrkabinedriving cab
- 66
- Karosseriebody
- 6a, 6b6a, 6b
- Karosserieteilebody parts
- 77
- Gasfedergas spring
- 88th
- Lagerungstorage
- 99
- Schwingungsrichtungvibration direction
- 1010
- Hebellever
- 1111
- Masseelementmass element
- 12a, 12b12a, 12b
- Bewegungsrichtung des Masseelementesmovement direction of the mass element
- 1313
- Wirkungsrichtung des RückschlagventilsMode of operation the check valve
- 1414
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1515
- Rückschlagventilcheck valve
- 1616
- Wirkungsrichtung des RückschlagventilsMode of operation the check valve
- 17a, 17b17a, 17b
- Bewegungsrichtungen des Masseelementesdirections of movement of the mass element
- 1818
- Masseelementmass element
- 1919
- Hebellever
- 2020
- Druckfedercompression spring
- 2121
- VentilValve
- 2222
- GasströmungsrichtungGas flow direction
- 2323
- Verbindungsleitungconnecting line
- 2424
- Gasfedergas spring
- 2525
- DruckwirkaufschlagungDruckwirkaufschlagung
Claims (10)
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