DE102009011414A1

DE102009011414A1 - Feder-Dämpfer-Einheit für Fahrwerke von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102009011414A1
Application number: DE102009011414A
Authority: DE
Inventors: Norbert Ackermann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2010-09-09

Abstract

Feder-Dämpfer-Einheit für Fahrwerke von Fahrzeugen, welche ein Dämpfungsmedium aufweist und zwischen einem Fahrwerk und einem Fahrzeugaufbau angeordnet ist, wobei das Dämpfungsmedium in einem formveränderlichen Element gekammert ist und direkt oder indirekt mit einem Dämpfungselement zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feder-Dämpfer-Einheit für Fahrwerke von Fahrzeugen, welche ein Dämpfungsmedium aufweist und zwischen einem Fahrwerk und einem Fahrzeugaufbau angeordnet ist.
Es sind Luftfeder-Dämpfereinheiten bekannt (z. B. DE 10 2006 002 779 A1 ), bei denen diese Einheit in einem Fahrwerk eines luftgefederten Personenkraftwagens angeordnet wird. Diese Luftfeder und Dämpfereinheit weist dabei zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume auf, wobei die Druckluft über einen Kompressor und zugehörigen Ventilen und Leitungen in die Arbeitsräume gefördert wird und gegebenenfalls abgelassen werden kann. Üblicherweise besteht ein Luftfeder- oder Niveauregelungssystem aus Druckluftanlage/Druckluftversorgung und vier Luftfedermodulen, nämlich für jedes Rad eines, und es wird insgesamt über eine Steuerungseinrichtung geregelt.
Des Weiteren ist ein Gas- bzw. Luftdämpfer bekannt (z. B. DE 11 2005 000 329 T5 ). Hierbei bildet ein Druckrohr die Arbeitskammer, welche mit einem Gas gefüllt ist. Ein Kolben, welcher in der Arbeitskammer angeordnet ist, teilt diese Arbeitskammer in einen oberen und unteren Arbeitsraum auf. Eine elektronische Steuer-/Regeleinheit überwacht die verschiedenen Betriebsparameter des Fahrzeuges und stellt den Gas- oder Luftdämpfer zwischen weicher Dämpfung und straffer Dämpfung ein, um eine optimale Stoßdämpfung für die laufenden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bereit zu stellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Feder-Dämpfer-Einheit für Fahrwerke derart weiter zu entwickeln, dass neben einer Niveauregulierung noch eine Dämpfungsfunktion geschaffen wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dämpfungsmedium in einem formveränderlichen Element gekammert ist und direkt oder indirekt mit einem Dämpfungselement zusammen wirkt.
Hierbei ist von Vorteil, dass als Verdrängerelement ein formveränderliches Element vorgesehen ist, welches mit Dämpfungsmedium gefüllt wird und mit einem Dämpfungselement zusammen wirkt, so dass diese Feder-Dämpfer-Einheit ohne Kolbenstange auskommt, dadurch werden eine Kolbenstangenführung und entsprechende Abdichtungen vermieden.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement in einem Behälter angeordnet ist, der mindestens teilweise ein kompressibles Medium aufnimmt. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Dämpfungselement über eine Strömungsverbindung mit dem formveränderlichen Element verbunden ist und mittels des kompressiblen Mediums die Aufnahme des verdrängten Volumens bei Relativbewegung des formveränderlichen Elements aufgenommen werden kann.
Bei Verwendung von verschiedenen Medien ist vorgesehen, dass das kompressible Medium gegenüber dem inkompressiblen Dämpfungsmedium durch ein Trennelement gegeneinander abgetrennt ist. Hierbei ist von Vorteil, dass als Dämpfungsmedium ein flüssiges Medium verwendet werden kann, während zum Ausgleich des verdrängten Volumens das kompressible Medium in Form von Gas im Behälter aufgenommen und durch ein Trennelement gegen das andere Medium abgetrennt werden kann.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement in einem separaten Behälter angeordnet ist und über eine Strömungsverbindung mit dem formveränderlichen Element verbunden ist.
Ein konstruktiv vereinfachte Ausführungsform sieht vor, dass als Dämpfungsmedium und als kompressibles Medium ein gleicher Stoff vorgesehen ist. Hierbei ist von Vorteil, dass bei gleichen Medien im Dämpfungssystem als auch im Ausgleichssystem diese Medien nicht mehr voneinander getrennt werden müssen, so dass ein Trennelement überflüssig wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Behälter ein einziger Raum ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, die Dämpfungsmedium zu- bzw. abführt. Diese Konstruktion ermöglicht eine volltragende Hydropneumatik, da der Ausgleichsraum mit einer konstanten Gasmasse versehen ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Zuführeinrichtung vorgesehen ist, die kompressibles Medium dem im Behälter angeordneten Ausgleichsraum zu- bzw. abführt, hierbei lässt sich das kompressible Medium von außen beeinflussen, so dass durch eine entsprechende Steueranordnung verschiedene Federraten einstellbar bzw. wählbar sind, je nach dem wie viel weiteres kompressibles Medium dem Ausgleichsraum zu- bzw. abgeführt wird.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass als Dämpfungselement ein variabel steuerbares Ventil vorgesehen ist. Durch diese Ausführungsform lässt sich zusätzlich noch eine Dämpfungskraftverstellung durch eine entsprechende Ansteuerung vorsehen, wobei mit Vorteil das steuerbare Ventil extern angesteuert wird. Hierzu kann eine automatische Ansteuerung vorgesehen werden, die durch eine entsprechende Anzahl von Sensoren, welche im Fahrzeug angeordnet sind, beeinflusst werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 eine Feder-Dämpfer-Einheit für Fahrwerke mit einem extern angeordneten Dämpfungselement, einer Fördereinrichtung sowie einer Zuführeinrichtung, schematisch dargestellt
2 und 3 verschiedene Ausführungsformen, schematisch dargestellt, wobei auf eine separate Zuführeinrichtung verzichtet wurde
4 eine Ausführungsform mit einem einzigen Medium.
Die in 1 dargestellte Feder-Dämpfer-Einheit besteht im Wesentlichen aus der achsseitigen Anbindung am Fahrwerk 1 und der aufbauseitigen Anbindung am Fahrzeugaufbau 2, hier zwischen ist das formveränderliche Element 3 angeordnet. Der Innenraum des formveränderlichen Elements 3 ist über die Strömungsverbindung 6 mit dem Behälter 7 verbunden, dabei befindet sich im Innenraum des Behälters 7 ein Dämpfungselement 4, welches für die eigentliche Dämpfung des Fahrzeugaufbaus herangezogen wird und das Trennelement 5, welches das inkompressible Dämpfungsmedium 8 gegenüber dem kompressiblen Medium 9 im Ausgleichsraum 12 trennt. Über eine Fördereinrichtung 11 wird in dem Behälter 7 Dämpfungsmedium zu- bzw. abgeführt, hierzu dienen die in der Fördereinrichtung 11 vorhandenen Bauteile, Pumpe, Verdichter und Antrieb, das Reservoir 14 sowie der Ventilblock 15, der das Dämpfungs-medium entsprechend der Schaltung der Rückschlagventile 16 in das Reservoir bzw. aus dem Reservoir heraus in den Behälter 7 steuert.
Je nach Zufuhr von Dämpfungsmedium aus dem Reservoir 14 in den Behälter 7 lässt sich das Niveau des Fahrzeugaufbaus 2 gegenüber dem Fahrwerk 1 erhöhen oder absenken.
Die entsprechende Dämpfungsarbeit bei unebener Fahrbahn, bei der sich das Fahrwerk 1 relativ zum Fahrzeugaufbau 2 verändert und somit auch eine Veränderung des formveränderlichen Elementes 3 erfolgt, lässt sich über das Dämpfungselement 4 entsprechend dämpfen. Hierzu sind im Dämpfungselement 4 entsprechende Dämpfungsventile vorhanden (nicht dargestellt), die eine entsprechende Dämpfungsarbeit leisten.
Des Weiteren mündet eine weitere Leitung aus der Zuführeinrichtung 10 in den Behälter 7, wobei hier diese Leitung in den Ausgleichsraum 12, welcher mit kompressiblen Medium gefüllt ist, mündet, so dass bei zusätzlichem Ein- und Ausbringen von weiterem kompressiblen Medium eine Veränderung der Federrate erzielt werden kann. Hierzu sind wiederum eine Pumpe 13 und ein Ventilblock 17 vorgesehen, wobei die Strömungsverbindung wiederum mit einem Reservoir (nicht dargestellt) verbunden ist.
Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der wiederum zwischen dem Fahrwerk 1 und dem Fahrzeugaufbau 2 ein formveränderliches Element 3 angeordnet ist und dass in einem Behälter 7 das Dämpfungselement 4 sowie das Trennelement 7 angeordnet sind und dass das kompressible Medium 8 über das Trennelement 7 vom inkompressiblen Medium 9 abgetrennt ist. Es handelt sich hierbei um ein Dämpfungselement, welches von außen nicht ansteuerbar ist.
Es ist jedoch ohne weiteres möglich auch in dieser Ausführungsform eine Zuführeinrichtung 10 als auch eine Fördereinrichtung 11 oder eines von beidem gemäß 1 zuzufügen.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform bezieht sich wieder auf ein Fahrwerk 1 und einen Fahrzeugaufbau 2 mit dazwischen angeordnetem formveränderlichen Element 3, hierbei verläuft die Strömungsverbindung 6 zum Behälter 7 im Bereich des Fahrwerks, dabei ist wiederum im Behälter 7 das Dämpfungselement 4 als auch das Trennelement 5 angeordnet, so dass in diesem Behälter wiederum die Dämpfung über das Dämpfungselement 4 erfolgt und die Trennung von kompressiblem Medium 9 gegenüber dem Dämpfungsmedium 8 mittels des Trennelementes 5 vorgenommen wird.
In 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Dämpfungsmedium und das zum Ausgleich notwendige Medium identisch sind, dabei ist der Behälter 7 ohne ein Trennelement ausgeführt, da dass gesamte System mit einem einzigen, kompressiblen Medium gefüllt ist.

1: Fahrwerk
2: Fahrzeugaufbau
3: formveränderliches Element
4: Dämpfungselement
5: Trennelement
6: Strömungsverbindung
7: Behälter
8: Dämpfungsmedium
9: Kompressibles Medium
10: Zuführeinrichtung
11: Fördereinrichtung
12: Ausgleichsraum
13: Pumpe
14: Reservoir
15: Ventilblock
16: Rückschlagventile
17: Ventilblock

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006002779 A1 [0002]
- DE 112005000329 T5 [0003]

Claims

Feder-Dämpfer-Einheit für Fahrwerke von Fahrzeugen, welche ein Dämpfungsmedium aufweist und zwischen einem Fahrwerk und einem Fahrzeugaufbau angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmedium (8) in einem formveränderlichen Element (3) gekammert ist und direkt oder indirekt mit einem Dämpfungselement (4) zusammen wirkt.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) in einem Behälter (7) angeordnet ist, der mindestens teilweise ein kompressibles Medium (9) aufnimmt.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Medium (9) gegenüber dem inkompressiblen Dämpfungsmedium (8) durch ein Trennelement (5) gegeneinander abgetrennt ist.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (4) in einem separaten Behälter (7) angeordnet ist und über eine Strömungsverbindung (6) mit dem formveränderlichen Element (3) verbunden ist.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungsmedium (8) und als kompressibles Medium ein gleicher Stoff vorgesehen ist.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (7) ein einziger Raum ist.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung (11) vorgesehen ist, die Dämpfungsmedium (8) zu- bzw. abführt.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (10) vorgesehen ist, die kompressibles Medium (9) dem im Behälter (7) angeordneten Ausgleichsraum (12) zu- bzw. abführt.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungselement (4) ein variabel steuerbares Ventil vorgesehen ist.
Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Ventil extern angesteuert wird.