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Die
Erfindung betrifft eine Federdämpfervorrichtung
für ein
Fahrzeug, mit einem Energiespeicher mittels dem Energie zum Federn
und Dämpfen
an einen Hydraulikzylinder abgebbar oder aufnehmbar ist und einem
dem Energiespeicher zugeordneten Hydraulikzylinder mittels dem die
hydraulische Energie in einen Federweg z und eine Federkraft F zum
Federn und Dämpfen
des Fahrzeugs wandelbar ist, und umgekehrt.
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Federdämpfervorrichtungen
für ein
Fahrzeug sind bekannt. Bei dem Energiespeicher kann es sich um einen
Gasraum bzw. ein Luftpolster handeln, das durch Komprimieren und
Dekomprimieren die beim Federn und Dämpfen des Fahrzeugs auftretenden
Energieströme
aufnehmen und abgeben kann. Es ist ferner bekannt, solche Federdämpfervorrichtungen
als aktives Federdämpfungssystem
auszulegen, wobei zusätzlich
zu dem Energiespeicher eine Energiequelle zum Einspeisen zusätzlicher
Energie vorhanden ist. Mittels der zusätzlichen Energie können der
Federweg z und/oder die Federkraft F mittels eines Hydraulikzylinders
eingestellt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine verbesserte Federdämpfervorrichtung für ein Fahrzeug
bereitzustellen, die insbesondere einen maximalen Fahrkomfort in
Verbindung mit einer maximalen Sicherheit und/oder eine hohe Energieeffizienz
ermöglicht.
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Die
Aufgabe ist bei eine Federdämpfervorrichtung
für ein
Fahrzeug, mit einem Energiespeicher mittels dem Energie zum Federn
und Dämpfen
an einen Hydraulikzylinder abgebbar oder aufnehmbar ist und einem
dem Energiespeicher zugeordneten Hydraulikzylinder mittels dem die
hydraulische Energie in einen Federweg z und eine Federkraft F zum
Federn und Dämpfen
des Fahrzeugs wandelbar ist, und umgekehrt dadurch gelöst, dass
ein dem Hydraulikzylinder zugeordneter separater hydraulischer Generator
vorgesehen ist, mittels dem von dem Hydraulikzylinder abgegebene
Energie in elektrische Energie wandelbar ist. Die von dem Hydraulikzylinder
abgegebene Energie kann in Form von hydraulischer Energie vorliegen,
also in Form eines unter einem Druck stehenden Hydraulikmediums,
mittels dem der Hydraulikzylinder ansteuerbar ist. Vorteilhaft ist
dem Hydraulikzylinder der hydraulische Generator zugeordnet, mittels
dem die in dem Hydraulikmedium mitgeführte Energie in die elektrische
Energie wandelbar ist. Der hydraulische Generator kann dazu eine
entsprechende Turbinenschaufel, gekoppelt mit einer Elektromaschine
bzw. einem Generator, aufweisen. Vorteilhaft können üblicherweise bei einer Dämpferarbeit
der Federdämpfervorrichtung
in Wärme
umgewandelte Energiemengen dem System mittels des hydraulischen
Generators entzogen werden und stehen vorteilhaft in Form der elektrischen
Energie für andere
Zwecke bereit.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass der Energiespeicher einen Gasraum zum Aufnehmen
und Abgeben von pneumatischer Energie aufweist. Vorteilhaft kann
mittels des Gasraums eine einen besonders hohen Fahrkomfort ermöglichende,
insbesondere als Luftfederung bekannte, Federdämpfervorrichtung bereitgestellt
werden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass der hydraulische Generator einen Generatorenergiespeicher
zum zumindest teilweisen Aufnehmen und Abgeben der Energie aufweist.
Beim Betrieb des Hydraulikzylinders und des hydraulischen Generators können in
dem Hydraulikmedium Druckspitzen entstehen, die vorteilhaft mittels
des Generatorenergiespeichers bedämpft bzw. geglättet werden
können.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass zwischen dem hydraulischen Generator und dem
Hydraulikzylinder eine Generatordrossel geschaltet ist. Vorteilhaft
kann mittels der Generatordrossel ein Übertragungsverhalten der Federdämpfervorrichtung
beeinflusst werden, beispielsweise zum Beeinflussen eines Einfederungs-
bzw. Dämpfungsverhaltens
der Federdämpfervorrichtung.
Vorteilhaft kann ferner ein dem hydraulischen Generator zugeführter Energiefluss
beeinflusst werden, beispielsweise um Lastspitzen an dem hydraulischen
Generator zu vermeiden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass die Generatordrossel ansteuerbar ist. Vorteilhaft
kann durch die Ansteuerung, die beispielsweise als elektrische Ansteuerung
erfolgen kann, das Federdämpferverhalten der
Federdämpfervorrichtung
aktiv beeinflusst werden, beispielsweise zum Realisieren eines sich
selbst adaptierenden Fahrwerks oder eines mittels einer Bedienung
adaptierbaren Fahrwerks.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass dem Generatorenergiespeicher eine Speicherdrossel
vorgeschaltet ist. Vorteilhaft kann mittels der Speicherdrossel
ein Energiestrom von und zu dem Generatorenergiespeicher beeinflusst
bzw. gedrosselt werden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass dem hydraulischem Generator eine obere Kammer und/oder
eine untere Kammer des Hydraulikzylinders, jeweils über ein
Rückschlagventil
vorgeschaltet sind. Vorteilhaft kann mittels den Rückschlagventilen ein
Rückfluss
von dem hydraulischen Generator zurück in den Hydraulikzylinder
verhindert werden. Für den
Fall, dass sowohl die untere Kammer als auch die obere Kammer dem
hydraulischen Generator vorgeschaltet sind, kann vorteilhaft von
beiden Kammern, also bei einem Einfedern und bei einem Ausfedern
Energie an den hydraulischen Generator übertragen werden. Eine solche
Verschaltung ist vorteilhaft für
Federdämpfervorrichtungen
möglich,
die auch als Ein-Rohr-Dämpfer
bezeichnet werden. Für den
Fall einer alternativen Auslegung, die auch als Zwei-Rohr-Dämpfer bekannt ist, kann zumindest eine
der Kammern, vorzugsweise die untere Kammer Energie auf den hydraulischen
Generator übertragen.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Federdämpfervorrichtung
ist vorgesehen, dass der oberen Kammer und/oder der unteren Kammer,
jeweils über
ein Rückschlagventil
eine monodirektionale oder eine bidirektionale Aktivierungspumpe
vorgeschaltet ist. Vorteilhaft kann mittels der Aktivierungspumpe
das Federdämpferverhalten
der Federdämpfervorrichtung
aktiv beeinflusst werden, beispielsweise um die Federdämpfervorrichtung
auf bestimmte Fahrsituationen zu adaptieren, beispielsweise eine Wankneigung
des Fahrzeugs zu minimieren bzw. dieses bei Kurvenfahrten aktiv
zu stabilisieren. Mittels der monodirektionalen Pumpe kann beispielsweise
eine der Kammern zusätzlich
mit Energie versorgt werden. Mittels der bidirektionalen Pumpe ist
es vorteilhaft möglich,
beide Kammern mit Energie zu versorgen, beispielsweise um ein Heben
und ein Senken des Fahrzeugs zu ermöglichen. Alternativ und/oder
zusätzlich
ist es denkbar, auch die monodirektionale Pumpe beiden Kammern zuzuordnen,
wobei ein entsprechendes Umschaltventil zum wahlweisen Ansteuern
einer der Kammern zwischengeschaltet sein kann.
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Die
Aufgabe ist außerdem
bei einem Verfahren zum Federn und Dämpfen eines Fahrzeugs, insbesondere
mittels einer vorab beschriebenen Federdämpfervorrichtung, durch den
Schritt Generieren von elektrischer Energie mittels eines separatem
hydraulischem Generators gelöst.
Vorteilhaft wird die elektrische Energie mittels des separaten hydraulischen
Generators erzeugt, wobei beispielsweise eine optional vorsehbare
Aktivierungspumpe unabhängig
von dem Generator Energie der Federdämpfervorrichtung zuführen kann.
Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Komfortauslegung des Generators
mit geringsten Drehmassen eines entsprechenden Laufzeugs, beispielsweise
einer Pumpe bzw. Turbinenschaufel und einem Rotor der gekoppelten Elektromaschine
ermöglicht
werden. Vorteilhaft muss der hydraulische Generator nur auf eine
vergleichsweise geringe Generatorleistung ausgelegt werden. Vorteilhaft
kann der hydraulische Generator eine eigene Pulsationsglättung, insbesondere
durch eine vorgeschaltete Drossel bzw. Eingangsdrossel, einen gedrosselten
Energiespeicher bzw. Druckspeicher und/oder optional ein Überdruckabblasventil
aufweisen. Der Druckspeicher bzw. Generatorenergiespeicher, der
beispielsweise als Gasspeicher oder als elastisches Leitungsglied
ausgelegt sein kann, kann vorteilhaft den Fahrkomfort erhöhen. Vorteilhaft
kann dieser vorgesehen werden, ohne eine zusätzlich vorhandene Aktivierungspumpe
zu stören.
Mittels der Aktivierungspumpe können
vorteilhaft vergleichsweise hohe Energiemengen bei vergleichsweise
geringen Zeitkonstanten der Federdämpfervorrichtung zugeführt werden.
Eine Zwischenspeicherung dieser Energie in dem Generatorenergiespeicher
wäre für eine aktive
Ansteuerung hinderlich. Daher bietet der separate hydraulische Generator
vorteilhaft bei einem möglichst
hohen Komfort die Möglichkeit
der Federdämpfervorrichtung
Energie zu entnehmen und diese in nützliche Energie zu wandeln.
Vorteilhaft kann aufgrund der vergleichsweise kleinen Auslegung
des hydraulischen Generators auch der Generatorenergiespeicher vergleichsweise
klein ausgelegt werden. Die Aktivierungspumpe, die beispielsweise einen
Elektromotor und eine hydraulische Pumpe aufweist, kann vorteilhaft
leistungsstark und außerhalb
eines beengten Bauraums in einer unmittelbaren Nähe eines Achsbereichs des Fahrzeugs
an einer beliebigen Stelle einer Karosserie des Fahrzeugs befestigt
werden. Dies bietet Vorteile beim Packaging. Alternativ und/oder
zusätzlich
ist es denkbar, einen Stromteiler vorzusehen, mittels dem ein gemeinsames
kostengünstiges
Powerpack bzw. die Aktivierungseinheit für zwei Räder einer Achse des Fahrzeugs
zum Einsatz kommen können.
Für den Fall,
dass die Aktivierungseinheit eine vergleichsweise große Anlaufträgheit aufweist,
ist es möglich,
eine Voransteuerung mittels einer Fahrbahnerkennung, im Sinne einer
Störgrößenaufschaltung
vorzusehen. Vorteilhaft kann die Federdämpfervorrichtung als bauraumgünstige in
Modulbauweise bereitstellbare Federdämpfervorrichtung realisiert
werden. Alternativ und/oder zusätzlich
ist es möglich,
den Gasraum bzw. das Luftpolster von einem hydraulischen Hochdruckbereich
der Federdämpfervorrichtung
durch eine geeignete Hydraulikanordnung gänzlich abzukoppeln.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der – gegebenenfalls
unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest
ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte
Merkmale bilden für
sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der
Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und
können
insbesondere zusätzlich auch
Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche
und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
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1 eine
Federdämpfervorrichtung
mit einem Energiespeicher und einem dem Energiespeicher zugeordneten
Hydraulikzylinder;
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2 eine
Federdämpfervorrichtung
analog der in 1 gezeigten, wobei ein in dem
Hydraulikzylinder geführter
Kolben eine elektrisch ansteuerbare Zug- und Druckverstelldrossel aufweist;
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3 eine
weitere Federdämpfervorrichtung analog
der in den 1 und 2 gezeigten,
wobei dem hydraulischen Generator eine elektrisch einstellbare Generatordrossel
vorgeschaltet ist;
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4 eine
weitere Federdämpfervorrichtung analog
der in den 1 bis 3 gezeigten,
wobei im Unterschied zwischen dem Energiespeicher und dem Hydraulikzylinder
eine Anordnung mit elektrisch einstellbaren Zug- und Druckdrosseln
geschaltet ist;
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5 eine
Federdämpfervorrichtung
analog der in 4 gezeigten, wobei zusätzlich die
elektrisch einstellbare Generatordrossel vorgesehen ist;
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6 eine
weitere Federdämpfervorrichtung analog
der in den 1 bis 5 gezeigten,
wobei zusätzlich
eine bidirektionale Aktivierungspumpe vorgesehen ist;
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7 eine
weitere Federdämpfervorrichtung analog
der in 6 gezeigten, wobei zusätzlich die Generatordrossel
vorgesehen ist;
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8 eine
weitere Federdämpfervorrichtung mit
einem Energiespeicher, einem dem Energiespeicher zugeordneten Hydraulikzylinder
und einem dem Hydraulikzylinder nachgeschalteten hydraulischen Generator;
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9 eine
weitere Federdämpfervorrichtung analog
der in 8 gezeigten, wobei dem hydraulischen Generator
eine elektrisch einstellbare Drosselvorrichtung vorgeschaltet ist;
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10 eine
weitere Federdämpfervorrichtung
analog der in 9 gezeigten, wobei zusätzlich zwischen
dem Energiespeicher und dem Hydraulikzylinder eine Druckdrossel
und eine Zugdrossel vorgesehen sind;
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11 eine
weitere Federdämpfervorrichtung
analog der in 10 gezeigten, wobei zusätzlich eine
elektrisch einstellbare Generatordrossel mit einem Rückschlagventil
vorgesehen ist;
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12 eine
weitere Federdämpfervorrichtung
analog der in 11 gezeigten, wobei zusätzlich eine
monodirektionale Aktivierungspumpe vorgesehen ist; und
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13 eine
weitere Federdämpfervorrichtung
analog der in 12 gezeigten, wobei zusätzlich die
Generatordrossel vorgesehen ist.
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Die 1 bis 13 zeigen
jeweils eine Federdämpfervorrichtung 1 mit
einem Energiespeicher 3, einem dem Energiespeicher 3 zugeordneten
Hydraulikzylinder 5 sowie einem dem Hydraulikzylinder 5 nachgeschalteten
hydraulischen Generator 7. Zunächst wird auf die 1 bis 13 gemeinsam
Bezug genommen.
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In
dem Hydraulikzylinder 5 ist ein mit einer Kolbenstange
gekoppelter Kolben beweglich gelagert. Der Kolben teilt den Hydraulikzylinder 5 in
eine obere Kammer 9 und eine untere Kammer 11 auf. Mittels
der Kolbenstange kann auf eine ungefederte Masse eines mittels der
Federdämpfervorrichtung 1 federbaren
und dämpfbaren
nur teilweise dargestellten Fahrzeugs 13 eine Federkraft
F ausgeübt
werden. Ferner kann ein Federweg z bzw. eine Einfedergeschwindigkeit
z' der ungefederten
Masse gestellt werden.
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Dem
Hydraulikzylinder 5 ist der hydraulische Generator 7 nachgeschaltet,
was mittels eines gestrichelten Rechtecks angedeutet ist.
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Der
Energiespeicher 3 weist einen Gasraum 17 auf,
der beispielsweise mit Luft gefüllt
sein kann. Der Gasraum 17 bildet ein Luftpolster, das die
Federfunktion bzw. das Einspeichern und Abgeben von Energie durch
Komprimieren und Dekomprimieren ermöglicht. Der Gasraum 17 ist
mittels einer Trennvorrichtung, beispielsweise einer Membran oder
einem Kolben von einem Hydraulikmedium abgetrennt, wobei ein entsprechender
Druck des Gasraums 17 auf das Hydraulikmedium übertragbar
ist, wobei in dem Gasraum 17 gespeicherte pneumatische
Energie in hydraulische Energie wandelbar ist, und umgekehrt.
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Um
einen Rückfluss
des Hydraulikmediums von dem hydraulischen Generator 7 in
die obere Kammer 9 und die untere Kammer 11 zu
verhindern, ist jeweils zwischen die Kammern 9, 11 und
dem hydraulischen Generator 7 ein Rückschlagventil 19 geschaltet.
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Gegebenenfalls
kann das Rückschlagventil 19 an
dem Hydraulikzylinder 5, in einer Verbindungsleitung zu
dem hydraulischen Generator 7 oder integriert in dem hydraulischen
Generator 7 angeordnet sein.
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Zur
Dämpfung
von Druckspitzen, die beim Betrieb der Federdämpfervorrichtung 1 bzw.
des Hydraulikzylinders 5 der Federdämpfervorrichtung 1 und/oder
des hydraulischen Generators 7 auftreten können, weist
der hydraulische Generator 7 einen Generatorenergiespeicher 21 auf.
Der Generatorenergiespeicher 21 ist mittels eines Abzweigs
bzw. Parallelzweigs einer Generatorturbine des hydraulischen Generators 7 und
dem Hydraulikzylinder 5 zugeordnet. Die Generatorturbine
des hydraulischen Generators 7 ist von dem Hydraulikmedium
durchflossen und kann aus der hydraulischen Energie mechanische
Energie gewinnen, die mittels einer Elektromaschine bzw. eines Generators
in elektrische Energie wandelbar ist. Vorteilhaft kann mechanische Energie, die
in Form von Federdämpferarbeit,
also der Federkraft F über
dem Federweg z in den Hydraulikzylinder 5 eingebracht und
von diesem in hydraulische Energie umgewandelt wird zumindest teilweise
mittels des hydraulischen Generators zurückgewonnen und in die elektrische
Energie gewandelt werden.
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Mit
Ausnahme der 3, 5 und 7 ist
dem Generatorenergiespeicher 21 eine Speicherdrossel 23 vorgeschaltet.
Mittels der Speicherdrossel 23 kann eine Zeitkonstante
eines Übertragungsverhaltens
des Generatorenergiespeichers 21 vorteilhaft erhöht werden.
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Außerdem ist
dem hydraulischen Generator 7 eine Generatordrossel 25 vorgeschaltet.
Vorteilhaft kann mittels der Generatordrossel 25 ein Übertragungsverhalten
des Hydraulikzylinders 5, also ein Federdämpferverhalten
der Federdämpfervorrichtung 1 beeinflusst
werden.
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Die
in den 1 bis 7 gezeigten Federdämpfervorrichtungen 1 werden
auch als Ein-Rohr-Dämpfer bezeichnet,
wobei sowohl die obere Kammer 9 als auch die untere Kammer 11 über die
Rückschlagventilen 19 dem
hydraulischen Generator 7 vorgeschaltet sind.
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Die
in den 8 bis 13 gezeigten Federdämpfervorrichtungen 1 werden
auch als Zwei-Rohr-Dämpfer
bezeichnet, wobei prinzipbedingt lediglich die untere Kammer 11 über das
Rückschlagventil 19 dem
hydraulischen Generator 7 vorgeschaltet ist.
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Optional
kann die in dem Hydraulikzylinder 5 geführte Kolbenstange ein zwischen
die obere Kammer 9 und die untere Kammer 11 geschaltetes
passives Zugplattenventil aufweisen. Das Zugplattenventil kann gegebenenfalls
einen parallel geschalteten gedämpften
Schwimmkolben für
eine amplitudenselektive Dämpfung
und eine Glättung
von Generatordruckspitzen des hydraulischen Generators 7 aufweisen.
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Die
in 1 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
passiv ausgelegt, wobei der Kolben ein auf bekannte Art und Weise
dämpfendes
Dämpfungsventil
aufweist. Ferner ist in einer nicht näher dargestellten Bodenplatte
des Hydraulikzylinders ein zwischen die obere Kammer 9 und
den Energiespeicher 3 geschaltetes Rückschlagventil mit einem passiv gedrosselten
Druckplattenventil geschaltet.
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Die
in 2 gezeigte Federdämpfervorrichtung ist analog
der in 1 gezeigten Federdämpfervorrichtung passiv ausgelegt,
wobei im Unterschied der Kolben eine Zug- und Druckverstelldrossel aufweist,
mittels der ein Strom des Hydraulikmediums zwischen der oberen Kammer 9 und
der unteren Kammer 11 beeinflussbar ist. Dazu ist die Zug- und Druckverstelldrossel
elektrisch ansteuerbar, wobei diese in einem stromlosen Zustand
hart bzw. vergleichsweise wenig durchlässig ist.
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Die
in 3 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 2 gezeigten aufgebaut, wobei
im Unterschied der hydraulische Generator 7 ein Überdruckventil
aufweist. Ferner ist die Generatordrossel 25 einstellbar,
insbesondere elektrisch einstellbar. Außerdem ist dem Generatorenergiespeicher 21 keine
separate Speicherdrossel 23 vorgeschaltet. Das Überdruckventil
ist parallel zu der Generatorturbine des hydraulischen Generators 7 geschaltet
und schützt
diese vor Druckspitzen.
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Die
in 4 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 weist
zusätzlich
eine zwischen dem Energiespeicher 3 und die obere Kammer 9 und
die untere Kammer 11 des Hydraulikzylinders 5 geschaltete Zug-
und Druckdrosselvorrichtung auf. Die Zug- und Druckdrosselvorrichtung
weist zwei elektrisch einstellbare Drosseln sowie diesen jeweils
nachgeschaltet angeordnete Rückschlagventile
auf, wobei zwischen das jeweilige Rückschlagventil und die Drossel
ein Abzweig geschaltet ist, der zu dem Energiespeicher 3 führt. Vorteilhaft
kann durch die Anordnung der Zug- und Druckdrosseln und der jeweiligen Rückschlagventile
sichergestellt werden, dass der Energiespeicher 3 von der
oberen Kammer 9 und der unteren Kammer 11 des
Hydraulikzylinders 5, also einem Hochdruckbereich der Federdämpfervorrichtung 1 abgekoppelt
ist. Vorteilhaft kann mittels den Zug- und Druckdrosseln sowie den
Rückschlagventilen
sichergestellt werden, dass das von den Kammern 9 und 11 aufgrund
des Federwegs z in den Energiespeicher 3 zurückgeführte Hydraulikmedium stets
zunächst über die
entsprechende Zug- bzw. Druckdrossel gedrosselt und damit druckreduziert wird.
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Die
in 5 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 4 gezeigten Federdämpfervorrichtung 1 aufgebaut,
wobei im Unterschied der hydraulische Generator 7 und die
elektrisch einstellbare Generatordrossel 25 analog der
Darstellung der 3 ausgeführt sind. Insofern wird auf
die Beschreibung der 3 verwiesen.
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Die
in 6 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
als aktive Federdämpfervorrichtung 1 ausgeführt und
weist zusätzlich
eine bidirektionale Aktivierungspumpe 27 auf. Der Energiespeicher 3 ist analog
der Federdämpfervorrichtungen 1 der 4 und 5 mittels
Rückschlagventilen
und den Zug- und Druckdrosseln, die elektrisch einstellbar sind, dem
Hydraulikzylinder 5 zugeordnet. Die bidirektionale Aktivierungspumpe 27 weist
einen Elektromotor auf, mittels dem eine Hydraulikpumpe zum Fördern des
Hydraulikmediums in zwei Richtungen antreibbar ist. In einer ersten
Antriebsrichtung, die in 6 mittels eines nach oben gerichteten
Pfeils angedeutet ist, wird das Hydraulikmedium von dem Energiespeicher 3 kommend über ein
erstes Rückschlagventil 15 angesaugt
und über
ein zweites Rückschlagventil 15 stromabwärts der
Aktivierungspumpe 27 der oberen Kammer zugeführt. In
einer zweiten Förderrichtung, die
in 6 mittels eines nach unten gerichteten Pfeils
angedeutet ist, wird das Hydraulikmedium über ein drittes Rückschlagventil
von dem Energiespeicher 3 angesaugt und über ein
viertes Rückschlagventil
in die untere Kammer 11 gepumpt. Vorteilhaft kann durch
die Aktivierungspumpe 27 wahlweise die obere Kammer 9 oder
die untere Kammer 11 zusätzlich mit einem hydraulischen
Druck beaufschlagt werden, so dass vorteilhaft die Federkraft F
und der Federweg z durch eine elektrische Ansteuerung des Elektromotors
der Aktivierungspumpe 27 einstellbar sind.
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Die
in 7 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 6 gezeigten Federdämpfervorrichtung 1 aufgebaut,
wobei im Unterschied der hydraulische Generator 7 und die
vorgeschaltete Generatordrossel 25 analog der Darstellungen 3 und 5 ausgeführt sind.
Insofern wird auf die Beschreibung der 3 und 5 verwiesen.
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Die
in 8 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
als passive Federdämpfervorrichtung 1 ausgelegt.
Die untere Kammer 11 des Hydraulikzylinders 5 ist
dem hydraulischen Generator 7 vorgeschaltet, wobei das
Rückschlagventil 19 in
den hydraulischen Generator 7 integriert ist. Aufgrund
des Rückschlagventils 19 kann
das Hydraulikmedium von dem hydraulischen Generator 7 nicht
in die untere Kammer 11 zurückfließen. Die obere Kammer ist im
Unterschied zur Darstellung der 1 bis 7 nicht
dem hydraulischen Generator 7 zugeordnet. Die obere Kammer 9 ist über ein
Druckrückschlagventil
in der nicht näher
dargestellten Bodenplatte des Hydraulikzylinders 5 mit
einem passiven Druckplattenventil dem Energiespeicher 3 zugeordnet.
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Die
in 9 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 8 gezeigten Federdämpfervorrichtung 1 aufgebaut.
Im Unterschied ist zwischen die untere Kammer 11 und den
hydraulischen Generator 7 eine Dämpferdrosselvorrichtung geschaltet.
Die Dämpferdrosselvorrichtung
weist das Rückschlagventil 19,
und diesem nachgeschaltet die elektrisch einstellbare Generatordrossel 25 auf.
Ferner ist der Generatordrossel 25 und dem Rückschlagventil 19 ein
federkraftbeaufschlagtes Rückschlagventil
parallel geschaltet.
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Die
in 10 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 8 gezeigten Federdämpfervorrichtung 1 aufgebaut.
Im Unterschied ist dem Druckrückschlagventil
in der Bodenplatte mit dem passiven Druckplattenventil eine elektrisch
einstellbare Druckdrossel mit einem Rückschlagventil parallel geschaltet.
Die Druckdrossel kann mittels einer elektrischen Ansteuerung angesteuert
werden. Als weiterer Unterschied ist zwischen die obere Kammer 9 und
die untere Kammer 11 eine Zugdrossel mit einem in Reihe
geschalteten Rückschlagventil
angeordnet. Die Druckdrossel und die Zugdrossel sind in einem stromlosen
Zustand geschlossen. Die Zugdrossel und das Rückschlagventil sind so zwischen
die obere Kammer 9 und die untere Kammer 11 geschaltet,
dass bei einem Ausfahren der Kolbenstange, also in Ausrichtung der 10 gesehen
nach unten, das Hydraulikmedium von der unteren Kammer 11 mittels
der Zugdrossel gedrosselt in die obere Kammer 9 strömen kann.
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Die
Druckdrossel und das vorgeschaltete Rückschlagventil sind so geschaltet,
dass im Falle einer Aufwärtsbewegung,
in Ausrichtung der 10 gesehen, der Kolbenstange,
also bei einer Volumenverkleinerung der oberen Kammer 9,
das Hydraulikmedium mittels der Druckdrossel gedrosselt dem Energiespeicher 3 zugeführt werden
kann. Alternativ ist es möglich,
lediglich die Druckdrossel und die Zugdrossel alleine vorzusehen,
also ohne die in Reihe geschalteten Rückschlagventile.
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Die
in 11 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 10 gezeigten Federdämpfervorrichtung 1 ausgeführt. Im
Unterschied ist dem hydraulischen Generator 7 das Rückschlagventil 19 und
die elektrisch einstellbare Generatordrossel 25 vorgeschaltet.
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Die
in 12 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 10 gezeigten Federdämpfervorrichtung 1 aufgebaut.
Als Unterschied ist in einem Parallelzweig zu der Druckdrossel und
der Zugdrossel eine monodirektionale Aktivierungspumpe 27 angeordnet.
Die Aktivierungspumpe 27 ist damit zwischen dem Energiespeicher 3 und
die untere Kammer 11 des Hydraulikzylinders 5 geschaltet.
Die Aktivierungspumpe 27 weist einen Elektromotor auf, der
mit einer Pumpe zum Fördern
des Hydraulikmediums gekoppelt ist. Der Pumpe ist ein Rückschlagventil
nachgeschaltet, das so angeordnet ist, dass ein Rückfluss
von der unteren Kammer 11 in den Energiespeicher 3 über die
Aktivierungspumpe 27 verhindert wird. Bei einem Betrieb
der Aktivierungspumpe 27 kann diese das Hydraulikmedium
von dem Energiespeicher 3 in die untere Kammer 11 fördern.
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Die
in 13 gezeigte Federdämpfervorrichtung 1 ist
analog der in 12 gezeigten Federdämpfervorrichtung
aufgebaut, wobei zusätzlich
zwischen dem hydraulischen Generator 7 und die untere Kammer 11 des
Hydraulikzylinders 5 das Rückschlagventil 19 und
die elektrisch einstellbare Generatordrossel 25 geschaltet
sind.
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Die
in den 8 bis 13 gezeigten Federdämpfervorrichtungen 1 weisen
einen Kolben bzw. einen Dämpferkolben
mit einem Zugrückschlagsventil
und einem passiven Zugplattenventil auf.
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- 1
- Federdämpfervorrichtung
- 3
- Energiespeicher
- 5
- Hydraulikzylinder
- 7
- hydraulischer
Generator
- 9
- obere
Kammer
- 11
- untere
Kammer
- 13
- Fahrzeug
- 15
- Rückschlagventil
- 17
- Gasraum
- 19
- Rückschlagventil
- 21
- Generatorenergiespeicher
- 23
- Speicherdrossel
- 25
- Generatordrossel
- 27
- Aktivierungspumpe
- F
- Federkraft
- z
- Federweg
- z'
- Einfedergeschwindigkeit