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Die vorliegende Erfindung betrifft eine aktive Feder- und/oder Dämpfereinrichtung zum Abstützen eines Rads oder einer Achse an einem Fahrzeugaufbau, insbesondere eines Straßenfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit wenigstens einer solchen Feder- und/oder Dämpfereinrichtung ausgestattetes Fahrzeug.
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Aus der
DE 39 02 743 C1 ist eine aktive Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bekannt, die ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat aufweist, das einen Kolben, einen Zylinder und eine mit dem Kolben verbundene und aus dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange umfasst. Der Kolben trennt im Zylinder einen ersten Arbeitsraum von einem zweiten Arbeitsraum. Bei der bekannten Feder- und/oder Dämpfereinrichtung sind beide Arbeitsräume jeweils über eine einstellbare Drossel mit jeweils einem Druckspeicher verbunden. Ferner sind beide Arbeitsräume über eine Steuerventilanordnung mit einer hydraulischen Fördereinrichtung und über einen Rücklauf mit einem Hydraulikmittelreservoir verbunden.
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Aus der
EP 2 039 582 A2 ist eine andere aktive Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bekannt, bei der eine Fördereinrichtung beide Arbeitsräume simultan mit Druck beaufschlagt, wobei beide Arbeitsräume über separate Steuerventile unabhängig voneinander in das Reservoir entlastbar sind.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine aktive Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bzw. für ein damit ausgestattetes Fahrzeug eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen reduzierten Energieverbrauch auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer aktiven Feder- und/oder Dämpfereinrichtung mit einem hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregat, das einen Kolben, einen Zylinder und eine mit dem Kolben verbundene und aus dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange aufweist, wobei der Kolben im Zylinder einen ersten Arbeitsraum von einem zweiten Arbeitsraum trennt, wobei eine Verlängerung des Zylinders über einen von der Kolbenstange abgewandten Boden hinaus einen ersten Druckspeicher ausbildet, den ersten Arbeitsraum über eine erste Steuereinrichtung und/oder über eine erste Rückschlagssperreinrichtung, die zum ersten Arbeitsraum öffnet und zum ersten Druckspeicher schließt, mit dem ersten Druckspeicher hydraulisch zu verbinden und/oder den zweiten Arbeitsraum über eine zweite Steuereinrichtung und/oder über eine zweite Rückschlagssperreinrichtung, die zum zweiten Arbeitsraum öffnet und zu einem zweiten Druckspeicher schließt, mit dem zweiten Druckspeicher hydraulisch zu verbinden, und eine mit einem Elektromotor antriebsverbundene hydraulische Fördereinrichtung über eine erste Verbindungsleitung mit dem ersten Arbeitsraum und über eine zweite Verbindungsleitung mit dem zweiten Arbeitsraum hydraulisch zu verbinden.
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Durch die hydraulische Kopplung des zweiten Arbeitsraums mit einem solchen hydropneumatischen zweiten Druckspeicher ist es möglich, zu Beginn einer Kurvenfahrt den zweiten Druckspeicher zumindest bei der jeweiligen kurvenäußeren Feder- und/oder Dämpfereinrichtung soweit aufzuladen, bis ein Wankmoment des Fahrzeugs ausgeglichen ist. Mit anderen Worten, der zweite Druckspeicher wird soweit aufgeladen, bis das Fahrzeug in der Kurve horizontal ausgerichtet ist. Sobald dieser Ausgleich stattgefunden hat, kann die Fördereinrichtung ausgeschaltet werden und die Steuereinrichtungen können geschlossen bzw. stromlos geschaltet werden. Mit anderen Worten, die elektrischen Energieverbraucher der aktiven Feder- und/oder Dämpfereinrichtung können während der Kurvenfahrt ausgeschaltet werden, so dass sie keinen elektrischen Strom und somit keine elektrische Energie verbrauchen. Dies führt beim Fahrzeug insgesamt zu einem reduzierten Energieverbrauch. Gleichzeitig gewährleistet der aufgeladene zweite Druckspeicher einen ausreichenden Fahrkomfort, da er als Feder für das Hydraulikvolumen des zweiten Arbeitsraums dient. Über die mit der zweiten Rückschlagsperreinrichtung realisierte Kopplung der beiden Arbeitsräume wirkt der zweite Druckspeicher auch als Feder für den ersten Arbeitsraum. Insgesamt ermöglicht die hier vorgestellte Feder- und/oder Dämpfereinrichtung ein komfortables Durchfahren von Kurven bei reduziertem Energieverbrauch.
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Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Fördereinrichtung so ausgestaltet sein, dass bei ausgeschaltetem Elektromotor eine Strömung des Feder-/Dämpferfluides die Fördereinrichtung antreibt. Die Fördereinrichtung treibt dann den Elektromotor an, der für diesen Fall so ausgestaltet ist, dass er als Generator betrieben bzw. geschaltet werden kann. Sofern also bei ausgeschaltetem Elektromotor sich eine Strömung des Feder-/Dämpferfluides einstellt, kann damit der Elektromotor als Generator betrieben werden, um elektrischen Strom zu erzeugen. Dieser kann beispielsweise einer Fahrzeugbatterie zugeführt werden, um diese aufzuladen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsform in Verbindung mit einem Fahrzeug, das einen Hybridantrieb mit Elektromotor oder nur einen Elektroantrieb aufweist. Kommt es während der weiter oben beschriebenen Kurvenfahrt zu einem Druckanstieg im zweiten Arbeitsraum führt dies zu besagter Strömung des Feder-/Dämpferfluides, die zur Generierung elektrischer Energie genutzt werden kann. Ferner kommt es am Ende der Kurvenfahrt, wenn das Wankmoment abnimmt, zu einer Entspannung des zweiten Druckspeichers, was ebenfalls zu einer Strömung des Feder-/Dämpferfluides durch die Fördereinrichtung führt, wodurch die Energie, die zum Aufladen des zweiten Druckspeichers aufgebracht werden musste, zu einem großen Teil wieder rückgewonnen werden kann. Im Idealfall kann die Horizontrierung des Fahrzeugs in der Kurvenfahrt weitgehend energieneutral realisiert werden.
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Der zweite Druckspeicher benötigt im Unterschied zum ersten Druckspeicher nur ein vergleichsweise kleines Volumen. Ursächlich hierfür ist die kolbenseitig kleinere Wirkfläche eines Kolbens eines Kolben-Zylinder-Aggregates.
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Bei beiden Druckspeichern steigt die jeweilige Federkennlinie mit zunehmendem Druck progressiv an, was der Förderkennlinie des Elektromotors, die mit zunehmendem Gegendruck eine abnehmende Förderleistung besitzt, vorteilhaft entgegenkommt und insbesondere die Verwendung eines vergleichsweise kleinen Elektromotors ermöglicht.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung in Einrohrbauweise,
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3–9 weitere Ausführungsformen der Feder- und/oder Dämpfereinrichtung,
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9a, b weitere Stellungsvarianten eines Pumpenbereiches der Feder- und/oder Dämpfereinrichtung gemäß 9.
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Entsprechend den 1–9 umfasst eine aktive Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 1, die im Folgenden auch verkürzt als Einrichtung 1 bezeichnet wird, in einem Dämpferbereich D ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat 2, das einen Kolben 3, einen Zylinder 4 und eine Kolbenstange 5 aufweist. Die Kolbenstange 5 ist mit dem Kolben 3 verbunden und aus dem Zylinder 4 herausgeführt. Der Kolben 3 trennt im Zylinder 4 einen ersten Arbeitsraum 6 von einem zweiten Arbeitsraum 7. Die Kolbenstange 5 ist durch den zweiten Arbeitsraum 7 aus dem Zylinder 4 herausgeführt. Folglich besitzt der Kolben 3 im zweiten Arbeitsraum 7 eine kleinere Druckfläche als im ersten Arbeitsraum 6.
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Die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 1 dient zum Abstützen eines Rads oder einer Achse an einem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, bei dem es sich bevorzugt um ein Straßenfahrzeug handelt. Zweckmäßig ist dabei das Rad bzw. die Achse mit dem Zylinder 4 verbunden, während der Fahrzeugaufbau mit der Kolbenstange 5 verbunden ist.
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Bei allen gezeigten Ausführungsformen ist der Zylinder 4 im Bereich der Arbeitsräume 6, 7 doppelwandig ausgestaltet, so dass er eine Innenwand 27 und eine Außenwand 28 aufweist. Die Innenwand 27 entspricht dem eigentlichen Zylinder 4, in dem die Arbeitsräume 6, 7 ausgebildet sind und in dem der Kolben 6 verstellbar ist. Die Außenwand 28 umschließt die Innenwand 27 koaxial, unter Ausbildung eines ringförmigen Zwischenraums 29, der mit Hilfe eines fest eingebauten Trennrings 30 geteilt ist und einen mit dem ersten Arbeitsraum 6 fluidisch kommunizierenden unteren oder ersten Teilraum 31 und einen mit dem zweiten Arbeitsraum 7 fluidisch kommunizierenden oberen oder zweiten Teilraum 32 aufweist. Dies entspricht einer sogenannten Doppelrohrbauweise.
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Der erste Arbeitsraum 6 ist über den ersten Teilraum 31 und über eine erste Steuereinrichtung 8 mit einem ersten Druckspeicher 9 hydraulisch verbunden. Der erste Druckspeicher 9 ist vorzugsweise als hydropneumatischer Druckspeicher 9 ausgestaltet. Zur Umgehung der ersten Steuereinrichtung 8 in einer Richtung ist ein Bypass 10 vorgesehen, der eine erste Rückschlagsperreinrichtung 11 enthält, das zum ersten Arbeitsraum 6 öffnet und zum ersten Druckspeicher 9 sperrt. Somit ist ein Hydraulikstrom vom ersten Arbeitsraum 6 zum ersten Druckspeicher 9 nur durch die erste Steuereinrichtung 8 möglich, während eine Hydraulikströmung vom ersten Druckspeicher 9 zum ersten Arbeitsraum 6 durch den Bypass 10 möglich ist.
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In üblicher Weise dient die erste Steuereinrichtung 8 zum Anheben des Aufbaus bzw. zum Ausdrücken der Kolbenstange 5. Dabei ist die erste Steuereinrichtung 8, insbesondere integral, in dem Dämpferbereich D ausgebildet.
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Der Zylinder 4 des Kolben-Zylinder-Aggregats 2 weist eine Verlängerung auf, die über einen von der Kolbenstange 5 abgewandten Boden 18 hinausgeht und einen ersten Druckspeicher 9 ausbildet. Dabei ist der Bypass 10 und die erste Rückschlagsperreinrichtung 11 in diesen Boden 18 integriert, der den ersten Druckspeicher 9 vom ersten Arbeitsraum 6 trennt.
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Bei der hier vorgestellten Einrichtung 1 ist der zweite Arbeitsraum 7 über den zweiten Teilraum 32 außerdem mit einem, insbesondere hydropneumatischen, zweiten Druckspeicher 19 hydraulisch gekoppelt. Der zweite Druckspeicher 19 ist hinsichtlich seines Speichervolumens kleiner dimensioniert als der erste Druckspeicher 9. Beispielsweise besitzt der erste Druckspeicher 9 ein etwa zwanzig Prozent größeres Speichervolumen als der zweite Druckspeicher 19.
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Der zweite Druckspeicher 19 ist zweckmäßig über eine zweite Rückschlagsperreinrichtung 25, die zum zweiten Arbeitsraum 7 öffnet und zum zweiten Druckspeicher 19 sperrt, mit dem zweiten Arbeitsraum 7 über den zweiten Teilraum 32 hydraulisch verbunden. Somit ist sichergestellt, dass sich der zweite Druckspeicher 19 ohne nennenswerten Druckverlust, also mit hoher Dynamik, zum Beispiel in den zweiten Arbeitsraum 7, entladen bzw. entspannen kann. Darüber hinaus kann eine zweite Steuereinrichtung 26 vorgesehen sein, die parallel zu der zweiten Rückschlagsperreinrichtung 25 vorgesehen ist und eine Verbindung zwischen dem zweiten Druckspeicher 19 und dem zweiten Arbeitsraum 7 ermöglicht. Diese zweite Steuereinrichtung 26 kann auch als Drossel, ggf. steuerbar, ausgestaltet sein. Diese Variante mit Drossel ist exemplarisch in 2 wiedergegeben.
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Der zweite Druckspeicher 19, die zweite Rückschlagsperreinrichtung 25 und die zweite Steuereinrichtung 26 sind zweckmäßig im Dämpferbereich D angeordnet.
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Die Einrichtung 1 weist außerdem eine in einem Pumpenbereich P angeordnete hydraulische Fördereinrichtung 13 auf, die mit einem Elektromotor 14 antriebsverbunden ist. Der Elektromotor 14 kann zweckmäßig so ausgestaltet sein, dass er auch als Generator betrieben werden kann. Dabei kann die Fördereinrichtung 13 eine Kammer 17 gemäß den 1, 2, 8, 9 oder zwei Kammern 17, 17' gemäß den 3, 4, 5, 6, 7 aufweisen und somit zusammen mit dem Elektromotor 14 eine Einkammer-Motor-Generator-Pumpe oder eine Zweikammer-Motor-Generator-Pumpe ausbilden.
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Der Pumpenbereich P kann mit dem Dämpfungsbereich D mittels zumindest zwei Verbindungsleitungen 15, 16 fluidisch verbunden sein. Dabei verbindet die erste Verbindungsleitung 15 die Fördereinrichtung 13 über den ersten Teilraum 31 mit dem ersten Arbeitsraum 6. Die zweite Verbindungsleitung 16 verbindet die Fördereinrichtung 13 über den zweiten Teilraum 32 mit dem zweiten Arbeitsraum 7.
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Wie in den 3, 4, 5, 6 gezeigt kann an die erste Verbindungsleitung 15 die erste Steuereinrichtung 8 angebunden sein. Ebenso ist es denkbar, dass die zweite Verbindungsleitung 16 mit der zweiten Steuereinrichtung 26 und/oder mit der zweiten Rückschlagsperreinrichtung 25 verbunden ist.
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In 1 weist die Einrichtung 1 im Dämpferbereich D eine Ausbildung auf wie vorhergehend beschrieben. Dabei ist der erste Druckspeicher 9 integral mit dem Zylinder 4 ausgebildet und durch den Boden 18 zueinander getrennt ausgebildet. Der Boden 18 weist den Bypass 10 auf, indem das erste Rückschlagventil 11 angeordnet ist. Des Weiteren ist der Dämpferbereich D in der vorab beschriebenen Doppelrohrbauweise ausgebildet. Der zweite Druckspeicher 19 ist mit dem zweiten Arbeitsraum 7 über den zweiten Teilraum 32 verbunden, wobei in der Verbindungsleitung jeweils parallel zueinander das zweite Rückschlagventil 25 und die zweite Steuereinrichtung 26, wie vorab beschrieben, angeordnet sind. Der erste Arbeitsraum 6 ist mit dem ersten Druckspeicher 9 über den ersten Teilraum 31 fluidisch verbunden, wobei in dieser Verbindungsleitung die erste Steuereinrichtung 8 angeordnet ist. Der Dämpferbereich D ist als Einrohrdämpfer ausgebildet.
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Der Dämpferbereich D ist mit dem Pumpenbereich P über eine erste und eine zweite Verbindungsleitung 15, 16 verbunden. Durch diese beiden Verbindungsleitungen 15, 16 wird ebenfalls die hydraulische Fördereinrichtung 13 des Pumpenbereichs P mit dem jeweiligen Arbeitsraum 6, 7 fluidisch gekoppelt. Die hydraulische Fördereinrichtung 13 ist mit einer Kammer 17 ausgestattet und mit dem Elektromotor 14 antriebsverbunden.
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Im Pumpenbereich B ist in der ersten Verbindungsleitung 15 ein Pumpensperrventil 33 angeordnet, mittels dessen die erste Verbindungsleitung 15 fluidisch leitend oder nicht leitend geschaltet werden kann.
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Die hydraulische Fördereinrichtung 13 ist sowohl in Richtung der ersten Verbindungsleitung 15 als auch in Richtung der zweiten Verbindungsleitung 16 sowohl als Generator als auch als Pumpe schaltbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verbindungsleitungen 15, 16 dämpferseitig mit zumindest einem selbsttätigen Rohrbruchsicherungssperrventil gegen Rohrbruch gesichert. Eine solche Rohrbruchsicherung kann in allen in den 1 bis 9 gezeigten Ausführungsformen angewendet werden oder in einer Ausführungsform die eine Kombination aus mehreren beliebigen, den 1 bis 9 entnommenen Merkmalen darstellt.
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Die in 2 dargestellte Ausführungsform ist im Dämpferbereich D bis auf die Steuereinrichtungen 8, 26 analog dem Dämpferbereich der 1 aufgebaut. Im Gegensatz zu den Steuereinrichtungen 8, 26 der 1 sind die Steuereinrichtungen 8, 26 der 2 als Drossel ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest eine der Steuereinrichtungen 8, 26 auch als steuerbare Drossel ausgebildet sein.
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Der Pumpenbereich P weist ebenfalls eine hydraulische Fördereinrichtung 13 mit einer Kammer 17 auf, die antriebsverbunden mit dem Elektromotor 14 ausgebildet ist. Auch in dieser in 2 gezeigten Ausführungsform ist die hydraulische Fördereinrichtung 13 sowohl in Richtung der ersten Verbindungsleitung 15 als auch in Richtung der zweiten Verbindungsleitung 16 sowohl als Pumpe als auch als Generator wirkend schaltbar.
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Innerhalb des Pumpenbereiches P ist in der jeweiligen Verbindungsleitung 15, 16 jeweils eine Regeleinrichtung 34, 35 angeordnet. Dabei umfasst die erste Regeleinrichtung 34 ein Rückschlagventil 34', das parallel in der ersten Verbindungsleitung 15 zu einem Rückschlagventil 34'' und einer seriell zu dieser Rückschlagsperreinrichtung 34'' positionierten Steuereinrichtung 34'''. Dabei ist die Rückschlagsperreinrichtung 34' schließend in Richtung des Dämpferbereiches D ausgebildet, während die Rückschlagsperreinrichtung 34'' öffnend in Richtung des Dämpferbereiches D ausgeführt ist. In der ersten Verbindungsleitung 15 ist die Rückschlagsperreinrichtung 34'' in Richtung des Dämpferbereichs D nach der Steuereinrichtung 34''' angeordnet. Die zweite Regeleinrichtung 35 ist analog der ersten Regeleinrichtung 34 in der zweiten Verbindungsleitung 16 im Pumpenbereich P aufgebaut.
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Die Verbindungsleitungen 15, 16 sind in einem ersten Abschnitt 15', 16' durch eine Verbindung 36 und in einem zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 15'', 16'' durch eine Verbindung 37 fluidisch miteinander verbunden. In der Verbindung 36 sind zwei Rückschlagsperreinrichtungen 36', 36'' angeordnet, die jeweils zum ersten Verbindungsleitungsabschnitt 15', 16' öffnend verbaut sind. Auch in der Verbindung 37 sind zwei Rückschlagsperreinrichtungen 37', 37'' eingebaut, die jedoch jeweils zu den Verbindungsleitungsabschnitten 15'', 16'' schließend verbaut sind. Zwischen den jeweiligen Rückschlagsperreinrichtungen 36', 36''; 37', 37'' sind die Verbindungen 36, 37 durch eine Verbindung 38 fluidisch miteinander gekoppelt. In der Verbindung 38 ist eine Sperreinrichtung 38' angeordnet.
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In der Ausführungsform gemäß 3 ist die erste Verbindungsleitung 15 und die zweite Verbindungsleitung 16 so innerhalb des Dämpferbereichs D angeordnet, dass die erste Verbindungsleitung 15 über die erste Steuereinrichtung 8 mit dem ersten Druckspeicher 9 verbunden ist. Die zweite Verbindungsleitung 16 ist jeweils über das zweite Rückschlagventil 25 und die parallel dazu angeordnete zweite Steuereinrichtung 26 mit dem zweiten Druckspeicher 19 verbunden.
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Im Pumpenbereich P ist die hydraulische Fördereinrichtung 13 mit einer ersten Kammer 17 und einer zweiten Kammer 17' als Zweikammerpumpe ausgebildet. Die erste Verbindungsleitung 15 verzweigt sich innerhalb des Pumpenbereiches P in einen ersten Verbindungsleitungsabschnitt 15' und einen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 15''. Der erste Verbindungsleitungsabschnitt 15' ist an die erste Kammer 17 der hydraulischen Fördereinrichtung 13 angeschlossen. Der zweite Verbindungsleitungsabschnitt 15'' ist über eine Rückschlagsperreinrichtung 39' mit einem 3/3-Pumpen-Proportionalventil 40 verbunden. Das Rückschlagsperrventil 39' ist schließend zum Dämpferbereich D eingebaut. Die zweite Verbindungsleitung 16 ist hinsichtlich ihrer beiden Verbindungsleitungsabschnitte 16', 16'' analog den Verbindungsleitungsabschnitten 15', 15'' ausgebildet.
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Das 3/3-Pumpen-Proportionalventil 40 ist mit den beiden Kammern 17, 17' über eine gemeinsame Leitung fluidisch verbunden. Die beiden Kammern 17, 17' sind jeweils zu dem zugehörigen ersten Verbindungsleitungsabschnitt 15', 16' als Pumpe wirkend verbaut, während die beiden Kammern 17, 17' zu dem 3/3-Pumpen-Proportionalventil 40 hin als Generator wirken können.
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Die Ausführungsform der 4 ist hinsichtlich des Dämpferbereiches D und der Anbindung der Verbindungsleitung 15, 16 an den Dämpferbereich D analog der 3 ausgebildet. Im Pumpenbereich unterteilt sich analog der Ausführungsform der 3 die jeweilige Verbindungsleitung 15, 16 in einen ersten Verbindungsleitungsabschnitt 15', 16' und einen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 15'', 16''. Der erste Verbindungsleitungsabschnitt 15' ist mit der ersten Kammer 17 verbunden, während der erste Verbindungsleitungsabschnitt 16' mit der zweiten Kammer 17' verbunden ist. In dem zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 15'' ist ein, insbesondere steuerbares, Drosselventil 41 und eine Rückschlagsperreinrichtung 42 angeordnet. Die Rückschlagsperreinrichtung 42 ist von dem Dämpferbereich D kommend nach dem Drosselventil 41 in dem zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 15'' angeordnet und sperrend zum Dämpferbereich D verbaut. Der zweite Verbindungsleitungsabschnitt 16'' ist analog zu dem zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 15'' aufgebaut. Beide zweite Verbindungsleitungsabschnitte 15'', 16'' sind über ein gemeinsames Leitungsstück mit beiden Kammern 17, 17' verbunden. Die beiden Kammern 17, 17' wirken in Richtung der ersten Verbindungsleitungsabschnitte als Pumpe und in Richtung der zweiten Verbindungsleitungsabschnitte 15'', 16'' als Generator.
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Die Ausführungsform der 5 weist im Pumpenbereich P die mit dem E-Motor 14 verbundene hydraulische Fördereinrichtung 13 auf, die mit zwei Kammern 17, 17' ausgestattet ist. Dabei ist die erste Kammer 17 pumpenseitig mit der ersten Verbindungsleitung 15 verbunden und die zweite Kammer 17' pumpenseitig mit der zweiten Verbindungsleitung 16. Ebenfalls wird der Pumpenbereich P mit dem Dämpfungsbereich D durch eine weitere Verbindungsleitung 43 verbunden, die jeweils generatorseitig an beide Kammern 17, 17' über eine gemeinsames Leitungsstück angebunden ist. Die erste Verbindungsleitung 15 ist über die erste Steuereinrichtung 8 mit dem ersten Druckspeicher 9 verbunden, während die zweite Verbindungsleitung 16 über das zweite Rückschlagventil 25 und die zweite Steuereinrichtung 26 mit dem zweiten Druckspeicher 19 verbunden ist. Das zweite Rückschlagventil 25 und die zweite Steuereinrichtung 26 sind dabei parallel zueinander angeordnet. Im Dämpferbereich D ist in der zweiten Verbindungsleitung 16 in Richtung des Pumpenbereiches P nach den Abzweigungen zu dem zweiten Rückschlagventil 25 und der zweiten Steuereinrichtung 26 eine Rückschlagsperreinrichtung 44' angeordnet. Die Rückschlagsperreinrichtung 44' ist dabei zum Pumpenbereich P schließend ausgebildet. Analog dazu ist eine Rückschlagsperreinrichtung 44 in der ersten Verbindungsleitung 15 in gleicher Weise angeordnet. Innerhalb des Dämpferbereiches D zweigt von der ersten Verbindungsleitung 15 an der Verzweigungsstelle zur ersten Steuereinrichtung 8 eine Leitung 45 ab. In dieser Leitung 45 sind nach der Abzweigungsstelle in Reihe eine Rückschlagsperreinrichtung 46 und ein insbesondere steuerbares, Drosselventil 47 angeordnet. Dabei ist die Rückschlagsperreinrichtung 46 schließend zur Abzweigungsstelle angeordnet. Analog dazu zweigt in der zweiten Verbindungsleitung 16 an der Verzweigungsstelle zur zweiten Steuereinrichtung 26 eine Leitung 45' mit einer Rückschlagsperreinrichtung 46' und einem, insbesondere steuerbaren, Drosselventil 47' in analoger Weise ab. Beide Leitungen 45, 45' sind mit der dritten Verbindungsleitung 43 fluidisch leitend verbunden.
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Der Pumpenbereich der Ausführungsform gemäß 6 ist analog dem Pumpenbereich der 5 ausgebildet und weist somit eine erste Verbindungsleitung 15 und eine zweite Verbindungsleitung 16 auf, sowie eine dritte Verbindungsleitung 43, die alle drei mit dem Dämpferbereich D verbunden sind. Dabei sind die Kammern 17, 17' jeweils pumpenseitig an die Verbindungsleitungen 15, 16 angeschlossen und generatorseitig an die Verbindungsleitung 43. Innerhalb des Dämpferbereiches ist ein Regelbereich 48 angeordnet, der sich in einen ersten Abschnitt 48' und in einen zweiten Abschnitt 48'' unterteilt. Der erste Abschnitt 48' ist dabei über eine Leitung 49' direkt mit dem ersten Druckspeicher 9 verbunden, während der zweite Abschnitt 48'' über eine Leitung 49'' direkt mit dem zweiten Druckspeicher 19 verbunden ist. Der jeweilige Abschnitt 48', 48'' weist vier Rückschlagsperreinrichtungen und ein insbesondere steuerbares Drosselventil auf.
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Hinsichtlich der Verbindungsleitungen 15, 16 ist die Ausführungsform der 7 analog der Ausführungsform der 6 ausgebildet. Des Weiteren weist die Ausführungsform der 7 ebenfalls einen Regelbereich 48 auf, der analog zum Regelbereich 48 der 6 ausgebildet ist, im Gegensatz zur Ausführungsform der 6, jedoch im Pumpenbereich P angeordnet ist. Dabei ist der erste Abschnitt 48' des Regelbereiches 48 direkt über eine Verbindungsleitung 43 mit dem ersten Druckspeicher 9 verbunden, während der zweite Abschnitt 48'' des Regelbereiches 48 über eine Verbindungsleitung 43' direkt mit dem zweiten Druckspeicher 19 verbunden ist.
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Der Dämpferbereich D der 8 ist analog dem Dämpferbereich D der 1 ausgebildet und der Pumpenbereich P ist ebenfalls analog der 1 mit dem Dämpferbereich D verbunden. In der zweiten Verbindungsleitung 16 ist ein 2/2-Sperrventil 50 angeordnet. In beiden Verbindungsleitungen 15, 16 ist ein 4/2-Schieberventil 51 angeordnet. Die hydraulische Fördereinrichtung 13 weist eine Kammer 17 auf und ist in Richtung beider Verbindungsleitungen 15, 16 sowohl als Generator als auch als Pumpe wirkend schaltbar.
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Die in 9 gezeigte Ausführungsform ist hinsichtlich der Verbindungsleitungen 15, 16 und der Anschlüsse dämpferseitig derselben, sowie des Dämpferbereiches D selbst und der Fördereinrichtung 13 analog der Ausführungsform der 1 ausgebildet. In den Verbindungsleitungen 15, 16 ist ein 4/3-Pumpen-Schieberventil 52 angeordnet. Die 9 zeigt dieses 4/3-Pumpen-Schieberventil 52 in vollständig geschlossener Position. In 9a ist das 4/3-Pumpen-Schieberventil 52 so positioniert, dass über die zweite Verbindungsleitung 16 der zweite Arbeitsraum 7 mit Fluid versorgt werden kann, wenn die Fördereinrichtung 13 als Pumpe geschaltet ist. Demzufolge wird aus dem ersten Arbeitsraum 6 Fluid abgesaugt. In 9b ist eine Position des 4/3-Pumpen-Schieberventils 52 dargestellt, bei dem durch die als Pumpe geschaltete Fördereinrichtung 13 der erste Arbeitsraum 6 mit Fluid befüllt werden kann, während aus dem zweiten Arbeitsraum 7 Fluid abgesaugt wird.
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Die Rückschlagsperreinrichtungen 11, 25 können als einfache Rückschlagsperrventile ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtungen 8, 12 können als Steuerventile ausgestaltet sein. Ebenso können sie als, insbesondere steuerbare, Drosseln realisiert sein. Die Drosseln können steuerbar oder nicht steuerbar ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Straßenfahrzeug, bei dem zumindest ein Rad oder zumindest eine Achse mittels einer solcher Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 1 am Fahrzeugaufbau abgestützt ist. Zweckmäßig sind bei einem Personenkraftwagen alle vier Räder mit Hilfe je einer solchen Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 1 am Fahrzeugaufbau abgestützt.
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Die hier vorgestellte Einrichtung 1 bzw. ein Fahrzeug, das eine bzw. mehrere derartige Einrichtungen 1 aufweist, kann wie folgt betrieben werden:
Zu Beginn einer Kurvenfahrt kann durch Betätigen der Fördereinrichtung 13 und der jeweiligen Steuereinrichtung 8 bzw. 26 der zweite Druckspeicher 19 und/oder der Arbeitsspeicher 9 soweit aufgeladen werden, bis ein durch die Kurvenfahrt am Fahrzeug ausgelöstes Wankmoment ausgeglichen ist. Der Ausgleich des Wankmoments führt zu einer Horizontrierung des Fahrzeugs. Zweckmäßig werden hierzu zumindest die zweiten Druckspeicher 19 der kurvenäußeren Einrichtungen 1 aufgeladen. Sobald dann das Wankmoment ausgeglichen ist, können die Steuereinrichtungen 8, 12 geschlossen werden bzw. deaktiviert werden. Ferner kann die Fördereinrichtung 13 ausgeschaltet werden. Das Fahrzeug bleibt dann horizontal ausgerichtet. Gleichzeitig wird ein gewünschter Fahrkomfort beibehalten, da durch die Einrichtungen 1 nach wie vor Stöße ausgeglichen werden können, nämlich über den zweiten Druckspeicher 19 abgefedert und insbesondere über die Drossel 26 gedämpft. Gleichzeitig führen derartige Stöße zu einer Strömung, die bei einem als Generator geschaltetem Elektromotor 14 zur Rekuperation bzw. Zurückgewinnung von Energie genutzt werden können. Am Ende der Kurvenfahrt kann der jeweilige zweite Druckspeicher 19 wieder entspannt werden, was ebenfalls bei ausgeschaltetem Elektromotor 14 erfolgt, so dass eine Entspannströmung den Generator 14 antreibt und dabei die Rückgewinnung eines Großteils der für die Aufladung des zweiten Druckspeichers 19 verwendeten Energie ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3902743 C1 [0002]
- EP 2039582 A2 [0003]
