-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung für ein Landfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Aus der
DE 36 12 006 A1 ist eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bekannt, die zum Abstützen eines Fahrzeugrads an einem Fahrzeugaufbau dient. Eine derartige Feder- und/oder Dämpfereinrichtung umfasst einen Arbeitszylinder, in dem ein Arbeitskolben axial verstellbar angeordnet ist und dabei im Zylinder einen ersten hydraulischen Arbeitsraum von einem zweiten hydraulischen Arbeitsraum trennt. Ferner ist eine Kolbenstange vorgesehen, die fest mit dem Arbeitskolben verbunden ist und durch den ersten Arbeitsraum hindurch aus dem Arbeitszylinder herausgeführt ist. An den zweiten Arbeitsraum ist ein Hydraulikspeicher angeschlossen.
-
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung der Eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen erhöhten Fahrkomfort eines damit ausgestatteten Fahrzeugs auszeichnet.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zusätzlich zum Arbeitskolben einen Dämpferkolben vorzusehen, der relativ zum Arbeitskolben axial verstellbar federelastisch angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung geht dabei von einer aktivierbaren Feder- und/oder Dämpfereinrichtung aus, bei der eine Hydraulikpumpe vorgesehen ist, mit deren Hilfe Hydraulikmittel zwischen einer ersten Hydraulikseite und einer zweiten Hydraulikseite verschoben werden kann. Die erste Hydraulikseite umfasst zumindest den ersten Arbeitsraum, während die zweite Hydraulikseite zumindest den zweiten Arbeitsraum umfasst. Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung mit wenigstens zwei Hydraulikspeichern auszustatten, nämlich mit einem ersten Hydraulikspeicher, der an den ersten Arbeitsraum angeschlossen ist und somit zur ersten Hydraulikseite zählt, und mit einem zweiten Hydraulikspeicher, der an den zweiten Arbeitsraum angeschlossen ist und somit zur zweiten Hydraulikseite zählt. Durch den relativ zum Arbeitskolben federelastisch angeordneten Dämpferkolben erhält die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung eine gewisse Elastizität, wodurch die vergleichsweise harte Abstützung einer derartigen aktiven Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bei dynamischen Vorgängen in gewissem Grad kompensiert werden kann, was den Fahrkomfort verbessert.
-
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Arbeitskolben einen Dämpfungszylinder enthält, in dem der Dämpferkolben federelastisch axial verstellbar angeordnet ist. Bei dieser Bauform lässt sich eine Dichtung zwischen dem Arbeitskolben und dem Arbeitszylinder vergleichsweise tiefliegend anordnen, sodass es bspw. auch möglich ist, Hydraulikanschlüsse für den oberen (ersten) Arbeitsraum relativ tiefliegend am Arbeitszylinder anzubringen. Hierdurch lässt sich eine kompakte Bauhöhe für die Feder- und/oder Dämpfereinrichtung realisieren.
-
Federeinrichtungen zum federelastischen Abstützen des Dämpferkolbens am Arbeitskolben können zweckmäßig axial beiderseits des Dämpferkolbens angeordnet werden, um den Dämpferkolben axial in beiden Richtungen am Arbeitskolben abzustützen.
-
Zweckmäßig ist der Arbeitskolben im Arbeitszylinder abgedichtet, sodass er die beiden Arbeitsräume hydraulisch dicht voneinander trennt. Somit kann ein Volumenausgleich zwischen den Arbeitszylindern ausschließlich über einen vorbestimmten Dämpfungspfad realisiert werden. Dies ist insbesondere zur Realisierung einer stabilen Wankabstützung in langgezogenen Kurven von Vorteil, wenn die Hydraulikpumpe während dieser Kurve nicht aktiv werden soll oder nicht aktiv werden kann. Durch diese Stabilisierung der Wankabstützung können mechanische Wankstabilisatoren verkleinert werden oder entfallen.
-
Ein hydraulischer Dämpfungspfad, der die beiden Arbeitsräume miteinander gedämpft hydraulisch verbindet, ist zweckmäßig durch den Arbeitskolben und somit durch den Dämpfungszylinder hindurchgeführt. Der Dämpfungskolben kann im Dämpfungszylinder mit Radialspiel angeordnet sein, sodass er sich mit reduzierter Dämpfung gefedert im Dämpfungszylinder axial verstellt.
-
Der Dämpfungskolben trennt zweckmäßig im Dämpfungszylinder einen ersten Dämpfungsraum von einem zweiten Dämpfungsraum. Dabei kann der erste Dämpfungsraum fluidisch mit dem ersten Arbeitsraum verbunden sein, während der zweite Dämpfungsraum mit dem zweiten Arbeitsraum fluidisch verbunden sein kann.
-
Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Dämpferkolben im ersten Arbeitsraum an der Kolbenstange axial geführt verstellbar angeordnet sein. Bei dieser Bauform steht in radialer Richtung mehr Bauraum für die Unterbringung und Dimensionierung des Dämpferkolbens zur Verfügung, wodurch auch die entsprechenden Federeinrichtungen einfacher gestaltet und untergebracht werden können. Gleichzeitig vereinfacht sich die Struktur des Arbeitskolbens, wodurch diese Ausführungsform vergleichsweise preiswert realisierbar ist.
-
Der Dämpferkolben kann im ersten Arbeitsraum einen ersten Dämpferraum von einem zweiten Dämpferraum trennen. Dabei ist es grundsätzlich möglich, den ersten Hydraulikspeicher über den ersten Dämpferraum mit dem ersten Arbeitsraum zu verbinden.
-
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der zweite Dämpferraum über einen Dämpfungspfad mit dem zweiten Arbeitsraum hydraulisch verbunden ist. Dieser Dämpfungspfad kann durch den Arbeitskolben hindurchgeführt sein.
-
Auch bei dieser Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, den Arbeitskolben im Arbeitszylinder hydraulisch dicht anzubringen, um die beiden Arbeitsräume hydraulisch dicht voneinander zu trennen. Insbesondere sind dann auch der zweite Arbeitsraum und der zweite Dämpferraum hydraulisch gegeneinander abgedichtet. Im Unterschied dazu kann der Dämpferkolben im Arbeitszylinder mit Radialspiel angeordnet sein, sodass eine Umströmung des Dämpferkolbens weitgehend ohne Dämpfung möglich ist, sodass der Dämpferkolben im Wesentlichen nur federelastisch angeordnet ist. Wie zuvor führt die hydraulische Abdichtung der beiden Arbeitsräume gegeneinander dazu, dass die Wankabstützung auch bei längeren Kurven konstant erhalten bleibt.
-
Federeinrichtungen, die zur Abstützung des Dämpferkolbens dienen, sind auch hier zweckmäßig axial beiderseits des Dämpferkolbens angeordnet. Dabei kann eine erste Federeinrichtung an der Kolbenstange abgestützt sein, während eine zweite Federeinrichtung am Arbeitskolben abgestützt sein kann.
-
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein mittels eines elektrisch betätigbaren Freigangventils aktivierbarer und deaktivierbarer Freigangpfad vorgesehen sein, der den ersten Arbeitsraum unter Umgehung des Dämpferkolbens mit dem zweiten Arbeitsraum hydraulisch verbindet. Mit Hilfe eines derartigen schaltbaren Freigangpfads ergeben sich reduzierte Beschleunigungen von Hydrauliksäulen beim Ein- und Ausfedern. Dadurch kann ein erhöhter Komfort für Abtastung und Abrollen der Radführung bei Geradeausfahrt sowie bei Kurvenfahrt mit geringer Querbeschleunigung realisiert werden, sofern in diesen Fällen das Freigangventil für die genannten Komfortzwecke geöffnet wird. Zweckmäßig kann hierbei vorgesehen sein, dass das genannte Freigangventil zumindest an einer Fahrzeugvorderachse aus Gründen der besseren Fahrstabilität stromlos und somit geschlossen bleibt.
-
Der Freigangpfad kann insbesondere gedämpft sein. Ferner ist es möglich, den Freigangpfad durch die Kolbenstange hindurchzuführen. Auch kann der Freigangpfad durch den Arbeitskolben hindurchgeführt sein.
-
Dem Freigangpfad kann ein separater Dämpfer zugeordnet sein. Ebenso ist es möglich, den Freigangpfad an den zweiten Dämpferraum anzuschließen, der über den Dämpfungspfad mit dem zweiten Arbeitsraum hydraulisch verbunden ist, sodass letztlich der Freigangpfad über den Dämpferpfad mit dem zweiten Arbeitsraum verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Dämpfer des Dämpfungspfads im Arbeitskolben angeordnet sind. Somit lassen sich diese Dämpfungseinrichtungen sowohl vom Dämpferpfad als auch vom Freigangpfad nutzen.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
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.
-
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.
-
Es zeigen, jeweils schematisch,
-
1 bis 6 jeweils eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Feder- und/oder Dämpfereinrichtung bei verschiedenen Ausführungsformen.
-
Entsprechend den 1 bis 6 umfasst eine Feder- und/oder Dämpfereinrichtung 1, die im Folgenden auch verkürzt als Einrichtung 1 bezeichnet werden kann, einen Arbeitszylinder 2, einen Arbeitskolben 3 und eine Kolbenstange 4. Die Einrichtung 1 dient zum Abstützen eines Fahrzeugrads an einem Fahrzeugaufbau bei einem Landfahrzeug, vorzugsweise bei einem Personenkraftwagen. Dabei ist üblicherweise jedem Fahrzeugrad eine eigene Einrichtung 1 zugeordnet.
-
Der Arbeitskolben 3 ist im Arbeitszylinder 2 axial verstellbar angeordnet. Ferner trennt der Arbeitskolben 3 im Arbeitszylinder 2 einen ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 von einem zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6. Aufgrund der Einbausituation der Einrichtung 1 am Fahrzeug kann sich der erste Arbeitsraum 5 oben befinden, während der zweite Arbeitsraum 6 dann unten angeordnet ist. Im Folgenden können die beiden Arbeitsräume 5, 6 daher auch als oberer Arbeitsraum 5 bzw. unterer Arbeitsraum 6 bezeichnet werden. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Einbausituation möglich, bei welcher der erste Arbeitsraum 5 unten angeordnet ist, während der zweite Arbeitsraum 6 dann oben angeordnet ist.
-
Die Kolbenstange 4 ist fest mit dem Arbeitskolben 3 verbunden und ist durch den ersten bzw. oberen Arbeitsraum 5 hindurchgeführt und aus dem Arbeitszylinder 2 herausgeführt.
-
Die Einrichtung 1 umfasst außerdem zwei Hydraulikspeicher, nämlich einen ersten Hydraulikspeicher 7 und einen zweiten Hydraulikspeicher 8. Der erste Hydraulikspeicher 7 ist über eine erste Versorgungsleitung 9 an den ersten Arbeitsraum 5 angeschlossen. Der zweite Hydraulikspeicher 8 ist über eine zweite Versorgungsleitung 10 an den zweiten Arbeitsraum 6 angeschlossen. Die Hydraulikspeicher 7, 8 arbeiten bspw. mit einem Gasvolumen als Feder, sodass es sich um hydropneumatische Speicher handelt.
-
Die Einrichtung 1 ist aktiv bzw. aktivierbar und ist dementsprechend mit einer Hydraulikpumpe 11 ausgestattet, die im Beispiel mit einem steuerbaren Elektromotor 12 angetrieben werden kann. Die Hydraulikpumpe 11 ist im Beispiel in einer Verbindungsleitung 13 angeordnet, welche die beiden Versorgungsleitungen 9, 10 hydraulisch miteinander verbindet. Mit Hilfe der Pumpe 11 kann Hydraulikmittel zwischen einer ersten Hydraulikseite, welche den ersten Arbeitsraum 5 und den ersten Hydraulikspeicher 7 umfasst, und einer zweiten Hydraulikseite verschoben werden, die den zweiten Arbeitsraum 6 und den zweiten Hydraulikspeicher 8 umfasst. Ein Doppelpfeil 14 deutet an, dass mit Hilfe der Pumpe 11 das Hydraulikmittel sowohl in der einen Richtung als auch in der anderen Richtung gefördert werden kann.
-
Die jeweilige Versorgungsleitung 9, 10 kann bspw. eine Ventileinrichtung 15 bzw. 16 enthalten, die jeweils eine einstellbare Drossel 17 sowie ein Rückschlagsperrventil 18 umfasst, die derart miteinander verschaltet sind, dass Hydraulikmittel vom jeweiligen Hydraulikspeicher 7, 8 in Richtung der Arbeitsräume 5, 6 quasi ungedämpft abströmen kann, während es in der Gegenrichtung, also von den Arbeitsräumen 5, 6 zum jeweiligen Hydraulikspeicher 7, 8 nur gedämpft strömen kann, wobei diese Dämpfung einstellbar ist.
-
Die Einrichtung 1 ist außerdem mit einem Dämpfungspfad 19 ausgestattet, der durch den Arbeitskolben 3 hindurchgeführt ist. Der Dämpfungspfad 19 ist dabei durch Pfeile angedeutet. Der Dämpfungspfad 19 umfasst Dämpfungseinrichtungen 20, die auch eine Rückschlagsperrfunktion beinhalten können und die vorzugsweise im Arbeitskolben 3 untergebracht sind.
-
Die hier vorgestellte Einrichtung 1 ist außerdem mit einem Dämpferkolben 21 ausgestattet, der zusätzlich zum Arbeitskolben 3 vorgesehen ist und der relativ zum Arbeitskolben 3 federelastisch axial verstellbar angeordnet ist.
-
Bei den Ausführungsformen der 1, 3 und 5 ist der Arbeitskolben 3 hohl ausgebildet, derart, dass er einen Dämpfungszylinder 22 enthält, in dem der Dämpferkolben 21 federelastisch axial verstellbar angeordnet ist.
-
Im Unterschied dazu zeigen die 2, 4 und 6 eine Ausführungsform, bei welcher der Dämpferkolben 21 im ersten Arbeitsraum 5 an der Kolbenstange 4 axial geführt verstellbar angeordnet ist.
-
Zur federelastischen Aufhängung bzw. Anordnung des Dämpferkolbens 21 sind Federeinrichtungen vorgesehen, nämlich eine erste Federeinrichtung 23 und eine zweite Federeinrichtung 24, die an axial voneinander abgewandten Seiten des Dämpferkolbens 21 angeordnet sind. Bei den Ausführungsformen der 1, 3 und 5 stützen die beiden Federeinrichtungen 23, 24 den Dämpferkolben 21 unmittelbar am Arbeitskolben 3 ab, und zwar an nicht näher bezeichneten axialen Stirnseiten, die den Dämpfungszylinder 22 axial begrenzen. Bei den Ausführungsformen der 2, 4 und 6 sind die beiden Federeinrichtungen 23, 24 koaxial zur Kolbenstange 4 angeordnet. Die erste Federeinrichtung 23 stützt sich dabei an einem Bund 25 ab, der an der Kolbenstange 4 innerhalb des ersten Arbeitsraums 5 angeordnet ist. Die zweite Federeinrichtung 24 stützt sich in den gezeigten Beispielen axial am Arbeitskolben 3 ab. Damit der Dämpferkolben 21 an der Kolbenstange 4 geführt verstellbar ist, besitzt der Dämpferkolben 21 bei den Ausführungsformen der 2, 4 und 6 eine zentrale Führungsöffnung 26, wodurch eine koaxiale Anordnung von Dämpferkolben 21 und Kolbenstange 4 möglich ist.
-
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Arbeitskolben 3 im Arbeitszylinder 2 hydraulisch dicht angeordnet ist, sodass der Arbeitskolben 3 die beiden Arbeitsräume 5, 6 hydraulisch dicht voneinander trennt. In den 1, 3 und 5 ist eine entsprechende Arbeitskolbendichtung 27 angedeutet. Eine derartige Arbeitskolbendichtung 27 kann auch bei den Ausführungsformen der 2, 4 und 6 vorhanden sein.
-
Im Unterschied dazu ist der Dämpferkolben 21 zweckmäßig mit einem Radialspiel 28 im Dämpfungszylinder 22 angeordnet bzw. mit einem Radialspiel 29 im Arbeitszylinder 2 angeordnet. Somit ist grundsätzlich eine Umströmung des Dämpferkolbens 21 möglich.
-
Der jeweilige Dämpferkolben 21 trennt einen ersten Dämpferraum 30 von einem zweiten Dämpferraum 31. Bei den Ausführungsformen der 1, 3 und 5 sind die beiden Dämpferraume 30, 31 im Dämpfungszylinder 22 ausgebildet. Bei den Ausführungsformen der 2, 4 und 6 sind die beiden Dämpferraume 30, 31 im ersten Arbeitsraum 5 ausgebildet. Mit anderen Worten, der erste Arbeitsraum 5 ist mit Hilfe des Dämpferkolbens 21 in die beiden Dämpferraume 30, 31 unterteilt.
-
Bei den Ausführungsformen der 1, 3 und 5 ist der Dämpfungspfad 19 durch den Dämpfungszylinder 22 hindurchgeführt. Hierzu ist der erste Dämpferraum 30 über entsprechende Öffnungen 32 fluidisch mit dem ersten Arbeitsraum 5 verbunden. Der zweite Dämpferraum 31 ist über den die Dämpfereinrichtungen 20 aufweisenden Abschnitt des Dämpfungspfads 19 mit dem zweiten Arbeitsraum 6 fluidisch verbunden.
-
Bei der in den 2, 4 und 6 gezeigten Ausführungsform ist der erste Hydraulikspeicher 7 über die erste Versorgungsleitung 9 an den ersten Dämpfungsraum 30 angeschlossen, der einen Abschnitt des ersten Arbeitsraums 5 bildet. Der zweite Dämpferraum 31 der ebenfalls einen Teil des ersten Arbeitsraums 5 bildet, ist über den Dämpfungspfad 19 mit dem zweiten Arbeitsraum 6 hydraulisch verbunden.
-
Die Ausführungsformen der 3 bis 6 unterscheiden sich von den Ausführungsformen der 1 und 2 durch einen Freigangpfad 33, der den ersten Arbeitsraum 5 mit dem zweiten Arbeitsraum 6 unter Umgehung des Dämpferkolbens 21 hydraulisch verbindet. Der Freigangpfad 33 ist mit Hilfe eines Freigangventils 34 aktivierbar und deaktivierbar. Das Freigangventil 34 ist elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigbar. Der Freigangpfad 33 verläuft zweckmäßig zumindest teilweise durch die Kolbenstange 4. Des Weiteren ist der Freigangpfad 33 gedämpft.
-
Bei den Ausführungsformen der 3 und 4 ist der Freigangpfad 33 mit einer eigenen Dämpfungseinrichtung 35 versehen, die unabhängig von den Dämpfereinrichtungen 20 des Dämpfungspfads 19 arbeitet. Im Unterschied dazu zeigen die 5 und 6 eine Ausführungsform, bei welcher der Freigangpfad 33 die Dämpfereinrichtungen 20 des Dämpfungspfads 19 nutzt. Hierzu mündet der Freigangpfad 33 in den zweiten Dämpferraum 31, der – wie erläutert – über den die Dämpfereinrichtungen 20 umfassenden Abschnitt des Dämpfungspfads 19 mit dem zweiten Arbeitsraum 6 fluidisch verbunden ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
