-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Straßenfahrzeuge mit Radaufhängungen, die eine aktive oder semiaktive Niveau- bzw. Höhenregelanlage des Fahrzeugaufbaus enthalten, bieten verschiedene Vorteile im Vergleich zu Fahrzeugen mit einer passiven Radaufhängung. Durch eine konstante Bodenfreiheit kann das Fahrverhalten verbessert werden, da die maximal zu Verfügung stehenden Ein- und Ausfederwege der Räder unabhängig von der Beladung des Fahrzeugs sind. Ebenso ist es zum Beispiel möglich, bei Stadtfahrten, das heißt bei niedriger Fahrgeschwindigkeit, den Fahrzeugaufbau gegenüber dem Untergrund anzuheben und somit die Bodenfreiheit zu erhöhen, um beispielsweise problemlos über Bodenwellen, Bordsteinkanten oder Tiefgarageneinfahrten mit einem hohen Rampenwinkel fahren zu können. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten kann der Fahrzeugaufbau mit Hilfe der Niveauregelanlage abgesenkt werden, um beispielsweise den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu verringern. Die derzeit auf dem Markt verfügbaren Niveauregelanlagen für Fahrzeuge sind relativ teuer und weisen ein hohes Gewicht auf. Darüber hinaus erfordern sie einen großen Bauraum und benötigen im Betrieb relativ viel Energie bei der Ausführung einer Höhenverstellung wie auch beim Halten eines eingestellten Niveaus.
-
Vorrichtungen zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus sind an sich bereits in vielfältigen Ausführungen bekannt. So offenbart beispielsweise die
DE 1 205 846 eine relativ komplexe hydropneumatische Abfederungsvorrichtung für Fahrzeuge, bei der mehrere einzeln wirkende hydropneumatische Zylinder-Kolben-Feder-Aggregate selbsttätig die Höhe des Fahrzeugs in Abhängigkeit von seiner Belastung regeln. Eine dauernd oder zeitweise angetriebene Regelpumpe pumpt bei Überlastung des Fahrzeugs die Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in den Federarbeitsraum um und ermöglicht bei Entlastung des Fahrzeugs deren Rücklauf.
-
Ferner ist aus der
DE 35 19 587 A1 eine Fahrzeugfederung bzw. Radaufhängung mit einem Federbein mit einem Stoßdämpfer umschaltbarer Dämpfung bekannt. Die Einstellung der Fahrzeughöhe wird mittels einer Hauptluftfederkammer, die koaxial zur Kolbenstange am oberen Ende des Stoßdämpfers angeordnet ist, durchgeführt, indem Luft in die teilweise von einem Balg gebildete Hauptfederkammer eingeführt bzw. abgelassen wird. Hierdurch wird während der Niveauregelung immer auch die Federsteifigkeit der parallel geschalteten Federelemente variiert.
-
Die
EP 2 085 638 A1 beschreibt einen Gasdruckstoßdämpfer für Fahrzeugfahrwerke. Der Gasdruckstoßdämpfer weist ein Dämpferrohr und eine einen Arbeitskolben tragende Kolbenstange auf, wobei ein erstes Teilvolumen des Innenraums des Dämpferrohres mit einer Dämpfungsflüssigkeit und ein zweites Teilvolumen des Innenraums des Dämpferrohres mit einem Gas befüllbar sind. Der Gasdruckstoßdämpfer weist ferner eine Einrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus auf, die durch das Einleiten eines unter Druck stehenden Gases betätigt wird. Um das Fahrzeugniveau beliebig oft sowohl anheben als auch absenken zu können, wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung zur Regulierung des Fahrzeugniveaus einen separaten Behälter aufweist, dessen Innenraum von einem verschiebbaren Trennkolben in einen ersten, mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Teilraum und einen zweiten, mit Gas befüllbaren Teilraum aufgeteilt wird, wobei der erste Teilraum mit dem ersten Teilvolumen des Dämpferrohres verbunden und der zweite Teilraum an eine Druckgasquelle angeschlossen ist.
-
Aus der
US 2004/0145100 A1 ist eine Flüssigkeitsfeder mit optionaler Dämpfkraftgenerierung und Niveauregelung bekannt. Die Flüssigkeitsfeder wird sowohl als passives wie auch als aktives System beschrieben.
-
Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, klein und leicht baut sowie kostengünstig herzustellen ist. Ferner soll die Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus einen Betrieb der Vorrichtung mit einem niedrigen Energiebedarf ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus relativ zu einer Radaufhängung weist einen Gasdruckstoßdämpfer, insbesondere einen Einrohrstoßdämpfer, zur Abstützung eines Radaufhängungsteils gegen den Fahrzeugaufbau auf, wobei der Gasdruckstoßdämpfer mit einer in einem Dämpferrohr angeordneten Dämpferkammer, in der eine Kolbenstange mittels eines Arbeitskolbens axial verschiebbar gelagert ist, und einer im Dämpferrohr angeordneten, von der Dämpferkammer durch einen axial verschiebbaren ersten Trennkolben getrennten Ausgleichskammer versehen ist. Der Gasdruckstoßdämpfer der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist darüber hinaus zusätzlich wenigstens eine im Dämpferrohr angeordnete, von der Dämpferkammer und/oder der Ausgleichskammer durch einen axial verschiebbaren zweiten Trennkolben getrennte und mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare Stellkammer auf.
-
Mit der durch den zweiten Trennkolben von der Dämpferkammer und/oder der Ausgleichskammer getrennten und mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbaren Stellkammer wird in dem Gasdruckstoßdämpfer neben dem Volumen der Dämpferkammer und dem Volumen der Ausgleichskammer ein zusätzliches drittes, variables Volumen geschaffen. Die Dämpferkammer ist in gewöhnlicher Weise mit einem Dämpferöl gefüllt, in der die Dämpferarbeit von dem in der Dämpferkammer axial verschiebbar gelagerten Arbeitskolben verrichtet wird. Die Ausgleichskammer, die mit einem unter hohem Druck von etwa 20 bar bis etwa 30 bar stehenden Gas, zum Beispiel Luft oder Stickstoff, gefüllt ist, gleicht das Volumen der in die Dämpferkammer ein- und ausfahrenden, mit dem Arbeitskolben verbundenen Kolbenstange aus, indem sich der erste Trennkolben, der die Dämpferkammer von der Ausgleichskammer trennt, axial im Dämpferrohr verschiebt.
-
Durch Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit in das zusätzliche dritte, variable Volumen der Stellkammer lassen sich der Druck im Gasvolumen der Ausgleichskammer und folglich auch der Druck im Dämpferöl der Dämpferkammer variieren. Aufgrund dieser Druckvariation fluktuiert ebenso die statische Dämpferkraft des Gasdruckstoßdämpfers. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus genutzt.
-
Das Vorsehen der durch den zweiten Trennkolben von der Dämpferkammer und/oder der Ausgleichskammer getrennten Stellkammer innerhalb des Dämpferrohrs des Gasdruckstoßdämpfers vereinfacht den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus wesentlich. Insbesondere baut hierdurch die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders klein und leicht, was insgesamt sowohl die Fahrzeugherstellungskosten wie auch den CO2-Ausstoß beim Betrieb des Fahrzeugs verringert.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zur Höhenverstellung wenigstens eine parallel zum Gasdruckstoßdämpfer angeordnete Tragfeder, beispielsweise eine Spiral- oder Schraubenfeder. Die Tragfeder stützt wie der Gasdruckstoßdämpfer ein Radaufhängungsteil gegen den Fahrzeugaufbau ab und dient im Wesentlichen dazu, durch Fahrbahnunebenheiten in das Fahrzeug eingeleitete Stöße abzufangen. In einer besonders vorteilhaften und kompakten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden die Tragfeder und der Gasdruckstoßdämpfer ein Federbein. Das Federbein vereint die Tragfeder und den parallel geschalteten Gasdruckstoßdämpfer in einem Bauteil. Hierzu ist die Tragfeder zum Beispiel zwischen einem ersten, mit dem vom Arbeitskolben abgewandten Ende der Kolbenstange verbundenen Federteller und einem zweiten, mit dem Dämpferrohr verbundenen Federteller verspannt, so dass der Gasdruckstoßdämpfer wenigstens teilweise innerhalb der Tragfeder angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Tragfeder koaxial zum Gasdruckstoßdämpfer angeordnet und verläuft wenigstens abschnittsweise um den Gasdruckstoßdämpfer herum, wodurch ein besonders kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbar ist. Ferner läßt sich auf diese Weise die Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung als eine einzige Baugruppe, umfassend wenigstens die Tragfeder und den Gasdruckstoßdämpfer, darüber hinaus zweckmäßigerweise ebenfalls einen Radträger, am Fahrzeug montieren, ohne dass im Wesentlichen zusätzliche Montagearbeiten für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus auszuführen sind.
-
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von verschiedenen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1A eine schematische Teilschnittseitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in einer ersten Betriebsstellung,
-
1B eine schematische Teilschnittseitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus aus 1A in einer zweiten Betriebsstellung,
-
2A eine schematische Teilschnittseitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in einer ersten Betriebsstellung,
-
2B eine schematische Teilschnittseitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus aus 2A in einer zweiten Betriebsstellung,
-
3A eine schematische Teilschnittseitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in einer ersten Betriebsstellung und
-
3B eine schematische Teilschnittseitenansicht des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus aus 3A in einer zweiten Betriebsstellung.
-
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
-
1A stellt eine schematische Teilschnittseitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in einer ersten, insbesondere niedrigen, Betriebsstellung dar. Die Vorrichtung 1 weist einen Gasdruckstoßdämpfer 2, insbesondere einen Einrohrstoßdämpfer, zur Abstützung eines in 1A nicht dargestellten Radaufhängungsteils gegen einen ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf.
-
Wie 1A zu entnehmen ist, umfaßt der Gasdruckstoßdämpfer 2 eine in einem Dämpferrohr 3 angeordnete Dämpferkammer 4 und eine im Dämpferrohr 3 angeordnete, von der Dämpferkammer 4 durch einen axial verschiebbaren ersten Trennkolben 5 getrennte Ausgleichskammer 6. Ferner weist der Gasdruckstoßdämpfer 2 wenigstens eine im Dämpferrohr 3 angeordnete, von der Dämpferkammer 4 und/oder der Ausgleichskammer 6 durch einen axial verschiebbaren zweiten Trennkolben 7 getrennte und mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare Stellkammer 8 auf.
-
Mit der durch den zweiten Trennkolben 7 von der Dämpferkammer 4 und/oder der Ausgleichskammer 6 getrennten und mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbaren Stellkammer 8 wird in dem Gasdruckstoßdämpfer 2 neben dem Volumen der Dämpferkammer 4 und dem Volumen der Ausgleichskammer 6 ein zusätzliches drittes, variables Volumen in der Stellkammer 8 geschaffen. Die Dämpferkammer 4 ist in gewöhnlicher Weise mit einem Dämpferöl bzw. Hydrauliköl gefüllt, in der die Dämpferarbeit von einem in der Dämpferkammer 4 axial verschiebbar gelagerten Arbeitskolben 9 verrichtet wird. Zur Verrichtung der Dämpferarbeit weist der Arbeitskolben 9 ein entsprechendes Ventilsystem 10 auf, durch welches das Dämpferöl bei axialer Verschiebung des Arbeitskolbens 9 in an sich bekannter Weise von dem in 1A oberhalb des Arbeitskolbens 9 liegenden Teil der Dämpferkammer 4 in den unterhalb des Arbeitskolbens 9 liegenden Teil der Dämpferkammer 4 und umgekehrt strömen kann. Die Ausgleichskammer 6, die mit einem unter hohem Druck von etwa 20 bar bis etwa 30 bar stehenden Gas, zum Beispiel Luft oder Stickstoff, gefüllt ist, gleicht das Volumen einer in die Dämpferkammer 4 ein- und ausfahrenden, mit dem Arbeitskolben 9 verbundenen Kolbenstange 11 aus, indem sich der erste Trennkolben 5, der die Dämpferkammer 4 von der Ausgleichskammer 6 trennt, axial im Dämpferrohr 3 verschiebt.
-
Das im Arbeitskolben 9 angeordnete Ventilsystem 10 setzt dem durch den Arbeitskolben 9 hindurch fließenden Öl in an sich bekannter Weise einen Widerstand entgegen. Dadurch wird eine Druckdifferenz zwischen dem oberhalb des Arbeitskolbens 9 liegenden Teil der Dämpferkammer 4 und dem unterhalb des Arbeitskolbens 9 liegenden Teil der Dämpferkammer 4 erzeugt, die der sich relativ zum Dämpferrohr 3 bewegenden Kolbenstange 11 eine Dämpfkraft entgegensetzt. Die Ausgleichskammer 6 dient neben dem bereits beschriebenen Volumenausgleich der in die Dämpferkammer 4 ein- und ausfahrenden Kolbenstange 11 ebenfalls der Kompensation des sich bei Wärmeentwicklung durch die Dämpfung am Arbeitskolben 9 ausdehnenden Dämpferöls.
-
Durch Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit in das zusätzliche dritte, variable Volumen der Stellkammer 8 lassen sich der Druck im Gasvolumen der Ausgleichskammer 6 und folglich auch der Druck im Dämpferöl der Dämpferkammer 4 variieren. Aufgrund dieser Druckvariation fluktuiert die statische Kraft auf den Arbeitskolben 9, da die wirksame obere Kolbenfläche des Arbeitskolbens 9 aufgrund der Anbindung der Kolbenstange 11 kleiner ist als die untere Kolbenfläche, wie beispielsweise auch 1A zu entnehmen ist.
-
Die Änderung der statischen Dämpferkraft des Gasdruckstoßdämpfers 2 wird erfindungsgemäß zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus genutzt. Hierzu ist die mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare Stellkammer 8 von außen, das heißt von außerhalb des Gasdruckstoßdämpfers 2, mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar. Insbesondere ist die Stellkammer 8 gemäß dem in 1A gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einer Druckseite 12 einer aktiven, insbesondere elektrisch betreibbaren, Hydraulikpumpe 13 fluidleitend verbunden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet aktiv, dass die Hydraulikpumpe 13 durch Zufuhr von externer Energie betrieben wird. Somit muß der Vorrichtung 1 externe Energie zugeführt werden, um eine Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus zu erzielen. Eine solche Vorrichtung 1 wird hierin auch als aktive Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus bezeichnet.
-
Die Saugseite 14 der aktiven Hydraulikpumpe 13 ist mit einem Vorratsbehälter 15 für Hydraulikflüssigkeit, zum Beispiel Hydrauliköl, fluidleitend verbunden. Die Hydraulikflüssigkeit bzw. das Hydrauliköl ist mittels der Hydraulikpumpe 13 sowohl aus dem Vorratsbehälter 15 in die Stellkammer 8 als auch aus der Stellkammer 8 in den Vorratsbehälter 15 zurück pumpbar. Wie bereits zuvor ausführlich beschrieben wurde, führt die Änderung der Flüssigkeitsmenge in der Stellkammer 8 zu einer Änderung der statischen Dämpferkraft des Gasdruckstoßdämpfers 2, wodurch die Höhe des Fahrzeugaufbaus über die Menge der in der Stellkammer 8 eingeleiteten Hydraulikflüssigkeit eingestellt werden kann.
-
Eine von der in 1A dargestellten Betriebsstellung der Vorrichtung 1 verschiedene Betriebsstellung ist in 1B dargestellt. 1B zeigt dasselbe erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus wie 1A in einer schematischen Teilschnittseitenansicht, jedoch enthält die Stellkammer 8 der Vorrichtung 1 in 1B deutlich mehr Hydraulikflüssigkeit als die in 1A dargestellte Vorrichtung 1. Hierdurch ist der Gasdruck in der Ausgleichskammer 6 der in 1B dargestellten Vorrichtung 1 gegenüber der in 1A gezeigten Vorrichtung erhöht, was ebenfalls den Druck des Dämpferöls in der Dämpferkammer 4 der in 1B gezeigten Vorrichtung erhöht. Somit steigt der statische Dämpferdruck des in 1B dargestellten Gasdruckstoßdämpfers 2 und die Kolbenstange 11 fährt einschließlich des Arbeitskolbens 9 bei gleicher statischer Last weiter aus dem Dämpferrohr aus als es in 1A der Fall ist. Dementsprechend erfolgt eine Höhenverstellung eines in den 1A und 1B nicht dargestellten Fahrzeugaufbaus relativ zu einer ebenfalls in den 1A und 1B nicht dargestellten Radaufhängung infolge der Längenänderung des Gasdruckstoßdämpfers 2. Der nicht dargestellte Fahrzeugaufbau kann beispielsweise an dem Ende der Kolbenstange 11 angebunden sein, welches dem Arbeitskolben 9 entgegengesetzt ist. Ein Radaufhängungsteil könnte in diesem Fall zum Beispiel an dem Dämpferrohr 3 angebunden sein.
-
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist eine Tragfeder 16 zur Abstützung eines Radaufhängungsteils gegen den Fahrzeugaufbau parallel zum Gasdruckstoßdämpfer 2 angeordnet. Insbesondere sind, wie in den 1A und 1B dargestellt ist, der Gasdruckstoßdämpfer 2 und die Tragfeder 16 als so genanntes Federbein ausgebildet, das heißt der Gasdruckstoßdämpfer 2 und die Tragfeder 16 bilden eine Baueinheit. Hierzu ist die Tragfeder 16 zum Beispiel zwischen einem ersten, mit dem vom Arbeitskolben 9 abgewandten Ende der Kolbenstange 11 verbundenen Federteller 17 und einem zweiten, mit dem Dämpferrohr 3 verbundenen Federteller 18 verspannt. Der Gasdruckstoßdämpfer 2 ist somit wenigstens teilweise innerhalb der Tragfeder 16 angeordnet. Dies ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und vereinfacht deren Montage.
-
2A stellt eine schematische Teilschnittseitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in einer ersten Betriebsstellung dar. 2B stellt dieselbe Vorrichtung 20 in einer zweiten, höheren Betriebsstellung dar. Die in den 2A und 2B dargestellte Vorrichtung 20 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 aus den 1A und 1B lediglich in der Art und Weise, wie die Stellkammer 8 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird. Der restliche Aufbau ist identisch mit dem der Vorrichtung 1 aus den 1A und 1B, weshalb auf eine erneute Beschreibung der zuvor beschriebenen Komponenten an dieser Stelle verzichtet werden kann.
-
Im Gegensatz zur Vorrichtung 1, die wegen des aktiven Antriebs der Hydraulikpumpe 13 auch als aktive Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus bezeichnet wird, stellt die in den 2A und 2B gezeigte Vorrichtung 20 eine semiaktive Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus dar. Die Stellkammer 8 ist über ein schaltbares Ablaß- und Rückschlagventil 21, 22 mit einem Druckspeicher 23 fluidleitend verbunden. Die in dem Druckspeicher 23 befindliche Hydraulikflüssigkeit, zum Beispiel Hydrauliköl, ist durch die Ein- und Ausfederbewegungen der in den 2A und 2B nicht näher dargestellten Fahrzeugradaufhängung sowohl über das Rückschlagventil 22 aus dem Druckspeicher 23 in die Stellkammer 8 leitbar als auch über das Ablaßventil 21 aus der Stellkammer 8 zurück in den Druckspeicher 23 leitbar. Hierbei ist wenigstens das Ablaßventil 21 in Durchlaßrichtung schaltbar, insbesondere elektrisch schaltbar. Auf diese Weise ist mit Hilfe der Radaufhängungsdynamik der Druck in der Stellkammer 8 mittels des schaltbaren Ablaß- und Rückschlagventils 21, 22 variierbar und somit die Höhe des Fahrzeugaufbaus einstellbar.
-
Der statische Druck des Druckspeichers 23 wird anfänglich dem Druck der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers angeglichen. Eine Ausfederbewegung der in den 2A und 2B dargestellten Vorrichtung 20 führt dann dazu, dass der auf die Hydraulikflüssigkeit ausgeübte Druck in der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 geringer ist als in dem Druckspeicher 23, so dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher 23 über das Rückschlagventil 22 dauerhaft in die Stellkammer 8 strömen kann. Ein Zurückströmen der Hydraulikflüssigkeit wird durch das Rückschlagventil 22 sowie das schaltbare, geschlossene Ablaßventil 21 verhindert. Durch diesen Vorgang kann der Fahrzeugaufbau angehoben werden.
-
Um den Fahrzeugaufbau abzusenken, kann die Hydraulikflüssigkeit beispielsweise nach einer Einfederbewegung der Vorrichtung 20, die den auf die Hydraulikflüssigkeit in der Stellkammer 8 ausgeübten Druck höher steigen läßt als in dem Druckspeicher 23, aus der Stellkammer 8 über das in Durchlaßrichtung frei geschaltete Ablaßventil 21 zurück in den Druckspeicher 23 strömen. Um einen für ein vorbestimmtes Niveau des Fahrzeugaufbaus einmal eingestellten Druck in der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 konstant halten zu können, kann es zweckmäßig sein, auch ein in Durchlaßrichtung schaltbares, insbesondere elektrisch schaltbares, Rückschlagventil 22 vorzusehen, wodurch sich die Niveau- bzw. Höhenregelung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 weiter vereinfacht.
-
In den 2A und 2B sind ähnlich wie in den 1A und 1B zwei Ansichten derselben Vorrichtung 20 in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt. 2A zeigt die Vorrichtung 20 in einer niedrigen Betriebsstellung, wohingegen 2B die Vorrichtung 20 in einer höheren Betriebsstellung darstellt.
-
Die semiaktive Vorrichtung 20 zeichnet sich durch einen besonders niedrigen Energiebedarf aus, da sie die zur Realisierung der Niveau- bzw. Höhenregelung des Fahrzeugsaufbaus erforderliche Energie aus der Schwingungsdynamik der Fahrzeugradaufhängung bezieht. Der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 ist lediglich die Energie zuzuführen, die für das Schalten des Ablaßventils 21 und wahlweise des Rückschlagventils 22 zum Halten eines für ein gewünschtes Fahrzeugaufbauniveau erforderlichen Drucks innerhalb der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 erforderlich ist. Diese beträgt jedoch lediglich einen unwesentlichen Bruchteil der Energie, die beispielsweise zum Pumpen der Hydraulikflüssigkeit in die Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 erforderlich ist.
-
3A stellt eine schematische Teilschnittseitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 25 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in einer ersten Betriebsstellung dar. 3B stellt dieselbe Vorrichtung 25 in einer zweiten Betriebsstellung dar. Auch die in den 3A und 3B dargestellte Vorrichtung 25 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 aus den 1A und 1B lediglich in der Art und Weise, wie die Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird. Der restliche Aufbau ist identisch mit dem der Vorrichtung 1 aus den 1A und 1B, weshalb auf eine erneute Beschreibung der zuvor beschriebenen Komponenten an dieser Stelle verzichtet werden kann.
-
Auch die Vorrichtung 25 der 3A und 3B kann im Gegensatz zur Vorrichtung 1 aus den 1A und 1B als semiaktive Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus bezeichnet werden. Ein Einlaß der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 ist über ein Rückschlagventil 26 mit der Druckseite einer passiven Hydraulikpumpe 27 fluidleitend verbunden. Die Saugseite der passiven Hydraulikpumpe 27 ist mit einem Auslaß eines Vorratsbehälters 28 fluidleitend verbunden. Ferner ist ein Auslaß der Stellkammer 8 über ein schaltbares, insbesondere elektrisch schaltbares, Ablaßventil 29 mit einem Einlaß des Vorratsbehälters 28 fluidleitend verbunden. Somit bilden die passive Hydraulikpumpe 27, das Rückschlagventil 26, die Stellkammer 8, das schaltbare Ablaßventil 29 und der Vorratsbehälter 28 einen Hydraulikkreislauf, in dem die Hydraulikflüssigkeit zirkulieren kann. Die passive Hydraulikpumpe 27 ist allgemein derart angeordnet, dass sie durch die Ein- und Ausfederbewegungen der in den 3A und 3B nicht dargestellten Radaufhängung betreibbar ist. Wie den 3A und 3B zu entnehmen ist, ist die passive Hydraulikpumpe 27 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 25 zur Pumpbetätigung in besonders vorteilhafter Weise sowohl mit dem ersten Federteller 17 als auch mit dem zweiten Federteller 18 verbunden, so dass die Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung relativ zum Fahrzeugaufbau und somit die Längenänderung des Gasdruckstoßdämpfers 2 in besonders geeigneter Weise zur Pumpbetätigung verwendet werden. Auf eine externe Energiequelle zum Antrieb der passiven Hydraulikpumpe kann somit verzichtet werden.
-
Insbesondere führt eine Ausfederbewegung der in den 3A und 3B dargestellten Vorrichtung 25 dazu, dass die Hydraulikpumpe 27 Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 28 ansaugt und die Hydraulikflüssigkeit bei einer Einfederbewegung der Vorrichtung 25 über das Rückschlagventil 26 in die Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 pumpt. Hierdurch wird der Druck in der Stellkammer 8 erhöht, da das Rückschlagventil 26 ein Zurückfließen der Hydraulikflüssigkeit verhindert. Das Abfließen der Hydraulikflüssigkeit aus der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 wird auslaßseitig durch das schaltbare, verschlossene Ablaßventil 29 verhindert. Erst wenn dieses in seiner Durchlaßrichtung frei geschaltet wird, kann die Hydraulikflüssigkeit aus der Stellkammer 8 zurück in den Vorratsbehälter 28 strömen. Auf diese Weise ist mit Hilfe der Radaufhängungsdynamik der Druck in der Stellkammer 8 über das schaltbare Ablaßventil 29, das Rückschlagventil 26 sowie die Hydraulikpumpe 27 variierbar und folglich die Höhe des Fahrzeugaufbaus einstellbar.
-
In den 3A und 3B sind ähnlich wie in den 1A und 1B zwei Ansichten derselben Vorrichtung 25 in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt. 3A zeigt die Vorrichtung 25 in einer niedrigen Betriebsstellung, wohingegen 3B die Vorrichtung 25 in einer höheren Betriebsstellung darstellt.
-
Die semiaktive Vorrichtung 25 zeichnet sich durch einen besonders niedrigen Energiebedarf aus, da die zur Realisierung der Niveauregelung des Fahrzeugsaufbaus erforderliche Energie aus der Schwingungsdynamik der Fahrzeugradaufhängung bezogen wird. Der Vorrichtung 25 ist lediglich die Energie zuzuführen, die für das Schalten des Ablaßventils 29 zum Halten eines für ein gewünschtes Fahrzeugaufbauniveau erforderlichen Drucks innerhalb der Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 erforderlich ist. Diese macht jedoch nur einen unwesentlichen Bruchteil der Energie aus, die beispielsweise zum Pumpen der Hydraulikflüssigkeit in die Stellkammer 8 des Gasdruckstoßdämpfers 2 erforderlich ist.
-
Die vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus sind nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen. So ist beispielsweise die Reihenfolge der in dem Dämpferrohr angeordneten Dämpfer-, Ausgleichs- und Stellkammern nicht durch die hierin beschriebenen Ausführungsformen festgelegt, sondern ist beliebig. So ist es beispielsweise denkbar, die Stellkammer auch zwischen der Ausgleichskammer und der Dämpferkammer anzuordnen.
-
In bevorzugter Ausführung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus relativ zu einer Radaufhängung verwendet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
- 2
- Gasdruckstoßdämpfer
- 3
- Dämpferrohr
- 4
- Dämpferkammer
- 5
- Erster Trennkolben
- 6
- Ausgleichskammer
- 7
- Zweiter Trennkolben
- 8
- Stellkammer
- 9
- Arbeitskolben
- 10
- Ventilsystem
- 11
- Kolbenstange
- 12
- Druckseite von 13
- 13
- Aktive Hydraulikpumpe
- 14
- Saugseite von 13
- 15
- Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit
- 16
- Tragfeder
- 17
- Erster Federteller
- 18
- Zweiter Federteller
- 20
- Zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
- 21
- Ablaßventil
- 22
- Rückschlagventil
- 23
- Druckspeicher
- 25
- Drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
- 26
- Rückschlagventil
- 27
- Passive Hydraulikpumpe
- 28
- Vorratsbehälter
- 29
- Ablaßventil
-
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
-
- DE 1205846 [0003]
- DE 3519587 A1 [0004]
- EP 2085638 A1 [0005]
- US 2004/0145100 A1 [0006]
