DE102014115613A1

DE102014115613A1 - Aktives Dämpferlager

Info

Publication number: DE102014115613A1
Application number: DE102014115613.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Hundt; Günter Poetsch; Richard Legierski
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-04-28

Abstract

Das Dämpferlager ist so ausgestaltet, dass dessen Dämpfwirkung variabel ist. Es wird eine Konstruktion des Dämpferlagers derart gestaltet, das einen federnden von einem dämpfenden Anteil trennt. Hierzu ist vorgesehen, dass statt einer bekannten Gummischeibe zwei Luftfedern einer Federeinheit und zwei Dämpfer (mit Drossel) einer Dämpfereinheit eingesetzt werden. Diese sind schaltbar ausgestaltet, etwa hydraulisch, mechanisch oder magnetorheologisch. Die Kennlinie eines derartigen aktiven Lagers wird über das untere Volumen der Luftfeder eingestellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein aktives Dämpferlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 101 37 762 A1 ist ein aktives Dämpferlager bekannt geworden, über das eine mittels eines Stoßdämpfers des Federbeines eingeleitete Kraft elastisch aufgenommen wird. Das Dämpferlager umfasst sogenannte übereinander angeordnete Tragschläuche, welche über eine Drosselbohrung kommunizierend miteinander verbunden sind. Ein unterer Tragschlauch ist über ein als inneres Anschlussteil ausgestaltetes Karosserieanschlussteil an diesem gehalten. Der obere Tragschlauch ist an einem als Federbeinanschlussteil ausgestaltetem äußerem Anschlussteil gehalten. Durch die zwei pneumatisch, federnden elastischen Tragschläuche wird eine Körperschallisolierung über breite Frequenzbereiche hinweg ermöglicht und der Fahrkomfort erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein aktives Dämpferlager für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, dessen Dämpfwirkung variabel gestaltbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das aktive Dämpferlager für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, welches eine in das Dämpferlager eingreifende Kolbenstange aufweist, und am Dämpferlager eine Tragfeder mittels eines ortsfesten Tellers abgestützt gehalten ist. Erfindungsgemäß weist das Dämpferlager eine variable Dämpfwirkung derart auf, dass in einem Lagergehäuse des Dämpferlagers ein Kolbenpaket mit zwei Kolbenpaaren angeordnet ist und das eine Kolbenpaar eine zwei Luftfedern umfassende Federeinheit und das weitere Kolbenpaar eine Dämpfereinheit mit zwei Dämpfern bildet, wobei ein federnder Anteil der Federeinheit von einem dämpfenden Anteil der Dämpfereinheit trennbar ist. Hierzu ist vorgesehen, dass jedes Kolbenpaar jeweils aus zwei gegenüber stehenden und miteinander verbundenen Kolbeneinheiten besteht, welche in korrespondierenden Zylinderbuchsen einer oberen und einer unteren Gehäusehälfte des Lagergehäuses des Dämpferlagers geführt sind.
Jede Kolbeneinheit ist nach der Erfindung einteilig ausgeführt und weist einen oberen Kolben und einen koaxial dazu angeordneten unteren Kolben auf, die jeweils in den entsprechend zugeordneten Zylinderbuchsen der oberen und unteren Gehäusehälfte des Dämpferlagers angeordnet sind und zum Gehäuseboden jeweils einen Wirkraum aufweisen. Hierdurch ist es möglich, einen federnden und einen dämpfenden Anteil der Federbewegung der Einheiten jeweils separat zu beeinflussen.
Hierzu ist nach der Erfindung insb. vorgesehen, dass die Federeinheit im Dämpferlager mit einem Druckspeicher und einem Kompressor verbunden sind und in den Leitungen zu den Wirkräumen der Kolbenpaare jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist.
Des Weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Dämpfereinheit im Dämpferlager mit einem Öl umfassenden vorgespannten Ausgleichsbehälter verbunden ist und in der Leitung zu den Wirkräumen der Kolbenpaare eine verstellbare Drossel eingeschaltet ist, welche mit der Dämpfereinheit schaltbar, hydraulisch, mechanisch oder magnetorheologisch, ausgestaltet ist.
Insbesondere ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das Kolbenpaket, bestehend aus den Kolbeneinheiten über eine Stützplatte mit der Kolbenstange des Federbeines verbunden und von dieser verstellend beaufschlagbar ist.
Des Weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die zwei sich gegenüber stehenden Kolbeneinheiten des Kolbenpakets, eine aus den zwei Dämpfern bestehende Dämpfereinheit bilden und die weiteren sich gegenüber stehenden zwei Kolbeneinheiten des Kolbenpakets eine aus den zwei Luftfedern bestehende Federeinheit bilden, die getrennt wirkend zur Dämpfereinheit ist. Durch diese Anordnung und Ausbildung der Kolbeneinheiten des Kolbenpakets und deren gemeinsamen Ansteuerung über die Kolbenstange des Federbeines, ist eine von der Luftfedereinheit getrennte Dämpfereinheit möglich, so dass der federnde Anteil von dem dämpfenden Anteil zu trennen ist. Durch die schaltbar eingestellten Dämpfer über die Drossel, wird eine optimal abgestimmte Dämpfung der Federbewegung erzielt. Die Kennlinie des aktiven Dämpferlagers wird vorzugsweise über das untere Volumen der Luftfeder eingestellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schaubildliche Darstellung eines aktiven Dämpferlagers mit einer oberen und unteren Gehäusehälfte eines Lagergehäuses sowie einem Abstützteller für eine Tragfeder,
2 eine schaubildliche Darstellung des Gehäuses des Dämpferlagers mit eingesetzter Abstützplatte in der oberen Gehäusehälfte,
3 einen Vertikalschnitt durch das Dämpferlager gemäß 1 mit innen liegendem Kolbenpaket und einer von einer Dämpfereinheit getrennten Federeinheit,
4 eine perspektivische Ansicht auf die obere Gehäusehälfte des Lagergehäuses mit innen liegenden Zylinderbuchsen für die oberen Kolben der Kolbeneinheiten,
5 eine perspektivische Ansicht auf die untere Gehäusehälfte mit innen liegenden Zylinderbuchsen für die unteren Kolben der Kolbeneinheiten,
6 eine perspektivische Ansicht auf die untere Gehäusehälfte mit einseitig eingesetzten unteren Kolben der Kolbeneinheiten,
7 eine perspektivische Ansicht auf die obere Gehäusehälfte mit einseitig eingesetzten oberen Kolben der Kolbeneinheiten,
8 ein Schaltbild der Federeinheit mit Druckspeicher, Kompressor und Rückschlagventil und
9 ein Schaltbild der Dämpfereinheit mit verstellbarer Drossel und Ausgleichsbehälter.
Ein Dämpferlager 1 für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, weist eine in das Dämpferlager 1 eingreifende Kolbenstange 2 eines Federbeines auf, die von einer Tragfeder 3 umgeben ist, welche an einem am Dämpferlager 1 ortsfest abgestützten Teller 4 gehalten ist.
Das Dämpferlager 1 weist ein in einem Gehäuse 5 bei Federungsbewegungen beaufschlagbares Kolbenpaket 6, bestehend aus vier sternförmig angeordneten Kolbeneinheiten K1, K2, K3, K4 auf, welche jeweils zwei Kolbenpaare 11 und 12 umfassen, die eine von einer Federeinheit 7 räumlich getrennte Dämpfereinheit 8 im Lagergehäuse 5 des Dämpferlagers 1 bilden. Dieses besteht aus zwei miteinander verbundenen Gehäusehälften 9 und 10, wobei die Gehäusehälfte 9 als obere Gehäusehälfte und die Gehäusehälfte 10 als untere Gehäusehälfte im Folgenden bezeichnet wird.
Das Kolbenpaket 6 besteht zur Bildung der voneinander getrennt wirkenden Federeinheit 7 und Dämpfereinheit 8 aus jeweils zwei sich gegenüber stehenden und miteinander verbundene Kolbeneinheiten K1, K2 und K3, K4, welche die Kolbenpaare 11 und 12 bilden, die in korrespondierende Zylinderbuchsen Z und Z1 jeweils in der oberen und der unteren Gehäusehälfte 9, 10 des Lagergehäuses 5 angeordnet sind. Die Positionen Z und Z1 werden für alle Zylinderbuchsen einheitlich verwendet.
Jede Kolbeneinheit K1 bis K4 der Kolbenpaare 11 und 12 der Feder- und Dämpfereinheit 7, 8 ist als sog. Kolbenpaket 6 einteilig ausgeführt und umfasst jeweils einen oberen und einen koaxial angeordneten unteren Kolben 11a, 12a und 11b, 12b. Die oberen Kolben 11a, 12a der Kolbenpaare sind in Zylinderbuchsen Z der oberen Gehäusehälfte 9 und die unteren Kolben 11b, 12b der Kolbenpaare sind in Zylinderbuchsen Z1 der unteren Gehäusehälfte 10 geführt. Die Zylinderbuchsen für die unteren Kolben 11b und 12b sind einheitlich mit der Position Z1 und die weiteren Zylinderbuchsen für die oberen Kolben 11a und 12a sind einheitlich mit Z bezeichnet. Das Kolbenpaket 6 mit den Kolbeneinheiten ist über eine mittige zwischen den einzelnen oberen und unteren Kolben angeordnete Stützplatte 16 mit der Kolbenstange 2 verbunden.
Vorzugsweise bilden jeweils sich gegenüber stehende Kolbeneinheiten K3 und K4 im Dämpferlager 1 das aus den zwei Dämpfern bestehende eine Kolbenpaar 12 für die Dämpfereinheit 8. Die weiteren zwei Kolbeneinheiten K1 und K2 stehen sich ebenfalls gegenüber und bilden das andere Kolbenpaar 11 im Dämpferlager 1, welche die aus zwei Luftfedern bestehende Federeinheit 7 bildet. Vorzugsweise sind die Kolbeneinheiten sternförmig zueinander angeordnet (6).
Eine andere Zuordnung der Kolbeneinheiten K1 bis K4 ist nach der Erfindung auch möglich, wobei die Kolbeneinheiten K1 und K2 die Dämpfereinheit 8 und die Kolbeneinheiten K3 und K4 auch die Federeinheit 7 bilden können. Denkbar ist nach der Erfindung auch, dass unmittelbar nebeneinander liegende Kolbeneinheiten eine Federeinheit 7 und eine Dämpfereinheit 8 bilden.
Die Federeinheit 7 ist im Dämpferlager 1 mit einem Druckspeicher 17 sowie einem Kompressor 18 verbunden. In den Leitungen 19, 19a zu den Wirkräumen 15, 15a ist jeweils ein Rückschlagventil 21 angeordnet (8).
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Dämpfereinheit 8 im Dämpferlager 1 mit einem ein Medium, beispielsweise Öl, umfassenden vorgespannten Ausgleichsbehälter 24 verbunden ist und in der zu den Wirkräumen 15, 15a führenden Leitung 22 eine verstellbare Drossel 23 eingeschaltet ist, mit welcher die Dämpfereinheit 8 schaltbar, beispielsweise hydraulisch, mechanisch oder magnetorheologisch ausgestaltet ist (9).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10137762 A1 [0002]

Claims

Aktives Dämpferlager (1) für ein Federbein eines Kraftfahrzeugs, welche einen in das Dämpferlager (1) eingreifende Kolbenstange (2) aufweist und an dem Lager (1) eine Tragfeder (3) mittels eines ortsfesten Tellers (4) abgestützt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferlager (1) eine variable Dämpfwirkung derart aufweist, dass in einem Lagergehäuse (5) des Dämpferlagers (1) ein Kolbenpaket (6) mit zwei Kolbenpaaren (11 und 12) angeordnet ist, wobei das eine Kolbenpaar (11 oder 12) eine zwei Luftfedern umfassende Federeinheit (7) und das weitere Kolbenpaar (12 oder 11) eine Dämpfereinheit (8) mit zwei Dämpfern bildet und ein federnder Anteil von einem dämpfenden Anteil der Einheiten (7, 8) trennbar und diese schaltbar ausgeführt sind.
Dämpferlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpaare (11 und 12) zum anteiligen federn und dämpfen aus jeweils zwei gegenüber stehenden und miteinander verbundenen Kolbeneinheiten (K1 bis K4) bestehen, welche in korrespondierende Zylinderbuchsen (Z, Z1) einer oberen und einer unteren Gehäusehälfte (9, 10) des Lagergehäuses (5) des Dämpferlagers (1) geführt sind.
Dämpferlager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolbeneinheit (K1, K2, K3, K4) der Feder- und Dämpfereinheit (7, 8) einteilig ausgeführt ist und einen oberen und unteren Kolben (11a, 12a und 11b, 12b) umfasst, welche jeweils in den hierzu korrespondierenden Zylinderbuchsen (Z, Z1) der oberen und der unteren Gehäusehälfte (9, 10) des Dämpferlagers (1) angeordnet sind und zum Gehäuseboden jeweils ein Wirkraum (15, 15a) für ein Medium aufweisen.
Dämpferlager nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheiten (K1 bis K4) über eine mittige zwischen den unteren und oberen Kolben angeordnete Stützplatte (16) mit der Kolbenstange (2) verbunden ist.
Dämpferlager nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüber stehenden zwei Kolbeneinheiten (K1 und K2) des Kolbenpaares (11) des Kolbenpakets (6) die aus den zwei Luftfedern bestehende Federeinheit (7) bilden und dass die weiteren sich gegenüber stehenden zwei Kolbeneinheiten (K3 und K4) des Kolbenpaares (12) die aus den zwei Dämpfern bestehende Dämpfereinheit (8) bilden.
Dämpfereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheit (7) im Dämpferlager (1) mit einem Druckspeicher (17) und einem Kompressor (18) verbunden sind und in den Zuführleitungen (19, 20) zu den Wirkräumen (15, 15a) des Kolbenpaares (11) jeweils ein Rückschlagventil (21) angeordnet ist.
Dämpferlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinheit (8) im Dämpferlager (1) mit einem Öl umfassenden vorgespannten Ausgleichsbehälter (24) verbunden ist und in der Leitung (22) zu den Wirkräumen (15, 15a) eine verstellbare Drossel (23) eingeschaltet ist, mit welcher die Dämpfereinheit (8) schaltbar ausgestaltet ist.