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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federbein für ein Kraftfahrzeug, mit einem Dämpferbein, in dem ein Kolben geführt ist, einem Stützlager, das über eine Kolbenstange mit dem Kolben verbunden ist, einer ersten Feder und einer zweiten Feder, die über ein bewegliches Axiallager miteinander verbunden sind und einem ersten Aktuator, der mit dem Axiallager verbindbar ist und dazu ausgebildet ist, einen Federweg der zweiten Feder einzustellen.
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Derartige Federbeine dienen dazu, Vibrationen von Rädern eines Kraftfahrzeugs gegenüber einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs zu dämpfen.
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In der Fahrwerkstechnik für Kraftfahrzeuge ist es allgemein bekannt, Federbeine zu verwenden, deren Federweg bzw. deren Dämpfungseigenschaften während der Fahrt einstellbar sind. Ein derartiges einstellbares Federbein ist beispielsweise aus der
DE 101 26 072 C1 bekannt, bei dem zwei Federn miteinander verbunden sind und eine der Federn über einen Hydraulikzylinder komprimierbar ist, um den Federweg des Federbeins insgesamt zu reduzieren. Nachteilig dabei ist es, dass der Federweg des Federbeins lediglich auf die Federeigenschaften der beiden Federn begrenzt ist und daher lediglich eine begrenzte Wahlmöglichkeit der Federeigenschaften bereitgestellt werden kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Federbein für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das verbesserte Einstellmöglichkeiten bietet.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Federbein dadurch gelöst, dass die zweite Feder mit dem zweiten Aktuator verbunden ist, der dazu ausgebildet ist, einen Abstand der zweiten Feder zu dem Stützlager einzustellen.
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Dadurch, dass das Federbein einen zweiten Aktuator aufweist, der mit der zweiten Feder verbunden ist, kann ein Abstand des Stützlagers des Federbeins relativ zu der zweiten Feder eingestellt werden, wodurch eine allgemeine Höhe des Federbeins eingestellt werden kann und entsprechend eine Fahrwerkshöhe des Kraftfahrzeugs erhöht werden kann bzw. individuell eingestellt werden kann. Dadurch sind eine flexiblere Einstellung der Federbeinhöhe und der Fahrwerkshöhe sowie eine flexiblere Einstellung der Federeigenschaften möglich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird somit vollständig gelöst.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Axiallager an einem Spannkolben in der axialen Richtung beweglich gelagert, wobei der Spannkolben mit dem ersten Aktuator verbunden ist, um den Spannkolben in axialer Richtung zu bewegen.
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Dadurch kann mit technisch geringem Aufwand eine einstellbare Reihenschaltung der beiden Federn des Federbeins realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Spannkolben einen Anschlag auf, um die Bewegung des Axiallagers in der axialen Richtung zu begrenzen.
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Dadurch ist eine Reduzierung des Federwegs der zweiten Feder mit technisch geringem Aufwand in kompakter Bauform möglich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützlager relativ zu dem Federbein beweglich gelagert.
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Dadurch kann im Allgemeinen die Höhe des Federbeins variiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Federteller mit dem ersten Aktuator verbunden.
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Dadurch kann die Bewegung des Axiallagers und entsprechend der Federweg der zweiten Feder begrenzt werden, wodurch insgesamt der Federweg des Federbeins reduziert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Federteller mit dem zweiten Aktuator verbunden.
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Dadurch ist mit technisch geringem Aufwand der Abstand zwischen dem Stützlager und dem Federteller einstellbar, wodurch die Höhe des Federbeins mit technisch geringem Aufwand einstellbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Aktuator mit dem Stützlager verbunden, um einen Abstand zwischen dem Federteller und dem Stützlager einzustellen.
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Dadurch ist die Höhe des Federbeins im Allgemeinen einstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Aktuator einen Anschlag auf, um die Bewegung des Stützlagers relativ zu dem Federteller zu begrenzen.
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Dadurch kann die einstellbare Höhe des Federbeins im Allgemeinen begrenzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite Aktuator als Hydraulikzylinder ausgebildet.
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Dadurch ist mit technisch geringem Aufwand eine effektive Betätigung der beiden Aktuatoren möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Feder in einer axialen Richtung an einem zweiten Federteller gelagert, wobei der zweite Federteller über ein Federelement an dem Dämpferbein gelagert ist.
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Dadurch kann ein Abstand zwischen dem zweiten Federteller und einem Federtellerhalter des Dämpferbeins beim Ausfedern der ersten Feder kompensiert werden.
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Insgesamt ist durch das erfindungsgemäße Federbein eine flexible Einstellung der Federeigenschaften und der Höhe des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs ermöglicht, da sowohl der Federweg des Federbeins als auch die Höhe des Federbeins im Allgemeinen eingestellt werden kann.
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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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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Federbeins für ein Kraftfahrzeug;
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2 eine schematische Darstellung eines Federbeins mit einstellbarem Federweg;
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3 eine schematische Schnittansicht des Federbeins aus 1;
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4 eine schematische Schnittansicht des Federbeins aus 3 in einer Einstellung mit normalem Federweg;
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5 eine schematische Schnittansicht des Federbeins aus 3 in einer Einstellung mit erhöhtem Federniveau; und
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6 eine schematische Schnittansicht des Federbeins aus 3 in einer Einstellung mit reduziertem Federweg.
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In 1 ist ein Federbein für ein Kraftfahrzeug in einer perspektivischen Ansicht gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Federbein 10 weist im Allgemeinen ein Dämpferbein 12 auf, in dem ein hier nicht dargestellter Kolben in axialer Richtung beweglich gelagert ist. Das Federbein 10 weist eine erste Feder 14 auf, die koaxial zu dem Dämpferbein 12 gelagert ist. Das Federbein 10 weist ferner eine zweite Feder 16 auf, die koaxial zu dem Dämpferbein 12 gelagert ist, wobei die erste Feder 14 und die zweite Feder 16 über ein bewegliches Axiallager 18 miteinander verbunden sind und in der axialen Richtung des Dämpferbeins 12 hintereinander an dem Dämpferbein 12 gelagert sind.
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Die erste Feder 14 und die zweite Feder 16 sind entsprechend über das bewegliche Axiallager 18 in Reihe geschaltet. Die zweiter Feder 16 ist in axialer Richtung an einem dem Axiallager 18 gegenüberliegenden Ende an einem erste Federteller 20 gelagert, der mit einem Stützlager 22 des Federbeins 10 verbunden ist. Das Stützlager 22 dient dazu, das Federbein 10 mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu verbinden und ist über eine Kolbenstange mit einem Kolben in dem Dämpferbein 12 verbunden, wie es im Folgenden näher erläutert ist. Die erste Feder 14 ist an einem dem Axiallager 18 in axialer Richtung gegenüberliegenden Ende mittels eines zweiten Federtellers 24 an dem Dämpferbein 12 gelagert.
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Mittels eines hier nicht dargestellten Aktuators ist die Bewegung des Axiallagers 18 in axialer Richtung begrenzbar, wodurch der Federweg der zweiten Feder 16 einstellbar ist. Dadurch kann der Federweg des Federbeins 10 auf den Federweg der ersten Feder 14 begrenzt werden, um den Federweg des Federbeins 10 im Allgemeinen zu reduzieren und dadurch beispielsweise einen Sportmodus bereitstellen zu können. Das Stützlager 22 ist relativ zu dem ersten Federteller in axialer Richtung beweglich gelagert, wobei ein Abstand zwischen dem Stützlager 22 und dem ersten Federteller 20 mittels eines zweiten Aktuators einstellbar ist. Dadurch lässt sich ein Niveau der Fahrzeugkarosserie relativ zu dem Untergrund einstellen, wodurch im Allgemeinen ein Liftsystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.
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Die Aktuatoren sind vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet, die durch separate Hydraulikleitungen 26, 28 mit Hydraulikdruck versorgt werden können.
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In 2 ist eine schematische Darstellung des Federbeins 10 in zwei unterschiedlichen Einstellungen gezeigt, wobei auf der linken Seite eine Einstellung mit normalem Federweg und auf der rechten Seite eine Einstellung mit reduziertem Federweg gezeigt ist.
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Das Federbein 10 weist den ersten Aktuator 30 auf, der das Axiallager 18 mit dem ersten Federteller 20 verbindet und den Federweg der zweiten Feder 16 einstellen bzw. begrenzen kann. Der zweite Aktuator 32 verbindet das Stützlager 22 mit dem ersten Federteller 20 und ist dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen dem Stützlager 22 und dem ersten Federteller 20 einzustellen. Das Stütztlager 22 ist über eine Kolbenstange 34 mit einem Kolben 36 verbunden, der in dem Dämpferbein 12 geführt ist.
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In der normalen Federwegeinstellung, die auf der linken Seite von 2 dargestellt ist, sind die Aktuatoren 30, 32 deaktiviert, so dass das Axiallager 18 frei beweglich ist und der Federweg der ersten Feder 14 und der zweiten Feder 16 voll ausgenutzt werden kann. Ferner liegt das Stützlager 22 auf dem ersten Federteller 20 auf, so dass insgesamt ein normales Niveau durch das Federbein 10 eingestellt ist.
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Bei der Einstellung, die auf der rechten Seite von 2 gezeigt ist, ist der erste Aktuator 30 aktiviert, so dass die axiale Beweglichkeit des Axiallagers 18 begrenzt ist und entsprechend der Federweg der zweiten Feder 16 begrenzt bzw. vollständig unterbunden ist. Dadurch ist insgesamt der Federweg des Federbeins 10 reduziert, so dass in dieser Einstellung ein Sportmodus bzw. ein Sportniveau bereitgestellt werden kann. Ein Minimalwert des Federwegs in dieser Einstellung auf den Federweg der ersten Feder 14 begrenzt.
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In 3 ist eine schematische Schnittansicht des Federbeins 10 aus 1 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
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Der Federteller 20, der die zweite Feder 16 in axialer Richtung abstützt, ist mit dem ersten Aktuator 30 und dem zweiten Aktuator 32 verbunden. Der erste Aktuator 30 und der zweite Aktuator 32 sind als Hydraulikaktuatoren ausgebildet, wobei die Aktuatoren 30, 32 an gegenüberliegenden Seiten des Federbeins 10 jeweils einen Hydraulikzylinder aufweisen, die entsprechend mit den Hydraulikleitungen 26, 28 verbunden sind. Die Hydraulikzylinder sind in der hier dargestellten Ausführungsform einstückig mit dem Federteller 20 ausgebildet. In den Hydraulikzylindern des ersten Aktuators 30 sind jeweils Hydraulikkolben beweglich gelagert, die mit einem Spannkolben 38 verbunden sind. Der Spannkolben 38 ist zylinderförmig ausgebildet und umgibt die Kolbenstange 34 koaxial, wobei das Axiallager 18 an dem Spannkolben 38 in axialer Richtung beweglich gelagert ist. Der Spannkolben 38 ist mit einem Kolbenhaken 40 verbunden, der einen axialen Anschlag 40 für das Axiallager 18 bildet. Der Spannkolben 38 ist mittels des ersten Aktuators 30 in axialer Richtung bewegbar, so dass die Bewegung des Axiallagers 18 an dem Spannkolben 38 durch den Anschlag 40 in axialer Richtung begrenzt wird und entsprechend der Federweg der zweiten Feder 16 einstellbar bzw. begrenzbar ist. Sofern der Hydraulikzylinder des ersten Aktuators 30 mit Hydrauliköl gefüllt wird, wird der Spannkolben 38 in Richtung des ersten Federtellers bzw. in Richtung des Stützlagers bewegt, so dass der Federweg der zweiten Feder 16 eingeschränkt wird. Dadurch ist ein entsprechend geringerer Federweg des Federbeins 10 einstellbar, wodurch beispielsweise ein Sportmodus des Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann.
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Das Stützlager 22 ist in axialer Richtung relativ zu dem ersten Federteller 20 beweglich gelagert und über ein Verstellelement 42 mit einem Hydraulikkolben des zweiten Aktuators 32 verbunden. Sofern der Hydraulikzylinder des zweiten Aktuators 32 über die Hydraulikleitung 26 mit Hydrauliköl befüllt wird, wird das Stützlager 22 relativ zu dem ersten Federteller 20 in axialer Richtung bewegt, so dass ein Abstand zwischen dem Stützlager 22 und dem ersten Federteller 20 eingestellt werden kann. Dadurch kann die Länge des Federbeins 10 eingestellt bzw. erhöht werden, so dass eine größere Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann.
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An dem zweiten Aktuator 32 ist ein Anschlag 44 ausgebildet, um die Bewegung des Verstellelements 42 in axialer Richtung zu begrenzen.
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Der erste Aktuator 30 und der zweite Aktuator 32 sind von einer Kolbenhülse 46 umgeben, die in radialer Richtung zwischen der zweiten Feder 16 und der Kolbenstange 34 angeordnet ist.
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Insgesamt kann durch die zwei Aktuatoren 30, 32 das Federbein 10 sowohl mit einem reduzierten Federweg in einem Sportmodus als auch mit einer erhöhten Federbeinlänge betrieben werden, so dass die Flexibilität des Federbeins 10 insgesamt erhöht ist.
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Die erste Feder 14 ist in axialer Richtung an einem dem Axiallager 18 gegenüberliegenden Ende an dem zweiten Federteller 24 gelagert, wobei der zweite Federteller 24 über einen Federtellerhalter 48 an dem Dämpferbein 12 gelagert ist. Zwischen dem zweiten Federteller 24 und dem Federtellerhalter 48 ist ein Federelement 50 angeordnet, um im Sportmodus, wenn die zweite Feder 16 zusammengedrückt ist, einen Spalt zwischen dem zweiten Federteller 24 und dem Federtellerhalter 48 zu kompensieren.
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In 4 ist eine schematische Schnittansicht des Federbeins 10 in einem Zustand gezeigt, bei dem das Federbein 10 in einem normalen Niveau betrieben wird. Die Aktuatoren 30, 32 sind in diesem Zustand deaktiviert bzw. nicht mit Hydraulikdruck beaufschlagt, so dass das Axiallager 18 an dem Spannkolben 38 in axialer Richtung frei beweglich ist und die erste Feder und die zweite Feder somit in Reihe geschaltet sind und ihre volle Federkraft und ihren vollen Federweg ausbilden können. Ferner liegt durch den deaktivierten zweiten Aktuator 32 das Stützlager 22 an dem ersten Federteller 20 an, so dass die Länge des Federbeins 10 im Allgemeinen nicht erhöht ist. In diesem Zustand hat das Federbein 10 ein normales Niveau und eine normale Federeigenschaft.
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In 5 ist eine schematische Schnittansicht des Federbeins 10 in einem Zustand gezeigt, in dem das Federbein 10 eine erhöhte Länge bzw. ein erhöhtes Niveau aufweist. Der Hydraulikzylinder des zweiten Aktuators 32 ist durch die Hydraulikleitung 26 mit Hydrauliköl gefüllt, so dass das Verstellelement 42 angehoben ist und das Stützlager 22 von dem ersten Federteller 20 beabstandet ist. Dadurch ist eine erhöhte Federbeinlänge einstellbar, wodurch eine erhöhte Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs erzielt werden kann. Der Anschlag 44 begrenzt die Bewegung des Verstellelements 42 bzw. des Hydraulikkolbens des zweiten Aktuators 32 in axialer Richtung. Die erste und die zweite Feder 14, 16 sind voll beweglich gelagert, wie es in 4 dargestellt ist, so dass dieselben Federeigenschaften wie im Normalmodus erzielt werden können.
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In 6 ist eine schematische Schnittansicht des Federbeins 10 in einer Einstellung mit reduziertem Federweg gezeigt. Dabei ist der Hydraulikzylinder des ersten Aktuators 30 mit Hydrauliköl gefüllt, so dass der Spannkolben 38 in Richtung des ersten Federtellers 20 bewegt ist. Durch den Anschlag 14 wird das Axiallager 18 in Richtung des ersten Federtellers 20 bewegt bzw. wird die Bewegung des Axiallagers 18 in axialer Richtung begrenzt, so dass der Federweg der zweiten Feder 16 eingeschränkt ist bzw. die zweite Feder 16 vollständig zusammengedrückt ist. Dadurch ist der Federweg des Federbeins 10 auf den Federweg der ersten Feder 14 begrenzt und entsprechend reduziert. Dadurch kann ein Sport-Modus mit geringerem Federweg und geringerem Bodenabstand des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
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Insgesamt können mit dem Federbein 10 drei unterschiedliche Niveaus bzw. drei unterschiedliche Fahrmodi bereitgestellt werden: ein Modus für den Normalbetrieb, ein Modus für den Betrieb mit erhöhtem Bodenabstand und ein Sportmodus mit reduziertem Bodenabstand.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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