-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell, umfassend eine Basisstruktur und mehrere mit dieser über jeweils eine Radaufhängung verbundene Räder. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell nach der gattungsgemäßen, im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
-
Bei Kraftfahrzeug-Fahrgestellen umfassen die Radaufhängungen, über welche die Räder mit der Basisstruktur verbunden sind, üblicherweise eine Feder sowie einen Stoßdämpfer. Bekannt sind dabei unterschiedliche Möglichkeiten, was die Ausführung der Feder (Schraubenfedern, Blattfedern, Torsionsfedern) sowie deren räumliche Anordnung zu den übrigen Komponenten der Radaufhängung, namentlich relativ zu dem zugeordneten Stoßdämpfer angeht. Eine insbesondere bei lenkbaren (Vorder-)Rädern verbreitet eingesetzte Variante bilden sog. McPherson-Federbeine, bei denen ein Stoßdämpfer innerhalb einer als Schraubenfeder ausgeführten Feder angeordnet ist. Insbesondere bei nicht-lenkbaren (Hinter-)Rädern sind demgegenüber im erheblichen Umfang Radaufhängungen anzutreffen, bei denen ein Stoßdämpfer außerhalb einer als Schraubenfeder ausgeführten Feder angeordnet ist.
-
Es ist weiterhin bekannt, Kraftfahrzeuge mit einer Höhen-Verstelleinrichtung auszustatten, um bei Bedarf (z. B. beim Befahren von Rampen oder dergl.) die Bodenfreiheit erhöhen bzw. die Basisstruktur (z. B. zur Kraftstoffeinsparung bei Autobahnfahrt) absenken zu können. Typischerweise, wenngleich nicht zwingend, greift dabei die betreffende Höhen-Verstelleinrichtung in einen der Fußpunkte der Feder der betreffenden Radaufhängung ein und verändert diesen, wobei prinzipiell nicht entscheidend ist, ob der der Basisstruktur oder aber der dem betreffenden Rad zugeordnete Federfußpunkt verstellt wird; der Unterschied besteht im Wesentlichen allein darin, dass in einem Fall die Basisstruktur des Fahrzeugs relativ zur Feder angehoben bzw. abgesenkt wird, und im anderen Fall die Basisstruktur des Fahrzeugs samt Feder relativ zum zugeordneten Rad. Neben pneumatischen und elektrischen Federfußpunkt-Verstellantrieben (vgl. z.B.
DE 102007051971 B4 ) sind insbesondere auch hydraulische Federfußpunkt-Verstellantriebe bekannt, beispielsweise aus der
DE 3223195 A1 , der
DE 102009047100 A1 , der
US 5181696 A , der
EP 2301773 A1 , der
JP 2010-149550 A , der
WO 2014/142160 A1 und der
DE 102014018788 B3 . Eine der jeweiligen Radaufhängung zugeordnete hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung wird dabei gesteuert von einem Hydraulikaggregat beaufschlagt. Dabei kann für mehrere Radaufhängungen ein gemeinsames, zentrales Hydraulikaggregat vorgesehen sein; oder aber es können mehrere dezentrale, der jeweiligen Radaufhängung zugeordnete Hydraulikaggregate vorgesehen sein, welche jeweils nur eine einzige hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung beaufschlagen.
-
Ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell, bei dem mindestens einer Radaufhängung eine hydraulische Höhen-Verstelleinrichtung mit einer auf einen Fußpunkt der Feder einwirkenden Zylinder-Kolben-Anordnung zugeordnet ist, wobei ein Heben-Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung von einem dem betreffenden Rad zugeordneten dezentralen, einen Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit und eine durch einen Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe umfassenden Hydraulikaggregat beaufschlagbar ist, ist beispielsweise aus der vorstehend bereits erwähnten
DE 102014018788 B3 bekannt.
-
Die
DE 3223195 A1 offenbart ein gattungsgemäßes, eine Basisstruktur und mehrere mit dieser über jeweils eine Radaufhängung verbundene Räder umfassendes Kraftfahrzeug-Fahrgestell, bei dem der Heben-Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung der jeweiligen hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung über eine hydraulische Leitungsanordnung mit einem Speichermodul in Verbindung steht, welches einen über einen Energiespeicher vorgespannten, vom Vorratsbehälter verschiedenen hydraulischen Ausgleichsraum umfasst. Dabei werden die Zylinder-Kolben Anordnungen - über ein Wegeventil und eine Leitungsanordnung - aus einem zentralen Speichermodul heraus beaufschlagt, welches von einem zentralen Hydraulikaggregat (z.B. das der Servolenkung zugeordnete Hydraulikaggregat) geladen wird.
-
Die
DE 102011084089 A1 offenbart eine Fahrzeug-Radaufhängung mit einer den Fahrzeugaufbau abstützenden Tragfeder und einem dieser parallel geschalteten hydraulischen Schwingungsdämpfer. Dieser umfasst eine erst bei größeren Ausfederwegen zur Wirkung kommende Zuganschlagfeder. Deren Abstützpunkt gegenüber dem Dämpfergehäuse ist mittels einer hydraulischen Kolbenanordnung verlagerbar. Die der Beaufschlagung der Kolbenanordnung dienende Pumpe fördert Hydraulikflüssigkeit aus einem bzw. in einen mittels einer Feder auf einen Vorspanndruck eingestellten Vorratsbehälter.
-
Im Lichte des vorstehend aufgezeigten Standes der Technik ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell der gattungsgemäßen Art, bei dem sich die Höhe der Basisstruktur oberhalb der Fahrbahn aktiv verändern lässt, bereitzustellen, das sich durch eine bisher nicht bekannte Praxistauglichkeit auszeichnet. Namentlich soll ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell mit einer zuverlässig und bei typischen Anforderungen besonders effektiv arbeitenden kompakten Höhen-Verstelleinrichtung bereitgestellt werden.
-
Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch das Kraftfahrzeug-Fahrgestell nach Anspruch 1.
-
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Fahrgestell zeichnet sich somit unter anderem dadurch aus, dass das Speichermodul gemeinsam mit dem Hydraulikaggregat eine Baugruppe bildet, wobei die hydraulische Höhen-Verstelleinrichtung eine komplexe, das Hydraulikaggregat und die zugeordnete Zylinder-Kolben-Anordnung umfassende elektro-hydraulische Verstell-Baugruppe umfasst, von der, wie weiter unten näher dargelegt, bevorzugt jedenfalls der Elektromotor des Hydraulikaggregats zumindest teilweise in die Schraubenfeder hineinragt. Jene komplexe elektro-hydraulische Verstell-Baugruppe umfasst einen Adapter, in welchen die Zylinder-Kolben-Anordnung dergestalt integriert ist, dass zwischen der Hydraulikpumpe und der Zylinder-Kolben-Anordnung keinerlei freiliegende Hydraulikleitungen existieren. Der Adapter bildet dabei die mechanische Schnittstelle zur zugeordneten Schraubenfeder; diese stützt sich somit an einer Federauflage ab, welche einen Teil der elektro-hydraulischen Verstell-Baugruppe darstellt. Ein besonderer Vorzug dieser Weiterbildung besteht darin, dass sich besonders kompakte hydraulische HöhenVerstelleinrichtungen realisieren lassen, die zudem infolge werksseitiger Vormontage von Speichermodul und Hydraulikaggregat zu einer Baugruppe mit anschließender Funktionsprüfung besonders zuverlässig sind.
-
Der Adapter umfasst dabei einen Grundköper und einen auf diesem verschiebbar geführten, die weiter oben bereits angesprochene Federauflage aufweisenden Betätigungsabschnitt. Bevorzugt ist dabei der (ringförmige) hydraulische Arbeitsraum - und ggf. auch der (ringförmige) Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter - zwischen einem Gehäuseabschnitt des Grundkörpers und dem Betätigungsabschnitt des Adapters in diesen integriert ausgeführt. Der Gehäuseabschnitt, welcher besonders bevorzugt mit der Basisstruktur der KraftfahrzeugKarosserie verbunden ist, umschließt dabei einen Adapterkern, an dessen äußerer Umfangsfläche, d. h. in der Trennfläche zwischen dem Adapterkern und einem diesen umgebenden Mantelbereich des Gehäuseabschnitts hydraulische Fluidkanäle ausgeführt sind. Eine solche Anordnung von (zuströmseitigen und/oder abströmseitigen) Fluidkanälen erlaubt eine Ausführung der Pumpeneinheit mit geringstmöglichen Abmessungen, was der Anordnung auch der Hydraulikpumpe des Hydraulikaggregats in dem von der Schraubenfeder umschlossenen Raum entgegenkommt.
-
Indem an den Heben-Arbeitsraum der (auf einen Fußpunkt der Feder der betreffenden Radaufhängung einwirkenden) Zylinder-Kolben-Anordnung der hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung - über eine hydraulische Leitungsanordnung - ein Speichermodul angebunden ist, welches einen über einen Energiespeicher vorgespannten, von dem das Hydraulikaggregat speisenden Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit verschiedenen hydraulischen Ausgleichsraum umfasst, lässt sich eine bisher nicht bekannte, für deren praktische Anwendung jedoch außerordentlich vorteilhafte Betriebscharakteristik der hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung erreichen.
-
So lässt sich insbesondere, nämlich im Falle der Ausführung des Speichermoduls - gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung - als aktives Verstellmodul mit einer zwischen dem Heben-Arbeitsraum und dem hydraulischen Ausgleichsraum angeordneten schaltbaren Ventileinheit erreichen, dass selbst im Falle der Verwendung ausgesprochen kleiner, leichter und kompakter Hydraulikaggregate, deren dezentrale Anordnung direkt an den Radaufhängungen allenfalls minimale Auswirkungen auf die strukturelle Ausführung der betreffenden Radaufhängungen hat, eine vergleichsweise hochdynamische aktive Verstellung Höhe der Basisstruktur oberhalb der Fahrbahn durch die hydraulische Höhen-Verstelleinrichtung möglich ist. Denn durch Speicherung von hydraulischer Energie in dem Speichermodul mit der Möglichkeit, durch entsprechende Ansteuerung der weiterhin erfindungsgemäß vorgesehenen Ventileinheit den Heben-Arbeitsraum der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung aus dem über einen Energiespeicher vorgespannten hydraulischen Ausgleichsraum heraus zu beaufschlagen, lässt sich Dynamik der Verstelleinrichtung von der Leistungsfähigkeit des Hydraulikaggregats entkoppeln. Dieses kann den Ausgleichsraum des Speichermoduls über einen ungleich längeren Zeitraum laden, als die Beaufschlagung des Heben-Arbeitsraums der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung aus dem hydraulischen Ausgleichsraum heraus dauert.
-
Mit besonderem Vorteil umfasst dabei die schaltbare Ventileinheit zwei in Reihe geschaltete 2/2-Wegeventile, wobei ein die beiden 2/2-Wegeventile miteinander verbindender Leitungsabschnitt mit dem Hydraulikaggregat verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich die Phasen des Ladens des hydraulischen Ausgleichsraums des Speichermoduls durch das Hydraulikaggregat einerseits und der Beaufschlagung der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung aus dem hydraulischen Ausgleichsraum heraus andererseits mit einfachen Mitteln zuverlässig steuern.
-
In Abhängigkeit von der Einbausituation sowie von weiteren Einflussgrößen ist dabei, in weiterhin besonders bevorzugter Weiterbildung der Erfindung, der Energiespeicher des Speichermoduls in Form eines Gasdruck-Volumens oder aber in Form einer mechanischen Federeinheit ausgeführt. Andere bekannte Formen von Energiespeichern können allerdings ebenfalls zur Erzeugung eines Vordrucks in dem hydraulischen Ausgleichsraum in Betracht kommen.
-
Gemäß einer Alternative zu der vorstehend erläuterten ersten Weiterbildung der Erfindung ist das Speichermodul als passives Dämpfmodul mit einer permanent mit dem Heben-Arbeitsraum kommunizierenden Druckstoß-Dämpfeinheit ausgeführt, wobei der hydraulische Ausgleichsraum des Speichermoduls einen Verdrängungsraum der Druckstoß-Dämpfeinheit bildet. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung „schluckt“ der permanent mit dem Heben-Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung der hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung kommunizierende hydraulische Ausgleichsraum des Speichermoduls Druckstöße, welche in dem Heben-Arbeitsraum - insbesondere beim Überfahren einer Fahrbahnunebenheit mit dem betreffenden Rad - generiert werden. Für diese Funktion ist besonders vorteilhaft, wenn der hydraulische Ausgleichsraum über eine Strömungsdrossel mit dem Heben-Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung in Verbindung steht. Die Strömungsdrossel kann dabei gezielt auf den dem betreffenden Rad zugeordneten Stoßdämpfer abgestimmt sein, namentlich dergestalt, dass die Bandbreite der effektiven Dämpfung verbreitert wird. So kann in einem (durch ein bestimmtes erstes Frequenzband charakterisierten) ersten Bereich von auf das Rad einwirkenden Stößen primär der Stoßdämpfer dämpfend wirken, wohingegen in einem (durch ein bestimmtes zweites Frequenzband charakterisierten) zweiten Bereich von auf das Rad einwirkenden Stößen primär die Druckstoß-Dämpfeinheit des durch das Speichermodul realisierten passiven Dämpfmoduls dämpfend wirkt.
-
Wenngleich auch im Rahmen dieser Weiterbildung der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Vordrucks in dem hydraulischen Ausgleichsraum andere bekannte Formen von Energiespeichern in Betracht kommen können, so ist doch wiederum - in Abhängigkeit von der Einbausituation sowie von weiteren Einflussgrößen - der Energiespeicher des Speichermoduls bevorzugt in Form eines Gasdruck-Volumens oder aber in Form einer mechanischen Federeinheit ausgeführt. Im zuletzt genannten Fall umfasst die mechanische Federeinheit besonders bevorzugt einen eine Feder beherbergenden volumenveränderlichen, mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Federraum, in den eine mit einer Strömungsdrossel bestückte Ausgleichsleitung mündet.
-
Mit besonderem Vorteil lässt sich die vorliegende Erfindung bei solchen Fahrgestellen realisieren, bei denen die Feder der betreffenden Radaufhängung als Schraubenfeder ausgeführt und der Stoßdämpfer außerhalb der Feder angeordnet ist, wobei sich zudem zumindest ein Teil des Hydraulikaggregats in dem von der Schraubenfeder umschlossenen Innenraum befindet. Insbesondere kann sich dabei der Elektromotor des (dezentralen, allein die Zylinder-Kolben-Anordnung der Höhen-Verstelleinrichtung des betreffenden Rades beaufschlagenden) Hydraulikaggregats zumindest teilweise, idealerweise sogar vollständig in dem von der Schraubenfeder umschlossenen Innenraum befinden. Vorteilhafterweise befindet sich dabei auch noch die Pumpe des Hydraulikaggregatds und/oder das Speichermodul zumindest zum Teil in dem von der Schraubenfeder umschlossenen Innenraum und/oder in dessen axialer Verlängerung.
-
Dadurch, dass zumindest der Elektromotor des (dezentralen, allein die Zylinder-Kolben-Anordnung der Höhen-Verstelleinrichtung des betreffenden Rades beaufschlagenden) Hydraulikaggregats (zumindest teilweise) in dem von der Schraubenfeder umschriebenen Raum untergebracht und der dem betreffenden Rad zugeordnete Stoßdämpfer außerhalb der Schraubenfeder angeordnet ist, lassen sich eine Höhenverstellung des Kraftfahrzeug-Fahrgestells erlaubende und trotzdem außerordentlich kompakte Radaufhängungen realisieren. Zudem schützt die Schraubenfeder den Elektromotor des Hydraulikaggregats vor einer Beschädigung durch größere Fremdkörper wie Steine oder dergleichen. Infolgedessen kann der Elektromotor des Hydraulikaggregats, was die Dimensionierung seiner Bauteile angeht, auf geringere mechanische Belastungen ausgelegt sein als im Falle eines freiliegenden Elektromotors. Bei geschickter Gestaltung der übrigen Komponenten kann im Übrigen die erfindungsgemäße Anordnung des Elektromotors des Hydraulikaggregats dazu beitragen, dass auf längere und/oder freiliegende Hydraulikleitungen zwischen der - besonders bevorzugt ebenfalls innerhalb der Schraubenfeder untergebrachten - Hydraulikpumpe des Hydraulikaggregats und der Zylinder-Kolben-Anordnung der Höhen-Verstelleinrichtung verzichtet werden kann. Die Abwesenheit freiliegender Hydraulikleitungen wirkt sich positiv auf die Zuverlässigkeit des Systems aus. Und von der Möglichkeit besonders kurzer Hydraulikleitungen profitieren (aufgrund hoher Steifigkeit und Ansprechgeschwindigkeiten) die Betriebseigenschaften des Systems.
-
In abermals bevorzugter Weiterbildung umfasst die hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung dabei einen ringförmigen hydraulischen Arbeitsraum, der besonders bevorzugt den Elektromotor des Hydraulikaggregats und/oder dessen Hydraulikpumpe umgibt. Und besonders bevorzugt ist somit auch der ringförmige hydraulische Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung (zumindest teilweise) innerhalb der Schraubenfeder angeordnet. Letztere kann auf diese Weise auch die Zylinder-Kolben-Anordnung vor einer mechanischen Beschädigung schützen, was wiederum im Hinblick auf die Zuverlässigkeit des Systems einen unschätzbaren Vorteil darstellt.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter (ebenfalls) ringförmig ausgeführt; und besonders bevorzugt ist (auch) er zumindest teilweise innerhalb der Schraubenfeder angeordnet und/oder umgibt (auch) er den Elektromotor des Hydraulikaggregats und/oder dessen Hydraulikpumpe. Ganz besonders bevorzugt weist jener ringförmige Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter dabei ein gegensinnig zum Volumen des hydraulischen Arbeitsraumes der Zylinder-Kolben-Anordnung veränderbares Volumen auf. Letzteres trägt dazu bei, dass der Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter nur besonders wenig Bauraum beansprucht. Minimal kann jener Bauraum dann sein, wenn die Querschnittsflächen des ringförmigen Arbeitsraumes und des ringförmigen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälters identisch sind; denn in diesem Falle bedarf es keinerlei Ausgleichsvolumens, weil sich bei einer Betätigung der Höhen-Verstelleinrichtung das Volumen des Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälters exakt um das Gleiche Maß reduziert wie das des hydraulischen Arbeitsraumes zunimmt bzw. umgekehrt. Der Wegfall eines Ausgleichsvolumens gestattet die Realisierung eines ganz besonders kompakten Systems.
-
Gemäß dem hohen Grad an Komplexität ist weiterhin besonders bevorzugt in den Adapter das Pumpengehäuse der zugeordneten Hydraulikpumpe dergestalt integriert, dass der Pumpenrotor in einem in dem Adapter ausgeführten Hohlraum rotiert. Auch dies ist eine Möglichkeit, den erforderlichen Bauraum besonders klein zu halten, was bei bestimmten Konstellationen überhaupt erst die erfindungsgemäße teilweise Unterbringung des Hydraulikaggregats in dem von der Schraubenfeder umschlossenen Raum ermöglicht.
-
Der Adapterkern ist bevorzugt zylindrisch ausgeführt und dichtend in einem korrespondierenden zylindrischen Hohlraum des Gehäuseabschnitts des Adapter-Grundkörpers fixiert. Insbesondere können der Adapterkern und der Gehäuseabschnitt mittels eines Schrumpfverfahrens dauerhaft fest und dicht miteinander verbunden sein.
-
Durch die Integration von Fluidkanälen in die Trennfläche von Adapterkern und Gehäuseabschnitt, indem auf der Umfangsfläche des Adapterkerns Nuten existieren, welche durch die korrespondierende Innenfläche des Hohlraumes des Gehäuseabschnitts abgedeckt sind, lassen sich selbst schaltungstechnisch komplexe Hydraulikschaltungen auf minimalem Bauraum unterbringen. Dies ermöglicht besonders kompakte Strukturen. Dies wiederum ist ein zentraler Aspekt für die - gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehene - Unterbringung entscheidender Teile der Höhenverstelleinrichtung innerhalb der als Schraubenfeder ausgeführten Feder der jeweiligen Radabstützung.
-
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Hydraulikaggregat bevorzugt zumindest teilweise von einem Schutzrohr umgeben. Der hierdurch verbesserte Schutz des Hydraulikaggregats vor Beschädigung wirkt sich im Sinne einer gesteigerten Betriebssicherheit aus. Das Schutzrohr kann dabei insbesondere relativ zum Hydraulikaggregat bewegbar sein, beispielsweise indem es eine Verlängerung des (weiter oben erwähnten) Betätigungsabschnitts darstellt.
-
Im Hinblick auf die vorstehende Darlegung technischer Details diverser bevorzugter Weiterbildungen der Erfindung wird ergänzend auf die
DE 102015119637 A1 verwiesen, in der die entsprechenden Merkmale im Zusammenhang mit einer hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung ohne das erfindungsgemäß vorgesehene Speichermodul erläutert sind.
-
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Nachdem es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nur hierauf, nicht indessen auf die - hinreichend bekannten - sonstigen Ausführungsmerkmale des betreffenden Kraftfahrzeug-Fahrgestells ankommt, zeigt
- 1 lediglich - in einem Vertikalschnitt - eine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführte Höhen-Verstelleinrichtung einer Radaufhängung, und zwar in einer der maximal angehobenen Lage des Fahrgestells entsprechenden Konfiguration. Weiterhin zeigen
- 2 den hydraulischen Schaltplan zu dem in 1 veranschaulichten bevorzugten ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
- 3 den hydraulischen Schaltplan zu einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 4 den hydraulischen Schaltplan zu einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 5 den hydraulischen Schaltplan zu einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 6 den hydraulischen Schaltplan zu einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
- 7 den hydraulischen Schaltplan zu einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Die in 1 der Zeichnung veranschaulichte Höhen-Verstelleinrichtung ist Teil eines als solches dem allgemein bekannten Stand der Technik entsprechenden (und daher nicht gezeigten) Kraftfahrzeug-Fahrgestells, welches eine Basisstruktur 1 und mehrere mit dieser über jeweils eine Radaufhängung verbundene Räder umfasst. Zumindest jene Radaufhängung, der die in der Zeichnung gezeigte Höhen-Verstelleinrichtung zugeordnet ist, weist eine als Schraubenfeder 2 ausgeführte Feder 3 und einen außerhalb der Feder 3 angeordneten (nicht gezeigten) Stoßdämpfer auf.
-
Die gezeigte hydraulische Höhen-Verstelleinrichtung wirkt dergestalt auf den oberen Fußpunkt 4 der Schraubenfeder 2 ein, dass der Abstand des oberen Fußpunktes 4 der Schraubenfeder 2 zur Basisstruktur 1 des Kraftfahrzeug-Fahrgestells veränderbar ist. Hierzu ist die hydraulische Höhen-Verstelleinrichtung als eine komplexe Verstell-Baugruppe 5 ausgeführt. Diese umfasst einen Adapter 6, welcher seinerseits namentlich einen Grundkörper 7 und einen auf diesem verschiebbar geführten Betätigungsabschnitt 8 umfasst. Während der Grundkörper 7 des Adapters 6 mit der Basisstruktur 1 des Fahrgestells verbunden ist, weist der Betätigungsabschnitt 8 eine Federauflage 9 auf, an welcher sich die Schraubenfeder 2 im Bereich ihres oberen Fußpunktes 4 abstützt.
-
Der Grundkörper 7 des Adapters 6 umfasst als Hauptkomponenten einen der Verbindung mit der Basisstruktur 1 dienenden Stützteller 10, einen Gehäuseabschnitt 11 und einen darin aufgenommenen Adapterkern 12. Der Gehäuseabschnitt 11 weist eine durch einen Bund 13 in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich unterteilte zylindrische Oberfläche auf. Auf dieser ist der (dreiteilige) Betätigungsabschnitt 8 längs der Achse X verschiebbar geführt, und zwar mittels der Dichtungen 14 oben und unten abgedichtet. Der auf dem Gehäuseabschnitt 11 ausgeführte Bund 13 ist mittels der in eine umlaufende Nut eingelegten Ringdichtung 15 gegenüber der zylindrischen Innenfläche 16 des Betätigungsabschnitts 8 abgedichtet. Er stellt einen Ringkolben 17 dar, welcher gemeinsam mit der inneren Oberfläche 16 des Betätigungsabschnitts 8 und der äußeren Oberfläche des Gehäuseabschnitts 11 in dessen unteren und dessen oberen Bereich einerseits einen ringförmigen hydraulischen Arbeitsraum 18 und andererseits einen ringförmigen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter 19 definiert. In diesem Sinne bilden die miteinander zusammenwirkenden Bereiche des Gehäuseabschnitts 11 des Adapters 6 einerseits und des Betätigungsabschnitts 8 andererseits eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung 20 aus.
-
Der Beaufschlagung der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 20 der hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung dient das Hydraulikaggregat 21. Dieses umfasst den innerhalb des Gehäuseabschnitts 11 angeordneten Elektromotor 22 und die von diesem über die - mit der Motorwelle 23 verbundene - Kupplung 24 angetriebene, als Radialkolbenpumpe ausgeführte Hydraulikpumpe 25. Das Pumpengehäuse der Hydraulikpumpe 25 ist in den Adapter 6 integriert, indem der Rotor 26 der Hydraulikpumpe in einem in dem Adapterkern 12 ausgeführten Aufnahmehohlraum untergebracht 27 ist. Der Anschluss der Hydraulikpumpe 25 an das hydraulische System erfolgt über in dem Adapterkern 12 ausgeführte Hydraulikleitungen bzw. -bohrungen 28 sowie auf der Oberfläche des Adapterkerns 12 ausgeführte Nuten 29, welche gemeinsam mit der Innenfläche des den Adapterkern 12 umgebenden Gehäuseabschnitts 11 hydraulische Strömungskanäle 30 definieren. An diese Strömungskanäle 30 sind über den Gehäuseabschnitt 11 durchsetzende Bohrungen 31 einerseits der ringförmige hydraulische Arbeitsraum 18 und andererseits der ringförmige Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter 19 angeschlossen.
-
Indem der Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter
19 ein gegensinnig zum Volumen des hydraulischen Arbeitsraumes
18 der Zylinder-Kolben-Anordnung
20 veränderbares Volumen aufweist, wobei - infolge der beiderseits identischen Stirnfläche des Ringkolbens
17 - die Summe der Volumina von Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter
19 und hydraulischem Arbeitsraum
18 konstant ist, wird zum Anheben des Fahrwerks Hydraulikflüssigkeit aus dem ringförmigen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter
19 mittels der Hydraulikpumpe
25 direkt und unmittelbar in den hydraulischen Arbeitsraum
18 gefördert. Für das Absenken des Fahrwerks (allein aufgrund des Fahrzeuggewichts) wird ein Rückströmungsweg zwischen dem hydraulischen Arbeitsraum
18 und dem ringförmigen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter
19 geöffnet. Eine hierzu geeignete hydraulische Schaltung ist beispielsweise Gegenstand des deutschen Patents
DE 10 2014 018 788 B3 . Die erforderliche Ventiltechnik, beispielsweise das mindestens eine dem Halten des Fahrwerks auf der eingestellten Höhe dienende Rückschlagventil, ist in dem Adapterkern
12 untergebracht. Infolge der direkten Strömung von Hydraulikflüssigkeit aus dem ringförmigen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter
19 in den ringförmigen hydraulischen Arbeitsraum
18 (und umgekehrt), ist ein Ausgleichsraum für Hydraulikflüssigkeit nicht erforderlich. Der in dem Adapterkern
12 ausgeführte, durch einen in dem Gehäuseabschnitt
11 aufgenommenen Einsatz
34 begrenzte Raum
32 stellt daher primär ein Hydraulikflüssigkeits-Reservoir dar, aus welchem heraus eine allfällige Leckage ersetzt wird.
-
Die besondere Anordnung der vorstehend angesprochenen Teile und Komponenten der hydraulischen Höhen-Verstelleinrichtung ist 1 der Zeichnung unmittelbar entnehmbar. Namentlich ist ersichtlich, dass der Elektromotor 22 des Hydraulikaggregats 21 ebenso innerhalb der Schraubenfeder 2 angeordnet ist wie der ringförmige hydraulische Arbeitsraum 18, der im Übrigen - jedenfalls bei angehobenem Fahrwerk - den Elektromotor 22 des Hydraulikaggregats 21 umgibt. Der - ebenfalls innerhalb der Schraubenfeder 2 angeordnete - ringförmige Hydraulikflüssigkeits-Vorratsbehälter 19 umgibt demgegenüber die Hydraulikpumpe 25. Ebenfalls ist erkennbar, dass bei der gezeigten elektro-hydraulischen Verstell-Baugruppe die Zylinder-Kolben-Anordnung 20 dergestalt in den Adapter 6 integriert ist, dass zwischen der Hydraulikpumpe 25 und der Zylinder-Kolben-Anordnung 20 keinerlei freiliegende Hydraulikleitungen existieren.
-
Erkennbar ist weiterhin, dass der Betätigungsabschnitt 8 nach unten rohrförmig verlängert ist, wodurch ein das Hydraulikaggregat 21 außen umgebendes Schutzrohr 33 entsteht.
-
Der weiter oben bereits erwähnte, in dem Gehäuseabschnitt 11 aufgenommene Einsatz 34 ist büchsenförmig ausgeführt. Er umfasst einen den Raum 32 nach oben hin abschließenden Boden 35 und einen zylindrischen Wandabschnitt 36. In letzterem ist ein Kolben 37 längs der Achse X verschiebbar dichtend geführt. Gemeinsam mit dem Boden 35 und dem zylindrischen Wandabschnitt 36 des Einsatzes 34 begrenzt der Kolben 37 einen hydraulischen Ausgleichsraum 38. Dieser ist über eine - u. a. in dem Adapterkern 12 ausgeführte - hydraulische Leitungsanordnung 39, die mit dem dem ringförmigen hydraulischen Arbeitsraum 18 zugeordneten Strömungskanal 30 und der betreffenden Bohrung 31 kommuniziert, an den hydraulischen Arbeitsraum 18 angeschlossen.
-
Auf den Kolben 37 wirkt eine mechanische Federeinheit 40 in Form der sich an dem Stützteller 10 abstützende Feder 41. Hierdurch ist ein Energiespeicher 42 bereit gestellt, der den hydraulischen Ausgleichsraum 38 vorspannt. In Kombination miteinander wirken der Energiespeicher 42 und der von diesem vorgespannte hydraulische Ausgleichsraum 38 als Speichermodul 43.
-
Zu den sechs verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele betreffenden Hydraulikschaltplänen nach den
2 bis
7 gelten, soweit nicht aus den nachstehenden Darlegungen Gegenteiliges ergibt, grundsätzlich die der
DE 102014018788 B3 entnehmbaren
-
Bei der Schaltungsanordnung nach 2 ist das Speichermodul 43, mit dem der Heben-Arbeitsraum 18 der Zylinder-Kolben-Anordnung 20 über die hydraulische Leitungsanordnung 39 in Verbindung steht, samt der maßgeblichen Komponenten veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist, ebenso wie bei der Ausführungsform nach 1, das Speichermodul 43 als passives Dämpfmodul 44 ausgeführt; der hydraulische Ausgleichsraum 38 bildet einen Verdrängungsraum 45 einer Druckstoß-Dämpfeinheit 46. Im Vergleich zu der in 1 gezeigten Ausführungsform sind zwei Punkte erwähnenswert. Zum einen ist hier der Vorratsbehälter 19 ganz allgemein schematisch veranschaulicht, unabhängig von einer möglichen teilweisen oder vollständigen Integration in die Zylinder-Kolben-Anordnung 20, wie sie im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde. Zum anderen ist hier der die mechanische Federeinheit 40 aufnehmende Raum 47 nicht mit Luft, sondern mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, so dass er über eine Ausgleichsleitung 48 mit dem Vorratsbehälter 19 in Verbindung steht.
-
Nach 3 ist, zur Abstimmung des Dämpfverhaltens des passiven Dämpfmoduls 44, in der das Speichermodul 43 mit dem Heben-Arbeitsraum 18 der Zylinder-Kolben-Anordnung 20 verbindenden hydraulischen Leitungsanordnung 39 eine Strömungsdrossel 49 angeordnet. Eine weitere Strömungsdrossel 50 ist in der Ausgleichsleitung 48 angeordnet.
-
Die 4 und 5 veranschaulichen Ausführungsformen, bei denen das jeweilige Speichermodul 43 statt einer mechanischen Federeinheit einen Energiespeicher 42 in Form eines Gasdruck-Volumens 51 aufweist. Dabei ist gemäß 5 wiederum - zur Abstimmung des Dämpfverhaltens des passiven Dämpfmoduls 44 - in der das Speichermodul 43 mit dem Heben-Arbeitsraum 18 der Zylinder-Kolben-Anordnung 20 verbindenden hydraulischen Leitungsanordnung 39 eine Strömungsdrossel 49 angeordnet.
-
Bei den Ausführungsbeispielen nach den 6 und 7 ist das Speichermodul 43 jeweils als aktives Verstellmodul 52 ausgeführt. Hierzu ist strömungstechnisch zwischen dem Heben-Arbeitsraum 18 und dem hydraulischen Ausgleichsraum 38, d. h. in der das Speichermodul 43 mit dem Heben-Arbeitsraum 18 der Zylinder-Kolben-Anordnung 20 verbindenden hydraulischen Leitungsanordnung 39, eine schaltbare Ventileinheit 53 angeordnet. Diese umfasst zwei in Reihe geschaltete 2/2-Wegeventile 54, wobei ein die beiden 2/2-Wegeventile miteinander verbindender Leitungsabschnitt 55 der hydraulischen Leitungsanordnung 39 mit dem Hydraulikaggregat 21 verbunden ist. Die beiden Ausführungsbeispiele nach den 6 und 7 unterscheiden sich hinsichtlich der Ausführung des Speichermoduls 43 dahingehend, dass der den hydraulischen Ausgleichsraum 38 vorspannende Energiespeicher 42 gemäß 6 in Form einer mechanischen Federeinheit 40 ausgeführt ist, gemäß 7 indessen in Form eines Gasdruck-Volumens 51.
