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Die Erfindung betrifft ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Einstellen eines derartigen Systems und ein Fahrzeug mit einem derartigen System.
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Stand der Technik
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Üblich ist es die Feder- und Dämpfungseigenschaften von Vorrichtungen zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeuges, wie beispielsweise Federgabeln für Fahrräder oder Telegabeln für Motoräder bei deren Zusammenbau mit einer definierten Menge an Dämpfungsfluid zu füllen, um die Feder- und Dämpfungseigenschaften festzulegen. Eine Änderung der Feder- und Dämpfungseigenschaften, d.h. ein progressives Anlenken der Gabeln kann entweder nur durch Zerlegen der bekannten Gabeln mit anschließender Änderung der Füllstandshöhe des Dämpfungsfluides beim erneuten Zusammenbauen der Gabeln erfolgen, oder die Feder- und Dämpfungseigenschaften, d. h. das progressive Anlenken der Gabeln geschieht durch hohe Druckbeaufschlagung mit Luft in eine in den Gabeln ausgebildete Luftkammer, die oberhalb eines mit einem Dämpfungsfluid, insbesondere mit Öl gefüllten Arbeitsraumes liegt.
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Es ist ebenfalls Stand der Technik eine dynamische Anpassung der Fahrwerksdämpfung situationsadaptiv durchzuführen. Hierfür ist auch der Begriff „Dynamic Damping Control“ oder kurz DDC bekannt. Bei der dynamischen Anpassung der Fahrwerksdämpfung handelt es sich um ein System, das automatisch sowohl auf Fahrmanöver wie Bremsen, Beschleunigen oder Kurvenfahren als auch auf die Fahrbahnbeschaffenheit reagiert und die Dämpfung anhand sensorisch ermittelter Parameter über elektrisch angesteuerte Proportional-Dämpferventile situativ einstellt. Somit wird beim Bremsen eine erhöhte Fahrstabilität erreicht, in dem in dem vorderen Dämpfer spezielle Bypässe verschlossen werden, sodass eine höhere Drosselwirkung durch die Dämpfer erreicht wird und somit eine härtere Dämpfung realisiert wird.
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In der
DE 195 05 712 C2 wird ein Fluidsystem offenbart, bei dem eine Dosiereinheit aus zwei fluchtend zueinander angeordneten und durch eine feste Mittelplatte getrennten Dosierzylindern, in denen jeweils ein Trennkolben zwischen den beiden Endstellungen hin- und herbewegbar ist, vorgesehen ist. Das im zurückgezogenen, also von der Mittelplatte entfernten, Zustand zwischen den Trennkolben und der Mittelplatte aufgenommene Volumen ist dabei ein Zusatzvolumen bzw. ein Minderungsvolumen, welches gegenüber der statischen Mittelstellung in das gesamte Dämpfungsvolumen von Hydrop-Federn zusätzlich eingegeben bzw. aus diesem entnommen wird. Hierzu ist in der
DE 195 05 712 C2 vorgesehen, dass die Dosierzylinder auf der bzgl. der Trennkolben der Mittelplatte gegenüberliegenden Seite, also in den Arbeitsvolumen über Sperrventile und einen Magnetventilblock mit dem Arbeitsdruck der Fahrzeughydraulik an Anschlüssen beaufschlagbar sind. Für die Abgabe und Aufnahme eines Dämpfungsfluids sind. Somit sind in der
DE 195 05 712 C2 zwei Arbeitsräume, nämlich die getrennten Dosierzylinder vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein System mit einer Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeuges, dieselbige Vorrichtung, eine Haltevorrichtung für die Vorrichtung mit dem System, ein Verfahren zum Einstellen der Vorrichtung, sowie ein Fahrzeug mit zumindest der Vorrichtung vorgestellt. Dabei ist es die Aufgabe der Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei Nutzung der bekannten Vorrichtungen zum Federn und/oder Dämpfen eines Fahrzeuges, ein System bereitzustellen, welches ein Anlenken, d. h. eine Änderung der progressiven Feder und/oder Dämpfcharakteristika von Dämpfungselementen, insbesondere von Federgabeln vereinfacht.
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Als „Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Justierung der oberhalb einer mit einem Dämpfungsfluid gefüllten Gabel ausgebildeten Luftkammer verstanden werden. Das System soll entsprechend im Sinne dieser Auslegung vorzugsweise als ACA (Air Chamber Adjuster) bezeichnet werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein System mit sämtlichen Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere des kennzeichnenden Teils, vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Systems sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Dadurch, dass das Bauteil nur einen Arbeitsraum und zwar in Form des zweiten Arbeitsraumes aufweist, welcher zur Abgabe des Dämpfungsfluides in den ersten Arbeitsraum und/oder zur Aufnahme des Dämpfungsfluides aus dem ersten Arbeitsraum ausgebildet ist, wobei sich das Dämpfungsfluid in dem ersten und zweiten Arbeitsraum sowie in der Fluidleitung befindet, wird ein geschlossenes System mit einer verschiebbaren stehenden Flüssigkeitssäule gebildet.
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In Sinne der vorliegenden Erfindung wird als Fahrzeug oder Kraftfahrzeug ein einspuriges oder ein mehrspuriges Fahrzeug verstanden mit zumindest einem Fahrzeugrad, vorzugsweise mit mehreren Fahrzeugrädern verstanden. Das erfindungsgemäße System kann sowohl mit der Vorrichtung zum Federn und/oder Dämpfen an zumindest einem Antriebsrad des Fahrzeuges oder aber an einem freilaufenden Rad des Fahrzeuges, beispielsweise an einem Vorderrad und/oder einem Hinterrad eines Fahrrades oder eines Motorrades oder aber auch an zumindest einem Rad an der Vorder- und/oder Hinterradachse eines mehrspurigen Fahrzeuges, beispielsweise einem Quad oder einem Personen- oder Lastkraftwagen, angeordnet werden.
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Als System soll vorzugsweise eine Baugruppe verstanden werden, die sich aus zumindest einer Vorrichtung als ein Systembauteil, nämlich zumindest einem Feder- und/oder Dämpfungselement, zumindest einem Bauteil und zumindest einer Fluidleitung zusammensetzt, wobei das Bauteil und die Vorrichtung über die Fluidleitung fluidtechnisch miteinander verbunden sind bzw. miteinander verbunden werden können. Insofern kann das erfindungsgemäße System auch als Fluidsystem mit dem zuvor genannten Bauteil, der Fluidleitung und der Vorrichtung verstanden werden. Das Bauteil umfasst erfindungsgemäß ein Einstellelement, das so verstanden werden soll, dass dieses zur händischen, elektromechanischen oder beispielsweise zur elektropneumatischen Manipulation eines von dem Einstellelement umfassten Verstellmittels dient. Dabei wird erfindungsgemäß durch Verstellen über das Einstellelement das Verstellmittel in dem Bauteil durch die zuvor genannte Manipulation bewegt. Dies bewirkt, dass der Füllstand der Arbeitsräume der Vorrichtung und des Bauteils, also das jeweilige Volumen an Dämpfungsfluid in den Arbeitsräumen, aufgrund der fluidtechnischen Verbindung veränderbar ist, wobei jedoch immer das Gesamtvolumen an Dämpfungsfluid in den Arbeitsräumen und der Fluidleitung nicht verändert wird. Demzufolge bewirkt ein Absenken des Pegels an Dämpfungsfluid, also eine Änderung der Füllstandhöhe, in dem Arbeitsraum der Vorrichtung, einen Anstieg des Pegels an Dämpfungsfluid, also eine Änderung der Füllstandhöhe, in dem Arbeitsraum des Bauteil und/oder umgekehrt, wodurch erfindungsgemäß ein progressives Anlenken, d.h. die Veränderung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der Vorrichtung, nämlich beispielsweise die Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika einer Telegabel oder einem anderen Feder- und/oder Dämpfungselement für ein Fahrwerk eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, ohne deren Auseinanderbau oder deren Zerlegen von außen unmittelbar einstellbar sind. Die Änderung der Füllstandhöhe in dem Arbeitsraum der Vorrichtung bewirkt zudem erfindungsgemäß eine Änderung der Höhe einer über dem Dämpfungsfluid liegenden Luftkammer in der Vorrichtung. Somit wird durch das erfindungsgemäße System ein Anpassen der Höhe der Luftkammer beispielsweise in einer Telegabel bewirkt, was zu der Veränderung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der Telegabel, also der Vorrichtung führt.
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Um das Verstellmittel über das Einstellelement in dem Bauteil von einer ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt bewegen zu können, ist vorteilhaft ein Antriebsmittel ausgebildet, dass über das Einstellelement manipulierbar, d.h. bewegbar bzw. ansteuerbar.
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Bei dem Antriebsmittel handelt es sich vorteilhaft um ein mechanisches, elektromechanisches, hydraulisches, pneumatisches oder hydropneumatisches Antriebsmittel, mittels dessen das Verstellmittel von wenigstens einer ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt verstellbar ist. Besonders bevorzugt ist hierbei das Verstellmittel ein Kolben, der in einem von dem Bauteil umfassten Zylinder auf- und abbewegt werden kann. Als Antriebsmittel dient vorzugsweise eine Spindel, über die der Kolben in dem Zylinder mechanisch linear bewegt werden kann. Vorzugsweise ist das Bauteil an der Achsaufnahme einer Federgabel fest installiert. Die Spindel wird dabei von außen durch eine Person mit einem Handwerkzeug manuell angetrieben. Dadurch bewegt sich der Kolben im Zylinder und verdrängt dabei Dämpfungsfluid aus dem Arbeitsraum des Zylinders, welches durch die Fluidleitung in den Arbeitsraum des Gabelholms nachfließt. Dadurch wird im Gabelholm der Ölstand, d.h. der Füllstand des Dämpfungsfluids durch Anheben dessen Pegels in dem Gabelhom angehoben, wobei die über dem Dämpfungsfluid liegende Luftkammer, die als Dämpfungsfluid Luft aufnimmt, verringert wird. Dies ermöglicht eine Anpassung der Luftkammer, ohne die Gabel, d. h. die Vorrichtung vom oder aus dem Fahrzeug zu demontieren und ohne diese zerlegen zu müssen. Dadurch kann gegenüber den herkömmlichen Einstellungsmöglichkeiten von Federgabeln ein hoher Aufwand vermieden und Zeit für die Einstellung der progressiven Federcharakteristika erspart werden.
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Vorzugsweise weist das Einstellelement einen Werkzeugansatz auf oder ist mit diesem verbunden, so dass über den Werkzeugansatz mittels eines Werkzeuges, insbesondere eines Handwerkzeuges, das Antriebsmittel bedient werden kann, um das Verstellmittel von wenigstens einer ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt zu verstellen. Der Werkzeugansatz kann beispielsweise als Innsechskant-, Torx-, Schlitz- oder Kreuzschlitzaufnahme an dem als Spindel ausgebildeten Antriebsmittel, das vorzugsweise monolithisch, d.h. in einteiliger Bauweise mit dein Einstellelement ausgebildet, ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist das Einstellelement in Form einer Mehrkantmutter, die eine zumindest form- und/oder kraftschlüssigen Aufnahme für einen Maulschlüssel oder einer Nuss bietet, ausgestaltet. Durch Drehen des Maulschlüssels oder der Nuss im oder gegen den Uhrzeigesinn kann das vorzugsweise als Spindel ausgebildete Antriebsmittel, welches mit seinem Gewindegang beispielsweise gegen eine Verzahnung des als Verstellmittel ausgebildeten Kolbens schert, den Kolben in dem Zylinder auf- und/oder abbewegen, wobei der beispielsweise in dem Zylinder in den Arbeitsraum des Bauteils geführte Kolben, das Volumen des Arbeitsraumes verringert, wodurch das in dem Arbeitsraum aufgenommene Dämpfungsfluid aus dem Arbeitsraum verdrängt und über die Fluidleitung in den Arbeitsraum der Vorrichtung gepresst wird.
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Das als Kolben ausgebildete Verstellmittel kann in einer zu der zuvor genannten Variante abweichenden Variante vorteilhaft über Druckregelung in dem Zylinder des Bauteils bewegt werden. Als Antriebsmittels dient bei dieser Variante vorteilhaft ein Arbeitsfluid, dass zur Druckbeaufschlagug auf den Kolben von außen in den Zylinder gepumpt bzw. abgelassen wird, beispielsweise über ein Ventil. Als Arbeitsfluid kann besonders bevorzugt beispeilsweise atmosphärische Luft angemommen werden, jedoch sind Arbeitsfluide auf Öl- und/oder wässriger Basis nicht ausgeschlossen. Im Gegensatz zu der Luftkammer und dem ersten Arbeitsraum der Vorrichtung, die fluidtechnisch miteinander verbunden sind, ist der zweite Arbeistraum von dem das Arbeitsfluid aufnehmenden oder abgebenden dritten Arbeitsraum vorteilhaft fluidtechnisch voneinander getrennt, so dass ein Durchmischen des Arbeitsfluides mit den Dämpfungsfluiden ausgeschlossen werden kann. Der Kolben bewegt sich demnach zwischen dem zweiten und dem dritten Arbeitsraum des Bauteils, so dass der Kolben zwischen dem zweiten und dem dritten Arbeitsraum durch Druckbeaufschlagung und/oder Druckminderung durch Zugabe oder durch Abführen des Arbeitsfluides in oder aus den dritten Arbeitsraum auf- und/oder abbewegbar ist. Demzufolge erfolgt die Bewegung des Kolbens und damit die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika beispielsweise eine Telegabel über Druckregelung, nämlich durch die Volumenänderung des Arbeitsfluides im dritten Arbeitsraum des Bauteils.
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In vorteilhafter Weise kann das Bauteil als Einstellelement zumindest einen Aktuator mit Steuerung oder eine elektropneumatische Steuerung umfassen. Dabei kann der Aktuator oder die elektropneumatische Steuerung vorzugsweise signal- und/oder energiegesteuert das Verstellmittel mittels eines als elektrischer oder elektropneumatischer Antrieb ausgestalteten Antriebsmittels elektromechanisch oder elektropneumatisch bewegen. Dazu werden vorzugsweise miteinander über Signale und/oder Energie kommunizierende Transponder eingesetzt, wobei ein Transponder zur Bedienung durch eine Person und der andere damit korrespondierende Transponder zur Steuerung des Aktuators oder der elektropneumatischen Steuerung dient. Im Rahmen der Erfindung kann die Übertragung der Signale und/oder der Energie elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder kapazitiv und/oder optisch folgen. Hierbei kann das Prinzip der kabellosen Übertragung auf alle elektromagnetischen Übertragungsverfahren und Übertragungsfrequenzen bezogen werden. Naheliegend ist zum Beispiel die Verwendung von Nahbereichskommunikationstechniken wie Infrarotdioden und die IR-LEDs. Derartige Bauelemente können immer auch Teil von integrierten Komponenten sein.
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Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass der erste Transponder und der zweite Transponder eine Datenschnittstelle für Daten aufweisen, wobei Bluetooth und/oder NFC und/oder Wireless LAN und/oder GSM für die Übertragung der Daten zum Einsatz kommen kann. Der Einsatz von Bluetooth ermöglicht eine schnelle und flexible Verbindung zwischen dem Transponder am Bauteil und einem externen Gerät, wobei es sich bei dem externen Gerät auch um ein tragbares Telefon eines Benutzers handeln kann. Die Stabilität von Bluetooth-Verbindungen erweist sich durch die häufigen Frequenzsprünge und kleinen Datenpakete als sehr hoch. Darüber hinaus zeichnet sich Bluetooth durch den niedrigen Energieverbrauch sowie die niedrige Sendeleistung und eine geringe Störempfindlichkeit aus. Die Übertragung über NFC (Near Field Communication) ermöglicht eine sichere und komfortable Übertragung der Daten des Transponders am Bauteil an ein externes Gerät, wobei die Sicherheit dadurch erhöht wird, dass die Übertragung nur über eine geringe Distanz ermöglicht ist und eine Manipulation durch Dritte dadurch verhindert werden kann.
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Wireless LAN ermöglicht die Datenübertragung über ein drahtloses lokales Netzwerk, wobei eine große Sendeleistung und Reichweite mit einer hohen Datenübertragungsrate herstellbar ist. Das drahtlose Netzwerk kann dabei zum Beispiel durch eine Bordelektronik eines Fahrzeugs hergestellt werden oder direkt mit einem externen Gerät, wie zum Beispiel einem tragbaren Telefon eines Nutzers, verbunden werden. Die Übertragung über das GSM Netz ermöglicht eine große Reichweite, da es sich um den Standard für volldigitale Mobilfunknetze handelt, das für leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenübertragung genutzt wird. Dementsprechend können die Daten über eine große Reichweite hinaus an externe Geräte, zum Beispiel tragbare Telefone, oder Computer gesendet werden, sodass zum Beispiel Wartungsintervalle oder Zustandsdaten an den Benutzer oder an eine Werkstatt übermittelt werden können. Folglich kann dadurch dem Nutzer von einer Werkstatt oder dem Hersteller der Hinweis übermittelt werden, dass beispielsweise die Vorrichtung oder das Bauteil oder ein anderes Systembauteil, beispielsweise die Telegabel oder Federgabel defekt ist und ausgetauscht werden sollte. Daneben ist natürlich auch eine Kabelverbindung zwischen einem Bedienelement, beispielsweise einemSchalter, und der Vorrichtung, genauer gesagt zwischen dem Schalter und dem Bauteil denkbar, über den die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika beispielsweise durch Bedienung des Schalters am Fahrzeuglenker bzw. Fahrzeuglenkrad erfolgt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann das Bauteil als Wandler ausgebildet sein, der mit der Vorrichtung ein Fluidsystem bildet. Der Wandler kann dazu ausgelegt sein, um mechanische Energie in hydraulische Energie umzuwandeln, die dazu genutzt wird das Verstellmittel innerhalb des Bauteils zu bewegen, um durch Umwandlung von der mechanischen Energie in hydraulische Energie die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika eines Feder- und/oder Dämpfungselementes zu bewirken.
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Es ist auch denkbar, das Bauteil monolithisch, d.h. einteilig mit der Vorrichtung, der Haltevorrichtung oder mit einer anderen Fahrwerkskomponente oder dem Chassis des Fahrzeuges auszubilden. Vorzugsweise könnte das Bauteil, wenn es sich bei dem Fahrzeug vorteilhaft um ein Motorrad handelt, integral, d.h. einteilig mit der Vorderrad- und/oder der Hinterradachse des Motorrades ausgebildet sein bzw. könnte das Bauteil die Vorderachse und/oder die Hinterradachse des Motorrades ausbilden.
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Ganz allgemein kann die Einstellung die progressive Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika eines Feder- und/oder Dämpfungselementes sowohl als Voreinstellung vor Fahrtbeginn oder aber während der Fahrt situationsbedingt, beispielsweise mittels eines Steuerungsgerätes und/oder einer Sensorik und/oder datentechnisch verbunden mit bekannten Fahrassistenzsystemen für Fahrzeuge, wie beispielsweise ESP, ESC, ABS, ASR oder Notbremsassistenzsystem angesteuert und eingestellt. Dabei eignet sich als Bauteil insbesondere ein Wandler, der während der Fahrt auf das Feder- und/oder Dämpfungselement wirkende Kraft in Arbeit zur Einstellung der progressive Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika des Feder- und/oder Dämpfungselement umwandelt.
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Vorteilhaft eignet sich das erfindungsgemäße System dazu, eine Veränderung des Feder- und/oder Dämpfverhaltens der Vorrichtung durch Verstellen des Verstellmittels ohne eine notwendige Demontage, d.h. ohne eine Zerlegung der Vorrichtung, im verbauten Zustand am Fahrzeug durchzuführen. Dadurch lassen sich Arbeitskosten zur Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika auf ein Minimum reduzieren. Zudem eignet sich das erfindungsgemäße System dazu, einen Werkstattaufenthalt und damit einhergehende Kosten für die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika beispielsweise einer Telegabel eines Motorrades zu vermeiden.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen weiteren Arbeitsraum mit einem weiteren Dämpfungsfluid auf, wobei der Arbeitsraum fluidtechnisch mit dem ersten Arbeitsraum verbunden, und wobei das weitere Dämpfungsfluid Druck auf das Dämpfungsfluid im ersten Arbeitsraum und/oder umgekehrt ausübt. Bei der Vorrichtung ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass durch Änderung des Füllstands an Dämpfungsfluid in dem ersten Arbeitsraum der auf das weitere Dämpfungsfluid wirkende Druck und/oder umgekehrt eingestellt werden kann.
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Ergänzend zu der Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems, kann die Vorrichtung vorteilhaft als Telegabel für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Gabelholm ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist die Vorrichtung als Telegabel mit zwei über einer Gabelbrücke verbundene Gabelholme ausgebildet. Dabei kann vorzugsweise jeder Gabelholm fluidtechnisch über jeweils eine Fluidleitung mit dem jeweils einem Bauteil verbunden sein, wodurch eine Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika jedes Gabelholmes getrennt von dem anderen Gabelholm erfolgen kann. Es ist aber auch in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen, dass die zwei Gabelholme über entweder nur eine Fluidleitung oder aber über jeweils eine Fluidleitung mit nur einem Bauteil gemeinsam fluidtechnisch miteinander verbunden sind und ein gemeinsames Fluidsystem bilden. Durch diese Ausgestaltung kann durch Verstellen des Verstellmittel über das Einstellelement an dem einen Bauteil die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika beider Gabelholme gleichzeitig erfolgen.
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Bei der Haltevorrichtung ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass das Bauteil und die Fluidleitung, die das Bauteil und die Vorrichtung fluidtechnisch verbindet, an der Haltevorrichtung angeordnet sind.
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Die Haltevorrichtung ist beispielsweise Teil einer Vorderradaufhängung für ein Motorrad oder Teil eines Feder- und/oder Dämpfungssystems für ein anderes Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug. Dadurch, dass das Bauteil und die Fluidleitung, die das Bauteil und die Vorrichtung fluidtechnisch verbindet, an der Haltevorrichtung angeordnet sind, kann das erfindungsgemäße System mit nur geringem Aufwand ausgetauscht werden, wobei es die alte Haltevorrichtung und die zuvor eingebauten alten Feder- und/oder Dämpfungssysteme ersetzt.
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Ergänzend zu der Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die als Systembauteil für das erfindungsgemäße System ausgestaltet ist, kann eine Öffnung, bzw. ein Kanal in der Haltevorrichtung ausgestaltet sein, der nach außen hin in eine Öffnung mündet, die verschließbar ist, und wobei die Öffnung über den Kanal, der mit der Fluidleitung fluidtechnisch verbunden ist, Dämpfungsfluid über die Öffnung und dem mit der Fluidleitung fluidtechnisch verbundenen Kanal in den ersten und in den zweiten Arbeitsraum der Vorrichtung eingeleitet werden kann. Durch diese Ausgestaltung kann das Gesamtvolumen des Dämpfungsfluides verändert bzw. bei Verlust an den Volumenstand im Ausgangszustand der Vorrichtung angepasst werden und gegebenenfalls lässt sich über diese Öffnung das Dämpfungsfluid insgesamt austauschen. Die mit dem Kanal als Fluidleitung ausgestaltete Haltevorrichtung ist somit auch als Systembauteil für das erfindungsgemäße System zu bezeichnen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen des Systems gemäß Anspruch 11.
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Schließlich wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch durch ein Fahrzeug, insbesondere durch ein Kraftfahrzeug, mit einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gelöst.
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Ein zusätzlicher Erfindungsaspekt ist die Ausgestaltung des Bauteils, insbesondere die durch Ausgestaltung des Antriebsmittels in Verbindung mit dem Verstellmittel bewirkte Änderung der Füllstandhöhe des Dämpfungsfluides in dem ersten Arbeitsraum der Vorrichtung, die in einem bestimmten Verhältnis zur Änderung der Füllstandhöhe des Dämpfungsfluides in dem zweiten Arbeitsraum des Bauteils und/oder umgekehrt steht. Die Änderung der Füllstandhöhe des Dämpfungsfluides in dem zweiten Arbeitsraum ist dabei vorteilhaft durch die Position des Verstellmittels in dem zweiten Arbeitraum des Bauteils bedingt. Somit kann die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der Vorrichtung anhand der Position des Verstellmitteles bestimmt werden. Da das Verstellmittel über das Antriebsmittel und dieses über das Einstellelement in seiner Position in dem zweiten Arbeitsraum des Bauteils verändert wird, kann über das Einstellelement die Einstellung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der Vorrichtung bestimmt, d.h. verändert werden. Anhand der Figurenbeschreibung wird ein bevorzugtes Verhältnis zwischen Einstellelement und Änderung der progressiven Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der Vorrichtung detaillierter beschrieben, wobei dieses Verhältnis natürlich auch ein anderes sein kann und die vorliegende Erfindung nicht auf das in der Figurenbeschreibung beschriebene Verhältnis beschränkt ist.
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Um hier Wiederholungen bezüglich weiterer Vorteile des Verfahrens, des Fahrzeuges und der Ausgestaltung des Bauteils zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung verwiesen und es wird vollumfänglich auf diese Beschreibung zurückgegriffen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele:
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Skizze einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems an einer Haltevorrichtung eines Fahrzeuges in frontaler Draufsicht auf das Bauteil,
- 2 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D des Systems aus 1,
- 3 eine Detailansicht der Schnittansicht aus 2 ohne den oberen Teil der Vorrichtung,
- 4 das Bauteil aus den vorherigen Figuren in einer perspektivischen Darstellung im nicht angeordneten Zustand im System,
und
- 5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A des Bauteils aus 4.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine schematische Skizze einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Systems 1 an einer Haltevorrichtung 20 eines Fahrzeuges in frontaler Draufsicht auf das Bauteil 3. Das System 1 umfasst als Systembauteile eine Vorrichtung 2 zum Federn und/oder Dämpfen des Fahrzeuges, welche vorliegend als Telegabel für ein Motorrad ausgebildet ist. Die Telegabel kann als Monotelegabel oder als Telegabel mit zwei Gabelholmen, die über eine Gabelbrücke (hier nicht dargestellt) miteinander verbunden sind, ausgestaltet sein. Die Vorrichtung 2 umfasst ein Außenrohr 2.1 und ein in das Außenrohr 2.1 geführtes Innenrohr 2.2. Das Innenrohr 2.2 ist gegenüber dem Außenrohr 2.1 durch zumindest eine Staubdichtung 2.3 und eine Öldichtung 2.4 abgedichtet. Die Vorrichtung 2 ist über das Innenrohr 2.2 oberhalb einer Achsaufnahme 22 für ein Vorderrad in der Haltevorrichtung 20 aufgenommen bzw. mit dieser verbunden. Aufgrund der zentrierten Positionierung der Vorrichtung 2 oberhalb der Achsaufnahme 22, können über die Vorrichtung 2 die durch Stöße vom Vorderrad auf die Achse und über die Achsaufnahme 22 auf die Haltevorrichtung 20 übertragenen Kräfte besonders wirksam abgefedert bzw. gedämpft werden. Die Vorrichtung 2 ist dabei derart ausgebildet ist, um eine Längsbewegung der Vorrichtung 2 unter Verwendung zumindest eines Dämpfungsfluides abzufedern und/oder abzudämpfen. Das Bauteil 3 ist oberhalb einer Bremssattelaufnahme 21 an der Haltevorrichtung 20 angeordnet. Die Bremssattelaufnahme 21 umfasst zwei Aufnahmen 21.1 und 21.2, die als Innengewinde im Material der Haltevorrichtung 20 ausgebildet sind, welche zur zumindest kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung von Befestigungselementen 21.3 und 21.4 ausgebildet sind, vorteilhaft in Form von Schrauben mit einem Außengewinde, das zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit dem Innengwinde der Aufnahmen 21.1 und 21.2 ausgebildet ist. Wie in den folgenden Schnittansichten in den 2 und 3 zu erkennen ist, dient die obere Aufnahme 21.1 vorteilhaft als Öffnung 4 für das erfindungsgemäße System 1, insbesondere für das Fluidsystem, welche fluidtechnisch mit einem in der Haltevorrichtung 20 ausgebildeten Kanal 5 und darüber fluidtechnisch mit der in der Haltevorrichtung 20 ausgebildeten Fluidleitung 6 verbunden ist (s. 2). Das Befestigungselement 21.3 greift zumindest formschlüssig in den Kanal 5 und dient dabei als Verschluss 7 zum Verschließen der Öffnung 4 und damit des Fluidsystems.
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Wie in 2 in der Schnittansicht entlang der in 1 dargestellten Linie D-D dargestellt, weist die Vorrichtung 2 einen ersten Arbeitsraum 8 mit variablen (dargestellt durch den Doppelpfeil) Füllstand F1-F1 auf. Der Arbeitsraum 8 ist mit einem Dämpfungsfluid, vorteilhaft auf Ölbasis bis zu dem Füllstand F1-F1 gefüllt. Oberhalb des in dem ersten Arbeitsraum 8 bis dem Füllstand F1-F1 aufgenommenen Dämpfungsfluides bildet eine Luftkammer 9 einen weiteren Arbeitsraum in der Vorrichtung 2, insbesondere in dem Außenrohr 2.1 und dem Innenrohr 2.2. Das Innenrohr 2.2 und das Außenrohr 2.1 sind fluidtechnisch miteinander verbunden, so dass das als Luft in der Luftkammer 9 aufgenommene Dämpfungsfluid bei Längsbewegung der Vorrichtung 2 sich zumindest teilweise mit dem Dämpfungsfluid in dem ersten Arbeitsraum 8 vermischt. Die Vorrichtung 2 ist über die Fluidleitung 6 fluidtechnisch mit dem Bauteil 3 verbunden. Das Bauteil 3 umfasst einen zweiten Arbeitsraum 14 mit variablen (dargestellt durch den Doppelpfeil) Füllstand F2-F2, welcher zur Abgabe des Dämpfungsfluides auf Ölbasis in den ersten Arbeitsraum 8 und/oder zur Aufnahme des Dämpfungsfluides aus dem ersten Arbeitsraum 8 ausgebildet ist. Der Füllstand F2-F2 des zweiten Arbeitsraumes 14, d. h. das Volumen des Dämpfungsfluides in dem zweiten Arbeitsraum 14 wird über ein Verstellmittel 10 eingestellt. Zum Verstellen des Verstellmittels 10 dient ein Einstellelement 11, das über ein Antriebsmittel 12 zumindest kraft- und/oder bewegungstechnisch auf das Verstellmittel 10 wirkt. Das Volumen des Dämpfungsfluides in dem zweiten Arbeitsraum 14 ist durch das Verstellmittel 10 vorliegend bis auf den Füllstand F2-F2 begrenzt. Die Verstellung des Verstellmittels 10, d. h. die die Änderung des Füllstands F2-F2 in dem zweiten Arbeitsraum 14 wirkt sich über das Fluidsystem, insbesondere über die mit dem Bauteil 3 und der Vorrichtung 2 fluidtechnisch verbundene Fluidleitung 6 direkt auf den Füllstand F1-F1 in dem ersten Arbeitsraum 8 aus. Durch Änderung der Füllstandhöhe F2-F2 kann somit die Änderung der Füllstandhöhe F1-F1 in dem ersten Arbeitsraum 8 und somit das Volumen der Luftkammer 9 und damit der auf das Dämpfungsfluid wirkende Druck des in der Luftkammer 9 aufgenommenen Dämpfungsfluid (Luft) geändert werden, was wiederrum erfindungsgemäß zur Einstellung der Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dient. D.h., dass aufgrund des gebildeten Fluidsystems sich die Füllstandshöhe F1-F1, d. h. der Füllstand an Dämpfungsfluid in dem ersten Arbeitsraum 8 relativ zu der Füllstandshöhe F2-F2, d. h. dem Füllstand an Dämpfungsfluid in dem zweiten Arbeitsraum 14 ändert. Die Änderung der Füllstandshöhe F2-F2 ist dabei vorteilhaft äquivalent zu der Verstellung des Verstellmitteles 10 von einer ersten Position in eine zweite, von der ersten Position unterschiedlichen Position innerhalb des zweiten Arbeitsraumes 9 des Bauteils 3 und/oder umgekehrt, wobei diese Positionsänderung des Verstellmitteles 10 mittels des Antriebsmittels 12 erfolgt.
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3 zeigt in einer Detailansicht der Schnittansicht aus 2 die Haltevorrichtung 20 mit der Anordnung der Vorrichtung 2 zentriert oberhalb der Achsaufnahme 22 und die Anordnung des Bauteils 3 im in der Darstellung oberen rechten Abschnitt an der Haltevorrichtung 20. Die Öffnung 4, die durch die obere Aufnahme 21.1 der Bremssattelaufnahme 21 in der Haltevorrichtung 20 gebildet ist, ist durch ein durch ein Befestigungselement 21.3 gebildeten Verschluss 7 verschlossen. Das Befestigungselement 21.3 ist zumindest form- und/oder kraftschlüssig bis in den Kanal 5 geführt und verschließt dadurch die Fluidleitung 6 zur Öffnung 4 hin. Von der Fluidleitung 6 gabelt vor dem Kanal 5 ein weiterer Kanal 5.1 ab und führt durch die Haltevorrichtung 20 in den zweiten Arbeitsraum 14. Die Fluidleitung 6 ist an dem den Kanälen 5 und 5.1 gegenüberliegendem Ende mit der Vorrichtung 2 fluidtechnisch verbunden.
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4 zeigt das Bauteil 3 aus den vorherigen Figuren in einer perspektivischen Darstellung im nicht angeordneten Zustand im System 1. Das Bauteil 3 ist beispielhaft in Form eines Zylinders ausgestaltet, in dem ein als Kolben ausgebildetes Verstellmittel 10 über das als Mehrkantmutter durch Ansetzen eines Maulschlüssels oder durch Aufsetzen einer Nuss ausgestaltete Einstellelement 11 durch Antreiben eines auf das Verstellmittel 10 wirkenden Antriebsmittel 12 sich von außen des Bauteils 3 und von außen des Systems 1 verstellen lässt, d.h. in seiner Position im Zylinder veränderbar ist. Das Bauteil 3 ist über einen Sockel 15 zumindest fluidtechnisch mit der Fluidleitung 6 verbindbar. Das bedeutet, dass das Bauteil 3 nicht in direkter Nachbarschaft zu der Vorrichtung 2 am Fahrzeug angeordnet sein muss. Vielmehr lässt sich das Bauteil 3 über eine zu dem Bauteil 3 geführte Fluidleitung 6 überall am oder im Fahrzeug montieren und lässt sich über die zu dem Bauteil 3 geführte Fluidleitung 6 fluidtechnisch mit der Vorrichtung 2 und/oder anderen Systembauteilen des Fluidsystems verbinden. Entsprechend eignet sich das Bauteil 3 mit der am oder im Fahrzeug zu verlegenden Fluidleitung 6 auch zum Nachrüsten einer Vorrichtung, d.h. zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Systems 1.
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Schließlich ist in der 5 das Bauteil 3 aus 4 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A dargestellt. Das Bauteil 3 umfasst einen Zylinder 16, der zumindest abschnittswiese den zweiten Arbeitsraum 14 bildet. In dem Zylinder 16 ist ein als Kolben ausgebildetes Verstellmittel 10 aufgenommen. Der Kolben kann über ein als Spindel ausgebildetes Antriebsmittel 12 derart in dem Zylinder ab- und/oder aufbewegt werden, dass zumindest teilweise das Dämpfungsfluid aus dem zweiten Arbeitsraum 14 verdrängt und in dem ersten Arbeitsraum 8 und/oder umgekehrt aufgenommen wird. Durch Drehen am als Werkzeugansatz ausgebildeten Einstellelement 11 mittels eines Maulschlüssels oder einer Nuss im oder gegen den Uhrzeigesinn schert das als Spindel ausgebildete Antriebsmittel 12, das beispielsweise über ein Widerlage im Zylinder befestigt ist, mit seinem Außengewinde gegen eine im Kolben ausgebildete Verzahnung. Dadurch lässt sich von außen über das Einstellelement 11 der Kolben, d. h. das Verstellmittel 10 in dem Zylinder 16 des Bauteils 3 entlang dem Außengewinde des Antriebsmittels auf- und/oder abbewegen, wodurch das in dem zweiten Arbeitsraum 14 aufgenommene Dämpfungsfluid aus dem Arbeitsraum 14 verdrängt und über die mit dem Sockel 15 verbindbare Fluidleitung 6 und von dort in den ersten Arbeitsraum 8 der Vorrichtung 2 verdrängt werden kann, oder aus dem ersten Arbeitsraum 8 der Vorrichtung 2 über die Fluidleitung 6 Dämpfungsfluid aufnimmt. Um die Verstellung der Feder- und/oder Dämpfungscharakteristika der Vorrichtung 2 überprüfen bzw. regulieren zu können, umfasst das Einstellelement 11 ein Klicksystem 17 in Form einer Raste mit zumindest einer Kugel 17.1, die vorteilhaft rückstellend Kraft- insbesondere Federkraft beaufschlagt ist. Raststufen der Rasten sind vorliegend bevorzugt so voreingestellt, dass beim Drehen des Einstellelementes 11 einmal Rasten eine Positionsänderung des Verstellmittels 10 aus einer ersten Position in eine zweite Position und/oder umgekehrt mit einem Differenzbetrag von 3mm erfolgt. Der Differenzbetrag von 3mm bedingt gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems eine Änderung der Füllstandshöhe in der Vorrichtung um einen Differenzbetrag von 1 mm, d.h. eine Verstellung des Innenrohres 2.2 relativ zum Außenrohr 2.1 um 1 mm, was einem Verhältnis der Differenzbeträge von 3:1 entspricht. Wie bereits beschrieben, handelt es sich dabei lediglich um eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Verhältnis zwischen den Differenzbeträgen kann beispielsweise auch 1:1, 1:3, 1:2, 2:1, 2:2, 4:1 oder 1:4 betragen.
