DE102016225626A1

DE102016225626A1 - Dämpfersystem für die Radaufhängung eines Fahrzeugs, Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems und Fahrzeug mit einem Dämpfersystem

Info

Publication number: DE102016225626A1
Application number: DE102016225626.2A
Authority: DE
Inventors: Nathan Munzinger; Roland Schmidt; Ludwig Seethaler; Serge Vos
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-21
Also published as: WO2018114327A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dämpfersystem für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems und ein Fahrzeug mit einem Dämpfersystem, wobei das Dämpfersystem eine Dämpfungseinrichtung mit einstellbarer Dämpferkraft (F) zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft (F) und eine Entlastungseinrichtung zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung aufweist, wobei das Dämpfersystem dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung den ersten Lastpfad zu unterbrechen und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abzuleiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfersystem für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Radaufhängung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Dämpfersystem eine Dämpfungseinrichtung mit einstellbarer Dämpferkraft zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft und eine Entlastungseinrichtung zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung aufweist, wobei die Dämpfungseinrichtung mit der ungedämpften Masse der gedämpften Masse wirkverbindbar ist, und wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere zum Betrieb eines vorbeschriebenen Dämpfersystems. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein zweispuriges Kraftfahrzeug, mit einem Dämpfersystem.
Gattungsgemäße Dämpfersysteme sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, insbesondere zur vertikaldynamischen Fahrwerksregelung von Fahrzeugen, beispielsweise aus der DE 36 10 937 A1 , der DE 37 38 284 A1 oder der US 8,376,100 B2 .
Für einen hohen Fahrkomfort ist die Dynamik des eingesetzten Dämpfersystems von entscheidender Bedeutung. Dämpfersysteme mit einer hohen Dynamik, insbesondere aktiv regelbare Dämpfersysteme, bei denen eine Dämpferkraft unabhängig von der Dämpfergeschwindigkeit einstellbar ist, weisen zum einen jedoch, insbesondere mit zunehmender Frequenz und Amplitude der einzustellenden Sollgröße, einen hohen, bereitzustellenden Energiebedarf auf. Ferner besteht ein Zielkonflikt in der Dimensionierung der Komponenten des Dämpfersystems, insbesondere bei der Dimensionierung der Aktuatorik zur Erzeugung und/oder Einstellung der erforderlichen Dämpferkraft, hinsichtlich der einerseits zur Erzeugung großer Dämpferkräfte erforderlichen, bereitzustellenden hohen Maximalkraft, welche beispielsweise zur Wankabstützung erforderlich ist, sowie andererseits hinsichtlich der erreichbaren Dynamik, um auch höherfrequente Schwingungen ausregeln zu können, wie sie beispielsweise bei der Durchfahrt von Schlaglöchern oder dergleichen entstehen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, beispielsweise aus der vorgenannten DE 36 10 937 A1 oder der vorgenannten DE 37 38 284 A1 , diesen Zielkonflikt aufzulösen durch Kombinieren einer aktive Komponente (beispielsweise einer regelbaren Dämpferkraftverstelleinrichtung) mit einer passiven Komponente, wobei in einem ersten Betriebsmodus die Dämpferkraft mittels der aktiven Komponente erzeugt wird und die Dämpfung mittels der aktiven Komponente erfolgt und bei Erreichen einer definierten Randbedingung auf die passive Komponente umgeschaltet wird. Dabei kann in der Regel die aktive Komponente auf die Bereitstellung hoher Kräfte im niederfrequenten Bereich ausgelegt werden und höherfrequente Schwingungen können mittels der passiven Komponente gedämpft werden. Zur Umschaltung zwischen der aktiven Dämpferkraftregelung und der passiven Dämpfung können frequenzabhängige Ventile verwendet werden, welche mit zunehmender Frequenz der Anregung einen Bypass öffnen, wobei typische Eckfrequenzen solcher Systeme in einem Bereich von 5 bis 10 Hertz liegen. D.h., eine aktive Dämpferkraftregelung ist mit derartig ausgelegten Dämpfersystemen nur in einem relativ niedrigen Frequenzbereich möglich.
Ein alternativer Lösungsansatz zur Auflösung des vorbeschriebenen Zielkonfliktes besteht darin, die aktive Komponente möglichst dynamisch auszugestalten und insbesondere auf ein geringes Massenträgheitsmoment sowie hinsichtlich der Reibung zu minimieren, um eine möglichst hohe Dynamik zu erreichen und auch höherfrequente Schwingungen noch aktiv ausregeln zu können. In diesem Fall ist die Aktuatorik jedoch in vielen Fällen auch großamplitudigen, stoßartigen Belastungen ausgesetzt, welche die Lebensdauer und die Robustheit des Dämpfersystems beeinträchtigen können. Ferner kann es bei derartig ausgelegten Dämpfersystemen schwierig sein, für alle Betriebssituationen ein funktional reproduzierbares Systemverhalten zu erreichen, insbesondere ein phasengerechtes Beschleunigen und Verzögern der Aktuatorik. Somit empfiehlt es sich bei derartig ausgelegten Systemen zum Schutz der aktiven Komponente eine Lastbegrenzungseinrichtung vorzusehen, da die aktiven Komponenten vergleichsweise nur noch geringe Maximalkräfte aushalten können.
In diesem Zusammenhang schlägt die US 8,376,100 B2 beispielsweise vor, eine Gerotorpumpe als hydraulischen Aktuator einzusetzen und druck- bzw. kraftabhängige Bypass-Ventile vorzusehen, welche die Gerotorpumpe bei hohen Differenzdrücken entlasten können. Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, wegabhängig und/oder hubabhängig öffnende Ventile vorzusehen, welche insbesondere im Bereich der Endlagen wirken.
Für einen sicheren Schutz der Aktuatorik sind in allen Fällen jedoch entsprechende Sicherheitsreserven vorzusehen, wodurch der Anwendungsbereich der aktiven Komponente in Fahrsituationen mit erhöhtem Dämpferkraftniveau, aber niederfrequenter Anregungsfrequenz, wie beispielsweise beim Anwanken und/oder aufbaufrequenten Ein- und Ausfederbewegungen auch bei diesem Lösungsansatz eingeschränkt wird.
Bei beiden vorbeschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsansätzen kann somit im Ergebnis die aktive Komponente nur relativ stark eingeschränkt genutzt werden, insbesondere entweder nur bei relativ geringen Frequenzen oder nur bei relativ kleinen Kräften.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Dämpfersystem bereitzustellen, insbesondere ein verbessertes Dämpfersystem, mit welchem vorzugsweise ein Betriebsbereich der aktiven Komponente gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Dämpfersystemen erweitert wird, insbesondere außerdem ohne eine signifikante Erhöhung des Energieverbrauchs.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Dämpfersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems mit den Merkmalen von Anspruch 17 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 21. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgenden, genannten Merkmale werden, um Wiederholungen zu vermeiden, teilweise nur einmal beschrieben, d.h. nur im Zusammenhang mit dem Dämpfersystem oder dem Verfahren oder dem Fahrzeug, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für das Dämpfersystem als auch für das Verfahren sowie für das Fahrzeug.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit und/oder wenigstens eines Betrages einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung den ersten Lastpfad zu unterbrechen und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abzuleiten, wobei zumindest in einem definierten Bereich unterhalb des Betrags der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
Unter einer Dämpfungseinrichtung im Sinne der Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher in das Dämpfersystem eingebrachte Energie, vorzugsweise in das Dämpfersystem eingebrachte Schwingungsenergie, insbesondere durch die von außen aufgebrachte Last erzeugte Schwingungsenergie, zumindest teilweise umgewandelt werden kann, vorzugsweise dissipiert werden kann.
Unter einer ungedämpften Masse im Sinne der Erfindung wird die auf einen definierten Punkt reduzierte Masse sämtlicher, miteinander verbundener und sich gegenüber der gesamten, zu dämpfenden Masse relativ bewegender Bauteile verstanden.
Bezogen auf ein Fahrzeug wird unter der ungedämpften Masse im Sinne der Erfindung dabei die auf die Vertikalbewegung der Radmitte eines Rades reduzierte Masse sämtlicher der mit diesem Rad verbundenen und sich mit diesem Rad mitbewegenden Bauteile verstanden. Dabei sind bei einem Fahrzeug neben der Radmasse üblicherweise die Massen der am Rad befestigten Komponenten der Bremse, der Radträger, sowie die sich mit dem Rad mitbewegenden Komponenten der Radaufhängungen, d.h. die sich mit dem Rad bewegenden Massen von Federn, Achslenkern oder dergleichen, sowie bei angetriebenen Achsen zumindest teilweise die Antriebswellen, Teil der ungedämpften Masse.
Die gedämpfte Masse im Sinne der Erfindung ist bei einem Fahrzeug der Fahrzeugaufbau, gegenüber dem sich die ungedämpfte Masse relativ bewegt.
Ist zusätzlich zur Dämpfungseinrichtung, insbesondere parallel zur Dämpfungseinrichtung, eine Feder verbaut, kann die „ungedämpfte Masse“ gemäß dem üblichen Sprachgebrauch im Automobilbereich auch als „ungefederte Masse“ bezeichnet werden.
Unter einer Dämpferkraftverstelleinrichtung im Sinne der Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher eine Dämpferkraft erzeugt und/oder eingestellt werden kann, wobei der Begriff „Dämpferkraft“ dabei nicht einschränkend auf eine entgegen einer Kolbenstangengeschwindigkeit wirkenden Kraft zu verstehen ist, sondern allgemein als eine zum Dämpfen erforderliche Kraft. Folglich sind sowohl eine Vorrichtung, mittels der die Kraft eines herkömmlichen Schwingungsdämpfers mit Kolbenstange verstellt werden kann (z.B. bei einem hydraulischen, semi-aktiven Schwingungsdämpfer durch Verändern eines Dämpferventilquerschnitts) als auch eine Vorrichtung (z.B. eine aktiver Steller in Form eines Elektromotors und/oder einer in den Hydraulikkreislauf integrierten Hydraulikpumpe), mittels der unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse, insbesondere unabhängig von einer Kolbenstangengeschwindigkeit, eine Dämpferkraft erzeugt und/oder eingestellt werden kann, eine Dämpferkraftverstelleinrichtung im Sinne der Erfindung.
Unter einer Entlastungseinrichtung im Sinne der Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels welcher die Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise entlastet werden kann.
Unter einem Lastpfad im Sinne der Erfindung wird ein Übertragungsweg verstanden, über welchen Energie übertragen werden kann, insbesondere mechanische Energie und/oder hydraulische Energie.
Unter einer auf das Dämpfersystem aufgebrachten Last im Sinne der Erfindung wird eine von außen auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last verstanden, vorzugsweise eine von außen in das Dämpfersystem eingebrachte Schwingungsenergie, insbesondere eine in Vertikalrichtung auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last, welche beispielsweise bei der Überfahrt eines „Hindernisses“, wie beispielsweise einem Schlagloch, einer Bodenwelle oder dergleichen, entsteht und in das Dämpfersystem eingebracht wird.
Unter der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften und der gedämpften Masse wird im Sinne der Erfindung die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in wenigstens einer Raumrichtung verstanden. D.h., die Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften und der gedämpften Masse kann bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in x-Richtung und/oder in y-Richtung und/oder in z-Richtung sein, wobei bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem für ein Kraftfahrzeug die Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften und der gedämpften Masse vorzugsweise die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in z-Richtung, d.h. in Vertikalrichtung ist, bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem nach DIN 70000. Da bei Kraftfahrzeugen die z-Richtung die Haupt-Wirkrichtung der Radbewegung darstellt, ist die Radbewegung insbesondere in dieser Richtung, d.h. in Vertikalrichtung zu bedämpfen. Für die Auslegung eines Dämpfersystems für ein Kraftfahrzeug ist es daher in den meisten Fällen vorteilhaft und auch ausreichend, wenn die Relativgeschwindigkeit die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit der ungedämpften Masse und der Geschwindigkeit der gedämpften Masse in z-Richtung ist.
Unter einem Bypass-Pfad im Sinne der Erfindung wird ein Umgehungs-Lastpfad verstanden, über welchen eine auf das Dämpfersystem von außen aufgebrachte Last an der Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise vorbeigeführt werden kann, so dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise entlastet wird und nicht mit der gesamten, in das Dämpfersystem eingebrachten Last belastet wird.
Unter einer vollständigen Unterbrechung eines Lastpfades wird im Sinne der Erfindung die vollständige Trennung des Lastpfades verstanden, wobei bei vollständig getrenntem Lastpfad keine Energie mehr über die Trennstelle hinweg übertragen werden kann. Bei einer nur teilweisen Unterbrechung des Lastpfades hingegen kann noch ein Anteil an Energie über die Trennstelle hinweg übertragen werden.
Unter dem Dissipieren einer Last wird im Sinne der Erfindung die Umwandlung der in der Last enthaltenen Energie verstanden, wobei bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungssystem Energie vorzugsweise dissipiert wird, in dem die zu dissipierende Energie in Wärme und/oder elektrische Energie umgewandelt wird, wobei die zu dissipierende Energie insbesondere durch Reibung in Wärme umgewandelt wird und/oder durch den Antrieb eines Generators mittels der zu dissipierenden Energie in elektrische Energie.
Die Dämpfungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist vorzugsweise wenigstens einen Schwingungsdämpfer auf, insbesondere wenigstens einen zylindrischen Fluiddämpfer und/oder wenigstens einen Rotationsdämpfer.
Dabei haben sich die aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten hydraulischen und/oder pneumatischen Schwingungsdämpfer, insbesondere Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und mit einer relativ zu diesem entlang einer Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbeneinrichtung mit einer Kolbenstange und einem an dieser befestigten Arbeitskolben, sowie die ebenfalls aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Rotationsdämpfer, insbesondere elektromagnetische Rotationsdämpfer und/oder Fluid-Rotationsdämpfer, als besonders geeignet zur Verwendung als Dämpfungseinrichtung in einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem erwiesen.
Somit weist in einer ersten Alternative einer möglichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems das erfindungsgemäße Dämpfersystem als Dämpfungseinrichtung vorzugsweise einen herkömmlichen, aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Schwingungsdämpfer auf, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einem Hydraulikzylinder, wobei der Hydraulikzylinder vorzugsweise durch ein Dämpfergehäuse gebildet ist, in welchem eine Kolbeneinrichtung mit einem Arbeitskolben und einer Kolbenstange entlang einer Dämpferlängsachse in Dämpferlängsrichtung relativ zum Dämpfergehäuse verschiebbar ist, und wobei der Hydraulikzylinder mit einem Hydraulikmedium befüllbar ist.
Statt eines hydraulischen Schwingungsdämpfers kann ein erfindungsgemäßes Dämpfungssystem aber auch eine Dämpfungseinrichtung mit einem pneumatischen Schwingungsdämpfer aufweisen, beispielsweise mit einem Gasdruckdämpfer, wie er aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist.
In einer zweiten Alternative einer möglichen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist das erfindungsgemäße Dämpfersystem als Dämpfungseinrichtung vorzugsweise einen Rotationsdämpfer auf, wobei der Rotationsdämpfer vorzugsweise als Fluid-Rotationsdämpfer, insbesondere als hydraulischer Rotationsdämpfer ausgebildet ist oder als elektromechanischer Rotationsdämpfer.
Rotationsdämpfer als solche sowie deren Anwendung als Schwingungsdämpfer in Fahrzeugen sind, wie vorstehend bereits erläutert worden ist, aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Für nähere Ausführungen diesbezüglich, insbesondere hinsichtlich einer vorteilhaften Anordnung eines Rotatiosdämpfers in einem Kraftfahrzeug wird auf die DE 10 2012 021 018 A1 sowie die DE 10 2014 011 747 B3 verwiesen.
Für weitere Ausführungen und Informationen zur Ausgestaltung und Funktionsweise eines Rotationsdämpfers als Dämpfungseinrichtung wird auf die DE 10 2014 007 956 A1 sowie die DE 10 2013 014 158 A1 verwiesen, wobei die DE 10 2014 007 956 A1 Ausführungen zur Ausgestaltung eines elektromechanischen Rotationsdämpfers enthält und die DE 10 2013 014 158 A1 hinsichtlich eines Fluid-Rotationsdämpfers.
Die Dämpfungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfungssystems ist vorzugsweise als aktive Dämpfungseinrichtung ausgebildet, d.h. vorzugsweise weist die Dämpfungseinrichtung eine unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse einstellbare Dämpferkraft auf, wobei die Dämpferkraft insbesondere mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung aktiv und unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse einstellbar ist.
Die Dämpfungseinrichtung kann aber auch nur semi-aktiv ausgebildet sein, d.h. zwar innerhalb gewisser Grenzen verstellbar, insbesondere mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung veränderbar und einstellbar, jedoch nicht unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse.
Dabei können bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem die Dämpfungseinrichtung und die Dämpferkraftverstelleinrichtung Teil einer gemeinsamen Komponente sein oder aber als getrennte, einzelne Komponenten ausgebildet sein.
Die Dämpferkraftverstelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist vorzugsweise wenigstens ein Dämpferventil, insbesondere ein zumindest steuerbares, insbesondere ein regelbares Dämpferventil und/oder eine Aktuatoreinrichtung zur Erzeugung der Dämpferkraft auf. Besonders bevorzugt ermöglicht die Dämpferkraftverstelleinrichtung eine aktive Dämpfung, d.h. die Einstellung und/oder Erzeugung einer Dämpferkraft unabhängig von einer Dämpfergeschwindigkeit.
Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem derart ausgebildet, dass die Entlastungseinrichtung zumindest in dem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit inaktiv ist. D.h., dass vorzugsweise sämtliche, in das Dämpfersystem eingebrachten Kräfte unterhalb des ersten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit vorzugsweise vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragen werden kann und erst oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des ersten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit die Entlastungseinrichtung aktiv ist und die Dämpferkraftverstelleinrichtung zumindest teilweise oder vollständig entlastet wird.
D.h. mit anderen Worten, dass in dem definierten Bereich unterhalb der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des ersten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung eine Dämpferkraft erzeugbar und zur Abstützung der in das Dämpfersystem eingebrachten Last nutzbar ist, während oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des definierten Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit, d.h. wenn die Entlastungseinrichtung aktiv ist, vorzugsweise nur noch zum Teil die von der Dämpferkraftverstelleinrichtung erzeugte Dämpferkraft zur Abstützung der aufgebrachten Last nutzbar ist.
Vorzugsweise ist bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem die definierte Relativgeschwindigkeit und/oder deren Betrag, bei deren bzw. dessen Überschreiten mittels der Entlastungseinrichtung der erste Lastpfad unterbrochen werden kann und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise dissipiert werden kann und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abgeleitet werden kann, frei wählbar, insbesondere als Parameterwert im Dämpfersystem hinterlegbar, wobei insbesondere für die Zugstufe (= die Dämpfung beim Ausfedern) und die Druckstufe (= die Dämpfung beim Einfedern) des Dämpfersystem jeweils die definierte Relativgeschwindigkeit und/oder deren Betrag getrennt und unabhängig voneinander hinterlegbar sind. Für zweispurige Kraftfahrzeuge hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn die definierte Relativgeschwindigkeit, oberhalb der die Entlastungseinrichtung aktiviert wird, für die Druckstufe etwa 0,5 m/s bis 1,5 m/s beträgt, vorzugsweise etwa 0,8 m/s bis 1,2 m/s, insbesondere etwa 1 m/s, und für die Zugstufe etwa -0,5 m/s bis -1,5 m/s beträgt, vorzugsweise etwa -0,8 m/s bis -1,2 m/s, insbesondere etwa -1 m/s bzw. der Betrag der definierten Relativgeschwindigkeit für die Zugstufe ebenfalls etwa 0,5 m/s bis 1,5 m/s beträgt, vorzugsweise etwa 0,8 m/s bis 1,2 m/s, insbesondere etwa 1 m/s.
Die vorgenannten Zahlenwerte sind dabei jeweils auf die Radebene bezogen, d.h. auf einen in Radebene verlaufenden Relativgeschwindigkeitsvektor, insbesondere auf einen vertikal verlaufenden Relativgeschwindigkeitsvektor. Ist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem derart ausgebildet, dass der Relativgeschwindigkeitsvektor nicht in der Radebene liegt und/oder nicht vertikal verläuft, sondern anders im Raum orientiert ist, ist es vorteilhaft, die oben angegebenen, vorteilhaften Schwellwerte zur Übertragung auf ein derartiges Dämpfersystem unter Berücksichtigung der Einbaulage und der daraus resultierenden Übersetzungen entsprechend umzurechnen.
In einigen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, wenn mehrere definierte Relativgeschwindigkeiten und/oder deren Beträge hinterlegt werden können, insbesondere als Kennfeld oder Kennraum, vorzugsweise in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrzustandsgröße, beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem Lenkwinkel und/oder einem Bremsparameter.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem, bei welchem die Entlastungseinrichtung erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse aktiv wird, insbesondere erst bei Überschreiten der definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit, hat gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Dämpfersystemen, bei denen eine Entkopplung der Dämpferkraftverstelleinrichtung entweder abhängig von der Dämpferkraft, abhängig von der Frequenz oder vom Hub erfolgt, den Vorteil, dass auch bei großen Hüben und hohen Kräften, sofern diese nicht mit hohen Relativgeschwindigkeiten einhergehen, die Dämpferkraftverstelleinrichtung voll nutzbar ist und mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung auch bei großen Hüben und hohen Kräften eine Dämpferkraft erzeugt und eingestellt werden kann. Dadurch ergibt sich ein deutlich größerer Betriebsbereich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, in welchem die Dämpferkraftverstelleinrichtung nutzbar ist. Ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung eine aktive Dämpferkraftverstelleinrichtung, ist über einen deutlich größeren Betriebsbereich eine aktive Steuerung bzw. Regelung der Dämpferkraft möglich. Infolgedessen erhöht sich die Flexibilität in der Fahrwerksabstimmung, insbesondere hinsichtlich im Bereich der Vertikaldynamik. In vielen Fällen kann mithilfe eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems auch ein erhöhter Fahrkomfort erreicht werden.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem ermöglicht aufgrund der Aktivierung der Entlastungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse insbesondere eine relativ scharfe Trennung zwischen Anregungen in Form von besonders hochfrequenten, stoßartigen Belastungen und Kraftspitzen, wie sie beispielsweise bei der Überfahrt von Kanaldeckeln und Querfugen auftreten, und hoch- und niederfrequenten Anregungen aus dem gewöhnlichen Fahrbetrieb.
Infolgedessen können mit einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem Anregungen aus dem gewöhnlichen Fahrbetrieb aus einem höheren Frequenzbereich noch aktiv mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung ausgeregelt werden, welche bei einigen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen bereits passiv gedämpft werden (müssen), da bei diesen, insbesondere bei Entlastungseinrichtungen mit frequenzabhängigen Ventilen der rampenförmige Verlauf der Filterfunktion keine Trennung der Betriebssituation mit der Trennschärfe zulässt, wie sie ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem aufweist.
Durch die Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung in Sondersituationen mit erhöhter Störanregung, zum Beispiel bei der Überfahrt von Kanaldeckeln, Schlaglöchern, Bordsteinen oder dergleichen, können ferner auf einfache Art und Weise Kraftspitzen abgebaut und insbesondere stoßartige Belastungen der Dämpferkraftverstelleinrichtung vermieden werden, ohne wie bei kraftabhängig gesteuerten bzw. geregelten Systemen eine allzu große Sicherheitsreserve vorhalten zu müssen. Infolgedessen kann die Dämpferkraftverstelleinrichtung geringer dimensioniert werden, wodurch grundsätzlich eine höhere Dynamik des Dämpfersystems, insbesondere im aktiv regelbaren Bereich, realisierbar ist. Ferner kann der Verschleiß der Dämpferkraftverstelleinrichtung reduziert werden und damit die Lebensdauer und die Robustheit des Dämpfersystems erhöht werden.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem hat aufgrund seiner höheren Dynamik ferner den Vorteil, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung äußerst effizient betrieben werden kann und über einen weiten Frequenzbereich eine aktive Ausregelung von Anregungen aus dem Fahrbetrieb mit einem relativ geringen Energiebedarf ermöglicht.
Zusammenfassend ermöglicht ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem somit die aktive Dämpfung von Fahrbahnanregungen über einen weiten Frequenzbereich, den Schutz der Dämpferkraftverstelleinrichtung vor hohen Belastungen und insbesondere die Bereitstellung eines besonders robusten Dämpfersystems, welches außerdem eine Gewichtsreduzierung ermöglicht, einen geringen Energiebedarf aufweist und somit ferner eine kostengünstigere Herstellung und einen kostengünstigeren Betrieb ermöglicht. Insbesondere kann mit einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem bei gewöhnlichen Fahrsituationen das gesamte Kraft- und Frequenzpotenzial der Dämpferkraftverstelleinrichtung ausgenutzt werden bei gleichzeitigem Schutz der Dämpferkraftverstelleinrichtung in Sondersituationen vor Belastungsspitzen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung mindestens eine, wenigstens als Motor betreibbare Kraftmaschine auf, welche über den ersten Lastpfad mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist.
Vorzugsweise weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung dabei eine als Motor betreibbare elektrische Maschine als Kraftmaschine auf, welche insbesondere mechanisch mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist, vorzugsweise über ein Kinematikgestänge und/oder einen Schwenkarm, welches bzw. welcher mechanisch insbesondere mit dem Rad eines Fahrzeugs verbindbar ist, vorzugsweise über den Radträger dieses Rades. Das Kinematikgestänge und/oder der Schwenkarm sind dabei vorzugsweise Teil des ersten Lastpfades.
Die Dämpferkraftverstelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems kann dabei entweder ohne eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung mit der ungedämpften Masse wirkverbunden sein, d.h. insbesondere ohne einen Schwingungsdämpfer oder dergleichen im ersten Lastpfad dazwischen, und insbesondere auch die Dämpfereinrichtung bilden, wie beispielsweise bei einer als Rotationsdämpfer ausgebildeten, elektrischen Maschine, oder über eine weitere Dämpfungseinrichtung im ersten Lastpfad, wie beispielsweise über einen Schwingungsdämpfer oder dergleichen dazwischen mit der ungedämpften Masse wirkverbunden werden.
Ist die Kraftmaschine „direkt“, d.h. ohne dass zusätzlich eine Dämpfungseinrichtung wie ein Schwingungsdämpfer oder dergleichen im ersten Lastpfad angeordnet ist, mit der ungedämpften Masse verbunden, bildet die Kraftmaschine vorzugsweise zugleich zum einen die Dämpferkraftverstelleinrichtung und zum anderen die Dämpfungseinrichtung.
Ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung über eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung, insbesondere über einen zusätzlichen Schwingungsdämpfer mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar, ist vorzugsweise der Schwingungsdämpfer einerseits mit der ungedämpften Masse wirkverbunden und andererseits mit der gedämpften Masse.
Die Dämpferkraftverstelleinrichtung ist vorzugsweise grundsätzlich einerseits mit der ungedämpften Masse wirkverbunden und andererseits mit der gedämpften Masse.
Alternativ oder zusätzlich zu einer als Motor betreibbaren, elektrischen Maschine kann ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem auch eine Dämpferkraftverstelleinrichtung mit einem Hydraulikmotor als Kraftmaschine aufweisen, welcher über den ersten Lastpfad mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist.
Die Kraftmaschine der Dämpferkraftverstelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems kann auch ein Motor sein, der eine Fluidpumpe antreibt, welche mit einem im ersten Lastpfad angeordneten Fluid-Schwingungsdämpfer wirkverbunden ist, wobei vorzugsweise das Dämpfergehäuse und/oder die Kolbenstange des Schwingungsdämpfers mit der ungedämpften Masse verbunden ist, so dass im Ergebnis die Kraftmaschine der Dämpferkraftverstelleinrichtung über die Fluidpumpe und den Schwingungsdämpfer mit der ungedämpften Masse wirkverbunden ist.
Für einen besonders energieeffizienten Betrieb eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit einer Dämpferkraftverstelleinrichtung mit einer Kraftmaschine ist es vorteilhaft, wenn die Kraftmaschine der Dämpferkraftverstelleinrichtung dabei nicht nur als Kraftmaschine betreibbar ist, sondern darüber hinaus auch als Arbeitsmaschine, d.h. auch zur Erzeugung von Energie und/oder zur Unterstützung bei der Erzeugung von Energie ausgebildet ist, insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie.
Im Fall einer als elektrische Maschine ausgebildeten Kraftmaschine ist diese vorzugsweise auch als Generator betreibbar, so dass mittels der auf das Dämpfersystem von außen aufgebrachten Last elektrische Energie erzeugbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung mechanisch, vorzugsweise rein mechanisch, mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar, wobei die Entlastungseinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, im ersten Lastpfad zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung angeordnet ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems.
In diesem Fall weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung vorzugsweise eine als Motor betreibbare Kraftmaschine auf, welche mechanisch direkt mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist, vorzugsweise über ein Kinematikgestänge und/oder einen Schwenkarm, wobei die Kraftmaschine dabei insbesondere außerdem als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, vorzugsweise als Rotationsdämpfer, insbesondere als elektromagnetischer Rotationsdämpfer. Auf diese Art und Weise kann ein konstruktiv besonders einfaches und bauraumsparendes, erfindungsgemäßes Dämpfersystem bereitgestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Entlastungseinrichtung eine Kupplung, vorzugsweise eine Fliehkraftkupplung oder eine geregelte Kupplung, insbesondere eine Reibkupplung auf. D.h., in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, ist im ersten Lastpfad zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung eine Entlastungseinrichtung mit wenigstens einer Kupplung angeordnet.
Vorzugsweise kann in einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem bei der Kupplung der Entlastungseinrichtung dabei die Anpresskraft in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse verändert werden, insbesondere mittels Fliehkraft und/oder gesteuert und/oder geregelt mithilfe eines in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse erzeugten Steuersignals.
Als Kupplung im Sinne der Erfindung wird dabei eine Vorrichtung verstanden, mit welcher in einem ersten Betriebszustand mechanische Energie, insbesondere ein Drehmoment, übertragbar ist und in einem zweiten Betriebszustand keine Energie, insbesondere kein Drehmoment, übertragbar ist.
Unter einer Fliehkraftkupplung im Sinne der Erfindung wird eine Kupplung verstanden, welche bei Überschreiten einer definierten Fliehkraft öffnet, so dass oberhalb der definierten Fliehkraft keine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung erfolgt, wobei eine Fliehkraftkupplung als Teil der Entlastungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass oberhalb einer definierten Fliehkraft der erste Lastpfad zumindest teilweise unterbrochen wird, insbesondere vollständig.
Unter einer geregelten Kupplung im Sinne der Erfindung wird eine Kupplung verstanden, welche mithilfe eines Steuersignals betätigbar ist, vorzugsweise eine Kupplung, welche mithilfe eines Steuersignals geöffnet und/oder geschlossen werden kann, insbesondere derart, dass die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment stufenlos einstellbar ist.
Unter einer Reibkupplung im Sinne der Erfindung wird eine Kupplung verstanden, bei welcher die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung kraftschlüssig erfolgt, wobei die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment von einer aufgebrachten Anpresskraft abhängt.
Besonders bevorzugt weist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem eine Entlastungseinrichtung mit einer geregelten Reibkupplung auf, bei welcher die Anpresskraft und damit eine zu übertragende Energie, insbesondere ein zu übertragendes Drehmoment, vorzugsweise stufenlos einstellbar ist, insbesondere mithilfe eines Steuersignals, das in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse erzeugt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Kupplung in wenigstens zwei, vorzugsweise in wenigstens drei Betriebszuständen betreibbar. Dabei weist die Kupplung vorzugsweise wenigstens einen geschlossenen Zustand sowie wenigstens einen geöffneten Zustand auf, wobei im geschlossenen Zustand vorzugsweise eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last vollständig an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist und in einem offenen Zustand der Kupplung insbesondere keine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung an die Dämpferkraftverstelleinrichtung erfolgt. D.h. mit anderen Worten, dass im zweiten Zustand der Kupplung vorzugsweise der erste Lastpfad vollständig unterbrochen ist.
Besonders bevorzugt ist die Kupplung jedoch in wenigstens drei Betriebszuständen betreibbar, insbesondere in wenigstens einem geschlossenen Zustand, wenigstens einem offenen Zustand und wenigstens einem Zwischenzustand, in welchem eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist. Besonders bevorzugt, insbesondere wenn die Kupplung eine geregelte Kupplung ist, kann die zu übertragende Energie, vorzugsweise die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment, mittels der Kupplung stufenlos eingestellt werden,
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Dämpfungseinrichtung einen Schwingungsdämpfer auf, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, wobei der Schwingungsdämpfer vorzugsweise mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist und bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems vorzugsweise derart im ersten Lastpfad zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung angeordnet ist, dass eine mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung erzeugte Dämpferkraft über den ersten Lastpfad auf den Schwingungsdämpfer aufbringbar ist und/oder eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über den Schwingungsdämpfer und den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
D.h., bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem, kann die Dämpferkraftverstelleinrichtung entweder ohne eine weitere Dämpfungseinrichtung im ersten Lastpfad mit der ungedämpften Masse verbunden sein oder über eine weitere, im ersten Lastpfad angeordnete Dämpfungseinrichtung, beispielsweise über einen zusätzlichen, im ersten Lastpfad zwischen ungedämpfter Masse und Dämpferkraftverstelleinrichtung angeordneten Schwingungsdämpfer, mit der ungedämpften Masse wirkverbunden sein.
Insbesondere im ersteren Fall, d.h. wenn keine zusätzliche Dämpfungseinrichtung zwischen der Dämpferkraftverstelleinrichtung und der ungedämpften Masse angeordnet ist, ist die Dämpferkraftverstelleinrichtung vorzugsweise rein mechanisch über den ersten Lastpfad mit dem Schwingungsdämpfer wirkverbunden, wobei die Entlastungseinrichtung in diesem Fall insbesondere im ersten Lastpfad angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist der Schwingungsdämpfer ein Dämpfergehäuse sowie wenigstens eine Kolbenstange auf, die entlang einer Dämpferlängsachse relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse bewegbar ist, wobei das Dämpfersystem vorzugsweise dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit und/oder eines Betrags wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit mittels der Entlastungseinrichtung den ersten Lastpfad zu unterbrechen und/oder die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abzuleiten, wobei unterhalb der wenigstens einen, definierten Kolbenstangengeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen definierten Kolbenstangengeschwindigkeit die auf den Schwingungsdämpfer aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, insbesondere in einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, weist die Dämpferkraftverstelleinrichtung zur Erzeugung einer Dämpferkraft wenigstens eine mittels einer Kraftmaschine antreibbare Hydraulikpumpe auf, welche hydraulisch mit einem hydraulischen Schwingungsdämpfer wirkverbunden ist, wobei der erste Lastpfad vorzugsweise durch die hydraulische Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfer und der Dämpferkraftverstelleinrichtung gebildet ist, und wobei das Dämpfersystem insbesondere einen zum ersten Lastpfad parallelen, hydraulischen Bypass-Pfad aufweist.
Die zum Antrieb der Hydraulikpumpe erforderliche Kraftmaschine kann dabei Teil des Dämpfersystems sein und insbesondere durch eine als Motor betreibbare elektrische Maschine gebildet sein, wobei in diesem Fall die elektrische Maschine vorzugsweise ebenfalls als Generator betreibbar ist und zur Erzeugung von Energie mithilfe der auf das Dämpfersystem aufgebrachten Last eingerichtet ist.
Die Hydraulikpumpe kann aber auch durch eine andere Kraftmaschine, vorzugsweise durch den Antriebsmotor eines Fahrzeugs oder dergleichen, insbesondere den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs, angetrieben werden, vorzugsweise mithilfe eines Riementriebs oder dergleichen, ähnlich einer aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Servopumpe, d.h. ähnlich einer aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Hydraulikpumpe als Teil einer Servolenkung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Dämpfersystems, insbesondere, wenn der erste Lastpfad durch eine hydraulische Verbindung gebildet ist, ist die Entlastungseinrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Bypass-Pfad angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Entlastungseinrichtung wenigstens ein Hydraulikventil auf, wobei das Hydraulikventil vorzugsweise im Bypass-Pfad angeordnet ist und wobei das Dämpfersystem insbesondere derart ausgebildet ist, dass das Hydraulikventil unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit geschlossen ist, vorzugsweise vollständig, und oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der definierten Relativgeschwindigkeit zumindest teilweise geöffnet ist.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung elektronisch, elektromagnetisch, induktiv oder mechanisch betätigbar, wobei ein mechanisches Hydraulikventil insbesondere mittels Fliehkraft betätigbar ist, ein elektronisch betätigbares Hydraulikventil insbesondere mittels eines elektronischen Steuersignals, ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil insbesondere mittels eines elektrisch erzeugten Magnetfeldes oder eines Steuerstromes und ein induktiv betätigbares Hydraulikventil mittels eines induktiv erzeugten Steuerstromes.
Ein zur Ansteuerung des Hydraulikventils erforderlicher Steuerstrom kann bevorzugt mittels einer Induktionseinrichtung proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse erzeugt werden.
Die elektrische Erzeugung eines Magnetfeldes zur Ansteuerung des Hydraulikventils erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit der insbesondere mittels einer Sensoreinrichtung erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse.
Bevorzugt weist das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung wenigstens zwei Schaltzustände auf, insbesondere drei Schaltzustände, wobei das Hydraulikventil wenigstens einen geschlossenen Schaltzustand, einen vollständig geöffneten Schaltzustand und insbesondere einen zumindest teilweise geöffneten Schaltzustand dazwischen aufweist. Besonders bevorzugt ist das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung derart ansteuerbar bzw. regelbar, dass ein Öffnungszustand des Hydraulikventils stufenlos zwischen dem geschlossenen Zustand und dem vollständig geöffneten Zustand einstellbar ist.
Insbesondere, wenn das Hydraulikventil wenigstens drei Schaltzustände aufweist, kann das Dämpfersystem oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder oberhalb des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse mit zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien, insbesondere einer „harten“ Dämpferkraft-Kennlinie und einer „weichen“ Dämpferkraft-Kennlinie betrieben werden, wobei die Entlastungseinrichtung, insbesondere das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit wenigstens einer weiteren Fahrzustandsgröße ansteuerbar ist, beispielsweise zusätzlich in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Vorzugsweise weist die Entlastungseinrichtung dazu wenigstens ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Hydraulikventil und/oder wenigstens ein 2/3-Wegeventil und/oder wenigstens ein 2/4-Wegeventil und/oder wenigstens ein Proportionalventil auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist das Dämpfersystem zur Steuerung der Entlastungseinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse die Entlastungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch zu betätigen, wobei die Steuerungseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse ein Steuersignal zur Steuerung der Entlastungseinrichtung zu erzeugen.
Zur elektronischen Betätigung der Entlastungseinrichtung ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, mithilfe von Sensordaten in Abhängigkeit von der erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse ein entsprechendes elektronisches Steuersignal zu erzeugen und damit die Entlastungseinrichtung anzusteuern.
Zur elektromagnetischen Betätigung der Entlastungseinrichtung ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse einen entsprechenden Steuerstrom und/oder ein entsprechendes Steuersignal und/oder elektrisch ein entsprechendes Magnetfeld zu erzeugen.
Zur induktiven Betätigung der Entlastungseinrichtung ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, mittels einer Induktionseinrichtung in Abhängigkeit von einer Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse einen Steuerstrom zu erzeugen.
Ist die Steuerungseinrichtung zur mechanischen Betätigung der Entlastungseinrichtung ausgebildet, weist die Entlastungseinrichtung vorzugsweise ein mechanisch betätigbares Element auf, insbesondere eine Fliehkraftkupplung oder ein mittels Fliehkraft betätigbares Hydraulikventil.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, insbesondere wenn das Dämpfersystem einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und einer relativ zu diesem entlang der Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbenstange aufweist, weist die Steuerungseinrichtung eine Bewegungswandlungseinrichtung auf, mittels derer eine Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Dämpfergehäuses des Schwingungsdämpfers in einer Rotationsbewegung umwandelbar ist. Die Bewegungswandlungseinrichtung weist dazu vorzugsweise ein Zahnstangengetriebe, einen Kugelgewindetrieb, einen Riementrieb, insbesondere einen Seilzugtrieb, einen Reibradtrieb und/oder einen Zahnriementrieb und/oder einen Kettentrieb auf.
Mittels der Bewegungswandlungseinrichtung kann besonders einfach eine mechanische Betätigung der Entlastungseinrichtung realisiert werden, insbesondere mithilfe einer Fliehkraftkupplung und/oder mithilfe eines durch Fliehkraft betätigbaren Hydraulikventils.
Weist die Entlastungseinrichtung eine Fliehkraftkupplung oder ein durch Fliehkraft betätigbares Hydraulikventil auf, ist die Bewegungswandlungseinrichtung vorzugsweise mechanisch mit der Fliehkraftkupplung oder einem durch Fliehkraft betätigbaren Hydraulikventil gekoppelt, insbesondere derart, dass eine entsprechende Komponente der Entlastungseinrichtung in die Rotationsbewegung versetzt wird und die entsprechenden Fliehkräfte erzeugt werden.
Ein mittels Fliehkraft betätigbares Hydraulikventil kann beispielsweise eine rotierende Scheibe mit Öffnungen und nach außen federgestützten Kugeln aufweisen, wobei die rotierende Scheibe vorzugsweise definierte, in Umfangsrichtung verteilte Öffnungsquerschnitte aufweist, welche jeweils mit einer Kugel verschlossen werden können, wobei die Kugeln jeweils nach außen mit einer Feder gegenüber dem Außenradius der Scheibe abgestützt sind. Die Masse der einzelnen Kugeln sowie die Federsteifigkeit der die Kugeln unter Vorspannung nach innen drückenden Federn sind dabei so ausgelegt, dass die Kugeln bis zu einer festgelegten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse, welche mithilfe der Bewegungswandlungseinrichtung der Steuerungseinrichtung in eine Rotationsbewegung umgewandelt werden kann und somit bis zu einer infolgedessen entstehenden, definierten Fliehkraft, jeweils mittels Formschluss die zugehörige Öffnung in der Scheibe komplett verdecken. Damit bleibt das Hydraulikventil solange geschlossen, bis die Fliehkräfte größer werden als die die Kugeln in Position über den Öffnungen haltenden Federkräfte. Bei Überschreiten der Fliehkraft, infolge eines Überschreitens der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse, kommt es infolge der Zentrifugalkraft zu einer Auslenkung der Kugeln nach außen und somit mit steigender Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse zu einer zunehmenden Verlagerung der Kugeln nach außen, wodurch die Öffnungen in der Schreibe zunehmend freigelegt werden und das Hydraulikventil zunehmend öffnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems weist die Steuerungseinrichtung zur induktiven Erzeugung eines Steuerstroms eine Induktionseinrichtung auf, wobei die Entlastungseinrichtung vorzugsweise induktiv betätigbar ist, insbesondere durch den mittels der Induktionseinrichtung erzeugten Steuerstrom.
Dazu ist die Entlastungseinrichtung vorzugsweise elektromagnetisch betätigbar, insbesondere durch den mittels der Induktionseinrichtung erzeugten Steuerstrom, wobei die Entlastungseinrichtung dazu vorzugsweise wenigstens ein elektromagnetisch betätigbares Ventil aufweist. Insbesondere ist die Induktionseinrichtung dabei derart ausgebildet, dass mehrere Steuerstromniveaus erzeugbar sind und somit mehrere Schaltzustände der Entlastungseinrichtung realisierbar sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, insbesondere wenn das Dämpfersystem einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und einer relativ zu diesem entlang der Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbenstange aufweist, weist die Induktionseinrichtung eine parallel zur Dämpferlängsachse des Schwingungsdämpfers angeordnete Magnetleiste und wenigstens eine relativ zur Magnetleiste und parallel zur Dämpferlängsachse bewegbare Spule auf, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spule und der Magnetleiste ein Steuerstrom induzierbar ist, und wobei die Magnetleiste vorzugsweise ortsfest am Dämpfergehäuse angeordnet ist und die Spule fest mit der Kolbenstange verbunden ist. In einigen Fällen kann auch eine umgekehrte Anordnung vorteilhaft sein, bei welcher die Magnetleiste mit der Kolbenstange verbunden ist und die Spule ortsfest am Dämpfergehäuse angeordnet ist.
Mit einer vorbeschriebenen Induktionseinrichtung kann auf besonders einfache Art und Weise, insbesondere ohne Bewegungswandlungseinrichtung, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse, insbesondere in Abhängigkeit von der Kolbenstangengeschwindigkeit, ein Steuerstrom zur Steuerung der Entlastungseinrichtung erzeugt werden. Durch die zusätzliche Anordnung von wenigstens einer Zener-Diode kann die definierte Relativgeschwindigkeit bzw. die definierte Kolbenstangengeschwindigkeit, bei welcher die Entlastungseinrichtung aktiviert werden soll, sehr exakt festgelegt werden.
Unter einer Zener-Diode oder auch Z-Diode wird im Sinne der Erfindung dabei eine Diode verstanden, welche bei geringen Spannungen sperrend ist und bei der ab einer gewissen Sperrspannung, der so genannten Durchbruchspannung, der Strom innerhalb weniger hundert Millivolt um viele Größenordnungen ansteigt.
In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Induktionseinrichtung mechanisch mit der Bewegungswandlungseinrichtung gekoppelt, wobei die Induktionseinrichtung vorzugsweise wenigstens eine mit einer Rotationsgeschwindigkeit proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse drehbare Permanentmagnetscheibe aufweist, wobei die Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Dämpfergehäuses des Schwingungsdämpfers in eine Rotationsbewegung der Permanentmagnetscheibe umwandelbar ist, und wobei insbesondere durch eine Rotation der Permanentmagnetscheibe ein Wirbelstrom als Steuerstrom zur Steuerung der Entlastungseinrichtung induzierbar ist, ähnlich wie bei einem Tachometer.
Mithilfe der Übersetzung der Bewegungswandlungseinrichtung, d.h. mithilfe der Übersetzung, mit welchem die Translationsbewegung der Kolbenstange in eine Rotationsbewegung der Permanentmagnetscheibe umgewandelt wird, kann die Empfindlichkeit bzw. die Auflösung der Steuerungseinrichtung eingestellt werden.
Die Entlastungseinrichtung weist in diesem Fall vorzugsweise ein auf diese Art und Weise betätigbares, insbesondere ein elektromagnetisch betätigbares Ventil auf, wobei sich in diesem Fall besonders gut Rotationsscheibenventile mit einer elektromagnetisch verdrehbaren Rotorscheibe bzw. Ventilscheibe eignen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems ist die Entlastungseinrichtung derart ausgebildet, dass das Dämpfersystem oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie betreibbar ist, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien. Dadurch kann auch bei aktiver Entlastungeinrichtung noch zwischen wenigstens zwei Dämpferkraft-Kennlinien, vorzugsweise zwischen wenigstens einer „harten“ Dämpferkraft-Kennlinie und wenigstens einer „weichen“ Dämpferkraft-Kennlinie gewählt werden, wie es aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist, insbesondere in Verbindung mit semi-aktiven Dämpfersystemen, bei welchen die Dämpferkraft innerhalb gewisser Grenzen verstellbar ist, allerdings nicht in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse.
Dies kann bei einer Entlastungseinrichtung, welche wenigstens eine Kupplung aufweist, besonders einfach mithilfe einer geregelten Kupplung realisiert werden, insbesondere mithilfe einer geregelten Reibkupplung, deren Anpressdruck entsprechend steuerbar und/oder regelbar ist, sofern die Kupplung die Einstellung von insbesondere wenigstens drei verschiedenen Anpressdrücken ermöglicht (Anpressdruck 1 = vollständig geschlossen => Entlastungeinrichtung inaktiv; Anpressdruck 2 = teilweise geöffnet => Entlastungseinrichtung aktiv, teilweise Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung, beispielsweise um 25% => Dämpferkraft-Kennlinie 1; Anpressdruck 3 => teilweise geöffnet => Entlastungseinrichtung aktiv, teilweise Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung, beispielsweise um 50% => Dämpferkraft-Kennlinie 2).
Im Falle einer hydraulischen Entlastungseinrichtung mit wenigstens einem Hydraulikventil, welches insbesondere in einem Bypass-Pfad zur Dämpferkraftverstelleinrichtung angeordnet ist, lassen sich oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse und/oder deren Betrag mithilfe eines wenigstens in drei Schaltzuständen betreibbaren Hydraulikventils besonders einfach zwei verschiedene Dämpferkraft-Kennlinien realisieren, wobei das Hydraulikventil dazu vorzugsweise einen ersten, geschlossenen Schaltzustand, einen zweiten, zumindest teilweise geöffneten Schaltzustand und einen dritten, ebenfalls zumindest teilweise geöffneten, jedoch vom zweiten Schaltzustand verschiedenen, vorzugsweise vollständig geöffneten Schaltzustand aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus zumindest in einem definierten Bereich unterhalb wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit und/oder eines Betrags wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad an die Dämpferkraftverstelleinrichtung übertragen wird und in einem zweiten Betriebsmodus oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit mittels der Entlastungseinrichtung der erste Lastpfad unterbrochen wird und/oder eine auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise dissipiert wird und/oder die auf das Dämpfersystem aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad abgeleitet wird.
Das erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht in normalen Fahrsituationen eine reine und effiziente Nutzung einer aktiven Dämpferkraftverstelleinrichtung und gewährleistet über einen weiten Frequenzbereich und damit über einen großen Betriebsbereich die aktive Ausregelung von Fahrbahnanregungen. Durch die gezielte Aktivierung der Entlastungseinrichtung bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit und/oder deren Betrag zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse können in Sondersituationen mit erhöhter Störanregung, wie beispielsweise bei der Überfahrt von „Hindernissen“ wie Kanaldeckeln, Querfugen oder dergleichen, Kraftspitzen effektiv abgebaut bzw. von der Aktuatorik der Dämpferkraftverstelleinrichtung ferngehalten und hohe Beschleunigungen der Aktuatorik der Dämpferkraftverstelleinrichtung wirksam reduziert bzw. teilweise sogar vermieden werden.
Infolgedessen kann die Aktuatorik der Dämpferkraftverstelleinrichtung geringer dimensioniert werden, was sich vorteilhaft auf deren Gewicht, Energieverbrauch und Dynamik sowie deren Herstell- und Betriebskosten auswirkt. Infolge der verbesserten Dynamik wird insbesondere eine Erhöhung der Eckfrequenz der Dämpferkraftverstelleinrichtung möglich, wodurch der mit der Dämpferkraftverstelleinrichtung aktiv ausregelbare Bereich nach obenhin vergrößert werden kann.
Ferner kann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren der Verschleiß der Dämpferkraftverstelleinrichtung, insbesondere von der Aktuatorik, reduziert werden und damit deren Lebensdauer erhöht werden sowie deren Robustheit verbessert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Dämpfersystems wird die Entlastungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit bei Erreichen der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit betätigt, wobei die Entlastungseinrichtung vorzugsweise elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt wird, insbesondere mithilfe eines Steuersignals, und/oder mechanisch.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Dämpfersystems, insbesondere wenn das Dämpfersystem einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfergehäuse und einer relativ zu diesem entlang der Dämpferlängsachse bewegbaren Kolbenstange aufweist, wird zur Steuerung der Entlastungseinrichtung eine Rotationsbewegung der Kolbenstange und/oder des Dämpfergehäuses des Schwingungsdämpfers in einer Rotationsbewegung umgewandelt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Dämpfersystems, wird das Dämpfersystem oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit und/oder des Betrags der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie betrieben, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien, von denen insbesondere jeweils eine ausgewählt wird.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem Dämpfersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem aufweist und/oder zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird, sofern dies technisch sinnvoll ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. 1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit einer im ersten Leistungspfad angeordneten Kupplung als Entlastungseinrichtung, 1b den ersten Leistungspfad aus 1a mit einer ersten alternativen Ausgestaltung einer Kupplung als Entlastungseinrichtung und 1c den ersten Leistungspfad aus 1a mit einer zweiten alternativen Ausgestaltung einer Kupplung als Entlastungseinrichtung. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, 3 anhand eines Diagramms die einzelnen Betriebsbereiche eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit beispielhaften Dämpferkraft-Kennlinien, 4a ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems im Teilschnitt, 4b einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Dämpfersystems aus 4a, 5a in Prinzipdarstellung ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems mit einer in einem Bypass-Pfad angeordneten Entlastungseinrichtung mit einem Hydraulikventil, 5b ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Hydraulikventils für die Entlastungseinrichtung aus 5a und 5c ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel eines Hydraulikventils für die Entlastungseinrichtung aus 5a. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems in Prinzipdarstellung, 7a zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems in einem dreidimensionalen Schnitt, 7b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Dämpfersystems aus 7a und 7c zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil der Induktionseinrichtung aus den 7a und 7b in vergrößerter Darstellung sowie das Hydraulikventil der Entlastungseinrichtung aus den 7a und 7b im Bypass-Pfad.
Erfindungswesentlich können dabei sämtliche der beschriebenen Merkmale sein, sowie sämtliche der dargestellten Merkmale.
1a zeigt in Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Radaufhängung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wobei dieses Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 eine als Motor und Generator betreibbare elektrische Maschine 18 aufweist, welche bei diesem Dämpfersystem sowohl die Dämpfungseinrichtung 18 als auch die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 bildet und zur Einstellung und Erzeugung der Dämpferkraft ausgebildet ist, wobei bei diesem Dämpfersystem 100 die Dämpferkraft mittels der elektrischen Maschine 18 zumindest in einem ersten definierten Betriebsbereich unabhängig von einer Relativgeschwindigkeit zwischen einer ungedämpften Masse, welche hier durch das Rad 1 symbolisiert ist, gegenüber einer gedämpften Masse, welche in diesem Fall ein hier nicht dargestellter Fahrzeugaufbau ist, erzeugt werden. D.h., das Dämpfersystem 100 ermöglicht zumindest im ersten, definierten Betriebsbereich eine aktive, geregelte Dämpfung.
Das Rad 1, welches die ungedämpfte Masse symbolisiert, ist dabei über hier nicht weiter dargestellte Lenker am Fahrzeugaufbau, welcher die gedämpfte Masse repräsentiert, angebunden und relativ gegenüber dem Fahrzeugaufbau bewegbar, insbesondere in Vertikalrichtung, d.h. bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem nach DIN 70000 in z-Richtung. Ferner ist das Rad 1 bzw. die ungedämpfte Masse über einen Schwenkarm 20, welcher in diesem Fall einen ersten Lastpfad LP1 bildet, mechanisch mit der elektrischen Maschine 18 und somit mit der Dämpfungseinrichtung 18 und mit der Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 wirkverbunden, wobei die elektrische Maschine 18 ortsfest am Fahrzeugaufbau befestigt ist.
In einem, wie hier schematisch dargestellten funktionsgemäßen Einbauzustand des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 kann eine auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachte Last, welche beispielsweise bei der Überfahrt eines Hindernisses entsteht und über das Rad 1 bzw. die ungedämpfte Masse in das Dämpfersystem eingebracht werden kann, zumindest teilweise, in diesem Fall auch vollständig über den ersten Lastpfad LP1 an die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 übertragen werden und in diesem Fall auch durch die elektrische Maschine 18 aufgrund ihrer Ausgestaltung als Dämpfungseinrichtung 18 gegenüber der gedämpften Masse gedämpft werden.
Das in 1a dargestellte, erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 weist ferner eine Entlastungseinrichtung 19 in Form einer Lamellenkupplung 19 auf, welche im ersten Lastpfad LP1 angeordnet ist. Mittels der Entlastungseinrichtung 19 bzw. der Kupplung 19 kann die elektrische Maschine 18, insbesondere in ihrer Funktion als Dämpferkraftverstelleinrichtung 18, d.h. als Aktuatoreinrichtung 18, entlastet werden, insbesondere in bestimmten Fahrsituationen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 ist die elektrische Maschine 18 dabei dazu eingerichtet, insbesondere je nach Fahrsituation, eine entsprechend erforderliche Dämpferkraft zu erzeugen, wobei die elektrische Maschine 18 dabei eine aktive Komponente bildet, mittels welcher die Dämpferkraft unabhängig von einer Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse, insbesondere in Vertikalrichtung, einstellbar ist.
Dabei kann erfindungsgemäß unterhalb wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse die auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad LP1 an die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 übertragen werden und von dieser abgestützt werden und mittels der Dämpfungseinrichtung 18 bedämpft werden, wobei die Kupplung 19 zur vollständigen Lastübertragung vollständig geschlossen ist.
Erfindungsgemäß ist das in 1a gezeigte erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 ferner dazu eingerichtet, bei Überschreiten der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung 19 bzw. der Kupplung 19, den ersten Lastpfad LP1 zu unterbrechen, wobei der erste Lastpfad LP1 unterbrochen wird, indem die Kupplung 19 vollständig geöffnet wird. Dadurch kann die elektrische Maschine vor schädigenden Kraftspitzen und Beschleunigungen, insbesondere vor großen, stoßartigen Belastungen, wie sie insbesondere in Sondersituationen auftreten, beispielsweise bei der schnellen Überfahrt eines „Hindernisses“, wie beispielsweise einem Bordstein, einem Kanaldeckel oder einer Querfuge, geschützt werden.
Das heißt mit anderen Worten, dass, solange die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse unterhalb eines vordefinierten Grenzwertes bleibt, die Kupplung 19 geschlossen ist, so dass über das Rad 1 eingeleitete Kräfte, insbesondere in Vertikaleinrichtung eingeleitete Kräfte, über den Schwenkarm 20 an der als Dämpfungseinrichtung 18 sowie als Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 wirkenden elektrischen Maschine 18 abgestützt und von dieser bedämpft werden können.
Überschreitet hingegen die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse den vordefinierten Grenzwert, was der Fall ist, wenn beispielsweise das Rad 1 sehr schnell ein- und/oder ausfedert, sich also sehr schnell gegenüber dem Fahrzeugaufbau bewegt, beispielsweise bei der Überfahrt eines Kanaldeckels, bei der Durchfahrt eines Schlaglochs oder bei der Überfahrt einer Querfuge, wird die Entlastungseinrichtung 19 aktiviert, wobei dazu insbesondere die Kupplung 19 öffnet und auf diese Weise die elektrische Maschine 18 mechanisch von der ungedämpften Masse entkoppelt wird, so dass die über das Rad 1 in das Dämpfersystem 100 eingebrachten Kräfte nicht an die elektrische Maschine 18 übertragen werden können, wodurch die elektrische Maschine 18 vor hohen, stoßartigen Belastungen geschützt werden kann.
Bei dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 kann die Entlastungseinrichtung 19 bzw. die Kupplung 19 lediglich in zwei Betriebszuständen betrieben werden, wobei die Kupplung 19 in 1a in einem geöffneten Zustand dargestellt ist, zum einen in einem geschlossenen, nicht dargestellten Zustand, in dem eine über das Rad 1 in das Dämpfersystem eingebrachte Energie vollständig über die Kupplung 19 an die elektrische Maschine 18 übertragen werden kann, selbstverständlich nur insoweit, wie die Kupplung 19 ausgelegt ist, und zum zweiten, in einem geöffneten Zustand, in welchem der erste Lastpfad LP1 vollständig unterbrochen ist, so dass keine Lastübertragung an die elektrische Maschine 18 erfolgt.
Die Betätigung der Kupplung 19 erfolgt in diesem Fall, d.h. bei dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100, signalgesteuert, wobei das erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 dazu vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung aufweist, welche zum einen dazu ausgebildet ist, mithilfe einer Sensoreinrichtung eine Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse zu erfassen und zum anderen dazu, in Abhängigkeit von der erfassten Relativgeschwindigkeit ein Steuersignal zu erzeugen, mit welchem die Kupplung 19 entsprechend angesteuert werden kann, insbesondere unterhalb der definierten Relativgeschwindigkeit geschlossen werden kann und bei Überschreiten der Relativgeschwindigkeit geöffnet werden kann.
1b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kupplung 29 als Entlastungseinrichtung, wobei die Kupplung 29 ebenfalls zur Anordnung im ersten Lastpfad LP1 des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 100 aus 1a ausgebildet ist. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Kupplung 19, welche lediglich jeweils zwei Betriebszustände bzw. Schaltzustände ermöglicht, nämlich lediglich einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand, ist die in 1b dargestellte Kupplung 29 dazu ausgebildet, in zwei unterschiedlichen geöffneten Zuständen S1 und S2 neben dem einen hier nicht dargestellten geschlossenen Zustand betrieben zu werden, wobei im ersten geöffneten Zustand S1 zumindest ein Teil einer auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachten Last über den ersten Lastpfad LP1 an die elektrische Maschine 18 übertragen werden kann und erst im zweiten Schaltzustand S2 der erste Lastpfad LP1 vollständig unterbrochen ist.
Die Kupplung 29 ist dabei ebenfalls eine Reibkupplung 29, insbesondere ebenfalls eine Lamellenkupplung 29, wobei im ersten geöffneten Schaltzustand S1 ein gegenüber dem vollständig geschlossenen Zustand reduzierter Anpressdruck auf die Reibelemente der Kupplung 29 wirkt, so dass zumindest ein Anteil der auf das Dämpfersystem 100 aufgebrachten Last noch an die elektrische Maschine 18 bzw. die Dämpferkraftverstelleinrichtung 18 übertragen werden kann und ein Anteil einer mittels der elektrischen Maschine 18 erzeugten Dämpferkraft noch eine Dämpfung der ungedämpften Masse bewirkt. D.h., die Verwendung einer Kupplung 29 mit wenigstens drei Schaltzuständen (geschlossen, S1, S2) hat gegenüber der zuvor beschriebenen Kupplung 19 den Vorteil, dass auch oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse noch eine Dämpfung möglich ist. Dadurch kann ein verbesserter Fahrkomfort erreicht werden. Durch zusätzliche, weitere zumindest teilweise geöffnete Zwischenzustände kann eine weitere Verbesserung erreicht werden.
1c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer möglichen Ausgestaltung einer Kupplung 39 als Entlastungseinrichtung 39 für das erfindungsgemäße Dämpfersystem 100 aus 1a, wobei die Kupplung 39 ebenfalls zur Anordnung im ersten Lastpfad LP1 des Dämpfersystems 100 aus 1a ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Kupplung 39 als geregelte Kupplung 39, insbesondere als geregelte Reibkupplung 39 ausgebildet und ermöglicht insbesondere eine stufenlose Einstellung der Anpresskraft und infolgedessen eine stufenlose Einstellung der über die Kupplung 39 übertragbaren Last. Mithilfe einer solchen Kupplung 39 kann ein besonders vorteilhaftes, erfindungsgemäßes Dämpfersystem 100 bereitgestellt werden.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 200, ebenfalls in Prinzipdarstellung und mit einer elektrischen Maschine 18 als Dämpferkraftverstelleinrichtung 18, welche über einen ersten Lastpfad LP1, der durch einen Schwenkarm 20 gebildet ist und in dem eine Entlastungseinrichtung 19 in Form einer Kupplung angeordnet ist, mit einer in diesem Fall nicht dargestellten, ungedämpften Masse wirkverbunden ist.
Bei diesem erfindungsgemäßen Dämpfersystem 200 ist im Unterschied zu dem in 1a dargestellten Dämpfersystem 100 jedoch zusätzlich zwischen der ungedämpften Masse bzw. dem Rad 1 und den mit diesem verbundenen und sich mit dem Rad 1 mitbewegenden Massen und der elektrischen Maschine 18 ein hydraulischer Schwingungsdämpfer 10 als zusätzliche Dämpfungseinrichtung 10 angeordnet.
Der Schwingungsdämpfer 10 weist ein Dämpfergehäuse 12 auf, welches dazu vorgesehen ist, mit der ungedämpften Masse, d.h. mit dem Rad eines Fahrzeugs und den sich mit dem Rad mitbewegenden Komponenten wirkverbunden zu werden, wobei das Dämpfergehäuse 12 dazu vorzugsweise am Radträger des Rades oder einem Achslenker befestigt werden kann. Wie aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, weist der Schwingungsdämpfer 10 dabei einen durch das Dämpfergehäuse 12 gebildeten Hydraulikzylinder auf, der durch einen Arbeitskolben 13, welcher fest am unteren Ende einer Kolbenstange 11 befestigt ist, in einen ersten Arbeitsraum 14 und einen zweiten Arbeitsraum 15 geteilt wird und welcher ferner an seinem unteren Ende ein Gasdruckspeichervolumen 17 aufweist, welches durch einen Trennkolben bzw. eine Membran von dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 14 getrennt ist.
Der Arbeitskolben 13 kann dabei zusammen mit der Kolbenstange 11 entlang einer Dämpferlängsachse L relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse 12 bewegt werden. Die Kolbenstange 11 ist ferner dazu vorgesehen, mit ihrem, bezogen auf diese Darstellung oberen Ende, am Fahrzeugaufbau, d.h. mit der gedämpften Masse, befestigt zu werden, während das untere Ende zur Verbindung mit dem Radträger eines Rades oder einem Achslenker ausgebildet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 200 setzt sich die entstehende Dämpferkraft dabei zum einen aus der aus dem Schwingungsdämpfer 10 resultierenden Dämpferkraft zusammen, welche sich insbesondere in Abhängigkeit von der anliegenden Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse einstellt, sowie einem mittels der elektrischen Maschine 18, welche als Dämpferkraftverstelleinrichtung arbeitet, erzeugten Dämpferkraftanteil.
Gegenüber dem zuvor anhand von 1a beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfersystem 100 hat das in 2 dargestellte erfindungsgemäße Dämpfersystem 200 den Vorteil, dass die ungedämpfte Masse auch bei aktivierter Entlastungseinrichtung, d.h. insbesondere auch bei vollständig unterbrochenem ersten Lastpfad LP1, d.h. in diesem Fall auch bei vollständig geöffneter Kupplung 19, noch bedämpft wird, nämlich durch den Schwingungsdämpfer 10, was bei dem in 1a dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystem 100 mit der Kupplung 19 nicht der Fall ist und erst durch eine entsprechend ausgebildete Kupplung 29 oder 39, wie sie in den 1b und 1c dargestellt ist, erreicht wird.
Ein noch vorteilhafteres, erfindungsgemäßes Dämpfersystem lässt sich bereitstellen, wenn die Kupplung 19 aus 2 durch die Kupplung 29 aus 1b oder die Kupplung 39 aus 1c ersetzt wird, d.h. durch eine Kupplung 29 mit mehr als zwei Schaltzuständen (geschlossen, S1, S2) oder durch eine geregelte Kupplung 39, wodurch sich eine noch größere Flexibilität des in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystems 200 ergibt.
3 zeigt zum besseren Verständnis ein Diagramm mit den einzelnen Betriebsbereichen eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems, wobei in einem ersten Betriebs- bzw. Funktionsbereich I die Dämpferkraftverstelleinrichtung voll nutzbar ist und eine gesamte, mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung erzeugte Dämpferkraft zur Bedämpfung der ungedämpften Masse nutzbar ist, sowohl in der Zugstufe, in welcher die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse V_DMP ein negatives Vorzeichen aufweist, als auch für die Druckstufe, in welcher die Relativgeschwindigkeit V_DMP zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse positiv ist.
Oberhalb einer ersten, definierten Relativgeschwindigkeit +V0 in der Druckstufe, wobei bei einem erfindungsgemäßen Dämpfersystem vorzugsweise für die Zugstufe und die Druckstufe die jeweiligen Relativgeschwindigkeiten separat und unabhängig voneinander wählbar sind, bei deren Überschreiten die Entlastungseinrichtung aktiviert wird, ist ein erfindungsgemäßes Dämpfersystem vorzugsweise mithilfe von wenigstens zwei verschiedenen Dämpferkraftkennlinien K1 und K2 betreibbar (siehe Funktionsbereich II), was sich bei den beiden zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Dämpfersystemen 100 und 200 jeweils am einfachsten durch eine entsprechend ausgebildete Kupplung 29 bzw. 39 realisieren lässt.
Entsprechendes gilt für die Zugstufe, welche durch den linken Funktionsbereich III im Bereich negativer Relativgeschwindigkeiten -V_DMP symbolisiert ist, in welchem bei Überschreiten eines Betrags einer zweiten definierten Relativgeschwindigkeit V1 bzw. bei Unterschreiten der tatsächlichen Relativgeschwindigkeit -V1 das Dämpfersystem vorzugsweise ebenfalls mit wenigstens zwei verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien K3 und K4 betreibbar ist, von denen jeweils eine auswählbar ist.
4a zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 300 im Teilschnitt, wobei dieses Dämpfersystem 300 ebenfalls, wie das zuvor anhand von 2 beschriebenen Dämpfersystem ebenfalls einen Schwingungsdämpfer 10' im ersten Lastpfad LP1 zwischen der die Dämpferkraftverstelleinrichtung 28 bildenden elektrischen Maschine 28 und der ungedämpften Masse aufweist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand in einem Fahrzeug, in welchem ein aufbauseitiges Ende 51 des Schwingungsdämpfers mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist ein radseitiges Ende 50 vorzugsweise mit dem Radträger eines zugehörigen Rades oder einem Achslenker.
Der Schwingungsdämpfer 10' weist ebenfalls eine entlang der Dämpferlängsachse L relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse 22 bewegbare Kolbenstange 21 auf, ist jedoch nicht als hydraulischer Schwingungsdämpfer ausgebildet, sondern als elektromechanischer Schwingungsdämpfer, bei dem eine Relativbewegung der Kolbenstange gegenüber dem Dämpfergehäuse und damit eine Relativbewegung der ungedämpften Masse gegenüber der gedämpften Masse nicht über ein Hydraulikfluid gedämpft wird, sondern über eine Bewegungswandlungseinrichtung 30 in Form eines Kugelgewindetriebs mit einer Kugelmutter 32 und ein Getriebe 31 an der elektrischen Maschine 28 bzw. der Dämpferkraftverstelleinrichtung 28 abgestützt werden kann und dadurch bedämpft werden kann.
Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfersystem 200 ist die elektrische Maschine 28, welche ebenfalls als Motor und als Generator betreibbar ist, nicht über einen Schwenkarm 20 mit dem Schwingungsdämpfer 10' verbunden, sondern über das Getriebe 31, welches insbesondere eine Stirnradverzahnung 31 aufweist. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Entlastungseinrichtung 49 keine Reibkupplung in Form einer Lamellenkupplung ist, sondern eine Fliehkraftkupplung 49.
Die Betätigung der Fliehkraftkupplung 49 erfolgt bei diesem Dämpfersystem 300 dabei ebenso wie die Dämpfung mithilfe der Bewegungswandlungseinrichtung 30, insbesondere mithilfe deren Kugelgewindetrieb, durch welchen eine Translationsbewegung der Kolbenstange 21 in einer Rotationsbewegung der Kugelmutter 32 des Kugelgewindetriebs wandelbar ist.
Je schneller sich die Kolbenstange 21 dabei entlang der Dämpferlängsachse L auf oder ab bewegt, desto schneller dreht sich die Kugelmutter 32 um die Dämpferlängsachse L. Mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit der Kugelmutter 32 nehmen entsprechend auch die wirkenden Fliehkräfte bzw. Zentrifugalkräfte zu.
Mit zunehmender Zentrifugalkraft wird der Ring 33 (siehe 4b) der Fliehkraftkupplung 49 nach außen gezogen, was zur Folge hat, dass das Verbindungsstück 34 nach innen wandert, wodurch sich der Anpressdruck eines Reibkeils 35 der Fliehkraftkupplung in der korrespondierend zu diesem ausgebildeten Nut verringert und bei weiter zunehmender Fliehkraft die Reibverbindung gelöst wird, wodurch die elektrische Maschine 28 mechanisch zumindest teilweise, bei vollständig gelöster Reibverbindung vollständig von der Kugelmutter und damit auch von der ungedämpften Masse entkoppelt wird, und somit vor großen, stoßartigen, schädigenden Belastungen geschützt ist.
5a zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 400, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Dämpferkraftverstelleinrichtung 38 durch eine als Motor und Generator betreibbare elektrische Maschine 38B sowie durch eine mittels der elektrischen Maschine 38B antreibbare Hydraulikpumpe 38A gebildet ist, welche über eine hydraulische Verbindung, die den ersten Lastpfad LP1 bildet, mit einem hydraulischen Schwingungsdämpfer 10 verbunden ist, der wie in 2 ausgebildet ist und dessen Dämpfergehäuse 12 mit einem hier nicht dargestellten Radträger eines ebenfalls nicht dargestellten Rades verbindbar ist, d.h. mit der ungedämpften Masse, wobei die Kolbenstange 11 mit dem Fahrzeugaufbau verbindbar ist.
Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten, erfindungsgemäßen Dämpfersystem 200, weist das in 5a dargestellte erfindungsgemäße Dämpfersystem 400 jedoch keine Kupplung als Entlastungseinrichtung auf, sondern ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil 59, welches in einem Bypass-Pfad BP zum ersten Lastpfad LP1 angeordnet ist und als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist, wobei in diesem Fall das Hydraulikventil 59 die Entlastungseinrichtung 59 bildet und diese somit vollständig im Bypass-Pfad BP und nicht im ersten Lastpfad BP1 angeordnet ist.
Statt eines hydraulischen 2/2-Wegeventils 59 kann auch ein 2/3-Wegeventil 69 gemäß 5b oder ein Proportionalventil 79 mit zwei Anschlüssen gemäß 5c verwendet werden, wodurch ein noch vorteilhafteres, erfindungsgemäßes Dämpfersystem bereitgestellt werden kann.
Ein 2/3-Wegeventil 69 gemäß 5c hat den Vorteil, dass bei aktivierter Entlastungseinrichtung 69 bzw. bei geöffnetem Hydraulikventil 69, d.h. oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit bzw. deren Betrag, also gemäß 3 im Betriebsbereich II und/oder III, das Dämpfersystem mit zwei verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien betreibbar ist (z.B. K1 und K2 bzw. K3 und K4), während mit dem 2/2-Wegeventil 59 aus 5a das Dämpfersystem 400 oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse, bei welchem die Entlastungseinrichtung aktiviert wird, nur mit einer Dämpferkraft-Kennlinie betreibbar ist. Mit dem in 5c dargestellten, hydraulischen Proportionalventil 79 ist sogar der Betrieb des Dämpfersystems oberhalb der definierten Relativgeschwindigkeit V0 bzw. -V1 in einem Dämpferkraft-Kennfeld möglich.
Bei dem in 5a dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystems 400 ist die Entlastungseinrichtung 59 bzw. das Hydraulikventil 59 der Entlastungseinrichtung 59 dabei außerhalb des hydraulischen Schwingungsdämpfers 10 angeordnet, wobei das Hydraulikventil 59 mithilfe eines mittels einer hier nicht dargestellten Steuerungseinrichtung erzeugten Steuersignals elektromagnetisch betätigt werden kann. Dabei ist die Steuereinrichtung des erfindungsgemäßen Dämpfersystems 400 dazu ausgebildet ist, das Steuersignal in Abhängigkeit von einer mithilfe einer Sensoreinrichtung erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse zu ermitteln, welche in diesem Fall der Kolbenstangengeschwindigkeit entspricht. Wie die Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse, insbesondere die Kolbenstangengeschwindigkeit eines Schwingungsdämpfers ermittelt werden kann, ist einem zuständigen Fachmann aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so dass diesbezüglich für nähere Ausführungen auf den Stand der Technik verwiesen wird.
6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 500, welches vom Prinzip her ähnlich aufgebaut ist wie das in 5a gezeigte erfindungsgemäße Dämpfersystem 400, sich jedoch darin von dem in 5a gezeigten Dämpfersystem 400 unterscheidet, dass die Entlastungseinrichtung 59 bzw. das Hydraulikventil 59 und der Bypass-Pfad BP nicht außerhalb des Schwingungsdämpfer 10 angeordnet sind, sondern innerhalb des Schwingungsdämpfers 10", welcher vom Prinzip her ansonsten wie die Schwingungsdämpfer 10 aus 5a und 2 ausgebildet ist.
Ein weiterer Unterschied bei dem in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystem 500 zu dem anhand von 5a beschriebenen erfindungsgemäßen Dämpfersystem 400 ist, dass bei dem in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Dämpfersystem 500 das Steuersignal zur Betätigung des Hydraulikventils 59 bzw. der Entlastungseinrichtung 59 nicht in Abhängigkeit von einer mittels einer Sensoreinrichtung erfassten Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse ermittelt wird, sondern induktiv erzeugt wird mittels einer Induktionseinrichtung 80, wobei das erzeugte Steuersignal insbesondere ein proportional zur Kolbenstangengeschwindigkeit und damit proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse induktiv erzeugter Steuerstrom ist.
Zur Erzeugung des Steuerstromes weist die Induktionseinrichtung 80 eine fest mit dem Dämpfergehäuse 12 verbundene Magnetleiste 81 auf, welche aus Permanentmagneten mit unterschiedlicher Polung alternierend zusammengesetzt ist und sich im Wesentlichen in Dämpferlängsrichtung erstreckt, und eine mit dem Arbeitskolben 13 ortsfest verbundene Spule 82, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spule 82 und der Magnetleiste 81 ein Steuerstrom induziert wird.
In diesem Fall ist die Spule 82 dabei zusätzlich über wenigstens eine Zener-Diode 83 mit dem Hydraulikventil 59 gekoppelt, wodurch eine besonders exakte Betätigung des Hydraulikventils 59 und dadurch eine besonders exakte Aktivierung der Entlastungseinrichtung 59 erreicht werden kann. Der auf diese Weise induktiv erzeugte Steuerstrom ist dabei proportional zur Kolbenstangengeschwindigkeit 11, welche der Relativgeschwindigkeit zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse entspricht.
7a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 600, welches ebenfalls einen hydraulischen Schwingungsdämpfer 10''' mit einer Kolbenstange 511, einem Dämpfergehäuse 512, einer Entlastungseinrichtung 89 und einem Arbeitskolben 513, einer Bewegungswandlungseinrichtung 530 mit einem Getriebe 531 sowie einer Induktionseinrichtung 580 aufweist.
In diesem Fall ist die Entlastungseinrichtung 89 zwar auch durch ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil 89 gebildet, jedoch durch ein elektromagnetisch betätigbares Rotationsscheibenventil 89.
Ferner weist das Dämpfersystem 600 eine anders ausgebildete Bewegungswandlungseinrichtung 530 auf, denn die Bewegungswandlungseinrichtung 530 des Dämpfersystem 400 ist durch ein Zahnstangengetriebe 531 mit einem Ritzel 531 und einer Zahnstange 532 gebildet.
Ein weiterer Unterschied zu dem zuvor anhand von 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfersystems 500 besteht in der Induktionseinrichtung 580, welche bei dem Dämpfersystem 600 aus 7a keine Magnetleiste und eine Spule aufweist, sondern eine mit dem Ritzel 531 des Zahnstangengetriebes 531 drehfest verbundene Permanentmagnetscheibe 581.
Die Zahnstange der Bewegungswandlungseinrichtung 530 ist dabei fest mit der Kolbenstange 511 verbunden, so dass eine Relativbewegung der Kolbenstange 511 gegenüber dem Dämpfergehäuse 512 eine Relativbewegung der Zahnstange 532 verursacht, welche über das Ritzel 531 der Bewegungswandlungseinrichtung 530 in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird, wodurch die mit dem Ritzel drehfest verbundene Permanentmagnetscheibe 581 in eine Rotationsbewegung versetzt wird, s. 7b.
Die Permanentmagnetscheibe 581 der Induktionseinrichtung 580 kann dabei relativ gegenüber einer drehbar gelagerten, in diesem Fall entgegen einer Rückstellfederkraft verdrehbaren, metallischen Rotorscheibe 582 bzw. Ventilscheibe 582 des als Rotorscheibenventil ausgebildeten Hydraulikventils 89 verdreht werden, wodurch in der Ventilscheibe 582 Wirbelströme entstehen, welche zu einer Rotation dieser Ventilscheibe 582 gegenüber einer weiteren, jedoch fest angeordneten Ventilscheibe 583 des Hydraulikventils 89 führen.
Die beiden Ventilscheiben 582 und 583 besitzen dabei, wie anhand von 7c gut erkennbar ist, ein oder mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Öffnungen und sind insbesondere derart ausgebildet und zueinander angeordnet, dass unterhalb der definierten Relativgeschwindigkeit zwischen ungedämpfter und gedämpfter Masse bzw. unterhalb der definierten Kolbenstangengeschwindigkeit bzw. deren Betrag die Öffnungen der beiden Ventilscheiben 582 und 583 gegeneinander versetzt sind, so dass ein Hydraulikfluss durch die beiden Ventilscheiben 582 und 583 gesperrt ist und der Bypass-Pfad BP, in welchem das als Rotorscheibenventil 89 ausgebildete Hydraulikventil 89 angeordnet ist, gesperrt ist.
Bei Erreichen bzw. Überschreiten der definierten Relativgeschwindigkeit überlappen sich die beiden Ventilscheiben 582 und 583 des Hydraulikventils 89 jedoch, so dass ein Hydraulikfluss durch die Öffnungen ermöglicht wird und somit Hydraulikmedium entlang des Bypass-Pfades BP fließen kann und eine hier nicht dargestellte, und über einen ersten, hydraulischen Lastpfad mit dem Schwingungsdämpfer 10''' hydraulisch verbundene Dämpferkraftverstelleinrichtung, insbesondere eine über den ersten Lastpfad mit dem Schwingungsdämpfer 10''' hydraulisch gekoppelte Hydraulikpumpe sowie ein diese antreibender Motor, entlastet wird.
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere von konstruktiven Abwandlungen, zu den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

100, 200, ..., 600: erfindungsgemäßes Dämpfersystem
1: Rad
10, 10': Schwingungsdämpfer
11, 21, 511: Kolbenstange
12, 22, 512: Dämpfergehäuse
13, 513: Kolben
14: erster Arbeitsraum
15: zweiter Arbeitsraum
16: Trennkolben
17: Gasdruckspeichervolumen
18, 28, 38: Dämpferkraftverstelleinrichtung
19, 29, 39,...89: Entlastungseinrichtung
20: Schwenkarm
30, 530: Bewegungswandlungseinrichtung
31: Getriebe
32: Kugelmutter
33: Ring
34: Verbindungsstück
35: Reibkeil
38A: Hydraulikpumpe
38B: Motor
50: radseitiges Ende des Schwingungsdämpfers
51: aufbauseitiges Ende des Schwingungsdämpfers
80, 580: Induktionseinrichtung
81: Magnetleiste
82: Spule
83: Zener-Diode
531: Ritzel, Zahnstangengetriebe
532: Zahnstange
581: Permanentmagnetscheibe
582: drehbare Ventilscheibe
583: feststehende Ventilscheibe
BP: Bypass-Pfad
F: Dämpferkraft
K1, K2, K3, K4: Dämpferkraft-Kennlinien
L: Dämpferlängsachse
LP1: erster Lastpfad
S1: erster Schaltzustand
S2: zweiter Schaltzustand
V_DMP: Relativgeschwindigkeit
+V0: erste definierte Relativgeschwindigkeit
-V1: zweite definierte Relativgeschwindigkeit
I: Funktionsbereich aktive Komponente
II, III: Funktionsbereich Entlastungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3610937 A1 [0003, 0005]
DE 3738284 A1 [0003, 0005]
US 8376100 B2 [0003, 0007]
DE 102012021018 A1 [0031]
DE 102014011747 B3 [0031]
DE 102014007956 A1 [0032]
DE 102013014158 A1 [0032]

Claims

Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Radaufhängung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) - eine Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10''', 18) mit einstellbarer Dämpferkraft (F) zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, - eine Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft (F) und - eine Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) aufweist, wobei die Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10''', 18) mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist, und wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (100, 200, ..., 600) eine auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder eines Betrags (V1, V0) wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse mittels der Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) den ersten Lastpfad (LP1) zu unterbrechen und/oder die auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad (BP) abzuleiten, wobei zumindest in einem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) zwischen ungedämpfter Masse und gedämpfter Masse die auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragbar ist.
Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) mindestens eine wenigstens als Motor betreibbare Kraftmaschine (18, 28, 38B) aufweist, welche über den ersten Lastpfad (LP1) mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist.
Dämpfersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28) mechanisch, vorzugsweise rein mechanisch, mit der ungedämpften Masse wirkverbindbar ist, wobei die Entlastungseinrichtung (19, 29, 39, 49) vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, im ersten Lastpfad (LP1) zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28) angeordnet ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (100, 200, 300).
Dämpfersystem (100, 200, 300) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (19, 29, 39, 49) eine Kupplung (19, 29, 39, 49) aufweist, vorzugsweise eine Fliehkraftkupplung (49) oder eine geregelte Kupplung (39), insbesondere eine Reibkupplung (19, 29, 39, 49).
Dämpfersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (19, 29, 39, 49) in wenigstens zwei, vorzugsweise in wenigstens drei Betriebszuständen betreibbar ist.
Dämpfersystem (200, ..., 600) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung einen Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') aufweist, insbesondere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10'''), wobei der Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') vorzugsweise mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist und bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (200, ...600) vorzugsweise derart im ersten Lastpfad (LP1) zwischen der ungedämpften Masse und der Dämpferkraftverstelleinrichtung (28, 38) angeordnet ist, dass eine mittels der Dämpferkraftverstelleinrichtung (28, 38) erzeugte Dämpferkraft (F) über den ersten Lastpfad (LP1) auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') aufbringbar ist und/oder eine auf das Dämpfersystem (100, 200, ...600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') und den ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (28, 38) übertragbar ist.
Dämpfersystem (200, ..., 600) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') ein Dämpfergehäuse (12, 22, 512) sowie wenigstens eine Kolbenstange (11, 21, 511) aufweist, die entlang einer Dämpferlängsachse (L) relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse (12, 22, 512) bewegbar ist, wobei das Dämpfersystem (200, ...600) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder eines Betrags (V1, V0) wenigstens einer definierten Kolbenstangengeschwindigkeit (-V1, V0) mittels der Entlastungseinrichtung (49, 59, ..., 89) den ersten Lastpfad (LP1) zu unterbrechen und/oder die auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') aufgebrachte Last zumindest teilweise zu dissipieren und/oder die auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad (BP) abzuleiten, wobei zumindest in einem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen definierten Kolbenstangengeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen, definierten Kolbenstangengeschwindigkeit (-V1, V0) die auf den Schwingungsdämpfer (10, 10', 10", 10''') aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (28, 38) übertragbar ist.
Dämpfersystem (400, 500, 600) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraftverstelleinrichtung (38) zur Erzeugung einer Dämpferkraft (F) wenigstens eine mittels einer Kraftmaschine (38B) antreibbare Hydraulikpumpe (38A) aufweist, welche hydraulisch mit dem Schwingungsdämpfer (10, 10", 10''') wirkverbunden ist, wobei der erste Lastpfad (LP1) vorzugsweise durch die hydraulische Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfer (10, 10", 10''') und der Dämpferkraftverstelleinrichtung (28, 38) gebildet ist, und wobei das Dämpfersystem (400, 500, 600) insbesondere einen zum ersten Lastpfad (LP1) parallelen, hydraulischen Bypass-Pfad (BP) aufweist.
Dämpfersystem (400, 500, 600) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (59, 69, 79, 89) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Bypass-Pfad (BP) angeordnet ist.
Dämpfersystem (400, 500, 600) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (59, 69, 79, 89) wenigstens ein Hydraulikventil (59, 69, 79, 89) aufweist, wobei das Hydraulikventil (59, 69, 79, 89) vorzugsweise im Bypass-Pfad (BP) angeordnet ist, und wobei das Dämpfersystem (400, 500, 600) insbesondere derart ausgebildet ist, dass das Hydraulikventil (59, 69, 79, 89) zumindest in einem definierten Bereich unterhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1 ,+VO) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) geschlossen ist, vorzugsweise vollständig, und oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) zumindest teilweise geöffnet ist.
Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, ...600) zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) eine Steuerungseinrichtung aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit (V_DMP) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse die Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch zu betätigen, wobei die Steuerungseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit (V_DMP) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse ein Steuersignal zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) zu erzeugen.
Dämpfersystem (300, 600) nach Anspruch 11 in Verbindung mit wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Bewegungswandlungseinrichtung (30, 530) aufweist, mittels derer eine Translationsbewegung der Kolbenstange (21, 511) oder des Dämpfergehäuses (22, 512) des Schwingungsdämpfers (10', 10''') in eine Rotationsbewegung umwandelbar ist.
Dämpfersystem (500, 600) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Induktionseinrichtung (80, 580) aufweist zur induktiven Erzeugung eines Steuerstromes, wobei die Entlastungseinrichtung (59, 89) vorzugsweise induktiv betätigbar ist, insbesondere durch den mittels der Induktionseinrichtung (80, 580) erzeugten Steuerstrom.
Dämpfersystem (500) nach Anspruch 13 in Verbindung mit wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionseinrichtung (80) eine parallel zur Dämpferlängsachse (L) des Schwingungsdämpfers angeordnete Magnetleiste (81) und wenigstens eine relativ zur Magnetleiste (81) und parallel zur Dämpferlängsachse (L) bewegbare Spule (82) aufweist, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spule (82) und der Magnetleiste (81) ein Steuerstrom induzierbar ist, und wobei die Magnetleiste (81) vorzugsweise ortsfest am Dämpfergehäuse (12) angeordnet ist und die Spule (82) fest mit der Kolbenstange (11) verbunden ist.
Dämpfersystem (600) nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionseinrichtung (580) mechanisch mit der Bewegungswandlungseinrichtung (530) gekoppelt ist, wobei die Induktionseinrichtung (580) vorzugsweise wenigstens eine mit einer Rotationsgeschwindigkeit proportional zur Relativgeschwindigkeit (V-DMP) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse drehbare Permanentmagnetscheibe (581) aufweist, wobei die Translationsbewegung der Kolbenstange (511) oder des Dämpfergehäuses (512) des Schwingungsdämpfers (10''') in eine Rotationsbewegung der Permanentmagnetscheibe (581) umwandelbar ist, und wobei insbesondere durch eine Rotation der Permanentmagnetscheibe (581) ein Wirbelstrom als Steuerstrom zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (89) induzierbar ist.
Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (29, 39, ...89) derart ausgebildet ist, dass das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie (K1, K2, K3, K4) betreibbar ist, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien (K1 und K2; K3 und K4).
Verfahren zum Betrieb eines Dämpfersystems (100, 200, ..., 600) für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs, insbesondere zum Betrieb eines Dämpfersystems (100, 200, ..., 600), das nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist, wobei das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) - eine Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10''', 18) mit einstellbarer Dämpferkraft (F) zur Dämpfung von Schwingungen einer ungedämpften Masse gegenüber einer gedämpften Masse, - eine Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) zur Einstellung und/oder Erzeugung der Dämpferkraft (F) und - eine Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) zur Entlastung der Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) aufweist, wobei die Dämpfungseinrichtung (10, 10', 10", 10''', 18) mit der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse wirkverbindbar ist, und wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Dämpfersystems (100, 200, ..., 600) eine auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus zumindest in einem definierten Bereich unterhalb wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder eines Betrags (v1, V0) wenigstens einer definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) zwischen der ungedämpften Masse und der gedämpften Masse eine auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last vollständig über den ersten Lastpfad (LP1) an die Dämpferkraftverstelleinrichtung (18, 28, 38) übertragen wird und in einem zweiten Betriebsmodus oberhalb der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) mittels der Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) der erste Lastpfad (LP1) unterbrochen wird und/oder eine auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise dissipiert wird und/oder die auf das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) aufgebrachte Last zumindest teilweise über einen Bypass-Pfad (BP) abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit (V_DMP) bei Erreichen der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) betätigt wird, wobei die Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) vorzugsweise elektronisch und/oder elektromagnetisch und/oder induktiv und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt wird, insbesondere mithilfe eines Steuersignals, und/oder mechanisch.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Dämpfersystem (200, ..., 600) insbesondere wenigstens nach einem der Ansprüche 7 bis 16 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Entlastungseinrichtung (19, 29, ..., 89) eine Translationsbewegung der Kolbenstange (11, 21, 511) und/oder des Dämpfergehäuses (12, 22, 512) des Schwingungsdämpfers (10, 19', 10", 10''') in eine Rotationsbewegung umgewandelt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) oberhalb der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) und/oder des Betrags (V1, V0) der wenigstens einen, definierten Relativgeschwindigkeit (-V1, +V0) mit wenigstens einer definierten Dämpferkraft-Kennlinie (K1, K2, K3, K4) betrieben wird, vorzugsweise mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen Dämpferkraft-Kennlinien (K1 und K2; K3 und K4), von denen insbesondere jeweils eine ausgewählt wird.
Fahrzeug, insbesondere zweispuriges Kraftfahrzeug, mit einem Dämpfersystem (100, 200, ..., 600), dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfersystem (100, 200, ..., 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist und/oder das Fahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens gemäß den Ansprüchen 17 bis 20 ausgebildet ist.