DE102018212185A1 - Adjustable spring support - Google Patents

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Abstract

Federträger, umfassend einen mit Druckmittel betriebenen Verstellzylinder, der mit einem Federteller zusammenwirkt, der wiederum mit einem weiteren Federteller eine Tragfeder verspannt, wobei über den Verstellzylinder der Abstand der beiden Federteller einstellbar ist, wobei der Federträger mit einer Pumpe zusammenwirkt, deren Förderseite über ein Druckbegrenzungsventil mit einem Druckmittelspeicher verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil in Abflussrichtung aus dem Verstellzylinder in den Druckmittelspeicher öffnet.Spring support, comprising an adjustment cylinder operated with pressure medium, which cooperates with a spring plate, which in turn braces a suspension spring with a further spring plate, the distance between the two spring plates being adjustable via the adjustment cylinder, the spring support interacting with a pump, the delivery side of which is via a pressure relief valve is connected to a pressure medium store, characterized in that the pressure limiting valve opens in the outflow direction from the adjusting cylinder into the pressure medium store.

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Federträger gemäß dem Oberbegriff von Patenanspruch 1.The invention relates to an adjustable spring support according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2015 208 785 A1 ist ein verstellbarer Federträger bekannt, der über einen elektro-hydraulischen Aktuator verfügt. Ein E-Motor treibt eine Pumpe an, die Druckmedium in einen Verstellzylinder fördert, wobei der Verstellzylinder mit einem Federteller für eine Fahrzeugtragfeder zusammenwirkt.From the DE 10 2015 208 785 A1 an adjustable spring support is known which has an electro-hydraulic actuator. An electric motor drives a pump that conveys pressure medium into an adjusting cylinder, the adjusting cylinder interacting with a spring plate for a vehicle suspension spring.

Die DE 10 2014 018 788 A1 beschreibt einen verstellbaren Federträger mit einem Überdruckventil, das in Strömungsrichtung zwischen einer Pumpe und einem Arbeitsraum des Verstellzylinders angeordnet ist. Dieses Überdruckventil schützt die Pumpe vor einer Überlastung.The DE 10 2014 018 788 A1 describes an adjustable spring support with a pressure relief valve, which is arranged in the flow direction between a pump and a working space of the adjusting cylinder. This pressure relief valve protects the pump against overload.

Bedingt durch den engen Bauraum und die Gewichtsvorgaben werden die Bauteile bis an ihre Belastungsgrenzen ausgelegt. Für den normalen Fahrbetrieb sind die besagten Bauteile, insbesondere der Verstellzylinder, völlig ausreichend dimensioniert. Extreme Fahrmanöver in Verbindung mit einer maximalen Beladung eines Fahrzeugs können den Verstellzylinder an die Belastungsgrenze bringen. Grundsätzlich könnte man den Verstellzylinder hinsichtlich der Verbindungen zwischen den Teilen und die Teile an sich kräftiger dimensionieren. Damit wäre aber ein Gewichtsnachteil verbunden.Due to the narrow installation space and the weight specifications, the components are designed to their load limits. Said components, in particular the adjusting cylinder, are of sufficient dimensions for normal driving. Extreme driving maneuvers in connection with a maximum load of a vehicle can push the adjustment cylinder to the limit. Basically, the adjusting cylinder could be dimensioned stronger with regard to the connections between the parts and the parts themselves. This would be associated with a weight disadvantage.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Verstellzylinder dahingehend zu optimieren, dass eine Dauerhaltbarkeit auch unter extremen Bedingungen gewährleistet ist.The object of the present invention is to optimize the adjusting cylinder in such a way that durability is guaranteed even under extreme conditions.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Druckbegrenzungsventil in Abflussrichtung aus dem Verstellzylinder in den Druckmittelspeicher öffnet. Dadurch werden schädliche Spitzendrücke im Verstellzylinder unterbunden. Der mit dem Öffnen des Druckbegrenzungsventils verbundene Hubverlust des Verstellzylinders kann sehr einfach nachgeführt werden, sodass nach einer kurzen Betätigungszeit des Verstellzylinders wieder die ursprüngliche Niveaulage des Verstellzylinders erreicht ist.The object is achieved in that the pressure limiting valve opens in the direction of flow from the adjusting cylinder into the pressure medium reservoir. This prevents harmful peak pressures in the adjustment cylinder. The stroke loss of the adjusting cylinder associated with the opening of the pressure limiting valve can be adjusted very easily, so that after a short actuation time of the adjusting cylinder the original level of the adjusting cylinder is reached again.

Dabei ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil für den Verstellzylinder auch das Schutzventil für die Pumpe darstellt. Damit übernimmt das Druckbegrenzungsventil eine Schutzfunktion und stellt keinen Zusatzaufwand dar.It is provided that the pressure relief valve for the adjusting cylinder also represents the protective valve for the pump. The pressure relief valve thus takes on a protective function and does not represent any additional effort.

In weiterer Ausgestaltung ist der Tragfeder eine weitere Feder parallelgeschaltet, die ab einem definierten Verstellweg des Verstellzylinders einsetzt. Die weitere Feder wirkt einer weiteren Einfederungsbewegung entgegen, so dass die Tragfeder vor einer Blockbildung geschützt ist.In a further embodiment, the suspension spring is connected in parallel with a further spring, which starts from a defined adjustment path of the adjustment cylinder. The further spring counteracts a further deflection movement, so that the suspension spring is protected against block formation.

Die weitere Feder einen Arbeitsbereich aufweist, bei dem im Verstellzylinder ein Druckniveau anliegt, bei dem das Druckbegrenzungsventil öffnet. Damit wird ein Effekt erzielt, der einem hydraulisch mechanisch Anschlag bei einem Schwingungsdämpfer nahekommt.The further spring has a working range at which a pressure level is present in the adjusting cylinder at which the pressure limiting valve opens. This achieves an effect that comes close to a hydraulic mechanical stop in a vibration damper.

Bevorzugt ist der Federträger zwischen einem Fahrwerk und einem Fahrzeugaufbau angeordnet, wobei die weitere Feder zwischen einem achsseitigen Bauteil und einem ortsfest zum Verstellzylinder angeordneten Bauteil angeordnet ist.The spring support is preferably arranged between a running gear and a vehicle body, the further spring being arranged between an axle-side component and a component which is arranged stationary with respect to the adjusting cylinder.

Im Hinblick auf einen insgesamt einfachen Aufbau des Verstellzylinders zentriert sich die weitere Feder radial an einem Aktuator zur Druckmittelversorgung des Verstellzylinders.With regard to an overall simple construction of the adjusting cylinder, the further spring is centered radially on an actuator for supplying pressure medium to the adjusting cylinder.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following description of the figures.

Die einzige Figur zeigt eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugausschnitts 1 mit einem Fahrzeugaufbau 3 und einem Fahrwerk 5, von dem beispielhaft ein Querlenker 7 und ein Rad 9 mit einem Radträger 11 dargestellt sind. Räumlich und funktional zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und dem Fahrwerk 5 ist ein Federträger 13 angeordnet, über dessen wirksame Länge die Niveaulage des Fahrzeugaufbaus 3 einstellbar ist.The single figure shows a basic illustration of a vehicle section 1 with a vehicle body 3 and a landing gear 5 , an example of which is a wishbone 7 and a wheel 9 with a wheel carrier 11 are shown. Spatial and functional between the vehicle body 3 and the chassis 5 is a spring support 13 arranged over the effective length of the level of the vehicle body 3 is adjustable.

In einer besonders einfachen Ausführungsform umfasst der Federträger 13 einen mit Druckmittel betriebenen Verstellzylinder 15, der mit einem Federteller 17 zusammenwirkt, der wiederum mit einem weiteren Federteller 19 eine Tragfeder aufnimmt. Der erste Federteller 17 ist fest mit dem Verstellzylinder 15 verbunden. Der zweite Federteller 15 steht in Wirkverbindung mit dem Fahrwerk 5. Über den Verstellzylinder 15 ist der Abstand der beiden Federteller 17; 19 einstellbar. Dabei wirkt der Federträger 13 mit einer Pumpe 23 zusammen, die Teil eines Druckmittelversorgungssystems 25 ist. Das Druckmittelversorgungssystem 25 ist bevorzugt dezentral an jedem Verstellzylinder 15 des Fahrzeugs ausgeführt, so dass ein jeweils ein Aktuator 27 vorliegt, der einen E-Motor 29 und die Pumpe 23, sowie einen Druckmittelspeicher 31 aufweist. Die Teilaggregate 23; 25; 27; 29 des Akuators sind in einem Aktuatorgehäuse 33 zusammengefasst. Auf diesem Aktuatorgehäuse 33 ist der Verstellzylinder 15 axial verschiebbar angeordnet. In dieser einfachen Darstellung bildet eine Mantelfläche 35 des Aktuatorgehäuses 33 einen Innenzylinder zum Verstellzylinder 15, so dass zwei getrennte Arbeitsräume 37; 39 mit gleichem Querschnitt vorliegen. Der Arbeitsraum 37 kann über die Förderrichtung der Pumpe 23 mit Druckmittel aus dem Druckmittelspeicher 31 gefüllt werden, bzw. Druckmittel kann über die Pumpe 23 in den Druckmittelspeicher 31 zurückgeführt werden. Die Rückführung des Druckmittels wird durch die Last auf den Verstellzylinder gefördert. Der andere Arbeitsraum 39 ist über eine einfache Saugleitung 41 mit dem Druckmittelspeicher 31 verbunden und bildet damit einen Teil des Druckmittelspeichers 31. Beispielhaft ist noch ein Schaltventil 43 zwischen dem Aktuator 27 und dem Arbeitsraum 37 angeordnet. Bei einer Pumpe 23 mit einer ausreichend hohen Rückflusssicherung kann der Verstellzylinder 15 allein über den Aktuator 27 betrieben werden.In a particularly simple embodiment, the spring support comprises 13 an adjusting cylinder operated with pressure medium 15 with a spring plate 17 interacts, which in turn with another spring plate 19 receives a suspension spring. The first spring plate 17 is fixed with the adjustment cylinder 15 connected. The second spring plate 15 is in active connection with the chassis 5 , About the adjustment cylinder 15 is the distance between the two spring plates 17 ; 19 adjustable. The spring support works 13 with a pump 23 together, which is part of a pressure fluid supply system 25 is. The pressure medium supply system 25 is preferably decentralized on each adjustment cylinder 15 of the vehicle, so that one actuator each 27 there is an electric motor 29 and the pump 23 , as well as a pressure medium storage 31 having. The sub-assemblies 23 ; 25 ; 27 ; 29 of the actuator are in an actuator housing 33 summarized. On this actuator housing 33 is the adjustment cylinder 15 axially displaceable. In this simple representation, an outer surface forms 35 of the actuator housing 33 an inner cylinder to the adjusting cylinder 15 so that two separate work spaces 37 ; 39 with the same cross-section. The work space 37 can about the delivery direction of the pump 23 with pressure medium from the Accumulator 31 can be filled, or pressure medium can be pumped 23 in the pressure fluid reservoir 31 to be led back. The return of the pressure medium is promoted by the load on the adjusting cylinder. The other work space 39 is via a simple suction line 41 with the pressure fluid accumulator 31 connected and thus forms part of the pressure fluid reservoir 31 , Another example is a switching valve 43 between the actuator 27 and the work space 37 arranged. With a pump 23 the adjustment cylinder can be operated with a sufficiently high backflow protection 15 alone via the actuator 27 operate.

Des Weiteren weist der Federträger 13 ein Druckbegrenzungsventil 45 auf. Das Druckbegrenzungsventil 45 ist in einer Abflussleitung 47 ausgehend vom Arbeitsraum 37, der von der Pumpe 23 befüllbar ist, zum Druckmittelspeicher 31 angeordnet. Zwischen der Pumpe 23, dem Arbeitsraum 37 und dem Druckbegrenzungsventil 45 sind keine Rückschlagventile angeordnet, die einerseits in Förderrichtung der Pumpe 23 eine Schließstellung einnehmen. Folglich ist das Druckbegrenzungsventil 45 dem Arbeitsraum 37 in seiner Wirkung parallelgeschaltet. Der Druck im Arbeitsraum 37 kann nicht höher sein als es die Einstellung des Druckbegrenzungsventils 45 erlaubt. Damit ist die Förderseite der Pumpe 23 über das Druckbegrenzungsventil 45 mit dem Druckmittelspeicher 31 verbunden. Das Druckbegrenzungsventil 45 stellt damit auch das Schutzventil für die Pumpe 23 dar. Andererseits öffnet das Druckbegrenzungsventil 45 in Abflussrichtung aus dem Verstellzylinder 15 in den Druckmittelspeicher 31, wenn im Arbeitsraum 37 ein zu hoher Betriebsdruck auftritt, beispielsweise bei einer extremen Einfederungsbewegung der Fahrzeugachse.Furthermore, the spring support 13 a pressure relief valve 45 on. The pressure relief valve 45 is in a drain pipe 47 starting from the work area 37 by the pump 23 is fillable, to the pressure medium reservoir 31 arranged. Between the pump 23 , the work room 37 and the pressure relief valve 45 no check valves are arranged, on the one hand in the direction of pump delivery 23 assume a closed position. Hence the pressure relief valve 45 the workspace 37 connected in parallel in its effect. The pressure in the work space 37 cannot be higher than the pressure relief valve setting 45 allowed. This is the delivery side of the pump 23 via the pressure relief valve 45 with the pressure fluid accumulator 31 connected. The pressure relief valve 45 thus also provides the protective valve for the pump 23 On the other hand, the pressure relief valve opens 45 in the outflow direction from the adjustment cylinder 15 in the pressure fluid reservoir 31 when in the work room 37 too high an operating pressure occurs, for example in the event of an extreme deflection movement of the vehicle axle.

Optional ist der Tragfeder 21 eine weitere Feder 49 parallelgeschaltet, die ab einem definierten Verstellweg des Verstellzylinders 15 einsetzt. Die weitere Feder 49 ist zwischen dem achsseitigen Bauteil 11 und einem ortsfest zum Verstellzylinder 15 angeordneten Bauteil angeordnet ist. Beispielhaft stützt sich die weitere Feder 49 an einer Stirnfläche des Verstellzylinders 15 und am zweiten Federteller 19 ab. Die weitere Feder 49 zentriert sich radial an dem Aktuator 27 des Verstellzylinders 15. Bevorzugt ist die weitere Feder 49 als eine Elastomerfeder mit einer größeren Federrate als die der Tragfeder 21 ausgeführt.The suspension spring is optional 21 another feather 49 connected in parallel, starting from a defined adjustment path of the adjustment cylinder 15 starts. The further feather 49 is between the axle-side component 11 and a fixed to the adjusting cylinder 15 arranged component is arranged. The other spring is supported as an example 49 on an end face of the adjusting cylinder 15 and on the second spring plate 19 from. The further feather 49 centers itself radially on the actuator 27 of the adjusting cylinder 15 , The further spring is preferred 49 than an elastomer spring with a higher spring rate than that of the suspension spring 21 executed.

Bei zunehmender Belastung des Fahrzeugaufbaus 3, z. B. bei einer erhöhten Beladung, sinkt der Aktuator 27 und damit auch der Verstellzylinder 15 ein. Der gesamte Federträger 13 weist dann eine kürze Länge auf. Über den Aktuator 27 wird der Fahrzeugaufbau 3 wieder in eine Normallage angehoben, in dem der Arbeitsraum 37 mit Druckmittel gefüllt wird. Der Verstellzylinder 15 verbleibt dabei in seiner Position, da der Fahrzeugaufbau 3 und die Tragfeder 21 in einem Kräftegleichgewicht stehen. Das Druckniveau im Arbeitsraum 37 liegt dann in einer völlig unkritischen Größenordnung. Bei einer bestimmungsgemäßen Einfederungsbewegung tritt zusätzlich ein dynamischer Druckanteil im Arbeitsraum 37 auf, der ebenfalls von den belasteten Bauteilen schadfrei aufgenommen werden kann.With increasing load on the vehicle body 3 , e.g. B. with an increased load, the actuator sinks 27 and with it the adjusting cylinder 15 on. The entire spring support 13 then has a short length. About the actuator 27 is the vehicle body 3 raised back to a normal position in which the work space 37 is filled with pressure medium. The adjustment cylinder 15 remains in its position since the vehicle body 3 and the suspension spring 21 stand in a balance of power. The pressure level in the work area 37 is then on a completely uncritical scale. If the deflection movement is as intended, there is also a dynamic pressure component in the work area 37 on, which can also be absorbed by the loaded components without damage.

Für den Fall einer besonders hohen Belastung, wie sie vielleicht bei hoher Zuladung in einer Notsituation bei einem Ausweichmanöver über ein extremes Hindernis auftritt, federt der Federträger 13 noch stärker ein, wodurch der Druck im Arbeitsraum 37 ein kritisches Maß erreicht. Dann öffnet das Druckbegrenzungsventil 45 und lässt Druckmittel in den Druckmittelspeicher 31 ab. Insbesondere für diese besondere Situation die weitere Feder 49 mit ihrem Arbeitsbereich ein, bei dem dann im Verstellzylinder 15 ein Druckniveau anliegt, bei dem das Druckbegrenzungsventil 45 öffnet. Dann sorgen das Druckbegrenzungsventil 45 und die weitere Feder 49 für einen kontrollierten Energieabbau.In the event of a particularly high load, such as may occur with a high payload in an emergency situation during an evasive maneuver over an extreme obstacle, the spring support springs 13 even stronger, reducing the pressure in the work space 37 reached a critical level. Then the pressure relief valve opens 45 and lets pressure fluid into the pressure fluid reservoir 31 from. The further feather especially for this special situation 49 with their work area, in which then in the adjustment cylinder 15 there is a pressure level at which the pressure relief valve 45 opens. Then take care of the pressure relief valve 45 and the further feather 49 for a controlled energy reduction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugausschnittvehicle cutout
33
Fahrzeugaufbauvehicle body
55
Fahrwerklanding gear
77
Querlenkerwishbone
99
Radwheel
1111
Radträgerwheel carrier
1313
Federträgerspring support
1515
Verstellzylinderadjusting cylinder
1717
Federtellerspring plate
1919
zweiter Federtellersecond spring plate
2121
Tragfedersuspension spring
2323
Pumpepump
2525
DruckmittelversorgungssystemPressure fluid supply system
2727
Aktuatoractuator
2929
E-MotorE-Motor
3131
DruckmittelspeicherAccumulator
3333
Aktuatorgehäuseactuator housing
3535
Mantelflächelateral surface
3737
Arbeitsraumworking space
3939
Arbeitsraumworking space
4141
Saugleitungsuction
4343
Schaltventilswitching valve
45 45
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
4747
Abflussleitungdrain line
4949
weitere Federanother feather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015208785 A1 [0002]DE 102015208785 A1 [0002]
  • DE 102014018788 A1 [0003]DE 102014018788 A1 [0003]

Claims (6)

Federträger (13), umfassend einen mit Druckmittel betriebenen Verstellzylinder (15), der mit einem Federteller (17) zusammenwirkt, der wiederum mit einem weiteren Federteller (19) eine Tragfeder (21) verspannt, wobei über den Verstellzylinder (15) der Abstand der beiden Federteller (17; 19) einstellbar ist, wobei der Federträger (13) mit einer Pumpe (23) zusammenwirkt, deren Förderseite über ein Druckbegrenzungsventil (45) mit einem Druckmittelspeicher (31) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (45) in Abflussrichtung aus dem Verstellzylinder (15) in den Druckmittelspeicher (31) öffnet.Spring support (13), comprising an adjustment cylinder (15) operated with pressure medium, which cooperates with a spring plate (17), which in turn braces a suspension spring (21) with a further spring plate (19), the distance between the adjustment cylinders (15) The two spring plates (17; 19) can be adjusted, the spring support (13) cooperating with a pump (23), the delivery side of which is connected to a pressure medium reservoir (31) via a pressure relief valve (45), characterized in that the pressure relief valve (45) opens in the outflow direction from the adjusting cylinder (15) into the pressure medium reservoir (31). Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil für den Verstellzylinder (15) auch das Schutzventil für die Pumpe (23) darstellt.Spring support after Claim 1 , characterized in that the pressure relief valve for the adjusting cylinder (15) also represents the protective valve for the pump (23). Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragfeder (21) eine weitere Feder (49) parallelgeschaltet ist, die ab einem definierten Verstellweg des Verstellzylinders (15) einsetzt.Spring support after Claim 1 , characterized in that the suspension spring (21) is connected in parallel with a further spring (49) which starts from a defined adjustment path of the adjustment cylinder (15). Federträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Feder (49) einen Arbeitsbereich aufweist, bei dem im Verstellzylinder (15) ein Druckniveau anliegt, bei dem das Druckbegrenzungsventil (45) öffnet.Spring support after Claim 3 , characterized in that the further spring (49) has a working range in which a pressure level is present in the adjusting cylinder (15) at which the pressure limiting valve (45) opens. Federträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federträger (13) zwischen einem Fahrwerk (5) und einem Fahrzeugaufbau (3) angeordnet ist, wobei die weitere Feder (49) zwischen einem achsseitigen Bauteil (7) und einem ortsfest zum Verstellzylinder (15) angeordneten Bauteil angeordnet ist.Spring support after Claim 3 , characterized in that the spring support (13) is arranged between a chassis (5) and a vehicle body (3), the further spring (49) being arranged between an axle-side component (7) and a component arranged fixed to the adjusting cylinder (15) is. Federträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Feder (49) radial an einem Aktuator (27) zur Druckmittelversorgung des Verstellzylinders (15) zentriert.Spring support after Claim 5 , characterized in that the further spring (49) is centered radially on an actuator (27) for supplying pressure medium to the adjusting cylinder (15).
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