DE102019120845B4 - Device and method for adjusting a foot point of a spring element for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements (12) für ein Fahrzeug, die Vorrichtung (10) umfassend ein erstes Wandelement (14) zum Verbinden mit einem Fahrzeug, ein zweites in einem Abstand zum ersten Wandelement (14) angeordnetes Wandelement zum Verbinden mit dem Federelement (12), und eine zwischen dem ersten Wandelement (14) und dem zweiten Wandelement (16) angeordnete Kammer (18) zum Ändern des Abstands zwischen dem ersten Wandelement (14) und dem zweiten Wandelement (16) mittels einer Änderung eines Volumens der Kammer (18), wobei die Kammer (18) ein inkompressibles Fluid (27) aufweist und das erste und/ oder zweite Wandelement (16) eine Durchlassöffnung (20) für das inkompressible Fluid (27) zur Kammer (18) umfasst, wobei die Durchlassöffnung (20) mit einer Ein-/Ausbringvorrichtung (22) für das inkompressible Fluid (27) zum Ändern des Volumens der Kammer (18) fluidkommunizierend verbindbar ist, und wobei die Kammer (18) eine Kammerwand (24) mit mindestens einem sich von dem ersten Wandelement (14) bis zu dem zweiten Wandelement (16) erstreckenden dritten Wandelement (25) aufweist, dessen Masse bei einer Änderung des Volumens der Kammer (18) konstant ist,dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Wandelement (25) einen Teil aufweist, der über einen Flansch (13) des zweiten Wandelements (16) hängend angeordnet ist, wobei das dritte Wandelement (25) zwischen dem ersten Wandelement (14) und dem zweiten Wandelement (16) spannbar ist, wenn die Menge des inkompressiblen Fluids (27) in der Kammer (18) erhöht wird.Device for adjusting a foot point of a spring element (12) for a vehicle, the device (10) comprising a first wall element (14) for connection to a vehicle, a second wall element arranged at a distance from the first wall element (14) for connection to the spring element (12), and a chamber (18) arranged between the first wall element (14) and the second wall element (16) for changing the distance between the first wall element (14) and the second wall element (16) by means of a change in a volume of the chamber (18), wherein the chamber (18) has an incompressible fluid (27) and the first and/or second wall element (16) comprises a passage opening (20) for the incompressible fluid (27) to the chamber (18), the passage opening (20) can be connected in fluid communication with an input/output device (22) for the incompressible fluid (27) to change the volume of the chamber (18), and wherein the chamber (18) has a chamber wall (24) with at least one has a third wall element (25) extending from the first wall element (14) to the second wall element (16), the mass of which is constant when the volume of the chamber (18) changes, characterized in that the third wall element (25) has a has a part which is arranged hanging over a flange (13) of the second wall element (16), the third wall element (25) being able to be clamped between the first wall element (14) and the second wall element (16) when the quantity of the incompressible fluid (27) in the chamber (18) is increased.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug, ein System umfassend die Vorrichtung und ein Verfahren zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug.The invention relates to a device for adjusting a base point of a spring element for a vehicle, a system comprising the device and a method for adjusting a base point of a spring element for a vehicle.
Bei Fahrzeugen wird die Fahrzeugkarosserie über Fahrzeugfedern mit den Radaufhängungen verbunden. Dies dient dazu, die Räder während der Fahrt nach Stößen, die die Räder und die Radaufhängung in Richtung der Fahrzeugkarosserien bewegen, von der Fahrzeugkarosserie weg zu treiben. Je nach Beladungszustand des Fahrzeugs werden die Fahrzeugfedern unterschiedlich stark gestaucht. Damit verändert sich ebenfalls der Abstand der Räder bzw. der Radaufhängung zu der Fahrzeugkarosserie. Einige, insbesondere zukünftige, Mobilitätskonzepte erfordern, dass das Fahrzeugniveau bei verschiedenen Beladungszuständen konstant gehalten oder gezielt eingestellt werden kann. So wird für die Kühlung und für die optimale Bodenfreiheit bei elektrisch betrieben Fahrzeugen eine optimierte Positionierung zum Fahrtwind benötigt. Dazu werden Niveauregelungen zum Verstellen einer Position eines Fußpunkts der Fahrzeugfedern verwendet.In vehicles, the vehicle body is connected to the wheel suspension via vehicle springs. This serves to propel the wheels away from the vehicle body during travel after impacts that move the wheels and suspension toward the vehicle bodies. Depending on the loading condition of the vehicle, the vehicle springs are compressed to different degrees. This also changes the distance between the wheels or the wheel suspension and the vehicle body. Some, especially future, mobility concepts require that the vehicle level can be kept constant or adjusted in a targeted manner for different loading conditions. Optimum positioning in relation to the airstream is required for cooling and optimum ground clearance for electrically powered vehicles. For this purpose, level controls are used to adjust a position of a foot point of the vehicle springs.
Aus der
Aus
Weiter ist aus
Als Aufgabe der Erfindung kann daher angesehen werden, eine Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist, kostengünstig ist und eine hohe Regelgeschwindigkeit für eine Fahrdynamikregelung aufweist.The object of the invention can therefore be seen as providing a device for adjusting a base point of a spring element for a vehicle that is simple in design, inexpensive and has a high control speed for vehicle dynamics control.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1, 12 und 14 angegebenen Merkmale gelöst. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11 und 13.The object of the invention is solved by the features indicated in the
Bei einer Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug, die Vorrichtung umfassend ein erstes Wandelement zum Verbinden mit einem Fahrzeug, ein zweites in einem Abstand zum ersten Wandelement angeordnetes Wandelement zum Verbinden mit dem Federelement, und eine zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement angeordnete Kammer zum Ändern des Abstands zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement mittels einer Änderung eines Volumens der Kammer, wobei die Kammer ein inkompressibles Fluid aufweist und das erste und/ oder zweite Wandelement eine Durchlassöffnung für das inkompressible Fluid zur Kammer umfasst, wobei die Durchlassöffnung mit einer Ein-/Ausbringvorrichtung für das inkompressible Fluid zum Ändern des Volumens der Kammer fluidkommunizierend verbindbar ist, wobei die Kammer eine Kammerwand mit mindestens einem sich von dem ersten Wandelement bis zu dem zweiten Wandelement erstreckenden dritten Wandelement aufweist, dessen Masse bei einer Änderung des Volumens der Kammer konstant ist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das dritte Wandelement einen Teil aufweist, der über einen Flansch des zweiten Wandelements hängend angeordnet ist, wobei das dritte Wandelement zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement spannbar ist, wenn die Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer erhöht wird.In a device for adjusting a base point of a spring element for a vehicle, the device comprising a first wall element for connection to a vehicle, a second wall element arranged at a distance from the first wall element for connection to the spring element, and one between the first wall element and the second Chamber arranged in a wall element for changing the distance between the first wall element and the second wall element by means of a change in a volume of the chamber, the chamber having an incompressible fluid and the first and/or second wall element comprising a passage opening for the incompressible fluid to the chamber, the Through-opening can be fluidly connected to an input/output device for the incompressible fluid to change the volume of the chamber, the chamber having a chamber wall with at least one third wall element extending from the first wall element to the second wall element, d whose mass is constant with a change in the volume of the chamber, it being provided according to the invention that the third wall element has a part which is arranged hanging over a flange of the second wall element, the third wall element between the first wall element and the second Wall element is tensioned when the amount of incompressible fluid is increased in the chamber.
Kern der Erfindung ist die Verwendung einer Kammer, deren Kammerwand einen Flächeninhalt aufweist, der bei einer Volumenänderung der Kammer weitestgehend konstant bleibt. D. h. ein drittes Wandelement ist Teil der Kammerwand und erstreckt sich vor und nach einer Volumenänderung mit den gleichen Kontaktpunkten von dem ersten Wandelement bis zum zweiten Wandelement, ohne dass dem dritten Wandelement Bereiche hinzugefügt oder entfernt werden. Die Masse des dritten Wandelements bleibt damit konstant. Damit wird keine gleitende Dichtung benötigt, um bei einer Volumenänderung der Kammer eine Änderung des Flächeninhalts der Kammerwand zu bewirken. Um das Volumen der Kammer zu ändern, wird über die Durchlassöffnung ein inkompressibles Fluid, wie beispielsweise ein Hydrauliköl oder Glykol, in die Kammer eingeleitet oder aus der Kammer entfernt. Die Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer definiert dabei das Volumen der Kammer. Der Flächeninhalt der Oberfläche des inkompressiblen Fluids in der Kammer bleibt dabei weitestgehend konstant, wenn sich die Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer und damit das Volumen des inkompressiblen Fluids ändert. Die Oberfläche des in der Kammer angeordneten inkompressiblen Fluids entspricht dem Flächeninhalt der Kammerwand. Weiter bewirkt eine Volumenänderung der Kammer, dass sich der Abstand zwischen dem ersten Wandelement, das mit dem Fahrzeug verbunden werden kann, und dem zweiten Wandelement, das mit einem Federelement für ein Fahrzeug, zum Beispiel einer Fahrzeugfeder, verbunden werden kann, ändert. Eine Volumenvergrö-ßerung der Kammer bewirkt dabei eine Vergrößerung des Abstands, während eine Volumenverkleinerung der Kammer eine Verkleinerung des Abstands bewirkt. Das in der Kammer angeordnete inkompressible Fluid bewirkt dabei, dass eine Volumenänderung der Kammer nicht durch äußere Kräfte, die bei Fahrzeugen auftreten, bewirkt wird. Das erste Wandelement und das zweite Wandelement können weiter beispielsweise einander gegenüberliegend angeordnet sein, d. h. auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Kammer positioniert sein. Auf diese Weise kann die Position eines Fußpunkts eines Federelements eines Fahrzeugs verändert werden, um das Fahrzeugniveau zu ändern. Da keine gleitende Dichtung benötigt wird, ist die Vorrichtung einfach aufgebaut und kostengünstig. Weiter wird durch die Verwendung des inkompressiblen Fluids eine hohe Regelgeschwindigkeit für eine Fahrdynamikregelung bereitgestellt, da das inkompressible Fluid mit hoher Geschwindigkeit in bzw. aus der Kammer geleitet werden kann.The core of the invention is the use of a chamber whose chamber wall has a surface area that remains largely constant when the volume of the chamber changes. i.e. a third wall element is part of the chamber wall and extends before and after a volume change with the same contact points from the first wall element to the second wall element without adding or subtracting areas to the third wall element. The mass of the third wall element remains constant. Thus, no sliding seal is required to cause a change in the surface area of the chamber wall when the volume of the chamber changes. In order to change the volume of the chamber, an incompressible fluid, such as hydraulic oil or glycol, is introduced into or removed from the chamber via the through-opening. The amount of incompressible fluid in the chamber defines the volume of the chamber. The surface area of the incompressible fluid in the chamber remains largely constant when the quantity of the incompressible fluid in the chamber and thus the volume of the incompressible fluid changes. The surface area of the incompressible fluid arranged in the chamber corresponds to the surface area of the chamber wall. Furthermore, a change in volume of the chamber causes the distance between the first wall element, which can be connected to the vehicle, and the second wall element, which can be connected to a spring element for a vehicle, for example a vehicle spring, to change. An increase in volume of the chamber causes an increase in the distance, while a decrease in volume of the chamber causes a reduction in the distance. The incompressible fluid arranged in the chamber has the effect that a change in volume of the chamber is not caused by external forces that occur in vehicles. The first wall element and the second wall element can further, for example, be arranged opposite one another, i. H. be positioned on two opposite sides of the chamber. In this way, the position of a base point of a spring element of a vehicle can be changed in order to change the vehicle level. Because no sliding seal is required, the device is simple in construction and inexpensive. Furthermore, the use of the incompressible fluid provides a high control speed for vehicle dynamics control, since the incompressible fluid can be conducted into and out of the chamber at high speed.
Eine Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie kann auch über eine Radaufhängung erfolgen. D. h., die Vorrichtung kann zwischen dem Federelement und der Fahrzeugkarosserie oder zwischen dem Federelement und einer Radaufhängung angeordnet sein.A connection to the vehicle body can also be made via a wheel suspension. That is, the device can be arranged between the spring element and the vehicle body or between the spring element and a wheel suspension.
Gemäß einem Beispiel kann die Kammerwand das erste Wandelement und das zweite Wandelement umfassen.According to one example, the chamber wall may include the first wall element and the second wall element.
Das erste Wandelement und das zweite Wandelement können damit ebenfalls Teil der der Kammerwand sein. Weiter wird damit die Herstellung der Kammer vereinfacht, sodass Kosten gespart werden können.The first wall element and the second wall element can thus also be part of the chamber wall. Furthermore, this simplifies the manufacture of the chamber, so that costs can be saved.
In einem weiteren Beispiel weist das dritte Wandelement mindestens ein verformbares Wandelement auf, das biegeweich und zugsteif ist und sich zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement erstreckt.In a further example, the third wall element has at least one deformable wall element which is flexible and tensile and extends between the first wall element and the second wall element.
Mit dem verformbaren Wandelement kann auf einfache Weise eine Kammerwand bereitgestellt werden, deren Flächeninhalt bei einer Volumenänderung der Kammer konstant bleibt, wenn die Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer geändert wird. Damit weist die Kammerwand ein Wandelement auf, das in Kombination mit dem inkompressiblen Fluid in der Kammer in der Hauptwirkrichtung der Kammer zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement steif ist, aber nachgiebig gegen Verschiebungen oder Verkippungen des ersten Wandelements und des zweiten Wandelements zueinander ist. Damit können Kräfte außerhalb der Hauptlastrichtung, Kraftwirkrichtungen und Kraftverteilungen zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Federelement ausgeglichen werden.With the deformable wall element, a chamber wall can be provided in a simple manner, the surface area of which remains constant when the volume of the chamber changes, if the quantity of the incompressible fluid in the chamber changes. The chamber wall thus has a wall element which, in combination with the incompressible fluid in the chamber, is stiff in the main effective direction of the chamber between the first wall element and the second wall element, but is flexible against displacements or tilting of the first wall element and the second wall element relative to one another. In this way, forces outside the main load direction, directions of force action and force distributions between the vehicle body and the spring element can be compensated.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann das dritte Wandelement jeweils mittels eines Dichtelements mit dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement verbunden sein.According to a further example, the third wall element can be connected to the first wall element and the second wall element by means of a sealing element.
Damit kann die Kammer zum Beispiel aus mehreren Wandelementen hergestellt sein, die mittels Dichtelementen miteinander verbunden werden. Damit wird eine Kammer bereitgestellt, die einfach herzustellen ist und eine ausreichende Dichtigkeit aufweist.The chamber can thus be made, for example, from a number of wall elements which are connected to one another by means of sealing elements. A chamber is thus provided which is easy to manufacture and has sufficient tightness.
Weiter kann das mindestens eine dritte Wandelement beispielsweise ein fluiddichtes Gewebe oder eine gewebe- und/oder faserverstärkte Membran, vorzugsweise eine armierte Elastomer-Membran, aufweisen.Furthermore, the at least one third wall element can have, for example, a fluid-tight fabric or a fabric- and/or fiber-reinforced membrane, preferably a reinforced elastomer membrane.
Das dritte Wandelement kann dabei balgförmig, zum Beispiel als Faltenbalg, ausgebildet sein. Damit wird ein kostengünstiges verformbares Wandelement bereitgestellt.The third wall element can be designed in the form of a bellows, for example as a bellows. A cost-effective, deformable wall element is thus provided.
Die Kammer kann gemäß einem weiteren Beispiel zwei einander gegenüberliegend angeordnete verformbare Wandelemente aufweisen.According to a further example, the chamber can have two deformable wall elements arranged opposite one another.
Die Kammer kann dabei zum Beispiel mittels der ersten und zweiten Wandelemente und der beiden einander gegenüberliegend angeordneten verformbaren Wandelemente definiert werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine torusförmige Kammer bereitgestellt werden, die mittig eine Öffnung aufweist, durch die zum Beispiel ein Stoßdämpferelement geführt werden kann. Dabei können das erste Wandelement und das zweite Wandelement beispielsweise ringförmig ausgebildet sein. Das Stoßdämpferelement kann dann durch die Öffnungen der Ringe des ersten Wandelements und des zweiten Wandelements angeordnet werden. Auf diese Weise kann eine Vorrichtung mit einer torusförmigen Kammer mit ringförmigen ersten und zweiten Wandelementen bereitgestellt werden, die um einen Stoßdämpfer herum angeordnet sein kann.The chamber can be defined, for example, by means of the first and second wall elements and the two deformable wall elements arranged opposite one another. In this way, a toroidal chamber can be provided, for example, which has an opening in the middle, through which, for example, a shock absorber element can be guided. In this case, the first wall element and the second wall element can, for example, be ring-shaped. The shock absorbing element can then be placed through the openings of the rings of the first wall element and the second wall element. In this way a device can be provided with a toroidal chamber with annular first and second wall elements, which can be arranged around a shock absorber.
Weiter kann das dritte Wandelement zum Beispiel mindestens zwei Wandabschnitte aufweisen, wobei die mindestens zwei Wandabschnitte mittels eines Dichtelements miteinander verbunden sind.Furthermore, the third wall element can have, for example, at least two wall sections, the at least two wall sections being connected to one another by means of a sealing element.
Dabei kann zum Beispiel ein Wandabschnitt mit dem ersten Wandelement verbunden sein und der andere Wandabschnitt mit dem zweiten Wandelement verbunden sein. Auf diese Weise kann eine Kammer bereitgestellt werden, die mehrere Unterkammern aufweist, die durch die einzelnen Wandabschnitte definiert werden. Damit können zum Beispiel größere Bauhöhen für die Vorrichtung mittels Standardteilen für die verformbaren Wandelemente bereitgestellt werden, um Kosten einzusparen.For example, one wall section can be connected to the first wall element and the other wall section can be connected to the second wall element. In this way a chamber can be provided which has a plurality of sub-chambers which are defined by the individual wall sections. In this way, for example, greater overall heights for the device can be provided using standard parts for the deformable wall elements in order to save costs.
Die Durchlassöffnung kann in einem weiteren Beispiel verschließbar sein.In a further example, the passage opening can be closable.
Die Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer kann daher nur dann geändert werden, wenn die Durchlassöffnung geöffnet wird. Nach dem Einstellen der Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer kann die Durchlassöffnung verschlossen werden, sodass eine Ein-/Ausbringvorrichtung für das inkompressible Fluid nur dann in Betrieb ist, wenn eine Änderung der Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer bewirkt werden soll.The amount of incompressible fluid in the chamber can therefore only be changed when the port is opened. After the amount of incompressible fluid in the chamber has been adjusted, the passage opening can be closed, so that an introduction/extraction device for the incompressible fluid is only in operation when a change in the amount of incompressible fluid in the chamber is to be brought about.
Gemäß einem weiteren Beispiel können das erste Wandelement und das zweite Wandelement als mit der Kammer verbundene Platten ausgebildet sein.According to a further example, the first wall element and the second wall element can be formed as plates connected to the chamber.
Die Platten können zum Beispiel Anschlagplatten sein, mit denen das erste Wandelement bzw. das zweite Wandelement mittels Befestigungsmitteln mit der Fahrzeugkarosserie bzw. dem Federelement verbunden werden können. Dies erleichtert die Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie bzw. mit dem Federelement, sodass Installations- und Wartungskosten reduziert werden können.The plates can be stop plates, for example, with which the first wall element or the second wall element can be connected to the vehicle body or the spring element by means of fastening means. This facilitates the connection with the vehicle body or with the spring element, so that installation and maintenance costs can be reduced.
Weiter betrifft die Erfindung ein System zum Federn eines Fahrzeugs, wobei das System ein Federelement, eine Vorrichtung nach der vorhergehenden Beschreibung und eine Ein-/Ausbringvorrichtung für das inkompressible Fluid aufweist, wobei das zweite Wandelement mit einem Endstück des Federelements verbunden ist und die Durchlassöffnung mit der Ein-/Ausbringvorrichtung für das inkompressible Fluid fluidkommunizierend verbunden ist.The invention also relates to a system for springing a vehicle, the system having a spring element, a device as described above and an introduction/extraction device for the incompressible fluid, the second wall element being connected to an end piece of the spring element and the passage opening being connected to the input/output device for the incompressible fluid is connected in a fluid-communicating manner.
Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen des Systems ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Vorrichtung. Es wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.Advantages and effects as well as further developments of the system result from the advantages and effects as well as further developments of the device described above. In this regard, reference is therefore made to the previous description.
Gemäß einem Beispiel weist das System weiter ein Stoßdämpferelement auf, wobei das Federelement und die Vorrichtung um zumindest einen Teilabschnitt des Stoßdämpferelements angeordnet sind.According to one example, the system further comprises a shock absorber element, wherein the spring element and the device are arranged around at least a portion of the shock absorber element.
Damit wird ein Bauteilsatz aus einem Stoßdämpferelement, einem Federelement und einer Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug bereitgestellt, das einfach aufgebaut ist, kostengünstig ist und eine hohe Regelgeschwindigkeit für eine Fahrdynamikregelung aufweist.A set of components consisting of a shock absorber element, a spring element and a device for adjusting a base point of a spring element for a vehicle is thus provided, which is simple in construction, is inexpensive and has a high control speed for vehicle dynamics control.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug mittels einer Vorrichtung oder eines Systems nach der vorhergehenden Beschreibung, das Fahrzeug aufweisend eine Fahrzeugkarosserie und eine an der Fahrzeugkarosserie schwenkbar gelagerte Radaufhängung mit einem Federelement und einem Sensor zum Ermitteln eines Winkels zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Radaufhängung aufweist, wobei das System bzw. die Vorrichtung und das Federelement zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Radaufhängung angeordnet sind, das Verfahren umfassend folgende Schritt: Ermitteln eines Ist-Winkels zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Radaufhängung mittels des Sensors; Ermitteln eines Soll-Winkels zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Radaufhängung; und Ändern des Volumens der Kammer mittels einer Änderung einer Menge des inkompressiblen Fluids in der Kammer zum Verstellen des Fußpunkts des Federelements, die Kammer aufweisend eine Kammerwand mit mindestens einem sich von dem ersten Wandelement bis zu dem zweiten Wandelement erstreckenden dritten Wandelement, dessen Masse bei einer Änderung des Volumens der Kammer konstant bleibt.The invention also relates to a method for adjusting a base point of a spring element for a vehicle using a device or a system as described above, the vehicle having a vehicle body and a wheel suspension pivotably mounted on the vehicle body with a spring element and a sensor for determining an angle between the vehicle body and the wheel suspension, the system or the device and the spring element being arranged between the vehicle body and the wheel suspension, the method comprising the following step: determining an actual angle between the vehicle body and the wheel suspension using the sensor; Determining a target angle between the vehicle body and the wheel suspension; and changing the volume of the chamber by changing an amount of the incompressible fluid in the chamber to adjust the foot point of the spring element, the chamber having a chamber wall with at least one third wall element extending from the first wall element to the second wall element, the mass of which remains constant when the volume of the chamber changes.
Die Erfindung stellt damit weiter ein schnelles Regelverfahren bereit, um eine Fahrdynamikregelung bereitzustellen. Nach dem Ermitteln des Ist-Winkels zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Radaufhängung mittels des Sensors und dem Ermitteln eines Soll-Winkels kann das Volumen der Kammer mittels des inkompressiblen Fluids sehr schnell geändert werden. Damit kann der Fußpunkt des Federelements sehr schnell so verstellt werden, dass der Soll-Winkel zwischen der Radaufhängung der Fahrzeugkarosserie hergestellt wird. Auch Änderungen des Ist-Winkels während der Fahrt können damit ausgeglichen werden.The invention thus further provides a rapid control method in order to provide vehicle dynamics control. After determining the actual angle between the vehicle body and the wheel suspension using the sensor and determining a target angle, the volume of the chamber can be changed very quickly using the incompressible fluid. The base point of the spring element can thus be adjusted very quickly in such a way that the desired angle between the wheel suspension and the vehicle body is established. It can also be used to compensate for changes in the actual angle while driving.
Weitere Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Vorrichtung. Es wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.Further advantages and effects as well as further developments of the method result from the advantages and effects as well as further developments of the device described above. In this regard, reference is therefore made to the previous description.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug; -
2a, b eine schematische Schnitt-Darstellung der Vorrichtung mit verschiedenen Volumina in der Kammer; -
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung; -
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung; -
5 eine schematische Darstellung einer zweiten weiteren Ausführungsform der Vorrichtung; -
6a-c schematische Darstellungen der Vorrichtung mit verschiedenen Ausführungsformen eines verformbaren Wandelements; -
7 eine schematische Darstellung des Systems; und -
8 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug.
-
1 a schematic representation of a device for adjusting a base point of a spring element for a vehicle; -
2a, b a schematic sectional view of the device with different volumes in the chamber; -
3 a schematic representation of an embodiment of the device; -
4 a schematic representation of a further embodiment of the device; -
5 a schematic representation of a second further embodiment of the device; -
6a-c schematic representations of the device with different embodiments of a deformable wall element; -
7 a schematic representation of the system; and -
8th a flowchart of the method for adjusting a base point of a spring element for a vehicle.
Im Folgenden wird die Vorrichtung zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements für ein Fahrzeug in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.In the following, the device for adjusting a base point of a spring element for a vehicle is denoted in its entirety by
Die Vorrichtung 10 umfasst ein erstes Wandelement 14 zum Verbinden mit einem Fahrzeug und ein zweites Wandelement 16 zum Verbinden mit einem Federelement 12. Das erste Wandelement 14 und das zweite Wandelement 16 sind in einem Abstand zueinander angeordnet. Zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 ist eine Kammer 18 zum Ändern des Abstands zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 angeordnet. Die Kammer 18 ist mit dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 verbunden. Dabei kann die Kammer 18 das erste Wandelement 14 und das zweite Wandelement 16 umfassen, sodass das erste Wandelement 14 und das zweite Wandelement 16 Teil der Kammer 18 sein können.The
Weiter weist die Kammer 18 ein inkompressibles Fluid 27 auf. D. h., die Kammer 18 ist mit dem inkompressiblen Fluid 27 befüllt. Das erste Wandelement 14 und/oder das zweite Wandelement 16 weisen weiter eine Durchlassöffnung 20 für das inkompressible Fluid 27 auf, durch die das inkompressible Fluid 27 in die Kammer 18 eingefüllt oder aus der Kammer 18 entfernt werden kann. Die Durchlassöffnung 20 ist damit fluidkommunizierend mit der Kammer 18 verbunden. Weiter ist die Durchlassöffnung 20 ausgebildet, mit einer Ein-/Ausbringvorrichtung 22 für das inkompressible Fluid 27 verbunden zu werden. Dazu kann ein Ventil 21 an der Durchlassöffnung 20 angeordnet sein.The
Das inkompressible Fluid 27 kann z. B. Glykol, eine Glykol-Wasser-Mischung, Bremsflüssigkeit oder ein Hydraulik-Lenkungsöl sein.The
Eine Änderung eines Maßes der Kammer 18 zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 bewirkt eine Änderung des Abstands zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16. Der Abstand zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 kann mittels der Kammer 18 geändert werden, indem zusätzliches inkompressibles Fluid 27 in die Kammer 18 eingebracht oder inkompressibles Fluid 27 aus der Kammer 18 entfernt wird. Durch die Änderung der Menge des inkompressiblen Fluids 27 in der Kammer 18 ändert sich das Volumen der Kammer 18.A change in a dimension of the
Die
Weiter weist die Kammer 18 eine Kammerwand 24 auf, die die Kammer 18 begrenzt. Die Kammerwand 24 weist mindestens ein drittes Wandelement 25 auf, das sich von dem ersten Wandelement 14 bis zum zweiten Wandelement 16 erstreckt. Das dritte Wandelement 25 erstreckt sich dabei unabhängig von dem Volumen der Kammer 18 von dem ersten Wandelement 14 bis zu dem zweiten Wandelement 16. Die Masse des dritten Wandelements 25 ist daher konstant. D. h., eine Änderung des Volumens der Kammer 18 bewirkt keine wesentliche Änderung des Flächeninhalts der Kammerwand 24. Weiter wird zum Ändern des Volumens der Kammer 18 kein Wandelement an die Kammerwand 24 angefügt oder entfernt, das neu in Kontakt mit dem Volumen der Kammer 18 kommt bzw. den Kontakt zu dem Volumen verliert, wie z. B. bei dem Herausziehen bzw. Einschieben eines Stempels einer Hydraulikkammer. Dies ist auch aus den
Dazu kann das dritte Wandelement 25 ein verformbares Wandelement aufweisen, das biegeweich und zugsteif ist. Das verformbare Wandelement erstreckt sich zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16. Das verformbare Wandelement bildet einen Balg, der sich zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 erstreckt. In den folgenden Ausführungsbeispielen kann das dritte Wandelement 25 jeweils ein verformbares Wandelement aufweisen.For this purpose, the
In diesem Ausführungsbeispiel weist das dritte Wandelement 25 einen C-förmigen Querschnitt auf und erstreckt sich ringförmig um eine zentrale Achse (nicht dargestellt). Das erste Wandelement 14 und das zweite Wandelement 16 verschließen die Öffnungen des Rings, der aus dem dritten Wandelement 25 gebildet wird. Dadurch wird die Kammer 18 definiert. Die Verbindung zwischen dem dritten Wandelement 25 und dem ersten und zweiten Wandelement 16 kann dabei mittels eines Dichtelements 26 erfolgen.In this embodiment, the
Das dritte Wandelement 25 kann in einem ersten Ausführungsbeispiel ein fluiddichtes Gewebe sein. Das fluiddichte Gewebe umschließt dabei das inkompressible Fluid 27, das in der Kammer 18 angeordnet ist. Das inkompressible Fluid 27 in der Kammer 18 stabilisiert die Form des fluiddichten Gewebes, sodass ein Abstand zwischen dem ersten Wandelement 14 und im zweiten Wandelement 16 bei konstantem Volumen der Kammer 18 ebenfalls konstant bleibt.In a first exemplary embodiment, the
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das dritte Wandelement 25 eine gewebe- und/oder faserverstärkte Membran sein. Dies kann zum Beispiel eine armierte Elastomer-Membran sein. Wenn die armierte Elastomer-Membran zwischen einem Federelement 12 und einer Fahrzeugkarosserie 44 bzw. Radaufhängung 46 angeordnet ist, wirkt eine Kraft auf die Elastomer-Membran, die das erste Wandelement und das zweite Wandelement 16 zueinander drückt. Dadurch wird die Elastomer-Membran verformt (siehe
Die beiden verformbaren Wandelemente sind jeweils mit Dichtelementen 26 mit dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 verbunden.The two deformable wall elements are each connected to the
Weiter können das erste Wandelement 14 und das zweite Wandelement 16 ringförmig ausgebildet sein. Die Öffnungen 28, 30 der Ringe sind dabei auf der Öffnung 31 des Torus angeordnet. Durch diese Öffnungen 28, 30, 31 kann ein Stoßdämpferelement 42 geführt werden, sodass die Vorrichtung 10 um ein Stoßdämpferelement 42 angeordnet werden kann. Ebenfalls kann ein Federelement 12 damit um das Stoßdämpferelement 42 angeordnet werden. Das Federelement 12, das Stoßdämpferelement 42 und die Vorrichtung 10 können dabei ein System 40 bilden, das als Baugruppe ausgebildet sein kann.Furthermore, the
Die Anzahl der Wandabschnitte kann dabei auch größer als zwei gewählt werden, um den maximalen Abstand zwischen dem ersten Wandelement 14 und dem zweiten Wandelement 16 weiter zu vergrößern.The number of wall sections can also be selected to be greater than two in order to further increase the maximum distance between the
Die
In
Das Federelement 12 und das Stoßdämpferelement 42 sind zwischen der Fahrzeugkarosserie 44 und der Radaufhängung 46 angeordnet. Dabei ist die Vorrichtung 10 zwischen der Fahrzeugkarosserie 44 und dem Federelement 12 und/oder zwischen dem Federelement 12 und der Radaufhängung 46 angeordnet. Mittels der Vorrichtung 10 kann bei einer Stauchung des Federelements 12 der Abstand zwischen der Radaufhängung 46 und der Fahrzeugkarosserie 44 verändert werden. Dabei wird ebenfalls der Winkel zwischen der Radaufhängung 46 und der Fahrzeugkarosserie 44 geändert.The
Die Abstandsänderung mittels der Vorrichtung 10 wird durch das Einbringen bzw. das Ausbringen von inkompressiblen Fluid 27 in die Vorrichtung 10 bewirkt. Dazu ist eine Ein-/Ausbringvorrichtung 22 vorgesehen, die das inkompressible Fluid 27 in die Kammer 18 der Vorrichtung 10 ein- bzw. ausbringen kann. Die Ein-/Ausbringvorrichtung 22 kann zum Beispiel eine Pumpe für das inkompressible Fluid sein. Weiter ist die Ein-/Ausbringvorrichtung 22 mit der Steuereinheit 52 verbunden, sodass die Steuereinheit 52 Steuersignale an die Ein-/Ausbringvorrichtung 22 übermitteln kann.The change in distance by means of the
Dabei kann die Steuereinheit 52 das Verfahren 100 zum Verstellen eines Fußpunktes eines Federelements 12 für ein Fahrzeug verwenden. Gemäß dem Verfahren 100 wird in einem ersten Schritt 102 ein Ist-Winkel zwischen der Fahrzeugkarosserie 44 untere Aufhängung mittels des Sensors 48 ermittelt. Weiter ermittelt die Steuereinheit 52 in einem weiteren Schritt 104 einen Soll-Winkel zwischen der Fahrzeugkarosserie 44 und der Radaufhängung 46. Um den Ist-Winkel auf den Soll-Winkel zu regeln, übermittelt die Steuereinheit 52 Steuersignale an die Ein-/ Ausbringvorrichtung 22, mit der das Volumen der Kammer 18 in einem Schritt 106 mittels einer Änderung einer Menge des inkompressiblen Fluids 27 in der Kammer 18 geändert wird. Dabei wird der Fußpunkt des Federelements 12 verstellt, wobei die Kammer 18 eine Kammerwand 24 mit mindestens einem sich von dem ersten Wandelement 14 bis zu dem zweiten Wandelement 16 erstreckenden dritten Wandelement 25 aufweist, dessen Masse bei einer Änderung des Volumens der Kammer 18 konstant bleibt.The
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not limited to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the features and advantages resulting from the claims, the description and the drawing, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both on their own and in a wide variety of combinations.
Claims (14)
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DE1136219B (en) | 1960-06-02 | 1962-09-06 | Porsche Kg | Suspension for vehicles, especially for motor vehicles |
US3598422A (en) | 1969-01-15 | 1971-08-10 | Langen & Co | Spring suspension system for vehicles provided with automatic load compensation |
DE102014108241A1 (en) | 2013-06-17 | 2014-12-18 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Passively controlled suspension with adjustable ground clearance |
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2019
- 2019-08-01 DE DE102019120845.9A patent/DE102019120845B4/en active Active
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