DE102019211502A1

DE102019211502A1 - Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Fahrzeug mit wenigstens einer solchen Feder-Dämpfer-Einrichtung

Info

Publication number: DE102019211502A1
Application number: DE102019211502.0A
Authority: DE
Inventors: Walter Schmidt; Michael Gradl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2039-08-02
Also published as: US20220118814A1; DE102019211502B4; WO2021018441A1; US11833877B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit einer Hydropneumatik (20), über welche ein Rad (14) des Fahrzeugs an einem Aufbau (12) des Fahrzeugs gefedert und gedämpft abstützbar ist, wobei die Hydropneumatik (20) eine zumindest teilweise durch ein Trennelement (22) begrenzte erste Kammer (26) aufweist, in welcher eine auf das Trennelement (22) wirkende Flüssigkeit (28) aufgenommen ist. Außerdem weist die Hydropneumatik (20) eine durch das Trennelement (22) von der ersten Kammer (26) getrennte und durch das Trennelement (22) begrenzte zweite Kammer (30) auf, in welcher ein eine Gasfeder (34) bildendes und auf das Trennelement (22) einwirkendes Gas (32) aufgenommen ist. Außerdem weist die Hydropneumatik (20) ein Gehäuse (38) auf, in welchem die Flüssigkeit (28) aufgenommen ist. Außerdem weist die Hydropneumatik (20) einen in dem Gehäuse (38) verschiebbar aufgenommen und auf die Flüssigkeit (28) wirkenden Kolben (42) auf, über welchen das Rad (14) an dem Aufbau (12) abstützbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
Die DE 10 2017 110 178 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Niveaueinstellung eines Fahrzeugaufbaus, umfassend einen Dämpfer und ein Federelement, wobei der Dämpfer und das Federelement räumlich zwischen einer Auflagefläche und einer schaltbaren aktiven Eingang-Verteilungseinheit parallel angeordnet sind. Der DE 10 2015 119 637 A1 ist ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell als bekannt zu entnehmen, umfassend eine Basisstruktur und mehrere mit dieser über jeweils eine Radaufhängung verbundene Räder. Außerdem offenbart die DE 10 2016 112 296 A1 ein Kraftfahrzeug-Fahrgestell.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug zu schaffen, sodass eine besonders einfache Höhenverstellung eines Aufbaus des Fahrzeugs realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Feder-Dämpfer-Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Feder-Dämpfer-Einrichtung für ein vorzugsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen und dabei vorzugsweise als Personenkraftwagen, ausgebildetes Fahrzeug. Die Feder-Dämpfer-Einrichtung umfasst eine Hydropneumatik, über welche wenigstens ein auch als Fahrzeugrad bezeichnetes Rad des Fahrzeugs an einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Fahrzeugs gefedert und gedämpft abstützbar ist. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Aufbau aufweist, welcher vorzugsweise als eine selbsttragende Karosserie ausgebildet ist. Außerdem umfasst das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Feder-Dämpfer-Einrichtung und somit die Hydropneumatik. Außerdem umfasst das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Rad, über welches beispielsweise das Fahrzeug im vollständig hergestellten Zustand des Fahrzeugs in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Das Rad ist somit ein Bodenkontaktelement, welches beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug entlang des Bodens gefahren wird, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten über das Rad an dem Boden abgestützt ist, an dem Boden abrollt. Die Feder-Dämpfer-Einrichtung, insbesondere die Hydropneumatik, lässt beispielsweise insbesondere zumindest in Fahrzeughochrichtung erfolgende Relativbewegungen zwischen dem Rad und dem Aufbau zu, sodass beispielsweise das Rad ein- und ausfedern und sich somit zumindest in Fahrzeughochrichtung relativ zu dem Aufbau bewegen kann. Beispielsweise wird das Einfedern mittels der Hydropneumatik gedämpft. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise das Ausfedern des Rads mittels der Hydropneumatik bewirkt beziehungsweise unterstützt.
Hierzu weist die Hydropneumatik eine erste Kammer auf, welche zumindest teilweise durch ein Trennelement, insbesondere direkt, begrenzt ist. In der ersten Kammer ist ein auf das Trennelement wirkende Flüssigkeit wie beispielsweise ein Öl aufgenommen. Unter dem Merkmal, dass die in der ersten Kammer aufgenommene Flüssigkeit auf das Trennelement wirkt, ist insbesondere zu verstehen, dass die Flüssigkeit eine Kraft beziehungsweise einen Druck auf das Trennelement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, ausüben kann. Insbesondere kann unter dem Merkmal, dass die erste Kammer zumindest teilweise durch das Trennelement direkt begrenzt ist, verstanden werden, dass die in der ersten Kammer aufgenommene Flüssigkeit das Trennelement direkt berührt beziehungsweise kontaktiert. Hierdurch kann beispielsweise die Flüssigkeit auf das Trennelement direkt eine Kraft beziehungsweise einen Druck ausüben.
Die Hydropneumatik weist darüber hinaus eine zweite Kammer auf, welche durch das Trennelement von der ersten Kammer getrennt und zumindest teilweise durch das Trennelement, insbesondere direkt, begrenzt ist. In der zweiten Kammer ist ein auf das Trennelement einwirkendes Gas aufgenommen, durch welches eine Gasfeder der Hydropneumatik gebildet ist. Das Gas ist beispielsweise Luft oder Stickstoff. Mit anderen Worten kann das Gas beispielsweise Luft und/oder Stickstoff umfassen. Unter dem Merkmal, dass das Gas auf das Trennelement einwirkt, kann insbesondere verstanden werden, dass das in der zweiten Kammer aufgenommene Gas einen Druck beziehungsweise eine Kraft auf das Trennelement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, ausüben kann. Insbesondere kann beispielsweise unter dem Merkmal, dass die zweite Kammer zumindest teilweise direkt durch das Trennelement begrenzt ist, verstanden werden, dass das in der zweiten Kammer aufgenommene Gas das Trennelement direkt berührt beziehungsweise kontaktiert, sodass beispielsweise das Gas die Kraft beziehungsweise den Druck direkt auf das Trennelement ausüben kann. Die erste Kammer und somit die Flüssigkeit sind beispielsweise auf einer ersten Seite des Trennelements angeordnet, wobei beispielsweise die zweite Kammer und somit das Gas auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden beziehungsweise der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Trennelements angeordnet sind. Somit wirkt beispielsweise die Kraft beziehungsweise der Druck, die beziehungsweise der von der Flüssigkeit auf das Trennelement, insbesondere auf die erste Seite, zumindest mittelbar, insbesondere direkt, ausgeübt und auch als erste Kraft beziehungsweise erster Druck bezeichnet wird, in eine erste Richtung. Außerdem wirkt beispielsweise die Kraft beziehungsweise der Druck, die beziehungsweise der von dem Gas beziehungsweise der Feder zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das Trennelement, insbesondere auf die zweite Seite, ausgeübt und auch als zweite Kraft beziehungsweise zweiter Druck bezeichnet wird, in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung.
Die Hydropneumatik umfasst darüber hinaus ein Gehäuse, in welchem die Flüssigkeit aufgenommen ist. Somit ist die Flüssigkeit, insbesondere teilweise, in dem Gehäuse und, insbesondere teilweise, in der ersten Kammer aufgenommen. Die Hydropneumatik weist darüber hinaus einen in dem Gehäuse verschiebbar aufgenommenen und auf die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit wirkenden Kolben auf. Dies bedeutet, dass der Kolben in dem Gehäuse aufgenommen und relativ zu dem Gehäuse verschiebbar, das heißt relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbar ist. Unter dem Merkmal, dass der Kolben auf die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit wirkt, kann insbesondere verstanden werden, dass der Kolben eine Kraft, insbesondere eine dritte Kraft beziehungsweise einen Druck, insbesondere einen dritten Druck, zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit ausüben kann. Über dem Kolben ist das Rad an dem Aufbau abstützbar beziehungsweise abgestützt. Somit gehen beispielsweise die zuvor genannten Relativbewegungen zwischen dem Rad und dem Aufbau mit Relativbewegungen, insbesondere Relativverschiebungen, zwischen dem Kolben und dem Gehäuse einher. Mit anderen Worten, federt das Rad beispielsweise ein und aus, sodass sich das Rad beispielsweise, insbesondere in Fahrzeughochrichtung, relativ zu dem Aufbau bewegt, so wird dadurch der Kolben in dem Gehäuse relativ zu dem Gehäuse verschoben.
Durch Verschieben des Kolbens relativ zu dem Gehäuse ist mittels des Kolbens ein Druck auf die in dem Gehäuse und in der ersten Kammer aufgenommene Flüssigkeit ausübbar. Mit anderen Worten, wird der Kolben relativ zu dem Gehäuse verschoben, so übt dadurch der Kolben zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf die in dem Gehäuse und in der ersten Kammer aufgenommene Flüssigkeit einen Druck aus. Hierdurch ist mittels des Kolbens über die Flüssigkeit das Trennelement zumindest teilweise bewegbar, wodurch eine Volumenverkleinerung der zweiten Kammer und dadurch ein Komprimieren des Gases beziehungsweise der Gasfeder in der zweiten Feder bewirkbar sind. Übt der Kolben den Druck auf die Flüssigkeit aus, so wird dieser Druck über die Flüssigkeit auf das Trennelement übertragen, wodurch das Trennelement zumindest teilweise bewegt, die zweite Kammer in ihrem Volumen verkleinert und dadurch das Gas beziehungsweise die Gasfeder komprimiert, das heißt gespannt, wird. Unter dem Merkmal, dass das Trennelement zumindest teilweise bewegbar ist, kann verstanden werden, dass das Trennelement beispielsweise elastisch verformbar ist beziehungsweise verformt wird. Mit anderen Worten kann das Trennelement elastisch verformbar sein. Das Trennelement ist beispielsweise als eine, insbesondere elastisch verformbare, Membran ausgebildet. Wird nun der Druck von dem Kolben auf die Flüssigkeit und von der Flüssigkeit auf das Trennelement, insbesondere die Membran, ausgeübt, so wird dadurch beispielsweise die Membran elastisch verformt, insbesondere derart, dass dadurch die Volumenverkleinerung der zweiten Kammer und somit das Komprimieren des Gases bewirkt werden. Ferner ist es denkbar, dass das Trennelement dadurch, dass der Druck von dem Kolben auf die Flüssigkeit und von der Flüssigkeit auf das Trennelement ausübbar ist beziehungsweise ausgeübt wird, derart bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird, dass die Volumenverkleinerung der zweiten Kammer bewirkt wird, insbesondere während ein Verformen des Trennelements unterbleibt. Somit ist das Trennelement beispielsweise nicht elastisch verformbar.
Ist - wie zuvor beschrieben - das Fahrzeug über das Rad in Fahrzeughochrichtung nach unten an dem Boden abgestützt, so weist beispielsweise der Aufbau einen insbesondere in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Abstand zu dem Boden auf. Mit anderen Worten verläuft der Abstand in Fahrzeughochrichtung zwischen dem Aufbau und dem Boden, wobei der Abstand auch als Höhe, Fahrzeughöhe, Aufbauhöhe, Niveau, Fahrzeugniveau oder Aufbauniveau bezeichnet wird.
Um nun den Abstand zwischen dem Aufbau und dem Boden auf besonders einfache Weise verstellen und somit eine besonders einfache Höhenverstellung des auch als Fahrzeugaufbau bezeichneten Aufbaus realisieren zu können, umfasst die Feder-Dämpfer-Einrichtung erfindungsgemäß wenigstens ein zusätzlich zu dem Kolben vorgesehenes und somit von dem Kolben unterschiedliches und relativ zu dem Gehäuse verschiebbares, das heißt translatorisch bewegbares Schiebeelement, welches auch vorzugsweise zusätzlich zu dem Trennelement vorgesehen und somit von dem Trennelement unterschiedlich ist. Vorzugsweise ist das Schiebeelement auch relativ zu dem Trennelement verschiebbar. Mittels des Schiebeelements ist zur Höhenverstellung des Aufbaus durch Verschieben des Verschiebeelements relativ zu dem Gehäuse zumindest ein Teil der, insbesondere zunächst in dem Gehäuse, aufgenommenen Flüssigkeit aus dem Gehäuse herausförderbar und zusätzliche Flüssigkeit in das Gehäuse hineinförderbar. Alternativ ist zur Höhenverstellung des Aufbaus durch Verschieben des Schiebeelements relativ zu dem Gehäuse mittels des Schiebeelements eine durch die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit gebildete und in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeitssäule relativ zu dem Gehäuse verschiebbar. Mit anderen Worten kann mittels des Schiebeelements durch Verschieben des Schiebeelements relativ zu dem Gehäuse ein auch als Flüssigkeitsvolumen bezeichnetes Volumen der Flüssigkeit verschoben werden, insbesondere derart, dass das Flüssigkeitsvolumen innerhalb des Gehäuses verschoben oder aber in das Gehäuse hinein- und aus dem Gehäuse herausgeschoben wird. Durch dieses Verschieben des Flüssigkeitsvolumens kann der Abstand eingestellt, das heißt verändert werden, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Höhenverstellung des Aufbaus darstellbar ist. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, die Höhe des Aufbaus zu verändern und somit bedarfsgerecht einzustellen, ohne dass hierzu ein aufwendiges Verstellen eines Federfußpunkts und/oder kosten-, gewichts- und bauraum intensive Systeme zum Einsatz kommen oder kommen müssen. Dadurch, dass die Höhe des Aufbaus durch Verschieben des Flüssigkeitsvolumens eingestellt, das heißt verändert werden kann, kann erfindungsgemäß eine hydraulische und besonders einfache Höhenverstellung des Aufbaus dargestellt werden.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Hydropneumatik als eine teil- oder volltragende Hydropneumatik ausgebildet ist, deren Gasfeder eine Last des Fahrzeugs, insbesondere beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs dessen Leerlast, zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aufnimmt, wodurch die Gasfeder, insbesondere bei Leerlast des Fahrzeugs und im Stillstand des Fahrzeugs, vorgespannt ist. Mit anderen Worten, befindet sich das Fahrzeug beispielsweise in seinem Stillstand und steht das Fahrzeug während des Stillstands auf dem zuvor genannten Boden, sodass das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Rad an dem Boden abgestützt ist, und ist dabei das Fahrzeug beispielsweise unbeladen, so weist das Fahrzeug seine Leerlast auf. Ist die Hydropneumatik nun als teiltragende Hydropneumatik ausgebildet, so nimmt die teiltragende Hydropneumatik, insbesondere deren Gasfeder, lediglich einen Teil der Last beziehungsweise Leerlast auf, wodurch die Gasfeder vorgespannt ist. Ist die Hydropneumatik als eine volltragende Hydropneumatik ausgebildet, so nimmt die volltragende Hydropneumatik, insbesondere deren Gasfeder, die gesamte Leerlast auf. Auch dann ist die Gasfeder vorgespannt. Wäre die Hydropneumatik als ein nicht-tragender, konventioneller Dämpfer ausgebildet, so würde der nicht-tragende, konventionelle Dämpfer, insbesondere dessen Gasfeder, die gesamte Last beziehungsweise Leerlast nicht aufnehmen, sodass die Gasfeder bei Last beziehungsweise Leerlast und im Stillstand des Fahrzeugs, insbesondere zumindest nahezu vollständig, entspannt wäre. Da es nun jedoch vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Gasfeder insbesondere durch die Radlast, zum Beispiel bei Leerlast und im Stillstand, vorgespannt ist, kann die Höhe des Aufbaus verstellt, insbesondere vergrößert, werden, ohne dass es zu einer weiteren Komprimierung der Gasfeder kommt oder so dass es nur zu einer sehr geringen, weiteren Komprimierung der Gasfeder kommt beziehungsweise bei nur minimaler Änderung der Vorspannung der Gasfeder. Außerdem kann dadurch die Höhe des Aufbaus besonders schnell eingestellt werden. Wäre die Hydropneumatik als ein nicht-tragender, konventioneller Dämpfer ausgestaltet, so würde das Verschieben des Flüssigkeitsvolumens gegebenenfalls nur zu einer Komprimierung der Gasfeder führen, ohne dass es zu einer Höhenverstellung des Aufbaus käme oder zunächst müsste die zunächst nicht gespannte Gasfeder gespannt beziehungsweise vorgespannt werden, sodass es erst nach einem solchen Spannen beziehungsweise Vorspannen der Gasfeder zu einer Veränderung, insbesondere Vergrößerung, der Höhe des Aufbaus käme. Im Gegensatz dazu kann durch Verwendung einer voll- oder teiltragenden Hydropneumatik die Höhe des Aufbaus besonders umfangreich und/oder besonders schnell verändert, insbesondere erhöht, werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, bei der als teiltragenden Hydropneumatik ausgebildeten Hydropneumatik, deren Gasfeder die Last, insbesondere im Stillstand des Fahrzeugs dessen Leerlast, zu einem ersten Teil aufnimmt, wodurch die Gasfeder, insbesondere bei Leerlast und im Stillstand des Fahrzeugs, vorgespannt ist, insbesondere wenigstens oder genau, eine mechanische Feder zugeordnet ist, welche die Last, insbesondere im Stillstand des Fahrzeugs dessen Leerlast, zu einem zweiten Teil aufnimmt, wodurch die mechanische Feder, insbesondere bei Leerlast und im Stillstand des Fahrzeugs, vorgespannt ist. Mit anderen Worten ist es bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Hydropneumatik als eine teiltragende Hydropneumatik ausgebildet ist, und dass die Feder-Dämpfer-Einrichtung eine der teiltragenden Hydropneumatik zugeordnete, mechanische Feder umfasst. Die mechanische Feder ist beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff gebildet. Somit übernimmt die Gasfeder der teiltragenden Hydropneumatik einen ersten Teil der Last, insbesondere der Leerlast, des Fahrzeugs, insbesondere im Stillstand, und die mechanische Feder übernimmt einen zweiten Teil der Last, insbesondere der Leerlast, des Fahrzeugs, insbesondere im Stillstand. Somit sind sowohl die Gasfeder als auch die mechanische Feder, beispielsweise bei Leerlast und im Stillstand des Fahrzeugs, vorgespannt. Dadurch kann eine besonders umfangreiche und schnelle Veränderung, insbesondere Erhöhung, der Höhe des Aufbaus realisiert werden.
Außerdem kann durch Verwendung der mechanischen Feder ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten gewährleistet werden. Insbesondere können durch Verwendung der mechanischen Feder und somit durch Ausgestaltung der Hydropneumatik als eine teiltragende Hydropneumatik unerwünschte Effekte wie beispielsweise ein übermäßiges Verhärten der Hydropneumatik alleine vermieden werden, sowohl bei Ein- und Ausfederbewegungen des Rads als auch bei Veränderung der Höhe des Aufbaus.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Feder-Dämpfer-Einrichtung, insbesondere die Hydropneumatik, eine zusätzlich zu der ersten Kammer vorgesehene und außerhalb des Gehäuses sowie vorzugsweise außerhalb der ersten Kammer angeordnete Reservoirkammer aufweist, welche teilweise durch ein zusätzlich zu dem Gehäuse vorgesehenes und beispielsweise außerhalb des Gehäuses sowie außerhalb der ersten Kammer angeordnetes Reservoirgehäuse und teilweise durch das relativ zu dem Reservoirgehäuse verschiebbare Schiebeelement begrenzt ist. Dies bedeutet, dass das Schiebeelement relativ zu dem Reservoirgehäuse und relativ zu dem Gehäuse verschiebbar, das heißt translatorisch bewegbar ist. Mittels des Schiebeelements ist zur Höhenverstellung des Aufbaus durch Verschieben des Schiebeelements relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Reservoirgehäuse zumindest der Teil der Flüssigkeit aus dem Gehäuse heraus- und in die Reservoirkammer, insbesondere in das Reservoirgehäuse, hineinförderbar und die zusätzliche Flüssigkeit aus der Reservoirkammer, insbesondere aus dem Reservoirgehäuse, heraus- und in das Gehäuse hineinförderbar. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Gehäuse und das Reservoirgehäuse fluidisch miteinander verbunden sind, sodass beispielsweise die Flüssigkeit aus dem Reservoirgehäuse heraus- und in das Gehäuse hineinströmen und aus dem Gehäuse heraus- und in das Reservoirgehäuse hineinströmen kann. Hierdurch kann eine besonders bedarfsgerechte, einfache und umfangreiche Veränderung der Höhe des Aufbaus realisiert werden.
Um die Höhenverstellung des Aufbaus besonders einfach und somit kostengünstig realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das, insbesondere separat von dem Dämpfergehäuse ausgebildete, Reservoirgehäuse relativ zu dem Gehäuse unbeweglich ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Reservoirgehäuse zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem beispielsweise auch als Dämpfergehäuse bezeichneten Gehäuse festgelegt und dadurch relativ zu dem Gehäuse unbeweglich ist. Hierdurch ist das Reservoirgehäuse beispielsweise mit dem Gehäuse relativ zu dem Aufbau mitbewegbar, insbesondere bei Ein- und Ausfederbewegungen des Rads. Dadurch können der Bauraumbedarf gering gehalten werden.
Um die Höhenverstellung besonders kostengünstig realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Reservoirgehäuse relativ zu dem Aufbau unbeweglich ist.
Um dabei die Kosten besonders geringhalten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Reservoirgehäuse zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Aufbau festgelegt und dadurch relativ zu dem Aufbau unbeweglich ist.
Um die Teileanzahl und somit die Kosten, den Bauraumbedarf und das Gewicht besonders geringhalten zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Schiebeelement in dem Gehäuse, insbesondere dem Kolben gegenüberliegend, angeordnet ist, sodass zur Höhenverstellung des Aufbaus mittels des Schiebeelements durch Verschieben des Schiebeelements relativ zu dem Gehäuse die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeitssäule relativ zu dem Gehäuse verschiebbar ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches einen vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau, wenigstens ein Rad und wenigstens eine Feder-Dämpfer-Einrichtung, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweist. Die Feder-Dämpfer-Einrichtung umfasst eine Hydropneumatik, über die das Rad an dem Aufbau, insbesondere entlang einer Abstützrichtung, gefedert und gedämpft abgestützt ist. Die Abstützrichtung verläuft beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung. Dabei weist die Hydropneumatik eine zumindest teilweise durch ein Trennelement begrenzte erste Kammer auf, in welcher eine auf das Trennelement wirkende Flüssigkeit aufgenommen ist. Außerdem weist die Hydropneumatik eine durch das Trennelement von der ersten Kammer getrennte und zumindest teilweise durch das Trennelement begrenzte zweite Kammer auf, in welcher ein eine Gasfeder bildendes und auf das Trennelement einwirkendes Gas aufgenommen ist. Die Hydropneumatik umfasst außerdem ein Gehäuse, in welchem die Flüssigkeit aufgenommen ist. Des Weiteren weist die Hydropneumatik einen in dem Gehäuse verschiebbar aufgenommenen und auf die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit wirkenden Kolben auf, über welchen das Rad an dem Aufbau abgestützt ist. Durch Verschieben des Kolbens relativ zu dem Gehäuse ist ein Druck auf die in dem Gehäuse und in der ersten Kammer aufgenommene Flüssigkeit ausübbar, wodurch über die Flüssigkeit das Trennelement zumindest teilweise bewegbar ist. Hierdurch sind eine Volumenverkleinerung der zweiten Kammer und dadurch ein Komprimieren des Gases beziehungsweise der Gasfeder in der zweiten Kammer bewirkbar.
Um nun auf besonders einfache Weise eine Höhenverstellung des Aufbaus realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Feder-Dämpfer-Einrichtung wenigstens ein zusätzlich zu dem Kolben vorgesehenes und relativ zu dem Gehäuse verschiebbares Schiebeelement aufweist, mittels welchem zur Höhenverstellung des Aufbaus durch Verschieben des Schiebeelements relativ zu dem Gehäuse zumindest ein Teil der Flüssigkeit aus dem Gehäuse herausförderbar und zusätzliche Flüssigkeit in das Gehäuse hineinförderbar ist. Alternativ ist zur Höhenverstellung des Aufbaus mittels des Schiebeelements durch Verschieben des Schiebeelements relativ zu dem Gehäuse eine durch die in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeit gebildete und in dem Gehäuse aufgenommene Flüssigkeitssäule relativ zu dem Gehäuse verschiebbar. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Zur Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist vorzugsweise als Kraftfahrzeug und dabei als ein Kraftwagen ausgebildet. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug ein Personenbus oder ein Lastkraftwagen der ein Motorrad sein. Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Feder-Dämpfer-Einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Feder-Dämpfer-Einrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand einen in 1 besonders schematisch dargestellten und beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau 12, die Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 und wenigstens ein in 1 besonders schematisch dargestelltes und auch als Fahrzeugrad bezeichnetes Rad 14 auf. Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, ist das Rad 14 über die Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 gefedert und gedämpft an dem Aufbau 12 abstützbar beziehungsweise abgestützt, insbesondere zumindest oder ausschließlich entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 16 veranschaulichten Abstützrichtung. Die Abstützrichtung verläuft beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung.
Das Rad 14 ist ein Bodenkontaktelement, über welches das Fahrzeug in seinem Stillstand in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden 18 abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Fahrzeug beispielsweise entlang des Bodens 18 gefahren, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten über das Rad 14 an dem Boden 18 abgestützt ist, so rollt das Rad 14 an dem Boden 18 ab. Außerdem weist das Fahrzeug in seinem unbeladenen Zustand eine sogenannte Leerlast auf, welche zumindest teilweise in Fahrzeughochrichtung nach unten über die Feder-Dämpfer-Einrichtung an dem Boden 18 abgestützt wird, insbesondere im Stillstand des Fahrzeugs.
Die Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 weist eine Hydropneumatik 20 auf, über welche das Rad 14 an dem Aufbau 12 zumindest oder ausschließlich entlang der Abstützrichtung gefedert und gedämpft abgestützt ist. Dabei weist die Hydropneumatik 20 eine teilweise durch ein Trennelement 22 und teilweise durch ein bezeichnetes Hydraulikgehäuse 24 begrenzte erste Kammer 26 auf, in welcher eine auf das Trennelement 22 wirkende Flüssigkeit 28 aufgenommen ist. Die Flüssigkeit 28 ist beispielsweise eine inkompressible Flüssigkeit. Insbesondere kann die Flüssigkeit 28 ein Öl sein. Die Flüssigkeit 28 wird auch als Hydraulikflüssigkeit oder Hydrauliköl bezeichnet.
Die Hydropneumatik 20 weist außerdem eine durch das Trennelement 22 von der ersten Kammer 26 getrennte, teilweise durch das Trennelement 22 und teilweise durch das Hydraulikgehäuse 24 begrenzte zweite Kammer 30 auf, in welcher ein eine Gasfeder 34 bildendes Gas 32 aufgenommen ist. Das Gas 32 umfasst beispielsweise zumindest oder ausschließlich Luft und/oder zumindest oder ausschließlich Stickstoff. 1 zeigt die Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Bei der ersten Ausführungsform ist das Trennelement 22 als eine, insbesondere elastisch verformbare, Membran ausgebildet, welche beispielsweise in ihrem Randbereich zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Hydraulikgehäuse 24 verbunden und somit an dem Hydraulikgehäuse 24 befestigt ist. Das Trennelement 22 kann elastisch verformt werden. Durch elastisches Verformen des Trennelements 22 wird das Trennelement 22 zumindest teilweise relativ zu dem Hydraulikgehäuse 24 bewegt.
Die Hydropneumatik 20 weist darüber hinaus einen beispielsweise auch als Stoßdämpfer bezeichneten Dämpfer 36 auf. Der Dämpfer 36 und somit die Hydropneumatik 20 weisen ein auch als Dämpfergehäuse bezeichnetes Gehäuse 38 auf. Wie aus 1 erkennbar ist, sind das Gehäuse 38 und das Hydraulikgehäuse 24 separat voneinander ausgebildet, wobei das Hydraulikgehäuse 24 außerhalb des Gehäuses 38 angeordnet ist. Demzufolge sind die Kammern 26 und 30 außerhalb des Gehäuses 38, insbesondere außerhalb einer Arbeitskammer 40, angeordnet. Somit ist auch das Hydraulikgehäuse 24 außerhalb der Arbeitskammer 40 angeordnet. Die Arbeitskammer 40 ist teilweise durch das Gehäuse 38 und teilweise durch einen Kolben 42 des Dämpfers 36 begrenzt. Dies bedeutet dass der Dämpfer 36 und somit die Hydropneumatik 20 den Kolben 42 aufweisen. Der Kolben 42 ist dabei in dem Gehäuse 38 verschiebbar aufgenommen und somit entlang einer beispielsweise durch den Doppelpfeil 16 veranschaulichten ersten Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 38 verschiebbar. Der Dämpfer 36 umfasst darüber hinaus eine Kolbenstange 44, welche mit dem Kolben 42 entlang der ersten Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 38 mitverschiebbar ist und aus dem Gehäuse 38 an dessen Umgebung 46 herausragt.
Das Rad 14 ist außerdem zumindest mittelbar an das Gehäuse 38 angebunden. Außerdem ist der Kolben 42 über die Kolbenstange 44 an den Aufbau 12 angebunden. Insgesamt ist erkennbar, dass das Rad 14 über den Dämpfer 36 und somit über das Gehäuse 38, den Kolben 42 und die Kolbenstange 44 gefedert und gedämpft an dem Aufbau 12 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Dabei ist die Flüssigkeit 28 auch in der Arbeitskammer 40 und somit in dem Gehäuse 38 beziehungsweise in dem Dämpfer 36 aufgenommen. Das Gehäuse 38, insbesondere die Arbeitskammer 40, ist beispielsweise über wenigstens ein Leitungselement 48 fluidisch mit dem Hydraulikgehäuse 24, insbesondere mit der ersten Kammer 26, verbunden. Außerdem ist aus 1 erkennbar, dass das Gas 32 und somit die Gasfeder 34 auf das Trennelement 22 und die Flüssigkeit 28 auf das Trennelement 22 wirken. Außerdem wirkt der Kolben 42 auf die Flüssigkeit 28 in dem Gehäuse 38. Dadurch, dass der Kolben 42 relativ zu dem Gehäuse 38 entlang der ersten Bewegungsrichtung verschiebbar ist, lassen der Dämpfer 36 und somit die Hydropneumatik 20 entlang der Bewegungsrichtung und somit beispielsweise in Fahrzeughochrichtung erfolgende Relativbewegungen zwischen dem Rad 14 und dem Aufbau 12 zu, sodass das Rad 14 im Rahmen dieser Relativbewegungen relativ zu dem Aufbau 12 ein- und ausfedern kann. Durch Einfedern des Rads 14, das heißt insbesondere dann, wenn sich das Rad 14 in Fahrzeughochrichtung nach oben hin relativ zu dem Aufbau 12 bewegt und somit auf den Aufbau 12 zubewegt, wird die Kolbenstange 44 in das Gehäuse 38 eingefahren. Dies geht mit einer Volumenverkleinerung der Arbeitskammer 40 einher, wodurch zumindest ein Teil der zunächst in dem Gehäuse 38, insbesondere in der Arbeitskammer 40, aufgenommenen Flüssigkeit 28 aus der Arbeitskammer 40 mittels des Kolbens 42 herausgeschoben und in die Kammer 26 hineingeschoben wird. Dadurch wird das Trennelement 22 zumindest teilweise derart bewegt, insbesondere derart elastisch verformt, dass eine Volumenverkleinerung der Kammer 30 erfolgt. Hierdurch werden das in der Kammer 30 aufgenommene Gas 32 und somit die dort aufgenommene Gasfeder 34 komprimiert, das heißt gespannt. Federt das Rad 14 aus, das heißt bewegt sich das Rad 14 insbesondere entlang der Bewegungsrichtung, entlang der Abstützrichtung beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung relativ zu dem Aufbau 12 nach unten und somit von dem Aufbau 12 weg, so wird dadurch die Kolbenstange 44 zumindest teilweise aus dem Gehäuse 38 ausgefahren. Dies geht mit einer Volumenvergrößerung der Arbeitskammer 40 einher, sodass in die Arbeitskammer 40 und somit in das Gehäuse 38 zumindest ein Teil der zunächst in der Kammer 26 aufgenommenen Flüssigkeit 28 aus der Kammer 26 herausgefördert und in die Arbeitskammer 40, insbesondere das Gehäuse 38, hineingefördert wird. Hierbei kann die Flüssigkeit 28 aus der Arbeitskammer 40 über das Leitungselement 48 in die Kammer 26 strömen, und die Flüssigkeit 28 kann aus der Kammer 26 über das Leitungselement 48 in die Arbeitskammer 40 strömen. Insgesamt ist erkennbar, dass mittels des Kolbens 42 durch Verschieben des Kolbens 42 relativ zu dem Gehäuse 38 ein Druck auf die in dem Gehäuse 38, insbesondere in der Arbeitskammer 40, und in der ersten Kammer 26 aufgenommene Flüssigkeit 28 ausübbar ist beziehungsweise ausgeübt wird, wenn die Kolbenstange 44 in das Gehäuse 38 eingefahren wird, das heißt beispielsweise wenn das Rad 14 einfedert beziehungsweise sich, insbesondere entlang der Bewegungsrichtung, auf den Aufbau 12 zubewegt. Durch dieses Ausüben des Drucks auf die in dem Gehäuse 38 und die in der ersten Kammer 26 aufgenommene Flüssigkeit 28 ist beziehungsweise wird das Trennelement 22 zumindest teilweise bewegt, dadurch, dass der auf die Flüssigkeit 28 ausgeübte Druck von der Flüssigkeit 28 auf das Trennelement 22 ausgeübt wird beziehungsweise wirkt, das heißt über die Flüssigkeit 28 auf das Trennelement 22 übertragen wird. Durch dieses zumindest teilweise Bewegen des Trennelements 22 ist beziehungsweise wird eine Volumenverkleinerung der zweiten Kammer 30 bewirkbar beziehungsweise bewirkt, wodurch das Gas 32 und somit die Gasfeder 34 in der zweiten Kammer 30 komprimiert und somit gespannt werden.
Beim Ausfedern des Rads 14 kann sich das Trennelement 22 dadurch, dass zumindest ein Teil der zunächst in der Kammer 26 aufgenommenen Flüssigkeit 28 über das Leitungselement 48 in die Arbeitskammer 40 gefördert wird, derart bewegen, insbesondere derart zumindest teilweise entspannen, dass es zu einer Volumenvergrößerung der Kammer 30 und somit zu einer teilweisen Entspannung des Gases 32 beziehungsweise Gasfeder 34 kommt.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Hydropneumatik 20 als eine teiltragende Hydropneumatik ausgebildet, deren Gasfeder 34, beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs, eine Last. Insbesondere eine Leerlast, des Fahrzeugs zu einem ersten Teil aufnimmt, wodurch die Gasfeder 34, insbesondere bei Leerlast und im Stillstand des Fahrzeugs, vorgespannt ist. Hierzu ist der teiltragenden Hydropneumatik 20 eine mechanische Feder 50 zugeordnet, über welche das Rad 14, insbesondere entlang der Abstützrichtung beziehungsweise entlang der Bewegungsrichtung, an dem Aufbau 12, insbesondere gefedert, abstützbar oder abgestützt ist. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die erste Bewegungsrichtung mit der Abstützrichtung zusammen. Die mechanische Feder 50 ist entlang der ersten Bewegungsrichtung beziehungsweise entlang der Abstützrichtung einerseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Aufbau 12 abstützbar oder abgestützt. Vorliegend ist die mechanische Feder 50 einerseits über einen ersten Federteller 52 entlang der Abstützrichtung an dem Aufbau 12 abstützbar oder abgestützt. Andererseits ist die mechanische Feder 50 entlang der ersten Bewegungsrichtung beziehungsweise entlang der Abstützrichtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 38 abstützbar oder abgestützt. Hierzu ist an dem Gehäuse 38 ein zweiter Federteller 54 festgelegt, welcher entlang der Abstützrichtung von dem ersten Federteller 52 beabstandet ist. Die mechanische Feder 50 nimmt dadurch, dass die Hydropneumatik 20 eine teiltragende Hydropneumatik ist, beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs, die Last, insbesondere die Leerlast, zu einem zweiten Teil auf, sodass sowohl die Gasfeder 34 als auch die mechanische Feder 50, insbesondere bei Leerlast und im Stillstand des Fahrzeugs, vorgespannt sind.
In 1 ist ein in Fahrzeughochrichtung verlaufender Abstand zwischen dem Aufbau 12 und dem Boden 18 mit A bezeichnet. Der Abstand A wird auch als Höhe oder Niveau des Aufbaus 12 bezeichnet.
Um nun eine besonders einfache Höhenverstellung des Aufbaus 12 zu realisieren, das heißt um nun den Abstand A auf besonders einfache Weise einstellen und somit variieren zu können, umfasst die Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 wenigstens ein zusätzlich zu dem Kolben 42 und zusätzlich zu dem Gehäuse 38 und zusätzlich zu dem Trennelement 22 und zusätzlich zu dem Hydraulikgehäuse 24 vorgesehenes Schiebeelement 56, welches entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 58 veranschaulichten zweiten Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 38 verschiebbar, das heißt translatorisch bewegbar ist. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die zweite Bewegungsrichtung schräg oder vorliegend senkrecht zur ersten Bewegungsrichtung. Ferner ist es denkbar, dass die erste Bewegungsrichtung mit der zweiten Bewegungsrichtung zusammenfällt, beziehungsweise umgekehrt. Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, ist bei der ersten Ausführungsform mittels des Schiebeelements 56 durch Verschieben des Schiebeelements 56 relativ zu dem Gehäuse 38 zumindest ein Teil der Flüssigkeit 28 aus dem Gehäuse 38 herausförderbar und zusätzlich Flüssigkeit 28 in das Gehäuse 38 hineinförderbar, wodurch der Abstand A variierbar ist, das heißt wodurch der Aufbau 12 in seiner Höhe verstellbar ist. Im Rahmen der Höhenverstellung kann beispielsweise der Abstand A vergrößert werden, wodurch zumindest ein Teil des Aufbaus 12 in Fahrzeughochrichtung nach oben hin von dem Boden 18 wegbewegt wird. Hierzu wird beispielsweise zusätzlich zu der Flüssigkeit 28 mittels des Schiebeelements 56 dadurch in das Gehäuse 38, insbesondere die Arbeitskammer 40, hineingeschoben, das Schiebeelement 56 in eine durch einen Pfeil 60 veranschaulichte und parallel zur zweiten Bewegungsrichtung verlaufende erste Richtung geschoben wird. Im Rahmen der Höhenverstellung ist es ferner denkbar, den Abstand A zu verringern, wodurch der Aufbau 12 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin auf den Boden 18 zubewegt wird. Hierzu wird beispielsweise zumindest ein Teil der zunächst in dem Gehäuse 38, insbesondere in der Arbeitskammer 40, aufgenommenen Flüssigkeit 28 dadurch aus dem Gehäuse 38, insbesondere aus der Arbeitskammer 40, herausgefördert, dass das Schiebelement 56 in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, in 1 durch einen Pfeil 60 veranschaulichte und parallel zur zweiten Bewegungsrichtung verlaufende zweite Richtung geschoben beziehungsweise verschoben wird. Da die Hydropneumatik 20 zumindest teiltragend oder teil-/volltragend ist, wird bei einem Hineinfördern von zusätzlicher Flüssigkeit 28 in die Arbeitskammer 40 die Kolbenstange 44 aus dem Gehäuse 38 ausgefahren, wodurch der Abstand A vergrößert beziehungsweise der Aufbau 12 angehoben wird, ohne dass hierbei die Gasfeder 34 weitergespannt wird oder wobei die Gasfeder 34 nur geringfügig weitergespannt wird.
Bei der ersten Ausführungsform umfasst die Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 eine zusätzlich zu den Kammern 26 und 30 und zusätzlich zu der Arbeitskammer 40 vorgesehene, außerhalb der Kammern 26 und 30 und außerhalb der Arbeitskammer 40 angeordnete Reservoirkammer 64, welche teilweise durch ein zusätzlich zu dem Gehäuse 38, zusätzlich zu dem Kolben 42 und zusätzlich zu dem Hydraulikgehäuse 24 vorgesehenes Reservoirgehäuse 66 und teilweise durch das Schiebeelement 56 begrenzt ist. Dabei ist das Reservoirgehäuse 66 außerhalb der Kammern 26 und 30 und somit außerhalb des Hydraulikgehäuses 24 und außerhalb des Gehäuses 38 und somit außerhalb der Arbeitskammer 40 angeordnet. Bei der ersten Ausführungsform ist das Schiebeelement 56 ein zusätzlich zu dem Kolben 42 vorgesehener zweiter Kolben, welcher entlang der zweiten Bewegungsrichtung relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 verschiebbar ist. Dabei ist eine zweite Kolbenstange 68 vorgesehen, welche mit dem Schiebeelement 56 entlang der zweiten Bewegungsrichtung relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 mitverschiebbar ist. Beispielsweise mittels eines in den Figuren nicht dargestellten Aktors kann das Schiebeelement 56, insbesondere über die Kolbenstange 68, entlang der zweiten Bewegungsrichtung relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 verschoben werden, um dadurch Volumenvergrößerungen und Volumenverkleinerungen der Reservoirkammer 64 zu bewirken.
Das Reservoirgehäuse 66 ist beispielsweise derart mit dem Gehäuse 38 fluidisch verbunden, dass die Reservoirkammer 64 über ein weiteres Leitungselement 70 fluidisch mit der Arbeitskammer 40 verbunden ist. Wird somit beispielsweise die Reservoirkammer 64 in ihrem Volumen verkleinert, indem das Schiebeelement 56 beziehungsweise die Kolbenstange 68 in das Reservoirgehäuse 66 hineingeschoben wird, so wird zumindest ein Teil der zunächst in der Reservoirkammer 64 aufgenommenen Flüssigkeit 28 über das Leitungselement 70 aus der Reservoirkammer 64 herausgefördert und in die Arbeitskammer 40 und somit in das Gehäuse 38 hineingefördert. Hierdurch wird der Abstand A vergrößert. Um die Reservoirkammer 64 und ihr Volumen zu verkleinern, wird beispielsweise das Schiebeelement 56 in die durch den Pfeil 60 veranschaulichte erste Richtung relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 bewegt. Um beispielsweise die Reservoirkammer 64 in ihrem Volumen zu vergrößern, wird das Schiebeelement 56 beziehungsweise die Kolbenstange 68 in die durch den Pfeil 62 veranschaulichte zweite Richtung relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 bewegt. Hierdurch wird zumindest ein Teil der zunächst in der Arbeitskammer 40 aufgenommenen Flüssigkeit 28 über das Leitungselement 70 aus der Arbeitskammer 40 und somit aus dem Gehäuse 38 herausgefördert und in die Reservoirkammer 64 und somit in das Reservoirgehäuse 66 hineingefördert. Dadurch wird der Abstand A verringert. Insgesamt ist erkennbar, dass zur Höhenverstellung des Aufbaus 12 mittels des Schiebeelements 56 durch Verschieben des Schiebeelements 56 relativ zu dem Gehäuse 38 und relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 zumindest ein Teil der Flüssigkeit 28 aus dem Gehäuse 38 heraus- und in die Reservoirkammer 64 und somit in das Reservoirgehäuse 66 hineinförderbar und zusätzliche Flüssigkeit 28 aus der Reservoirkammer 64 und somit aus dem Reservoirgehäuse 66 heraus- und in das Gehäuse 38 beziehungsweise in die Arbeitskammer 40 hineinförderbar ist.
Der zuvor genannte Aktor ist beispielsweise elektrisch und/oder mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektromechanisch betreibbar. Insbesondere kann eine, vorzugsweise selbsthemmende, Gewindespindel vorgesehen sein, mittels welcher das Schiebeelement 56, insbesondere über die Kolbenstange 68, entlang der zweiten Bewegungsrichtung relativ zu dem Reservoirgehäuse 66 hin- und herverschiebbar ist. Das Hydraulikgehäuse 24 kann relativ zu dem Gehäuse 38 unbeweglich sein. Hierzu ist das Hydraulikgehäuse 24 beispielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 38 festgelegt. Somit kann sich das Hydraulikgehäuse 24 beispielsweise mit dem Gehäuse 38 relativ zu dem Aufbau 12 entlang der ersten Bewegungsrichtung mitbewegen. Alternativ ist es denkbar, dass das Hydraulikgehäuse 24 relativ zu dem Aufbau 12 unbeweglich ist, wobei das Hydraulikgehäuse 24 beispielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Aufbau 12 festgelegt ist.
Es ist möglich, dass das Reservoirgehäuse 66 relativ zu dem Gehäuse 38 unbeweglich ist. Hierzu ist das Reservoirgehäuse 66 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 38 festgelegt. Somit ist beispielsweise das Reservoirgehäuse 66 entlang der ersten Bewegungsrichtung relativ zu dem Aufbau 12 mit dem Gehäuse 38 mitbewegbar. Alternativ dazu kann das Reservoirgehäuse 66 beispielsweise relativ zu dem Aufbau 12 unbeweglich sein. Hierzu ist beispielsweise das Reservoirgehäuse 66 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Aufbau 12 befestigt. Das jeweilige Leitungselement 68 beziehungsweise 70 kann eine flexible und/oder biegeschlaffe Leitung sein, oder das Leitungselement 48 beziehungsweise 70 ist beispielsweise eigensteif und somit formstabil und/oder eine Bohrung, insbesondere in einem Gehäuse der Feder-Dämpfer-Einrichtung 10.
Insgesamt ist erkennbar, dass die Flüssigkeit, welche durch Verschieben des Schiebeelements 56 relativ zu dem Gehäuse 38 aus dem Gehäuse 38 herausförderbar und in das Gehäuse 38 hineinförderbar ist, um dadurch den Abstand A zu variieren, ein beispielsweise als Ölvolumen ausgebildetes Flüssigkeitsvolumen ist, welches durch Verschieben des Schiebeelements 56 relativ zu dem Gehäuse 38 geschoben beziehungsweise verschoben wird. Durch Verschieben des Flüssigkeitsvolumens kann der Abstand A auf besonders einfache Weise verändert werden.
Der Feder-Dämpfer-Einrichtung 10, insbesondere deren Ausgestaltung, liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Bei einem konventionellen, insbesondere hydraulischen, Dämpfer wird beispielsweise die Radlast von der Tragfeder abgestützt und der Dämpfer dämpft Aufbaubewegungen und stabilisiert somit das Fahrzeug. Ein eingeschlossenes und beispielsweise zumindest Stickstoff umfassendes Gasvolumen ist nicht oder nur leicht komprimiert und ermöglicht es, dass die Kolbenstange im Dämpferrohr ein- und ausgeschoben werden kann, wobei das Gasvolumen komprimiert beziehungsweise entspannt wird. Bei einer teiltragenden Hydropneumatik wird die auch als Tragfeder bezeichnete und beispielsweise als eine Spiralfeder, als eine Blattfeder oder als eine andere Feder ausgebildete mechanische Feder 50, insbesondere gegenüber dem zuvor beschriebenen konventionellen Dämpfer, entlastet, und ein Teil der Radlast beziehungsweise der Last oder Leerlast wird von der Gasfeder 34 getragen. Dies ist möglich, da beispielsweise das Gasvolumen im Vergleich zu konventionellen Dämpfern deutlich größer ist und das Gas 32 im Vergleich zu konventionellen Dämpfern stark komprimiert ist.
Da bei der teiltragenden Hydropneumatik die Gasfeder 34 tragend und somit das Gas 32 beziehungsweise die Gasfeder 34 vorgespannt ist, kann die Kolbenstange 44 durch Verschieben des zuvor genannten Flüssigkeitsvolumens in die Arbeitskammer 40 beziehungsweise durch Verschieben des Flüssigkeitsvolumens aus der Arbeitskammer 40 ein- und ausgefahren werden. Dadurch ist es möglich, den auch als Niveau oder Fahrzeugniveau bezeichneten Abstand A wie beispielsweise bei einem Luftfedersystem zu regulieren, das heißt einzustellen, wobei das Variieren des Abstands A bei der Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 gegenüber herkömmlichen Luftfedersystemen wesentlich einfacher und somit kostengünstiger erfolgen kann. Das Verschieben des Flüssigkeitsvolumens erfolgt nämlich bei der Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 nicht mittels einer Hydraulikpumpe und somit nicht durch Drehen eines Förderelements, welches beispielsweise zusätzlich Flüssigkeit in die Arbeitskammer 40 hineinfördern beziehungsweise Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 40 herausfördern kann, sondern durch Verschieben des Schiebeelements 56. Mit anderen Worten ist es bei der Feder-Dämpfer-Einrichtung 10 vorgesehen, das Ein- und Ausfahren der Kolbenstange 44 auf besonders einfache Weise durch das verschiebbare Flüssigkeitsvolumen beziehungsweise durch das verschiebbare Schiebeelement 56 zu realisieren. Bei der erste Ausführungsform befinden sich die gegenüber der Arbeitskammer 40 und den Kammern 26 und 30 zusätzliche Reservoirkammer 64 und somit das zusätzliche Reservoirgehäuse 66 außerhalb des Dämpfers 36 und somit außerhalb des Gehäuses 38 beziehungsweise der Arbeitskammer 40 und auch außerhalb des Hydraulikgehäuses 24 und somit außerhalb der Kammern 26 und 30. Die Flüssigkeit 28 ist dabei in der Kammer 26, in dem Leitungselement 48, in der Arbeitskammer 40, in dem Leitungselement 70 und in der Reservoirkammer 64 aufgenommen.
2 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine zweite Ausführungsform der Feder-Dämpfer-Einrichtung 10. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Schiebeelement 56 in den Dämpfer 36, insbesondere das Gehäuse 38, integriert. Hierbei ist das Schiebeelement 56 in dem Gehäuse 38 aufgenommen und entlang der ersten Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 38 verschiebbar. Somit fallen bei der zweiten Ausführungsform die erste Bewegungsrichtung und die zweite Bewegungsrichtung zusammen. Insbesondere ist das Schiebeelement 56, welches vorzugsweise als ein weiterer Kolben ausgebildet ist, entlang der ersten Bewegungsrichtung beziehungsweise entlang der zweiten Bewegungsrichtung dem Kolben 42 gegenüberliegend angeordnet. Bei der zweiten Ausführungsform ist zur Höhenverstellung des Aufbaus 12 mittels des Schiebeelements 56 durch Verschieben des Schiebeelements 56 relativ zu dem Gehäuse 38 eine durch die im Gehäuse 38 aufgenommene Flüssigkeit 28 gebildete und in dem Gehäuse 38 aufgenommene Flüssigkeitssäule relativ zu dem Gehäuse 38, insbesondere entlang der Abstützrichtung beziehungsweise entlang der ersten beziehungsweise zweiten Bewegungsrichtung, verschiebbar. Beispielsweise ist die Arbeitskammer 40 auch teilweise durch das Schiebeelement 56 begrenzt, insbesondere in Fahrzeughochrichtung nach unten. Somit bildet beispielsweise das Schiebeelement 56 einen Dämpferboden. Wird das Schiebeelement 56 entlang der ersten Bewegungsrichtung und dabei beispielsweise in Fahrzeughochrichtung nach oben beziehungsweise auf den Aufbau 12 zuverschoben, so wird dadurch die Flüssigkeitssäule in Fahrzeughochrichtung nach oben beziehungsweise in Richtung des Aufbaus 12 verschoben. In der Folge wird die Kolbenstange 44 aus dem Gehäuse 38 ausgefahren, und der Abstand A wird vergrößert. Wird hingegen das Schiebeelement 56 in Fahrzeughochrichtung nach unten bewegt, beziehungsweise, insbesondere in der ersten Bewegungsrichtung, von dem Aufbau 12 wegbewegt, so wird dadurch die Flüssigkeitssäule entlang der ersten Bewegungsrichtung von dem Aufbau 12 wegbewegt beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung nach unten bewegt, insbesondere von dem Aufbau 12 weg, wodurch die Kolbenstange 44 in das Gehäuse 38 eingefahren wird.
Die zweite Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn der Dämpfer 36, insbesondere das Gehäuse 38, mittels einer Klemmung an einen Radträger angebunden und in der Folge der Dämpferboden frei zugänglich ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Dämpfer 36, insbesondere das Gehäuse 38, an seinem dem Rad 14 zugewandten Ende kein Lagerauge aufweist und somit frei von einem Lagerauge ist. Dies kann insbesondere bei einer MacPherson-Achse vorgesehen sein. Dabei ist das Rad 14, insbesondere bei einer Radnabe, drehbar an dem zuvor genannten Radträger gelagert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017110178 A1 [0002]
DE 102015119637 A1 [0002]
DE 102016112296 A1 [0002]

Claims

Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit einer Hydropneumatik (20), über welche wenigstens ein Rad (14) des Fahrzeugs an einem Aufbau (12) des Fahrzeugs gefedert und gedämpft abstützbar ist, wobei die Hydropneumatik (20) aufweist: - eine zumindest teilweise durch ein Trennelement (22) begrenzte erste Kammer (26), in welcher eine auf das Trennelement (22) wirkende Flüssigkeit (28) aufgenommen ist, - eine durch das Trennelement (22) von der ersten Kammer (26) getrennte und zumindest teilweise durch das Trennelement (22) begrenzte zweite Kammer (30), in welcher ein eine Gasfeder (34) bildendes und auf das Trennelement (22) einwirkendes Gas (32) aufgenommen ist, - ein Gehäuse (38), in welchem die Flüssigkeit (28) aufgenommen ist, und - einen in dem Gehäuse (38) verschiebbar aufgenommen und auf die in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeit (28) wirkenden Kolben (42), über welchen das Rad (14) an dem Aufbau (12) abstützbar ist, wobei mittels des Kolbens (42) durch Verschieben des Kolbens (42) relativ zu dem Gehäuse (38) ein Druck auf die in dem Gehäuse (38) und in der ersten Kammer (26) aufgenommene Flüssigkeit (28) ausübbar und dadurch über die Flüssigkeit (28) das Trennelement (22) zumindest teilweise bewegbar ist, wodurch eine Volumenverkleinerung der zweiten Kammer (30) und dadurch ein Komprimieren des Gases (32) in der zweiten Kammer (30) bewirkbar sind, gekennzeichnet durch wenigstens ein zusätzlich zu dem Kolben (42) und zusätzlich zu dem Trennelement (22) vorgesehenes und relativ zu dem Gehäuse (38) verschiebbares Schiebeelement (56), mittels welchem zur Höhenverstellung des Aufbaus (12) durch Verschieben des Schiebeelements (56) relativ zu dem Gehäuse (28): - zumindest ein Teil der Flüssigkeit (28) aus dem Gehäuse (38) herausförderbar und zusätzliche Flüssigkeit (28) in das Gehäuse (38) hineinförderbar ist, oder - eine durch die in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeit (28) gebildete und in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeitssäule innerhalb des Gehäuses (38) relativ zu dem Gehäuse (38) verschiebbar ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydropneumatik (20) als eine teil- oder volltragende Hydropneumatik ausgebildet ist, deren Gasfeder (34) eine Last des Fahrzeugs zumindest teilweise aufnimmt, wodurch die Gasfeder (34) vorgespannt ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als teiltragenden Hydropneumatik ausgebildeten Hydropneumatik (20), deren Gasfeder (34) die Last zu einem ersten Teil aufnimmt, eine mechanische Feder (50) zugeordnet ist, welche die Last zu einem zweiten Teil aufnimmt, wodurch die mechanische Feder (50) vorgespannt ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zusätzlich zu der ersten Kammer (26) und zusätzlich zu der zweiten Kammer (30) vorgesehene und außerhalb des Gehäuses (38) angeordnete Reservoirkammer (64), welche teilweise durch ein zusätzlich zu dem Gehäuse (38) vorgesehenes Reservoirgehäuse (66) und teilweise durch das relativ zu dem Reservoirgehäuse (66) verschiebbare Schiebeelement (56) begrenzt ist, mittels welchem zur Höhenverstellung des Aufbaus (12) durch Verschieben des Schiebeelements (56) relativ zu dem Gehäuse (38) und relativ zu dem Reservoirgehäuse (66) zumindest der Teil der Flüssigkeit (28) aus dem Gehäuse (38) heraus- und in die Reservoirkammer (66) hineinförderbar und die zusätzliche Flüssigkeit (28) aus der Reservoirkammer (64) heraus- und in das Gehäuse (38) hineinförderbar ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoirgehäuse (66) relativ zu dem Gehäuse (38) unbeweglich ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoirgehäuse (66) zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse (38) festgelegt und dadurch relativ zu dem Gehäuse (38) unbeweglich ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoirgehäuse (66) relativ zu dem Aufbau (12) unbeweglich ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoirgehäuse (64) zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Aufbau (12) festgelegt und dadurch relativ zu dem Aufbau (12) unbeweglich ist.
Feder-Dämpfer-Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (56) in dem Gehäuse (38), insbesondere dem Kolben (42) gegenüberliegend, angeordnet ist, sodass zur Höhenverstellung des Aufbaus mittels des Schiebeelements (56) durch Verschieben des Schiebeelements (56) relativ zu dem Gehäuse (38) die in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeitssäule relativ zu dem Gehäuse (38) verschiebbar ist.
Fahrzeug, mit einem Aufbau (12), mit wenigstens einem Rad (14), und mit wenigstens einer Feder-Dämpfer-Einrichtung (10), welche eine Hydropneumatik (20) aufweist, über die das Rad (14) an dem Aufbau (12) gefedert und gedämpft abgestützt ist, wobei die Hydropneumatik (20) aufweist: - eine zumindest teilweise durch ein Trennelement (22) begrenzte erste Kammer (26), in welcher eine auf das Trennelement (22) wirkende Flüssigkeit (28) aufgenommen ist, - eine durch das Trennelement (22) von der ersten Kammer (26) getrennte und zumindest teilweise durch das Trennelement (22) begrenzte zweite Kammer (30), in welcher ein eine Gasfeder (34) bildendes und auf das Trennelement (22) einwirkendes Gas (32) aufgenommen ist, - ein Gehäuse (38), in welchem die Flüssigkeit (28) aufgenommen ist, und - einen in dem Gehäuse (38) verschiebbar aufgenommen und auf die in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeit (28) wirkenden Kolben (42), über welchen das Rad (42) an dem Aufbau (12) abgestützt ist, wobei durch Verschieben des Kolbens (42) relativ zu dem Gehäuse (38) ein Druck auf die in dem Gehäuse (28) und in der ersten Kammer (26) aufgenommene Flüssigkeit (28) ausübbar und dadurch über die Flüssigkeit (28) das Trennelement (22) zumindest teilweise bewegbar ist, wodurch eine Volumenverkleinerung der zweiten Kammer (30) und dadurch ein Komprimieren des Gases (32) in der zweiten Kammer (30) bewirkbar sind, gekennzeichnet durch wenigstens ein zusätzlich zu dem Kolben (42) und zusätzlich zu dem Trennelement (22) vorgesehenes und relativ zu dem Gehäuse (38) verschiebbares Schiebeelement (56), mittels welchem zur Höhenverstellung des Aufbaus (12) durch Verschieben des Schiebeelements (56) relativ zu dem Gehäuse (38): - zumindest ein Teil der Flüssigkeit (28) aus dem Gehäuse (38) herausförderbar und zusätzliche Flüssigkeit (28) in das Gehäuse (38) hineinförderbar ist, oder - eine durch die in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeit (28) gebildete und in dem Gehäuse (38) aufgenommene Flüssigkeitssäule innerhalb des Gehäuses (38) relativ zu dem Gehäuse (38) verschiebbar ist.