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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung geht aus von einem einstellbaren Motorrad-Stoßdämpfervorspannungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einer Vorspannungseinstellvorrichtung für einen Stoßdämpfer an einem Fahrzeug. Sie betrifft Fahrzeugfederungen und insbesondere die Einstellbarkeit der Vorspannung eines Federungselements.
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HINTERGRUND
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Die Federung eines Motorrads erfüllt einen doppelten Zweck: Sie trägt zum Fahr- und Bremsverhalten des Fahrzeugs bei und sorgt für Sicherheit und Komfort, indem sie die Insassen des Fahrzeugs bequem von Straßengeräuschen, Unebenheiten und Vibrationen isoliert. Ein typisches Motorrad hat ein Paar Gabelrohre für die Vorderradfederung, auch bekannt als Teleskopgabeln, und eine Schwinge mit einem oder zwei Stoßdämpfern, oder einfach als Dämpfer bezeichnet, für die Hinterradfederung, wobei jedoch auch andere Konfigurationen bekannt sind, die verwendet werden.
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Das obere Ende der Vorderradgabel ist über eine Gabelbrücke mit dem Rahmen des Motorrads verbunden, wodurch die Gabel zum Lenken des Motorrads gedreht werden kann. Die unteren Enden der Vorderradgabel sind mit der Achse des Vorderrads verbunden. Die Gabeln sind in der Regel mit großen hydraulischen Stoßdämpfern mit internen Schraubenfedern ausgebildet, die hydraulisch mit Öl gedämpft werden. Sie ermöglichen es dem Vorderrad, auf Unebenheiten der Straße zu reagieren, während der Rest des Motorrads von dieser Bewegung isoliert wird.
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Bei einer Schwingenkonfiguration ist die Schwinge mit Lagern an einem Ende schwenkbar mit dem Motorradrahmen verbunden, während sich am anderen Ende die Hinterachse befindet, um die sich das Hinterrad dreht. Die Schwinge ist außerdem mit einem oder zwei Dämpfern, in der Regel mit Feder-Dämpfer-Einheiten, mit dem Rahmen oder dem hinteren Hilfsrahmen des Motorrads verbunden. Wie die vorderen Dämpfer ermöglichen es diese hinteren Dämpfer dem Hinterrad, auf Unebenheiten der Straße zu reagieren, während der Rest des Motorrads von dieser Bewegung isoliert wird.
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Die meisten Motorradfederungen sind so konstruiert, dass die Federn der Dämpfer immer unter Druck stehen, selbst wenn sie vollständig ausgefahren sind. Die Vorspannung dient dazu, die Ausgangsposition der Federung bei auf diese einwirkendem Gewicht des Motorrads und des Fahrers einzustellen. Die Differenz zwischen der vollständig ausgefahrenen Länge der Federung und der Länge im durch das Gewicht des Motorrads und des Fahrers/der Ladung zusammengedrückten Zustand wird manchmal als Gesamtdurchhang oder Renndurchhang bezeichnet. Der Gesamtdurchhang wird so eingestellt, dass die Ausgangsposition der Federung optimiert wird, um ein Ein- oder Ausfedern bis zum Anschlag unter normalen Fahrbedingungen zu vermeiden. Einfedern bis zum Anschlag (Durchschlagen) tritt auf, wenn die Federung bis zu dem Punkt komprimiert wird, an dem sie mechanisch nicht mehr weiter komprimiert werden kann. Ausfedern bis zum Anschlag tritt auf, wenn die Federung vollständig ausgefahren wird und sich mechanisch nicht weiter ausfahren lässt. Eine Erhöhung der Vorspannung erhöht die Anfangskraft der Feder und verringert so den Gesamtdurchhang. Eine Verringerung der Vorspannung verringert die Anfangskraft in der Feder und erhöht damit den Gesamtdurchhang.
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Bei einigen Motorrädern kann die Vorspannung eingestellt werden. Frühere Vorspannungseinstellungen waren mechanischer Natur und hatten einen Kragen neben der Feder mit einer Treppe aus Stufen oder Nuten, um die Federvorspannung durch Drehen des Kragens mit einem Schraubenschlüssel physisch zu erhöhen oder zu verringern. Bei einigen Motorrädern wird der Kragen durch Veränderung des Luftdrucks in den Gabeln bewegt. Bei diesen Systemen ermöglichen Ventile am oberen Ende der Gabel das Hinzufügen oder Ablassen von Luft aus der Gabel, wobei ein höherer Luftdruck eine höhere Vorspannung bewirkt und ein geringerer Luftdruck die Vorspannung verringert.
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Eine höhere Vorspannung kann für das Fahrverhalten auf der Straße wünschenswert sein, da eine höhere Vorspannung im Allgemeinen das Bremsnicken beim Bremsen verringert, während eine geringere Vorspannung unter bestimmten Off-Road-Bedingungen wünschenswert sein kann, um die Vibrationen für den Fahrer zu verringern. Ebenso kann eine höhere Vorspannung für schwerere Lasten und eine geringere Vorspannung für leichtere Lasten wünschenswert sein. Wie bereits erwähnt, kann die Vorspannung bei einigen Federungssystemen eingestellt werden, allerdings muss bei diesen Systemen das Fahrzeug angehalten und ein Schraubenschlüssel oder ein Luftkompressor eingesetzt werden. Daher wäre es von Vorteil, ein tragbares System zu haben, mit dem sich die Vorspannung eines Motorrads bequem nach Bedarf ändern lässt. Ebenso kann es noch wünschenswerter sein, die Vorspannung während der Fahrt zu modulieren.
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Die
DE 101 09 555 A1 beschreibt ein Federbein mit verstellbarer Vorspannung. Das Federbein weist eine ausdehnbare Kammer mit zunehmendem oder abnehmendem Flüssigkeitsvolumen und eine Pumpe, die in Fluidverbindung mit der Kammer steht, um Flüssigkeit in die Kammer zu befördern, auf. Eine Steuereinheit soll mittels eines Ansteuerns der Pumpe eine von einem Fahrer gewählte Vorspannung einstellen.
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Zusätzlich ist es aus der
DE 601 12 686 T2 bekannt, eine hohe Rate an Druckfluid bereitzustellen, um eine Länge eines Stellorgans schlagartig zu verkürzen oder zu verlängern, wobei mittels eines Sammelbehälters dem Stellorgan hohe Durchsätze zuführbar sein sollen.
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KURZFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft ein einstellbares Motorrad-Stoßdämpfervorspannungssystem für ein Zweiradfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorspannungseinstellvorrichtung für einen Stoßdämpfer an einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Die Erfindung schafft damit Möglichkeiten, um die Vorspannung eines Stoßdämpfers bei einem zweirädrigen Motorrad einzustellen, wobei jedoch auch andere Fahrzeugkonfigurationen verwendet werden könnten.
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Vorteilhafter Weise schafft die Erfindung Möglichkeiten, um in Reaktion auf dieses Aktivierungssignal kann die Steuerung die Pumpe einschalten, um die Flüssigkeit im Stoßdämpfer zu erhöhen und so die Vorspannung zu erhöhen und das Bremsnicken zu verringern.
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Als Weiterbildung können an der Pumpe ein Einlass und ein Auslass ausgebildet sein. Das System kann zudem Magnetventile verwenden, um den Durchfluss der Flüssigkeit im System zu beschränken oder zu ermöglichen. Die Magnetventile stehen mit der Steuerung in Verbindung, so dass die Steuerung steuern kann, wann bestimmte Flüssigkeitswege einen Durchfluss ermöglichen. Ein solches Magnetventil kann in Fluidverbindung mit dem Auslass der Pumpe und der Kammer stehen und zwischen diesen angeordnet sein. Dieses Magnetventil kann so konfiguriert sein, dass es, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, einen Flüssigkeitsdurchfluss vom Auslass der Pumpe zur Kammer trennt.
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Ein weiteres solches Magnetventil kann zwischen der Kammer und dem Einlass der Pumpe platziert sein. In dieser Konfiguration kann das Magnetventil, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, einen Durchfluss von der Kammer zum Einlass der Pumpe trennen. Ein weiteres Magnetventil kann zwischen dem Behälter und dem Einlass der Pumpe platziert sein. In dieser Konfiguration kann das Magnetventil, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, einen Flüssigkeitsdurchfluss vom Behälter zum Einlass der Pumpe trennen. Und noch ein weiteres Magnetventil kann zwischen dem Auslass der Pumpe und dem Behälter platziert sein. In dieser Konfiguration kann das Magnetventil, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, einen Flüssigkeitsdurchfluss vom Auslass der Pumpe zum Behälter trennen. Die Steuerung dieser Magnetventile ermöglicht eine präzise Kontrolle der Ein- und Ausgänge der Kammer sowie der Ein- und Ausgänge des Behälters.
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Der Verteilerblock kann zudem ein Einweg-Rückschlagventil aufweisen, das strömungstechnisch zwischen dem dritten Magnetventil und dem Einlass der Pumpe angeordnet ist. Dieses Magnetventil lässt einen Durchfluss nur in einer Richtung zu und kann verwendet werden, um einen Rückfluss durch das dritte Magnetventil zum zweiten Anschluss zu verhindern.
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Weil bei der erfindungsgemäßen Vorspannungseinstellvorrichtung die Steuerung mit dem Bremssystem in Verbindung steht, kann die Steuerung bei einer Anzeige einer Fahrzeugabbremsung die Pumpe und die Magnete modulieren, um die Vorspannung in den vorderen und hinteren Stoßdämpfern zu steuern und so ein Bremsnicken des Fahrzeugs zu verringern.
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Die vorstehend genannten Aspekte dieser Offenbarung und andere Aspekte werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht eines Zweiradfahrzeugs.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Verteilerblocks und einer Steuerung.
- 3 ist eine schematische Ansicht von zwei Motorrad-Stoßdämpfern, wobei der linke Stoßdämpfer eine Kammer mit weniger Flüssigkeit und somit weniger Vorspannung und der rechte Stoßdämpfer eine Kammer mit mehr Flüssigkeit und somit mehr Vorspannung aufweist.
- 4 ist ein schematisches Beispiel für einen Zweikanal-Verteilerblock, der sowohl mit einem vorderen als auch mit einem hinteren Stoßdämpfer verwendet wird, und zeigt die relativen Fluiddurchflusspositionen der Pumpe und der Magnetventile.
- 5 ist ein schematisches Beispiel für einen Zweikanal-Verteilerblock, bei dem der erste Kanal ein Antiblockierkreis ist, der mit einem vorderen Bremssattel verbunden ist, und der zweite Kanal ein Stoßdämpfer-Vorspannungskreis ist, der mit einem vorderen Stoßdämpfer verbunden ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die dargestellten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass es sich bei den dargestellten Ausführungsformen lediglich um Beispiele handelt, die in verschiedenen und alternativen Formen verwirklicht werden können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Die spezifischen strukturellen und funktionellen Einzelheiten, die offenbart werden, sind nicht als einschränkend zu verstehen, sondern als repräsentative Grundlage, um einem Fachmann Lehren zur Umsetzung der offenbarten Konzepte zu vermitteln.
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1 zeigt ein Zweiradfahrzeug 10, das im Allgemeinen auch als Motorrad bezeichnet wird. Auch wenn ein Motorrad gezeigt ist, ist es auch vorstellbar, dass die Lehren in dieser Offenbarung anpassbar und skalierbar für Off-Road-Fahrzeuge wie Geländewagen, Freizeitgeländefahrzeuge und Schneemobile, und für Straßenfahrzeuge wie Lastwagen, SUVs und Geländelimousinen sind. Das Motorrad hat einen Rahmen 12, ein Vorderrad 14 und ein Hinterrad 16. Das Vorderrad 14 ist über eine Gabel 18 mit dem Rahmen 12 verbunden. In der Gabel 18 befinden sich vordere Stoßdämpfer 20, die auch einfach als Dämpfer bezeichnet werden. In dieser Konfiguration ist ein ein Paar Stoßdämpfer vorhanden, und zwar einer auf jeder Seite der zweizinkigen Gabel 18. Obwohl ein Paar vordere Stoßdämpfer die gängigste Lösung ist, wurden auch schon Einzelstoßdämpfer-/Federungssysteme verwendet. Die Stoßdämpfer 20 ermöglichen es dem Vorderrad 14, auf Unebenheiten der Straße zu reagieren, während der Rest des Motorrads von dieser Bewegung zu einem gewissen Grad isoliert wird. Die beiden vorderen Stoßdämpfer 20 in der Gabel 18 stellen eine vordere Federung des Fahrzeugs bereit.
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Das Hinterrad 16 dieses Motorrads ist durch eine Schwinge 24 mit einem Paar hinterer Stoßdämpfer 26, die auf jeder Seite der Schwinge 24 angeordnet sind, mit dem Rahmen 12 verbunden. Die Schwinge 24 ist an einem Ende mit Lagern (nicht abgebildet) schwenkbar mit dem Rahmen 12 verbunden, und am anderen Ende befindet sich die Hinterachse, um die sich das Hinterrad 16 dreht. Die Schwinge 24 ist zudem mit den zwei hinteren Stoßdämpfern 26 mit dem Rahmen 12 verbunden, obwohl auch schon andere Federungssysteme mit nur einem Stoßdämpfer für die Hinterradaufhängung verwendet wurden. Diese hinteren Stoßdämpfer 26 ermöglichen es dem Hinterrad 16, wie die vorderen Stoßdämpfer 20 für das Vorderrad 14, auf Unebenheiten der Straße zu reagieren, während der Rest des Motorrads von dieser Bewegung zu einem gewissen Grad isoliert wird. Die Schwinge 24 und die hinteren Stoßdämpfer 26 sorgen für eine Fahrzeugfederung am hinteren Ende.
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Das Motorrad 10 verfügt über ein Bremssystem, das einen vorderen Handbremsgriff 30, einen Bremsflüssigkeitsbehälter 32 für den vorderen Bremskreis, einen vorderen Bremssattel 34, ein hinteres Bremspedal 36, einen Bremsflüssigkeitsbehälter (nicht gezeigt) für den hinteren Bremskreis und einen hinteren Bremssattel 38 umfasst, obwohl auch andere Bremskomponenten, wie beispielsweise Trommelbremsen, verwendet werden können. Das Bremssystem dieses Motorrads ist in der Lage, ein Bremssignal 40 zu senden, das anzeigt, wenn das Motorrad 10 gebremst wird. Das Bremssystem dieses Motorrads kann ein herkömmliches Bremssystem, ein Antiblockiersystem (ABS) oder eine elektronische Stabilitätskontrolle (ESC) sein. Das Bremssignal 40 kann von einem Kontaktsensor am vorderen Bremsgriff 30 oder am hinteren Bremspedal 36, z.B. dem des hinteren Bremslichtschalters, geliefert werden, oder das Bremssignal 40 kann von einem ABS- oder ESC-System kommen, z.B. als CAN-Bussignal.
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Das Motorrad 10 verfügt über ein Stoßdämpfersystem 44 mit einstellbarer Vorspannung. Dieses System 44 ist in der Lage, eine Vorspannung entsprechend zu erhöhen oder zu verringern, indem es eine Fluidzufuhr zum Stoßdämpfer 20 erhöht oder verringert. Das hier gezeigte Vorspannungseinstellsystem 44 verfügt über eine Fahrzeug-Vorspannungseinstellvorrichtung 46, einen Behälter 48 zur Aufnahme eines Fluids 50 und eine Benutzerschnittstelle 52. Die vorliegend gezeigte Benutzerschnittstelle 52 befindet sich am Armaturenbrett des Lenkers, es ist jedoch denkbar, dass sich die Benutzerschnittstelle an einem beliebigen Ort befindet, sogar drahtlos, wie z.B. eine Benutzerschnittstelle über eine drahtlose Einrichtung wie ein Mobiltelefon.
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Der Behälter 48 ist für die Aufnahme einer Fluid- 50 Reserve ausgelegt. Der Behälter 48 ist außerhalb der Stoßdämpfer 20, 26 dargestellt, obwohl es denkbar ist, dass ein Stoßdämpfer mit einem internen Behälter 48 konstruiert werden kann. Die Vorspannungseinstellvorrichtung 46 ist strömungstechnisch mit dem Behälter 48 verbindbar, um Fluid vom Behälter 48 unabhängig zu den Stoßdämpfern 20, 26 und von den jeweiligen Stoßdämpfern 20, 26 zurück zum Behälter 48 zu leiten. Bei dem Fluid 50 kann es sich um ein nahezu nicht komprimierbares Fluid 50 handeln. Das Fluid 50 im Behälter 48 kann eine Flüssigkeit 50 sein. Bei dem Fluid 50 kann es sich um eine Motorradbremsflüssigkeit der DOT-Klassifizierung 3, 4, 5 oder 5,1 handeln. Das Fluid 50 kann eine Flüssigkeit sein.
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2 ist eine schematische Ansicht von zwei Stoßdämpfern 20. Der linke Stoßdämpfer 20a befindet sich in einer Position mit geringerer Vorspannung, der rechte Stoßdämpfer 20b in einer Position mit größerer Vorspannung. Beide Stoßdämpfer verfügen über eine innere ausdehnbare Kammer 56, die Fluid 50 enthält und einen Kragen 58 relativ zu einem Ende des Stoßdämpfers 20 bewegt. Der linke Dämpfer 20a hat ein geringeres Fluidvolumen 50 in der Kammer 56, so dass der Kragen 58 näher am Ende des Dämpfers 20 liegt. Der rechte Dämpfer 20b hat ein größeres Fluidvolumen 50 in der Kammer 56, und daher ist der Kragen 58 weiter vom Ende des Dämpfers 20 entfernt. Der Kragen 58 liegt neben einer Feder 60, und eine Bewegung des Kragens 58 durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Fluidvolumens in der Kammer 56 verändert den Federfaktor oder die Kompression der Feder 60 und damit die Vorspannung des Dämpfers 20. Die Kammer 56 steht über die Vorspannungseinstellvorrichtung 46 in Fluidverbindung mit dem Behälter 48.
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Der Stoßdämpfer 20 verfügt zudem über einen Kolben, der hydraulisch mit Öl gedämpft wird, jedoch können Federn und Dämpfer getrennt sein, wie es bei einem typischen Auto der Fall ist.
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Bei den hier gezeigten Stoßdämpfern 20 handelt es sich zur besseren Veranschaulichung um Feder-Dämpfer-Einheiten, wie auch in 1 als hinterer Stoßdämpfer 26 dargestellt. Die vorderen Stoßdämpfer von Motorrädern sind in der Regel mit einer innenliegenden Feder konstruiert, und auch wenn die Konstruktion unterschiedlich ist, bleibt das Konzept der Vorspannungseinstellbarkeit dasselbe. Darüber hinaus kann ein Stoßdämpfer 20 auch ohne eine physische mechanische Feder konstruiert werden und ein anderes Medium als Federung verwenden, und die vorliegende Innovation kann an diese verschiedenen Ausgestaltungen angepasst werden, solange der Federfaktor des „federähnlichen“ Ersatzmediums durch Änderung seiner Länge oder seiner physischen Begrenzungen verändert werden kann.
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Es ist zu beachten, dass die Gesamtlänge des Stoßdämpfers und damit der Gesamtdurchhang durch die Ausdehnung der Kammer 56 nicht wesentlich verändert wird. Die Stoßdämpfer 20a und 20b behalten die gleiche Länge im voll ausgefahrenen Zustand und die gleiche Länge im bis zum Anschlag eingefahrenen Zustand. Es ist denkbar, dass dasselbe System, leicht anders konfiguriert, auch zur Änderung der Fahrhöhe des Fahrzeugs verwendet werden könnte, indem die Expansionskammer zur Änderung der Gesamtlänge des Stoßdämpfers 20 verwendet wird, ohne die Vorspannung oder den Gesamtdurchhang zu ändern. Auch die Erhöhung der Vorspannung ein Motorrad scheinbar anhebt, weil das Gewicht des Fahrzeugs die Feder nicht mehr so stark zusammendrückt, wenn der Federfaktor erhöht wird, würde eine ausdehnbare Kammer, die die Länge des Stoßdämpfers verändert, ohne die Vorspannung oder den Durchhang zu verändern, tatsächlich die Fahrhöhe des Fahrzeugs verändern. Dies könnte bei Motorrädern für unterschiedlich große Fahrer nützlich sein. Dies könnte auch bei vierrädrigen Fahrzeugen von Nutzen sein, um ein Fahrzeug für den Einsatz auf der Straße anzuheben, nachdem es auf der Rennstrecke abgesenkt wurde, oder um den Boden eines Fahrzeugs anzuheben, wenn es zu einem Geländeeinsatz übergeht, nachdem es für den Stadt- oder Straßenbetrieb abgesenkt wurde.
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3 zeigt eine repräsentative Vorspannungseinstellvorrichtung 46 mit einem Verteilerblock 70 und einer mit diesem verbundenen Steuerung 72. Der Verteilerblock 70 weist einen ersten Anschluss 74 auf, der für Fluidverbindung mit dem Behälter 48 (siehe 1) konfiguriert ist. Der Verteilerblock 70 hat einen zweiten Anschluss 76, der für Fluidverbindung mit dem vorderen Stoßdämpfer 20 (siehe 1) konfiguriert ist. Der Verteilerblock 70 definiert zudem eine Anzahl von Fluiddurchlässen 78 (siehe 4 und 5) zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 74, 76. Im Falle eines Einkanal-Verteilerblocks gäbe es nur diese beiden Anschlüsse. Bei einem Zweikanal-Verteilerblock ist jedoch ein zusätzliches Paar von Anschlüssen vorhanden.
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Der vorliegend gezeigte Verteilerblock 70 verfügt über einen dritten Anschluss 80, der für Fluidverbindung mit dem Behälter 48 konfiguriert ist, und über einen vierten Anschluss 82, der für Fluidverbindung mit dem hinteren Stoßdämpfer 26 (siehe 1) konfiguriert ist. Der Verteilerblock 70 definiert zudem eine zweite Anzahl von Flüssigkeitsdurchlässen 84 zwischen dem dritten und dem vierten Anschluss 80, 82 (siehe 4 und 5). Der zweite Satz von Flüssigkeitsdurchlässen 84 ist von dem ersten Satz von Flüssigkeitsdurchlässen 78 getrennt und verschieden, oder anders gesagt, der erste und der zweite Satz von Flüssigkeitsdurchlässen 78, 84 stehen nicht in Fluidverbindung miteinander.
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4 zeigt eine schematische Darstellung des Fluidflusses einer Ausführungsform eines Vorspannungssystems durch einen Verteilerblock 70. Eine Pumpe 90 ist zumindest teilweise innerhalb des Verteilerblocks 70 angeordnet. Die Pumpe 90 steht über den zweiten Anschluss 76 in Fluidverbindung mit der Kammer 56 des vorderen Stoßdämpfers 20. Die Pumpe 90 steht zudem über den ersten Anschluss 74 in Fluidverbindung mit dem Behälter 48. Oder anders ausgedrückt: Die Pumpe 90 ist zwischen der Kammer 56 des vorderen Stoßdämpfers 20 und dem Behälter 48 angeordnet. Genauer gesagt hat die Pumpe 90 einen Einlass 92, der in Fluidverbindung mit der Anzahl von Fluiddurchlässen 78 steht, und einen Auslass 94, der ebenfalls in Fluidverbindung mit der Anzahl von Fluiddurchlässen 78 steht.
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Die Pumpe 90 ist so konfiguriert, dass sie, wenn sie aktiviert ist, Fluid in der Anzahl von Fluiddurchlässen 78 fördert, insbesondere Fluid aus dem Behälter 48 in die Kammer 56 im vorderen Stoßdämpfer 20 und wieder zurück fördert. Die Pumpe 90 kann mit einer Motordrehzahl von 5000 U/min betrieben werden, wobei 1500 bis 3000 U/min im Betrieb am häufigsten vorkommen. Die Pumpe 90 kann auch Drücke bis zu und über 100 bar erzeugen, wenngleich Drücke von 0 bis 40 bar im Betrieb am häufigsten sind. Die Bewegung des Fluids wird durch eine Anzahl von Magnetventilen gesteuert, die sich in den Fluiddurchlässen 78 öffnen und schließen.
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Ein erstes Magnetventil 100 ist in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 angeordnet. Dieses ist zwischen dem Behälter 48, durch den ersten Anschluss 74, und dem Einlass 92 der Pumpe 90 angeordnet. Das Magnetventil ist eine Kombination aus einem elektrischen Bauteil (dem Magnet) und einer Fluidventilkomponente. Ein stromlos offenes Magnetventil hat ein offenes Fluidventilelement, das einen Durchfluss durch den Kanal ermöglicht, bis das Magnetventil erregt wird und das Ventil schließt und den Fluiddurchfluss begrenzt. Ein stromlos geschlossenes Magnetventil hat ein geschlossenes Fluidventil, das den Durchfluss begrenzt, bis der Magnet erregt wird und das Ventil öffnet und Durchfluss ermöglicht. Alle elektrischen Komponenten (die Magnete) der Magnetventile stehen in Verbindung mit der Steuerung 72 (siehe 3), und die Steuerung steuert, wann diese erregt werden, um ihre jeweiligen Fluidventilkomponenten entweder zu öffnen oder zu schließen.
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Das Magnetventil 100 steht über den ersten Anschluss 74 in Fluidverbindung mit dem Behälter 48 und in Fluidverbindung mit dem Einlass 92 der Pumpe 90. Das Magnetventil 100 ist ein stromlos geschlossenes Ventil, das einen Fluiddurchfluss vom Behälter 48 zur Pumpe 90 begrenzt, bis es erregt wird. Das Magnetventil 100 ist so konfiguriert, dass es, wenn es von der Steuerung geöffnet wird, der Pumpe 90 ermöglicht, einen Fluidstrom aus dem Behälter 48 abzuziehen.
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Ein zweites Magnetventil 102 ist durch den ersten Anschluss 74 in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 strömungstechnisch zwischen dem Auslass 94 der Pumpe und dem Behälter 48 angeordnet. Das zweite Magnetventil 102 ist ein stromlos offenes Magnetventil, das so konfiguriert ist, dass es, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, einen Fluiddurchfluss vom Auslass 94 der Pumpe zum Behälter 48 trennt. Ein erstes Bypass-Rückschlagventil ermöglicht Durchfluss vom ersten Anschluss 74 zum Auslass 94 der Pumpe 90, selbst wenn das Magnetventil 102 geschlossen ist.
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Ein drittes Magnetventil 104 ist in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 durch den zweiten Anschluss 76 strömungstechnisch zwischen der Kammer 56 des vorderen Stoßdämpfers 20 und dem Einlass 92 der Pumpe 90 angeordnet. Das dritte Magnetventil 104 ist ein stromlos offenes Magnetventil, das so konfiguriert ist, dass es, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, den Durchfluss vom Stoßdämpfer 20 durch den zweiten Anschluss 76 zur Pumpe 90 trennt.
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Ein viertes Magnetventil 106 ist in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 zwischen dem Auslass 94 der Pumpe und der Kammer 56 im vorderen Stoßdämpfer 20 angeordnet. Das Magnetventil 106 ist ein stromlos offenes Magnetventil, das so konfiguriert ist, dass es, wenn es von der Steuerung geschlossen wird, den Fluiddurchfluss von der Pumpe 90 zur Kammer 56 im vorderen Stoßdämpfer 20 trennt. Ein zweites Bypass-Rückschlagventil ermöglicht Rückfluss vom zweiten Anschluss 76 zum Auslass 94 der Pumpe 90, selbst wenn das Magnetventil 102 geschlossen ist.
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Somit kann die Steuerung 72 durch Betätigung der Magnete 100, 102, 104, 106 den Fluiddurchfluss in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 steuern. Um die Kammer 56 im vorderen Stoßdämpfer 20 zu füllen, schaltet die Steuerung 72 die Pumpe ein und betätigt das erste Magnetventil 100, wodurch dieses geöffnet wird und Fluid aus dem Behälter 48 gezogen werden kann. Die Steuerung schaltet auch das dritte Magnetventil 104 ein, schließt dieses und sperrt die Ansaugung aus der Kammer 56 im vorderen Stoßdämpfer 20. Dann schaltet die Steuerung auch das zweite Magnetventil 102 ein und schließt dieses, so dass der Fluidstrom nicht in den Behälter zurückfließen kann. Das vierte Magnetventil 106 wird nicht erregt, da dieses stromlos offen ist, und der Fluidstrom wird aus dem Behälter 48 in die Kammer 56 des vorderen Stoßdämpfers 20 gezogen, wodurch sich das Volumen des Fluids 50 in der Kammer erhöht und die Vorspannung des Stoßdämpfers 20 zunimmt.
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Der Durchfluss ist umkehrbar. Um Fluid 50 aus der Kammer 56 im vorderen Stoßdämpfer 20 in den Behälter 48 zu befördern und so das Volumen des Fluids 50 in der Kammer zu verringern und die Vorspannung zu reduzieren, schaltet die Steuerung 72 die Pumpe 90 ein und erregt das vierte Magnetventil 106. Wenn das erste Magnetventil 100 keinen Strom erhält, schließt es sich, und wenn das dritte Magnetventil keinen Strom erhält, öffnet es sich, so dass ein Ansaugen aus dem Einlass 92 der Pumpe 90 nur aus der Kammer 56 erfolgt. Da das vierte Magnetventil auf der Auslassseite 94 der Pumpe 90 unter Strom steht und geschlossen ist, während das zweite Magnetventil stromlos ist und offen bleibt, strömt das Fluid 50 größtenteils von der Pumpe zurück in den Behälter 48. Wenn das System ausgeschaltet ist, sind das zweite Magnetventil 102 und das vierte Magnetventil 106 geöffnet, und das Fluid 50 kann zwischen der Kammer 56 und dem Behälter 48 strömen, wodurch die werkseitigen Vorspannungseinstellungen nicht beeinflusst oder verändert werden.
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In dieser Ausführungsform ist ein erstes Einweg-Rückschlagventil 108 in der Anzahl von Fluiddurchlässen 78 strömungstechnisch zwischen dem dritten Magnetventil 104 und dem Einlass 92 der Pumpe 90 angeordnet. Dieses erste Einweg-Rückschlagventil 108 ist so konfiguriert, dass es Durchfluss nur in eine Richtung zulässt, nämlich vom dritten Magnetventil 104 zur Pumpe 90, und einen Rückfluss durch das dritte Magnetventil 104 zum zweiten Anschluss 76 verhindert.
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Ein erster Drucksensor 110 ist strömungstechnisch in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 in der Nähe des zweiten Anschlusses 76 angeordnet und steht in Fluidverbindung mit der Kammer 56 des vorderen Stoßdämpfers 20. Der erste Drucksensor 110 ist so konfiguriert, dass er ein erstes Drucksignal 112 an die Steuerung 72 sendet. Er ist so konfiguriert, dass er ein Drucksignal 112 liefert, das dem Druck des Fluids 50 im vorderen Stoßdämpfer 20 entspricht.
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Ein erster Behälterdrucksensor 114 ist strömungstechnisch in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 in der Nähe des ersten Anschlusses 74 angeordnet und steht in Fluidverbindung mit dem Behälter 48. Der erste Behälterdrucksensor 114 ist so konfiguriert, dass er ein erstes Behälterdrucksignal 116 an die Steuerung 72 sendet. Er ist so konfiguriert, dass er ein Drucksignal 116 liefert, das dem Druck des Fluids 50 im Behälter 48 (oder in der ersten Hälfte des Behälters, falls dieser getrennt ist) entspricht.
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Der Verteilerblock 70 ist ein Zweikanal-Verteilerblock 70 und verfügt daher über eine zweite Anzahl von Fluiddurchlässen 84 zwischen dem dritten Anschluss 80 und dem vierten Anschluss 82. Der dritte Anschluss 80 steht ähnlich wie der erste Anschluss 74 in Fluidverbindung mit dem Behälter 48. Der vierte Anschluss 82 steht in Fluidverbindung mit einer Kammer 56b im hinteren Stoßdämpfer 26. Auch wenn es sich in dieser Ausführungsform um denselben Behälter 48 handelt, zu dem die beiden Kanäle 78, 84 Zugang haben, kann das System zwei getrennte Behälter aufweisen, oder, wenn es sich um denselben Behälter handelt, kann eine Halbwand den ersten und den dritten Anschluss trennen, wenn der Fluidstand abnimmt (ähnlich wie der Behälter eines Hauptbremszylinders für ein geteiltes Bremssystem in einem Auto).
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Ein fünftes Magnetventil 200 ist strömungstechnisch in der zweiten Anzahl von Fluiddurchlässen 84 angeordnet. Das fünfte Magnetventil 200 ähnelt dem ersten Magnetventil 100 in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78. Es ist zwischen dem dritten Anschluss 80 und dem Einlass 92b der Pumpe 90 angeordnet. Das fünfte Magnetventil 200 ist so konfiguriert, dass es einen Fluiddurchfluss zwischen dem Behälter 48 und dem Einlass 92b der Pumpe 90 steuert. Ein sechstes Magnetventil 202 ist ähnlich wie das zweite Magnetventil 102 in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 in der zweiten Anzahl von Fluiddurchlässen 84 strömungstechnisch zwischen dem Auslass 94b der Pumpe 90b und dem dritten Anschluss 80 angeordnet. Das sechste Magnetventil 202 ist so konfiguriert, dass es einen Fluiddurchfluss zwischen dem Auslass 94b der Pumpe 90 und dem Behälter 48 steuert.
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Ein siebtes Magnetventil 204 ist ähnlich wie das dritte Magnetventil 104 in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 in der zweiten Anzahl von Fluiddurchlässen 84 strömungstechnisch zwischen dem vierten Anschluss 82 und dem Einlass 92b der Pumpe 90 angeordnet. Das siebte Magnetventil 204 ist so konfiguriert, dass es einen Fluiddurchfluss zwischen der Kammer 56b des hinteren Stoßdämpfers 26 und dem Einlass 92b der Pumpe 90 steuert. Ein achtes Magnetventil 206 ist ähnlich wie das vierte Magnetventil 106 in der ersten Anzahl von Fluiddurchlässen 78 in der zweiten Anzahl von Fluiddurchlässen 84 strömungstechnisch zwischen dem Auslass 94b der Pumpe 90 und dem vierten Anschluss 82 angeordnet. Das achte Magnetventil 206 ist so konfiguriert, dass es einen Fluiddurchfluss zwischen dem Auslass 94b der Pumpe 90b und der Kammer 56b des hinteren Stoßdämpfers 26 steuert.
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Ein zweiter Drucksensor 210 ist strömungstechnisch in der zweiten Anzahl von Fluiddurchlässen 84 in der Nähe des vierten Anschlusses 82 angeordnet und so konfiguriert, dass er ein zweites Drucksignal liefert, das einem Druck des Fluids 50 in der Kammer 56b des hinteren Stoßdämpfers 26 entspricht. Ein zweiter Behälterdrucksensor 214 ist zudem strömungstechnisch in der zweiten Anzahl von Fluiddurchlässen 84 in der Nähe des dritten Anschlusses 80 angeordnet und steht in Fluidverbindung mit dem Behälter 48. Der zweite Behälterdrucksensor 214 ist so konfiguriert, dass er ein zweites Behälterdrucksignal 216 an die Steuerung 72 sendet. Er ist so konfiguriert, dass er ein Drucksignal 216 liefert, das dem Druck des Fluids 50 im Behälter 48 (oder in der zweiten Hälfte des Behälters, falls dieser getrennt ist) entspricht. Der erste und der zweite Satz von Fluiddurchlässen 78, 84 teilen sich in dieser Ausführungsform dieselbe Pumpe 90 und denselben Behälter 48, stehen aber nicht in Fluidverbindung miteinander.
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Wie in den vorangegangenen Figuren dargestellt, ist eine Steuerung 72 (siehe 3) mit dem System verbunden und steht in Verbindung mit der Pumpe 90, allen Drucksensoren 110, 114, 210, 216 und allen Magnetventilen 100, 102, 104, 106, 200, 202, 204, 206. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie Signale 40 (siehe 1), 112, 116, 212, 216 empfängt und die Magnetventile 100, 102, 104, 106, 200, 202, 204, 206 und die Pumpe 90 einschaltet, um Fluid 50 in der Anzahl von Fluiddurchlässen 78, 84 zu fördern, um die Vorspannung der Stoßdämpfer 20, 26 zu modulieren und zu steuern. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie bei Empfangen eines Aktivierungssignals die Pumpe einschaltet, um Fluid 50 in eine Kammer 56 zu fördern. Ein solches Signal kann ein Bremssignal 40 sein. Insbesondere ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie mit dem Bremssystem in Verbindung steht und bei einer Anzeige einer Fahrzeugabbremsung die Pumpe 90 und die Magnetventile 100, 102, 104, 106, 200, 202, 204, 206 moduliert, um die Vorspannung in den vorderen und hinteren Stoßdämpfern 20, 26 zu steuern, um ein Bremsnicken des Fahrzeugs 10 zu verringern. Ein solches Signal kann auch ein Drucksignal 112, 212 sein, das einen Druckabfall in einer Kammer 56, 56b gegenüber einer Schwellenstufe anzeigt.
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Unter Rückbezug auf 1 kann eine Benutzerschnittstelle 52, die ebenfalls mit der Steuerung 72 in Verbindung steht, von einem Fahrer verwendet werden, um bestimmte Parameter des Systems einzustellen. Ein Fahrer kann die Benutzerschnittstelle 52 verwenden, um die Pumpe 90 (und den entsprechenden Satz von Magnetventilen) zu aktivieren, um die Vorspannung der beiden Stoßdämpfer 20, 26 zu erhöhen oder zu verringern. Eine Schwellenstufe kann vom Benutzer aus einer Anzahl von Schwellenstufen ausgewählt werden, und die Steuerung kann die Pumpe und die Magnetventile so modulieren, dass die Schwellenvorspannungsstufe oder das Vorspannungsgefühl beibehalten wird.
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Die Schwellenwerte können Werten entsprechen, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Straßenfahrt oder Geländefahrt. So kann ein Fahrer zum Beispiel das Vorspannungsgefühl so einstellen, wie es ihm gefällt, seine Enduro auf der Straße mit einer Vorspannung für den Straßenverkehr fahren und sie dann zu Beginn der Offroad-Strecke auf eine Offroad-Einstellung verringern. Die Schwellenwerte können Werten entsprechen, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Leistungsfahrt oder entspanntem Fahren/Reisefahrt. So kann ein Fahrer zum Beispiel sein Cafe-Motorrad auf der Straße mit einer Vorspannung für entspanntes Fahren fahren und diese dann auf der Rennstrecke noch weiter auf eine Leistungseinstellung erhöhen. Zudem können Schwellenwerte Werten entsprechen, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus beladen und unbeladen. Ein Fahrer könnte sein Liefermotorrad mit einer Vorspannungseinstellung für Beladung fahren und dann die Vorspannung absenken, sobald die Auslieferung erfolgt ist und er in die Filiale zurückkehrt.
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Die Schwellenvorspannungsstufen könnten auch dem Gewicht entsprechen, das dem Fahrzeug hinzugefügt wird, von einem leichten Einzelfahrer bis hin zu zwei Fahrern und Ladung, wobei die Vorspannung der Stoßdämpfer auf eine gewünschte Stufe erhöht wird. Dies könnte vom Benutzer manuell über die Benutzerschnittstelle ausgewählt werden, oder das Motorrad könnte über zusätzliche Sensoren verfügen, die verschiedene Beladungsszenarien erkennen, während das Fahrzeug stillsteht, und die Vorspannung automatisch anpassen, um dies auszugleichen.
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5 ist eine schematische Darstellung eines Zweikanal-Verteilerblocks 70b, wobei der erste Kanal 78b für einen Antiblockierkreis für eine Vorderradbremse 34 und der zweite Kanal 84b für einen Vorspannungssteuerkreis für den vorderen Stoßdämpfer 20 verwendet wird. Das Antiblockiersystem und das Vorspannungssteuersystem verwenden dieselbe Pumpe 90b, Steuerung 72b (nicht dargestellt) und Verteilerblock 70b. Auch wenn die Steuerung der Magnetventile im Antiblockiersystem und die Sensoreingänge unterschiedlich sein können, können die gleiche Pumpe 90b und der gleiche Verteilerblock 70b verwendet werden. Diese Ausführungsform könnte nicht nur ein Blockieren der Räder bei einem scharfen vorderen Abbremsen verhindern, sondern auch das Bremsnicken des Motorrads erheblich verringern und so die Sicherheit bei scharfem Abbremsen erhöhen.
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Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der offenbarten Vorrichtung und des Verfahrens beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Wörter eher beschreibend als einschränkend, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Umfang der Offenbarung wie in den Ansprüchen beansprucht abzuweichen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden.
