DE102022129265A1

DE102022129265A1 - Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer

Info

Publication number: DE102022129265A1
Application number: DE102022129265.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Lenniger; Jochen Liebold
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2024-05-08
Also published as: CN117989264A; GB202316725D0; US20240149631A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem (100) für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer (10), umfassend: eine Hydraulikflüssigkeit (F), den hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer (10), welcher einen Kolben (103) und mindestens eine hydraulisch mit dem Kolben (103) zusammenwirkende Druckkammer (101,102) aufweist, eine Hydraulikpumpe (11), die eingerichtet ist die Hydraulikflüssigkeit (F) zu fördern, und eine Hydraulikleitungsanordnung (12), über welche die mindestens eine Druckkammer (101,102) des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers (10) mit der Hydraulikpumpe (11) verbunden ist, wobei mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108,114,115) vorhanden ist, das mit der Hydraulikflüssigkeit (F) in Kontakt steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer, umfassend: eine Hydraulikflüssigkeit, den hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer, welcher einen Kolben und mindestens eine hydraulisch mit dem Kolben zusammenwirkende Druckkammer aufweist, eine Hydraulikpumpe, die eingerichtet ist, die Hydraulikflüssigkeit zu fördern, und eine Hydraulikleitungsanordnung, über welche die mindestens eine Druckkammer des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers mit der Hydraulikpumpe verbunden ist.
Ein derartiges Hydrauliksystem ist beispielsweise aus der DE 10 2019 115 492 A1 bekannt. Problematisch bei derartigen Hydrauliksystemen ist, dass durch die Hydraulikpumpe im Betrieb im Hydrauliksystem Druckschwankungen, sogenannte Druckpulsationen, hervorgerufen werden, welche über die Hydraulikflüssigkeit auf den Kolben des Fahrzeugstoßdämpfers übertragen werden. Insbesondere wenn eine Frequenz der Druckpulsationen im Bereich einer Resonanzfrequenz des Hydrauliksystems liegt, kann hierdurch eine signifikante Beeinträchtigung der Dämpfungseigenschaften des Fahrzeugstoßdämpfers verursacht werden.
Es stellt sich vor diesem Hintergrund die Aufgabe, einen zuverlässigen Betrieb eines hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer umfasst eine Hydraulikflüssigkeit als Arbeitsmedium. Die Hydraulikflüssigkeit ist typischerweise ein spezielles Hydrauliköl.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer umfasst den hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer, welcher einen axial bewegbaren Kolben, an dem eine Kolbenstange befestigt ist, und mindestens eine auf bekannte Art und Weise hydraulisch mit dem Kolben zusammenwirkende Druckkammer aufweist. Die mindestens eine Druckkammer und der Kolben wirken im Speziellen derart zusammen, dass durch Einstellen eines Hydraulikdrucks innerhalb der mindestens einen Druckkammer mindestens eine Eigenschaft des Dämpfers, beispielsweise ein Dämpfungsfaktor oder eine axiale Kolbenposition, welche eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs bestimmt, eingestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer umfasst eine Hydraulikpumpe, die auf bekannte Art und Weise eingerichtet ist, die Hydraulikflüssigkeit zu fördern. Im Speziellen umfasst die Hydraulikpumpe mindestens zwei Anschlüsse und ist eingerichtet, die Hydraulikflüssigkeit über mindestens einen der Anschlüsse anzusaugen und über mindestens einen anderen der Anschlüsse auszustoßen. Die Hydraulikpumpe ist vorzugsweise als Verdrängerpumpe ausgebildet und umfasst vorzugsweise einen elektrischen Antriebsmotor.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer umfasst eine Hydraulikleitungsanordnung, über welche die mindestens eine Druckkammer des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers mit der Hydraulikpumpe verbunden ist. Die Hydraulikleitungsanordnung umfasst typischerweise mehrere Leitungen, die im Betrieb mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind und einen geschlossenen Hydraulikkreis bilden. Die Hydraulikleitungsanordnung umfasst vorzugsweise eine Leitung, welche eine direkte Verbindung zwischen einem Anschluss der Hydraulikpumpe und einem einer Druckkammer zugeordneten Anschluss des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers schafft. Die Hydraulikleitungsanordnung umfasst vorzugsweise mindestens eine Schlauchleitung.
Erfindungsgemäß umfasst das Hydrauliksystem für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement, das mit der Hydraulikflüssigkeit in direktem Kontakt steht, sodass das Dämpfungselement mit der Hydraulikflüssigkeit wechselwirken kann. Das Dämpfungselement, insbesondere eine Kompressibilität des Dämpfungselements, ist hierbei derart ausgebildet, dass das Dämpfungselement durch über die Hydraulikflüssigkeit übertragene Druckpulsationen elastisch verformt werden kann, wodurch die Druckpulsationen zumindest teilweise kompensiert werden. Durch das erfindungsgemäß vorhandene, mit der Hydraulikflüssigkeit wechselwirkende elastisch verformbare Dämpfungselement wird daher ein zuverlässiger Betrieb des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers ermöglicht.
Eine besonders zuverlässige und variable Verstellung des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers wird ermöglicht, indem der hydraulisch verstellbare Fahrzeugstoßdämpfer in einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer umfasst, die entgegengesetzt hydraulisch mit dem Kolben zusammenwirken. Im Allgemeinen sind die beiden Druckkammern hierbei auf gegenüberliegenden axialen Seiten des Kolbens angeordnet, sodass in den beiden Druckkammern jeweils vorhandene Hydraulikflüssigkeit auf gegenüberliegende Flächen des Kolbens einwirkt.
Vorzugsweise umfasst die Hydraulikpumpe hierbei einen ersten Anschluss, der über die Hydraulikleitungsanordnung mit der ersten Druckkammer verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der über die Hydraulikleitungsanordnung mit der zweiten Druckkammer verbunden ist, und ist die Hydraulikpumpe eingerichtet, wahlweise die Hydraulikflüssigkeit von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss oder umgekehrt von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss zu fördern. Je nach Förderrichtung der Hydraulikpumpe kann also entweder Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Druckkammer in die zweite Druckkammer gefördert werden, oder umgekehrt Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Druckkammer in die erste Druckkammer gefördert werden. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige und variable Verstellung des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers.
Vorzugsweise ist die Hydraulikpumpe als Innenzahnradpumpe ausgebildet, welche eine relativ gleichmäßige Förderung der Hydraulikflüssigkeit und eine Erzeugung von relativ hohen Hydraulikdrücken ermöglicht.
Ein kostengünstiges und auf einfache Weise montierbares elastisch verformbares Dämpfungselement kann realisiert werden, indem das elastisch verformbare Dämpfungselement in einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems einen Schaumstoff umfasst.
Vorzugsweise ist mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement an dem hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer angeordnet, um Druckpulsationen direkt am hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer zu kompensieren und somit einen zuverlässigen Betrieb des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist hierbei in mindestens einer Druckkammer des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers ein elastisch verformbares Dämpfungselement angeordnet, um Druckpulsationen direkt in der Druckkammer zu kompensieren.
Sofern der hydraulisch verstellbare Fahrzeugstoßdämpfer wie oben beschrieben eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer aufweist, ist vorzugsweise in den beiden Druckkammern jeweils ein elastisch verformbares Dämpfungselement angeordnet, sodass Druckpulsationen in beiden Druckkammern des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers kompensiert werden.
Eine Übertragung von Druckpulsationen in den Kolben des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers kann minimiert werden, indem in einer bevorzugten Ausführung des Hydrauliksystems mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement an einer eine Druckkammer des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers begrenzenden Fläche des Kolbens angeordnet ist. Vorzugsweise ist an jeder eine Druckkammer begrenzenden Fläche des Kolbens jeweils ein elastisch verformbares Dämpfungselement angeordnet. Dies ermöglicht einen besonders zuverlässigen Betrieb des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers.
Um Druckpulsationen direkt an der Quelle zu kompensieren ist in einer bevorzugten Ausführung des Hydrauliksystems mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement an der Hydraulikpumpe angeordnet.
Vorzugsweise ist hierbei an mindestens einem Anschluss der Hydraulikpumpe, besonders bevorzugt an einem Auslassanschluss der Hydraulikpumpe, aus welchem die Hydraulikflüssigkeit im Betrieb der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird, ein elastisch verformbares Dämpfungselement angeordnet, um Druckpulsationen zu kompensieren, bevor diese in das Hydraulikleitungssystem übertragen werden.
Sofern die Hydraulikpumpe wie oben beschrieben zwei Anschlüsse aufweist und eingerichtet ist, Hydraulikflüssigkeit wahlweise über den einen Anschluss oder über den anderen Anschluss auszustoßen, ist vorzugsweise an den beiden Anschlüssen der Hydraulikpumpe jeweils ein elastisch verformbares Dämpfungselement angeordnet, um unabhängig von der Förderrichtung der Hydraulikpumpe eine Kompensation von Druckpulsationen zu ermöglichen, bevor diese in das Hydraulikleitungssystem übertragen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figur beschrieben, welche eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer zeigt.
Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Hydrauliksystem 100 für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer 10, welches neben dem hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer 10 eine Hydraulikpumpe 11 und eine Hydraulikleitungsanordnung 12, über welche eine Hydraulikflüssigkeit F mittels der Hydraulikpumpe 11 zu dem hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer 10 gefördert werden kann, umfasst.
Der hydraulisch verstellbare Fahrzeugstoßdämpfer 10 umfasst eine erste Druckkammer 101 und eine zweite Druckkammer 102, die beide mit der Hydraulikflüssigkeit F gefüllt sind und hydraulisch mit einem Kolben 103 zusammenwirken, an dem eine Kolbenstange 104 befestigt ist. Die beiden Druckkammern 101,102 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 103 ausgebildet und wirken folglich entgegengesetzt hydraulisch mit dem Kolben 103 zusammen, drücken den Kolben 103 also beim Befüllen der jeweiligen Druckkammer 101,102 in entgegengesetzte axiale Richtungen. Die erste Druckkammer 101 ist über einen Anschluss 105 mit einer ersten Schlauchleitung 121 der Hydraulikleitungsanordnung 12 verbunden, und die zweite Druckkammer 102 ist über einen Anschluss 106 mit einer zweiten Schlauchleitung 122 der Hydraulikleitungsanordnung 12 verbunden.
An einer die erste Druckkammer 101 begrenzenden Fläche 1031 des Kolbens 103 ist ein elastisch verformbares Dämpfungselement 107 angeordnet, welches mit der in der ersten Druckkammer 101 befindlichen Hydraulikflüssigkeit F in Kontakt steht. An einer die zweite Druckkammer 102 begrenzenden Fläche 1032 des Kolbens 103 ist ein elastisch verformbares Dämpfungselement 108 angeordnet, welches mit der in der zweiten Druckkammer 102 befindlichen Hydraulikflüssigkeit F in Kontakt steht. Die beiden elastisch verformbaren Dämpfungselemente 107,108 umfassen jeweils einen Schaumstoff.
Die Hydraulikpumpe 11 ist als Innenzahnradpumpe ausgebildet und umfasst einen ersten Anschluss 111, der über die erste Schlauchleitung 121 mit dem Anschluss 105 der ersten Druckkammer 101 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss 112, der über die zweite Schlauchleitung 122 mit dem Anschluss 106 der zweiten Druckkammer 102 verbunden ist. Die Hydraulikpumpe 11 umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 113, welcher in beide Laufrichtungen betrieben werden kann. Die Hydraulikpumpe 11 ist somit eingerichtet, wahlweise die Hydraulikflüssigkeit F von dem ersten Anschluss 111 zu dem zweiten Anschluss 112 oder umgekehrt von dem zweiten Anschluss 112 zu dem ersten Anschluss 111 zu fördern.
An einer Innenumfangsfläche 1111 des ersten Anschlusses 111 der Hydraulikpumpe 11 ist ein elastisch verformbares Dämpfungselement 114 angeordnet, welches mit der durch den ersten Anschluss 111 gepumpten Hydraulikflüssigkeit F in Kontakt steht. An einer Innenumfangsfläche 1121 des zweiten Anschlusses 112 der Hydraulikpumpe 11 ist ein elastisch verformbares Dämpfungselement 115 angeordnet, welches mit der durch den zweiten Anschluss 112 gepumpten Hydraulikflüssigkeit F in Kontakt steht. Die beiden elastisch verformbaren Dämpfungselemente 114,115 umfassen jeweils einen Schaumstoff.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019115492 A1 [0002]

Claims

Hydrauliksystem (100) für einen hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer (10), umfassend: eine Hydraulikflüssigkeit (F), den hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer (10), welcher einen Kolben (103) und mindestens eine hydraulisch mit dem Kolben (103) zusammenwirkende Druckkammer (101,102) aufweist, eine Hydraulikpumpe (11), die eingerichtet ist, die Hydraulikflüssigkeit (F) zu fördern, und eine Hydraulikleitungsanordnung (12), über welche die mindestens eine Druckkammer (101,102) des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers (10) mit der Hydraulikpumpe (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108,114,115) vorhanden ist, das mit der Hydraulikflüssigkeit (F) in Kontakt steht.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 1, wobei der hydraulisch verstellbare Fahrzeugstoßdämpfer (10) eine erste Druckkammer (101) und eine zweite Druckkammer (102) aufweist, die entgegengesetzt hydraulisch mit dem Kolben (103) zusammenwirken.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 2, wobei die Hydraulikpumpe (11): einen ersten Anschluss (111) aufweist, der über die Hydraulikleitungsanordnung (12) mit der ersten Druckkammer (101) verbunden ist, einen zweiten Anschluss (112) aufweist, der über die Hydraulikleitungsanordnung (12) mit der zweiten Druckkammer (102) verbunden ist, und eingerichtet ist, wahlweise die Hydraulikflüssigkeit (F) von dem ersten Anschluss (111) zu dem zweiten Anschluss (112) oder umgekehrt von dem zweiten Anschluss (112) zu dem ersten Anschluss (111) zu fördern.
Hydrauliksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydraulikpumpe (11) als Innenzahnradpumpe ausgebildet ist.
Hydrauliksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108,114,115) einen Schaumstoff umfasst.
Hydrauliksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108) an dem hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfer (10) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 6, wobei in mindestens einer Druckkammer (101,102) des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers (10) ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 7, rückbezogen auf Anspruch 2, wobei in den beiden Druckkammern (101,102) jeweils ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement (107,108) an einer eine Druckkammer (101,102) des hydraulisch verstellbaren Fahrzeugstoßdämpfers (10) begrenzenden Fläche (1031,1032) des Kolbens (103) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein elastisch verformbares Dämpfungselement (114,115) an der Hydraulikpumpe (11) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 10, wobei an mindestens einem Anschluss (111,112) der Hydraulikpumpe (11) ein elastisch verformbares Dämpfungselement (114,115) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (100) nach Anspruch 11, rückbezogen auf Anspruch 3, wobei an den beiden Anschlüssen (111,112) der Hydraulikpumpe (11) jeweils ein elastisch verformbares Dämpfungselement (114,115) angeordnet ist.