DE10306157A1 - Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber einem Radführungselement, mit einer ersten insbesondere als Luftfeder ausgebildeten Tragfeder zwischen dem Radführungselement und dem Fzg.-Aufbau, und mit einem als Zusatzfeder wirkenden Anschlagpuffer für das Radführungselement, der oder ein mit diesem zusammenwirkender Anschlag selbsttätig in Abhängigkeit vom Fahrzeug-Höhenstand und somit vom Abstand zwischen dem Radführungselement und dem Fahrzeug-Aufbau derart verlagerbar ist, dass sich unabhängig vom jeweiligen Fahrzeug-Höhenstand das Radführungselement nach einem im Wesentlichen gleichen Federweg der Tragfeder direkt oder indirekt am Anschlagpuffer abstützt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlagpuffer an einem in einem Stütz-Zylinder geführten Verlagerungs-Kolben abgestützt, der mit seiner dem Anschlagpuffer abgewandten Seite einen mit einem Hydraulikmedium befüllten Stützraum im Stütz-Zylinder begrenzt, in welchem ferner ein erstes Federelement zwischen dem Verlagerungs-Kolben und dem Boden des Stütz-Zylinder eingespannt ist, wobei ein dem ersten Federelement entgegengerichtetes zweites Federelement zwischen dem Anschlagpuffer und dem Radführungselement vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber einem Radführungselement, mit einer ersten insbesondere als Luftfeder ausgebildeten Tragfeder zwischen dem Radführungselement und dem Fzg.-Aufbau, und mit einem als Zusatzfeder wirkenden Anschlagpuffer für das Radführungselement, so wie es bspw. aus der DE 41 19 701 A1 bekannt ist. Ferner wird zum bekannten Stand der Technik auf die DE 199 35 865 A1 verwiesen.
  • Um eine stark progressive Federkennlinie der Tragfedern eines Fahrzeugs zu erreichen, kann bekanntermaßen eine sog Zusatzfeder eingesetzt werden, die quasi als federnder Anschlagpuffer fungiert und zumeist aus einem Polyurethanwerkstoft besteht. Bei einem Einfederungsvorgang, bei dem sich also der Fzg.-Aufbau relativ zum Radführungselement hin bewegt, wird zunächst nur die Tragfeder komprimiert bzw. federt um einen gewissen Betrag bzw. Federweg ein, wonach der Anschlagpuffer in Eingriff kommt und als Zusatzfeder die Tragfeder unterstützt. Hiermit kann also die Wankneigung des Fzg.-Aufbaus erwünschtermaßen erheblich reduziert werden.
  • Aus der oben zweitgenannten DE 199 35 865 A1 ist es ferner bekannt, den Anschlagpuffer bzw. die Zusatzfeder mittels einer Verstelleinheit abhängig von definierten Fahrzuständen eines Kraftfahrzeugs zu verlagern und somit früher oder später in Wirkung zu bringen, d.h. größere oder kleinere Federwege der Tragfeder alleine vorzugeben. Dabei ist bei der gezeigten Ausführungsform die Verstelleinheit, mittels derer der Anschlagpuffer fahrzustandsabhängig gezielt verlagert wird, nach Art eines Kugelumlaufsystems mit einer Kugelmutter ausgebildet und elektromotorisch angetrieben.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber einem Radführungselement, wovon weder in der eingangs erstgenannten noch in der eingangs zweitgenannten Schrift die Rede ist. Dennoch sind Fahrzeug-Federungssysteme mit veränderbarem Höhenstand selbstverständlich bekannter Stand der Technik, wobei wegen der relativ einfachen Realisierbarkeit als Tragfeder zumeist eine Luftfeder zum Einsatz kommt.
  • Nun verändert sich aber bei (Kraft)-Fahrzeugen mit veränderbarem Höhenstand bei den bislang bekannten Federungssystemen mit Zusatzfeder gleichzeitig der für die Tragfeder alleine wirksame Federweg, wenn der Höhenstand verändert wird, d.h. die Zusatzfeder bzw. der Anschlagpuffer greift in Abhängigkeit vom jeweiligen Höhenstand früher oder später und somit nach einem kleineren oder größeren Federweg der Tragfeder ein. Dieses unterschiedliche, d.h. in seiner Charakteristik vom jeweiligen Höhenstand abhängige Einfederungsverhalten ist für den Fahrer bzw. Insassen des Fahrzeugs spürbar und wird als störend empfunden.
    •
  • Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber einem Radführungselement sowie mit einer ersten insbesondere als Luftfeder ausgebildeten Tragfeder zwischen dem Radführungselement und dem Fzg.- Aufbau und mit einem als Zusatzfeder wirkenden Anschlagpuffer für das Radführungselement dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagpuffer oder ein mit diesem zusammenwirkender Anschlag selbsttätig in Abhängigkeit vom Fahrzeug-Höhenstand und somit vom Abstand zwischen dem Radführungselement und dem Fahrzeug-Aufbau derart verlagerbar ist, dass sich unabhängig vom jeweiligen Fahrzeug-Höhenstand das Radführungselement nach einem im wesentlichen gleichen Federweg der Tragfeder direkt oder indirekt am Anschlagpuffer abstützt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist somit allgemein gesprochen die Position des Anschlagpuffers bzw. der Zusatzfeder so veränderbar, dass diese unabhängig vom jeweiligen Höhenstand des Fzg.-Aufbaus den Federweg der Tragfeder alleine im wesentlichen unverändert lässt, d.h. dass praktisch bei jedem der möglichen Höhenstände der Anschlagpuffer bzw. die Zusatzfeder nach einem im wesentlichen gleichen Ein-Federweg der Tragfeder in Eingriff kommt. Diese Verlagerung der Zusatzfeder soll dabei selbsttätig mit einer Veränderung des Höhenstandes einhergehen, und bevorzugt ohne dass hierfür aufwändige oder in aufwändiger Weise anzusteuernde Verstelleinheiten erforderlich sind.
  • Bei üblichen Bauarten eines Fzg.-Luftfedersystemes bildet ein im Inneren der Luftfeder angeordneter Stoßdämpfer bzw. dessen Dämpferrohr das sog. Radführungselement für das abgefederte Fzg.-Rad, während die Zusatzfeder auf der Kolbenstange des Stoßdämpfers geführt und derart angeordnet ist, dass nach einem gewissen Ein-Federweg der Luftfeder das Dämpferrohr an der Zusatzfeder (d.h. am Anschlagpuffer), die (bzw. der) letztlich am Fzg.-Aufbau abgestützt ist, zum Anliegen kommt. Bei einer derartigen Konstruktion kann nun erfindungsgemäß die Zusatzfeder bzw. deren Abstützung gegenüber dem Fzg.Aufbau derart verschiebbar gegenüber der Stoßdämpfer-Kolbenstange geführt sein, dass unabhängig vom jeweils vorliegenden Höhenstand des Fzg.-Aufbaus der Abstand zwischen der Zusatzfeder und dem Dämpferrohr selbsttätig im wesentlichen gleich (konstant) gehalten wird. Dabei stellt die soeben genannte verlagerbare Abstützung der Zusatzfeder gegenüber dem Fzg.-Aufbau den in Anspruch 1 sog. mit der Zusatzfeder bzw. dem Anschlagpuffer zusammenwirkenden Anschlag dar.
  • In einer besonders einfach bauenden und daher bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anschlagpuffer an einem in einem Stütz-Zylinder geführten Verlagerungs-Kolben abgestützt, der also einen verlagerbaren Anschlag im Sinne des Hauptanspruchs bildet. Dieser sog. Verlagerungs-Kolben kann dann mit seiner dem Anschlagpuffer abgewandten Seite einen mit einem Hydraulikmedium befüllten sog. Stützraum im Stütz-Zylinder begrenzen. In diesen Stützraum kann dann zusätzliches Hydraulikmedium eingeleitet werden oder es kann aus diesem Stützraum ein Teil des Hydraulikmediums entfernt werden, wenn die Zusatzfeder (d.h. der Anschlagpuffer) bzw. der Verlagerungs-Kolben verschoben bzw. verlagert wird. Wenn dann die Zusatzfeder zum Tragen kommt, stützt sich der Verlagerungs-Kolben am Hydraulikmedium im Stützraum des Stütz-Zylinders ab. Die Verlagerung des Verlagerungs-Kolbens selbst wird gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch (zumindest im wesentlichen) nicht durch Zufuhr oder Abfuhr von Hydraulikmedium in den oder aus dem Stützraum veranlasst, da hierfür eine geeignete Fördervorrichtung erforderlich wäre. Vielmehr ist hierfür im Stützraum ein erstes Federelement zwischen dem Verlagerungs-Kolben und dem Boden des Stütz-Zylinders eingespannt, dem entgegengerichtet ein zweites Federelement zwischen dem Anschlagpuffer und dem Radführungselement vorgesehen bzw. eingespannt ist. In Abhängigkeit davon, ob der Höhenstand des Fzg.-Aufbaus gegenüber dem (allgemein gesprochen) Radführungselement bzw. (speziell gesprochen) Dämpferrohr vergrößert oder verringert wird, wird hierbei eines der beiden Federelemente, die sich vor der Höhenstandsänderung im Kräftegleichgewicht befanden, relativ zum anderen Federelement entlastet, so dass das jeweils andere Federelement den Verlagerungs-Kolben und somit die Zusatzfeder (d.h. den Anschlagpuffer) soweit verschiebt, bis wieder zumindest im wesentlichen ein Kräftegleichgewicht zwischen den beiden besagten Federelementen hergestellt ist.
  • Es wurde bereits erwähnt, dass der Stützraum des Stütz-Zylinders einhergehend mit einer Verschiebung oder Verlagerung des Verlagerungs-Kolbens mit zusätzlichem Hydraulikmedium befüllt wird oder dass hierbei ein Teil des Hydraulikmediums aus dem Stützraum abgeführt wird, wofür insbesondere dann, wenn der Stütz-Zylinder im Luftraum der als Luftfeder ausgebildeten Tragfeder angeordnet ist und die dem Stützraum abgewandte Seite des Verlagerungs-Kolbens vom Luftdruck im Luftraum beaufschlagt wird, ein Ausgleichsbehälter für das Hydraulikmedium des Stützraums vorgesehen sein kann, der bspw. über eine geeignete Verbindungsleitung mit dem Stützraum in Fluidverbindung steht. Dabei sollte für gleiche Druckverhältnisse im Ausgleichsbehälter und im Luftraum der Luftfeder gesorgt werden, d.h. der Luftraum des Ausgleichsbehälters sollte auf geeignete Weise mit dem Luftraum der Luftfeder in Verbindung stehen.
  • In der genannten Hydraulik-Verbindungsleitung zwischen dem Stützraum und dem Ausgleichsbehälter kann ein geeignetes Drosselelement vorgesehen sein, das derart dimensioniert ist, dass nur eine relativ bzw. sehr langsame Verlagerung des Verlagerungs-Kolbens möglich ist. Hiermit ist gewährleistet, dass sich die Zusatzfeder bzw. der Anschlagpuffer, sobald sie/er mit dem Radführungselement in Kontakt kommt, tatsächlich am im Stützraum des Stütz-Zylinders befindlichen Hydraulikmedium abstützen kann, ohne dass durch diese Krafteinwirkung der Verlagerungs-Kolben (und somit der Anschlagpuffer) sofort nennenswert verschoben wird. Dabei ist es im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung möglich, den freien Durchström-Querschnitt des Drosselelements gezielt veränderbar zu gestalten (d.h. ein entsprechend ansteuerbares Ventil vorzusehen) und/oder ein mit einem Rückschlagventil versehenen Bypass zum genannten Drosselelement vorzusehen. Mit beiden Varianten kann das Ansprechverhalten der Zusatzfeder auf relativ einfache Weise verändert werden, indem nämlich variiert wird, wie stark der Verlagerungskolben gegenüber der über die Zusatzfeder eingeleiteten Kraft quasi „nachgibt", d.h. unter Einfluss dieser Kraft verschoben wird. Bspw. kann jegliche Verschiebung unter Krafteinwirkung praktisch ausgeschlossen werden, wenn die Verbindung zwischen dem Stützraum und dem Ausgleichsbehälter geschlossen wird. Ein genannter Bypass zum Drosselelement mit integriertem Rückschlagventil hingegen erlaubt es, die Geschwindigkeit, mit der die Zusatzfeder bei einer Veränderung des Höhenstandes nachgestellt, d.h. verlagert wird, für die beiden möglichen Nachstell-Richtungen unterschiedlich zu gestalten.
  • Gemäß einer anderen Bauart eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung kann im Stütz-Zylinder auf der dem sog. Stützraum abgewandten Seite des Verlagerungs-Kolbens ein sog. Ausgleichsraum vorgesehen sein, in den bei einer den Stützraum verkleinernden Verlagerung des Verlagerungs-Kolbens (zumindest im wesentlichen) ein Teil des Hydraulikmediums aus dem Stützraum überführt wird. Ebenso kann aus diesem Ausgleichsraum bei einer den Stützraum vergrößernden Verlagerung des Verlagerungs-Kolbens zumindest ein Teil des Hydraulikmediums entnommen und in den Stützraum überführt werden. Im Hinblick auf eine besonders einfache Bauweise kann dabei der Ringspalt zwischen dem Verlagerungs-Kolben und der Innenwand des Stütz-Zylinders als geeignet dimensioniertes Drosselelement fungieren, welches bereits für die andere, zuerst beschriebene Bauart erläutert wurde. Bei der hier beschriebenen (zweiten) Bauart wird dann, wenn der Stütz-Zylinder im Luftraum der als Luftfeder ausgebildeten Tragfeder angeordnet ist, die dem Stützraum abgewandte Seite des Verlagerungs-Kolbens zumindest dann nicht vom Luftdruck im Luftraum beaufschlagt, wenn an dieser Stelle der von einer festen Wand begrenzte Ausgleichsraum liegt. Dabei kann neben diesem Ausgleichsraum weiterhin ein ggf. relativ kleiner Ausgleichsbehälter vorgesehen sein. Dieser Ausgleichsraum kann alternativ aber auch durch eine flexible Wand bspw. in Form eines Faltenbalgs oder dgl. begrenzt sein, der zwischen der Wand des sog. Stütz-Zylinders und dem Dämpferrohr (oder dgl.) vorgesehen ist.
  • Nochmals auf die Merkmale des Hauptanspruchs zurückkommend wird von einem mit dem Anschlagpuffer bzw. mit der Zusatzfeder zusammenwirkenden Anschlag gesprochen, der gemäß der weiter oben teils ausführlich erläuterten Ausführungsform der Erfindung den Anschlagpuffer in Form eines Verlagerungskolbens in Abhängigkeit vom aktuellen Höhenstand verlagert. Während hierbei der Anschlagpuffer quasi indirekt verlagert wird, kann alternativ diese Verlagerung des Anschlagpuffers auch direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines weiteren Elements bzw. „Anschlags" erfolgen. In einer noch anderen Ausführungsform kann aber auch ein Anschlag für den Anschlagpuffer verlagert werden, an dem dieser erst bei einem Einfederungsvorgang und somit nach einem bestimmten Federweg der Tragfeder selbst zum Anliegen kommt.
    •
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei die beigefügten 1, 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeug-Federungssystems als erste Bauart mit allen für den Verständnis wesentlichen Elementen bei zwei verschiedenen Höhenständen des Fzg.-Aufbaus zeigen, während in 3 von einer zweiten Bauart bzw. Ausführungsform nur einige, von der ersten Bauart abweichende Elemente dargestellt sind. Gezeigt ist jeweils ein Längsschnitt durch die wesentlichen Elemente und es sind in sämtlichen Figuren für die gleichen Bauelemente die gleichen Bezugsziffern verwendet. Erfindungswesentlich können im übrigen sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
  • Mit der Bezugsziffer 1 ist eine als Tragfeder fungierende Luftfeder an einem Kraftfahrzeug bezeichnet, über die der Fahrzeug-Aufbau 2, von dem hier lediglich Bruchstücke dargestellt sind, gegenüber einem nicht dargestellten Fahrzeug-Rad abgestützt ist. Geführt wird dieses Rad bezüglich des Fahrzeug-Aufbaus 2 u.a. durch ein sog. Radführungselement 3a, welches hier das Dämpferrohr (für dieses wird ebenfalls die Bezugsziffer 3a verwendet) eines Stoßdämpfers 3 ist, dessen Kolbenstange 3b über ein oberes Dämpferlager 4 in bekannter Weise am Fzg.-Aufbau 2 befestigt ist. Auf den Aufbau der Luftfeder 1 wird nicht detailliert eingegangen, da dieser wie üblich und dem Fachmann bekannt ist, speziell verwiesen sei lediglich auf den von einem Rollbalg 1a begrenzten Luftraum 1b dieser Luftfeder 1 oder Tragfeder 1, in welchem auch ein Teil des Stoßdämpfers 3 liegt.
  • Zum Teil in diesen Luftraum 1b ragt ein hier zum Luftraum 1b hin offener sog. Stütz-Zylinder 5 hinein, der in geeigneter Weise am Fzg.-Aufbau 2 befestigt ist und sich an diesem abstützt. Dabei fällt die Längsachse 6 dieses Stütz-Zylinders 5 mit der Längsachse 6 des Stoßdämpfers 3 zusammen, die gleich der Zentralachse 6 oder Vertikalachse der Luftfeder 1 ist.
  • Im Stütz-Zylinder 5 ist ein sog. Verlagerungs-Kolben 7 längs der Längsachse 6 längsverschiebbar geführt. Dieser Verlagerungs-Kolben 7 ist hier im wesentlichen topfförmig ausgebildet und nimmt in seinem Innentopfraum einen gummielastischen Anschlagpuffer 8 auf, der hohlzylindrisch ausgebildet und auf der Kolbenstange 3b des Stoßdämpfers 3 längsverschiebbar geführt ist. Dieser Anschlagpuffer 8 wirkt als eine dem Fachmann an Fahrzeug-Federungssystemen bekannte Zusatzfeder, weshalb für diesen Anschlagpuffer 8 in der vorliegenden Beschreibung auch der Begriff „Zusatzfeder 8" verwendet wird.
  • Zwischen dem kragenförmigen „Topfrand" des Verlagerungs-Kolbens 7 und dem Boden des Stütz-Zylinders 5, der nahe des oberen Dämpferlagers 4 und somit im Bereich des Fzg.-Aufbaus 2 liegt, ist ein als Wendel-Druckfeder ausgebildetes erstes Federelement 9 vorgesehen. Dieses erste Federelement 9 befindet sich somit in einem sog. Stützraum 10, der vom Stütz-Zylinder 5 sowie vom Verlagerungs-Kolben 7 begrenzt ist. Diesem ersten Federelement 9 entgegengerichtet wirkt ein zweites Federelement 11, das ebenfalls als Wendel-Druckfeder ausgebildet ist, indirekt auf den Verlagerungs-Kolben 7 ein. Dieses zweite Federelement 11 ist dabei zwischen dem oberen, dem Dämpferlager 4 zugewandten freien Ende des Dämpferrohrs 3a bzw. Radführungselements 3a und dem diesem zugewandten Abschnitt des Anschlagpuffers 8 eingespannt. Dieser Anschlagpuffer 8 stützt sich dabei mit seinem gegenüberliegenden, dem zweiten Federelement 11 abgewandten Ende am Boden des topfförmigen Verlagerungs-Kolbens 7 ab, und zwar auf der dem Stützraum 10 abgewandten Seite des Kolben-Bodens.
  • Über eine durch die Wand des Stütz-Zylinders 5 hindurchtretende Hydraulik-Verbindungsleitung 12 ist der Stützraum 10 mit einem Ausgleichsbehälter 13 bzw. dem Innenraum des gegenüber der Umgebung hermetisch abgedichteten Ausgleichsbehälters 13 verbunden. In diesem befindet sich bis zu einem gewissen Pegelstand p (beim Zustand nach 1) bzw. p* (beim Zustand nach 2) ein Hydraulikmedium, wobei der Ausgleichsbehälter 13 derart angeordnet ist, dass der Stützraum 10 durch Versorgung aus dem Ausgleichsbehälter 13 über die Hydraulik-Verbindungsleitung 12 stets (den jeweiligen Druckverhältnissen entsprechend) vollständig mit Hydraulikmedium befüllt ist. Dabei ist in der Hydraulik-Verbindungsleitung 12 ein Drosselelement 16 vorgesehen, mit welchem die Geschwindigkeit des Austauschs von Hydraulikmedium zwischen dem Stützraum 10 und dem Ausgleichsbehälter 13 bestimmt ist, worauf an späterer Stelle noch eingegangen wird. Ferner ist eine Luft-Verbindungsleitung 14 zwischen dem Luftraum 1b der Luftfeder 1 mit dem oberhalb des Pegels p bzw. p* liegenden Luftraum 15 des Ausgleichsbehälters 13 vorgesehen, um im Gesamtsystem gleichbleibende, ausgeglichene Druckverhältnisse herzustellen.
  • Betrachtet man nun 1, so sind hier die Verhältnisse bei niedrigem bzw. minimalem Höhenstand des Fzg.-Aufbaus 2 gegenüber dem Radführungselement 3a dargestellt, wobei die Länge der aus dem Dämpferrohr 3a herausragenden Kolbenstange 3b mit dem Buchstaben „l" gekennzeichnet ist. Dabei erkennt man den mit dem Buchstaben „s" gekennzeichneten Federweg, den die Luftfeder 1 alleine ausführen kann, ehe das freie Ende des Dämpferrohrs 3a bzw. Radführungselements 3a an der diesem zugewandten Stirnseite des Anschlagpuffers 8 zum Anliegen kommt, d.h. die Luftfeder 1 kann um den Federweg s einfedern, ehe die Zusatzfeder 8 in Form des Anschlagpuffers 8 zum Eingriff kommt. Dabei ist für diese entsprechende Position des Anschlagpuffers 8 der Verlagerungs-Kolben 7 weitestmöglich zum Boden Stütz-Zylinders 5 hin gefahren, so dass das Volumen des Stützraumes 10 minimiert ist. Daher kann sich nur eine Mindestmenge von Hydraulikmedium in diesem Stützraum 10 befinden, weshalb der Pegelstand p von Hydraulikmedium im Ausgleichsbehälter 13 maximal ist.
  • Betrachtet man demgegenüber 2, so sind hier die Verhältnisse bei hohem bzw. maximal großem Höhenstand des Fzg.-Aufbaus 2 gegenüber dem Radführungselement 3a dargestellt, wobei die mit l* gekennzeichnete Länge der aus dem Dämpferrohr 3a herausragenden Kolbenstange 3b wesentlich größer als das entsprechende Längenmaß l in 1 ist. Dabei erkennt man in 2 den mit s* gekennzeichneten Federweg, den die Luftfeder 1 alleine ausführen kann, ehe das freie Ende des Dämpferrohrs 3a bzw. Radführungselements 3a an der diesem zugewandten Stirnseite des Anschlagpuffers 8 zum Anliegen kommt, d.h. die Luftfeder 1 kann um den Federweg s* einfedern, ehe die Zusatzfeder 8 in Form des Anschlagpuffers 8 zum Eingriff kommt.
  • Wie ein Vergleich der 1, 2 zeigt, ist der mögliche Federweg s (in 1) im wesentlichen gleich dem möglichen Federweg s* (in 2). Gewährleistet ist dies dadurch, dass der Anschlagpuffer 8 beim Zustand nach 2 gegenüber seiner Position beim Zustand nach 1 verlagert wurde. Wie ersichtlich ist bei 2 für diese entsprechende Position des Anschlagpuffers 8 der Verlagerungs-Kolben 7 nahezu weitestmöglich vom Stütz-Zylinders 5 weg gefahren, d.h. entfernt, so dass das Volumen des Stützraumes 10 maximiert ist. Daher befindet sieh nun eine Maximalmenge von Hydraulikmedium in diesem Stützraum 10, weshalb der Pegelstand p* von Hydraulikmedium im Ausgleichsbehälter 13 minimal ist.
  • Wie vor der Figurenbeschreibung erläutert wurde, erfolgt dabei die Verlagerung des Anschlagpuffers 8 bspw. beim Übergang vom Zustand nach 1 zum Zustand gemäß 2 selbsttätig, d.h. diese Verlagerung geht selbsttätig mit einer Vergrößerung des Höhenstandes (von l zu l*) einher. Bei einer solchen Höhenstandsveränderung wird nämlich zunächst das zweite Federelement 11 entlastet, woraufhin das erste Federelement 9 den Verlagerungs-Kolben 7 und somit den Anschlagpuffer 8 soweit zum Dämpferrohr 3a hin verschiebt, bis sich wieder ein Kräftegleichgewicht zwischen den beiden Federelementen 9, 11 einstellt. Ähnliches gilt bei einer Verringerung des Höhestandes, d.h. beim Übergang vom Zustand nach 2 zum Zustand gemäß 1. Bei dieser Höhenstandsveränderung wird zunächst das zweite Federelement 11 komprimiert und verschiebt den Verlagerungskolben 7 und somit den Anschlagpuffer 8 soweit zum Boden des Stütz-Zylinders 5 hin, bis sich wieder ein Kräftegleichgewicht zwischen den beiden Federelementen 9, 11 eingestellt hat. Während dabei – wie weiter oben bereits erläutert wurde – Hydraulikmedium aus dem Stützraum 10 verdrängt wird, gelangt beim Übergang vom Zustand nach 1 zum Zustand gemäß 2 Hydraulikmedium aus dem Ausgleichsbehälter 13 in den Stützraum 10.
  • Das erste Federelement 9 und das zweite Federelement 11 sind also solchermaßen ausgelegt, dass sich unabhängig vom Höhenstand das gewünschte Abstandsmaß s (im wesentlichen gleich s*) zwischen dem Dämpferrohr 3a und der Zusatzfeder 8 einstellt. Was den bereits genannten Austausch von Hydraulikmedium zwischen dem Stützraum 10 und dem Ausgleichsbehälter 13 betrifft, so ist hierfür das bereits genannte Drosselelement 16 in der Hydraulik-Verbindungsleitung 12 vorgesehen, welches derart bemessen ist, dass der Verlagerungs-Kolben 7 nur relativ bzw. sehr langsam im Stütz-Zylinder 5 verschoben werden kann. Dabei ist im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs die Bewegung des Verlagerungs-Kolbens ohne Durchführung einer Höhenstandsveräderung sehr klein, so dass die Zusatzfeder 8 im wesentlichen wie bei einer üblichen Bauart nach einem gewissen Einfederweg (s, s*) die Tragfeder 1 unterstützt. Wird hingegen der Höhenstand verändert, so verschiebt sich – wie geschildert – der Verlagerungs-Kolben 7 relativ langsam aufgrund der Kräfte der beiden Federelemente 9, 11 so lange, bis sich wieder das gewünschte Abstandsmaß s bzw. s* (beide sind im wesentlichen gleich) zwischen dem Anschlagpuffer 8 und dem Dämpferrohr 3a eingestellt hat. Der Anschlagpuffer 8, d.h. die Zusatzfeder 8 wirkt somit unabhängig vom Fzg.-Höhenstand annähernd gleich.
  • Beim soweit anhand der 1, 2 beschriebenen System handelt es sich um ein passives System; es jedoch auch ein aktives System möglich, wenn durch ein entsprechendes bspw. elektrisch schaltbares Ventil ein Volumenstrom von Hydraulikmedium aus dem bzw. in den Stützraum 10 veränderbar gestaltet oder überhaupt verhindert wird.
  • Anstelle des in den 1, 2 gezeigten nach unten bzw. zum Luftraum 1b der Luftfeder 1 hin offenen Stütz-Zylinders 5 ist auch ein an dieser Stelle geschlossener Stütz-Zylinder (ebenfalls Bezugsziffer 5) realisierbar, so wie er in 3 beispielhaft dargestellt ist, wobei im wesentlichen nur die Unterschiede zum zuerst erläuterten Ausführungsbeispiel dargestellt sind.
  • Insbesondere ist hier durch einen nahe des Dämpferrohrs 3a liegenden ringförmigen Bodenabschnitt 5a des Stütz-Zylinders 5 in diesem ein ringförmiger sog. Ausgleichsraum 17 gebildet, der weiterhin vom Verlagerungs-Zylinder 7 begrenzt ist und bezüglich desselben auf der dem Stützraum 10 gegenüberliegenden Seite liegt. Wie ersichtlich ist ferner an den Verlagerungs-Kolben 7 aus Bauraum-Gründen eine Distanzhülse 7a angeformt, auf der sich der Anschlagpuffer 8 abstützt. Ferner ist das zweite Federelement 11 im Ausgleichsraum 17 zwischen dem unteren (und somit dem Dämpferrohr 3a) zugewandten 17 ringförmigen Bodenabschnitt 5a des Stütz-Zylinders 5 und dem Topfrand des Verlagerungs-Kolbens 7 auf der dem ersten Federelement 9 gegenüberliegenden Seite vorgesehen. Als Drosselelement 16 im Sinne des zuerst erläuterten Ausführungsbeispiels dient hier der Ringspalt der Kolbenpassung, d.h. der Ringspalt zwischen dem Topfrand des Verlagerungs-Kolbens 7 und der diesen führenden Innenwand des Stütz-Zylinders 5. Ggf. ist bei dieser Ausführungsvariante kein Ausgleichsbehälter (13) erforderlich. Auf einen solchen kann ggf. auch bei einer weiteren Variante verzichtet werden, bei welcher der Stütz-Zylinder 5 zum Luftraum 1b der Luftfeder 1 hin mittels eines (flexiblen) Faltenbalgs oder dgl. abgetrennt bzw. der Ausgleichsraum 17 durch einen Faltenbalg begrenzt ist.
  • Selbstverständlich können eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets jedoch erhält man mit den vorgeschlagenen Maßnahmen ein Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand, das sich unabhängig vom jeweils vorliegenden Höhenstand durch ein im wesentlichen konstantes Einfederungsverhalten auszeichnet, d.h. dass die Zusatzfeder 8 unabhängig vom jeweiligen Höhenstand jeweils nach einem im wesentlichen gleichen Federweg s bzw. s* der Tragfeder 1 eingreift.
    • 1
    Tragfeder = Luftfeder
    1a
    Rollbalg
    1b
    Luftraum (von 1)
    2
    Fahrzeug-Aufbau
    3
    Stoßdämpfer
    3a
    Dämpferrohr (von 3) = Radführungselement
    3b
    Kolbenstange (von 3)
    4
    oberes Dämpferlager
    5
    Stütz-Zylinder
    5a
    Bodenabschnitt (von 5, in 3)
    6
    Längsachse (von 5, 3, 1)
    7
    Verlagerungs-Kolben
    7a
    Distanzhülse
    8
    Anschlagpuffer = Zusatzfeder
    9
    erstes Federelement (zwischen 8 und 5)
    10
    Stützraum (in 5, von 7 begrenzt)
    11
    zweites Federelement (zwischen 8 und 3b)
    12
    Hydraulik-Verbindungsleitung
    13
    Ausgleichsbehälter
    14
    Luft-Verbindungsleitung
    15
    Luftraum (von 13)
    16
    Drosselelement (in 12)
    17
    Ausgleichsraum (in 3)
    l, l*
    Länge der aus dem Dämpferrohr 3a herausragenden Kolbenstang
    3b (entspricht dem Höhenstand)
    p, p*
    Pegelstand von Hydraulikmedium in 13
    s, s*
    (Ein)-Federweg der Tragfeder 1 alleine, ehe Zusatzfeder 8 eingreift

Claims (7)

  1. Fahrzeug-Federungssystem mit veränderbarem Höhenstand des Fahrzeug-Aufbaus (2) gegenüber einem Radführungselement (3a), mit einer ersten insbesondere als Luftfeder (1) ausgebildeten Tragfeder (1) zwischen dem Radführungselement (3a) und dem Fzg.-Aufbau (2) , und mit einem als Zusatzfeder (8) wirkenden Anschlagpuffer (8) für das Radführungselement (3a), der oder ein mit diesem zusammenwirkender Anschlag selbsttätig in Abhängigkeit vom Fahrzeug-Höhenstand und somit vom Abstand zwischen dem Radführungselement (3a) und dem Fahrzeug-Aufbau (2) derart verlagerbar ist, dass sich unabhängig vom jeweiligen Fahrzeug-Höhenstand das Radführungselement (3a) nach einem im wesentlichen gleichen Federweg (s, s*) der Tragfeder (1) direkt oder indirekt am Anschlagpuffer (8) abstützt.
  2. Fahrzeug-Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagpuffer (8) an einem in einem Stütz-Zylinder (5) geführten Verlagerungs-Kolben (7) abgestützt ist, der mit seiner dem Anschlagpuffer (8) abgewandten Seite einen mit einem Hydraulikmedium befüllten Stützraum (10) im Stütz-Zylinder (5) begrenzt, in welchem ferner ein erstes Federelement (9) zwischen dem Verlagerungs-Kolben (7) und dem Boden des Stütz-Zylinders (5) eingespannt ist, und dass ein dem ersten Federelement (9) entgegengerichtetes zweites Federelement (11) zwischen dem Anschlagpuffer (8) und dem Radführungselement (3a) vorgesehen ist.
  3. Fahrzeug-Federungssystem nach Anspruch 2, wobei der Stütz-Zylinder (5) im Luftraum (1b) der als Luftfeder (1) ausgebildeten Tragfeder (1) angeordnet ist und die dem Stützraum (10) abgewandte Seite des Verlagerungs-Kolbens (7) vom Luftdruck im Luftraum (1b) beaufschlagt wird, der weiterhin in einen Ausgleichsbehälter (13) für das Hydraulikmedium des Stützraumes (10) geleitet wird.
  4. Fahrzeug-Federungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Hydraulik-Verbindungsleitung (12) zwischen dem Stützraum (10) und dem Ausgleichsbehälter (13) ein Drosselelement (16) vorgesehen ist.
  5. Fahrzeug-Federungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Durchström-Querschnitt des Drosselelements (16) gezielt veränderbar ist und/oder dass ein mit einem Rückschlagventil versehener Bypass zum Drosselelement (16) vorgesehen ist.
  6. Fahrzeug-Federungssystem nach Anspruch 2, wobei im Stütz-Zylinder (5) auf der dem Stützraum (10) abgewandten Seite des Verlagerungs-Kolbens (7) ein Ausgleichsraum (17) vorgesehen ist, in den bei einer den Stützraum (10) verkleinernden Verlagerung des Verlagerungs-Kolbens (7) ein Teil des Hydraulikmediums aus dem Stützraum (10) überführt wird.
  7. Fahrzeug-Federungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt zwischen dem Verlagerungs-Kolben (7) und der Innenwand des Stütz-Zylinders (5) als geeignet dimensioniertes Drosselelement fungiert.
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