DE10330198B4

DE10330198B4 - Federung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE10330198B4
Application number: DE2003130198
Authority: DE
Inventors: Antonio Branco; Dr.-Ing. Sack Peter; Dipl.-Ing. Kutusow Sergej
Original assignee: Vibracoustic SE and Co KG
Current assignee: Vibracoustic SE and Co KG
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: DE10330198A1

Abstract

Federung (1) eines Fahrzeugs, umfassend: – eine Luftfeder (2) oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit mit jeweils einem Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff, der eine volumenelastische Luftkammer umschließt; sowie – einen Speicher (3) mit einem zusätzlichen Luftvolumen (4), das mittels einer Verbindung mit der volumenelastischen Luftkammer kommuniziert; – wobei der Speicher (3) zwei Bereiche (A; B) umfasst, die durch eine flexible Membrane (5) voneinander getrennt sind, wobei der eine Bereich (A) das zusätzliche Luftvolumen (4) zur Verfügung stellt, während der andere Bereich (B) ein aktives Flüssigkeitsvolumen (6) erfasst, das mit einer Flüssigkeitsspeisung (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass – das zusätzliche Luftvolumen (4) des Speichers (3) von einem Minimalvolumen von Null Kubikzentimeter bis zu einem Maximalvolumen, das dem maximalen Zusatzvolumen entspricht, während des Betriebs kontinuierlich aktiv einstellbar ist, wobei die Flüssigkeitsspeisung (7) einen Zylinder (8) umfasst, dessen Flüssigkeitsvolumen mittels eines Kolbens (9) regulierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federung eines Fahrzeuges umfassend:

– eine Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit (LFD) mit jeweils einem Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff, der eine volumenelastische Luftkammer umschließt; sowie
– einen Speicher mit einem zusätzlichen Luftvolumen, das mittels einer Verbindung mit der volumenelastischen Luftkammer kommuniziert,
– wobei der Speicher zwei Bereiche umfasst, die durch eine flexible Membrane voneinander getrennt sind, wobei der eine Bereich das zusätzliche Luftvolumen zur Verfügung stellt, während der andere Bereich ein aktives Flüssigkeitsvolumen erfasst, das mit einer Flüssigkeitsspeisung in Verbindung steht.

Die Federung kann eine einfache Luftfeder mit den Grundbauteilen Luftfederbalg, Deckel und Abrollkolben ( DE 100 01 018 A1 , DE 101 03 493 A1 ) oder eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit ( DE 199 32 717 A1 , DE 100 50 028 A1 ), bei der neben den oben genannten Grundbauteilen noch eine Dämpfervorrichtung vorhanden ist, umfassen.
Der Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff ist zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger in Form eines Axialbalges ( DE 36 43 073 A1 ) oder Kreuzlagenbalges ( DE 29 04 522 A1 ) versehen, wobei bei Verwendung eines Axialbalges vorzugsweise eine Außenführung vorhanden ist. Die beiden Balgenenden sind innerhalb der beiden Anschlussbereiche am Deckel bzw. Abrollkolben befestigt, beispielsweise mit Klemmringen. Dadurch wird eine volumenelastische Luftkammer gebildet. Bei der Einfederung entsteht eine Schlaufe (Rollfalte), die an der Außenwand des Abrollkolbens entlang gleiten kann. Zum Schutz dieser Schlaufe kann die Federung mit einer zusätzlichen Schutzmanschette versehen sein.
Bei Luftfedern als beispielhafte Ausführung wird das Luftvolumen in der Regel durch das Volumen der Luftfeder selbst bestimmt. Auch sind Konstruktionen bekannt, bei denen das Luftvolumen der Luftfedern durch angeflanschte Behälter, sogenannte Zusatzvolumen, vergrößert wird. Dieses findet dann Anwendung, wenn aus Gründen des Bauraums die Luftfeder selbst nicht genügend Luftvolumen zur Verfügung stellen kann. Dieses Zusatzvolumen bildet zusammen mit der Luftfeder eine geschlossene Einheit mit einem fest definierten Volumen. Über diese Einheit, insbesondere das definierte Luftvolumen, wird die Funktion der Luftfeder wesentlich mitbestimmt. Zurzeit ist das Luftvolumen innerhalb der Luftfeder in Konstruktionslage als konstant anzusehen. Eine Veränderung des Luftvolumens und damit der dynamischen Eigenschaften der Luftfeder während des Betriebes ist damit nicht möglich.
Eine andere Federung für ein Fahrzeug ist der WO 02/068229 A1 zu entnehmen. Dort wird eine Luftfeder aus einem Kolben mit einem Zylinder verwendet, die über eine Leitung mit einem Aktuator verbunden ist, der ebenfalls aus einem Kolben mit Zylinder besteht. Dieser Kolben ist mit einem Antrieb verbunden, so dass das im Zylinder vorhandene Luftvolumen und damit der Druck in der Luftfeder verändert werden kann.
Schließlich ist durch die gattungsbildende DE 17 73 318 U eine Federung bekannt, bei der eine Luftfeder aus elastischen Wandungen mit einem Zusatzbehälter mit veränderlichem Volumen und starren Wandungen verbunden ist. Der Zusatzbehälter kann durch eine dehnbare Membran unterteilt sein und zwar in einen ein Luftpolster aufnehmenden Raum und einen mit einer Druckflüssigkeit zu füllenden Druckraum. Dieser Druckraum ist mit einem Flüssigkeitsspeicher unter Zwischenschaltung einer Pumpe verbunden. Im normalen Fahrbetrieb ist in dem Druckraum keine Druckflüssigkeit enthalten. Erst beim Durchfahren einer Kurve und das dadurch bewirkte Zusammendrücken des auf der Kurvenaußenseite liegenden Federbalgs öffnet ein Regelorgan und Druckflüssigkeit strömt in den Druckraum mit der Folge, dass sich die Membran durchwölbt und sich das Volumen im Luftraum verringert. Die Volumenänderung betrifft jedoch nur einen geringen Raumanteil, da die Druckflüssigkeit nach dem Durchfahren der Kurve aus dem Druckraum möglichst schnell abströmen soll. Diese Federung ist für heutige Fahrverhältnisse jedoch zu langsam.
Aufgabe der Erfindung soll es nunmehr sein, ein Zusatzvolumen so zu gestalten, dass sich das Gesamtvolumen der Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit in optimaler Weise vergrößern oder verkleinern lässt und dass das vom Zusatzvolumen zur Verfügung gestellte Luftvolumen kontinuierlich verändert werden kann. Damit soll erreicht werden, dass die dynamischen Eigenschaften der Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit während des Betriebs veränderbar werden.
Gelöst wird diese Aufgabe zusammen mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch, dass das zusätzliche Luftvolumen des Speichers von einem Minimalvolumen von Null Kubikzentimeter bis zu einem Maximalvolumen, das dem maximalen Zusatzvolumen entspricht, während des Betriebs kontinuierlich aktiv einstellbar ist, wobei die Flüssigkeitseinspeisung einen Zylinder umfasst, dessen Flüssigkeitsvolumen mittels eines Kolbens regulierbar ist. Mit dieser Maßnahme lässt sich das Gesamtvolumen der Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit in optimaler Weise vergrößern oder verkleinern. Die Veränderbarkeit während des Betriebes kann beispielsweise abhängig von der Fahrsituation von einem Steuersystem oder vom Fahrer selbst als Änderung im Fahrverhalten erfolgen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 genannt.
Die Erfindung wird nun anhand eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung (Blockschema) erläutert.
Die Federung 1 umfasst eine Luftfeder 2 oder eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit sowie einen Speicher 3 mit einem zusätzlichen Luftvolumen 4, das mittels einer Verbindung mit der volumenelastischen Luftkammer kommuniziert (Einfachpfeil).
Der Speicher 3 wiederum bildet zwei Bereiche A und B, die durch eine flexible Membrane 5 voneinander getrennt sind. Der Bereich A stellt dabei das aktive Luftvolumen 4 zur Verfügung, während der Bereich B ein aktives Flüssigkeitsvolumen 6 erfasst, das mit einer Flüssigkeitsspeisung 7 in Verbindung steht. Das aktive Luftvolumen 4 des Speichers 3 ist von einem Minimalvolumen von Null Kubikzentimeter bis zu einem Maximalvolumen, das dem maximalen Zusatzvolumen entspricht, kontinuierliche aktiv einstellbar.
Die Membrane 5 besteht vorzugsweise aus einem polymeren Werkstoff. Verwendet werden können Elastomere oder auch Kunststoffe, unter anderem in Folienform.
Die Membrane 7 umfasst einen Zylinder 8, dessen Flüssigkeitsvolumen mittels eines Kolbens 9 regulierbar ist (Doppelpfeil). Als Alternative, gegebenenfalls auch in Kombination, erfolgt die Flüssigkeitsspeisung durch eine Pumpe, insbesondere Zahnradpumpe. Die Flüssigkeit kann beispielsweise Öl oder Wasser sein.
Das aktive Luftvolumen 4 des Speichers 3 steht zudem mit einer im Fahrzeug vorhandenen Pumpe 10 in Verbindung.
Des Weiteren besteht hier die Möglichkeit, über diese Federung eine Niveauregulierung durchzuführen.
Bezugszeichenliste

1: Federsystem
2: Luftfeder oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit
3: Speicher
4: aktives Luftvolumen (Zusatzvolumen)
5: Membrane
6: aktives Flüssigkeitsvolumen
7: Flüssigkeitsspeisung
8: Zylinder
9: Kolben mit Kolbenstange
10: Pumpe
A: Speicherbereich für das aktive Luftvolumen
B: Speicherbereich für das aktive Flüssigkeitsvolumen

Claims

Federung (1) eines Fahrzeugs, umfassend: – eine Luftfeder (2) oder Luftfeder-Dämpfer-Einheit mit jeweils einem Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff, der eine volumenelastische Luftkammer umschließt; sowie – einen Speicher (3) mit einem zusätzlichen Luftvolumen (4), das mittels einer Verbindung mit der volumenelastischen Luftkammer kommuniziert; – wobei der Speicher (3) zwei Bereiche (A; B) umfasst, die durch eine flexible Membrane (5) voneinander getrennt sind, wobei der eine Bereich (A) das zusätzliche Luftvolumen (4) zur Verfügung stellt, während der andere Bereich (B) ein aktives Flüssigkeitsvolumen (6) erfasst, das mit einer Flüssigkeitsspeisung (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass – das zusätzliche Luftvolumen (4) des Speichers (3) von einem Minimalvolumen von Null Kubikzentimeter bis zu einem Maximalvolumen, das dem maximalen Zusatzvolumen entspricht, während des Betriebs kontinuierlich aktiv einstellbar ist, wobei die Flüssigkeitsspeisung (7) einen Zylinder (8) umfasst, dessen Flüssigkeitsvolumen mittels eines Kolbens (9) regulierbar ist.
Federung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (5) des Speichers (3) aus einem polymeren Werkstoff besteht.
Federung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsspeisung eine Pumpe umfasst.
Federung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Luftvolumen (4) des Speichers (3) mit einer Pumpe (10) in Verbindung steht.
Federung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dieser eine Niveauregulierung durchführbar ist.