DE112004002412B4

DE112004002412B4 - Luftdruck-proportionaler Dämpfer

Info

Publication number: DE112004002412B4
Application number: DE112004002412.9T
Authority: DE
Inventors: Luc Lemmens
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2014-07-10
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: GB2423130A; GB2423130B; CN100465471C; US7252181B2; DE112004002412T5; WO2005068870A1; BRPI0417839A; CN1894519A; US20050133978A1; GB0609781D0

Abstract

Ein Federungsdämpfungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Fahrzeugkörper (12) und einem ungefederten Abschnitt (14, 16), wobei das Dämpfungssystem umfasst: – eine Feder (22), die einen ungefederten Abschnitt (14, 16) und den Fahrzeugkörper (12) miteinander verbindet, wobei die Feder (22) im Inneren Druckluft aufweist; – Mittel (32) zur Überprüfung der Höhe des Fahrzeugkörpers (12) im Verhältnis zu dem ungefederten Abschnitt (14, 16), – ein Steuerungssystem (30) zur Höheneinstellung der Feder (22), wobei das Steuerungssystem (30) in Verbindung mit den Mitteln (32) zur Überprüfung der Höhe steht und der Feder (22) bei zu niedriger Höhe zur Anhebung des Fahrzeugkörpers (12) Luft zugeführt und bei zu großer Höhe zur Absenkung des Fahrzeugkörpers (12) Luft abgelassen wird, – einen Stoßdämpfer (20), der den Fahrzeugkörper (12) und den ungefederten Abschnitt (14, 16) miteinander verbindet, wobei der Stoßdämpfer (20) ein Reserverohr (54) umfasst, – eine Ventilanordnung (100), die an dem Reserverohr (54) des Stoßdämpfers (20) angeordnet ist, wobei die Ventilanordnung (100) in Druckluft-Verbindung mit der Feder (22) und dem Steuerungssystem (30) steht, und wobei das Steuerungssystem (30) der Ventilanordnung (100) Druckluft bei einem festgelegten Druck zuführt, um die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers zu steuern.

Description

Aufgabengebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Dämpfer oder Stoßdämpfer, der für den Einsatz in einem Federungssystem, z. B. einem Fahrzeugfederungssystem, geeignet ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen hydraulischen Dämpfer oder Stoßdämpfer für die Verwendung in einem Federungssystem, das pneumatische Steuerungen beinhaltet, die zwischen einer harten und einer weichen Dämpfungseigenschaft des Stoßdämpfers in Abhängigkeit der Beladung des Fahrzeugs wählen.
Hintergrund der Erfindung
In den vergangenen Jahren nahm das Interesse an Kraftfahrzeugen mit Federungssystemen, die gesteigerten Komfort und verbessertes Straßenhandling des Fahrzeugs anbieten, beträchtlich zu. Die Verbesserungen für diese Federungssysteme können durch die Verwendung von ”intelligenten Federungssystemen” erreicht werden.
Eine ”intelligente Federung” ist in der Lage, die Federungskräfte zu kontrollieren, die durch die hydraulischen Dämpfer oder Stoßdämpfer erzeugt werden, die an jeder Ecke des Kraftfahrzeugs als Antwort auf eines oder mehrere Betriebsverhalten des Fahrzeugs angebracht sind.
Im Allgemeinen werden Fahrzeugfederungssysteme verwendet, um den Fahrzeugkörper von Unebenheiten und Schäden des Straßenbelags zu filtern oder zu isolieren und um die Körper- und Radbewegung zu kontrollieren. Außerdem ist es wünschenswert, dass das Federungssystem ein durchschnittliches Fahrverhalten beibehält, um eine verbesserte Fahrzeugsstabilität während des Maneuvrieren zu fördern. Das herkömmliche nicht-intelligente Federungssystem umfasst eine Feder und parallel dazu eine Dämpfungsvorrichtung, die zwischen der gefederten Masse (Fahrzeugkörper) und der ungefederten Masse (die Rad- und Dämpfungssysteme) angeordnet ist.
Hydraulische Betätigungseinrichtungen wie Stoßdämpfer und/oder Druckfedern werden in Verbindung mit den konventionellen nicht-intelligenten oder passiven Federungssystemen verwendet, um unerwünschte, während des Fahrens auftretende Vibrationen zu absorbieren. Zur Absorbierung dieser unerwünschten Vibrationen beinhalten die konventionellen hydraulischen Betätigungseinrichtungen oft einen Kolben, der innerhalb eines Druckrohres angeordnet und durch eine Kolbenstange an dem Körper des Automobils befestigt ist. Die Druckstange ist an das Fahrzeugfederungssystem befestigt. Weil der Kolben in der Lage ist, den Fluss an Dämpfungsfluid innerhalb der Arbeitskammer der Druckröhre zu begrenzen, wenn die Betätigungseinrichtung teleskopisch verstellt ist, ist die Betätigungseinrichtung in der Lage, eine Dämpfungskraft zu erzeugen, die der Vibration entgegenwirkt, die sonst direkt von dem Federungssystem auf den Fahrzeugkörper übertragen werden würde. Je stärker der Fluss an Dämpfungsfluid innerhalb der Arbeitskammer durch den Kolben begrenzt wird, desto größer sind die Dämpfungskräfte, die durch die Betätigungseinrichtung erzeugt werden.
Um die Fahrzeugverhalten bei unterschiedlichen Ladungszuständen zu erhalten, ist es häufig erwünscht, ein dem Fahrzeug zugehöriges Nivellierungssystem zu haben. Dieses Fahrzeugnivellierungssystem kann mit dem hydraulischen Dämpfer oder mit den Fahrzeugfedern verbunden sein oder es kann sowohl von den hydraulischen Dämpfern als auch den Federn getrennt sein. Diese Nivellierungssysteme werden dazu verwendet, die Beziehung zwischen dem Fahrzeugfederungssystem und dem Fahrzeugkörper zu ändern. Die Nivellierungssysteme werden verwendet, um Gewichtsveränderungen des Fahrzeugs auszugleichen. Die Gewichtsveränderungen können durch Veränderungen der statischen Beladung oder der dynamischen Beladung hervorgerufen werden. Unter statischer Ladung versteht man einfach die Beladung, die durch das Federungssystem gestützt wird, welche durch das Gewicht der Passagiere des Fahrzeugs, des Gewichts der Ladung im Fahrzeug und ähnlichem verursacht ist. Im Gegensatz dazu versteht man unter dynamischer Beladung diejenige Beladung, die normalerweise entsprechend den unterschiedlichen Arten des Straßenzustands variiert.
Wird die Höhe des Fahrzeugs wegen des Fahrzeugsgewichts verändert, ist es auch wünschenswert, die Dämpfungseigenschaften der Fahrzeugshydraulikdämpfer anzupassen. Ein relativ gering gewichtsbelastetes Fahrzeug benötigt üblicherweise eine weichere oder niedrigere Dämpfungseigenschaft als ein relativ hoch gewichtsbelastetes Fahrzeug. Die fortlaufende Entwicklung von Dämpfungssystemen war auf Methoden zur Anpassung der Dämpfungseigenschaften hydraulischer Dämpfer als Reaktion auf das Nivellierungssystem, das auf das Fahrzeuggewicht reagiert, gerichtet.
Aus der DE 197 12 929 A1 ist ein Dämpfungssystem bekannt, das selbsttätig auf die Fahrzeugladung und Straßenbedingungen ansprechen kann. Die bereitgestellten Luftfedern sind mit den Schwingungsdämpfern pneumatisch verbunden. Je nachdem, ob ein hoher oder niedriger Druck im Drucksystem anliegt, wird ein steifes oder weiches Fahrverhalten erzielt.
Aus der DE 199 25 724 C1 ist ein verstellbarer Schwingungsdämpfer bekannt, der von einem Steuerdruck einer Luftfeder angesteuert wird. Es sind zwei Luftfedern vorgesehen, die mit einer Sicherheitseinrichtung verbunden sind, um bei einem Ausfall des Steuerdrucks weiterhin eine ausreichende Dämpfungskraft aufbauen zu können.
Der Stand der Technik DE 40 22 099 C1 offenbart einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, bei dem parallel zum Dämpfungskolben ein Bypass angeordnet ist, der über einen axial beweglichen Ventilkörper beaufschlagt wird.
Die US 4 141 572 A ist die Anordnung eines Höhensensors in einer Luftfeder ohne die Beeinflussung der Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers offenbart.
Es die Aufgabe der Erfindung, ein Federungsdämpfungssystem bereitzustellen, das selbstregelnd sowohl auf die Fahrzeughöhe (Beladungszustand) als auch die Dämpfungseigenschaften steuert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Federungssystem gerichtet, das als Reaktion auf die Beladung des Fahrzeugs selbstregelnd ist. Das System beinhaltet pneumatische Steuerungen, die als Nivellierungssystem wirken, während gleichzeitig die Dämpfungseigenschaften des Fahrzeughydraulikdämpfers oder Stoßdämpfers angepasst werden. Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein zu jedem Stoßdämpfer zugehöriges Ventil, das einen Bypassabschnitt zwischen der Arbeitskammer und der Reservekammer des Stoßdämpfers öffnet und schließt. Das Öffnen und Schließen des Bypassabschnitts durch das Ventil wird durch den Luftdruck kontrolliert, der dem Nivellierungssystem des Fahrzeugs zugeführt wird.
Weitere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und Zeichnungen klar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen veranschaulichen die beste Möglichkeit zur Ausführung der vorliegenden Erfindung:
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Automobils, das ein beladungsabhängiges Federungssystem beinhaltet, das das luftdruckproportionale Dämpfungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
2 ist eine schematische Darstellung des pneumatischen Steuerungssystems für das beladungsabhängige Federungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist die Ansicht eines Fahrzeugquerschnitts des luftdruckproportionalen Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung; und
4 ist eine Ansicht eines vergrößerten Querschnitts des Steuerungsventils für den luftdruckproportionalen Dämpfer aus 3.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten. 1 zeigt ein Fahrzeug mit einem beladungsabhängigen Federungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das im Allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 bestimmt ist. Auch wenn die vorliegende Erfindung in den Zeichnungen als zu einem PKW zugehörig dargestellt ist, liegt es innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, das beladungsabhängige Federungssystem der vorliegenden Erfindung in anderen Fahrzeugarten zu integrieren. Außerdem bezieht sich der Begriff ”Stoßdämpfer”, wie hier verwendet, auf Stoßdämpfer im allgemeinen und umfasst auch radführende Feder- und Dämpferbeine (MacPherson struts).
In den 1 und 2 umfasst das Fahrzeug 10 einen Körper 12, einen hinteren Federungsaufbau 14 und einen vorderen Federungsaufbau 16.
Der hintere Federungsaufbau 14 umfasst einen sich schräg erstreckenden hinteren Achsaufbau, der geeignet ist, wirkend die Hinterräder 18 des Fahrzeugs zu stützen. Der hintere Federungsaufbau 14 ist durch ein Paar Stoßdämpfer 20 und ein Paar Luftfedern 22 mit dem Körper 12 wirkend verbunden. Das vordere Federungssystem 16 umfasst einen sich schräg erstreckenden vorderen Achsaufbau, der geeignet ist, die Vorderräder 24 des Fahrzeugs wirkend zu stützen. Das vordere Federungssystem 16 ist mit Hilfe eines Paares von Stoßdämpfern 26 und eines weiteren Paares von Luftfedern 22 mit dem Körper 12 wirkend verbunden. Die Stoßdämpfer 20 und 26 dienen zur Dämpfung der Relativbewegung der ungefederten Abschnitte (vorderer Dämpfungsaufbau 16 und hinterer Dämpfungsaufbau 14) und der gefederten Masse (Körper 12) des Fahrzeugs 10. Es versteht sich, dass in dieser detaillierten Beschreibung auf die Begriffe ”Luftstoß” und ”luftdruckproportionaler Dämpfer” Bezug genommen wird. Selbstverständlich kann die ”Luft”, auf die hier Bezug genommen wird, durch ein anderes Gas oder ein anderes Fluid ersetzt werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gemäß den 1 und 2 beinhaltet das Fahrzeug 10 ein Steuerungssystem 30, das in Verbindung mit einem Höhensensor 32 steht, der in jeder Ecke des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Jeder Höhensensor 32 überprüft die Höhe des Körpers 12 im Verhältnis zu den Federungsaufbauten 14 und 16. Das Kontrollsystem 30 umfasst auch eine pneumatische Druckleitung 34, die jede Luftfeder 22 mit einem Kompressor 36 verbindet, der durch das Steuerungssystem 30 gesteuert wird. Jede Druckleitung 34 umfasst eine Verbindungsdruckleitung 38, die jede Druckleitung 34 mit einem entsprechenden Stoßdämpfer 20 oder entsprechenden Stoßdämpfer 26 verbindet.
Wenn einer oder mehrere der Höhensensoren 32 anzeigt, dass die Position des Fahrzeugkörpers 12 niedriger als ein bestimmter Wert ist, aktiviert das Steuerungssystem 30 den Kompressor 36, der Luftfeder 22, die diesen speziellen Höhensensor 32 benachbart ist, Druckluft zur Verfügung zu stellen. Die Druckluft verlängert die individuelle Luftfeder 22, um den Fahrzeugkörper 12 zurück in seine spezielle Höhe anzuheben. Die Verbindungsleitung 38 liefert Druckluft an die benachbarten Stoßdämpfer 20 oder 26, um die Dämpfungseigenschaften der benachbarten Stoßdämpfer 20 oder 26 anzupassen, wie nachstehend noch genauer beschrieben. Zeigen einer oder mehrere der Höhensensoren 32 an, dass die Position des Fahrzeugkörpers höher als ein spezieller Wert ist, gibt das Steuerungssystem 30 Druckluft von der Luftfeder 22, die zu diesem speziellen Höhensensor 32 benachbart ist, frei. Das Ablassen von Druckluft senkt den Fahrzeugkörper 12 zurück auf die spezielle Höhe. Die Verbindungsleitung 38 lässt Druckluft von den benachbarten Stoßdämpfern 20 oder 26 ab, um die Dämpfungseigenschaften der benachbarten Stoßdämpfer 20 oder 26 einzustellen, wie nachstehend beschrieben.
Auch wenn das Steuersystem 30, wie hier gezeigt, jeden einzelnen Stoßdämpfer 20 oder 26 individuell steuert, liegt es innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, beide Stoßdämpfer 20 und beide Stoßdämpfer 26 gleichzeitig zu steuern. Es liegt auch innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, alle vier Stoßdämpfer 20 und 26, falls gewünscht, gleichzeitig zu steuern.
3 und 4 zeigen den Stoßdämpfer 20 detaillierter. Auch wenn die 3 und 4 den Stoßdämpfer 20 darstellen, versteht sich, dass der Stoßdämpfer 26 ebenfalls das luftdruckproportionale Dämpfungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
Der Stoßdämpfer 20 ist ein Zweirohr-Stoßdämpfer, der einen verlängerten Druckzylinder 40 umfasst, der eine ein Dämpfungsfluid beinhaltende Arbeitskammer 42 bestimmt. Ein gleitend beweglicher Kolbenaufbau 44 teilt die Kammer 42 in eine untere Arbeitskammer 46 und eine obere Arbeitskammer 48.
Der Stoßdämpfer 20 umfasst weiterhin ein innerhalb des unteren Endes des Druckzylinders 40 angeordnetes Basisventil 50, das den Fluss von Dämpfungsfluid zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und einer ringförmigen, durch ein Reserverohr 54 definierten Reservekammer 52, ermöglicht.
An dem oberen Ende des Stoßdämpfers 20 sitzt eine Stabführung und Dichtungsanordnung 56 innerhalb einer oberen Abschlusskappe 58 des Druckzylinders 40 und der Druckröhre 54. Die Stabführung und Dichtungsanordnung 56 begrenzt die radiale Bewegung einer sich axial erstreckenden Kolbenstange 60 und bildet eine Fluiddichtung, um Fluid davon abzuhalten, entweder aus der oberen Arbeitskammer 48 oder der Reservekammer 52 während der Wechselwirkung der Kolbenstange 60 auszulaufen. Außerdem dichtet die Stabführung und Dichtungsanordnung 56 den Stoßdämpfer 20 gegen das Eindringen von Schmutz, Staub oder anderen Verunreinigungen in die Strömungsbereiche des Stoßdämpfers 20.
Eine variable Ventilanordnung 100 steht in Fluidverbindung mit der oberen Arbeitskammer 48 durch ein Fluidrohr 102 und einen Fluiddurchlass 104, der sich durch die Stabführung und Dichtungsanordnung 56 erstreckt. Die variable Ventilanordnung 100 umfasst ein Ventilgehäuse 110, einen inneren Ventilkörper 112, einen oberen Ventilkörper 114, einen Kolbensitz 116, ein Kolbengehäuse 118, einen Kolbenaufbau 120, eine Nippelgehäuseanordnung 122 und einen Schließring 124. Das Ventilgehäuse 110 ist ein becherförmiges Gehäuse, das sich durch eine Öffnung 126 erstreckt, die sich durch das Reserverohr 54 erstreckt. Das Gehäuse 110 bestimmt eine interne Kammer 128, die in Verbindung mit der Reservekammer 52 durch eine Öffnung 130 steht.
Der innere Ventilkörper 112 ist innerhalb der Öffnung 130 angeordnet und bestimmt einen Fluiddurchlass 132, worin das Fluidrohr 102 angeordnet ist. Zur Klarheit: Die variable Ventilanordnung 100 wurde in 4 um 90° gedreht. Der Fluiddurchlass 132 ist ein L-förmiger Durchlass, der das Druckrohr 102 durch einen radialen Bereich aufnimmt und in Verbindung mit dem Abschnitt 142 steht. Der innere Ventilkörper 112 bestimmt auch einen axialen Abschnitt 134, der benachbart zu Bereich 132 angeordnet ist. Der Bereich 134 stellt auch eine Verbindung zwischen der internen Kammer 128 und der Reservekammer 52 dar.
Der obere Ventilkörper 114 ist ein zylinderförmiger Körper, der einen zentralen Fluiddurchlass 136 und einen sich axial erstreckenden Fluiddurchlass 138 bestimmt. Der Kolbensitz 116 ist innerhalb eines ausgesparten Bereichs 140 des oberen Ventilkörpers 114 angeordnet. Der obere Ventilkörper 114 ist im Bodenbereich der internen Kammer 128 angeordnet und so positioniert, dass der Kolbensitz 116 dichtend in den inneren Ventilkörper 112 eingreift, so dass der Fluiddurchlass 132 über das Fluid mit dem zentralen Fluiddurchlass 136 durch einen Durchlass 142, der sich durch den Kolbensitz 116 erstreckt, in Verbindung steht.
Das Kolbengehäuse 118 ist innerhalb der internen Kammer 128 benachbart zu dem oberen Ventilkörper 114 angeordnet und greift in einen ausgesparten Bereich 144 des oberen Ventilkörpers 114 ein, um eine Fluidkammer 146 zu bestimmen. Ein O-Ring 148 dichtet die Grenzfläche zwischen dem Kolbengehäuse 118 und dem Ventilgehäuse 110. Die Kolbenanordnung 120 ist gleitend in einer sich durch das Kolbengehäuse 118 erstreckenden Öffnung 150 angeordnet. Ein O-Ring 152 dichtet die Grenzfläche zwischen der Kolbenanordnung 120 und dem Kolbengehäuse 118. Die Kolbenanordnung 120 umfasst einen Kolben 154 und einen Kolbenkopf 156. Der Kolben 154 hat einen vergrößerten Endbereich 158, der innerhalb des Durchlasses 136 angeordnet ist und in den Kolbensitz 116 eingreift, um den Fluidfluss durch den Durchlass 142 des Kolbensitzes 116 zu steuern. Entsprechend ist ein Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 48 durch den Durchlass 104, durch das Rohr 102, durch den Durchlass 132, durch den Durchlass 142 und den Durchlass 136 in die Kammer 156 ermöglicht, wenn der vergrößerte Endbereich 158 des Kolbens 154 von dem Kolbensitz 116 beabstandet ist. Anschließend fließt das Fluid von der Kammer 146 zur Reservekammer 52 durch die Durchlässe 138 und 134. Dies bewirkt eine Fluidverbindung der oberen Arbeitskammer 48 mit der Reservekammer 52. Wenn der vergrößerte Endbereich 158 gegen den Kolbensitz 116 gedrängt ist, wird der Fluidfluss durch den Bereich 142 unterbunden, und die obere Arbeitskammer 48 steht nicht in offener Verbindung mit der Reservekammer 52. Der Kolbenkopf 156 ist an dem Ende des Kolbens 154 gegenüber dem vergrößerten Endbereich 158 gesichert.
Die Nippel-Gehäuseanordnung 122 ist innerhalb der internen Kammer 128 benachbart zu dem Kolbengehäuse 118 angeordnet und bestimmt mit dem Kolbengehäuse 118 eine erste Druckkammer 160. Die Nippel-Gehäuseanordnung 122 umfasst ein Nippelgehäuse 162, eine Scheibendichtungsanordnung 164 und eine Nippelanordnung 166. Die Scheibendichtungsanordnung 164 ist dichtend an das Nippelgehäuse 162 befestigt und bestimmt mit dem Nippelgehäuse 162 eine zweite Druckkammer 170. Die Nippelanordnung 166 ist dichtend in der durch das Nippelgehäuse 162 bestimmten Öffnung 172 angeordnet. Die Nippelanordnung 166 bestimmt einen Fluiddurchlass 174, der in Verbindung mit der zweiten Druckkammer 170 durch eine Steuerungsdrossel 176 steht.
Ist die Druckleitung 38 dichtend an der Nippelanordnung 166 befestigt, so steht das Druckfluid innerhalb der benachbarten Luftfeder 22 in Verbindung mit der zweiten Druckkammer 170. Das Druckfluid innerhalb der zweiten Druckkammer 170 verlagert die Scheibendichtungsanordnung 164, um diese gegen den Kolbenkopf 156 und den Endbereich 158 des Kolbens 154 gegen den Kolbensitz 116 zu drängen. Die Menge an Druck innerhalb der Luftfeder 22 bestimmt die Last, die den Endbereich 158 gegen den Kolbensitz 116 drängt, und dies wiederum bestimmt den Fluiddruck innerhalb der oberen Arbeitskammer 48, der benötigt wird, den Endbereich 158 von dem Kolbensitz 116 abzusetzen und den Fluidfluss zwischen der oberen Arbeitskammer 48 und der Reservekammer 52 zu ermöglichen.
Ist das Fahrzeug in einem unbeladenen oder leicht beladenen Zustand, wird der Luftdruck innerhalb einer oder mehrerer der Luftfedern 22 durch das Steuerungssystem 30 reduziert. Die Reduzierung des Luftdrucks innerhalb der Luftfeder 22 reduziert gleichzeitig den Luftdruck in jeweils einer entsprechenden Druckleitung 38 und daher in jeweils einer entsprechenden zweiten Druckkammer 170. Die Reduzierung des Drucks innerhalb der Kammer 170 löst den durch die Scheibendichtungsanordnung 164 gegen den Kolbenkopf 156 des Kolbens 154 ausgeübten Druck. Dies erlaubt dem Endbereich 158 des Kolbens 154, sich von dem Sitz 116 leichter wegzubewegen, um den Fluidfluss zwischen der oberen Arbeitskammer 48 und der Reservekammer 52 zu ermöglichen. Bei einem Rückschlag des Stoßdämpfers 20 in unbeladenem Zustand wird das Fluid innerhalb der oberen Arbeitskammer 48 komprimiert, wodurch Fluid durch die Kolbenanordnung 44 und letztlich durch die Ventilanordnung 100 fließt. Dieser zweifache Flussweg für das Fluid innerhalb der oberen Arbeitskammer 48 bietet eine relativ weiche oder niedrige Dämpfungskraft, die erzeugt wird, wenn der Druck innerhalb der Luftfeder 22 relativ gering ist.
Ist das Fahrzeug in einem beladenen oder stark beladenen Zustand, wird der Luftdruck innerhalb einer oder mehrerer Luftfedern 22 durch das Steuerungssystem 30 erhöht. Die Erhöhung des Luftdrucks innerhalb der Luftfeder 22 erhöht gleichzeitig den Luftdruck in jeweils einer entsprechenden Drucklinie 38 und auf diese Weise in einer entsprechenden zweiten Druckkammer 170. Die Erhöhung des Drucks innerhalb der Kammer 170 erhöht den von der Scheibendichtungsanordnung 164 gegen den Kolbenkopf 156 des Kolbens 154 erzeugten Druck. Dies wiederum drängt den Endbereich 158 des Kolbens 154 gegen den Sitz 116, um den Fluidfluss zwischen der oberen Arbeitskammer 48 und der Reservekammer 52 zu unterbinden. Bei einem Rückschlag des Stoßdämpfers 20 in beladenem Zustand wird das Fluid innerhalb der oberen Arbeitskammer 48 komprimiert, wodurch das Fluid durch die Kolbenanordnung 44 fließt. Der Fluiddruck steigt innerhalb der oberen Arbeitskammer 48 und innerhalb des Fluiddurchlasses 104 und dem Fluidrohr 102. Dieses Druckfluid wirkt gegen den Endbereich 158 des Kolbens 154, und sobald der Druck das Fluid ausreichend ist, um den Endbereich 158 von dem Sitz 116 zu lösen, fließt Fluid durch die Ventilanordnung. Der anfängliche einzige Flussweg des Fluids innerhalb der oberen Arbeitskammer 48 (nur durch die Kolbenanordnung 44) bietet eine relativ harte oder hohe zu erzeugende Dämpfungskraft. Der Dämpfungsgrad wird durch die von dem Luftdruck der Feder 22 gegen den Kolben 154 ausgeübte Kraft, die gegen den Sitz 116 vorgespannt ist, gesteuert.
Der Stoßdämpfer 20 und die variable Ventilanordnung umfassen auch eine Ausfallsicherungsfunktion. Gibt es bei der Druckluftversorgung Probleme, z. B. falls eine Druckleitung 38 leckt, wirkt nur wenig oder kein Luftdruck auf die Scheibendichtungsanordnung 164 und den Kolben 154. Dementsprechend begegnet dem von dem Bereich 132 und 142 kommenden Öl kein Widerstand von dem Kolben 154, und der Kolben 154 wird gegen einen oberen durch den oberen Ventilkörper 114 gebildeten Kolbensitz 180 gedrückt. Folglich fließt kein unter Druck stehendes Öl durch die Durchlässe 136 zu der Fluidkammer 146, und die durch den Stoßdämpfer 20 erzeugte Dämpfungskraft steigt auf einen Level, der höher oder gleich der hochbeladenen Situation oder seiner sogenannten Ausfallsicherungsfunktion ist.
Auch wenn die voranstehende detaillierte Beschreibung die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt, kann diese Erfindung abgewandelt, variiert oder verändert werden, ohne von dem Schutzbereich und dem Inhalt der nachfolgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Ein Federungsdämpfungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Fahrzeugkörper (12) und einem ungefederten Abschnitt (14, 16), wobei das Dämpfungssystem umfasst: – eine Feder (22), die einen ungefederten Abschnitt (14, 16) und den Fahrzeugkörper (12) miteinander verbindet, wobei die Feder (22) im Inneren Druckluft aufweist; – Mittel (32) zur Überprüfung der Höhe des Fahrzeugkörpers (12) im Verhältnis zu dem ungefederten Abschnitt (14, 16), – ein Steuerungssystem (30) zur Höheneinstellung der Feder (22), wobei das Steuerungssystem (30) in Verbindung mit den Mitteln (32) zur Überprüfung der Höhe steht und der Feder (22) bei zu niedriger Höhe zur Anhebung des Fahrzeugkörpers (12) Luft zugeführt und bei zu großer Höhe zur Absenkung des Fahrzeugkörpers (12) Luft abgelassen wird, – einen Stoßdämpfer (20), der den Fahrzeugkörper (12) und den ungefederten Abschnitt (14, 16) miteinander verbindet, wobei der Stoßdämpfer (20) ein Reserverohr (54) umfasst, – eine Ventilanordnung (100), die an dem Reserverohr (54) des Stoßdämpfers (20) angeordnet ist, wobei die Ventilanordnung (100) in Druckluft-Verbindung mit der Feder (22) und dem Steuerungssystem (30) steht, und wobei das Steuerungssystem (30) der Ventilanordnung (100) Druckluft bei einem festgelegten Druck zuführt, um die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers zu steuern.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, wobei der Stoßdämpfer eine Arbeitskammer (42) und eine Reservekammer (52) bestimmt, und die Ventilanordnung betätigbar ist, den Fluidfluss zwischen den Kammern zu steuern.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 2, wobei die Ventilanordnung einen Fluiddurchlass (136, 138) zwischen der Arbeitskammer und der Reservekammer festlegt.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 3, worin die Ventilanordnung ein Ventil (116, 120) mit einer offenen Position und einer geschlossenen Position umfasst, wobei der Fluidfluss durch den Fluiddurchlass (136, 138) ermöglicht ist, wenn das Ventil in offener Position ist, und der Fluidfluss durch den Fluidbereich unterbunden ist, wenn das Ventil in geschlossener Position ist.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 4, wobei das Ventil zwischen der offenen und der geschlossenen Position durch das Fluid bei festgelegtem Druck bewegt wird.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 5, wobei die Ventilanordnung in den Stoßdämpfer integriert ist.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 4, wobei das Fluid bei festgelegtem Druck das Ventil in die geschlossene Position drängt.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, wobei der Fluiddruck des Fluids in der Arbeitskammer (42) das Ventil in die offene Position drängt.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, wobei die Ventilanordnung in den Stoßdämpfer integriert ist.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, wobei der Stoßdämpfer eine Arbeitskammer (42) und eine Reservekammer (52) festlegt und die Ventilanordnung zwischen einer offenen Position, bei der die Arbeitskammer (42) mit der Reservekammer (52) durch die Ventilanordnung in Verbindung steht, und einer geschlossenen Position, bei der die Verbindung zwischen der Arbeitskammer (42) und der Reservekammer (52) durch die Ventilanordnung verhindert ist, bewegbar ist.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, wobei die Ventilanordnung durch das Fluid bei festgelegtem Druck zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt wird.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 11, wobei die Ventilanordnung in den Stoßdämpfer integriert ist.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, wobei das Fluid bei festgelegtem Druck die Ventilanordnung in die geschlossene Position drängt.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 13, wobei der Fluiddruck des Arbeitsmediums Fluid innerhalb der Arbeitskammer (42) die Ventilanordnung in die offene Position drängt.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, wobei der Stoßdämpfer eine Arbeitskammer (42) und eine Reservekammer (52) festlegt, und die Ventilanordnung umfasst: Ein Gehäuse (118), das eine Fluiddruckkammer in Verbindung mit dem Fluid bei festgelegtem Druck festlegt; einen ersten Durchlass (142) in Verbindung mit der Arbeitskammer (42); einen zweiten Durchlass (136, 138) in Verbindung mit der Reservekammer (52); ein Ventil (116, 120), das zwischen dem ersten und zweiten Durchlass angeordnet ist; und ein zwischen der Fluiddruckkammer und dem Ventil angeordnetes Steuerungselement (154, 156), wobei das Steuerungselement bei festgelegtem Druck auf das Fluid reagiert, um das Ventil in die geschlossene Position, bei der der Fluidfluss zwischen dem ersten und zweiten Durchlass verhindert ist, zu drängen.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 15, wobei der Fluiddruck des Fluids in der Arbeitskammer (42) das Ventil in eine offene Position, bei der der Fluidfluss zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlass ermöglicht ist, drängt.
Das Federungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Federn (22) und eine Vielzahl von Stoßdämpfern (20) vorgesehen ist.