DE19921648A1 - Federungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Federungssystem für Kraftfahrzeuge

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Abstract

Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Niveauregelung zur Einstellung einer vorbestimmten Höhe des Fahrzeugaufbaus, bestehend aus mindestens einem, mit einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange und einem Dämpfungsventile aufweisenden Dämpfungskolben versehenen Kolben-Zylinder-Aggregat, einer Pumpe eines Ölreservoirs sowie mindestens einem Höhensensor, sowie entsprechende Zu- und Ablaufleitungen vom Ölreservoir zum Kolben-Zylinder-Aggregat und umgekehrt, wobei das Kolben-Zylinder-Aggregat, die Pumpe und das Ölreservoir eine Baueinheit bilden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Niveauregelung zur Einstellung einer vorbestimmten Höhe des Fahrzeugauf­ baus, bestehend aus mindestens einem, mit einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange und einem, Dämpfungsventile aufweisenden Dämpfungskolben versehenen Kolben-Zylinder-Aggregat, einer Pumpe eines Ölreservoirs sowie mindestens einem Höhensensor, sowie entsprechende Zu- und Ablaufleitungen vom Ölreservoir zum Kolben-Zylinder-Aggregat und umgekehrt.
Es sind bereits Federungen mit selbsttätiger Niveauregelung für Kraftfahrzeuge bekannt (DE 32 12 433 A1), bei denen die Federungseinheiten der Fahrzeug­ räder aus einem zentralen Ölreservoir über entsprechend freiliegende Hydrau­ likleitungen gespeist werden. Es sind hierzu entsprechende Steilventile not­ wendig, die die Federungseinheiten mit dem Ölreservoir verbinden und die von einer zentralen Pumpe mit Öl aus dem Ölreservoir in einer entsprechenden För­ dermenge beliefert werden. Ein Durchflußregler bzw. ein Höhensensor greift im Bedarfsfall in den Ölkreislauf ein um den Fahrzeugaufbau auf eine ent­ sprechende Höhe zu regeln, hierbei wird die Pumpe aktiviert. Nachteilig ist bei einer derartigen Federungseinheit, daß nicht nur Hydraulikleitungen für den Vor- und Rücklauf benötigt werden, sondern daß diese drucklosen Ölreservoire wartungsbedürftig sind, indem der Füllstand des Dämpfungsmittels ständig überprüft werden muß. Darüber hinaus lassen sich solche Federungseinheiten bei einem bestehenden Fahrzeug nicht nachrüsten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federungssystem mit Niveauregelung zu schaffen, welches elektrisch ansteuerbar und sensierbar ist und das in Kraft­ fahrzeugen auch problemlos nachrüstbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Kolben- Zylinder-Aggregat, die Pumpe und das Ölreservoir eine Baueinheit bilden.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß eine solche Baueinheit für das jeweils gewünschte Fahrzeugrad entweder direkt beim Fahrzeughersteller oder als Nachrüstsatz in einer Werkstatt problemlos montierbar und gegen einen herkömmlichen Schwingungsdämpfer austauschbar ist. Darüber hinaus ist eine solche Baueinheit, bestehend aus Kolben-Zylinder-Aggregat, Pumpe und Ölre­ servoir im wesentlichen wartungsfrei.
Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß mindestens zwei Rädern eines Kraftfahrzeuges eine Baueinheit zugeordnet ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß jeder Baueinheit ein Gasdruck­ speicher zugeordnet ist.
Nach einer besonders günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß jeder Baueinheit eine, bezogen auf die Höhe des Fahrzeugaufbaus, wegabhängige Abregeleinheit zugeordnet ist. Mit Vorteil ist dabei als Abregeleinheit eine, vom Dämpfungskolben verschließbare, den hochdruckseitigen Arbeitsraum des Ar­ beitszylinders mit dem Ölreservoir verbindende Strömungsverbindung vor­ gesehen.
In vorteilhafter Weise verläuft als Strömungsverbindung ein rohrförmiges Ele­ ment durch den Dämpfungskolben hindurch in einen Hohlraum der Kolben­ stange, welches einerseits mit dem Ölreservoir verbunden ist und andererseits eine Querbohrung aufweist.
Als eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform hat sich herausgestellt, daß der Arbeitszylinder koaxial mit einem Ölreservoir und mit einem Gasdruck­ speicher umgeben ist oder daß der Arbeitszylinder koaxial mit einem Ölreservoir umgeben ist und daß sich axial an den Arbeitszylinder ein Gasdruckspeicher anschließt.
Zur Vermeidung von unnötigen Hydraulikleitungen im Fahrzeug ist vorgesehen, daß die Pumpe am Kolben-Zylinder-Aggregat verlaufende Zu- und Ablauf­ leitungen direkt beaufschlagt. Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß die Pumpe direkt am Gehäuse des Kolben-Zylinder-Aggregates angeflanscht wer­ den kann, um somit keinerlei Hydraulikleitungen zu verwenden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Niveauregelung im Schnitt, bei der der Gasdruckspeicher axial im Anschluß an den Arbeitszylinder angeordnet ist.
Fig. 2 ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Niveauregelung im Schnitt, bei der das Ölreservoir und der Gasdruckspeicher den Arbeitszylinder koaxial umschließen.
Aus der Fig. 1 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat 1 zu entnehmen, welches zu­ sammen mit der Pumpe 2 und dem Ölreservoir 3 eine Baueinheit bildet. Gleich­ zeitig ist dieser Baueinheit noch der Gasdruckspeicher 4 zugeordnet. Das Kol­ ben-Zylinder-Aggregat 1 besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 8, der Kolbenstange 12 und dem mit der Kolbenstange 12 verbundenen Dämpfungs­ kolben 6. Der Dämpfungskolben 6 weist zur Erzeugung entsprechender Dämp­ fungskräfte Dämpfungsventile für die Zug- und Druckrichtung auf.
Die Abregeleinrichtung 5 besteht aus einem Hohlraum 11, der Kolbenstange 12, einem in den Hohlraum 11 eintauchenden, rohrförmigen Element 10, welches axial fixiert im Kolben-Zylinder-Aggregat 1 angeordnet ist und welches eine Querbohrung 13 aufweist. Die Querbohrung 13 steht über die Strömungsverbin­ dung 9 mit dem Ölreservoir 3 in Verbindung, während der hochdruckseitige Arbeitsraum 7 des Arbeitszylinders 8 über die Ausnehmung 14 vom Gasdruck­ speicher 4 mit entsprechendem Druck beaufschlagt wird. Sobald durch den Hochdruck im Gasdruckspeicher 4 und dem Ölraum 15 über die Ausnehmung 14 der Druck im hochdruckseitigen Arbeitsraum 7 derart gesteigert wird, daß der Dämpfungskolben 6 die Querbohrung 13 freigibt, erfolgt zwischen dem Gas­ druckspeicher 4 und dem Ölreservoir 3 ein Druckausgleich, dabei wird der Fahrzeugaufbau eines Fahrzeuges nicht mehr weiter aufgeregelt.
Die Erzeugung des Hochdruckes im Gasdruckspeicher 4 erfolgt über die Pumpe 2. Die Pumpe 2 besteht aus einem Elektromotor 16, einem Getriebe 17 und einem Exzenter 18. Durch Drehung des Exzenters 18 wird der Kolben 19 axial bewegt, dabei wird über das Rückschlagventil 20 aus dem Ölreservoir 3 Öl an­ gesaugt und anschließend vorbei am Rückschlagventil 21 in den Ölraum 15 gefördert, so daß der Druck im Gasdruckspeicher 4 entsprechend erhöht wird. Durch ständiges Fördern von Dämpfungsmittel aus dem Ölreservoir 3 in den Ölraum 15 über die Pumpe 2 wird gleichzeitig der Druck im hochdruckseitigen Arbeitsraum 7 so lange erhöht, bis die wegabhängig arbeitende Abregeleinheit 5 einen Kurzschluß zwischen dem Ölraum 15 und dem Ölreservoir 3 herstellt, in­ dem das Dämpfungsmittel aus dem hochdruckseitigen Arbeitsraum 7 über die Querbohrung 13, der Strömungsverbindung 9 in das Ölreservoir 3 zurückge­ langt.
Es handelt sich hierbei also um eine in sich geschlossene Einheit, welche im Hinblick auf das Ölreservoir wartungsfrei ist, und bei der durch das Zusammen­ legen von Kolben-Zylinder-Aggregat, Pumpe und Ölreservoir eine Baueinheit geschaffen wird, die auch ein Nachrüsten eines bestehenden Kraftfahrzeuges ermöglicht.
In der Fig. 2 ist im Prinzip ein Kolben-Zylinder-Aggregat 1 dargestellt, welches der Ausführungsform in Fig. 1 entspricht, mit der Ausnahme, daß der Gas­ druckspeicher 4 koaxial den Arbeitszylinder 8 umgibt und bei der die Pumpe 2 im wesentlichen aus einem Elektromagneten 22 mit angeschlossenem Kolben 19 besteht. Das Ölreservoir 3 ist ebenfalls koaxial um den Arbeitszylinder 8 an­ geordnet. Der Gasdruckspeicher 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine Membran 23, im Gegensatz zur Fig. 1, wo die Trennung zum Ölraum 15 über einen Trennkolben 24 erfolgt, vom Ölraum 15 getrennt.
Das Ölreservoir 3 ist wiederum durch das Rückschlagventil 20 mit dem Kolben 19 der Pumpe 2 verbunden, während der Kolben 19 den erzeugten Druck vorbei am Rückschlagventil 21 direkt in den hochdruckseitigen Arbeitsraum 7 und gleichzeitig in den Ölraum 15 fördert. Das rohrförmige Element 10 verläuft bis in den Hohlraum 11 der Kolbenstange 12 und gleichzeitig bis in das Ölreservoir 3. Die Querbohrung 13 dient wiederum als wegabhängige Abregelung für das Ab­ regelelement 5.
Der Kolben 19 wird in axialer Richtung durch den Elektromagneten 22 zur Druckerzeugung beaufschlagt.
Bezugszeichenliste
1
Kolben-Zylinder-Aggregat
2
Pumpe
3
Ölreservoir
4
Gasdruckspeicher
5
Abregeleinheit
6
Dämpfungskolben
7
hochdruckseitiger Arbeitsraum
8
Arbeitszylinder
9
Strömungsverbindung
10
rohrförmiges Element
11
Hohlraum
12
Kolbenstange
13
Querbohrung
14
Ausnehmung
15
Ölraum
16
Elektromotor
17
Getriebe
18
Exzenter
19
Kolben
20
Rückschlagventil
21
Rückschlagventil
22
Elektromagnet
23
Membran
24
Trennkolben

Claims (9)

1. Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Niveauregelung zur Einstellung einer vorbestimmten Höhe des Fahrzeugaufbaus, bestehend aus mindestens einem, mit einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange und einem, Dämp­ fungsventile aufweisenden Dämpfungskolben versehenen Kolben-Zylinder- Aggregat, einer Pumpe eines Ölreservoirs sowie mindestens einem Höhen­ sensor, sowie entsprechende Zu- und Ablaufleitungen vom Ölreservoir zum Kolben-Zylinder-Aggregat und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolben-Zylinder-Aggregat (1), die Pumpe (2) und das Ölreservoir (3) eine Baueinheit bilden.
2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rädern eines Kraftfahrzeuges eine Baueinheit zuge­ ordnet ist.
3. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Baueinheit ein Gasdruckspeicher (4) zugeordnet ist.
4. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Baueinheit eine, bezogen auf die Höhe des Fahrzeugaufbaus, wegabhängige Abregeleinheit (5) zugeordnet ist.
5. Federungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abregeleinheit (5) eine, vom Dämpfungskolben (6) verschließbare, den hochdruckseitigen Arbeitsraum (7) des Arbeitszylinders (8) mit dem Ölre­ servoir (3) verbindende Strömungsverbindung (9) vorgesehen ist.
6. Federungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsverbindung (9) ein rohrförmiges Element (10) durch den Dämpfungskolben (6) hindurch in einen Hohlraum (11) der Kolbenstange (12) verläuft, welches einerseits mit dem Ölreservoir (3) verbunden ist und andererseits eine Querbohrung (13) aufweist.
7. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (8) koaxial mit einem Ölreservoir (3) und mit einem Gasdruckspeicher (4) umgeben ist.
8. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (8) koaxial mit einem Ölreservoir (3) umgeben ist und daß sich axial an den Arbeitszylinder (8) ein Gasdruckspeicher (4) anschließt.
9. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) am Kolben-Zylinder-Aggregat (1) verlaufende Zu- und Ablaufleitungen direkt beaufschlagt.
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