DE19950161C2 - Hydropneumatische Abstützanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Abstützanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, zum Abstützen eines Fahrzeugrades an einem Fahrzeugaufbau, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Aus der gattungsbildenden DE 195 07 874 A1 ist eine derartige Abstützanlage bekannt, bei der sich ein Abstützaggregat mit dem einen Ende am Fahrzeugrad und mit dem anderen Ende am Fahr­ zeugaufbau abstützt. Dabei weist dieses Abstützaggregat ein Ge­ häuse auf, an dem eines der Enden des Abstützaggregates ausge­ bildet ist und in dem eine Hydraulikkammer ausgebildet ist, die ein Hydraulikmittel enthält. Das Abstützaggregat weist einen als Kolben ausgebildeten Verdränger auf, an dem das andere Ende des Abstützaggregates ausgebildet ist und der am Gehäuse rela­ tiv dazu verstellbar gelagert ist. Der Verdränger wirkt dabei mit der Hydraulikkammer zusammen und verändert in Abhängigkeit seiner Relativverstellung deren Volumen. Darüber hinaus weist die Abstützanlage eine Pneumatikfederspeicher auf, in dem eine Pneumatikkammer ausgebildet ist, in der ein Gas Hydraulikmittel mit Druck beaufschlagt, das in der Pneumatikkammer enthalten ist. Das Gehäuse besteht aus einem Innenzylinder und einem die­ sen umgebenden Ringzylinder, wobei die Hydraulikkammer im In­ nenzylinder und die Pneumatikkammer im Ringzylinder ausgebildet ist. Des weiteren weist die Abstützanlage eine Hydraulikverbin­ dung auf, durch welche die Pneumatikkammer und die Hydraulik­ kammer miteinander kommunizieren, derart, daß die Verdrängungs­ wirkung des Verdrängers Hydraulikmittel von der Hydraulikkammer in die Pneumatikkammer zu fördern sucht und die Federwirkung des Gases Hydraulikmittel von der Pneumatikkammer in die Hy­ draulikkammer zu fördern sucht. Die bekannte Abstützanlage weist eine Hydraulikmittelzuführung auf, welche die Hydraulik­ kammer mit einer Pumpe verbindet. Die Abstützanlage weist au­ ßerdem eine Hydraulikmittelrückführung auf, welche die Hydrau­ likkammer mit einem Reservoir verbindet.

Darüber hinaus sind Ventilmittel vorgesehen, nämlich ein Dämp­ ferventil zur Steuerung der Hydraulikverbindung, ein Druckauf­ bauventil zur Steuerung der Hydraulikmittelzuführung und ein Rückströmventil zur Steuerung der Hydraulikmittelrückführung. Zur Erzielung eines kompakten Aufbaus sind Pneumatikfederspei­ cher, Hydraulikverbindung und Dämpferventil im Gehäuse des Ab­ stützaggregates untergebracht. Im Unterschied dazu sind das Druckaufbauventil und das Rückströmventil außerhalb des Gehäu­ ses angeordnet.

Aus der US 4 410 006 ist eine Abstützanlage bekannt, bei der ein Abstützaggregat vorgesehen ist, das sich mit dem einen Ende am Fahrzeugrad und mit dem anderen Ende am Fahrzeugaufbau ab­ stützt. Ein derartiges Abstützaggregat wird üblicherweise auch als "Federbein" bezeichnet. Das Abstützaggregat besitzt ein Ge­ häuse, das sich am Fahrzeugaufbau abstützt und in dem eine Hy­ draulikkammer ausgebildet ist, die ein Hydraulikmittel, z. B. ein Hydrauliköl, enthält. Des weiteren weist das Abstützaggre­ gat einen Verdränger auf, der sich am Fahrzeugrad abstützt und am Gehäuse relativ zum Gehäuse verstellbar gelagert ist, wobei der Verdränger mit der Hydraulikkammer zusammenwirkt und in Ab­ hängigkeit seiner Relativverstellung das Volumen der Hydraulik­ kammer verändert. Die bekannte Abstützanlage weist außerdem ei­ nen Gasfederspeicher oder Pneumatikfederspeicher auf, in dem eine Pneumatikkammer ausgebildet ist, in der ein Gas Hydraulik­ mittel mit Druck beaufschlagt, das in der Pneumatikkammer ent­ halten ist. Der Pneumatikfederspeicher ist bei der bekannten Abstützanlage auf das Gehäuse des Abstützaggregates aufgesetzt, so daß sich dieses Gehäuse über ein entsprechend steif ausge­ bildetes Gehäuse des Pneumatikfederspeichers indirekt am Fahr­ zeugaufbau abstützt. Zwischen der Pneumatikkammer und der Hydraulikkammer besteht eine Hydraulikverbindung, die durch ein Ventil gesteuert ist. Durch diese Hydraulikverbindung kann einerseits durch die Verdrängungswirkung des Verdrängers Hydraulikmittel von der Hydraulikkammer in die Pneumatikkammer gefördert werden. Andererseits kann durch die Federwirkung des Gases, die auf das in der Pneumatikkammer enthaltene Hydraulik­ mittel einwirkt, das Hydraulikmittel von der Pneumatikkammer in die Hydraulikkammer zurückgefördert werden.

Aus der EP 0 426 995 B1 ist ein hydropneumatisches Federungssy­ stem bekannt, bei dem jedem Fahrzeugrad ein Abstützaggregat zu­ geordnet ist, wobei in einem Gehäuse des Abstützaggregates je­ weils eine Hydraulikkammer ausgebildet ist, die mit einer Pneu­ matikkammer eines Pneumatikfederspeichers kommuniziert. An die Hydraulikkammer ist eine Hydraulikleitung angeschlossen, die einen Bestandteil einer Niveauregulierungseinrichtung des Fahr­ zeuges bildet und über die die Hydraulikmittelmenge in den mit­ einander kommunizierenden Kammern (Pneumatikkammer und Hydrau­ likkammer) verändert werden kann. Zum Vergrößern der Hydraulik­ mittelmenge wird die Hydraulikleitung über entsprechende Ven­ tilmittel mit der Druckseite einer Hydraulikmittelpumpe verbun­ den, die Hydraulikmittel in die Hydraulikkammer des Abstützag­ gregates einspeist. Durch die Vergrößerung der Hydraulikmittel­ menge führt der Verdränger einen entsprechenden Hub aus, mit dem sich der Abstand zwischen Fahrzeugrad und Fahrzeugaufbau vergrößert. Zum Absenken des Fahrzeugniveaus wird die Hydrau­ likleitung mit einem relativ drucklosen Hydraulikmittelreser­ voir verbunden, so daß Hydraulikmittel aus der Hydraulikkammer abströmen kann, dementsprechend dringt der Verdränger in die Hydraulikkammer ein, wodurch sich der Abstand zwischen Fahrzeu­ grad und Fahrzeugrahmen reduziert.

Bei modernen Personenkraftwagen werden aktive Federungssysteme zur Verbesserung der Fahrdynamik verwendet. Dabei kommen hy­ dropneumatische Abstützanlagen der eingangs genannten Art zum Einsatz, um die zwischen Fahrzeugrad und Fahrzeugaufbau über­ tragenen Kräfte durch eine entsprechende elektronische Regelung zu beeinflussen, indem beispielsweise die Federwirkung der Ab­ stützaggregate durch eine entsprechende Druckveränderung im Gas bzw. im Hydraulikmittel variiert wird. Durch diese Maßnahmen können Nachteile in der Fahrwerksabstimmung entschärft bzw. eliminiert werden, so daß sich insgesamt stark verbesserte Kom­ fort- und Fahreigenschaften für das Fahrzeug und somit eine er­ höhte Sicherheit erreichen lassen.

Durch die Vielzahl der dazu erforderlichen Komponenten, die al­ le im Fahrzeug untergebracht werden müssen, ergeben sich Unter­ bringungsprobleme am Fahrzeug, da die einzelnen Komponenten möglichst im Umfeld der jeweiligen Radaufhängung angeordnet werden müssen, um beispielsweise Reibungsverluste in Hydrau­ likleitungen klein zu halten. Derzeit wird für jede neue Radaufhängung, insbesondere für jeden Fahrzeugtyp eine indivi­ duell dafür maßgeschneiderte Konfiguration für die Anordnung und Unterbringung der Einzelkomponenten der hydropneumatischen Abstützanlage entwickelt. Der Mangel an Stauraum und das Erfor­ dernis der Gewichtseinsparung zwingt oftmals zu Lösungen, bei denen auf technisch sinnvolle Bauteile verzichtet werden muß, so daß Ausführungsformen favorisiert werden müssen, bei denen die Abstützanlage nur einen geringen Teil ihrer Leistungsfähig­ keit entfalten kann. Beispielsweise werden aus Gewichtsgründen Leitungen mit kleinen Leitungsquerschnitten bevorzugt, während für eine optimale Systemperformance möglichst große Leitungs­ querschnitte erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine hydropneumatische Abstützanlage der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, die einen kompakten Aufbau auf­ weist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine hydropneumati­ sche Abstützanlage mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Abstütz­ anlage als Modul auszubilden, in das eine Vielzahl von Einzel­ komponenten der Abstützanlage integriert sind. Erfindungsgemäß beinhaltet dieses Modul zumindest das Abstützaggregat, den Pneumatikfederspeicher, die Hydraulikverbindung zwischen Hy­ draulikkammer und Pneumatikkammer sowie die erforderlichen Ven­ tilmittel, nämlich Dämpferventil, Druckaufbauventil und Rück­ strömventil. Als Aufnahme für die Modulbestandteile dient dabei das entsprechend modifizierte Gehäuse des Abstützaggregates. Von besonderem Vorteil ist hierbei die Unterbringung des Dämp­ ferventils in einem von drei Ringsegmenten, die in einem Axial­ abschnitt des Ringzylinders ausgebildet und gegeneinander abge­ dichtet sind.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich der gewünsch­ te kompakte Aufbau für die Abstützanlage. Innerhalb dieses Mo­ duls lassen sich kurze und somit widerstandsarme hydraulische Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten realisieren. Ebenso können große Leitungsquerschnitte ohne Gewichtsprobleme realisiert werden. Durch die kompakte Bauweise ist die erfin­ dungsgemäße Abstützanlage bei einer Vielzahl von Radaufhängun­ gen verwendbar, ohne daß aufwendige Anpassungsmaßnahmen erfor­ derlich sind. Somit können größere Stückzahlen gefertigt und die Systemkosten gesenkt werden.

Die Ventilmittel der Abstützanlage weisen ein Dämpferventil zur Steuerung der Hydraulikmittelverbindung, ein Druckaufbauventil zur Steuerung einer Hydraulikmittelzuführung, welche die Hy­ draulikkammer mit einer Hydraulikmittelquelle, z. B. mit einer Pumpe und/oder mit einem Hochdruckspeicher, verbindet, sowie ein Rückstromventil zur Steuerung einer Hydraulikmittelrückfüh­ rung auf, welche die Hydraulikkammer mit einer Hydraulikmittel­ senke, z. B. mit einem relativ drucklosen Reservoir und/oder mit einem Zwischendruckspeicher auf einem mittleren Druckniveau, verbindet. Mit Hilfe dieser Hydraulikmittelzuführung und Hy­ draulikmittelrückführung und den entsprechenden Ventilmitteln kann das Abstützaggregat als aktives System arbeiten. Ein derartiges, aktives Abstützaggregat wird auch als "Aktuator" bezeichnet. Durch die Integration der zur Betätigung des Aktuators erforderlichen Ventile, nämlich Druckaufbauventil und Rückstromventil, in das gemeinsame Gehäuse ergibt sich ein besonders kompakt aufgebautes Aktuatormodul.

Entsprechend Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abstützanlage kann beispielsweise ein zusätzlicher Pneumatikfederspeicher als Rücklaufspeicher und/oder ein zusätzlicher Pneumatikfederspeicher als Zulaufspeicher in das Modul bzw. in das Gehäuse des Abstützaggregates integriert werden. Ebenso kann eine als Druckquelle dienende Pumpe in das Gehäuse integriert werden. Zusatzkosten für separate Pneumatikfederspeicher oder eine separat angeordnete Pumpe sowie Kosten für die zugehörigen Hydraulikleitungen und Hydraulikanschlüsse können dadurch entfallen.

Durch den modularen Aufbau mit nahezu kompletter Integration der Einzelkomponenten der Abstützanlage ergeben sich außerdem weitere Vorteile:
Geräusch- und Verhärtungsprobleme bei den mit Membranen arbeitenden Pneumatik- oder Gasfederspeichern können durch Verwendung von freien Oberflächen oder anschlagfreien flexiblen Membranen zur Medientrennung oder durch die Verwendung von einfachen Ballon- oder Blasenspeichern oder Elastomer-Volumenspeichern reduziert werden. Dynamische Verhärtungseffekte, die aufgrund von Fluidleitungsträgheiten in der Anbindung der Gasfederspeicher entstehen können, lassen sich durch die bei der Modulbauweise realisierbaren extrem kurzen Leitungswege und großen Leitungsquerschnitte vermeiden, so daß die Funktion des Aktuatormoduls auch bei höheren Frequenzen gewährleistet werden kann.

Durch die Integration eines Zulaufspeichers bzw. eines Rücklaufspeichers in das Aktuatormodul können dynamische Verhärtungseffekte aufgrund von Fluidleitungsträgheiten in der Hydraulikmittelzuführung bzw. in der Hydraulikmittelrückführung vermieden werden. Dabei können für den Zulaufspeicher bzw. für den Rücklaufspeicher kleinere Volumina ausreichen. Durch diese Maßnahmen kann die Regelbarkeit des Aktuatormoduls auch bei höheren Frequenzen ohne größere leitungsbedingte Blindleistungsanteile gewährleistet werden.

Durch die optional vorgesehenen Zulaufspeicher bzw. Rücklaufspeicher können für die Anschlußleitungen, mit denen der jeweilige Speicher mit einer Hydraulikmittelquelle bzw. mit einer Hydraulikmittelsenke verbunden ist, einen relativ engen Querschnitt aufweisen und relativ lang ausgebildet werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Hydraulikmittelquelle und die Hydraulikmittelsenke an einer beliebigen, besonders geeigneten Stelle am Fahrzeug unterzubringen. Der dadurch ggf. reduzierte Zulauf- bzw. Rücklaufvolumenstrom ist relativ unschädlich, da kurzfristige, höherfrequente Volumenströme aus den lokalen Speichern im Modul bedient werden können. Auch diese Maßnahme reduziert den Aufwand zur Implementierung einer derartigen hydropneumatischen Abstützanlage in ein Fahrzeug.

Durch die Anordnung der Ventile im Gehäuse des Astützaggregates, sind die Ventile im wesentlichen vom Fahrzeugaufbau entkoppelt, so daß Ventilgeräusche kein Problem darstellen.

Ein besonders großer Vorteil der erfindungsgemäßen integralen Bauweise ist darin zu sehen, daß sich die Systemauslegung aufgrund der funktionellen Integration von Speichern, Ventilen und Aktuator vereinfacht, da interne hydraulische Trägheiten minimiert sind und die Einflüsse der Leitungsdynamik im Zulaufstrom sowie im Rücklaufstrom auf die Dynamik des Aktuators insbesondere durch die zusätzlichen Speicher im Zulauf bzw. im Rücklauf reduziert sind.

Weitere wichtige Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen, während Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen hervorgehen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Abstützaggregat der erfindungsgemäßen Abstützanlage und

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Abstützaggregat entsprechend den Schnittlinien II in Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab.

Entsprechend Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße hydropneumatische Abstützanlage ein Abstützaggregat 1 auf, das sich einenends am Rad und anderenends am Aufbau eines im übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeuges, insbesondere Personenkraftwagens, abstützt. Im vorliegenden Fall kann dieses Abstützaggregat 1 aufgrund seiner Steuerbarkeit als aktiver hydropneumatischer Aktuator bezeichnet werden.

Das Abstützaggregat 1 weist ein Gehäuse 2 mit zylindrischem Aufbau auf. Das Gehäuse 2 besitzt einen Innenzylinder 3 und einen diesen konzentrisch umfassenden Ringzylinder 4. Im Inneren des Innenzylinders 3 ist ein Verdränger 5 axial verstellbar gelagert, der hier durch einen Kolben 6 und eine daran befestigte, aus dem Innenzylinder 3 axial herausgeführte Kolbenstange 7 gebildet ist. Der Kolben 6 begrenzt im Innenzylinder 3 eine Hydraulikkammer 8, in der ein durch strichlinierte Schraffur angedeutetes Hydraulikmittel enthalten ist. Am Kolben 6 ist eine radial wirkende Ringdichtung 9 angebracht, wodurch die Hydraulikkammer 8 verdrängerseitig wirksam abgedichtet ist. Ein Gleitlager 10 gewährleistet eine axiale Führung des Verdrängers 5 am Gehäuse 2.

An einer vom Verdränger 5 abgewandten Seite des Gehäuses 2 kann bei 11 die Anbindung des Aktuators 1 an das Fahrzeugrad erfolgen. Dementsprechend kann die Kolbenstange 7 an einem vom Kolben 6 abgewandten Ende bei 12 am Fahrzeugaufbau angreifen. Zur Reduzierung von Trägheitsmomenten kann es jedoch auch zweckmäßig sein, den Verdränger 5 am Fahrzeugrad und das Gehäuse 2 am Fahrzeugaufbau abzustützen.

Im Inneren des Ringzylinders 4 ist eine ringförmige Pneumatikkammer 13 ausgebildet, die somit einen in das Gehäuse 2 integrierten Pneumatikfederspeicher 44 bildet. In einem mit 14 bezeichneten Gasraum enthält die Pneumatikkammer 13 ein Gas, das zur Erzielung der Federwirkung des Abstützaggregates 1 dient. In der Pneumatikkammer 13 befindet sich außerdem in einem mit 15 bezeichneten Hydraulikraum Hydraulikmittel, das vom Gas des Gasraumes 14 mit dem darin herrschenden Druck beaufschlagt wird.

In Fig. 1 sind zwei verschiedene Varianten für die Ausbildung des Gasraumes 14 und des Hydraulikraumes 15 wiedergegeben. Bei der in Fig. 1 auf der linken Seite wiedergegebenen Variante erfolgt die Abtrennung der beiden Räume 14 und 15 an einer freien Oberfläche 16 des Hydraulikmittels. Eine derartige Variante eignet sich für die in Fig. 1 dargestellte Einbaulage. Im Unterschied dazu wird bei der in Fig. 1 auf der rechten Seite wiedergegebenen Variante die Trennung der beiden Räume 14 und 15 durch eine flexible, ringförmige Membran 17 erzielt, die beispielsweise mittels Klemmringen 18 und 19 an der Innenwand des Ringzylinders 4 bzw. an der Außenwand des Innenzylinders 3 fixiert ist. Diese Variante eignet sich auch für eine auf dem Kopf stehende Einbaulage.

An einem vom Verdränger 5 abgewandten axialen Ende des Ringzylinders 4 ist ein axialer Abschnitt 20 ausgebildet, der ebenfalls konzentrisch zum Innenzylinder 3 angeordnet ist. Entsprechend Fig. 2 weist dieser ringförmig ausgebildete axiale Abschnitt 20 drei Ringsegmente auf, nämlich ein erstes Ringsegment 21, ein zweites Ringsegment 22 und ein drittes Ringsegment 23. Die Ringsegmente 21, 22 und 23 sind gegeneinander durch Radialstege 24 abgedichtet.

Das erste Ringsegment 21 kommuniziert über eine erste Radialöffnung 25 mit der Hydraulikkammer 8. Im ersten Ringsegment 21 ist ein elektrisch betätigbares Dämpferventil 26 angeordnet, das in die erste Radialöffnung 25 eingesetzt ist, wodurch diese erste radiale Öffnung 25 gesteuert werden kann. Das erste Ringsegment 21 kommuniziert außerdem über eine Axialöffnung 27 (vgl. auch Fig. 1) mit der Pneumatikkammer 13 bzw. mit deren Hydraulikraum 15. Durch die erste Radialöffnung 25, das erste Ringsegment 21 und die Axialöffnung 27 wird somit eine durch das Dämpferventil 26 steuerbare Hydraulikverbindung 45 zwischen der Pneumatikkammer 13 und der Hydraulikkammer 8 ausgebildet. Die Betätigung des Dämpferventils 26 erfolgt über eine geeignete Steuerung 28, die hier lediglich symbolisch dargestellt ist. Durch die unmittelbare Nachbarschaft von Hydraulikkammer 8 und Pneumatikkammer 13 überträgt sich eine Druckerhöhung in der Hydraulikkammer 8 nahezu verlustfrei auf die Pneumatikkammer 13. Der erfindungsgemäße aktive Aktuator 1 eignet sich somit in besonderer Weise für hochfrequente dynamische Stellvorgänge.

Das zweite Ringsegment 22 weist eine zweite Radialöffnung 29 auf, so daß auch das zweite Ringsegment 22 mit der Hydraulikkammer 8 kommunizierend verbunden ist. Im Inneren des zweiten Ringsegmentes 22 ist in die zweite Radialöffnung 29 ein elektrisch betätigbares Druckaufbauventil 30 eingesetzt, das eine Steuerung der zweiten Radialöffnung 29 ermöglicht. Auch das Druckaufbauventil 30 wird durch die Steuerung 28 betätigt. Des weiteren besitzt das zweite Ringsegment 22 einen Zulaufanschluß 31, der über die Zulaufleitung 38 mit einer Druckquelle 32 kommuniziert, die hier durch eine Pumpe 33 mit nachgeschaltetem Hochdruckreservoir 34 gebildet ist. Während die Druckquelle 32 mit ihrer Druckseite an den Zulaufanschluß 31 des Abstützaggregates 1 angeschlossen ist, kommuniziert deren Saugseite mit einem relativ drucklosen Hydraulikmittelreservoir 35.

Im Inneren des zweiten Ringsegmentes 22 sind zwei Membranblasen oder Membranballons 36 und 37 untergebracht, die mit Gas befüllt sind. Auf diese Weise bildet das zweite Ringsegment 22 einen zusätzlichen Pneumatikfederspeicher 46, der im folgenden als Zulaufspeicher 46 bezeichnet wird. Durch diesen Zulaufspeicher 46 in der Hydraulikmittelzuführung unmittelbar vor der Anbindung an die Hydraulikkammer 8 ist es möglich, hochfrequente Drucksteigerungen in der Hydraulikkammer 8 durch eine entsprechende Betätigung des Druckaufbauventils 30 zu erzielen. Dynamische Verhärtungseffekte durch Fluidträgheit und Reibungsverluste in der Zuführungsleitung 38 haben dadurch keinen oder nur geringen Einfluß auf das dynamische Verhalten des Abstützaggregates 1.

Das dritte Ringsegment 23 kommuniziert über eine dritte Radialöffnung 39 ebenfalls mit der Hydraulikkammer 8. Die dritte Radialöffnung 39 wird durch ein darin eingesetztes elektrisch betätigbares Rückstromventil 40 gesteuert, das im dritten Ringsegment 23 untergebracht und ebenfalls durch die Steuerung 28 betätigbar ist. Das dritte Ringsegment 23 kommuniziert über einen Rücklaufanschluß 41 mit dem Reservoir 35, wobei in einer Rücklaufleitung 42 ein Zwischenspeicher 43 angeordnet sein kann. Das Zusammenspiel mit diesem Zwischenspeicher 43 erfolgt dann über eine geeignete Schaltung bzw. geeignete Ventilmittel, die hier nicht näher beschrieben werden müssen.

Im Inneren des dritten Ringsegmentes 23 ist ein weiterer Ballon- oder Blasenspeicher 48 angeordnet, durch den auch im dritten Ringsegment 23 ein zusätzlicher Pneumatikfederspeicher 47 ausgebildet, der im folgenden als Rücklaufspeicher 47 bezeichnet wird. Durch die örtliche Nähe dieses Rücklaufspeichers zur Hydraulikkammer 8 können auch hier dynamische Verhärtungseffekte durch Fluidträgheiten in der Rücklaufleitung 42 abgefedert werden, wodurch sich das dynamische Verhalten des Aktuators 1 verbessert.

Wie aus den Fig. 1 und 2 eindrücklich hervorgeht, weist der erfindungsgemäße Aktivaktuator 1 einen besonders kompakten Aufbau auf, wobei in das Gehäuse 2 die wesentlichen Komponenten zur Betätigung des Aktuators 1 integriert sind. Der Aktuator 1 kann somit als Einheit ausgelegt werden, da Einflüsse durch die Leitungsdynamik in der Zulaufleitung 38 und in der Rücklaufleitung 42 durch die in unmittelbarer Nähe der Hydraualikkammer 8 angeordneten Speicher, nämlich Zulaufspeicher 46 und Rücklaufspeicher 47, für das Dynamikverhalten des Aktuators 1 unbedeutend sind.

Claims (11)

1. Hydropneumatische Abstützanlage für ein Kraftfahrzeug, ins­ besondere für einen Personenkraftwagen, zum Abstützen eines Fahrzeugrades an einem Fahrzeugaufbau, mit folgenden Merkmalen:

• - die Abstützanlage weist ein Abstützaggregat (1) auf, das sich mit dem einen Ende (11) am Fahrzeugrad und mit dem an­ deren Ende (12) am Fahrzeugaufbau abstützt,
• - das Abstützaggregat (1) weist ein Gehäuse (2) auf, an dem eines der Enden (11) des Abstützaggregates (1) ausgebildet ist und in dem eine Hydraulikkammer (8) ausgebildet ist, die ein Hydraulikmittel enthält,
• - das Abstützaggregat (1) weist einen Verdränger (5) auf, an dem das andere Ende (12) des Abstützaggregates (1) ausge­ bildet ist und der am Gehäuse (2) relativ dazu verstellbar gelagert ist, wobei der Verdränger (5) mit der Hydraulik­ kammer (8) zusammenwirkt und in Abhängigkeit seiner Rela­ tivverstellung deren Volumen verändert,
• - die Abstützanlage weist einen Pneumatikfederspeicher (44) auf, in dem eine Pneumatikkammer (13) ausgebildet ist, in der ein Gas in der Pneumatikkammer (13) enthaltenes Hydrau­ likmittel mit Druck beaufschlagt,
• - das Gehäuse (2) weist einen Innenzylinder (3) und einen diesen umgebenden Ringzylinder (4) auf,
• - die Hydraulikkammer (8) ist im Innenzylinder (3) ausgebil­ det,
• - der Verdränger (5) ist als Kolben (3) oder Plunger ausge­ bildet, der im Innenzylinder (3) axial verstellbar gelagert ist, und die Pneumatikkammer (13) ist im Ringzylinder (4) ausgebildet,
• - die Abstützanlage weist eine Hydraulikverbindung (45) auf, durch welche die Pneumatikkammer (13) und die Hydraulikkam­ mer (8) miteinander kommunizieren, derart, daß die Verdrän­ gungswirkung des Verdrängers (5) Hydraulikmittel von der Hydraulikkammer (8) in die Pneumatikkammer (13) zu fördern sucht und die Federwirkung des Gases Hydraulikmittel von der Pneumatikkammer (13) in die Hydraulikkammer (8) zu för­ dern sucht,
• - die Abstützanlage weist eine Hydraulikmittelzuführung (22, 31, 38) auf, welche die Hydraulikkammer (8) mit einer Druckquelle (32) verbindet,
• - die Abstützanlage weist eine Hydraulikmittelrückführung (23, 41, 42) auf, welche die Hydraulikkammer (8) mit einer Drucksenke (35; 43) verbindet,
• - die Abstützanlage besitzt Ventilmittel, nämlich ein Dämp­ ferventil (26) zur Steuerung der Hydraulikverbindung (45), ein Druckaufbauventil (30) zur Steuerung der Hydraulikmit­ telzuführung (22, 31, 38) und ein Rückströmventil (40) zur Steuerung der Hydraulikmittelrückführung (23, 41, 42),
• - Pneumatikfederspeicher (44), Hydraulikverbindung (45) und Dämpferventil (26) sind im Gehäuse (2) des Abstützaggrega­ tes (1) untergebracht,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - das Druckaufbauventil (30) und das Rückströmventil (40) sind ebenfalls im Gehäuse (2) untergebracht,
• - die Ventilmittel (26; 30; 40) sind elektrisch betätigbar ausgebildet,
• - in einem axialen Abschnitt (20) des Ringzylinders (4) sind drei gegeneinander abgedichtete Ringsegmente (21; 22; 23) ausgebildet,
• - das erste Ringsegment (21) enthält eine mit der Hydraulik­ kammer (8) kommunizierende erste Radialöffnung (25) sowie eine mit der Pneumatikkammer (13) kommunizierende Axialöff­ nung (27),
• - das Dämpferventil (26) ist im ersten Ringsegment (21) un­ tergebracht und steuert eine der Öffnungen (25; 27).

2. Abstützanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikmittelzuführung (22, 31, 38) einen zusätzli­ chen Pneumatikfederspeicher als Zulaufspeicher (46) aufweist, der im Gehäuse (2) des Abstützaggregates (1) untergebracht ist.

3. Abstützanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikmittelrückführung (23, 41, 42) einen zusätzli­ chen Pneumatikfederspeicher als Rücklaufspeicher (47) aufweist, der im Gehäuse (2) des Abstützaggregates (1) untergebracht ist.

4. Abstützanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Druckquelle (32) dienende Pumpe im Gehäuse (2) des Abstützaggregates (1) untergebracht ist.

5. Abstützanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ringsegment (22) eine mit der Hydraulikkammer (8) kommunizierende zweite Radialöffnung (29) und einen mit der Druckquelle (32) kommunizierenden Zulaufanschluß (31) aufweist, wobei das Druckaufbauventil (30) im zweiten Ringsegment (22) untergebracht ist und die zweite Radialöffnung (29) steuert.

6. Abstützanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufspeicher (46) im zweiten Ringsegment (22) ausge­ bildet ist.

7. Abstützanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufspeicher (46) mindestens eine Membranblase (36, 37) als Gasspeicher aufweist, die im zweiten Ringsegment (22) angeordnet ist.

8. Abstützanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ringsegment (23) eine mit der Hydraulikkammer (8) kommunizierende dritte Radialöffnung (39) und einen mit der Drucksenke (35; 43) kommunizierenden Rücklaufanschluß (41) auf­ weist, wobei das Rückströmventil (40) im dritten Ringsegment (23) untergebracht ist und die dritte Radialöffnung (39) steu­ ert.

9. Abstützanlage nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufspeicher (47) im dritten Ringsegment (23) aus­ gebildet ist.

10. Abstützanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufspeicher (47) mindestens eine Membranblase (48) als Gasspeicher aufweist, die im dritten Ringsegment (23) ange­ ordnet ist.

11. Abstützanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pneumatikkammer (13) eine flexible Membran (17) das Gas vom Hydraulikmittel trennt.