DE3939098A1 - Stossdaempfereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßdämpfereinheit für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Stoßdämpfereinheit, die zur Niveauregulierung des Fahrzeugs dient, ist aus der DE-OS 37 20 729 bekannt. Dabei wird mit dem induktiven Sensor die relative Stellung des Stoßdämpfergehäuses zur Kolbenstange und damit eine Änderung des Abstands zwischen Karosserie und Boden, also des Höhenstandes oder Niveaus des Fahrzeugs erfaßt. Bei der bekannten Stoßdämpfereinheit erstreckt sich die Induktionsspule in die Rollfalte des Balgs. Damit ist die Länge der Induktionsspule nach unten begrenzt, weil es sonst beim Einfedern zu Freigangsproblemen mit der Rollfalte kommt. Beim Ausfedern des Stoßdämpfergehäuses kann daher nur ein relativ kleiner Federweg durch den induktiven Sensor erfaßt werden, so daß die bekannte Stoßdämpfereinheit nicht in der Lage ist, den gesamten Federweg des Stoßdämpfers eines Fahrzeugs zu messen. Auch muß die Rollfalte des Balgs, die die Induktionsspule aufnimmt, relativ breit ausgebildet werden, was sich ungünstig auf die Hysterese, also das Ansprechverhalten der Luftfeder auswirkt. Hinzu kommt, daß zwischen der Induktionsspule in der Rollfalte und dem Stoßdämpfergehäuse ein relativ großer Abstand besteht, wodurch die Stärke der induktiven Signale und damit die Genauigkeit des Sensors herabgesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stoßdämpfereinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung bereitzustellen, mit der der Höhenstand des Fahrzeugs über den gesamten Federweg der Stoßdämpfer präzise erfaßt und reguliert werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Stoßdämpfereinheit erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinheit ist die Induktionsspule an einer Halterung befestigt, die sich vom Bereich des Stützlagers nach unten erstreckt. Damit kann sich die Induktionsspule so weit nach oben erstrecken, daß der gesamte Einfederweg gemessen werden kann.

Da weiterhin bei der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinheit die Induktionsspule zwischen Balgabrollgehäuse und Stoßdämpfergehäuse eintaucht, kann sich die Rollfalte des Balgs beim Einfedern des Stoßdämpfers über das untere Ende der Induktionsspule hinaus nach oben bewegen. Die Rollfalte des Balgs der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinheit weist dadurch zugleich eine relativ geringe Breite auf, so daß sie bei Relativbewegungen des Stoßdämpfergehäuses gegenüber der Kolbenstange frühzeitig losbricht, wodurch die Hysterese bzw. das Ansprechverhalten der Luftfeder verbessert wird. Zugleich wird damit ein relativ geringer Abstand zwischen der Induktionsspule und dem Stoßdämpfergehäuse erzielt, was der Stärke der induktiven Signale und damit der Genauigkeit des induktiven Sensors zugute kommt.

Die Induktionsspule bzw. deren Halterung ist entweder an der Karosserie oder an der Kolbenstange befestigt.

Bei der ersten Ausführungsform, bei der die Induktionsspule an der Karosserie befestigt ist, werden vom Sensor auch die Radbewegungen erfaßt, die vornehmlich zu einer Federung im Stützlager führen, also z.B. beim Überfahren von kurz aufeinanderfolgenden kleineren Bodenunebenheiten hervorgerufen werden. Diese Ausführungsform ist für eine aktive Federung geeignet. Die so erfaßten hochfrequenten, dynamischen Höhenstandsänderungen können nämlich beispielsweise zu einem Signal aufbereitet werden, das zur Umschaltung der Kennung des Stoßdämpfers oder zur Änderung der Luftfederkennung z. B. durch Zu- oder Abschalten einer Druckluftkammer an bzw. von der Luftfeder verwendet wird.

Da der Federweg des Stützlagers erfaßt wird, erfolgt bei dieser Ausführungsform auch bei quasi-statischen Vorgängen, beispielsweise bei einer Beladungsänderung eine genaue Messung des Höhenstandes, also des Abstandes der Karosserie vom Boden. D. h., unabhängig davon, ob das gummielastische Stützlager weiter eingefedert (Beladungszunahme) oder weiter ausgefedert ist (Beladungsabnahme) stimmt der Höhenstand des Fahrzeugs bei dieser Ausführungsform nach erfolgter Niveauregulierung mit dem vorgegebenen Sollhöhenstand überein.

Bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinheit, bei der die Induktionsspule an der Kolbenstange des Stoßdämpfers befestigt ist, werden hingegen solche hochfrequente dynamische Änderungen nicht erfaßt, desgleichen andere Höhenstandsänderungen, die vom gummielastischen Stützlager aufgenommen werden. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform die Aufbereitung der Signale des induktiven Sensors vereinfacht, weil beispielsweise Mittelwertbildungen, das Einführen von Zeitkonstanten und andere Parameter, um verwertbare Signale des induktiven Sensors zu bilden, entfallen können. Diese Ausführungsform ist daher in erster Linie lediglich zur Niveauregulierung bestimmt, d. h. zur Messung und Regulierung des Höhenstandes bei quasi-statischen Vorgängen, wie sie bei Beladungsänderungen des Fahrzeugs oder beim Überfahren langwelliger Bodenunebenheiten auftreten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinheit; und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfereinheit.

Gemäß Fig. 1 ist an der Karosserie eines Fahrzeugs ein Stoßdämpfer 2 befestigt. Der Stoßdämpfer 2 weist ein zylindrisches Gehäuse 3 auf, in dem ein nicht dargestellter Arbeitskolben auf- und abbeweglich angeordnet ist. An dem unteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Ende des Stoßdämpfergehäuses 3 ist die Radaufhängung befestigt.

Die Kolbenstange 4 des Arbeitskolbens ist mit ihrem oberen Ende in einem Stützlager 5 aus gummielastischem Material befestigt. Dazu ist das Stützlager 5 mit einer Längsbohrung versehen, in der eine Hülse 6 befestigt ist, in die der verjüngte obere Endabschnitt 7 der Kolbenstange 4 gesteckt ist. Ferner ist an dem Ende des Abschnitts 7 der Kolbenstange 4, das das Stützlager 5 durchragt, also auf der von dem Stoßdämpfer 2 abgewandten Seite des Stützlagers 5 angeordnet ist, ein Gewinde 8 vorgesehen, auf das eine Mutter 9 geschraubt ist, die sich an einem Ringflansch 10 am oberen Ende der Hülse 6 abstützt, wobei sich die Hülse 6 mit ihrem anderen Ende an einer ringförmigen Stufe 11 der Kolbenstange 4 abstützt, von der sich der verjüngte Endabschnitt 7 nach oben erstreckt.

Das Stützlager 5 ist in einer Hülse 12 angeordnet, die in einem Auge in der Karosserie 1 sitzt und einen Flansch 13 aufweist, der die Karosserie 1 untergreift und an derselben mittels Schrauben 14 befestigt ist.

Die Stoßdämpfereinheit weist ferner eine Luftfeder auf, die durch eine gasdichte Kammer 15 gebildet wird, die den oberen Abschnitt des Gehäuses 3 und die Kolbenstange 4 des Stoßdämpfers 2 umschließt.

Dazu ist koaxial zum Stoßdämpfer 2 ein gasdichter Balg 16 vorgesehen, der mit seinem oberen Ende an der Karosserie 1 befestigt ist. Der untere Abschnitt des Balgs 16 ist unter Bildung einer Rollfalte 17 nach innen und oben gestülpt. Mit seinem nach innen gestülpten Ende ist der Balg 16 an einem Balgabrollgehäuse 18 befestigt, das einen zylindrischen Mantel 19 und am unteren Ende des Mantels 19 einen Boden 20 aufweist, mit dem das Abrollgehäuse 18 an dem Stoßdämpfergehäuse 3 befestigt ist.

Der zylindrische Mantel 19 des Abrollgehäuses 18, der koaxial um den Stoßdämpfer 2 angeordnet ist, erstreckt sich nach oben allenfalls so weit, daß der Abstand zwischen der oberen Kante 21 des Mantels 19 und der Karosserie 1 größer ist als der Einfederweg des Stoßdämpfers 2.

An dem oberen Ende des Mantels 19 des Abrollgehäuses 18 ist das nach innen und oben gestülpte Ende des Balgs 16 mit einem Ring 22 gasdicht befestigt. Das andere Ende des Balgs 16 ist auf einem vom Flansch 13 der Stützlager-Aufnahmehülse 12 nach unten ragenden, koaxial zum Stoßdämpfer 2 angeordneten zylindrischen Abschnitt 23 gesteckt und mit diesem mit einem Ring 24 gasdicht verbunden.

Die Kammer 15 wird somit gasdicht von dem Boden 20 und dem Mantel 19 des Abrollgehäuses 18, dem Balg 16, dem Stützlager 5, in der gasdicht die Kolbenstange 4 sitzt, sowie dem Flansch 13 und dem zylindrischen Abschnitt 23 an der Stützlageraufnahmehülse 12 umschlossen.

Vom Bereich des Stützlagers 5 erstreckt sich eine Halterung 25 nach unten, die eine Induktionsspule 26 eines induktiven Sensors trägt. Die Halterung 25, die als zum Stoßdämpfer 2 koaxialer Zylinder ausgebildet ist, ist an ihrem oberen Ende mit einem Ringflansch 27 versehen, mit dem sie mit den Schrauben 14 an der Karosserie 1 unter Zwischenschaltung des Flansches 13 des Stützlageraufnahmegehäuses 12 befestigt ist. Die Induktionsspule 26 ist an der der Kolbenstange 4 bzw. dem Stoßdämpfergehäuse 3 zugewandten Seite, also an der Innenseite der Halterung 25 befestigt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung, bei der sich das Stoßdämpfergehäuse 3 in einer Position befindet, die dem Sollhöhenabstand des Fahrzeugs entspricht, taucht die Halterung 25 mit ihrem unteren Ende bzw. die Induktionsspule 26 in den Ringraum zwischen dem Dämpfergehäuse 3 und dem Mantel 19 des Abrollgehäuses 18 ein.

Die Induktionsspule 26 erstreckt sich zumindest so weit nach oben, wie es der Position der oberen Kante 28 des Dämpfergehäuses 3 in der maximal eingefederten Stoßdämpferstellung entspricht, bzw. so weit nach unten, wie es der Position der oberen Kante 28 des Dämpfergehäuses 3 in der maximal ausgefederten Stoßdämpferstellung entspricht.

An die Kammer 15 ist eine nicht dargestellte Druckluftleitung angeschlossen, mit der der Luftfeder bzw. Kammer 15 Druckluft zugeführt oder von ihr abgeführt werden kann. Die Druckluftleitung kann dazu beispielsweise über ein entsprechendes Ventil einerseits mit einem Kompressor oder einer anderen Druckluftquelle und andererseits mit der Atmosphäre verbindbar sein.

Der elektrische Strom, der in der Induktionsspule 26 fließt, wird entsprechend der Induktion geändert, die davon abhängig ist, wieweit das als Spulenkern wirkende Stoßdämpfergehäuse 3 in die Spule 26 eintaucht.

Durch Messung des durch die Spule 26 fließenden elektrischen Stromes kann damit der Höhenstand des Fahrzeugs ermittelt werden.

Bei Änderungen des elektrischen Stroms wird z. B. das erwähnte Ventil betätigt, so daß die Druckluftleitung mit der Druckluftquelle verbunden wird und Druckluft in die Kammer 15 strömt, oder alternativ dazu, damit Druckluft aus der Kammer 15 in die Atmosphäre abgeführt wird, wodurch der Stoßdämpfer 2 ausgefahren bzw. eingezogen wird, bis sich der Sollhöhenstand eingestellt hat.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Halterung 25′ für die Induktionsspule 26 nicht an der Karosserie 1, sondern an der Kolbenstange 4 des Stoßdämpfers 2 befestigt ist.

Die Halterung 25′ weist dazu einen Boden 27′ auf, dessen die Kolbenstange 4 umschließende Innenkante 29 zwischen der Hülse 6 in dem Stützlager 5 und der Kante 11 an dem verjüngten Endabschnitt 7 der Kolbenstange 4 eingeklemmt ist.

Der Boden 27′ kann zugleich ein Widerlager für ein nicht dargestelltes zusätzliches gummielastisches Federelement bilden, das sich vom Boden 27′ in Richtung des Dämpfergehäuses 3 erstreckt und von der Kolbenstange 4 durchragt wird. Weiterhin ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform das untere Ende des Stützlagers 5′ breiter ausgebildet, um einen direkten Kontakt des Bodens 27′ mit dem Stützlageraufnahmegehäuse 12 beim Einfedern des Stützlagers 5′ zu vermeiden.

Claims (4)

1. Stoßdämpfereinheit für Fahrzeuge mit einem Stoßdämpfer, in dessen Gehäuse ein auf- und abbeweglicher Arbeitskolben angeordnet ist, der mit seiner Kolbenstange über ein gummielastisches Stützlager mit der Karosserie verbunden ist, mit einer Luftfeder, die einen Balg aufweist, der einerseits über ein Balgabrollgehäuse am Stoßdämpfergehäuse und andererseits im Bereich des Stützlagers gasdicht befestigt ist, einer Einrichtung zur Zufuhr und Abfuhr von Druckluft zu bzw. aus der Luftfeder, einem induktiven Sensor, dessen Induktionsspule das obere Ende des Arbeitszylinders umgibt, und mit einer Steuereinrichtung zur Betätigung der Druckluftzufuhr- bzw. -abfuhreinrichtung in Abhängigkeit von der mit der Induktionsspule sensierten Position des Stoßdämpfergehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (26) mit einer Halterung (25, 25′) im Bereich des Stützlagers (5, 5′) befestigt ist und sich zwischen das Stoßdämpfergehäuse (3) und das Balgabrollgehäuse (18) erstreckt.

2. Stoßdämpfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (25) der Induktionsspule (26) an der Karosserie (1) befestigt ist.

3. Stoßdämpfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (25′) der Induktionsspule (26) an der Kolbenstange (4) befestigt ist.

4. Stoßdämpfereinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (16) an der Karosserie (1) befestigt ist.