DE4242534A1 - Federungssystem für Kraftfahrzeuge sowie Dämpfungsventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federungssystem ins­ besondere zur Radabstützung bei Kraftfahrzeugen, mit min­ destens einem aus einem Zylinder und einem darin zum Ein- und Ausfedern beweglich geführten Kolben bestehenden, hy­ draulischen Federbein, wobei beim Einfedern des Federbeins zumindest ein Teil des Hydraulikmediums insbesondere in einen hydropneumatischen Federspeicher verdrängt wird und das Hydraulikmedium beim Ausfedern wieder zurückströmt, wobei zumindest die Ausfederungsströmung des Federbeins über einen Strömungsweg eines Dämpfungsventils geführt und dadurch gedämpft wird, daß der Strömungsweg mittels eines Ventilelementes beim Auftreten der Ausfederungsströmung ständig alternierend geschlossen und wieder geöffnet wird.

Ferner betrifft die Erfindung auch ein insbesondere für das genannte Federungssystem verwendbares Dämpfungsventil mit einem in einem Strömungsweg für ein Hydraulikmedium derart angeordneten und derart ausgebildeten Ventilelement, daß der Strömungsweg bei einer Strömung des Hydraulikmediums zur Erzeugung einer Dämpfungswirkung durch das Ventil­ element ständig alternierend geschlossen und wieder geöff­ net wird.

Üblicherweise wird zur Dämpfung eine Hydraulikströmung über eine Drosselung geführt, wobei nach dem "Strömungswider­ standsprinzip" bewußt Wirbel und Turbulenzen in der zu dämpfenden Strömung erzeugt werden. Dies führt aber zu einer insbesondere bei hydropneumatischen Systemen sehr nachteiligen Erwärmung des Hydraulikmediums, denn die Wärme überträgt sich auf das für die Federwirkung maßgebliche pneumatische Medium, wodurch sich die Federkennlinie und damit gegebenenfalls auch das jeweilige statische Fahrzeug­ niveau ändern können. Zudem können durch die Turbulenzen insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten (schnelle Federbewegungen des jeweiligen Federbeins) sogar schädliche Erosionserscheinungen im Bereich der Drosselung auftreten.

Aus der EP-A-0 515 991 sind demgegenüber ein Federungs­ system und ein Dämpfungsventil der gattungsgemäßen Art be­ kannt, wobei - in Abkehr von dem bisherigen Dämpfungs- bzw. Drosselprinzip mit Wirbel- und Turbulenzbildung - eine "Dämpfungswirkung" durch ein gesteuertes, dosiertes, suk­ zessives "Nachlassen" von Hydraulikmedium entsteht. Dies führt zu einer "zeitlichen Streckung" des Ausfederungsvor­ ganges bei ansonsten gleichbleibender Energie; es erfolgt ein zeitverzögerter Druck- und Energieabbau, indem die beim Einfedern gespeicherte Energie während des nachfolgenden Ausfederns "portionsweise" abgegeben wird, wodurch prak­ tisch eine Verringerung der Federkraft in Ausfederungsrich­ tung und damit quasi die Wirkung einer "Dämpfung" erreicht wird. Jeweils bei geschlossenem Strömungsweg wird ein bestimmtes Volumen des Hydraulikmediums in dem Federbein gekammert, und es erfolgt durch eine geringfügige Expansion ein rapider Druckabfall gegenüber dem Druck des Feder­ speichers. Diese Druckdifferenz wird in der bevorzugten Ausführung des bekannten Systems dazu ausgenutzt, um hier­ mit praktisch selbsttätig das alternierende Schließen und Öffnen der Verbindung zwischen Federbein und zugehörigem Federspeicher zu steuern. Das Ventilelement bildet hierzu eine Art Rückschlagventil, indem es in Schließrichtung mit dem hydraulischen Druck des Federbeins und zusätzlich mit einer elastischen Vorspannkraft beaufschlagt ist und in Öffnungsrichtung mit dem hydraulischen Druck des Feder­ speichers. Hierdurch schließt das Ventilelement selbst­ tätig bei Druckgleichgewicht oder auch schon bei einer nur noch geringen Druckdifferenz, und bei zunehmender Druckdif­ ferenz, d. h. bei Erreichen eines insbesondere voreinstell­ baren Differenzbetrages, öffnet das Ventilelement den Strömungsweg.

Dieses bekannte Federungssystem hat sich im wesentlichen bewährt. So wird hierbei insbesondere ein schädliches, schnelles "Rückschlagen" der Fahrzeugräder in Ausfederungs­ richtung vermieden. Zudem kann eine gute Stabilisierung des Fahrzeuges insbesondere gegen seitliches Wanken (Neigen um die Fahrzeuglängsachse z. B. bei Kurvenfahrt) erreicht werden, indem das Ventilelement zusätzlich auch mit einem hydraulischen Steuerdruck in Schließrichtung vorgespannt wird, wobei als Steuerdruck der hydraulische Druck eines zweiten, in dem Fahrzeug auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Federbeins verwendet wird. Es wird hierdurch sehr effektiv einer "Kippneigung" des Fahrzeuges entgegen­ gewirkt. Nun hat sich allerdings gezeigt, daß ein mit diesem bekannten System ausgerüstetes Fahrzeug in manchen Fällen noch ein recht "hartes", unkomfortables Federungs­ verhalten hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, ausgehend von dem genannten Stand der Technik ein Fede­ rungssystem zu schaffen, mit dem unter Beibehaltung der guten Dämpfungswirkung - und insbesondere auch der Möglich­ keit einer effektiven Fahrzeug-Stabilisierung - der Fede­ rungskomfort wesentlich verbessert werden kann. Ferner soll auch ein entsprechendes Dämpfungsventil geschaffen werden.

Erfindungsgemäß wird dies durch einen das Ventilelement des Dämpfungsventils überbrückenden, derart ausgebildeten By­ pass erreicht, daß in einem statischen, im wesentlichen strömungslosen Zustand über den Bypass ein Druckausgleich zwischen den beidseitig des Ventilelementes angeordneten Abschnitten des Strömungsweges gewährleistet ist und in einem dynamischen Zustand bei Auftreten einer Strömung der Bypass diese Druckausgleichsfunktion im wesentlichen ver­ liert.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß aufgrund der bei dem bekannten Federungssystem vorgesehenen "Differenz­ drucksteuerung" des Dämpfungsventilelementes nach der Aus­ federungsbewegung, d. h. nach Beendigung der Ausfederungs­ strömung, oftmals ein bestimmter Differenzdruck verbleibt, der dann bei einem nachfolgenden Einfedern zunächst über­ wunden werden muß, bevor ein zum Ausfederungsströmungsweg parallel geschaltetes, bei einer Einfederungsströmung öff­ nendes Rückschlagventil öffnet. Dies führt zu einem "har­ ten" Anfedern in Einfederungsrichtung, was sich dadurch nachteilig bemerkbar macht, daß die jeweils im Fahrzeug befindlichen Personen teilweise recht harte Schläge mitbe­ kommen. Zudem wurde erkannt, daß insbesondere mit der zur Kippstabilisierung vorgesehenen Vorspannung jedes Ventils mit dem hydraulischen Druck des jeweils gegenüberliegenden Federbeins besondere Probleme auftreten, weil dann eine auf die beiden Fahrzeugseiten ungleich verteilte Last auch zu unterschiedlichen Federungseigenschaften auf den beiden Fahrzeugseiten führt. Ist beispielsweise die Last auf der rechten Seite höher als auf der linken Seite, so ist das Dämpfungsventil der linken Seite stärker vorgespannt als auf der rechten Seite; auf der linken Seite ist daher die Federung "härter" als auf der rechten Seite.

Nun wird durch die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise erreicht, daß sich die beiden das Dämpfungsventilelement beaufschlagenden Drücke im statischen Zustand stets über den Bypass so ausgleichen können, daß bei einem nachfolgen­ den Einfedern kein Differenzdruck mehr überwunden werden muß; es ist vorteilhafterweise ein sehr "weiches", komfor­ tables Anfedern gewährleistet. Tritt nun aber eine Aus­ federungsströmung auf, so wirkt der erfindungsgemäße Bypass so, als wäre er geschlossen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Bypass einen derart geringen Strömungs­ querschnitt aufweist, daß er einer Strömung einen solch großen Strömungswiderstand entgegensetzt, daß dies einem Schließen des Bypasses von der Wirkung her praktisch gleichkommt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungs­ form der Erfindung wird zudem der Bypass zusätzlich zwangs­ weise durch eine in Abhängigkeit von den jeweiligen Strö­ mungs- und/oder Druckverhältnissen steuerbare Verschluß­ einrichtung geöffnet oder geschlossen.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Federungssystem durch ein Zusammenwirken von jeweils zwei Federbeinen auch eine Stabilisierung insbesondere gegen seitliches Wanken vorgesehen, wobei eine Ansteuerung wiederum mit dem als Steuerdruck verwendeten, hydraulischen Druck des jeweils gegenüberliegenden Federbeins erfolgt. Allerdings ist nun erfindungsgemäß ein statischer Druckausgleich jeweils der­ art vorgesehen, daß auch bei ungleichmäßiger Belastungsver­ teilung auf beiden Fahrzeugseiten optimale, komfortable Federungseigenschaften gewährleistet sind, indem nur bei dynamischen Vorgängen, d. h. bei dynamischen Veränderungen des jeweiligen hydraulischen Druckes auf einer der beiden Fahrzeugseiten, die Stabilisierung durch gesteigerte Vor­ spannung des jeweils gegenüberliegenden Dämpfungsventils wirksam wird. Dies wird in der Beschreibung eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels noch genauer erläutert werden.

Im übrigen sind vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale und Ausführungsvarianten der Erfindung in den von dem jeweili­ gen Haupt- bzw. Nebenanspruch abhängigen Unteransprüchen sowie in der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand der Zeichnung soll im folgenden die Erfindung bei­ spielhaft näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Federungssystems mit zwei einer Fahrzeugachse zugeordneten, auf gegenüberliegen­ den Seiten des Fahrzeugs angeordneten Federbeinen sowie mit zugehörigen Federspeichern und Dämp­ fungsventilen, wobei die Einzelkomponenten je­ weils in prinzipiellen, stark vereinfachten Längsschnitten dargestellt sind,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung eines der beiden Dämpfungsventile und

Fig. 3 eine Darstellung analog zu Fig. 2, jedoch in einer Ausführungsvariante.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile und Komponenten stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß jede eventuell nur einmal vorkommende Beschreibung eines Teils analog auch bezüglich der anderen Zeichnungsfiguren gilt, in denen dieses Teil mit dem ent­ sprechenden Bezugszeichen ebenfalls zu erkennen ist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten, bevorzugten Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Federungssystems sind zwei hydraulische Federbeine 2, 4 vorgesehen, die jeweils einem Rad einer Fahrzeugachse zugeordnet und demzufolge auf ge­ genüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs (links und rechts) angeordnet sind. Jedes Federbein 2, 4 besteht aus einem Zylinder 6 und einem in diesem zum Einfedern und Ausfedern beweglich geführten Kolben 8, der mit einer abgedichtet aus dem Zylinder 6 nach außen führenden Kolbenstange 10 verbun­ den ist. Die Federbeine 2, 4 werden in bekannter Weise mit dem Zylinder 6 einerseits und der Kolbenstange 10 anderer­ seits zwischen einer ungefederten Masse (Fahrzeugrad/ -achse) und einer gefederten Masse (Fahrzeugrahmen/-aufbau) angeordnet.

Jedes Federbein 2, 4 enthält ein Hydraulikmedium, welches aufgrund einer das Federbein 2 bzw. 4 jeweils belastenden Gewichtskraft F1 bzw. F2 unter einem hydraulischen Druck p_h1 bzw. p_h2 steht. Jedes Federbein 2, 4 ist über eine hydrau­ lische Verbindung 12 bzw. 14 vorzugsweise mit einem hydro­ pneumatischen Federspeicher 16 bzw. 18 verbunden. In jedem Federspeicher 16, 18 wirkt ein mit einem pneumatischen Vor­ spanndruck p_P1 bzw. p_P2 vorgespanntes, kompressibles Medium insbesondere über einen freibeweglich geführten Trennkolben 20 gegen das hydraulische Medium, welches hierdurch unter einem hydraulischen Speicherdruck p_s1 bzw. p_s2 steht. Hierbei ist im statischen Zustand jeweils der hydraulische Druck im Federbein gleich dem zugehörigen hydraulischen Speicher­ druck.

Zwischen jedem Federbein 2, 4 und seinem zugehörigen Feder­ speicher 16, 18 ist in der jeweiligen Verbindung 12, 14 ein Dämpfungsventil 22 bzw. 24 angeordnet. In jedem Dämpfungs­ ventil 22, 24 ist für eine Ausfederungsströmung vom Feder­ speicher zum Federbein ein Strömungsweg 26 gebildet, in dem ein rückschlagventilartiges Ausfederungsventil 28 mit einem Ventilelement 30 und einem Ventilsitz 32 derart angeordnet ist, daß mittels des Ventilelementes 30 der Strömungsweg 26 bei Auftreten der Ausfederungsströmung (Pfeilrichtung 34) ständig alternierend (abwechselnd) geschlossen und wieder geöffnet wird. Bei Auftreten einer umgekehrten Einfederungs­ strömung schließt das Ausfederungsventil 28; diese Einfede­ rungsströmung wird dann über ein hydraulisch parallelge­ schaltetes, gegensinnig wirkendes Rückschlagventil 36 ge­ führt (Pfeilrichtung 38).

Bevorzugt ist das Ventilelement 30 so ausgebildet bzw. an­ geordnet, daß es den Strömungsweg 26 selbsttätig, "eigen­ gesteuert", d. h. ohne äußere Betätigung, ständig abwech­ selnd schließt und öffnet. Hierzu ist das Ventilelement 30 einerseits in seiner Öffnungsrichtung mit dem hydraulischen Druck p_S1 bzw. p_S2 des jeweiligen Federspeichers 16 bzw. 18 und andererseits in seiner Schließrichtung mit dem hydrau­ lischen Druck p_h1 bzw. p_h2 des jeweiligen Federbeins 2 bzw. 4 sowie zusätzlich mit einer federelastischen, zweckmäßi­ gerweise durch eine nicht dargestellte Druckfeder erzeugten Schließkraft F_F beaufschlagt. Jeweils im geschlossenen Zu­ stand des Ausfederungsventils 28 tritt aufgrund einer ge­ ringfügigen weitergehenden Ausfederungsbewegung des Feder­ beins 2 bzw. 4 eine geringfügige Expansion des darin gekam­ merten Hydraulikmediums und damit zwangsläufig ein rapider Druckabfall auf, so daß der Speicherdruck p_s1, p_s2 dann je­ weils größer als der Federbeindruck p_h1, p_h2 ist. Aufgrund dieser Druckdifferenz öffnet dann das Ventil 28, weil die druckbedingte Öffnungskraft größer als die insgesamt wir­ kende, druck- und schließfederbedingte Schließkraft wird. Bei so geöffnetem Ventil 28 erfolgt wieder ein Druckaus­ gleich, und bei Druckgleichgewicht oder schon bei einem noch geringen Betrag einer Druckdifferenz schließt das Ven­ til 28 wieder, weil dann die Schließkraft größer als die Öffnungskraft wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Ausfederungsbewegung des Federbeins 2, 4 ganz beendet ist.

Erfindungsgemäß ist nun jeweils ein das Ausfederungsventil 28 und sein Ventilelement 30 überbrückender Bypass 40 vor­ gesehen (s. hierzu insbesondere Fig. 2 und 3), der derart ausgebildet ist, daß in einem statischen, im wesentlichen strömungslosen Zustand über den Bypass 40 ein Druckaus­ gleich zwischen den beidseitig des Ventilelementes 30 ange­ ordneten Abschnitten des Strömungsweges 26 gewährleistet ist und in einem dynamischen Zustand bei Auftreten einer Strömung der Bypass 40 diese Druckausgleichsfunktion im wesentlichen verliert. Bevorzugt ist hierbei der Bypass 40 als ein sich durch das Ventilelement 30 erstreckender Durchgangskanal 42 ausgebildet.

Um die genannte Wirkungsweise des Bypasses 40 zu erreichen, besitzt dieser vorzugsweise einen derart geringen Strö­ mungsquerschnitt, daß er bei Auftreten der Strömung auf­ grund eines hohen Strömungswiderstandes hinsichtlich seiner Druckausgleichsfunktion praktisch geschlossen ist, d. h. er wirkt dann so, als wäre er im wesentlichen geschlossen. In der dargestellten, besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Bypass 40 zusätzlich noch durch eine in Abhängig­ keit von den jeweiligen Strömungs- und/oder Druckverhält­ nissen steuerbare Verschlußeinrichtung 44 geöffnet oder ge­ schlossen. Dies führt zu dem wesentlichen Vorteil, daß durch eine spezielle, im folgenden noch genauer zu erläu­ ternde Ansteuerung der Verschlußeinrichtung 44 der Bypass 40 auch in Abhängigkeit von den in dem anderen, jeweils ge­ genüberliegenden Federbein 4/2 und seinem zugeordneten Fe­ derspeicher 18/16 herrschenden Strömungs- und/oder Druck­ verhältnissen erfolgen kann, was für eine Fahrzeugstabili­ sierung wesentliche Vorteile hat. Hierzu ist es zudem vor­ teilhaft, wenn die Verschlußeinrichtung 44 mit einem Ver­ schlußstößel 46 in Schließrichtung des Ventilelementes 30, d. h. von dessen dem Ventilsitz 32 abgekehrten Seite her, auf den den Bypass 40 bildenden Durchgangskanal 42 des Ven­ tilelementes 30 wirkt. Der Verschlußstößel 46 bildet mit der Mündungsöffnung des Durchgangskanals 42 praktisch ein Sitzventil, wobei der Verschlußstößel 46 vorzugsweise ein ventilkegelartiges Ende 48 besitzt. Da dieses Ende 48 so­ mit in demjenigen Abschnitt des Strömungsweges 26 angeord­ net ist, in dem der hydraulische Druck p_h1 bzw. p_h2 des Federbeins 2 bzw. 4 herrscht, wird der Verschlußstößel 46 auf dieser Seite mit diesem hydraulischen Federbeindruck beaufschlagt, wodurch eine Kraft entsteht, die die Tendenz hat, den Verschlußstößel 46 von dem Ventilelement 30 weg in seine den Bypass 40 öffnende Stellung zu verschieben. Nun ist erfindungsgemäß aber der Verschlußstößel 46 auf seiner dem Ventilelement 30 abgekehrten Seite umfänglich abgedich­ tet in einer Steuerdruckkammer 50 geführt und hier mit einem insbesondere hydraulischen Steuerdruck p_st1 bzw. p_st2 beaufschlagt bzw. beaufschlagbar, wobei durch Beaufschla­ gung mit diesem Steuerdruck eine Kraftkomponente entsteht, die die Tendenz hat, den Verschlußstößel 46 in seine den Bypass 40 schließende Stellung in Richtung des Ventilele­ mentes 30 zu verschieben. Bei dem paarweisen Zusammenwirken jeweils zweier Federbeine 2, 4 ist es dann vorteilhaft, als Steuerdruck jeweils den hydraulischen Druck des anderen, gegenüberliegenden Federbeins 4 bzw. 2 zu verwenden; es gilt p_st1 = p_h2 sowie p_St2 = p_h1. Um nun aber zu vermeiden, daß bei eventuellen lastabhängigen, d. h. durch unterschied­ liche Gewichtskräfte F1, F2 (vgl. Fig. 1) auftretenden Druckunterschieden zwischen den beiden hydraulischen Drücken p_h1 (= p_St2) und p_h2 (= p_St1) bereits eine ungewollte Reaktion der Verschlußeinrichtung 44 erfolgt, ist erfin­ dungsgemäß vorgesehen, daß der Verschlußstößel 46 im sta­ tischen Zustand derart druckausgeglichen ist, daß er dann stets in seiner den Bypass 40 öffnenden Stellung steht, wo­ bei dieser Druckausgleich in einem dynamischen Zustand, und zwar insbesondere dann, wenn sich einer der beiden hydrau­ lischen Drücke der beiden Federbeine 2, 4 dynamisch, d. h. unter Auftreten jeweils einer Strömung, ändert, so aufgeho­ ben wird, daß der Verschlußstößel in seine den Bypass 40 schließende Stellung gebracht wird. Hierdurch wird dann vorzugsweise auch das jeweilige Ventilelement 30 mit einer in seiner Schließrichtung wirkenden Vorspannkraft beauf­ schlagt, die zu einer "härteren" Dämpfung einer in diesem Zustand auftretenden Ausfederungsströmung führt.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 und 3 ergibt, ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel für den genannten Druckaus­ gleich des Verschlußstößels 46 ein Ringkolben 52 vorgese­ hen, der den Verschlußstößel 46 hülsenartig umschließt. Hierbei ist der Verschlußstößel 46 umfänglich abgedichtet sowie relativverschiebbar durch diesen Ringkolben geführt. Der Ringkolben 52 seinerseits ist umfänglich abgedichtet und in axialer Richtung, d. h. in Bewegungsrichtung des Ver­ schlußstößels 46, verschiebbar in einer Gehäusekammer 54 geführt, so daß er diese Gehäusekammer 54 in zwei Teilkam­ mern 56, 58 unterteilt, und zwar in eine erste Teilkammer 56, die auf der dem Ventilelement 30 zugekehrten Seite des Ringkolbens 52 angeordnet und über eine umfänglich abgedich­ tete Durchführung 60 für den Verschlußstößel 46 von dem mit dem hydraulischen Druck p_h1 bzw. p_h2 des Federbeins 2 bzw. 4 beaufschlagten Bereich des Strömungsweges 26 getrennt ist, sowie in eine zweite Teilkammer 58, die auf der dem Ventil­ element 30 abgekehrten Seite des Ringkolbens 52 liegend über eine weitere abgedichtete Stößel-Durchführung 62 von der Steuerdruckkammer 50 getrennt ist. Im Bereich der zweiten Teilkammer 58 ist zwischen dem Ringkolben 52 und einem Widerlager 64 des Verschlußstößels 46 eine vorge­ spannte Druckfeder 66 derart angeordnet, daß in einem drucklosen Zustand einerseits der Verschlußstößel 46 mit dem Widerlager 64 in einer von dem Ventilelement 30 und dem Bypass 40 beabstandeten Anschlagstellung und andererseits der Ringkolben 52 in einer die erste Teilkammer 46 bis auf ein Minimalvolumen verkleinernden Anschlagstellung stehen. Dabei ist nun des weiteren erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Verschlußstößel 46 und der Ringkolben 52 zumindest an­ nähernd gleich große Querschnittsflächen (druckbeaufschlag­ bare Stirnflächen) besitzen.

In der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform ist hierbei nun vorgesehen, daß in der ersten Teilkammer 56 des dem einen Federbein 2 (4) zugeordneten Dämpfungsventils 22 (24) zunächst einmalig in einem statischen Zustand des Fahrzeugs bzw. der beiden Federbeine 2, 4 der hydraulische Druck p_h2 (p_h1) des anderen Federbeins 4 (2) gekammert wird. Hierzu ist die erste Teilkammer 56 über eine hydraulische Verbindung 68 mit dem jeweils anderen, gegenüberliegenden Federbein verbunden, wobei in dieser Verbindung 68 eine Schaltventilanordnung 70 angeordnet ist, die in dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel aus zwei gegensinnig schlie­ ßenden, hydraulisch über einen Entsperrdruck p_E entsperr­ baren Rückschlagventilen besteht. Der zwischen diesen Rückschlagventilen liegende Bereich der Verbindung 68 ist über ein weiteres hydraulisch entsperrbares Rückschlagven­ til mit einem Druckmitteltank verbunden bzw. verbindbar. Durch geeignete Ansteuerung dieser Schaltventilanordnung 70 kann somit die erste Teilkammer 56 mit dem hydraulischen Druck p_h2 (p_h1) des jeweils gegenüberliegenden Federbeins 4 (2) beaufschlagt werden. Danach wird die Verbindung 68 ge­ schlossen, so daß der Druck dann gekammert in der ersten Teilkammer 56 herrscht. Hierdurch stellt sich nun die Druckfeder 66 durch eine Verschiebung des Ringkolbens 52 nach dem Prinzip einer "Druckwaage" bzw. "Kräftewaage" genau auf eine Gegenkraft ein, die unabhängig von den nun den Verschlußstößel 46 und den Ringkolben 52 beaufschlagen­ den Drücken den Verschlußstößel 46 über sein Widerlager 64 in seiner den Bypass 40 öffnenden Stellungen hält. Diese Ausgleichsstellung wird erst dann aufgehoben, wenn sich einer der beiden hydraulischen Drücke der Federbeine dyna­ misch ändert. Ein Einfedern des auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Federbeins 4 (2) führt zu einem Anstieg des Steuerdrucks p_st gegenüber dem auf dieser Seite im Federbein 2 (4) herrschenden hydraulischen Druck p_h1 (p_h2) so daß dann der Verschlußstößel 46 in Richtung des Ventilele­ mentes 30 verschoben wird und so einerseits den Bypass 40 schließt sowie andererseits das Ventilelement 30 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt, die zu einer verstärkten Dämp­ fung in Ausfederungsrichtung auf dieser Fahrzeugseite führt. Hierdurch wird bei einer Kurvenfahrt, wobei jeweils das auf der Außenseite liegende Federbein einfedert, wirk­ sam einem Ausfedern des Federbeins auf der Kurveninnenseite entgegengewirkt. Es handelt sich folglich um eine sehr effektive Stabilisierung gegen Wankbewegungen des Fahr­ zeugs.

Im Falle der Ausführung nach Fig. 2 ist es nun ferner vor­ teilhaft, die zweite Teilkammer 58 ständig mit dem hydrau­ lischen Speicherdruck p_S1 (p_S2) des zugehörigen Federspei­ chers 16 (18) zu beaufschlagen. Diese vorteilhafte Weiter­ bildung ist insofern von Vorteil, als hierdurch die Druck­ feder 66 in ihrer Wirkung unterstützt wird, indem der Speicherdruck dann auf dieser Seite den Ringkolben 52 be­ aufschlagt. Es reicht hierdurch eine einfache und preis­ werte Druckfeder 66 mit nur relativ geringer Federkraft aus.

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsvariante ist die erste Teilkammer 56 über eine hydraulische Verbindung 72 ständig mit dem jeweils gegenüberliegenden Federbein 4 (2) verbunden, wobei aber die hydraulische Verbindung 82 einen derart geringen Strömungsquerschnitt aufweist (was gegebenenfalls durch eine in der Verbindung 72 angeordnete Drosselung 74 erreicht werden kann), daß in der ersten Teilkammer 56 im statischen, im wesentlichen strömungslosen Zustand praktisch der gleiche Druck (Steuerdruck) herrscht, wie in der′ Steuerdruckkammer 50. Wenn sich nun aber der Steuerdruck dynamisch ändert, so setzt sich diese Druck­ änderung aufgrund des Strömungswiderstandes der hydrauli­ schen Verbindung 72 nur verzögert in Richtung der ersten Teilkammer 56 fort; es herrscht dort somit ein "modifi­ zierter Steuerdruck" p_st1′ (p_St2′). Bei dieser Ausführung ist die zweite Teilkammer 58 obligatorisch mit dem zugehörigen Speicherdruck p_S1 (p_S2) beaufschlagt. Bei dieser beschriebe­ nen Ausführung ist der Verschlußstößel 46 in einem stati­ schen Zustand vollständig druckausgeglichen und steht somit in seiner den Bypass 40 öffnenden, von dem Ventilelement 30 beabstandeten Stellung. Bei einem dynamischen Anstieg des hydraulischen Druckes des gegenüberliegenden Federbeins und damit auch des Steuerdruckes des Dämpfungsventils wirkt dieser ansteigende Druck zunächst in der Steuerdruckkammer 50, wodurch der Verschlußstößel 46 in seine den Bypass 40 verschließende und das Ventilelement 30 mit einer Vorspann­ kraft beaufschlagende Stellung verschoben wird. Es ist hierdurch wiederum die oben bereits erläuterte Fahrzeug­ stabilisierung gewährleistet.

Die Ausführungsform der Fig. 2 könnte vereinfacht als "Federvariante" bezeichnet werden, während es sich bei der Ausführung nach Fig. 3 praktisch um eine "Druckvariante" handelt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung auch nicht auf die jeweils in den unabhängigen Ansprüchen definierte Merkmals­ kombination beschränkt, sondern kann auch durch jede belie­ bige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller ins­ gesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch minde­ stens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Ein­ zelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die An­ sprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims (16)

1. Federungssystem insbesondere zur Radabstützung bei Kraftfahrzeugen, mit mindestens einem aus einem Zylin­ der (6) und einem darin zum Ein- und Ausfedern beweg­ lich geführten Kolben (8) bestehenden, hydraulischen Federbein (2/4), wobei beim Einfedern des Federbeins (2/4) zumindest ein Teil des Hydraulikmediums insbe­ sondere in einen hydropneumatischen Federspeicher (16/18) verdrängt wird und das Hydraulikmedium beim Ausfedern wieder zurückströmt, wobei zumindest die Ausfederungsströmung des Federbeins (2/4) über einen Strömungsweg (26) eines Dämpfungsventils (22/24) ge­ führt und dadurch gedämpft wird, daß der Strömungsweg (26) mittels eines Ventilelementes (30) beim Auftreten der Ausfederungsströmung ständig alternierend ge­ schlossen und wieder geöffnet wird, gekennzeichnet durch einen das Ventilelement (30) des Dämpfungsventils (22/24) über­ brückenden, derart ausgebildeten Bypass (40), daß in einem statischen, im wesentlichen strömungslosen Zu­ stand über den Bypass (40) ein Druckausgleich zwischen den beidseitig des Ventilelementes (20) angeordneten Abschnitten des Strömungsweges (26) gewährleistet ist und in einem dynamischen Zustand bei Auftreten einer Strömung der Bypass (40) diese Druckausgleichsfunktion im wesentlichen verliert.

2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (40) einen derart geringen Strömungsquerschnitt aufweist, daß er bei Auftreten der Strömung aufgrund eines hohen Strömungswiderstandes hinsichtlich seiner Druckausgleichsfunktion praktisch geschlossen ist.

3. Federungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (40) durch eine in Abhängigkeit von den jewei­ ligen Strömungs- und/oder Druckverhältnissen steuer­ bare Verschlußeinrichtung (44) geöffnet oder geschlos­ sen wird.

4. Federungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (40) als ein sich durch das Ventilelement (30) erstreckender Durchgangskanal (42) ausgebildet ist.

5. Federungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (30) zum Schließen und Öffnen des Strö­ mungsweges (26) mit einem Ventilsitz (32) rückschlag­ ventilartig zusammenwirkt, wobei das Ventilelement (30) einerseits in seiner in Öffnungsrichtung mit dem hydraulischen Druck (p_S1/p_S2) des Federspeichers (16/18) und andererseits in seiner Schließrichtung mit dem hydraulischen Druck (p_h1/p_h2) des Federbeins (2/4) sowie vorzugsweise mit einer federelastischen Schließkraft (FF) derart beaufschlagt ist, daß das Ventilelement (30) bei einer Ausfederungsströmung den Strömungsweg (26) selbsttätig schließt und öffnet, indem es bei Gleichgewicht der beiden hydraulischen Drücke (p_S1, p_h1/ p_S2, p_h2) oder bei einem bestimmten, relativ geringen Betrag einer Druckdifferenz schließt und bei einer in geschlossenem Zustand aufgrund eines Abfalles des Druckes (p_s1/p_s2) des Federbeins (2/4) zunehmenden Druckdifferenz bei Erreichen eines bestimmten Betrages der Druckdifferenz öffnet.

6. Federungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (44) mit einem Verschlußstößel (46) in Schließrichtung des Ventilelementes (30) auf den den Bypass (40) bildenden Durchgangskanal (42) des Ventilelementes (30) wirkt.

7. Federungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der auf seiner dem Ventilelement (30) zugekehrten Seite mit dem hydraulischen Druck (p_h1/p_h2) des Federbeins (2/4) beaufschlagte Verschlußstößel (46) auf seiner dem Ventilelement (30) abgekehrten Seite umfänglich abgedichtet in einer Steuerdruckkammer (50) geführt und hier mit einem insbesondere hydraulischen Steuer­ druck (p_s1/p_s2) beaufschlagt ist, wobei vorzugsweise in einem Fahrzeug jeweils zwei Federbeine (2, 4) und ihre entsprechend zugeordneten Federspeicher (16, 18) und Dämpfungsventile (22, 24) dadurch paarweise zusammen­ wirken, daß als Steuerdruck für das Dämpfungsventil (22/24) des ersten Federbeins (2/4) der hydraulische Druck (p_h2/p_h1) des zweiten, in dem Fahrzeug insbesonde­ re auf der dem ersten Federbein (2/4) gegenüberliegen­ den Fahrzeugseite angeordneten Federbeins (4/2) ver­ wendet wird.

8. Federungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstößel (46) im statischen Zustand derart druckausgeglichen ist, daß er in einer den Bypass (40) öffnenden, ersten Stellung steht, und daß dieser Druckausgleich in einem dynamischen Zustand, und zwar insbesondere, wenn sich einer der beiden hydraulischen Drücke (p_h1, p_h2) der beiden Federbeine (2, 4) dynamisch ändert, so aufgehoben wird, daß der Verschlußstößel (46) in eine zweite, den Bypass (40) schließenden Stellung gebracht wird und dabei vorzugsweise das Ven­ tilelement (30) mit einer in seiner Schließrichtung wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt wird.

9. Federungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstößel (46) umfänglich abgedichtet und rela­ tivverschiebbar durch einen hülsenartigen Ringkolben (52) geführt ist, wobei der Ringkolben (52) seiner­ seits umfänglich abgedichtet und axialverschiebbar in einer Gehäusekammer (54) geführt ist und diese Gehäu­ sekammer (54) in zwei Teilkammern (56, 58) unterteilt, und zwar in eine erste, über eine umfänglich abgedich­ tete Durchführung (60) für den Verschlußstößel (46) dem mit dem hydraulischen Druck (p_h1/p_h2) des Federbeins (2/4) beaufschlagten Bereich des Strömungsweges (26) benachbarte Teilkammer (56) sowie eine zweite, über eine abgedichtete Stößel-Durchführung (62) der Steuer­ druckkammer (50) benachbarte Teilkammer (58), wobei im Bereich der zweiten Teilkammer (58) zwischen dem Ring­ kolben (52) und einem Widerlager (64) des Verschluß­ stößels (46) eine vorgespannte Druckfeder (66) derart angeordnet ist, daß in einem drucklosen Zustand einer­ seits der Verschlußstößel (46) mit dem Widerlager (64) in einer von dem Ventilelement (30) und dem Bypass (40) beabstandeten Anschlagstellung und andererseits der Ringkolben (52) in einer die erste Teilkammer (46) bis auf ein Miminalvolumen verkleinernden Anschlag­ stellung stehen.

10. Federungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Teilkammer (56) des Dämpfungsventils (22/ 24) des ersten Federbeins (2/4) im statischen Zustand der beiden Federbeine (2, 4) der hydraulische Druck (p_h2/p_h1) des zweiten Federbeins (4/2) gekammert wird.

11. Federungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Teilkammer (56) insbesondere über eine Drosse­ lung (74) ständig mit der Steuerdruckkammer (50) ver­ bunden ist.

12. Federungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teilkammer (58) mit dem hydraulischen Druck (p_s1/p_s2) des entsprechend zugehörigen Federspeichers (16/18) beaufschlagt ist.

13. Federungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils in Verschieberichtung druckbeaufschlagbaren Querschnittsflächen des Verschlußstößels (46) und des Ringkolbens (52) zumindest annähernd gleich groß sind.

14. Federungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein hydrau­ lisch zu dem von dem Ventilelement (30) und dem Ven­ tilsitz (32) gebildeten Ventil (28) parallelgeschal­ tetes, hinsichtlich der Strömungsrichtung gegensinnig wirkendes Rückschlagventil (36), welches bei Auftreten einer Einfederungsströmung vom Federbein (2/4) zum Federspeicher (16/18) im wesentlichen ohne Drossel­ wirkung öffnet und bei einer Ausfederungsströmung schließt.

15. Dämpfungsventil (22, 24), insbesondere zur Verwendung in einem Federungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem in einem Strö­ mungsweg (26) für ein Hydraulikmedium derart angeord­ neten und derart ausgebildeten Ventilelement (30), daß der Strömungsweg (26) bei einer Strömung des Hydrau­ likmediums zur Erzeugung einer Dämpfungswirkung durch das Ventilelement (30) ständig alternierend geschlos­ sen und wieder geöffnet wird, gekennzeichnet durch einen das Ven­ tilelement (30) überbrückenden, derart ausgebildeten Bypass (40), daß in einem statischen, im wesentlichen strömungslosen Zustand über den Bypass (40) ein Druck­ ausgleich zwischen den beidseitig des Ventilelementes (20) angeordneten Abschnitten des Strömungsweges (26) gewährleistet ist und in einem dynamischen Zustand bei Auftreten einer Strömung der Bypass (40) diese Druck­ ausgleichsfunktion im wesentlichen verliert.

16. Dämpfungsventil nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines oder mehre­ rer der Ansprüche 2 bis 14.