WO2012022715A1

WO2012022715A1 - System zur höhenverstellung für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: WO2012022715A1
Application number: PCT/EP2011/064031
Authority: WO
Inventors: Michael Fritz
Original assignee: Thyssenkrupp Bilstein Suspension Gmbh
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2012-02-23
Also published as: DE102010037068A1; DE102010037068B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System (1) zur Höhenverslellung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckerzeugungseinheit (10) zur Druckversorgung wenigstens eines Druckspeichers (11, 14) mit einem Druckfluid eines ersten Drückniveaus (p1), wobei der Systemdruckspeicher (11) über ein Fluidsystem (12) mit zumindest einem Schwingungsdämpfer (13) des Kraftfahrzeugs fluidisch verbunden ist. Damit eine Vergrößerung der Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges auf vereinfachte Weise erfolgen kann ist vorgesehen, dass dar Druckspeicher (11, 14) ein veränderbares Speichervolumen (V1, V2) aufweist, sodass bei einer Verkleinerung des Speichervolumens (V1, V2) ein Druckanstieg Im Fluidsystem (12) auf wenigstens ein zweites Druckniveau (p2) erzeugbar ist, um die Höhe des Kraftfahrzeugs über einer Fahrbahn zu verstellen.

Description

System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckerzeugungseinheit zur Druckversorgung wenigstens eines Druckspeichers mit einem Druckfluid eines ersten Druckniveaus, wobei der Druckspeicher über ein Fluidsystem mit zumindest einem Schwingungsdämpfer des Kraftfahrzeugs fluidisch verbunden ist.

Systeme zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik insbesondere unter dem Bergriff der Niveauregulierung bekannt und können beispielsweise pneumatisch mit Druckluft betrieben werden. Wird der Druckspeicher durch die Druckerzeugungseinheit unter Druck gesetzt, und wird dieser Druck auf einen im Schwingungsdämpfer vorhandenen Druckluftraum gegeben, so kann die Höhe des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn angehoben werden. Das Anheben des Kraftfahrzeuges auf eine größere Höhe über

der Fahrbahn kann insbesondere bei Sportwagen notwendig sein, wenn diese über ein Hindernis bewegt werden sollen, wie beispielsweise zur Verkehrsberuhigung bekannte Fahrbahnerhöhungen oder Bordsteinkanten.

l Aus der DE 10 2007 030 641 B3 ist ein Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug bekannt, der einen Hohlraum aufweist, welcher mit einem Fluiddruck beaufschlagt werden kann. Bei Beaufschlagung des Hohlraumes mit einem Fluiddruck kann der Schwingungsdämpfer sein Hauptlängenmaß vergrößern, so dass das Fahrzeug angehoben wird. Insbesondere können die Schwingungsdämpfer an der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges zur Verstellung der Höhe des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn ausgeführt sein. Der Schwingungsdämpfer besitzt einen Druckanschluss, der mit einem System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge fluidisch verbunden wird. Über den Druckanschluss kann Druckfluid in den Hohlraum hinein gelangen, und der Hohlraum kann gleichermaßen über den Druckanschluss entlüftet werden. Als Druckfluid wird bevorzugt Druckluft verwendet, so dass die Druckerzeugungseinheit zur Druckluftversorgung dient und als Druckluftkompressor ausgeführt ist.

Aus der DE 101 57 713 B4 ist ein System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckerzeugungseinheit zur Druckversorgung wenigstens eines Druckspeichers mit einem Druckfluid bekannt. Die Druckerzeugungseinheit setzt dabei einen ersten Druckspeicher unter ein hohes Druckniveau, und das Druckfluid kann über ein Niveauregelventil in einen Hydrospeicher gelangen, der mit einem Schwingungsdämpfer in fluidischer Verbindung steht. Der Hydrospeicher dient dabei zur Trennung eines thermischen Fluides des Systems zur Höhenverstellung wie ein Druckluftsystem von einem hydraulischen Fluid zur Druckbeaufschlagung des Schwingungsdämpfers, beispielsweise mit Drucköl.

Um den Zylinder des Schwingungsdämpfers mit dem hydraulischen Fluid zu beaufschlagen, muss ein hoher Druck durch die Druckerzeugungseinheit bereitgestellt werden, so dass erst dadurch das Höhenmaß des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn vergrößert werden kann. Soli die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs vorübergehend erhöht werden, sodass das Kraftfahrzeug auf ein größeres Höhenmaß angehoben wird als dieses im Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges notwendig ist, so muss die Druckerzeugungseinheit zur Bereitstellung eines entsprechend vergrößerten Fluiddrucks nachteilhafterweise größer dimensioniert werden als dieses für den Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges notwendig wäre.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, dass eine Vergrößerung der Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeuges auf vereinfachte Weise erfolgen kann, insbesondere dass die Vergrößerung der Bodenfreiheit auf der Erhöhung eines Druckniveaus basiert, das auf einfache Weise bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Wetterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es bei einem System zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 möglich ist, eine Vergrößerung der Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges auf einfache Weise zu ermöglichen, und insbesondere ein erhöhtes Druckniveau bereitzustellen. Dadurch, dass der Druckspeicher ein veränderbares Speichervolumen aufweist, sodass bei einer Verkleinerung des Speichervolumens ein Druckanstieg im Fluidsystem auf wenigstens ein zweites Druckniveau erzeugbar ist, kann die Höhe des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn auf einfache Weise verstellt werden. Das zweite Druckniveau ist höher als das erste Druckniveau, wobei der oder die Schwingungsdämpfer des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb lediglich mit dem ersten Druckniveau des Systems zur Höhenverstellung beaufschlagt sind. Soll das Kraftfahrzeug zur Vergrößerung der Bodenfreiheit angehoben werden, so müssen die Schwingungsdämpfer des Kraftfahrzeuges mit einem größeren Druck beaufschlagt werden, der erst mit dem zweiten Druckniveau bereitgestellt wird. Wird das Kraftfahrzeug im Normalbetrieb mit dem ersten Druckniveau betrieben, so entspricht das erste Druckniveau einem großen Speichervolumen des zusätzlichen Druckspeichers. Wird das Kraftfahrzeug zur Vergrößerung der Bodenfreiheit angehoben, so werden die Schwingungsdämpfer mit dem höheren zweiten Druckniveau beaufschlagt, indem das Speichervolumen des zusätzlichen Druckspeichers verkleinert wird. Durch die Verkleinerung des Speichervolumens steigt das Druckniveau im Fluidsystem vom ersten Druckniveau auf das höhere zweite Druckniveau und der oder die Schwingungsdämpfer können zur Vergrößerung der Bodenfreiheit das Kraftfahrzeug anheben.

Mit Vorteil kann der Druckspeicher einen Systemdruckspeicher bilden, der vorzugsweise als einziger Druckspeicher im System vorgesehen ist und das veränderbare Speichervolumen aufweist. Der Systemdruckspeicher kann damit ein Speichervolumen bilden, wie dieses zur Bildung eines Fluid- Pufferspeichers bei Niveauregulierungen bekannt ist. Erfindungsgemäß kann dieser Pufferspeicher mit dem veränderlichen Speichervolumen ausgeführt werden, um die Höhe des Kraftfahrzeugs über der Fahrbahn zu verstellen, insbesondere zu vergrößern.

Alternativ ist es auch möglich, dass ein erster Druckspeicher als Systemdruckspeicher mit einem unveränderlichen Speichervolumen und wenigstens ein weiterer Druckspeicher mit dem veränderbaren Speichervolumen vorgesehen ist. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, dass das veränderliche Speichervolumen mittels eines Regelventils zeitweise dem Fluidsystem zugeschaltet werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zusätzliche Druckspeicher fluidisch mit der Druckerzeugungseinheit verbunden, sodass der Druckspeicher durch die Druckerzeugungseinheit mit dem ersten Druckniveau beaufschlagbar ist, insbesondere wenn das Speichervolumen des Druckspeichers unverkleinert ist. Damit kann der zusätzliche Druckspeicher wie auch der Systemdruckspeicher mit dem Fluiddruck befüllt werden, der von der Druckerzeugungseinheit bereitgestellt wird. Während der Befüllung des Druckspeichers weist dieser sein großes Speichervolumen auf, und der zusätzliche Druckspeicher wird auf das gleiche Druckniveau gesetzt, wie der Systemdruckspeicher zur regulären Fiuiddruckversorgung des Schwindungsdämpfers des Kraftfahrzeuges. Die Druckerzeugungseinheit kann einen Druckluftkompressor bilden, und als Druckfluid kann Druckluft dienen. Der Druckluftkompressor kann über eine mechanische Antriebsverbindung mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angetrieben werden oder der Druckluftkompressor wird über einen separaten Motor, zum Beispiel ein Elektromotor, angetrieben.

Der Druckspeicher kann vorteilhafterweise über eine Ventilanordnung mit dem Fluidsystem fluidisch verbunden sein, wobei die Ventilanordnung vorzugsweise als 3/3- Wegeventil ausgebildet ist. Damit kann der Druckspeicher durch Beschälten des 3/3- Wegeventils dem Fluidsystem zugeschaltet und vom Fluidsystem entkoppelt werden kann. In zumindest einer weiteren Schaltstellung der Ventilanordnung kann der Druckspeicher über die Druckerzeugungseinheit befüllt werden.

Insbesondere kann das 3/3-Wegeventil in einer ersten Schaltstellung I den Druckspeicher mit der Druckerzeugungseinhert fluidisch verbinden und/oder in einer zweiten Schaltstellung II den Druckspeicher von der Druckerzeugungseinheit und vom Schwingungsdämpfer trennen und/oder in einer dritten Schattstellung III den Druckspeicher über das Fluidsystem mit dem Schwingungsdämpfer fluidisch verbinden. Die Ventilanordnung kann alternativ auch als 3/2-Wegeventil ausgebildet sein und die zwei Schaltstellungen entsprechen der Schaltstellung I zur Verbindung des Druckspeichers mit der Druckerzeugungseinheit und der Schaltstellung III, in der der Druckspeicher über das Fluidsystem mit dem Schwingungsdämpfer fluidisch verbunden wird. Jedoch kann es vorteilhaft sein, dass während der Schaltstellung II, in der der Druckspeicher sowohl von der Druckerzeugungseinheit als auch vom Fluidsystem getrennt ist, der Druckspeicher sein Volumen von einem großen Speichervolumen in ein kleines Speichervolumen überführen kann, und zur kurzzeitigen Beaufschlagung des Schwingungsdämpfers über das Fluidsystem muss die Ventilanordnung nur noch von der Schaltstellung II in die Schaltstellung III überführt werden. Damit kann ein dynamischeres Verstellen der Höhe des Kraftfahrzeuges erfolgen.

Es ist auch denkbar, die Beaufschlagung des Druckspeichers mit dem ersten Druckniveau über eine direkte fluidische Verbindung zwischen dem Systemdruckspeicher des Fluidsystems und dem Druckspeicher vorzusehen. Der Druckspeicher bildet dabei einen volumenveränderlichen Nebenspeicher des Systemdruckspeichers. Dadurch kann die direkte Verbindung des Druckspeichers mit der Druckerzeugungseinheit entfallen, wobei in der fluidischen Verbindung zwischen den Druckspeichern ebenfalls eine Ventilanordnung vorgesehen werden kann, die auf gleiche Weise beschaltet werden kann, wie dies auch mittels dem vorstehend beschriebenen 3/3-Wegeverrtil ermöglicht ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Mittel zur Verkleinerung des Speichervolumens des Druckspeichers vorgesehen. Das Mittel kann als elektrisch wirkendes Mittel, beispielsweise durch einen Elektromotor, gebildet sein, um über eine Getriebeeinheit gegen den Fluiddruck im Druckspeicher das Speichervolumen zu verkleinern. Hierzu kann der Druckspeicher eine Zylinderform aufweisen, und im Zylinder ist ein beweglicher Kolben das veränderliche Speichervolumen begrenzend angeordnet, sodass mit dem Elektromotor über eine Wirkverbindung eine Hubbewegung des beweglichen Kolbens erzeugt werden kann. Das Mittel kann femer als hydraulisch wirkendes Mittel ausgeführt sein, wobei jede wertere technische Umsetzung Anwendung finden kann, um die Hubbewegung des Kolbens zu erzeugen. Insbesondere können alle Arten von Aktoren Verwendung finden, die beispielsweise als elektromagnetische Aktoren mit entsprechender Dimensionierung ausgeführt sind. insbesondere kann die Wirkverbindung zwischen dem Mittel zur Verkleinerung des Speichervolumens des Druckspeichers und dem beweglichen Kolben eine Gewindespindel oder einen Kurbeltrieb aufweisen. Beispielsweise kann am beweglichen Kolben eine Kolbenstange angeordnet sein, die als Gewindespindel ausgeführt ist. Diese kann in einer Spindelmutter laufen, die über einen Elektromotor in Drehbewegung versetzt werden kann und die in axialer Richtung ortefest im oder am Druckspeicher angeordnet ist. Durch Rotation der Spindelmutter kann der Kolben in Richtung zum Speichervolumen verfahren werden, um das Druckfluid zu komprimieren, und mit einer Laufrichtungsumkehr der Spindelmutter kann das Speichervolumen wieder vergrößert werden. Ist ein Kurbeltrieb zum Antrieb des Kolbens vorgesehen, kann dieser eine Pleuelstange aufweisen, die mit einer Kurbelscheibe exzentrisch verbunden ist. Die Kurbelscheibe kann wiederum über den Elektromotor in Drehbewegung versetzt werden.

Mit besonderem Vorteil kann der Druckspeicher als Doppelzylinder mit einem ersten veränderbaren Speichervolumen und mit einem zweiten veränderbaren Speichervolumen ausgebildet sein, wobei die Speichervolumina durch einen jeweiligen beweglichen Kolben begrenzt sind, im Doppelzylinder können insbesondere die jeweiligen beweglichen Kolben über eine gemeinsame Gewindespindel oder einen gemeinsamen Kurbeltrieb bewegbar sein, insbesondere derart, dass der erste Kolben das erste veränderbare Speichervolumen vergrößert, während der zweite Kolben das zweite veränderbare Speichervolumen verkleinert und umgekehrt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass mit jeder Hubbewegung der Kolben eine Volumenverkleinerung stattfinden kann und durch Fluidkompression das höhere zweite Druckniveau bereitgestellt wird. Insbesondere dann, wenn mehrere Höhenverstellungen des Kraftfahrzeugs über der Fahrbahn in kurzen Zeitabständen stattfinden sollen, ist die Ausführung des Druckspeichers als Doppelzylinder sinnvoll.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wäre es auch möglich, dass der Druckspeicher durch eine erste Kolbenfläche eines Doppelkolbens beweglich begrenzt ist, wobei der Doppelkolben eine der ersten Kolbenfläche gegenüberliegende zweite Kolbenfläche aufweist, die einen weiteren Druckraum beweglich begrenzt und wobei die erste Kolbenfläche kleiner ist als die zweite Kolbenfläche. Der Druckraum kann mit dem ersten Druckniveau p1 beaufschlagt werden, das niedriger ist als das notwendige zweite Druckniveau p2 im Druckspeicher, da die erste Kolbenfläche kleiner ist als die zweite Kolbenfläche. Der Quotient aus dem zweiten Druckniveau im Druckspeicher bezogen auf das Druckniveau im Druckraum entspricht dabei dem Quotienten der Kolbenflächen, sodass das Verhältnis der ersten Kolbenfläche zur zweiten Kolbenfläche des Doppelkolbens derart bestimmt ist, das dieses Verhältnis dem Verhältnis des zweiten Druckniveaus zum ersten Druckniveau entspricht.

Der Druckraum kann mit besonderem Vorteil eine fluidische Verbindung zur Druckerzeugungseinheit aufweisen, sodass im Druckraum ein Fluiddruck mit dem ersten Druckniveau herrschen kann, durch das im Druckspeicher mit Bewegung des Doppelkolbens in Richtung zum Druckspeicher ein Fluiddruck mit dem zweiten Druckniveau erzeugbar ist. Damit kann das höhere, zweite Druckniveau ohne den Einsatz elektrisch wirkender Mittel erzeugt werden, und die Erzeugung des höheren, zweiten Druckniveaus basiert auf einer ausschließlich fluidischen Druckerzeugung mit nur einer Druckerzeugungseinheit, die mit einer Druckleistung ausgelegt werden kann, die dem niedrigeren Systemdruck p1 entspricht.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Systems zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Systems zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge, das einen weiteren Druckspeicher aufweist, der ein veränderbares Speichervolumen aufweist,

Fig. 3a eine Ansicht eines Druckspeichers mit einer Gewindespindel, wobei der Druckspeicher mit einem großen Speichervolumen gezeigt ist, Fig. 3b die Ansicht des Druckspeichers aus Fig. 3a, wobei das Speichervolumen des Druckspeichers durch Aktivierung der Gewindespindel auf ein kleines Speichervolumen reduziert ist,

Fig. 3c die Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckspeichers, welcher als Doppelzylinder mit zwei veränderbaren Speichervolumina und einer Gewindespindel ausgeführt ist,

Fig. 4a die Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckspeichers mit einem

Kurbeltrieb, wobei der Druckspeicher mit einem großen Speichervolumen gezeigt ist,

Fig. 4b die Ansicht des Druckspeichers aus Fig. 4a, wobei das Speichervolumen des

Druckspeichers durch Aktivierung des Kurbeltriebs auf ein kleines Speichervolumen reduziert ist,

Fig. 4c die Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Druckspeichers, welcher als Doppelzylinder mit zwei veränderbaren Speichervolumina und einem Kurbeltrieb ausgeführt ist und

Fig. 5 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Systems zur Höhenverstellung für

Kraftfahrzeuge mit einem erfindungsgemä&en Druckspeicher, dessen Speichervolumen über fluidische wirkende Mittel änderbar ist.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge dargestellt und weist eine Druckerzeugungseinheit 10 auf, durch die Druckfluid in einen Druckspeicher 11 gefördert wird. Das Druckfluid ist beispielhaft aus Druckluft gebildet und die Druckerzeugungseinheit 10 ist als Druckluftkompressor ausgeführt, der über einen Antriebsmotor 22 angetrieben wird. Der Kompressordruck, für den die Druckerzeugungseinheit 10 ausgelegt ist, entspricht einem ersten Druckniveau p1 , so dass im Druckspeicher 11 der Druck p1 herrscht.

Die Druckluft mit dem Druckniveau p1 gelangt über ein Rückschlagventil 23 und ein 3/3- Wegeventil 24 in einen Schwingungsdämpfer 13 des Kraftfahrzeuges. Der Schwingungsdämpfer 13 des Kraftfahrzeuges weist einen Druckluftraum 25 auf, und bei Druck eaufschlagung des Druckluftraumes 25 kann ein Dämpferrohr 26 des Schwingungsdämpfers 13 aus einem Hüllrohr 27 herausgefahren werden. Das Dämpferrohr 26 ist mit einem Fahrzeugrad 28 verbunden und das Hüllrohr 27 ist mit dem Rahmen des Kraftfahrzeuges verbunden. Fährt das Dämpferrohr 26 durch Druckbeaufschlagung des Druckluftraumes 25 aus dem Hüllrohr 27 heraus, so kann die Höhe und damit die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges über der Fahrbahn eingestellt werden.

Um den Druckluftraum 25 des Schwingungsdämpfers 13 wieder zu entlüften, kann das 3/3-Wegeventil 24 in eine Entlüftungsstellung gebracht werden, und die Druckluft im Druckluftraum 25 entlüftet über eine Entlüftungsleitung 29. In der gezeigten Stellung des 3/3-Wegeventils 24 ist der Druckluftraum 25 von der Versorgung mit Druckluft aus dem Druckspeicher 11 getrennt. Die Steuerung des 3/3- egeventiels 24 kann über eine mechanische oder elektrische Kopplung mit einer Höhensensonk zur Erkennung der Höhenstellung des Kraftfahrzeuges zwischen verschiedenen Schaltstellungen erfolgen.

Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Druckspeicher 11 als Systemdruckspeicher 11 ausbildet, der als einziger Druckspeicher 11 im System 1 vorgesehen ist und das veränderbare Speichervolumen V , V2 aufweist. Die Änderung des Speichervolumens des Druckspeichers 11 zwischen dem großen Speichervolumen V1 und dem kleinen Speichervolumen V2 ist durch einen gezeigten Doppelpfeil angedeutet. Im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs ist das Speichervoiumen des Druckspeichers 11 mit dem großen Speichervolumen V1 eingestellt. Damit befindet sich die Ausfahrposition des Dämpferrohres 26 aus dem Hülirohr 27 in einer Grundstellung zum Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs. Soll die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs wenigstens vorübergehend erhöht werden, so wird das Speichervolumen des Druckspeichers 11 vom großen Speichervolumen V1 auf ein kleineres Speichervolumen V2 verkleinert, und der Druck im Speichervolumen V2 erhöht sich vom Druckniveau p1 auf das Druckniveau p2. Es kann sich ein effektives Druckniveau p3 einstellen, welches zwischen dem ersten Druckniveau p1 und dem zweiten Druckniveau p2 liegt, wenn das 3/3- Wegeventil 24 das Fluidsystem 12 mit dem Druckluftraum 25 verbindet. Damit das Druckfluid bei einer Verkleinerung des Druckspeichers 11 nicht in Richtung der Druckerzeugungseinheit 10 gedrückt wird, ist ein weiteres Rückschlagventil 23' vorgesehen. Soll die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs wieder reduziert werden, so schaltet das 3/3- Wegeventil in die Schaltstellung, in der der Druckluftraum 25 über die Entlüftungsleitung 29 entlüften kann. Die Entlüftung kann so lange erfolgen, bis sich wieder das Druckniveau p1 einstellt, wobei zugleich der Druckspeicher 11 wieder das große Speichervolumen V2 einnimmt, und durch die dritte Schaltstellung des 3/3- Wegeventils 24 der Schwingungsdämpfer 13 wieder mit dem Druckspeicher 11 verbunden werden kann. in Figur 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Systems 1 dargestellt. Der Kompressordruck, für den die Druckerzeugungseinheit 10 ausgelegt ist, entspricht wiederum dem ersten Druckniveau p1 , sodass im Druckspeicher 1 das Druckniveau p1 herrscht, wobei der Druckspeicher 1 einem gewöhnlichen Druckspeicher entspricht, wie dieser aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Druckluft mit dem Druckniveau p1 gelangt wiederum über das Fluidsystem 2 mit dem Rückschlagventil 23 und mit dem 3/3- Wegeventil 24 in den Druckluftraum 25 des Schwingungsdämpfers 13 des Kraftfahrzeuges.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein weiterer Druckspeicher 14 über ein 3/3- Wegeventil 15 mit der Druckerzeugungseinheit 10 verbunden. Der Druckspeicher 14 weist über das 3/3-Wegeventil 15 femer eine Verbindung zum Fluidsystem 12 auf.

Das veränderliche Speichervolumen V1, V2 wird durch den Druckspeicher 14 gebildet, wobei in der gezeigten Anordnung der Druckspeicher 14 ein großes Speichervolumen V1 einnimmt. Wird das Speichervolumen V1 des Druckspeichers 14 über eine entsprechende erste Schaltstellung l des 3/3-Wegeventils 15 über die Druckerzeugungseinheit 10 mit Druckluft beaufschlagt, so herrscht im Druckspeicher 14 das Druckniveau p1. Über einen Druckwächter 35 kann eine Abweichung des Druckes im Druckspeicher 14 vom ersten Druckniveau p1 erfasst werden, wobei der Druckwächter 35 mit dem 3/3-Wegeventil 15 zusammenwirkt, und das 3/3-Wegeventil 15 kann in die erste Schaltstellung I gebracht werden, in welcher der Druckspeicher 14 mit der Druckerzeugungseinheit 10 verbunden ist, um das Speichervolumen V1 mit dem ersten Druckniveau p1 zu beaufschlagen. Ist das erste Druckniveau p1 im Druckspeicher 14 erreicht, schaltet das 3/3-Riegelventil 15 auf eine zweite Schaltstellung II, in der der Druckspeicher 14 sowohl von der Druckerzeugungseinheit 10 als auch vom Fluidsystem 12 getrennt ist. Erst in der dritten Schaltstellung III ist eine fluidische Verbindung zwischen dem Speichervolumen mit dem Druckniveau p2 des Druckspeichers 14 und dem Fiuidsystem 12 bzw. dem Schwingungsdämpfer 13 ermöglicht.

Wird das große Speichervolumen V1 des Druckspeichers 14 durch eine entsprechende Aktivierung, beispielsweise per Knopfdruck durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs, auf ein kleines Speichervolumen V2 reduziert, so steigt der Druck im sich verkleinernden Speicherraum des Druckspeichers 14 vom ersten Druckniveau p1 auf das höhere Druckniveau p2. Schaltet das 3/3-Wegeventil 15 bei gleichzeitiger Beschattung des 3/3- Wegeventils 24 anschließend auf die dritte Schaltstellung III, so wird das Fiuidsystem 12 und folglich der Druckluftraum 25 des Schwingungsdämpfers 13 mit dem zweiten Druckniveau p2 beaufschlagt. Im Ergebnis erfolgt eine Aktivierung der Höhenverstellung für das Kraftfahrzeug, und die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges wird vergrößert.

Die Änderung des Speichervolumens des Druckspeichers 14 zwischen dem großen Speichervolumen V1 und dem kleinen Speichervolumen V2 erfolgt durch einen beweglichen Kolben 17 entlang eines gezeigten Doppelpfeils, und die Änderung des Speichervolumens durch Bewegung des Kolbens 17 ist in den folgenden Figuren näher dargestellt.

Die Figuren 3a und 3b zeigen den Druckspeicher 14 mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines elektrisch wirkenden Mittels 16 mit einer Wirkverbindung zum beweglichen Kolben 17 über eine Gewindespindel 18. Das elektrisch wirkende Mittel 16 bildet einen Elektromotor 16, der über eine Getriebeeinheit 30 eine in axialer Richtung ortsfeste Spindelmutter 31 in Rotation versetzen kann, um die Gewindespindel 18 in Längsrichtung zu bewegen.

Der Elektromotor 16 ermöglicht zwei Drehrichtungen, so dass der bewegliche Kolben 17 mit der Gewindespindel 18 in Längsrichtung hin- und herfahrbar ist. Folglich kann das Speichervolumen des Druckspeichers 14 zwischen dem großen Speichervolumen V1 und dem kleinen Speichervolumen V2 verändert werden, und im großen Speichervolumen V1 stellt sich gemäß dem durch die Druckerzeugungseinheit 10 bereitgestellten Druck das erste Druckniveau p1 und im kleinen Speichervolumen V2 stellt sich das zweite höhere Druckniveau p2 ein. Figur 3c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckspeichers 14', 14", der als Doppelzylinder mit einem ersten veränderbaren Speichervolumen und einem zweiten veränderbaren Speichervolumen ausgebildet ist. Der Doppelspeicher 14,', 14" weist einen ersten Zylinder und einen gegenüberliegenden zweiten Zylinder auf, wobei die offenen Seiten der Zylinder zueinander weisen. In beiden Zylindern läuft ein jeweiliger Kolben 17, wobei sich zwischen den Kolben 17 eine Gewindespindel 18 erstreckt, die über den Elektromotor 16 angetrieben ist. Durch den Elektromotor 16, die Getriebeeinheit 30 und die rotierende Spindelmutter 31 kann die Gewindespindel 8 in Axialrichtung verschoben werden, wodurch die Kolben synchron bewegt werden. Somit wird erreicht, dass der erste Kolben 17 das erste veränderbare Speichervolumen vergrößert, während der zweite Kolben 17 das zweite veränderbare Speichervolumen verkleinert und umgekehrt. Auf nicht näher gezeigte Weise sind beide Volumenspeicher insbesondere über zugeordnete Ventilanordnungen mit dem Fluidsystem 12 verbindbar, und der Druckluftraum 25 des Schwingungsdämpfers 13 kann sowohl mit dem Volumenspeicher des ersten Druckspeichers 1 ' als auch mit dem Volumenspeicher des zweiten Druckspeichers 14" beaufschlagt werden.

Die Figuren 4a und 4b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wirkverbindung zwischen dem Elektromotor 16 und dem beweglichen Kolben 17 des Druckspeichers 14. Die Wirkverbindung zwischen dem Elektromotor 16 und dem Kolben 17 ist als Kurbeltrieb 19 mit einer Pleuelstange 32 ausgeführt, die exzentrisch mit einer Kurbelscheibe 33 verbunden ist. Durch den Elektromotor 16 kann die Kurbelscheibe 33 in Rotation versetzt werden, wodurch der Kolben 17 über die Pleuelstange 32 bewegt wird. Das Speichervolumen des Druckspeichers 14 kann damit zwischen dem großen Speichervolumen V1 und dem kleinen Speichervolumen V2 verändert werden, so dass sich im großen Speichervolumen V1 das erste Druckniveau p1 und im kleinen Speichervolumen V2 das zweite Druckniveau p2 einstellen kann.

Figur 4c zeigt die Anordnung des Doppelzylinders 14' und 14" mit einem ersten veränderbaren Speichervolumen und einem zweiten veränderbaren Speichervolumen, wobei die Bewegung der Kolben 17 über einen Kurbeltrieb 19 umgesetzt ist, der mit zwei Pleuelstangen 32 ausgeführt ist, die in einem gemeinsamen Punkt exzentrisch mit einer Kurbelscheibe 33 verbunden sind. Durch den Elektromotor 16 kann die Kurbelscheibe 33 in Rotation versetzt werden, wodurch die Kolben 17 Über die Pleuelstangen 32 bewegt werden. Somit wird gleichermaßen erreicht, dass der erste Kolben 17 das erste veränderbare Speichervolumen vergrößert, während der zweite Kolben 17 das zweite veränderbare Speichervolumen verkleinert und umgekehrt.

Figur 5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Systems 1 zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckerzeugungseinheit 10 zur Druckversorgung des Systemdruckspeichers 11 mit dem Druckfluid, und der Systemdruckspeicher 1 1 ist über das Rückschlagventil 23 und das 3/3-Wegeventil 24 mit dem Druckluftraum 25 des Schwingungsdämpfers 13 verbunden. Weiterhin ist ein Druckspeicher 14 gemäß der abgewanderten Ausführungsform gezeigt, der über das Fluidsystem 12 ebenfalls mit dem Druckluftraum 25 des Schwingungsdämpfers 13 kommunizieren kann.

Der Druckspeicher 14 weist ein Speichervolumen auf, das durch einen längsbeweglichen Doppelkolben 20 begrenzt ist. Der Doppelkolben 20 weist eine erste Kolbenfläche 20a zur beweglichen Begrenzung des Speichervolumens und eine gegenüberliegende zweite Kolbenfläche 20b auf, die einen Druckraum 21 beweglich begrenzt. Der Druckspeicher 14 wird über die Ventilanordnung 34 gesteuert, die als 5/2-Wegeventil ausgebildet ist. In der gezeigten Schaltstellung der Ventilanordnung 34 kann der Druckraum 21 über die Druckerzeugungseinheit 10 mit dem ersten Druckniveau p1 beaufschlagt werden. Durch die größer ausgeführte zweite Kolbenfläche 20b wird der Doppelkolben 20 in Richtung zum Speichervolumen des Druckspeichers 14 bewegt, so dass der Fluiddruck im Druckspeicher 14 auf das zweite Druckniveau p2 ansteigen kann. Durch die gezeigte Schaltstellung des 5/2-Wegeventils 34 kann das Druckfluid mit dem zweiten Druckniveau p2 über das Fluidsystem 12 und einer korrespondierenden Schaltstellung des 3/3- Wegeventils 24 in den Druckluftraum 25 gelangen, um diesen mit dem zweiten Druckniveau p2 zu beaufschlagen, und um somit zumindest kurzfristig eine Vergrößerung der Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges zu erzeugen. Insbesondere ist das Verhältnis der ersten Kolbenfläche 20a zur zweiten Kolbenfläche 20b des Doppelkolbens 20 derart bestimmt, das dieses Verhältnis dem Verhältnis des zweiten Druckniveaus p2 zum ersten Druckniveau p1 entspricht.

Nimmt das 5 2-Wegeventil 34 die zweite Schaltstellung ein, kann der Druckraum 21 über eine Entlüftungsleitung 29 entlüften, und der Doppelkolben 20 bewegt sich unter gleichzeitiger Neubefüllung des Druckspeichers 14 mit Druckluft aus der Druckerzeugungseinheit 10 zurück in Richtung des Druckraumes 21. Folglich stellt sich im Druckspeicher 14 wieder das erste Druckniveau p1 ein. Im Ergebnis kann auf diese Weise mit einer ausschließlich fluidisch wirkenden Anordnung ein System 1 zur Höhenverstellung eines Kraftfahrzeuges geschaffen werden, ohne dass ein Elektromotor 16 oder einer anderen Antriebseinheit zur Bewirkung der Druckerhöhung notwendig ist.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktive Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

I System zur Höhenverstellung

10 Druckerzeugungseinheit

I I Druckspeicher, Systemdruckspeicher

12 Fluidsystem

13 Schwingungsdämpfer

14 Druckspeicher

14' Druckspeicher

14" Druckspeicher

15 Ventilanordnung, 3/3- Wegeventil

6 elektrisch wirkendes Mittel, Elektromotor

17 Kolben

18 Gewindespindel

19 Kurbeltrieb

20 Doppelkolben

20a erste Kolbenfläche

20b zweite Kolbenfläche

21 Druckraum

22 Antriebsmotor

23 Rückschlagventil

23' Rückschlagventil

24 3/3- Wegeventil

25 Druckluftraum

26 Dämpferrohr

27 Hüllrohr

28 Fahrzeugrad

29 Entlüftungsleitung

30 Getriebeeinheit

31 Spindelmutter

32 Pleuelstange

33 Kurbelscheibe 34 Ventilanordnung, 5/2- Wegeventil

35 Druckwächter

I erste Schaltstellung

II zweite Schaltstellung

II! dritte Schaltstellung

p1 erstes Druckniveau

p2 zweites Druckniveau

p3 effektives Druckniveau

V1 großes Speichervoiumen V2 kleines Speichervolumen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. System (1) zur Höhenverstellung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckerzeugungseinheit (10) zur Druckversorgung wenigstens eines Druckspeichers (11 , 14) mit einem Druckfluid eines ersten Druckniveaus (p1), wobei der Druckspeicher (11, 14) über ein Fluidsystem (12) mit zumindest einem Schwingungsdämpfer (13) des Kraftfahrzeugs fluidisch verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Druckspeicher (1 , 14) ein veränderbares Speichervolumen (V1, V2) aufweist, sodass bei einer Verkleinerung des Speichervolumens (V1, V2) ein Druckanstieg im Fluidsystem (12) auf wenigstens ein zweites Druckniveau (p2) erzeugbar ist, um die Höhe des Kraftfahrzeugs über einer Fahrbahn zu verstellen.

2. System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (11) einen Systemdruckspeicher (11) bildet, der vorzugsweise als einziger Druckspeicher (11) im System (1) vorgesehen ist und das veränderbare Speichervolumen (V1, V2) aufweist.

3. System (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Druckspeicher (11) als Systemdruckspeicher (11) mit einem unveränderlichen Speichervolumen und wenigstens ein weiterer Druckspeicher (14) mit einem veränderbaren Speichervolumen (V1, V2) vorgesehen ist.

4. System (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) fluidisch mit der Druckerzeugungseinheit (10) verbunden ist, sodass der Druckspeicher (14) durch die Druckerzeugungseinheit (10) mit dem ersten Druckniveau (p1) beaufschlagbar ist, insbesondere wenn das Speichervolumen (V1 , V2) des Druckspeichers (14) unverkleinert ist.

5. System (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) über eine Ventilanordnung (15, 34) mit dem Fluidsystem (12) fluidisch verbunden ist, wobei die Ventilanordnung (15) vorzugsweise als 3/3- Wegeventil (15) ausgebildet ist.

6. System (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/3- Wegeventil (15) in einer ersten Schaltstellung (I) den Druckspeicher (14) mit der Druckerzeugungseinheit (10) fluidisch verbindet und/oder in einer zweiten Schaltstellung (II) den Druckspeicher (14) von der Druckerzeugungseinheit (10) und vom Schwingungsdämpfer (13) trennt und/oder in einer dritten Schaltstellung (III) den Druckspeicher (14) über das Fluidsystem (12) mit dem Schwingungsdämpfer (13) fluidisch verbindet.

7. System (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens ein elektrisch wirkendes Mittel (16) vorgesehen und zur Verkleinerung des Speichervolumens (V1 , V2) des Druckspeichers (11 , 14) ausgebildet ist.

8. System (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (11 , 14) eine Zylinderform aufweist, in der ein beweglicher Kolben (17) das veränderliche Speichervolumen (V1 , V2) begrenzend angeordnet ist, wobei insbesondere mit dem elektrisch wirkenden Mittel (16) über eine Wirkverbindung eine Hubbewegung des beweglichen Kolbens (17) erzeugbar ist.

9. System (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen dem elektrisch wirkenden Mittel (16) und dem beweglichen Kolben (17) eine Gewindespindel ( 8) oder einen Kurbeltrieb (19) aufweist.

10. System (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14', 14") als Doppelzylinder mit einem ersten veränderbaren Speichervolumen (V1 , V2) und mit einem zweiten veränderbaren Speichervolumen (V1 , V2) ausgebildet ist, welche Speichervolumina (V1 , V2) durch einen jeweiligen beweglichen Kolben (17) begrenzt sind.

11. System (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden beweglichen Kolben (17) über eine gemeinsame Gewindespindel (18) oder einen gemeinsamen Kurbeltrieb (19) bewegbar sind, insbesondere derart, dass der erste Kolben (17) das erste veränderbare Speichervolumen (V1, V2) vergrößert, während der zweite Kolben (17) das zweite veränderbare Speichervolumen (V1 , V2) verkleinert und umgekehrt.

12. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) durch eine erste Kolbenfläche (20a) eines Doppelkolbens (20) beweglich begrenzt ist, wobei der Doppelkolben (20) eine der ersten Kolbenfläche (20a) gegenüberliegende zweite Kolbenfläche (20b) aufweist, die einen weiteren Druckraum (21) beweglich begrenzt und wobei die erste Kolbenfläche (20a) kleiner ist als die zweite Kolbenfläche (20b).

13. System (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (21) eine fluidische Verbindung zur Druckerzeugungseinheit (10) aufweist, sodass im Druckraum (21) ein Fluiddruck mit dem ersten Druckniveau (p1) herrscht, durch das im Druckspeicher (14) mit Bewegung des Doppelkolbens (20) in Richtung zum Druckspeicher (14) ein Fluiddruck mit dem zweiten Druckniveau (p2) erzeugbar ist.

14. System (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der ersten Kolbenfläche (20a) zur zweiten Kolbenfläche (20b) des Doppelkolbens (20) derart bestimmt ist, das dieses Verhältnis dem Verhältnis des zweiten Druckniveaus (p2) zum ersten Druckniveau (p1) entspricht.