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Dokumentenidentifikation DE60109417T2 13.04.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001252032
Titel AUFHÄNGUNGSSYSTEM FÜR EIN FAHRZEUG
Anmelder Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn, Mich., US
Erfinder COOMBS, Joshua, Whitmore Lake, US;
EDMONDSON, Jeremy, Canton, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 60109417
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.12.2001
EP-Aktenzeichen 019911288
WO-Anmeldetag 07.12.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/48488
WO-Veröffentlichungsnummer 0002045982
WO-Veröffentlichungsdatum 13.06.2002
EP-Offenlegungsdatum 30.10.2002
EP date of grant 16.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse B60G 11/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B60G 13/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60G 15/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60G 17/015(2000.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60G 17/056(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F16F 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Bereich der Erfindung

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft allgemein Federungssysteme für ein Fahrzeug und insbesondere Federungssysteme mit einem kompressiblen Medium. Ein derartiges Federungssystem jeweils gemäß Patentanspruch 1 oder 11 ist aus der EP 0 427 046 A bekannt.

Hintergrund

In einem typischen Fahrzeug arbeitet eine Kombination aus Schraubenfeder und Gasdruckfederbein so, daß sie die Einfederbewegung eines Rades zum Fahrzeug hin und die Ausfederbewegung des Rades zum Boden hin erlaubt. Die Federbeine versuchen dabei, eine Isolierung des Fahrzeuges gegenüber den Unebenheiten der Fahrbahn zu schaffen, und der Wankneigung des Fahrzeuges in Kurven entgegenzuwirken. Insbesondere liefert die typische Schraubenfeder eine Abfederungskraft, die das Rad nach unten in Richtung auf den Boden drängt, und der typische Gasdruckstoßdämpfer liefert eine Dämpfungskraft, die sowohl die Federkraft als auch jeglichen Einfeder-Stoß dämpft, der durch Fahrbahnunebenheiten eingeleitet wird. Jedem herkömmlichen Federbein ist ein Kompromiß zwischen Fahrkomfort (der Fähigkeit, das Fahrzeug von der Fahrbahnoberfläche zu isolieren) und Handling bzw. Fahrverhalten (der Fähigkeit, der Wankneigung des Fahrzeuges zu widerstehen) eigen. In der Regel werden Fahrzeuge im Hinblick auf maximale Isolierung gegenüber der Fahrbahnoberfläche konstruiert (wie es im Bereich der Komfortfahrzeuge üblich ist), oder im Hinblick auf maximalen Widerstand gegen die Wankneigung (wie es im Bereich der Sportwagen anzutreffen ist). Es besteht jedoch ein Bedarf an einem verbesserten Federungssystem, das diesen inhärenten Kompromiß vermeidet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine geschnittene perspektivische Ansicht eines Federungssystems einer bevorzugten Ausführungsform in einem Fahrzeug;

2 ist eine schematische Ansicht des Federungssystems aus 1;

3 ist eine quergeschnittene Ansicht eines Federbeines des Federungssystems aus 1;

4 ist eine detaillierte Ansicht des Volumenmodulators des Federungssystems aus 1;

5A, 5B, 6A und 6B sind jeweils schematische Darstellungen der unterschiedlichen Stufen des Volumenmodulatorbetriebes aus 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform im einzelnen

Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist nicht gedacht, die Erfindung auf diese bevorzugte Ausführungsform zu beschränken, sondern soll nur ermöglichen, daß jeder mit Federungssystemen vertraute Leser diese Erfindung zur Anwendung bringen kann.

Wie aus 1 ersichtlich ist, beinhaltet das Federungssystem 10 gemäß der bevorzugten Ausführungsform ein kompressibles Medium 12, ein Federbein 14, eine Hydraulikkammer 16, einen Vorratsbehälter 18 und einen Volumenmodulator 20. Die Hydraulikkammer 16, die wenigstens teilweise durch das Federbein 14 gebildet wird, enthält einen Teil des kompressiblen Mediums 12 und wirkt mit dem kompressiblen Medium 12 so zusammen, daß eine Abfederungskraft geliefert wird. Die Abfederungskraft drängt ein Rad 22 des Fahrzeuges 24 in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche. Der Volumenmodulator 20, der mit der Hydraulikkammer 16 und dem Vorratsbehälter 18 in Verbindung steht, drückt das kompressible Medium 12 selektiv aus dem Vorratsbehälter 18 in die Hydraulikkammer 16 bzw. entläßt das kompressible Medium 12 aus der Hydraulikkammer 16 in den Vorratsbehälter 18, so daß die Abfederungskraft dadurch aktiv verändert bzw. moduliert wird. Durch die Erhöhung der Abfederungskraft in den Federbeinen 14 der kurvenäußeren Räder bei Kurvenfahrt kann das Fahrzeug 24 der Wankneigung besser widerstehen. Durch Senken der Abfederungskraft auf unebenen Fahrbahnoberflächen kann das Fahrzeug 24 die Fahrzeuginsassen besser isolieren. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 24 durch aktive Modulation der Abfederungskraft sowohl den Fahrkomfort als auch das Fahrverhalten bzw. Handling maximieren und den den herkömmlichen Systemen innewohnenden Kompromiß vermeiden.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist das Federungssystem 10 der bevorzugten Ausführungsform speziell für ein Fahrzeug 24 mit vier Rädern 22 und vier Federungslenkern 26 (zwei davon sind in 2 dargestellt) konstruiert worden, über die die einzelnen Räder 22 am Fahrzeug 24 aufgehängt sind. Die Federungslenker 26 ermöglichen Einfederbewegungen der einzelnen Räder 22 zum Fahrzeug 24 hin und Ausfederbewegungen der einzelnen Räder in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche. Trotz dieser speziellen Konstruktion für eine besondere Umgebung kann das Federungssystem 10 auch in jeder beliebigen geeigneten Umgebung mit mehr oder auch mit weniger Rädern eingesetzt werden.

Das kompressible Medium 12 der bevorzugten Ausführungsform, dessen Beitrag die Stellung der Abfederungskraft ist, ist vorzugsweise eine Siliziumflüssigkeit, die in ihrem Volumen bei 2.000 psi um etwa 1,5% verdichtbar ist, bei 5.000 psi um etwa 3%, und bei 10.000 psi um etwa 6%. Oberhalb 2.000 bar hat das kompressible Medium eine größere Verdichtbarkeit als herkömmliches Hydrauliköl. Das kompressible Medium kann aber auch alternativ dazu jedes beliebige Medium sein, mit oder ohne Siliziumkomponente, das oberhalb 2.000 psi eine größere Verdichtbarkeit bietet als herkömmliches Hydrauliköl.

Wie die 2 und 3 zeigen, beinhaltet das Federbein 14 gemäß der bevorzugten Ausführungsform ein Hydraulikrohr 28, eine Verdrängerstange 30, einen Kolben 32, eine erste verstellbare Drossel 34 und eine zweite verstellbare Drossel 36. Das Hydraulikrohr 28 und die Verdrängerstange 30 der bevorzugten Ausführungsform arbeiten zusammenwirkend so, daß sie den Federungslenker mit dem Fahrzeug verbinden und Einfederbewegungen des Rades 22 zum Fahrzeug hin sowie Ausfederbewegungen des Rades 22 in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche erlauben. Das Hydraulikrohr 28 bildet vorzugsweise einen inneren Hohlraum 38, welcher derart wirkt, daß er einen Teil des kompressiblen Mediums 12 aufnimmt. Wie weiter oben erläutert, wirken der innere Hohlraum 38 und das kompressible Medium 12 vorzugsweise so zusammen, daß sie die Abfederungskraft stellen, welche das Rad 22 in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche drängt und im wesentlichen das ganze Fahrzeug der Fahrbahnoberfläche gegenüber abfedert. Die Verdrängerstange 30 ist ausgelegt, sich bei der Einfederbewegung des Rades 22 in den inneren Hohlraum 38 hinein zu bewegen, und sich bei der Ausfederbewegung des Rades 22 aus dem Hydraulikrohr heraus zu bewegen. Bei der Eintauchbewegung in den inneren Hohlraum 38 verdrängt die Verdrängerstange 30 das kompressible Medium 12 und komprimiert es dabei. Auf diese Weise erhöht sich bei der Eintauchbewegung der Verdrängerstange 30 in den inneren Hohlraum 38 die Abfederungskraft des Federbeines 14. Wenn die Verdrängerstange 30 aus dem inneren Hohlraum 38 herausfährt, entspannt sich das kompressible Medium 12, und die Abfederungskraft des Federbeines 14 nimmt ab. Die Verdrängerstange 30 ist vorzugsweise zylindrisch gestaltet, und durch diese bevorzugte Gestalt besteht zwischen der Bewegung der Verdrängerstange 30 in dem inneren Hohlraum 38 und der Größe der Abfederungskraft ein lineares Verhältnis. Wird für einen besonderen Anwendungsfall des Federbeines 14 kein lineares Verhältnis bevorzugt, oder wenn irgendein anderer angemessener Grund besteht, kann die Verdrängerstange 30 alternativ auch mit einer anderen geeigneten Form konstruiert werden. Das Hydraulikrohr 28 und die Verdrängerstange 30 sind vorzugsweise aus herkömmlichem Stahl und unter Einsatz herkömmlicher Verfahren hergestellt, sie können aber alternativ dazu auch aus einem beliebigen anderen geeigneten Material oder in einem anderen geeigneten Verfahren hergestellt werden.

Der Hohlraumkolben 32 aus der bevorzugten Ausführungsform ist vorzugsweise mit dem Verdrängerkolben 30 gekuppelt und reicht vorzugsweise in das Hydraulikrohr 28. Auf diese Weise trennt der Hohlraumkolben 32 den inneren Hohlraum 38 in einen ersten Abschnitt 40 und einen zweiten Abschnitt 42. Der Hohlraumkolben 32 bildet eine erste Öffnung 44 und eine zweite Öffnung 46, die sich beide vorzugsweise zwischen dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 42 des inneren Hohlraumes 38 erstrecken. Die erste Öffnung 44 und die zweite Öffnung 46 wirken derart, daß sie den Fluß von kompressiblem Medium 12 zwischen dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 42 des inneren Hohlraumes 38 erlauben. Der Hohlraumkolben 32 ist vorzugsweise mit einem herkömmlichen Befestigungsteil 48 fest an der Verdrängerstange 30 angebracht, er kann aber alternativ dazu auch einteilig an diesem Verdränger 30 angeformt sein oder mittels einer beliebigen geeigneten Vorrichtung fest daran angebracht sein. Der Hohlraumkolben 32 ist vorzugsweise aus herkömmlichen Materialien und unter Einsatz herkömmlicher Verfahren hergestellt, er kann aber alternativ dazu auch aus anderen geeigneten Materialien und mittels anderer geeigneter Verfahren hergestellt werden.

Die erste verstellbare Drossel 34 der bevorzugten Ausführungsform ist mit dem Hohlraumkolben 32 in der Nähe der ersten Öffnung 44 gekuppelt. Die erste verstellbare Drossel 34 wirkt so, daß sie den Durchgang von kompressiblem Medium 12 durch die erste Öffnung 44 drosselt, und insbesondere so, daß sie diesen Durchgang verstellbar drosselt, je nach der Geschwindigkeit des Hohlraumkolbens 32 in bezug auf das Hydraulikrohr 28. In der ersten bevorzugten Ausführungsform ist die erste verstellbare Drossel 34 ein erster Satz Scheiben 50, die vorzugsweise aus herkömmlichen Werkstoffen und mittels herkömmlicher Verfahren hergestellt werden. In alternativen Ausführungsformen kann die erste verstellbare Drossel 34 aber auch jede beliebige andere geeignete Vorrichtung beinhalten, die in der Lage ist, den Durchgang von kompressiblem Medium 12 durch die erste Öffnung 44 verstellbar zu drosseln, ausgehend von der Geschwindigkeit des Hohlraumkolbens 32 relativ zum Hydraulikrohr 28. Die zweite verstellbare Drossel 36 der bevorzugten Ausführungsform ist mit dem Hohlraumkolben 32 in der Nähe der zweiten Öffnung 46 verbunden. Die zweite verstellbare Drossel 36 – ebenso wie die erste verstellbare Drossel 34 – arbeitet derart, daß sie den Durchgang von kompressiblem Medium 12 durch die zweite Öffnung 46 drosselt und insbesondere diesen Durchgang ausgehend von der Relativgeschwindigkeit des Hohlraumkolbens 32 in Bezug auf das Hydraulikrohr 28 verstellbar drosselt. In der bevorzugten Ausführungsform ist die zweite verstellbare Drossel 36 ein zweiter Satz Scheiben 52, die vorzugsweise aus herkömmlichen Materialien und unter Einsatz herkömmlicher Verfahren hergestellt sind. In alternativen Ausführungsformen jedoch kann die zweite verstellbare Drossel 36 auch jede beliebige andere geeignete Vorrichtung beinhalten, die in der Lage ist, den Durchgang von kompressiblem Medium 12 durch die zweite Öffnung 46 in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit des Hohlraumkolbens 32 zum Hydraulikrohr 28 verstellbar zu drosseln.

Der Hohlraumkolben 32, die erste Öffnung 44 und die erste verstellbare Drossel 34 gemäß der bevorzugten Ausführungsform wirken derart zusammen, daß sie eine Ausfederungsdämpfungskraft liefern, wenn das Rad 22 seine Ausfederbewegung durchführt. Die Ausfederungsdämpfungskraft wirkt so, daß sie die Abfederungskraft dämpft, welche bestrebt ist, die Verdrängerstange 30 aus dem Hydraulikrohr 28 hinaus zu drücken. Der Hohlraumkolben 32, die zweite Öffnung 46 und eine zweite verstellbare Drossel 36 dagegen wirken derart zusammen, daß sie die Einfederungsdämpfungskraft bei der Einfederbewegung des Rades 22 liefern. Die Einfederungsdämpfungskraft wirkt so, daß sie jede Stoßkraft dämpft, die bestrebt ist, die Verdrängerstange 30 in das Hydraulikrohr 28 hinein zu drücken.

Das Federbein kann ein Druckgefäß aufweisen und ein Ventil beinhalten. In alternativen Ausführungsformen kann das Federbein auch jede beliebige geeignete Vorrichtung beinhalten, mit der eine aktive Modulation der Abfederungskraft mit dem kompressiblen Medium möglich ist.

Wie 1 zeigt, beinhaltet das Federungssystem 10 der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch Hydraulikleitungen 54, die ausgelegt sind, das kompressible Medium 12 zwischen den einzelnen Federbeinen 14 und dem Volumenmodulator 20 fließen zu lassen. Zusammen mit dem inneren Hohlraum 38 der einzelnen Federbeine 14 bilden die Hydraulikleitungen 54 die einzelnen Hydraulikkammern 16. Das kompressible Hydraulikmedium 12 fließt vorzugsweise frei zwischen dem Volumenmodulator 20 und dem inneren Hohlraum 38 der einzelnen Federbeine 14 hin und her. Alternativ dazu können die Hydraulikkammern 16 auch ein oder mehrere steuerbares) Ventile) aufweisen, so daß die Hydraulikkammer 16 insgesamt von dem Federbein 14 oder von dem Federbein 14 und einem Teil der Hydraulikleitung 54 gebildet wird.

Wie 2 zeigt, wirkt der Vorratsbehälter 18 so, daß er einen Teil des kompressiblen Mediums 12 enthält, das aus der Hydraulikkammer 16 verdrängt worden ist, und das letztendlich wieder in die Hydraulikkammer 16 zurückgepumpt werden kann. Der Vorratsbehälter 18 ist vorzugsweise aus herkömmlichen Werkstoffen und unter Einsatz herkömmlicher Verfahren hergestellt, er kann aber alternativ dazu auch aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff und in einem beliebigen geeigneten Verfahren hergestellt werden.

Das Federungssystem 10 der bevorzugten Ausführungsform beinhaltet eine Pumpe 56, die ausgelegt ist, das kompressible Medium 12 im Vorratsbehälter 18 unter Druck zu setzen. Auf diese Weise wirkt der Vorratsbehälter 18 wie ein Druckspeicher 58. Durch Verwendung von kompressiblem Medium unter einem Druck von ca. 1.500 psi im Vorratsbehälter 18 verbraucht der Volumenmodulator 20 weniger Energie, um einen bestimmten Druck in einer einzelnen Hydraulikkammer 16 zu erreichen. In einer alternativen Ausführungsform kann das kompressible Medium 12 im Vorratsbehälter 18 auch unter Atmosphärendruck stehen oder in die Atmosphäre entlassen werden.

Wie in der 2 dargestellt ist, ist der Volumenmodulator 20 mit der Hydraulikleitung 54 und dem Vorratsbehälter 18 verbunden. Der Volumenmodulator 20 arbeitet wie bereits erwähnt so, daß er das kompressible Medium 12 selektiv in die Hydraulikkammer 16 drückt, und das kompressible Medium 12 aus der Hydraulikkammer 16 abläßt. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Volumenmodulator 20 ein digitaler Verdrängerpumpenmotor, wie ihn die US-Patentschrift Nr. 5,259,738 mit dem Titel "Fluid-Working Machine (Medienarbeitsmaschine)" beschreibt. In alternativen Ausführungsformen kann der Volumenmodulator 20 aber auch jede beliebige geeignete Vorrichtung sein, die das kompressible Medium 12 in ausreichendem Volumenstrom selektiv in die Hydraulikkammer 16 drückt, um die Abfederungskraft aktiv zu modulieren.

Wie 4 zeigt, bildet der Volumenmodulator 20 der bevorzugten Ausführungsform einen Modulatorhohlraum 60 und beinhaltet einen Modulatorkolben 62, der ausgelegt ist, zyklisch kontinuierlich einen Kompressionshub und einen Expansionshub in dem Modulatorhohlraum 60 zu durchlaufen. Der Modulatorkolben 62 ist vorzugsweise mit einem Exzenter 64 verbunden, welcher von einem Motor 66 (dargestellt in 1) drehend angetrieben wird. Wegen der "aktiven" Art der Modulation der Abfederungskraft durchläuft der Modulatorkolben 62 zyklisch den Kompressionshub und den Expansionshub mit einer relativ hohen Frequenz (bis zu 30 Hz), somit dreht sich der Motor vorzugsweise mit einer relativ hohen Drehgeschwindigkeit (bis zu 2.000 U/min).

Der Volumenmodulator 20 der bevorzugten Ausführungsform weist auch ein kammerseitiges Ventil 68 auf, welches zwischen der Hydraulikleitung und dem Volumenmodulator 20 angeschlossen ist, sowie ein vorratsbehälterseitiges Ventil 70, das zwischen dem Vorratsbehälter und dem Volumenmodulator 20 angeschlossen ist. Das kammerseitige Ventil 68 und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 wirken derart, daß sie den Durchgang von kompressiblem Medium selektiv begrenzen. Das kammerseitige Ventil 68 und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 sind sogenannte Tellerventile, die mit relativ hohen Frequenzen betätigt werden können. Alternativ dazu kann das kammerseitige Ventil 68 und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 auch durch eine beliebige geeignete Vorrichtung gebildet werden, die den Durchgang von kompressiblem Medium mit angemessener Frequenz selektiv begrenzt.

Wie die 5A und 5B zeigen, können das kammerseitige Ventil 68, das vorratsbehälterseitige Ventil 70 und der Modulatorkolben 62 so zusammenwirken, daß kompressibles Medium 12 aus dem Vorratsbehälter gesaugt wird, und dieses kompressible Medium 12 in die Hydraulikkammer gepumpt wird. Im ersten Schritt ist, wie 5A zeigt, das kammerseitige Ventil 68 geschlossen, und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 ist geöffnet, während der Modulatorkolben 62 das Volumen im Modulatorhohlraum 60 vergrößert (Expansionshub). Im Expansionshub des Modulatorkolbens 62 wird kompressibles Medium 12 in den Modulatorhohlraum 60 gesaugt. Im zweiten Schritt ist, wie 5B zeigt, das vorratsbehälterseitige Ventil 70 geschlossen, und das kammerseitige Ventil 68 ist geöffnet, während der Modulatorkolben 62 das Volumen im Modulatorhohlraum 60 verringert (Kompressionshub). Der Kompressionshub des Modulatorkolbens 62 drückt das kompressible Medium 12 in die Hydraulikkammer, wodurch die Abfederungskraft an diesem bestimmten Federbein und Rad erhöht wird.

Wie die 6A und 6B zeigen, können das kammerseitige Ventil 68 und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 sowie der Modulatorkolben 62 auch so zusammenwirken, daß sie kompressibles Medium 12 aus der Hydraulikkammer absaugen, und das kompressible Medium 12 dann in den Vorratsbehälter wieder ablassen. Im ersten Schritt ist dann, wie 6A zeigt, das kammerseitige Ventil 68 offen, und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 ist geschlossen, während der Modulatorkolben 62 das Volumen im Modulatorhohlraum 60 vergrößert und dabei kompressibles Medium 12 in den Modulatorhohlraum 60 saugt. In dem zweiten Schritt ist, wie es 6B zeigt, das vorratsbehälterseitige Ventil 70 offen und das kammerseitige Ventil 68 geschlossen, während der Modulatorkolben 62 das Volumen im Modulatorhohlraum 60 verringert und das kompressible Medium 12 in den Vorratsbehälter abläßt, wodurch die Abfederungskraft an diesem bestimmten Federbein und Rad verringert wird. Im Fahrbetrieb des Fahrzeuges kann es nun von Vorteil sein, die Abfederungskraft weder zu erhöhen noch zu senken. Da der Motor 66, der Exzenter 64 und die Modulatorkolben 62 ständig in Bewegung sind, können das vorratsbehälterseitige Ventil 70 und der Volumenmodulator 20 auch so zusammenwirken, daß sie kompressibles Medium 12 aus dem Vorratsbehälter (wie in 5A gezeigt) absaugen und das kompressible Medium 12 dann (wie in 6B gezeigt) wieder zurück in den Vorratsbehälter entlassen. Bei diesem Vorgang wird der Druck in der Hydraulikkammer 16 nicht moduliert, und die Abfederungskraft wird weder erhöht noch gesenkt.

Zwar zeigen die 5A, 5B, 6A und 6B nur einen Modulatorhohlraum 60 und Modulatorkolben 62, der Volumenmodulator 20 beinhaltet jedoch vorzugsweise einen Modulatorhohlraum 60, einen Modulatorkolben 62, ein kammerseitiges Ventil 68 und ein vorratsbehälterseitiges Ventil 70 für jedes der Federbeine 14 im Fahrzeug 24. Vorzugsweise treiben der Motor 66 und der Exzenter 64 diese mehreren Modulatorkolben 62, die einzelnen Modulatorkolben 62 können aber alternativ dazu auch durch eigene Motoren und eigene Exzenter angetrieben werden. Außerdem kann eine Steuereinheit 72 (wie in 1 dargestellt) das kammerseitige Ventil 68 und das vorratsbehälterseitige Ventil 70 für ein bestimmtes Federbein 14 und Rad 22 einzeln steuern, um so den Fahrkomfort und das Handling des Fahrzeuges 24 für jedes Rad einzeln einzustellen. Die Steuereinheit 72 kann auch so eingesetzt werden, daß sie bestimmte Federbeine 14 auf jeder Seite des Fahrzeuges 24 getrennt einstellt, so daß das Wank- oder das Nickverhalten des Fahrzeuges 24 geregelt werden kann. Die Steuereinheit 72 kann außerdem so eingesetzt werden, daß sie alle Federbeine 14 gemeinsam verstellt, so daß sie die Bodenfreiheit des Fahrzeuges 24 einstellt. Die Steuereinheit 72 ist vorzugsweise aus herkömmlichen Werkstoffen und unter Einsatz herkömmlicher Verfahren hergestellt, sie kann aber alternativ dazu auch aus jedem beliebigen geeigneten Werkstoff und in jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden.

Wie jeder mit dem Gebiet der Federungssystemtechnik vertraute Fachmann anhand der vorangehenden Beschreibung und angesichts der Figuren und Ansprüche erkennen wird, können an der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Änderungen und Variationen angebracht werden, ohne den in den Patentansprüchen gegebenen Rahmen zu sprengen.


Anspruch[de]
  1. Federungssystem (10) für ein Fahrzeug (24) mit einem auf einer Fahrbahnoberfläche unter dem Fahrzeug aufstehenden Rad (22) und einem Federungslenker (26), über welchen das Rad (22) dem Fahrzeug (24) gegenüber abgefedert ist, und welcher Relativbewegungen des Rades (22) gegenüber dem Fahrzeug (24) erlaubt, wobei besagtes Federungssystem (10) folgendes beinhaltet:

    ein kompressibles Medium (12);

    ein Federbein (14), das ausgelegt ist, den Federungslenker (26) mit dem Fahrzeug (24) zu koppeln;

    eine Hydraulikkammer (16), welche wenigstens teilweise durch besagtes Federbein (14) gebildet wird und ausgelegt ist, einen Teil des besagten kompressiblen Mediums (12) aufzunehmen, und so mit besagtem kompressiblem Medium (12) zusammenzuwirken, daß eine Abfederungskraft gestellt wird, welche das Rad (22) in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche drängt;

    einen Vorratsbehälter (18), welcher ausgelegt ist, einen Teil des besagten kompressiblen Mediums (12) aufzunehmen; und

    dadurch gekennzeichnet, daß

    es außerdem folgendes beinhaltet:

    einen Volumenmodulator, welcher an besagter Hydraulikkammer (16) und besagtem Vorratsbehälter (18) angeschlossen und ausgelegt ist, besagtes kompressibles Medium (12) selektiv in besagte Hydraulikkammer (16) zu drücken, und besagtes kompressibles Medium (12) selektiv aus besagter Hydraulikkammer (16) abzulassen, so daß besagte Abfederungskraft aktiv moduliert wird, worin besagter Volumenmodulator (20) einen Modulatorhohlraum (60) mit einem Modulatorkolben (62) darin bildet, der ausgelegt ist, zyklisch einen Kompressionshub und einen Expansionshub in besagtem Modulatorhohlraum (60) zu durchlaufen, mit einem kammerseitigen Ventil (68), welches zwischen besagter Hydraulikkammer (16) und besagtem Volumenmodulator (20) angeschlossen und ausgelegt ist, den Durchgang von besagtem kompressiblem Medium (12) zwischen besagter Hydraulikkammer (16) und besagtem Modulatorhohlraum (60) selektiv zu begrenzen, und mit einem vorratsbehälterseitigen Ventil (70), welches zwischen besagtem Vorratsbehälter (18) und besagtem Volumenmodulator (60) angeschlossen und ausgelegt ist, den Durchgang von besagtem kompressiblem Medium zwischen besagtem Vorratsbehälter (18) und besagtem Modulatorhohlraum (60) selektiv zu begrenzen.
  2. Federungssystem nach Anspruch 1, worin besagtes Federbein (14) eine Verdrängerstange (30) enthält, die ausgelegt ist, sich innerhalb eines Hydraulikrohres (28) zu bewegen, und dabei besagtes kompressibles Medium (12) zu komprimieren, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Rad (22) und dem Fahrzeug auftritt.
  3. Federungssystem nach Anspruch 2, worin besagte Verdrängerstange (30) einen Hohlraumkolben (32) beinhaltet, der ausgelegt ist, eine Dämpfungskraft zu liefern.
  4. Federungssystem nach Anspruch 1, worin besagte Hydraulikkammer (16) durch besagtes Federbein (14) und eine Hydraulikleitung (54) gebildet wird, die ausgelegt ist, besagtes kompressibles Medium (12) zwischen besagtem Federbein (14) und besagtem Volumenmodulator (20) in Fließverbindung zu setzen.
  5. Federungssystem nach Anspruch 1, worin besagtes kompressibles Medium (12) von einer Silikonflüssigkeit gebildet wird.
  6. Federungssystem nach Anspruch 1, worin besagtes kompressibles Medium (12) oberhalb 2.000 psi eine höhere Verdichtbarkeit aufweist als Hydrauliköl.
  7. Federungssystem nach Anspruch 1, worin besagtes kompressibles Medium (12) ausgelegt ist, bei 2.000 psi um etwa 1,5% seines Volumens, bei 5.000 psi um etwa 3% seines Volumens und bei 10.000 psi um etwa 6% seines Volumens komprimiert zu werden.
  8. Federungssystem nach Anspruch 1, außerdem eine elektronische Steuereinheit (72) aufweisend, welche mit besagtem Volumenmodulator (20) verbunden und ausgelegt ist, während des besagten Expansionshubes besagtes kammerseitiges Ventil (68) zu schließen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu öffnen, und während des besagten Kompressionshubes besagtes kammerseitiges Ventil (68) zu öffnen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu schließen, so daß besagtes kompressibles Medium (12) in besagte Hydraulikkammer (16) gedrückt wird.
  9. Federungssystem nach Anspruch 8, worin besagte elektronische Steuereinheit (72) außerdem ausgelegt ist, während des besagten Expansionshubes besagtes kammerseitiges Ventil (68) zu öffnen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu schließen, und während des besagten Kompressionshub besagtes kammerseitiges Ventil (68) zu schließen und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu öffnen, so daß besagtes kompressibles Medium (12) aus besagter Hydraulikkammer (16) abgelassen wird.
  10. Federungssystem nach Anspruch 1, außerdem eine Pumpe (56) aufweisend, welche ausgelegt ist, besagtes kompressibles Medium (12) in besagtem Vorratsbehälter (18) unter Druck zu setzen.
  11. Federungssystem (10) für ein Fahrzeug (24) mit ersten und zweiten auf einer Fahrbahnoberfläche unter dem Fahrzeug aufstehenden Rädern (22) und ersten und zweiten Federungslenkern (26), über welche die ersten und zweiten Räder (22) dem Fahrzeug (24) gegenüber abgefedert sind, und welche Relativbewegungen der ersten und zweiten Räder (22) gegenüber dem Fahrzeug (24) erlauben, wobei besagtes Federungssystem (10) folgendes beinhaltet:

    ein kompressibles Medium (12);

    ein erstes Federbein (14), das ausgelegt ist, den ersten Federungslenker (26) mit dem Fahrzeug (24) zu koppeln;

    eine erste Hydraulikkammer (16), welche wenigstens teilweise durch besagtes erstes Federbein (14) gebildet wird und ausgelegt ist, einen Teil des besagten kompressiblen Mediums (12) aufzunehmen, und so mit besagtem kompressiblem Medium (12) zusammenzuwirken, daß eine erste Abfederungskraft gestellt wird, welche das erste Rad (22) in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche drängt;

    ein zweites Federbein (14), das ausgelegt ist, den zweiten Federungslenker (26) mit dem Fahrzeug (24) zu koppeln;

    eine zweite Hydraulikkammer (16), welche wenigstens teilweise durch besagtes zweites Federbein (14) gebildet wird und ausgelegt ist, einen Teil des besagten kompressiblen Mediums (12) aufzunehmen, und so mit besagtem kompressiblem Medium (12) zusammenzuwirken, daß eine zweite Abfederungskraft gestellt wird, welche das zweite Rad (22) in Richtung auf die Fahrbahnoberfläche drängt;

    einen Vorratsbehälter (18), welcher ausgelegt ist, einen Teil des besagten kompressiblen Mediums (12) aufzunehmen; und

    dadurch gekennzeichnet, daß

    es außerdem folgendes beinhaltet:

    einen Volumenmodulator, welcher an besagten ersten und zweiten Hydraulikkammern (16) und besagtem Vorratsbehälter (18) angeschlossen und ausgelegt ist, besagtes kompressibles Medium (12) selektiv in besagte erste und zweite Hydraulikkammern (16) zu drücken, und besagtes kompressibles Medium (12) selektiv aus besagten ersten und zweiten Hydraulikkammern (16) abzulassen, so daß besagte erste und zweite Abfederungskräfte aktiv moduliert werden, worin besagter Volumenmodulator (20) einen Modulatorhohlraum (60) mit einem Modulatorkolben (62) darin bildet, der ausgelegt ist, zyklisch einen Kompressionshub und einen Expansionshub in besagtem Modulatorhohlraum (60) zu durchlaufen, mit einem ersten kammerseitigen Ventil (68), welches zwischen besagter erster Hydraulikkammer (16) und besagtem Volumenmodulator (20) angeschlossen ist, einem zweiten kammerseitigen Ventil (68), welches zwischen besagter zweiter Hydraulikkammer (16) und besagtem Volumenmodulator (20) angeschlossen ist, und mit einem vorratsbehälterseitigen Ventil (70), welches zwischen besagtem Vorratsbehälter (18) und besagtem Volumenmodulator (60) angeschlossen ist.
  12. Federungssystem nach Anspruch 11, worin besagtes kompressibles Medium (12) eine Silikonflüssigkeit ist.
  13. Federungssystem nach Anspruch 11, worin besagtes kompressibles Medium (12) oberhalb 2.000 psi eine höhere Verdichtbarkeit aufweist als Hydrauliköl.
  14. Federungssystem nach Anspruch 11, worin besagtes kompressibles Medium (12) ausgelegt ist, bei 2.000 psi um etwa 1,5% seines Volumens, bei 5.000 psi um etwa 3% seines Volumens und bei 10.000 psi um etwa 6% seines Volumens komprimiert zu werden.
  15. Federungssystem nach Anspruch 11, außerdem eine elektrische Steuereinheit (72) aufweisend, welche mit besagtem Volumenmodulator (20) verbunden und ausgelegt ist, während des besagten Expansionshubes besagtes erstes kammerseitiges Ventil (68) zu schließen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu öffnen, und während des besagten Kompressionshubes besagtes erstes kammerseitiges Ventil (68) zu öffnen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu schließen, so daß besagtes kompressibles Medium (12) in besagte erste Hydraulikkammer (16) gedrückt wird.
  16. Federungssystem nach Anspruch 15, worin die besagte elektrische Steuereinheit außerdem ausgelegt ist, während des besagten Expansionshubes besagtes zweites kammerseitiges Ventil (68) zu schließen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu öffnen, und während des besagten Kompressionshubes besagtes zweites kammerseitiges Ventil (68) zu öffnen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu schließen, so daß besagtes kompressibles Medium (12) in besagte zweite Hydraulikkammer (16) gedrückt wird.
  17. Federungssystem nach Anspruch 16, worin besagte elektronische Steuereinheit (72) außerdem ausgelegt ist, während des besagten Expansionshubes besagtes erstes kammerseitiges Ventil (68) zu öffnen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu schließen, und während des besagten Kompressionshubes besagtes erstes kammerseitiges Ventil (68) zu schließen und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu öffnen, so daß besagtes kompressibles Medium (12) aus besagter erster Hydraulikkammer (16) abgelassen wird.
  18. Federungssystem nach Anspruch 17, worin besagte elektronische Steuereinheit (72) außerdem ausgelegt ist, während des besagten Expansionshubes besagtes zweites kammerseitiges Ventil (68) zu öffnen, und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu schließen, und während des besagten Kompressionshubes besagtes zweites kammerseitiges Ventil (68) zu schließen und besagtes vorratsbehälterseitiges Ventil (70) zu öffnen, so daß besagtes kompressibles Medium (12) aus besagter zweiter Hydraulikkammer (16) abgelassen wird.
  19. Federungssystem nach Anspruch 11, des weiteren eine Pumpe (56) aufweisend, die ausgelegt ist, besagtes kompressibles Medium (12) in besagtem Vorratsbehälter (18) unter Druck zu setzen.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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