DE3842338C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Abstimmung von Kolben-Zylinder-Einheiten als Stellelemente am Fahrwerk von Kraftfahrzeugen besteht in einem Kompromiß zwischen Fahrsicherheit und Fahrkomfort. Bei bekannten "passiven" Stellelementen ist die Kraft zwischen Fahrzeugaufbau und Rad nur eine Funktion des Federwegs und der Dämpfergeschwindigkeit. Die Energie kann über eine Feder nur gespeichert oder über einen Dämpfer absorbiert werden. Diese Beschränkungen führen zwangsläufig zu einem stark eingegrenzten Feld, in dem Fahrsicherheit und Fahrkomfort abgestimmt werden können.

Durch aktiven Eingriff in eine Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement nach der DE-OS 27 38 455 besteht die Möglichkeit, diese Feldgrenzen zu mehr Fahrsicherheit und mehr Komfort hin zu verschieben. Mit diesem bekannten Stellelement kann in Abhängigkeit von verschiedensten Einflußgrößen eine beliebige Kraft aufgebracht werden. Für die Krafterzeugung finden vorzugsweise hydraulische Stellelemente Verwendung. Eine Grundlast (statische Radlast) wird über ein integriertes konventionelles hydropneumatisches Federelement abgestützt, und nur die dynamischen Kräfte werden über ein aktives Stellglied aufgebracht. Nach der DE-OS 27 38 455 ist das bekannte Stellelement von relativ großer Baulänge und weist äußere Druckkammern mit Kolbenflächen auf, die unterschiedlich groß sind und somit ungleiche Volumenströme in Zug- und Druckrichtung erzeugen. Desweiteren ist das Federbein zur gegenseitigen Abdichtung der Druckkammern mit einer Vielzahl von dynamischen Dichtungen versehen. Auch erfolgt bei dieser Ausführung ein Druckmittelanschluß an einem der Radbewegung unterworfenen Bauteil, der damit mechanischen Schwingbelastungen ausgesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolben-Zylinder-Einheit mit geringerer Baulänge und in vereinfachter Bauausführung zu schaffen, mit der annähernd gleiche Volumenströme zwischen den Druckkammern erzeugt werden und diese gegeneinander mit einer geringsmöglichen Anzahl von dynamischen Dichtungen abgeschlossen sind. Mechanische Schwingbelastungen der Anschlüsse sollen dabei vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die des Patentanspruchs 2 beinhalten eine weitere Lösung.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein Zylinder in Verbindung mit einer hohlen Kolbenstange drei Druckkammern bildet, wobei zwei zusammenarbeitende Druckkammern für die dynamische Radlast ansteuerbar sind und eine weitere Druckkammer zur Abstützung der statischen Radlast dient. Die Druckkammern sind so angeordnet, daß sich eine geringsmögliche Baulänge ergibt, in die wenigstens die dreifache Amplitude eingeht.

Das Stellelement besteht im wesentlichen aus zwei ineinander geführten Bauteilen, die zwischen sich die Druckkammern bilden und über dynamische Dichtungen gegeneinander abgedichtet sind.

Zur Erzeugung von näherungsweise gleichen Volumenströmen aus und in die zusammenarbeitenden Druckkammern beim Ein- und Ausfedern des Stellelements sind die Kolbenflächen in diesen Druckkammern annähernd von gleicher Flächengröße.

Auch werden durch die am Zylinder angeordneten und nicht der Radbewegung unterworfenen Druckmittelanschlüsse deren mechanische Schwingbelastungen wesentlich herabgesetzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Stellelement im Schnitt, mit korrespondierenden Druckkammern im Zylinder und einer Druckkammer in einer hohlen Kolbenstange, und

Fig. 2 eine weitere Ausführung eines Stellelements, mit korrespondierenden Druckkammern in Zylindern innerhalb der hohlen Kolbenstange sowie einer weiteren Druckkammer im zylindrischen Gehäuse.

Ein Stellelement 1; 2 für ein aktives Feder-Dämpfer-System ist zwischen einem Fahrzeugaufbau 3 und einem Radführungsglied 4 angeordnet. Es umfaßt einen Zylinder 5; 6, in dem eine hohle Kolbenstange 7, 8 geführt ist, die mit dem Zylinder 5, 6 Druckkammern 9, 10 und 11 gemäß der Ausführung nach Fig. 1 und weitere Druckkammern 12, 13 und 14 gemäß der Ausführung nach der Fig. 2 bildet. Mit diesen Druckkammern sind Anschlüsse 15, 16 und 17 für Hydraulikleitungen verbunden.

Gemäß der Ausführung nach Fig. 1 sind dynamische Radlasten über die erste und zweite Druckkammer 9 und 10 bzw. über die zweite und dritte Druckkammer 10 und 11 ansteuerbar. Zur statischen Lastaufnahme ist die dritte Druckkammer 11 bzw. die erste Druckkammer 9 vorgesehen. Die Druckkammern 9 und 10 sind gegeneinander durch einen Kolben 18 getrennt, welcher mit der hohlen Kolbenstange 7 verbunden ist, die sich an einem Radführungsglied 4 abstützt. Die dritte Druckkammer 11 ist gegenüber der ersten Druckkammer 9 und zu einer in die Druckkammer ragenden hohlen Führungsstange 19 unter Zwischenschaltung einer dynamischen Dichtung 20 abgeschlossen. Die Führungsstange erstreckt sich bis zum Zylinderabschluß 21 des Zylinders 5 und ermöglicht somit über die Dichtung 20 eine dichte Anlage des Kolbens 18 über die gesamte Amplitude des Stellelements 1. Umfangsseitig ist der Kolben 18 über eine Dichtung 22 gegenüber der Zylinderwand abgedichtet und eine weitere dynamische Dichtung 23 schließt die Kolbenstange 7 gegenüber dem Zylinderabschluß 21 ab. Bei einer Druckbeaufschlagung der Kammer 9 bzw. 11 des Stellelements 1 über den Anschluß 15 bzw. 17 wird eine Kolbenfläche 24 bzw. 33 beaufschlagt und das Stellelement 1 verlängert sich, während eine Beaufschlagung der Druckkammer 10 mit der Kolbenfläche 25 des Kolbens 18 eine Verkürzung des Stellelements 1 bewirkt. Die Druckzuführung zur Druckkammer 11 erfolgt vorteilhafterweise über eine hohle Führungsstange 19, so daß der Anschluß 17 relativ zum Aufbau nur kleine Bewegungen ausführt.

Nach einer weiteren Ausführung des Stellelements 2 gemäß Fig. 2 ist im äußeren Zylinder 6 die hohle Kolbenstange 8 geführt. Diese bildet mit dem im Zylinder 6 geführten und als Kolben 26 ausgeführten Endteil eine Druckkammer 12 zur dynamischen Lastabstützung, wobei die zweite Druckkammer 13 zur dynamischen Lastabstützung außerhalb des Zylinders 6 in der hohlen Kolbenstange 8 gebildet ist.

Innerhalb des Zylinders 6 ist koaxial zur Druckkammer 12 die Druckkammer 14 zur statischen Lastabstützung angeordnet, die teilweise von der weiteren Druckkammer 12 umgeben ist. Mit dem Boden der hohlen Kolbenstange 8 ist die Führungsstange 19 verbunden, die in die Druckkammer 14 ragt und eine der Kolbenstange 8 entsprechende Länge besitzt.

Eine Abdichtung der Druckkammer 12 gegenüber einer Wand des äußeren Zylinders 6 erfolgt am Kolben 26 über eine dynamische Dichtung 27. Im Durchtrittsbereich der hohlen Kolbenstange 8 durch den Zylinderabschluß 21 sind zwei weitere Dichtungen 29 und 30 vorgesehen. Desweiteren ist zwischen der hohlen Führungsstange 19 und dem Zylinderabschluß 21 eine Dichtung 28 angeordnet.

Bei einer Druckbeaufschlagung der Kammer 13 über den Anschluß 15 wird die innere Kolbenfläche 31 beaufschlagt und das Stellelement 2 verlängert. Wenn dagegen eine Beaufschlagung der Kammer 12 mit der Kolbenfläche 32 über den Anschluß 16 erfolgt, wird das Stellelement verkürzt.

Claims (2)

1. "Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement für ein zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radführungsglied wirkendes aktives Feder-Dämpfer-System, mit einer Druckkammer zur statischen Lageabstützung und zwei weiteren Druckkammern zur dynamischen Ansteuerung, die über Anschlüsse mit Hydraulikleitungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Kolben (18) der Kolben-Zylinder-Einheit von einer hohlen Kolbenstange (7) getragen und an beiden Kolbenflächen (24 und 25) mit Druck beaufschlagbar ist,
• - daß im Zylinder (5) der Kolben-Zylinder-Einheit koaxial eine hohle Führungsstange (19) angeordnet ist, die abgedichtet in die hohle Kolbenstange (7) eingreift und sich bis zum Zylinderabschluß (21) erstreckt,
• - wobei zwischen hohler Kolbenstange (7) und hohler Führungsstange (19) die eine Druckkammer (11)
• - und zwischen Zylinder (5), Kolbenfläche (24) und hohler Führungsstange (19) bzw. zwischen Zylinder (5), Kolbenfläche (25) und Außenwandung der hohlen Kolbenstange (7) die beiden weiteren Druckkammern (9, 10) gebildet sind,
• - die durch Dichtungen (20; 22; 23) jeweils gegeneinander abgeschlossen sind,
• - und die Anschlüsse (15; 16; 17) für die Druckkammern (9; 10; 11) allein am Zylinder (5) ausgeführt sind (Fig. 1)".

2. "Kolben-Zylinder-Einheit als Stellelement für ein zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radführungsglied wirkendes aktives Feder-Dämpfer-System, mit einer Druckkammer zur statischen Lageabstützung und zwei weiteren Druckkammern zur dynamischen Ansteuerung, die über Anschlüsse mit Hydraulikleitungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit aus einem äußeren Zylinder (6) und einem zu diesem koaxialen inneren Zylinder (35) gebildet ist, die über einen Zylinderboden (37) miteinander verbunden sind, der zum Ringraum zwischen den Zylindern (6; 35) eine Zugangsöffnung (36) hat,
• - wobei der äußere Zylinder (6) einen radial nach innen weisenden Zylinderabschluß (21) und der innere Zylinder (35) einen radial nach außen weisenden Zylinderabschluß (38) aufweist,
• - daß der Kolben (26) als radial nach außen weisender Rand einer hohlen Kolbenstange (18) ausgebildet ist, in der eine koaxiale Führungsstange (19) angeordnet ist, die die Länge der Kolbenstange (8) hat und über eine Dichtung (28) abgedichtet in den inneren Zylinder (35) eingreift
• - während die Kolbenstange (8) zwischen den Zylinderabschlüssen (21 und 38) und durch Anlage des Kolbens (26) an der inneren Wandung des äußeren Zylinders (6) jeweils über Dichtungen (27; 28; 29; 30) abgedichtet geführt ist,
• - so daß zwischen innerem Zylinder (35) und Führungsstange (19) die erste Druckkammer (14) und zwischen äußerem Zylinder (6) mit Zylinderanschluß (21) und Kolbenstange (8) mit Kolben (26) bzw. zwischen Kolbenstange (8) mit Kolbenstangenboden, Führungsstange (19) und Zylinderabschluß (38) die beiden weiteren Druckkammern (12; 13) gebildet sind,
• - wobei der Abschluß (17) der ersten Druckkammer (14) über den Zylinderboden (37) und die Anschlüsse (15; 16) der weiteren Druckkammern (12, 13) über den Zylinderabschluß (21) des äußeren Zylinders (6) bzw. nach Zuleitung über die Zugangsöffnung (36) über den Zylinderabschluß (38) des inneren Zylinders (35) erfolgt."