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WO2008043630A1 - Luftfeder- und dämpfereinheit - Google Patents

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Info

Publication number
WO2008043630A1
WO2008043630A1 PCT/EP2007/059508 EP2007059508W WO2008043630A1 WO 2008043630 A1 WO2008043630 A1 WO 2008043630A1 EP 2007059508 W EP2007059508 W EP 2007059508W WO 2008043630 A1 WO2008043630 A1 WO 2008043630A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
damper unit
throttle
spring
air spring
unit according
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/059508
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Krauss
Original Assignee
Continental Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Aktiengesellschaft filed Critical Continental Aktiengesellschaft
Publication of WO2008043630A1 publication Critical patent/WO2008043630A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall
    • F16F9/464—Control of valve bias or pre-stress, e.g. electromagnetically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/002—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising at least one fluid spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/05—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/06—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
    • F16F9/068—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid where the throttling of a gas flow provides damping action

Definitions

  • the invention relates to an air spring and damper unit for vehicles, which has at least two working spaces filled with compressed air, wherein at least one working space is at least partially limited by movable walls in the form of rolling bellows, the rolling bellows forming a rolled fold at least partially on the contours of rotationally symmetrical body unroll and in which the work spaces are connected to each other via flow channels, which are provided with flow-through throttle valves, which have a cross section of the flow channel with a closing force changing throttle body.
  • DE 43 34 007 C2 discloses a pneumatic spring-damper unit with a double-acting displacer in which the connecting overflow are provided with valve spring washers / valve spring plates which cover an annular gap and create at its inner and outer edges of annular contact surfaces , Within the piston ring coil is arranged so that the piston is an electromagnet whose magnetic poles are formed by the annular abutment surfaces. Depending on the strength of the applied electrical direct current then the inner edge zone or the outer edge zone of the valve spring washers are attracted to the respective contact surfaces and thus enhances the spring action.
  • the DC current is alternately controlled in the sense of a low-frequency voltage, resulting in a soft response due to the alternating bypass currents in the valve system area.
  • DE 10 2004 060 778 A1 relates to a spring-damper unit having a plurality of damper and spring chambers which are interconnected and have overflow throttles, ie throttle valves, arranged in the connecting ducts serving for this purpose and arranged such that only one flow direction in the overall system exist. This avoids a reversal of the acceleration of the gas volumes and reduces the possible resonance vibrations.
  • At least one of the throttle valves is designed as a solenoid valve, wherein an electromagnetic field is generated, which acts on the throttle plate of the solenoid valve and the spring action of the throttle plate or their contact force and thus their throttle effect amplified.
  • an electromagnetic field is generated, which acts on the throttle plate of the solenoid valve and the spring action of the throttle plate or their contact force and thus their throttle effect amplified.
  • DE 100 09 527 C2 discloses an adjustable throttle valve with spring-loaded throttle disks arranged between two pneumatic chambers.
  • these are resilient valve disks / valve spring plates
  • the scope of protection also includes throttle disks which are under load of a helical spring.
  • the closing force of the throttle disks is directed against a magnetic force generated via the coil of an electromagnet and thereby reduces the closing force and the throttle (disc) thus imposed a softer identifier.
  • a fall-back position into a hard tag is achievable here, the adjustability or variability or bandwidth of the closing force in both directions, i. in the "softer identifier" and in the "harder identifier” is not sufficiently pronounced here.
  • the object was to provide an air spring damping unit that allows a broadband adjustability of the closing force in a structurally simple manner in a softer and a harder identifier and at the same time provides a fallback position in case of power failure, which automatically sufficient for a stable driving condition hard Identifier leads.
  • At least one throttle valve has at least two differently adjustable and / or controllable magnets, through which the throttle body in its
  • Closing force can be influenced.
  • Such an arrangement opens up a much broader field of adjustment possibilities than with the previous embodiments of the prior art, in which solenoid valves have a maximum of one magnet and thus usually only magnetic forces can be applied to the throttle body, in only one direction more or less powerful.
  • solenoid valves have a maximum of one magnet and thus usually only magnetic forces can be applied to the throttle body, in only one direction more or less powerful.
  • the throttle body is spring-loaded in the direction of the closing force. This results in a mechanical "basic hardness" of the identifier, which is predetermined by the spring-loaded system of the throttle body to its sealing edge their inner circumference are clamped tight and bear resiliently on its outer circumference at an annular sealing edge.
  • a further advantageous development consists in that at least one of the at least two differently adjustable and / or controllable magnets loads the throttle body in the direction of the closing force.
  • the closing force can be amplified in a simple manner, especially when the load is due to the magnetic force of an electromagnet, which can be switched on depending on the driving condition.
  • a further advantageous development is that the magnetic forces generated by the magnets have the same effective direction. This achieves a maximum of closing force, which generates the mechanical and spring action Closing force of the throttle body can increase many times.
  • the dynamic Federsteif ⁇ gkeit of gas spring dampers air spring and damper units
  • a highly effective roll support (anti-rolling) or pitch support for vehicles can be implemented inexpensively and in a very simple manner, which can represent an essential safety measure, especially in the case of fast and heavily loaded vans.
  • the magnetic forces generated by the magnets have opposite effective directions.
  • the magnetic field or the magnetic force of a switchable magnet can be used to compensate for another magnetic field, which in a suitable arrangement z. B. can be used to adjust a soft damping.
  • Such an arrangement then consists in that the magnetic force of a magnet which supports the closing force of the throttle body is compensated by the magnetic force of a second magnet.
  • the throttle valve has at least one permanent magnet and at least one controllable electromagnet. This results in a very simple design and equally easy control. If, for example, assisted by a permanent magnet closing force of the throttle body in addition to its mechanical spring action, so on the one hand, the resulting hard identifier with a compensation of the magnetic force of the permanent magnet by connecting an electromagnet, which builds up a counter-field, be converted into a softer identifier.
  • the connection can also be made in the form in which, for example, a DC magnet is energized more or less strongly and thus the magnetic field for compensation can be controlled in a targeted manner.
  • a fall back position is realized in a safety position (fail save position).
  • the permanent magnet is designed as at least one bar magnet inserted in the throttle valve.
  • the throttle valves according to the invention can be used both in the direction of pressure, i. for throttling the flow of the pressure medium in the compression stage, as well as in the pulling direction, i. for throttling the flow of the pressure medium in the rebound, are used, including in any air spring and damper units in which the flow direction reverses each with pressure or rebound. Show it:
  • Fig. 2 shows the structure of the throttle valves of the spring and damping unit of FIG. 1 in detail.
  • a pneumatic spring and damping unit comprising a cylinder housing 1, which is pressure-tightly sealed on one side with a cylinder cover 2.
  • This cylinder cover 2 has a fastening element 3 for articulation, for example, on a bodywork component of a motor vehicle.
  • a cross-section narrowing collar 4 is integrally formed with a through hole. In this through hole of the collar 4 is a sliding and sealing element. 5
  • a double-acting separating piston 6 with a piston rod 7 is inserted with clearance, wherein the separating piston 6 is equipped at its circumference with a sliding and sealing element 8.
  • the piston rod 7 penetrates the collar 4 in its through hole. This forms on the piston side of the Separating piston 6 a damaging the space during compression of the separating piston 6 damper chamber 9, and on the piston rod side of the separating piston 6 a the same during compression of the damper chamber 10 from.
  • the piston rod 7 has a fastening element 11 for the articulation of the spring and damping unit, for example, to the wheel suspension of the vehicle.
  • a fastening element 11 for the articulation of the spring and damping unit, for example, to the wheel suspension of the vehicle.
  • a rolling piston 12 With this fastening element 11 and therefore also firmly connected to the piston rod 7 is a rolling piston 12 with an outer rolling surface 13 for a rolling bellows 14th
  • This rolling bellows 14 is fixed on the one hand with a first mounting sleeve 15 on the collar 4 of the cylinder housing 1 and on the other hand with a second mounting sleeve 16 on the cylinder housing near the end of the rolling piston 12 fixed and pressure-tight. This is formed between the piston rod 7 and the rolling bellows 14 a smaller during compression of the separating piston 6 spring chamber 17.
  • the piston rod 7 has an axial through hole 18 and in the region of the spring chamber 17 via a radial bore 19, which together reduce the smaller during compression spring chamber 17 and the smaller during compression damper chamber 9 to a same effect spring-damper space together.
  • the cylinder housing 1 has a formed in the cylinder housing 1 valve seat 20, which carries an actively adjustable throttle valve 21 for the pressure stage of the spring-damper unit, whose structure is further explained further below.
  • a spring channel 17 leading to the connecting channel 23 is formed in the collar 4, so that when the throttle valve 21 is open, the damper chamber 10 and the spring chamber 17 are connected to each other.
  • 1 shows that in the direction of the cylinder cover 2 toward the separating piston 6, a further throttle valve 22 designed in this way is arranged, via which the damper chambers 9 and 10 can be connected to one another.
  • the present design of the spring and damping unit causes both during compression of the piston 6 and during rebound of the same in the damper chambers 9 and 10 and in the spring chamber 17 located gas moves in each case in the same flow direction.
  • the known pneumatic spring and damping units with their oscillating at compression and rebound gas flows in which therefore reverses the flow direction with pressure or rebound, respectively, can be avoided by the structure presented here fluidic losses, so that the spring and damper unit overall can respond quieter and faster to external forces and changes in direction of movement of the chassis to the body of a vehicle.
  • Fig. 2 shows in detail the structure of the throttle valve 22 in two switching positions of the electromagnet, wherein the throttle valves 21 and 22 are formed inexpensively substantially identical.
  • the throttle valve 22 according to the embodiment of FIG. 1 has a consisting of two superposed spring disks throttle body 24 and the ferromagnetic throttle body 25 which is fixed in the piston 6.
  • a magnetic coil 26 is arranged, which is switchable via electrical lines, not shown, wherein the lines with a
  • the throttle body 25 has a flow opening 27 for the pressure medium, i. the air in the spring damper unit on.
  • the spring disk package of the throttle body 24 is resiliently on the outer upper edge 28 of the throttle body 25, while it is clamped on the inner edge between the sleeve 29 and the throttle body 25 via a screw not shown here.
  • the throttle valve 22 has a bonded on the outer circumference of the throttle body 25 annular permanent magnet 30 which applies in addition to acting on the spring disk package of the throttle body 24 and applied by the clamping spring force a magnetic force 31 on the throttle body 24.
  • the magnetic force is shown here as a rotating magnetic force line in the region of the components of the throttle valve.
  • the gluing or shrinking of a magnetic ring in this case represents a particularly easy to manufacture training of the invention air spring and damper unit.
  • FIG. 2 shows the switched-on magnetic coil 26 with a magnetic field that exerts the magnetic force 33 on the throttle body 24 and thus a Direction of action, which acts opposite to the force exerted by the permanent magnet 30 on the throttle body 24 force and-depending on the set current of the direct current - can reach up to the compensation or overcompensation of the magnetic force applied by the permanent magnet.
  • the spring-damper unit can thus be adjusted harder or softer in its operating behavior, where this setting can be set variably and independently of each other, advantageously both in rebound and in compression direction.
  • the switching times of the throttle valves 21 and 22 are determined only by the calculation time for a new setting in a control device and the time which is necessary for the construction or the change of the magnetic field. This allows extremely short reaction times of the spring-damper unit.
  • both throttle valves 21 and 22 is formed adjustable.
  • a throttle valve 21 or 22 as described actively adjustable and the other overflow throttle be conventionally equipped with a throttle bore.
  • Other functional principles of the throttle valves 21 and 22 are possible without having to forego the advantageous technical effect caused by the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Luftfeder- und Dämpfereinheit für Fahrzeuge, welche mindestens zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume aufweist (9,10,17), die untereinander über Strömungskanäle mit durchströmbaren Drosselventilen (21,22) verbunden sind, bei der mindestens ein Drosselventil mindestens zwei unterschiedlich einstellbare und / oder regelbare Magnete aufweist, durch die der Drosselkörper in seiner Schließkraft beeinflussbar ist.

Description

Continental Aktiengesellschaft
Beschreibung
Luftfeder- und Dämpfereinheit
Die Erfindung betrifft eine Luftfeder- und Dämpfereinheit für Fahrzeuge, welche mindestens zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume aufweist, bei der mindestens ein Arbeitsraum mindestens teilweise durch bewegliche Wände in Form von Rollbälgen begrenzt wird, die Rollbälge unter Bildung einer Rollfalte mindestens teilweise auf den Konturen rotationssymmetrischer Körper abrollen und bei der die Arbeitsräume untereinander über Strömungskanäle verbunden sind, welche mit durchströmbaren Drosselventilen versehen sind, die einen den Querschnitt des Strömungskanals mit einer Schließkraft verändernden Drosselkörper aufweisen.
Die DE 43 34 007 C2 offenbart eine pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit mit einem doppelt wirkenden Verdrängerkolben, bei welchem die verbindenden Überströmkanäle mit Ventil-Federscheiben / Ventilfederplättchen versehen sind, die einen Ringspalt überdecken und sich an ihrem Innen- und Außenrand an ringförmigen Anlageflächen anlegen. Innerhalb des Kolbens ist Ringspule so angeordnet, dass der Kolben einen Elektromagneten darstellt, dessen magnetische Pole durch die ringförmigen Anlageflächen gebildet werden. Je nach Stärke des angelegten elektrischen Gleichstromes werden dann die Innenrandzone oder die Außenrandzone der Ventil-Federscheiben an die jeweiligen Anlageflächen angezogen und somit die Federwirkung verstärkt. Der Gleichstrom wird dabei im Sinne einer niederfrequenten Spannung alternierend gesteuert, was aufgrund der alternierend auftretenden Bypassströmungen im Ventilanlagebereich zu einem weichen Ansprechverhalten. Bei einem Stromausfall wird sich jedoch bei einem solchen System eine weiche Kennung einstellen, was im Hinblick auf den Fahrzustand nachteilig ist. Der Gegenstand der DE 10 2004 060 778 Al betrifft eine Feder-Dämpfereinheit mit mehreren Dämpfer- und Federräumen, die untereinander verbunden sind und in den dazu dienenden Verbindungskanälen Überströmdrosseln, d.h. Drosselventile aufweisen, die so angeordnet und ausgebildet sind, dass nur eine Strömungsrichtung im Gesamtsystem existiert. Dadurch wird eine Umkehrung der Beschleunigung der Gasvolumina vermieden und die dadurch möglichen Resonanzschwingungen reduziert. Zur Verstärkung der Drosselwirkung ist mindestens eines der Drosselventile als Magnetventil ausgebildet, wobei ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, welches auf die Drosselscheibe des Magnetventiles wirkt und die Federwirkung der Drosselscheibe bzw. deren Anlagekraft und damit deren Drosselwirkung verstärkt. Bei einem Stromausfall fällt das System damit nachteiligerweise in die „weiche" Feder- bzw. Drosselkennung zurück, was, wie bereits dargestellt, im Hinblick auf den Fahrzustand nachteilig ist.
Die DE 100 09 527 C2 offenbart ein verstellbares Drosselventil mit zwischen zwei Pneumatikkammern angeordneten federbelasteten Drosselscheiben. Im Ausführungsbeispiel sind dies zwar federnde Ventilscheiben / Ventilfederplättchen, umfasst sind vom Schutzumfang aber auch Drosselscheiben, die unter Belastung einer Schraubenfeder stehen. Der Schließkraft der Drosselscheiben wird eine über die Spule eines Elektromagneten erzeugte Magnetkraft entgegengerichtet und dadurch die Schließkraft reduziert und der Drossel(scheibe) somit eine weichere Kennung aufgezwungen. Bei Stromausfall ist zwar hier eine Rückfallposition in eine harte Kennung erreichbar, die Einstellbarkeit bzw. Variabilität oder Bandbreite der Schließkraft in beiden Richtungen, d.h. in die „weichere Kennung" und in die „härtere Kennung" ist jedoch hier nicht ausreichend ausgeprägt.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Luftfeder-Dämpfungseinheit bereitzustellen, die in konstruktiv einfacher Weise eine breitbandige Einstellbarkeit der Schließkraft in eine weichere und eine härtere Kennung erlaubt und gleichzeitig eine Rückfallposition bei Stromausfall bereitstellt, die automatisch zu einer für einen stabilen Fahrzustand ausreichenden harten Kennung führt. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Erfindungsgemäß weist mindestens ein Drosselventil mindestens zwei unterschiedlich einstellbare und / oder regelbare Magnete auf, durch die der Drosselkörper in seiner
Schließkraft beeinflussbar ist. Durch eine solche Anordnung eröffnet sich ein wesentlich breiteres Feld an Einstellmöglichkeiten als mit den bisherigen Ausführungen aus dem Stand der Technik, bei denen Magnetventile maximal einen Magneten aufweisen und somit in der Regel auch nur Magnetkräfte auf die Drosselkörper aufbringen können, die in lediglich einer Richtung mehr oder weniger stark wirken. Mit der erfindungsgemäßen Ausführung ist es dagegen möglich, durch unterschiedliche Anordnung und Ausprägung bzw. Regelung der Magnete eine weitaus differenziertere Ausbildung der Magnetkraft in verschiedenen Richtungen zu erreichen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Drosselkörper in Richtung der Schließkraft federbelastet ist. Damit ergibt sich eine mechanische „Grundhärte" der Kennung, die durch die federbelastete Anlage des Drosselkörpers an seine Dichtkante vorgegeben ist. Üblicherweise werden entweder durch im Ventilgehäuse abgestützte Schraubenfedern belastete Ventilkörper oder aber die bekannten (Feder-) Scheibenventile als Drosselkörper verwendet, die z.B. an ihrem Innenumfang fest gespannt sind und an ihrem Außenumfang federnd an einer ringförmigen Dichtkante anliegen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass mindestens einer der mindestens zwei unterschiedlich einstellbaren und / oder regelbaren Magnete den Drosselkörper in Richtung der Schließkraft belastet. Damit lässt sich die Schließkraft auf einfache Weise verstärken, insbesondere dann, wenn die Belastung durch die Magnetkraft eines Elektromagneten erfolgt, der je nach Fahrzustand zugeschaltet werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die durch die Magnete erzeugten Magnetkräfte dieselbe Wirkrichtung aufweisen. Hierdurch erreicht man ein Maximum an Schließkraft, die die mechanische und durch Federwirkung erzeugt Schließkraft der Drosselkörper um ein vielfaches erhöhen kann. Versuche haben gezeigt, dass beispielsweise mit einer solchen Ausbildung die dynamische Federsteifϊgkeit von Gasfederdämpfern (Luftfeder- und Dämpfereinheiten) um den Faktor 4 erhöht werden kann. Damit lässt sich beispielsweise kostengünstig und auf sehr einfache Art eine hoch wirksame Wankabstützung (Anti-Rolling) oder Nickabstützung für Fahrzeuge realisieren, was insbesondere bei schnellen und stark beladenen Kleintransportern eine wesentliche Sicherheitsmaßnahme darstellen kann.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die durch die Magnete erzeugten Magnetkräfte entgegen gesetzte Wirkrichtungen aufweisen. Damit kann das Magnetfeld bzw. die Magnetkraft eines schaltbaren Magneten zur Kompensation eines anderen Magnetfeldes genutzt werden, was in geeigneter Anordnung z. B. zu Einstellung einer weichen Dämpfung genutzt werden kann. Eine solche Anordnung besteht dann darin, dass die Magnetkraft eines die Schließkraft des Drosselkörpers unterstützenden Magneten durch die Magnetkraft eines zweiten Magneten kompensiert wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Drosselventil mindestens einen Permanentmagneten und mindestens einen regelbaren Elektromagneten aufweist. Dadurch ergeben sich eine sehr einfache Bauweise und gleichermaßen eine einfache Regelmöglichkeit. Wird zum Beispiel mittels eines Permanentmagneten Schließkraft des Drosselkörpers zusätzlich zu seine mechanischen Federwirkung unterstützt, so kann einerseits die sich damit ergebende harte Kennung mit einer Kompensation der Magnetkraft des Permanentmagneten durch Zuschalten eines Elektromagneten, welcher ein gegengerichtetes Feld aufbaut, in eine weichere Kennung überführt werden. Das Zuschalten kann auch in der Form erfolgen, bei der z.B. ein Gleichstrommagnet mehr oder weniger stark bestromt wird und damit das Magnetfeld zur Kompensation gezielt gesteuert werden kann. Andererseits ist eine Rückfallposition in eine Sicherheitsstellung realisiert (Fail Save Position). Wenn es nämlich zu einem Stromausfall kommt, entfällt die Kompensationswirkung des Elektromagneten und es stellen sich die harte Kennung und damit der „sichere" Fahrzustand ein. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Permanentmagnet als mindestens ein im Drosselventil eingesetzter Stabmagnet ausgebildet ist. Damit ist eine konstruktiv einfache Möglichkeit vorgegeben, die erfindungsgemäße Lösung auch für kostengünstige Großserienteile zu realisieren.
Anhand eines Ausführungsbeispieles, bei dem eine Luftfeder- und Dämpfereinheit ausgeführt ist, die die Besonderheit aufweist, dass sowohl in der Druckstufe als auch in der Zugstufe nur eine Durchströmungsrichtung vorherrscht, soll die Erfindung näher erläutert werden. Natürlich können aber die erfindungsgemäßen Drosselventile sowohl in Druckrichtung, d.h. zur Drosselung der Strömung des Druckmediums in der Druckstufe, als auch in Zugrichtung, d.h. zur Drosselung der Strömung des Druckmediums in der Zugstufe, eingesetzt werden, also auch bei jedweden Luftfeder- und Dämpfereinheiten, bei denen sich mit Druck- oder Zugstufe die Strömungsrichtung jeweils umkehrt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Feder- und Dämpfungseinheit, halb geschnitten,
Fig. 2 den Aufbau der Drosselventile der Feder- und Dämpfungseinheit nach Fig. 1 im Detail.
Die Fig. 1 zeigt hierzu also eine pneumatische Feder- und Dämpfungseinheit aus einem Zylindergehäuse 1, das an einer Seite mit einem Zylinderdeckel 2 druckdicht verschlossen ist. Dieser Zylinderdeckel 2 besitzt ein Befestigungselement 3 zur Anlenkung zum Beispiel an einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeuges. Auf der vom Zylinderdeckel 2 abgewandeten Seite des Zylindergehäuses 1 ist an diesem ein querschnittsverengender Bund 4 mit einer Durchgangsbohrung angeformt. In dieser Durchgangsbohrung des Bundes 4 befindet sich ein Gleit- und Dichtelement 5.
Im Inneren des Zylindergehäuses 1 ist mit Spiel ein doppeltwirkender Trennkolben 6 mit einer Kolbenstange 7 eingesetzt, wobei der Trennkolben 6 an seinem Umfang mit einem Gleit- und Dichtelement 8 ausgestattet ist. Zudem durchdringt die Kolbenstange 7 den Bund 4 in seiner Durchgangsbohrung. Damit bilden sich auf der Kolbenseite des Trennkolbens 6 ein beim Einfedern des Trennkolbens 6 kleiner werdender Dämpferraum 9, und auf der Kolbenstangenseite des Trennkolbens 6 ein beim Einfedern desselben größer werdender Dämpferraum 10 aus.
An seinem aus dem Zylindergehäuse 1 herausragendem Ende besitzt die Kolbenstange 7 ein Befestigungselement 11 zur Anlenkung der Feder- und Dämpfungseinheit zum Beispiel an die Radaufhängung des Fahrzeuges. Mit diesem Befestigungselement 11 und daher auch mit der Kolbenstange 7 fest verbunden ist ein Abrollkolben 12 mit einer äußeren Abrollfläche 13 für einen Rollbalg 14.
Dieser Rollbalg 14 ist einerseits mit einer ersten Befestigungsmanschette 15 am Bund 4 des Zylindergehäuses 1 und andererseits mit einer zweiten Befestigungsmanschette 16 an dem zylindergehäusenahen Ende am Abrollkolben 12 fest und druckdicht befestigt. Damit ist zwischen der Kolbenstange 7 und dem Rollbalg 14 ein beim Einfedern des Trennkolbens 6 kleiner werdender Federraum 17 ausgebildet.
Der Dämpferraum 9, der Dämpferraum 10 und der Federraum 17 sind nun bei dieser Ausführung in besonderer Weise miteinander verbunden. So verfügt die Kolbenstange 7 über eine axiale Durchgangsbohrung 18 und im Bereich des Federraumes 17 über eine radiale Bohrung 19, die zusammen den beim Einfedern kleiner werdenden Federraum 17 und den beim Einfedern kleiner werdenden Dämpferraum 9 zu einem gleichwirkenden Feder-Dämpferraum miteinander verbinden.
Im Bereich seines Bundes 4 besitzt das Zylindergehäuse 1 einen im Zylindergehäuse 1 ausgebildeten Ventilsitz 20, der ein aktiv einstellbares Drosselventil 21 für die Druckstufe der Feder-Dämpfereinheit trägt, dessen Aufbau weiter untern näher erläutert wird. Unmittelbar unterhalb des Ventilsitzes 20 ist im Bund 4 ein zum Federraum 17 führender Verbindungskanal 23 ausgebildet, so dass bei geöffnetem Drosselventil 21 der Dämpferraum 10 und der Federraum 17 miteinander verbindbar sind. Darüber zeigt die Figur 1, dass in Richtung zum Zylinderdeckel 2 hin an dem Trennkolben 6 ein weiteres derart ausgebildetes Drosselventil 22 angeordnet ist, über welches die Dämpferräume 9 und 10 miteinander verbunden werden können.
Die grundsätzliche Wirkungsweise einer solchen Feder- und Dämpfereinheit ist an sich bekannt und wird daher nur kurz erläutert. Durch die Wirkung einer geschlossenen Luftversorgungsanlage herrscht in Inneren der Feder- und Dämpfungseinheit stets ein Luftdruck mit einem vorbestimmten Druckniveau. Eine von Außen auf die Feder- und Dämpfungseinheit wirkende Last hat das Bestreben, den Trennkolben 6 in das Zylindergehäuse 1 einzuschieben. Dieser Bewegung wirkt eine Kraft entgegen, die sich aus dem im Inneren der Feder- und Dämpfungseinheit herrschenden Luftdruck und der Differenz der beiden sich axial gegenüberliegenden Flächen am Trennkolben 6 ergibt. Diese entgegenwirkende Kraft hält den Trennkolben 6 in seiner Position und damit die Radaufhängung sowie den Fahrzeugaufbau auf den gewünschten Abstand. Dabei ergibt sich die erwünschte Federwirkung durch die Kompressibilität der eingeschlossenen Luft.
Die hier vorhandene Ausbildung der Feder- und Dämpfungseinheit bewirkt, dass sowohl beim Einfedern des Kolbens 6 als auch beim Ausfedern desselben das in den Dämpferräumen 9 und 10 sowie in dem Federraum 17 befindliche Gas jeweils in die gleiche Strömungsrichtung bewegt. Im Unterschied zu den bekannten pneumatischen Feder- und Dämpfungseinheiten mit ihren bei Ein- und Ausfedern oszillierenden Gasströmungen, bei denen sich also mit Druck- oder Zugstufe die Strömungsrichtung jeweils umkehrt, lassen sich durch den hier vorgestellten Aufbau strömungstechnische Verluste vermeiden, so dass die Feder- und Dämpfungseinheit insgesamt leiser und schneller auf äußere Krafteinwirkungen und Bewegungsrichtungsänderungen des Fahrwerks zur Karosserie eines Fahrzeugs reagieren kann.
Fig. 2 zeigt im Detail den Aufbau des Drosselventils 22 in zwei Schaltstellungen des Elektromagneten, wobei die Drosselventile 21 und 22 kostengünstig im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Das Drosselventil 22 gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist einen aus zwei aufeinander gelegten Federscheiben bestehenden Drosselkörper 24 und den ferromagnetischen Drosselgrundkörper 25 auf, der im Kolben 6 befestigt ist.
Im Drosselgrundkörper 25 ist eine Magnetspule 26 angeordnet, welche über nicht dargestellte elektrische Leitungen schaltbar ist, wobei die Leitungen mit einer
Spannungsquelle in Verbindung stehen. Zudem weist der Drosselgrundkörper 25 eine Strömungsöffnung 27 für das Druckmedium, d.h. die Luft in der Feder-Dämpfereinheit auf. Das Federscheibenpaket des Drosselkörpers 24 liegt federnd auf dem äußeren oberen Rand 28 des Drosselgrundkörpers 25 auf, während es am Innenrand zwischen der Hülse 29 und dem Drosselgrundkörper 25 über eine hier nicht näher dargestellte Verschraubung eingespannt ist.
Das Drosselventil 22 weist einen auf dem Außenumfang des Drosselgrundkörpers 25 aufgeklebten ringförmigen Permanentmagneten 30 auf, der zusätzlich zu der auf das Federscheibenpaket des Drosselkörpers 24 wirkenden und durch die Einspannung aufgebrachten Federkraft eine Magnetkraft 31 auf den Drosselkörpers 24 aufbringt. Die Magnetkraft ist hier als umlaufende Magnetkraftlinie im Bereich der Bauteile des Drosselventils dargestellt. Das Aufkleben oder auch Aufschrumpfen eines Magnetringes stellt hierbei eine besonders einfach zu fertigende Ausbildung der erfindungsgemäßen Luftfeder- und Dämpfereinheit dar.
Die obere Darstellung der Fig. 2 zeigt die zugeschaltete Magnetspule 26 mit einem Magnetfeld, dass die Magnetkraft 32 auf den Drosselkörper 24 ausübt und somit dieselbe Wirkrichtung aufweist, wie die durch den Permanentmagneten 30 auf den Drosselkörper 24 ausgeübte Kraft. Hierdurch erreicht man ein Maximum an Schließkraft, also eine besonders harte Kennung der Luftfeder- und Dämpfereinheit, da die mechanische und durch Federwirkung erzeugte Schließkraft der Drosselkörper durch die magnetische Schließkraft beider Magneten verstärkt wird.
Die untere Darstellung der Fig. 2 zeigt die zugeschaltete Magnetspule 26 mit einem Magnetfeld, dass die Magnetkraft 33 auf den Drosselkörper 24 ausübt und somit eine Wirkrichtung aufweist, die entgegengesetzt zu der durch den Permanentmagneten 30 auf den Drosselkörper 24 ausgeübte Kraft wirkt und -je nach eingestellter Stromstärke des Gleichstroms - bis zur Kompensation oder Überkompensation der durch den Permanentmagneten aufgebrachten Magnetkraft reichen kann. Hierdurch erreicht man ein Minimum an Schließkraft, d.h. eine sehr weiche Kennung..
Sobald also ein elektrischer Strom geschaltet wird und über hier nicht weiter dargestellte Zuleitungen durch die Magnetspule 26 fließt, induziert dieselbe einen Magnetfluss über den Drosselgrundkörper 25 und das Federscheibenpaket des Drosselkörpers 24, so dass ein Öffnen bzw. Anheben des Drosselkörpers 24 vom Drosselgrundkörper 25 beim
Durchströmen von Gas erschwert oder erleichtert wird. Dies führt zu aktiv eingestellten erhöhten Feder-/Dämpferkräften der Feder-Dämpfereinheit. Entsprechend der Stromstärke in dem elektrischen Leiter der Magnetspule 26 kann die Feder-Dämpfereinheit in ihrem Betriebsverhalten demnach härter oder weicher eingestellt werden, wo bei diese Einstellung vorteilhafterweise sowohl in Zugstufenrichtung als auch in Druckstufenrichtung variabel und unabhängig voneinander einstellbar ist.
Vorteilhafterweise befinden sich an den Drosselventilen 21 bzw. 22 keine Teile, die zur Drosselverstellung verschoben oder mechanisch bewegt werden müssten. Als ebenfalls vorteilhaft erachtet wird zudem, dass die Schaltzeiten der Drosselventile 21 bzw. 22 lediglich durch die Berechnungszeit für eine neue Einstellung in einer Steuerungseinrichtung und der Zeit bestimmt ist, welche für den Aufbau bzw. die Änderung des Magnetfeldes notwendig ist. Dieses ermöglicht extrem kurze Reaktionszeiten der Feder-Dämpfereinheit.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Feder-Dämpfereinheit ist es nicht zwingend notwenig, dass beide Drosselventile 21 bzw. 22 einstellbar ausgebildet ist. So kann beispielsweise ein Drosselventil 21 bzw. 22 wie beschrieben aktiv einstellbar und die andere Überströmdrossel konventionell mit einer Drosselbohrung ausgestattet sein. Auch andere Funktionsprinzipien der Drosselventile 21 bzw. 22 sind möglich, ohne auf den durch die Erfindung verursachten vorteilhaften technischen Effekt verzichten zu müssen. Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Zylindergehäuse
2 Zylinderdeckel
3 Befestigungselement
4 Bund
5 Gleit- und Dichtelement
6 Trennkolben
7 Kolbenstange
8 Gleit- und Dichtelement
9 Dämpferraum
10 Dämpferraum
11 Befestigungselement
12 Abrollkolben
13 Abrollfläche
14 Rollbalg
15 Befestigungsmanschette
16 Befestigungsmanschette
17 Federraum
18 Durchgangsbohrung
19 Radiale Bohrung
20 Ventilsitz
21 Drosselventil
22 Drosselventil
23 Verbindungskanal
24 Drosselkörper
25 Drosselgrundkörper
26 Magnetspule
27 Strömungsöffnung
28 Äußerer oberer Rand des Drosselgrundkörpers Hülse Permanentmagnet Magnetkraftlinie des Permanentmagneten Magnetkraftlinie des Elektromagneten in einer ersten Schaltung Magnetkraftlinie des Elektromagneten in einer zweiten Schaltung

Claims

Patentansprüche
1. Luftfeder- und Dämpfereinheit für Fahrzeuge, welche mindestens zwei mit Druckluft gefüllte Arbeitsräume aufweist, bei der mindestens ein Arbeitsraum mindestens teilweise durch bewegliche Wände in Form von Rollbälgen begrenzt wird, die Rollbälge unter Bildung einer Rollfalte mindestens teilweise auf den Konturen rotationssymmetrischer Körper abrollen und bei der die Arbeitsräume untereinander über Strömungskanäle verbunden sind, welche mit durchströmbaren Drosselventilen versehen sind, die einen den Querschnitt des Strömungskanals mit einer Schließkraft verändernden Drosselkörper aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drosselventil mindestens zwei unterschiedlich einstellbare und / oder regelbare Magnete aufweist, durch die der Drosselkörper in seiner Schließkraft beeinflussbar ist.
2. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselkörper in Richtung der Schließkraft federbelastet ist.
3. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der mindestens zwei unterschiedlich einstellbaren und / oder regelbaren Magnete den Drosselkörper in Richtung der Schließkraft belastet.
4. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Magnete erzeugten Magnetkräfte dieselbe Wirkrichtung aufweisen.
5. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Magnete erzeugten Magnetkräfte entgegen gesetzte Wirkrichtungen aufweisen.
6. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil mindestens einen Permanentmagneten und mindestens einen regelbaren Elektromagneten aufweist.
7. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet als mindestens ein am oder im Drosselventil eingesetzter Stabmagnet ausgebildet ist.
8. Luftfeder- und Dämpfereinheit nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet ringförmig ausgebildet und am Außenumfang des Drosselventils befestigt ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10005499B2 (en) 2012-12-19 2018-06-26 Volvo Group North America, Llc Self-adjusting, self-damping air spring system
CN109375260A (zh) * 2018-12-05 2019-02-22 西安振兴泽博智能震感科技有限公司 单只低频高灵敏度动圈型抗跌落传感器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009034298A1 (de) * 2009-07-21 2011-01-27 Dt Swiss Ag Dämpfereinrichtung für ein Zweirad
US10598246B2 (en) 2017-06-06 2020-03-24 Reyco Granning, Llc Strut assembly with combined gas spring and damper

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033190C1 (de) * 1990-10-19 1992-01-02 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
DE4418120A1 (de) * 1994-05-24 1995-11-30 Daimler Benz Ag Pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit
DE102004060778A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-29 Continental Aktiengesellschaft Feder-Dämpfereinheit mit elektromechanisch einstellbaren Überströmventilen am Kolben und am Zylinder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033190C1 (de) * 1990-10-19 1992-01-02 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
DE4418120A1 (de) * 1994-05-24 1995-11-30 Daimler Benz Ag Pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit
DE102004060778A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-29 Continental Aktiengesellschaft Feder-Dämpfereinheit mit elektromechanisch einstellbaren Überströmventilen am Kolben und am Zylinder

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10005499B2 (en) 2012-12-19 2018-06-26 Volvo Group North America, Llc Self-adjusting, self-damping air spring system
CN109375260A (zh) * 2018-12-05 2019-02-22 西安振兴泽博智能震感科技有限公司 单只低频高灵敏度动圈型抗跌落传感器
CN109375260B (zh) * 2018-12-05 2023-12-05 西安振兴泽博智能震感科技有限公司 单只低频高灵敏度动圈型抗跌落传感器

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