Die Erfindung betrifft eine Dämpferanordnung für ein Einspurfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , sowie ein Einspurfahrzeug mit einer entsprechend ausgeführten Dämpferanordnung.

Bei Einspurfahrzeugen, wie Motorrädern, Scootern oder Rollern, beeinflussen die Radführungen der Vorder- und Hinterräder sowie deren Lagerungen in besonderem Maße eine Seitensteifigkeit und Torsionssteifigkeit des Fahrzeugs. Während eine geringe Seitensteifigkeit wünschenswert ist und insbesondere in Schräglagen des Fahrzeugs wirksam Bodenwellen abgefangen werden können, bewirkt eine geringe Torsionssteifigkeit erhebliche Nachteile für das Fahrverhalten, da bereits eine geringe Sturzänderung der Räder aufgrund von entstehenden Kreiselkräften zu erheblichen Störmomenten führen kann .

Bei bekannten Radaufhängungen sind die Seitensteifigkeit und die Torsionssteifigkeit systembedingt unmittelbar miteinander verknüpft, so dass bei deren Konstruktion zunächst eine ausreichende Torsionssteifigkeit im Vordergrund steht. Es wird daher üblicherweise eine massive und damit torsionssteife Konstruktion gewählt, wodurch jedoch gleichzeitig eine Seitensteifigkeit ebenfalls erhöht wird. Als zusätzliche Folge ergeben sich ein hoher Bedarf an Bauraum, ein hohes Gewicht und der Bedarf nach hochfesten, aber teuren Werkstoffen. Auch wird eine Optik der Aufhängung durch eine besonders massive und torsionssteife Ausführung dominiert.

Eine alternative Hinterradführung stellt beispielsweise die sogenannte Geradwegfederung dar, die bereits in Einspurfahrzeugen des frühen 20. Jahrhundert Anwendung gefunden hat. Diese weist im Gegensatz zu den aktuellen Hinterradschwingen eine vorteilhafte geringe Seitensteifigkeit sowie eine vergleichsweise leichte Konstruktion mit geringem Bauraumbedarf auf. Gleichzeitig ist jedoch eine Torsionssteifigkeit sehr gering und der entsprechende negative Einfluss auf die Fahrdynamik erheblich. Eine ausreichende Torsionssteifigkeit wird durch eine entsprechend umfangreiche Dimensionierung der Radachsen und Aufhängungen sichergestellt, um die Torsionsbelastungen auszugleichen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher die Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise zu überwinden und eine Dämpferanordnung bereitzustellen, die eine leichte und kompakte Aufhängung ermöglicht, welche dennoch eine ausreichende Torsionssteifigkeit und Seitensteifigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Dämpferanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Einspurfahrzeug entsprechend Patentanspruch 7. Weitere Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

Demnach wird eine Dämpferanordnung für ein Einspurfahrzeug bereitgestellt, mit einem ersten und einem zweiten hydraulischen Dämpferelement, wobei jedes der beiden Dämpferelemente jeweils ein einen Fluidraum definierendes Gehäuse aufweist, wobei in dem Gehäuse eine Kolbenstange mit einem Kolben relativ zu dem Gehäuse zwischen einer oberen und einer unteren Endposition längsbeweglich angeordnet ist, und der Kolben den Hohlraum fluiddicht in einen oberen und einen unteren Raum unterteilt. Zusätzlich sind der obere Raum des ersten Dämpferelements und der untere Raum des zweiten Dämpferelements fluidieitend mittels einer ersten Fluidverbindung miteinander verbunden. Ebenfalls sind der obere Raum des zweiten Dämpferelements und der untere Raum des ersten Dämpferelements fluidieitend mittels einer zweiten Fluidverbindung miteinander verbunden.

Die beschriebene Dämpferanordnung weist also zwei Dämpferelemente auf, die einen ähnlichen Aufbau aufweisen wie bekannte Stoßdämpfer. Sie umfassen ebenfalls den Fluidraum, in dem ein hydraulisches Dämpferfluid angeordnet ist. Die Kolbenstange mit dem Kolben ist ebenfalls in dem Fluidraum bewegbar angeordnet und kann zwischen den beiden Endpositionen bewegt werden. Die Endpositionen entsprechen beispielsweise einer maximalen Kompression des Dämpferelements und einer maximalen Expansion. In einem verbauten Zustand sind die beiden Dämpferelemente beispielsweise auf einer linken und rechten Fahrzeugseite (bezogen auf eine Fahrtrichtung) des Einspurfahrzeugs angeordnet. Im Gegensatz zu bekannten Stoßdämpfern weisen die beiden beschriebenen Dämpferelemente jedoch einen Kolben auf, der den jeweiligen Fluidraum fluiddicht in jeweils zwei Teilräume aufteilt: den oberen und den unteren Raum. Ein Fluidaustausch zwischen dem oberen und dem unteren Raum wird auf diese Weise verhindert. Als oberer Raum ist der Raum auf derjenigen Seite des Kolbens zu verstehen, die dem Fahrzeugrahmen zugewandt ist. Dagegen ist der untere Raum auf der der Radachse des Fahrzeugs zugewandten Seite des Kolbens angeordnet.

Aufgrund der fluiddichten Aufteilung des Fluidraums der Dämpferelemente in den oberen und den unteren Raum wird bei einer Bewegung des Kolbens innerhalb des Fluidraums in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung ein Volumen eines der Räume, also des oberen oder des unteren, verkleinert und im Gegenzug das Volumen des jeweils anderen Raumes, also des unteren beziehungsweise des oberen, vergrößert.

Die erste und zweite Fluidverbindung stellen eine "überkreuzte" Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement beziehungsweise eine gegensinnige hydraulische Kopplung zwischen den beiden Dämpferelementen her, die bewirkt, dass das aus dem sich verkleinernden Raum des ersten Dämpferelements verdrängte Fluidvolumen in den jeweils entgegengesetzt angeordneten Raum des anderen, zweiten Dämpferelements verschoben wird. Da auch das zweite Dämpferelement einen Kolben aufweist, der die beiden Räume des zweiten Dämpferelements fluiddicht voneinander trennt, wird durch Einleiten des zusätzlichen Fluids aus dem ersten Dämpferelement der Kolben des zweiten Dämpferelements in der gleichen Bewegungsrichtung bewegt. Somit ist eine Druckstufe des einen Dämpferelements mit einer Zug stufe des anderen Druckelements gekoppelt.

Mit andere Worten: Erfolgt ein Einfedern des einen Dämpferelements so wird aufgrund der Fluidverbindung und der Fluidverschiebung eine Einfederbewegung des anderen Dämpferelements bewirkt.

Liegt also eine asymmetrische Belastung der Dämpferanordnung vor, beispielsweise wenn das erste Dämpferelement stärker belastet wird als das zweite Dämpferelement, so wird über die überkreuzte Verbindung über das von dem ersten in das zweite Dämpferelement fließende Fluid eine hydraulische Ausgleichskraft erzeugt, welche die Kolbenstange des zweiten Dämpferelements beaufschlägt. Mit Hilfe dieser hydraulischen Kopplung kann eine Torsionsbelastung der Aufhängung des gesamten Fahrzeugs beziehungsweise der Radachse erheblich reduziert werden. Entsprechend kann eine kompaktere und leichtere Konstruktion der Aufhängung gewählt werden, wodurch sich neben einem geringeren Material- und Gewichtsbedarf ein Bauraumvorteil und eine zusätzliche gestalterische Freiheit ergeben. Zum Beispiel ermöglicht die vorgeschlagene Anordnung Arme einer Radführung deutlich länger und filigraner zu gestalten, als dies mit den bisherigen Aufhängungen möglich ist, indem die zu erwartenden Torsionsbelastungen deutlich reduziert werden. Auf diese Weise lässt sich gleichzeitig die gewünschte geringe Seitensteifigkeit realisieren.

Beispielsweise können die Gehäuse der Dämpferelemente im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgestaltet sein. Analog zu bekannten Stoßdämpfern kann der Kolben innerhalb des Hohlzylinders in dessen Längsrichtung bewegt werden. Die Längsrichtung wird durch die Längsachse des Hohlzylinders definiert, die demnach der Symmetrieachse des Zylinders entspricht.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Dämpfungselemente jeweils ein Federelement, insbesondere eine Schraubendruckfeder. Das Federelement stellt in diesem Fall eine Rückstellkraft zur Verfügung, die einer Kompression des Dämpferelements im Rahmen einer Einfederbewegung entgegen gerichtet ist, um die Kolbenstange in eine vordefinierte Neutrallage zurückzuführen. Die Neutrallage kann der Endstellung maximaler Expansion oder einer beliebigen Zwischenstellung entsprechen.

Vorzugsweise können die Federelemente innerhalb und/oder außerhalb des jeweiligen Gehäuses angeordnet sein, und mit einem ersten Ende an dem Gehäuse und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende an der Kolbenstange abgestützt sein. Des Weiteren kann die erste und/oder die zweite Fluidverbindung jeweils ein Reservoir zum Zwischenspeichern von Fluid, und/oder ein Drosselelement zur Drosselung einer jeweiligen Fluidströmung durch die erste und/oder die zweite Fluidverbindung umfassen. Mit Hilfe des Drosselelements kann eine Fluidströmung von einem Dämpferelement in das andere Dämpferelement gedrosselt und somit verlangsamt werden.

Das jeweilige Reservoir kann als Ausgleichsbehälter mit der Fluidverbindung in Wirkverbindung stehen, um einen Volumenstrom durch die jeweilige Fluidverbindung zu regeln. Insbesondere kann mittels des Reservoirs ein erster Teil des Volumenstroms zwischengespeichert werden, wenn lediglich ein zweiter Teil des Volumenstroms von dem einen in den anderen Raum weitergeleitet werden soll oder kann. Vorzugsweise ist hierzu eine Steuer- und/oder Regelungseinheit vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, dass lediglich der zweite Teil des Volumenstroms von dem einen in den anderen Raum weitergeleitet wird und/oder dass der erste Teil des Volumenstroms in dem Reservoir verbleibt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Dämpferanordnung derart ausgebildet, dass eine Summe der Volumina des oberen Raums des ersten Dämpferelements und des unteren Raums des zweiten Dämpferelements und/oder eine Summe der Volumina des oberen Raumes des zweiten Dämpferelements und des unteren Raumes des ersten Dämpferelements während einer Bewegung der Kolbenstange beziehungsweise des Kolbens konstant bleiben.

Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass sich die jeweilige Kolbenstange durch das jeweilige Gehäuse der Dämpferelemente hindurch erstreckt und an einem unteren Ende und einem oberen Ende des jeweiligen Gehäuses linearbeweglich geführt ist. Die Kolbenstange ist also ausreichend lang dimensioniert, dass sie unabhängig von der aktuellen Position zwischen der oberen und unteren Endstellung sowohl an dem unteren als auch an dem oberen Ende geführt ist. Dies bedeutet, dass sich die Kolbenstange stets durch beide Räume des jeweiligen Drosselelements erstreckt. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass eine Verschiebung des Kolbens eine Volumenänderung des ersten Raumes zur Folge hat, die identisch zu einer Volumenänderung des zweiten Raumes ist. Sind also vorzugsweise beide Dämpferelemente identisch ausgeführt, kann das zum Beispiel in dem oberen Raum des einen Dämpferelements verdrängte Volumen vollständig in dem unteren Raum des anderen Dämpfungselement aufgenommen werden, und umgekehrt. Folglich bleibt die Summe beider Volumen stets konstant, auch wenn die Kolbenstange beziehungsweise der Kolben bewegt wird.

Des Weiteren wird ein Einspurfahrzeug vorgeschlagen, insbesondere ein Motorrad, ein Scooter oder ein Roller, mit einer Hinterradführung und einer Dämpferanordnung zur Dämpfung der Hinterradführung, wobei die Dämpferanordnung gemäß der Beschreibung ausgebildet ist.

Vorzugsweise sind hierbei das jeweilige Gehäuse der Dämpferelemente mit einem Fahrzeugrahmen und die jeweilige Kolbenstange mit einer Hinterradachse des Einspurfahrzeugs gekoppelt. Diese Kopplung kann unmittelbar durch direkte Verbindung der jeweiligen Elemente miteinander oder mittelbar durch zwischengeordnete Verbindungselemente erfolgen. Zum Beispiel kann eine Kopplung mit der Hinterradachse über eine Hinterradschwinge oder eine Lagerung der Hinterradachse erfolgen.

Des Weiteren kann eine Hinterradführung als Hinterradschwinge oder als Geradwegfederung ausgeführt sein. Das Fahrzeug weist also die entsprechende Hinterradführung zur Anbindung des Hinterrades auf, deren Bewegungen über die beschriebene Dämpferanordnung gedämpft werden. Beispielsweise können die Kolbenstangen an ihren äußeren Enden mit der Hinterradschwinge verbunden und über diese mit der Hinterradachse gekoppelt sein. In Verbindung mit der Dämpferanordnung kann die Hinterradschwinge somit hinsichtlich einer Torsionssteifigkeit einfacher ausgelegt werden, so dass neben einem verminderten Bauraum, ein geringeres Gewicht und geringere Herstellungskosten erzielt werden. Auch kann eine Lagerung der Schwinge entsprechend einfacher ausgelegt werden.

Im Falle einer Geradwegfederung kann die Kolbenstange mit einer Lagerung der Hinterradachse verbunden sein. Die Geradwegfederung bietet den Vorteil einer leichten und kompakten Bauweise, die einen geringeren Bauraumbedarf aufweist und vergleichsweise günstig ist. Zudem kann dank der Kombination mit der Dämpferanordnung ein Anfederwinkel für einen optimalen Fahrkomfort bei gutem Anfahrnickausgleich frei gewählt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Dämpferanordnung gemäß der Beschreibung in Neutralstellung,

Fig. 2 die Dämpferanordnung gemäß Fig. 1 in einer eingefederten

Stellung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Dämpferanordnung,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer Dämpferanordnung,

Fig. 5 eine Hinterradanordnung eines Einspurfahrzeugs mit

Hinterradschwinge und einer Dämpferanordnung, und Fig. 6 eine Hinterradanordnung eines Einspurfahrzeugs mit einer

Geradwegfederung und einer Dämpferanordnung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Dämpferanordnung für ein Einspurfahrzeug (nicht dargestellt) in einer lediglich beispielhaften Neutralstellung N. Die Dämpferanordnung 10 umfasst ein erstes 11 und ein zweites hydraulisches Dämpferelement 12, wobei jedes der beiden Dämpferelemente 11 ,12 jeweils ein einen Fluidraum 13 definierendes Gehäuse 14 aufweist, wobei in jedem Gehäuse 14 eine Kolbenstange 15 mit einem Kolben 16 relativ zu dem Gehäuse 14 zwischen einer oberen und einer unteren Endposition (nicht dargestellt) längsbeweglich in Längsrichtung L des Fluidraums 13 angeordnet ist. Der jeweilige Kolben 16 unterteilt den jeweiligen Hohlraum 13 fluiddicht in einen oberen 17a, b und einen unteren Raum 18a,b. Der obere Raum 17a des ersten Dämpferelements 11 und der untere Raum 18b des zweiten Dämpferelements 12 sind fluidleitend mittels einer ersten Fluidverbindung 19 miteinander verbunden. Außerdem sind der obere Raum 7b des zweiten Dämpferelements 2 und der untere Raum 18a des ersten Dämpferelements 11 fluidleitend mittels einer zweiten Fluidverbindung 20 miteinander verbunden.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Gehäuse 14 der Dämpferelemente 11 ,12 im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgestaltet.

Zusätzlich erstreckt sich die jeweilige Kolbenstange 15 durch das jeweilige Gehäuse 14 der Dämpferelemente 11 ,12 hindurch und ist an einem unteren Ende 21 und einem oberen Ende 22 des jeweiligen Gehäuses 14 linearbeweglich geführt und abgedichtet.

Somit ist die Dämpferanordnung 10 derart ausgebildet, dass eine Summe der Volumina des oberen Raums 7a des ersten Dämpferelements 11 und des unteren Raums 18b des zweiten Dämpferelements 12 während einer Bewegung der Kolbenstange 15 beziehungsweise des hiermit verbundenen Kolbens 16 konstant bleiben. Gleiches gilt für eine Summe der Volumina des oberen Raumes 18a des zweiten Dämpferelements 12 und des unteren Raumes 17b des ersten Dämpferelements 1.

Mit anderen Worten: Eine Volumenänderung des einen Raumes gleicht somit die entgegengesetzte Volumenänderung des verbundenen anderen Raumes aus. Es wird also mit Hilfe der gegensinnigen hydraulischen Kopplung der beiden Dämpferelemente die erforderliche Torsionssteifigkeit bereitgestellt.

Fig. 2 zeigt die Dämpferanordnung 10 gemäß Fig. 1 in eingefederter Stellung E1 . Die Kolbenstange 15 beziehungsweise der Kolben 16 wurden um die Strecke As gegenüber dem Gehäuse 14 bewegt. Dadurch wurden der obere Raum 17a des ersten Dämpferelements 1 1 und der obere Raum 17b des zweiten Dämpferelements 12 entsprechend verkleinert, während im Gegenzug der untere Raum 18a des ersten Dämpferelements 11 und der untere Raum 18b des zweiten Dämpferelements 12 gleichzeitig entsprechend vergrößert wurden.

Da die Gehäuse 14 zylinderförmig ausgeführt sind und sich die Kolbenstange durch das gesamte Gehäuse beziehungsweise den gesamten Fluidraum erstreckt, ist das in den oberen Räumen 17a, b verdrängte Fluidvolumen gleich zu dem Volumen, um das die unteren Räume 18a,b vergrößert wurden. Mit anderen Worten bleibt eine Summe der Volumen des oberen Raums 17a und des unteren Raums 18b somit gleich. Gleiches gilt für den oberen Raum 8a und den unteren Raum 17b.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Dämpferanordnung 30. Diese entspricht in wesentlichen Teilen der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform, so dass auf deren Beschreibung verwiesen wird. Zusätzlich umfassen die dargestellten Dämpferelemente 31 ,32 der Dämpferanordnung 30 jeweils ein Federeiement 33, welches beispielhaft als eine Schraubendruckfeder ausgeführt ist. Die Federelemente 33 sind innerhalb des jeweiligen Gehäuses 14 angeordnet und mit einem ersten Ende 33a an dem Gehäuse 14 und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende 33b an der Kolbenstange 15 beziehungsweise an dem Kolben 16 abgestützt. Es versteht sich, dass das Federelement ebenso außerhalb der Dämpferelemente angeordnet werden kann und sich in geeigneter Weise an dem Gehäuse und der Kolbenstange abstützt (nicht dargestellt).

Des Weiteren umfassen die erste und die zweite Fluidverbindung 19,20 jeweils ein Drosselelement 34 zur Drosselung einer jeweiligen Fluidströmung durch die jeweilige Fluidverbindung 19,20. Die Drosselelemente 34 sind in der dargestellten Ausführungsform am oder in dem Gehäuse 14 integriert angeordnet. Es versteht sich, dass anstelle der beiden Dämpferelemente ebenso lediglich ein Drosselelement 34 in nur einer der beiden Fluidverbindungen angeordnet werden kann.

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Dämpferanordnung 40. Diese entspricht in wesentlichen Teilen der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform, so dass auf deren Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied zu dieser ist das jeweilige Drosselelement 44 nicht am oder in dem Gehäuse 14 integriert sondern beabstandet zu diesem angeordnet.

Fig. 5 zeigt eine Hinterradanordnung 50 eines Einspurfahrzeugs mit einer als Hinterradschwinge 51 ausgeführten Hinterradführung für ein Hinterrad 52, welches rotierbar um eine Hinterradachse 53 an der Hinterradschwinge 51 befestigt ist. Die Hinterradschwinge 51 ist mit einer Dämpferanordnung gemäß der Beschreibung verbunden. Diese ist in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft entspechend der in Fig. 3 beschriebenen Dämpferanordnung 30 dargestellt. Dementsprechend wird auf die dortige Beschreibung verwiesen. Die Dämpferanordnung 30 ist somit einerseits mit den Gehäusen 14 (schwenkbeweglich) mit einem Fahrzeugrahmen 54 des Einspurfahrzeugs verbunden. Andererseits sind die Kolbenstangen 15 mit ihrem entfernten Ende mit der Hinterradschwinge 51 verbunden und somit mittelbar mit der Hinterradachse 53 gekoppelt.

Es versteht sich, dass anstelle der Dämpferanordnung 30 ebenso eine andere Ausführungsform einer Dämpferanordnung gemäß der Beschreibung eingesetzt werden kann.

Optional sind Abdeckungen 53 vorgesehen, welche die über das Gehäuse 14 hinaus überstehenden Kolbenstangen 15 abdecken, um eine Kollision mit eventuell benachbarten anderen Bauteilen (nicht dargestellt) zu vermeiden.

Fig. 6 zeigt eine Hinterradanordnung 60 eines Einspurfahrzeugs (nicht dargestellt) mit einer als Geradwegfederung ausgeführten Hinterradführung für ein Hinterrad 62, welches rotierbar um eine Hinterradachse 63 an beiden Enden in Drehlagern 61 gelagert ist. Die Geradwegfederung ist mit einer Dämpferanordnung gemäß der Beschreibung verbunden. Diese ist in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft entsprechend der in Fig. 3 beschriebenen Dämpferanordnung 30 dargestellt. Dementsprechend wird auf die dortige Beschreibung verwiesen. Die Dämpferanordnung 30 ist somit einerseits mit den Gehäusen 14 (zum Beispiel: starr) mit einem Fahrzeugrahmen 64 des Einspurfahrzeugs verbunden. Andererseits sind die Kolbenstangen 15 mit ihrem entfernten Ende mit den Drehlagern 61 verbunden und somit mittelbar mit der Hinterradachse 63 gekoppelt.

Es versteht sich, dass anstelle der Dämpferanordnung 30 ebenso eine andere Ausführungsform einer Dämpferanordnung gemäß der Beschreibung eingesetzt werden kann.