DAMPFVORRICHTUNG MIT EINER FEDEREINRICHTUNG UND EINER TELSKOPEINRICHTUNG

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine DämpfVorrichtung, die zum Einsatz bei Fahrzeugen mit einer Niveauregulierung geeignet ist .

Luftgefederte Fahrzeuge haben oftmals die Notwendigkeit die Luft- federung in einem weiten Niveaubereich einzustellen. Beispielsweise werden nicht selten Min/Max-Verhältnisse von 1/3 benötigt. Beispielsweise also ein Min-Niveau von 200mm und ein Max-Niveau von 600 mm. Gründe hierfür liegen beispielsweise in der notwendigen Anpassung an Laderampen zum Be- und Entladen von Nutzfahrzeugen oder im Wunsch nach Kombinationsflexibilität zwischen Sattelzugmaschine und Anhänger. Das Problem ist, geeignete Elemente, wie z.B. Federn oder Dämpfer zu finden, die diesen langen möglichen Niveaubereich bei voller Funktionsfähigkeit abdecken können.

üblicherweise wird das Problem heute durch zwei unterschiedliche Konzepte gelöst, die im Folgenden beschrieben werden.

Das erste Konzept basiert auf dem Prinzip der Längenveränderung durch elastomeres Anrollen. Es wird ein elastomerer Federbalg ein- gesetzt, der aufgrund seiner Konstruktion für die geforderten Hübe bzw. Wege geeignet ist. Fig. 5 zeigt einen solchen Federbalg 502. Der Federbalg 502 kann als Luftfederbalg ausgebildet sein und einen Boden 571, einen Balgdeckel 572, einen Balgkolben 573 und einen Balggummi 574 aufweisen. Wird auf den Boden 571 oder den BaIg- deckel 572 ein Druck ausgeübt, so kann sich ein Abstand zwischen dem Boden 571 und dem Balgdeckel 572 verringern. Dabei kann der Balggummi 574 eine Rollfalte bilden, die sich bei zunehmendem Druck in Richtung des Bodens 571 verlagern kann.

Der Nachteil des ersten Konzeptes besteht darin, dass ein großer Bauraum erforderlich ist, um eine bestimmte Last bei einem bestimmten Druck zu tragen. Ein weiterer Nachteil besteht darin,

dass die Konstruktion weiche Federeigenschaften schafft, die zum Dämpfen schlecht geeignet sind. Des Weiteren ist der Balg 502 nur zur Aufnahme von Druckkräften und nicht zur Aufnahme von Zugkräften geeignet .

Das zweite Konzept basiert auf dem Prinzip des veränderten Hebelarmes. Dieses Prinzip wird häufig bei Stoßdämpfern eingesetzt. Da ein Dämpfer nicht sinnvoll die geforderten langen Hübe bzw. Wege ausführen kann, werden die Aufhängungsposition und die Anlenkpunk- te des Dämpfers verändert, so dass sich eine Hebelübersetzung ergibt. Nachteil dieser Konstruktion ist die oft ungünstige Position der Dämpferkonstruktion, die vielfach für andere Komponenten benötigt wird und die notwendige höhere Kraft. Zur Kompensation der höheren Kraft ist eine Durchmesservergrδßerung des Dämpfers erfor- derlich. Weiterhin verschlechtern sich die Feineinstellbarkeit und das Ansprechverhalten dieser Konstruktionen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte DämpfVorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine DämpfVorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich teleskopierbare Elemente vorteilhaft für eine Federung bzw. Dämpfung einsetzen lassen. Mittels der teleskopierbaren Elemente lässt sich ein Arbeitsbereich erweitern, innerhalb dessen die erfindungsgemäße DämpfVorrichtung eingesetzt werden kann. Der Arbeitsbereich kann durch einen minimalen und einen maximalen Ab- stand zweier zu dämpfender Elemente definiert werden, innerhalb dessen die Dämpfvorrichtung eine spezifizierte Dämpfungs- bzw. Federungseigenschaft aufweist.

Die vorliegende Erfindung schafft eine DämpfVorrichtung , mit fol- genden Merkmalen:

einer Federeinrichtung; und

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einer Teleskopeinrichtung, die mit der Federeinrichtung gekoppelt ist, wobei die Teleskopeinrichtung eine Mehrzahl von Teleskopelementen aufweist, die so miteinander gekoppelt sind, dass bei einem Verschieben der Teleskopelemente gegeneinander eine vorbestiinmte Dämpfungskraft entsteht .

Vorteilhafterweise lässt sich die erfindungsgemäße Dämpfvorrichtung in einem kleinen Bauraum unterbringen. Es können auch härtere Federeigenschaften realisiert werden und es können sowohl Druck- kräfte als auch Zugkräfte aufgenommen werden. Die DämpfVorrichtung weist zudem eine gute Feineinsteilbarkeit und ein gutes Ansprechverhalten auf.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

DämpfVorrichtung ;

Fig. 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen DämpfVorrichtung mit einem Federbalg;

Fig. 3 eine Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen DämpfVorrichtung;

Fig. 4 eine Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen DämpfVorrichtung; und

Fig. 5 ein Federbalg gemäß dem Stand der Technik.

In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dämpfvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die DämpfVorrichtung weist eine Federeinrichtung 102 und eine Teleskopeinrichtung 104 auf. Die Dämpfeinrichtung ist zwischen einem ersten Element 110 und einem zweiten Element 111 angeordnet und kann ausgebildet sein, um Schwingungen und/oder Stöße zwischen den Elementen 110, 111 zu dämpfen bzw. abzufedern. Dazu können die Federeinrichtung 102 und die Teleskopeinrichtung 104 jeweils mit dem ersten Element 110 und dem zweiten Element 111 verbunden und somit miteinander gekoppelt sein.

Ein Abstand A, der sich in Ruhe befindlichen Elemente 110, 111 kann zwischen einem geringsten Abstand und einem größten Abstand einstellbar sein. Der Abstand A kann mittels einer Einstellein- richtung 113 eingestellt werden. Die Dämpfeinrichtung kann ausgebildet sein, um ihre Ausdehnung zwischen den Elementen 110, 111 an den Abstand A anzupassen. Insbesondere kann die DämpfVorrichtung ausgebildet sein, um eine vorbestimmte Dämpfungseigenschaft bzw. Federungseigenschaft sowohl bei dem geringsten Abstand, dem größ- ten Abstand als auch bei allen dazwischen liegenden Abständen aufzuweisen. Dazu weist die Teleskopeinrichtung 104 eine Mehrzahl von Teleskopelementen (gezeigt in Figur 2) auf.

Wie in Fig. 1 gezeigt können die Federeinrichtung 102 und die Te- leskopeinrichtung 104 als separate Baugruppen realisiert und voneinander beabstandet angeordnet sein. Alternativ können die Federeinrichtung 102 und die Teleskopeinrichtung 104 als kombinierte Baugruppe ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Federeinrichtung 102 oder die Teleskopeinrichtung 104 in der jeweils anderen Baugruppe integriert sein. Die erfindungsgemäße DämpfVorrichtung kann auch eine Kombination aus einer Mehrzahl von Federeinrichtungen 102 und/oder Teleskopeinrichtungen 104 aufweisen.

Fig. 2 zeigt eine Dämpfvorrichtung gemäß einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Dämpfvorrichtung weist eine Federeinrichtung 102 und eine Teleskopeinrichtung 104 auf. Die Teleskopeinrichtung 104 ist innerhalb der Federeinrichtung 102 angeordnet.

Die Federeinrichtung 102 ist als eine Luftfederung ausgeformt. Beispielsweise kann es sich bei der Federeinrichtung 102 um einen Luftfederbalg mit den anhand von Fig. 5 beschriebenen Merkmalen handeln.

Die Teleskopeinrichtung 104 weist gemäß diesem Ausfύhrungsbeispiel ein erstes Teleskopelement 222, ein zweites Teleskopelement 224 und ein drittes Teleskopelement 226 auf. Das erste Teleskopelement 222 kann fest mit dem Boden und das dritte Teleskopelement 226 kann fest mit dem Balgdeckel des Federbalgs 102 verbunden sein.

Das zweite Teleskopelement 224 kann als fliegendes Teleskopelement zwischen dem ersten Teleskopelement 222 und dem dritten Teleskopelement 226 angeordnet sein.

Die Teleskopelemente 222, 224, 226 können so miteinander gekoppelt sein, dass bei einem Verschieben der Teleskopelemente gegeneinander eine vorbestimmte Dämpfungskraft entsteht. Mittels der vorbestimmten Dämpfungskraft kann eine härtere Federeigenschaft der Dämpfvorrichtung eingestellt werden. Die vorbestimmte Dämpfungs- kraft kann abhängig von einer Geschwindigkeit sein, mit der die

Teleskopelemente 222, 224, 226 gegeneinander verschoben werden. Um eine bessere Dämpfungs- bzw. Federungseigenschaft aufzuweisen, können die Teleskopelemente 222, 224, 226 so ausgebildet sein, dass sich die vorbestimmte Dämpfungskraft bei einer höheren Ge- schwindigkeit erhöht. Ferner können die Teleskopelemente 222, 224, 226 so ausgeformt sein, dass die vorbestimmte Dämpfungskraft bei einem Auseinanderziehen und/oder einem Zusammenschieben der Teleskopelemente 222, 224, 226 entsteht. Entsteht die Dämpfungskraft sowohl beim Zusammenschieben als auch beim Auseinanderdrücken, so kann die DämpfVorrichtung sowohl Druck- als auch Zugkräfte aufnehmen und dämpfen. Zur Abstimmung der Bewegungsreihenfolge können die Durchmesser und Längen der Teleskopelemente in bestimmter Weise aufeinander abgestimmt sein und ggf. durch weitere Elemente wie Federn oder magnetische Beeinflussungselemente unterstützt werden.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das erste Teleskopelement 222 einen geringeren Durchmesser als das zweite Teleskopelement 224 auf und das zweite Teleskopelement 224 weist einen geringeren

Durchmesser als das dritte Teleskopelement 224 auf. Auf diese Weise können die Teleskopelemente 222, 224, 226 einen ersten Kompressionsraum 234 und einen zweiten Kompressionsraum 236 ausbilden. Die Kompressionsräume 234, 236 weisen jeweils zwei Kammern auf. Bei einem Auseinanderziehen bzw. Zusammenschieben der Teleskopelemente 222, 224, 226 wird ein sich innerhalb der Kompressionsräume 234, 236 befindliches Fluid, beispielsweise Luft zwischen den Kammern ausgetauscht . Aus einem sich dabei ergebenden Strömungswiderstand kann sich die vorbestimmte Dämpfungskraft ergeben.

Um die Kompressionsräume 234, 236 auszubilden, weisen die Teleskopelemente 222, 224, 226 äußere Dichtelemente 244, 246 und innere Dichtelemente 252, 254 auf. Das zweite Teleskopelement weist ein erstes äußeres Dichtelement 244 auf. Das erste äußere Dicht- element 244 ist so angeordnet, dass es ein Ende des zweiten Teleskopelements 224, das das erste Teleskopelement 222 umschließt, gegenüber dem ersten Teleskopelement 222 abschließt. Dementsprechend weist das dritte Teleskopelement 226 ein zweites äußeres Dichtelement 246 auf. Das zweite äußere Dichtelement 246 ist so angeordnet, dass es ein das zweite Teleskopelement 224 umschließendes Ende des dritten Teleskopelements 226 gegenüber dem zweiten Teleskopelement 224 abschließt. Ferner weist das erste Teleskopelement 222 ein erstes inneres Dichtelement 252 auf. Das erste innere Dichtelement 252 ist so angeordnet, das es ein sich innerhalb des zweiten Teleskopelement 224 befindliches Ende des ersten Teleskopelements 222 gegenüber dem zweiten Teleskopelement 224 abschließt. Dementsprechend weist das zweite Teleskopelement 224 ein zweites inneres Dichtelement 254 auf. Das zweite innere Dichtelement 254 ist so angeordnet, das es ein sich innerhalb des dritten Teleskopelements 226 befindliches Ende des zweiten Teleskopelements 224 gegenüber dem dritten Teleskopelement 226 abschließt.

Somit ist der erste Kompressionsraum 234 durch das erste innere Dichtelement 252 in zwei Kammern unterteilt, die durch eine öff- nung 262 in dem ersten inneren Dichtelement 252 verbunden sind. Entsprechen dazu ist der zweite Kompressionsraum 236 durch das zweite innere Dichtelement 254 in zwei Kammern unterteilt, die durch eine öffnung 264 in dem zweiten inneren Dichtelement 254

verbunden sind. Bei einer Ausfederung der DämpfVorrichtung dienen die in Fig. 2 jeweils unter den inneren Dichtelementen 252, 254 angeordneten Kammern als Kompressionsraum. Bei einer Einfederung der Dämpfvorrichtung dienen die jeweils über den inneren Dichtele- menten 252, 254 angeordneten Kammern als Kompressionsraum. Die öffnungen 262, 264 können als Dämpfungsdrosseln ausgebildet sein.

Verändert sich der in Fig. 1 gezeigte Abstand A, so ändert sich der Abstand zwischen dem Boden und dem Balgdeckel des in Fig. 2 gezeigten Federbalgs. Ein Verhältnis zwischen dem kleinsten und dem größten einstellbaren Abstandswert für den Abstand A kann dabei abhängig von einer Anzahl der Teleskopelemente 222, 224, 226 sein. Die Anzahl und Länge der Teleskopelemente 222, 224, 226 kann dabei entsprechend dem angestrebten kleinsten und größten Ab- standswert sowie dem sich daraus ergebenden Verhältnis gewählt werden.

Somit liegt dieser Erfindung der Gedanke zugrunde, dass das Min/Max-Verhältnis dadurch verbessert werden kann, indem ein tele- skopähnlicher Zylinder 104 in einem Balg 102 oder in Balgnähe verwendet wird.

Der teleskopähnliche Zylinder kann aus mindestens drei Teleskopelementen 222, 224, 226 bestehen und in der Ausführung mit drei Teleskopelementen 222, 224, 226 idealerweise ein Min/Max- Verhältnis von 1/3 erfüllen.

Mehr als drei Teleskopelemente 222, 224, 226 sind auch möglich. Dadurch lassen sich ideale Verhältnisse von 1/4, 1/5 und allgemein l/Anzahl der Teleskopelemente erzielen. Der Zylinder kann weiterhin so gestaltet sein, dass sowohl Druck, als auch Zugkräfte aufgenommen werden können. Dadurch lässt sich die integrierte Eignung als Dämpfung wesentlich verbessern.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel kann einen integrierten

Luftfederdampfer für ein Nutzfahrzeug ausbilden. Die gezeigte Einheit besteht aus einem herkömmlichen Balg 102 mit hohlem, luftdichtem Balgkolben und einem dreiteiligen Teleskopzylinder 104 der

einerseits am Balgdeckel und andererseits am Balgkolbenboden befestigt ist. Das Mittelteil 224 des Teleskopzylinders 104 ist „fliegend" zwischen den beiden befestigten Teilen 222, 226 gelagert. Die Durchmesser der Teleskopzylinderteile 222, 224, 226 sind wesentlich unterschiedlich, so dass sich auch beim Ausfedern ein Kompressionsraum 234, 236 ergibt, der das Dämpfungsverhalten verbessert .

Fig. 3 zeigt eine DämpfVorrichtung gemäß einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Dämpfvorrichtung weist eine Federeinrichtung 102, beispielsweise in Form des anhand von Fig. 5 beschriebenen Federbalgs und eine Teleskopeinrichtung 104 auf. Im Unterschied zu dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Balgkolben eine Dämpferkolbenstange 222 auf, die telekopierbar ist. Somit formt die Dämpferkolbenstange 222 das erste Teleskopelement der Teleskopeinrichtung 104. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das erste Teleskopelement 222 einen geringeren Durchmesser als das zweite Teleskopelement 224 und das zweite Teleskopelement 224 einen geringeren Durchmesser als das dritte Teleskopelement 226 auf.

Fig. 4 zeigt eine DämpfVorrichtung gemäß einem weiteren Ausfύh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die DämpfVorrichtung weist eine Federeinrichtung 102, beispielsweise in Form des anhand von Fig. 5 beschriebenen Federbalgs und eine Teleskopeinrichtung 104 auf. Im Unterschied zu dem in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel, kann das große min/max. Verhältnis über eine interne Hebelübersetzung erzeugt werden.

Die Teleskopeinrichtung 104 weist ein erstes Teleskopelement 422 und eine zweites Teleskopelement 424 auf. Das erste Teleskopelement 422 ist dem Balgkolben 573 angeordnet und bildet einen Kompressionsraum 432 aus. Das zweite Teleskopelement 424 weist ein inneres Dichtelement 452 auf, das ein sich innerhalb des ersten Teleskopelements 422 befindliches Ende des zweiten Teleskopelements 424 gegenüber dem ersten Teleskopelement 422 abschließt. Das innere Dichtelement 452 weist eine öffnung 464 auf, durch das ein

sich innerhalb des Kompressionsraums 432 befindliches Fluid bei einer Bewegung des zweiten Teleskopelements 424 strömen kann.

Die Teleskopeinrichtung 104 weist ferner eine Hebeleinrichtung 490 auf, über die das zweite Teleskopelement 424 mit dem Balgdeckel

572 und dem Balgkolben 573 gekoppelt, so dass eine Bewegung des Balgdeckels 572 auf das zweite Teleskopelement 424 übertragen werden kann. Die Hebeleinrichtung kann drei Hebelelemente aufweisen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind ein erstes Hebelelement mit dem Balgdeckel 572 und ein zweites Hebelelement mit dem Balgkolben

573 beweglich verbunden. Ferner sind das erste und das zweite Hebelelement beweglich verbunden. Ein drittes Hebelelement ist beweglich mit dem zweiten Hebelelement und dem zweiten Teleskopelement 424 verbunden.

Die Bewegungsreihenfolge der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Teleskopelemente kann durch zusätzliche Federn oder magnetische Elemente festgelegt werden.

Die erfindungsgemäße DämpfVorrichtung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden. Anstelle des Federbalgs kann eine andere geeignete Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung eingesetzt werden und die Anordnung der TeIe- skopeinrichtung kann variiert werden. Ferner kann die DämpfVorrichtung eine Mehrzahl von Federeinrichtungen und/oder Dämpfungs- einrichtungen aufweisen. Auch können die Dichtelemente eine Mehrzahl von öffnungen oder Dämpfungsdrosseln aufweisen. Neben der Dämpfung eines niveauregulierbaren Fahrzeugaufbaus ist die Dämpf- Vorrichtung allgemein zur Schwingungsdämpfung und/oder Stoßfederung beliebiger Elemente geeignet, deren Abstand zueinander eingestellt werden kann. Soweit in den Figuren Maße angegeben sind, so sind diese nur beispielhaft gewählt .

Bezugszeichenliste :

102 Federeinrichtung

104 Teleskopeinrichtung

110, 111 Element

113 Einstelleinrichtung

222, 224, 226 Teleskopelemente

234, 236 Kompressionsräume

244, 246, 252, 254 Dichte1emente

262, 264 öffnungen

422, 424 Teleskopelemente

432 Kompressionsraum

452 Dichtelement

464 öffnung

490 Hebe1einrichtung

502 Federbalg

571 Boden

572 Balgdeckel

573 Balgkolben

574 Balggummi