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DE10215490A1 - Raising/lowering and suspension system with linear actuator, especially active running gear for vehicle, has linear actuator and spring engage and act in parallel on total load and supporting element - Google Patents

Raising/lowering and suspension system with linear actuator, especially active running gear for vehicle, has linear actuator and spring engage and act in parallel on total load and supporting element

Info

Publication number
DE10215490A1
DE10215490A1 DE10215490A DE10215490A DE10215490A1 DE 10215490 A1 DE10215490 A1 DE 10215490A1 DE 10215490 A DE10215490 A DE 10215490A DE 10215490 A DE10215490 A DE 10215490A DE 10215490 A1 DE10215490 A1 DE 10215490A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
linear actuator
movement
spring
suspension system
force
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10215490A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Ingelheim
Jacob Ingelheim
Anton Ingelheim
Christof Ingelheim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INGELHEIM CONSULTING GmbH
Original Assignee
INGELHEIM CONSULTING GmbH
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 INGELHEIM CONSULTING GmbH filed Critical INGELHEIM CONSULTING GmbH
Priority to DE10215490A priority Critical patent/DE10215490A1/en
Publication of DE10215490A1 publication Critical patent/DE10215490A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • F16F15/035—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means by use of eddy or induced-current damping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0157—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit non-fluid unit, e.g. electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/412—Pneumatic actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/413—Hydraulic actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/42—Electric actuator
    • B60G2202/422—Linear motor

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Abstract

The raising/lowering and suspension system has an electromagnetic, electromechanical, hydraulic or pneumatic linear actuator (1,2) and a metal, pneumatic, magnetic or other spring (3). The linear actuator and the spring engage and act in parallel upon the total load, e.g. the vehicle structure, and a supporting element, e.g. an axle

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hub- und Federungssystem mit Linearaktuator, insbesondere auf ein aktives Fahrwerk. The invention relates to a lifting and suspension system with a linear actuator, in particular to a active chassis.

Hubsysteme sind in der Regel Systeme die mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetrieben werden. Lifting systems are usually systems that are mechanical, hydraulic, pneumatic or electrical are driven.

Es gibt Anwendungen, bei welchen eine große Last eine nicht zu lange Strecke angehoben oder abgesenkt werden soll und bei welchem dennoch ohne aktive Steuerung eine Federfähigkeit erhalten bleiben soll. Ein typisches Beispiel ist hierbei eine Fahrzeugfeder, eine Niveauregulierung oder ein Neigesystem für einen Aufbau (z. B. Kurvenleger bei Eisenbahnwaggons). Aber auch sonstige Hubsysteme wie Oszillatoren oder Rüttler. There are applications in which a large load is lifted or not too long a distance should be lowered and in which a resilience is retained without active control should. A typical example is a vehicle spring, a level control or a tilt system for a body (e.g. curve layer for railway wagons). But also other lifting systems like Oscillators or vibrators.

Weiterhin gibt es Hebesysteme, bei denen keine Federung verlangt wird, die aber dennoch wiederholt eine Last anheben und absenken müssen. Beispiel hierfür sind Hebebühnen. There are also lifting systems that do not require suspension, but which are repeated have to raise and lower a load. Lifting platforms are an example of this.

Insbesondere aktive Fahrwerke, bei denen aktiv Federkennlinien verändert werden sollen, sind anspruchsvolle Einsatzgebiete für derartige Systeme. Bisher werden derartige Systeme mit hydraulischen oder pneumatischen Komponenten realisiert. Ein wesentlicher Nachteil derartiger Systeme ist, daß sie aufwendig sind, einen hohen Energieeinsatz erfordern und wegen der Trägheit bewegter Massen und Fluide auch in ihrer Schnelligkeit begrenzt sind. In particular, active undercarriages in which spring characteristics are to be actively changed demanding areas of application for such systems. So far, such systems with hydraulic or pneumatic components. A major disadvantage of such systems is that they are complex, require a high energy input and because of the inertia of moving masses and Fluids are also limited in their speed.

In US 13 95 437 ist eine Lösung mit einem elektromagnetischen Linearaktuator gezeigt, der mit einer Metallfeder in Serie geschaltet ist. Ein derartiges System wird wegen des Wegfalls bewegter Massen (Kraftwirkung nur über einen Luftspalt) sehr schnell sein. In US 13 95 437 a solution with an electromagnetic linear actuator is shown, which with a Metal spring is connected in series. Such a system is due to the elimination of moving masses (Force effect only through an air gap) be very fast.

Ein wesentlicher Nachteil bisheriger aktiver, serieller Lösungen ist aber, daß zum Anheben einer großen Last auch um nur geringe Strecken große Kräfte durch das Hubsystem erzeugt werden müssen. A major disadvantage of previous active, serial solutions, however, is that of lifting a large one Load large forces have to be generated by the lifting system even for short distances.

Will man z. B. bei Neigesystemen von Eisenbahnwaggons mit 100 to eine Waggonseite um 50 mm anheben, dann muß in einem Hubelement z. B. eine Hubkraft von 25 to erreicht werden. Bei einem Hydraulikzylinder mit Betriebsdruck 200 bar macht das einen Zylinderinnendurchmesser von ca. 126 mm notwendig. Die erforderliche Hubarbeit ist dann W = 25 000.0,05.9,81 = 12,26 kJ. Do you want z. B. with tilting systems of railway wagons with 100 to a wagon side by 50 mm then lift in a lifting element z. B. a lifting force of 25 tons can be achieved. At a Hydraulic cylinders with an operating pressure of 200 bar make this an internal cylinder diameter of approx. 126 mm necessary. The required lifting work is then W = 25 000.0.05.9.81 = 12.26 kJ.

Die Fluidvolumen V, das durch die Pumpe strömen muß, ist


The volume of fluid V that must flow through the pump is


Besonders bei schnellen Verstell-Systemen, wie z. B. Aktivfedern werden dadurch große Pumpen erforderlich. Bei der in US 13 95 437 gezeigten Lösung würde der Elektromagnet so groß, daß er im Fahrzeug nicht einsetzbar wäre. Especially for fast adjustment systems, such as B. Active springs make large pumps necessary. In the solution shown in US 13 95 437, the electromagnet would be so large that it would not be in the vehicle would be applicable.

In DE 37 34 287.8-21 ist ein Fahrwerkssystem mit einem System aus elektrischen Spulen und Weicheisenzylindern, die bei Einschalten einer Spulenspannung in die Spule gezogen werden, beschrieben. Diese sind parallel zu einer konventionellen Feder und einem Dämpferelement angeordnet. Durch Einschalten des Stroms einer ersten oder einer zweiten Spule können Weicheisenzylinder in die erste oder zweite Spule gezogen werden und damit in beide Bewegungsrichtungen aktiv bewegt werden. Durch stufenlose Regelung des Stroms in den Spulen kann die Wirkkraft stufenlos verändert werden. DE 37 34 287.8-21 is a chassis system with a system of electrical coils and Soft iron cylinders that are pulled into the coil when a coil voltage is switched on are described. These are arranged parallel to a conventional spring and a damper element. By Turning on the power of a first or a second coil can make soft iron cylinders in the first or second coil are pulled and thus actively moved in both directions. By stepless regulation of the current in the coils, the active force can be changed continuously.

Ein derartiges System ist als paralleles System vor allem für den Einsatz beim Heben und Senken von Lasten geeignet, die aus einer Ausgangsstellung in zwei Richtungen sehr schnell beweglich sein sollen bei deutlich verringertem Leistungsverbrauch gegenüber bisherigen Lösungen. Such a system is as a parallel system especially for use in lifting and lowering Suitable loads that should be able to move very quickly in two directions from a starting position with significantly reduced power consumption compared to previous solutions.

Lösbare Aufgaben für ein derartiges System sind z. B. vorhanden bei:

  • - regelbaren Federungen (Aktivfedern mit verstellbarer Federkennlinie)
  • - Rüttlern bzw Oszillatoren
  • - Neigesystemen (Pendolino, Kurvenleger) usw.
Solvable tasks for such a system are e.g. B. available at:
  • - adjustable suspensions (active springs with adjustable spring characteristic)
  • - Vibrators or oscillators
  • - Tilt systems (Pendolino, curve layers) etc.

Ein paralleles System wird anhand des Diagramms der Fig. 2 erläutert. A parallel system is explained using the diagram in FIG. 2.

Die Last (Gewichtslinie Gl) wird von Feder und vom Linearaktuator gehalten. The load (weight line Gl) is held by the spring and by the linear actuator.

Die Feder mit einer vergleichsweise flachen Kennlinie (Fl) ist so vorgespannt, daß sie einen Großteil der Last hält. The spring with a comparatively flat characteristic (Fl) is biased so that it can handle a large part of the Load holds.

Die Wirkung ist dann am Diagramm gezeigt. Die Federkennlinie (Fl) schneidet die Gewichtslinie (Gl). Die Teillast am Linearaktuator ist im Schnittpunkt 0. The effect is then shown on the diagram. The spring characteristic (Fl) intersects the weight line (Gl). The partial load on the linear actuator is at the intersection 0.

Will man die Last G von diesem Schnittpunkt um die Länge s0 anheben, so entspannt sich die Feder und die Last F, die der Linearaktuator aufbringen muß, wächst auf den Endwert F0. Die am Linearaktuator aufzubringende Leistung (Pparallel) ist


mit t = Zeit. Wenn F0 = 1/5.G dann ist die Kraft, die am seriellen Linearaktuator aufgebracht werden muß, das fünffache der Kraft am parallelen Linearaktuator. Die Leistung (Pseriell) dieser z. B. in US 13 95 437 gezeigten Lösung ist sogar das zehnfache der am seriellen System aufzubringenden Leistung:


If you want to raise the load G from this point of intersection by the length s 0 , the spring relaxes and the load F that the linear actuator must apply increases to the final value F 0 . The power to be applied to the linear actuator (P parallel ) is


with t = time. If F 0 = 1 / 5.G then the force that must be applied to the serial linear actuator is five times the force on the parallel linear actuator. The power (P serial ) this z. B. in US 13 95 437 solution shown is even ten times the power to be applied to the serial system:


Im Ergebnis kann man das Heben und Senken der Last mit einem parallelen System mit einer deutlich verringerten Hub- oder Bremsleistung erbringen. Dies bedeutet, daß man mit einem deutlich kleineren Linearaktuator als bei bisherigen Systemen auskommt. As a result, one can clearly see the lifting and lowering of the load with a parallel system provide reduced lifting or braking performance. This means that you can use a much smaller one Linear actuator than with previous systems.

Ein kleinerer Hydraulikzylinder kommt aber auch mit einer kleineren Hydraulikpumpe aus oder er arbeitet deutlich schneller als das bisherige System. A smaller hydraulic cylinder also comes with a smaller hydraulic pump or he works much faster than the previous system.

Ein wesentlicher Nachteil des in DE 37 34 287.8-21 beschriebenen Systems ist aber, daß ein zusätzlicher Dämpfer vorgesehen werden muß, bzw. daß auch zur Dämpfung ein Strom eingeschaltet werden muß. Dies macht das System sehr energieaufwendig. A major disadvantage of the system described in DE 37 34 287.8-21 is that a additional dampers must be provided, or that a current is also switched on for damping got to. This makes the system very energy intensive.

Dies wird dadurch notwendig, daß das in DE 37 34 287.8-21 beschriebene System keine geschwindigkeitsproportionale (Brems-)Wirkung von dem Weicheisenelement auf die Spulen erzeugen kann. Wenn die am Weicheisenteil angreifende Bewegungskraft die von der Spule erzeugte Haltekraft übersteigt oder wenn man den Spulenstrom ausschaltet, wird keine Induktionswirkung erreicht, die dämpfend wirkt. Daher hat man die energetisch sehr ungünstige Situation, daß beim Bremsen elektrische Energie zugeführt werden muß, obwohl Bremsen in diesem Falle eine Umwandlung von potentieller Energie in Wärmeenergie darstellt. This is necessary because the system described in DE 37 34 287.8-21 does not can generate speed-proportional (braking) effect from the soft iron element on the coils. If the moving force acting on the soft iron part exceeds the holding force generated by the coil or if you turn off the coil current, there is no induction effect that dampens acts. Therefore, one has the energetically very unfavorable situation that electrical energy when braking must be supplied, although in this case brakes convert potential energy into Represents thermal energy.

Es sind also nach wie vor Schwingungsdämpfer notwendig, da auch die genaueste aktive Steuerung kaum kleinere Störungen voraussehen kann. Aus diesem Grund muß nach wie vor ein passiv wirkendes Dämpferelement vorgesehen sein. Damit bleibt bei den sowieso schon vorhandenen Packageproblemen in heutigen Fahrzeugen eigentlich kein Bauraum für ein zusätzliches System. Vibration dampers are still necessary, since the most precise active control can hardly foresee minor disturbances. For this reason, it must still be a passive one Damper element may be provided. This leaves the already existing package problems In today's vehicles, there is actually no installation space for an additional system.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie gekennzeichnet ist, ermöglicht bei Hubsystemen, bei welchen eine Last um eine Ausgangsstellung hin - und herbewegt werden soll, eine hohe Leistungseinsparung gegenüber bekannten Systemen, kleine Verstellelemente, hohe Verstellgeschwindigkeiten und eine eingebaute Dämpferfunktion in das System, sodaß auf einen zusätzlichen Dämpfer verzichtet werden kann. Theoretisch könnte die bei der Dämpfung gewonnene Energie gespeichert werden. Oder aber man schaltet im Maximum der Auslenkung die Energiezufuhr aus und regelt den Dämpfer über ein Ventil oder einen Widerstand. The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized, enables Lifting systems in which a load is to be moved back and forth around a starting position are high Performance savings compared to known systems, small adjustment elements, high Adjustment speeds and a built-in damper function in the system, so that an additional damper can be dispensed with. Theoretically, the energy gained during damping could be stored become. Or you switch off the energy supply at the maximum deflection and regulate it Damper through a valve or resistor.

Dies wird dadurch ermöglicht, daß ein pneumatischer oder elektromagnetischer Linearaktuator und eine vorgespannte, konventionelle Feder (Spiralfeder, Luftfeder usw.) parallel geschaltet werden und der Linearaktuator aus mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Elementen besteht, die aktiv und passiv (motorisch und generatorisch) geregelt werden können. This is made possible by the fact that a pneumatic or electromagnetic linear actuator and a preloaded, conventional spring (coil spring, air spring, etc.) can be connected in parallel and the Linear actuator consists of at least two elements which can be moved relative to one another and which are active and can be controlled passively (motor and generator).

Bei Pneumatikzylindern kann man auf beiden Seiten aktiv einen Druck erhöhen, man kann aber auch, wenn passiv ein hoher Kolbendruck entsteht, diesen gesteuert verringern. With pneumatic cylinders you can actively increase pressure on both sides, but you can also If a high piston pressure develops passively, reduce it in a controlled manner.

Bei elektromagnetischen Systemen besteht der Linearaktuator aus zwei Elementen, von denen das erste ein mit einem oder mehreren Permanent- oder Elektromagneten versehenes Magnetteil (1; 14) ist und das zweite ein mit einer Wicklung versehenes Teil (2; 15) ist, sodaß durch eine Regelung eine motorische Kraft in beide Richtungen vom Wicklungsteil (2; 15) auf das Magnetteil (1; 14) und eine geschwindigkeitsproportional ansteigende generatorische Kraft (Dämpfungskraft) vom Magnetteil auf das Wicklungsteil erzeugt werden kann. In electromagnetic systems, the linear actuator consists of two elements, the first of which is a magnetic part ( 1 ; 14 ) provided with one or more permanent or electromagnets and the second is a part ( 2 ; 15 ) provided with a winding, so that one Regulation of a motor force in both directions from the winding part ( 2 ; 15 ) to the magnet part ( 1 ; 14 ) and a speed-increasing generator force (damping force) from the magnet part to the winding part can be generated.

Das erfindungsgemäße System und seine Lösungen werden anhand der Fig. 1-5 erläutert. The system according to the invention and its solutions are explained with reference to FIGS. 1-5.

Fig. 1 zeigt einen elektromagnetischen Linearaktuator (1, 2), welcher in diesem Falle ein Elektromagnet ist, und eine Feder (3), die einen ersten Magneten (1) aus einem Elektromagneten (2) drückt. Fig. 1 shows an electromagnetic linear actuator ( 1 , 2 ), which in this case is an electromagnet, and a spring ( 3 ), which presses a first magnet ( 1 ) from an electromagnet ( 2 ).

Die Steuermöglichkeiten werden durch drei Schalt- und Regelelemente verdeutlicht, die natürlich in der Praxis in elektronischen Regeleinrichtungen realisiert sind. The control options are illustrated by three switching and control elements, which of course are in the Practice in electronic control devices are realized.

Eine Batterie (4) wird mit einem Schalter (6) versehen, der die Stromrichtung in dem Elektromagneten (2) so schalten kann, daß der Magnet (1) in (Fig. 1a) den Elektromagneten hineinzieht oder aus (Fig. 1b) dem Elektromagneten herausdrückt. Ein regelbarer Widerstand (5) kann die Zug- oder Druckkraft regeln. A battery ( 4 ) is provided with a switch ( 6 ) which can switch the current direction in the electromagnet ( 2 ) so that the magnet ( 1 ) in ( Fig. 1a) pulls the electromagnet in or out ( Fig. 1b) Pushes out the electromagnet. An adjustable resistance ( 5 ) can regulate the tensile or compressive force.

In dieser Schaltung wird, wenn eine unvorhergesehene Bewegungskraft am Magneten die eingestellte Zug- oder Druckkraft des Linearaktuators übersteigt der Magnet gegen diese Kraft bewegt. Diese Bewegung wird aber gedämpft, da dann eine generatorische Wirkung auf die Wicklungen des Elektromagneten erzeugt wird. In this circuit, if an unforeseen moving force on the magnet is the set Pulling or pushing force of the linear actuator exceeds the magnet moves against this force. This Movement is damped, however, because then a regenerative effect on the windings of the Electromagnet is generated.

In Fig. 1c ist die Batterie von den Wicklungen des Elektromagneten getrennt und diese Wicklungen kurzgeschlossen. Man hat dann ein reines geschwindigkeitsabhängiges Dämpfersystem, dessen Kraft durch den zweiten Regler (7) verändert werden kann. In Fig. 1c the battery is separated from the windings of the electromagnet and these windings are short-circuited. You then have a purely speed-dependent damper system, the force of which can be changed by the second controller ( 7 ).

Fig. 2 zeigt das schon beschriebene Kraftdiagramm eines parallelen Systems. Fig. 2 shows the force diagram of a parallel system already described.

Fig. 3 zeigt einen Linearaktuator, der ein elektrischer Linearmotor (9) ist, parallel zu einer konventionellen Feder (8) angeordnet. Auch hier sind grundsätzlich die zu Fig. 1 skizzierten Regelmöglichkeiten gegeben. Fig. 3 shows a linear actuator, which is an electric linear motor ( 9 ), arranged parallel to a conventional spring ( 8 ). The control options outlined in FIG. 1 are also given here in principle.

Fig. 4 zeigt ein Sensorelement für ein erfindungsgemäßes System eines elektromagnetischen Federbeins (10) bestehend einer konventionellen mechanischen Spiralfeder (12) und einem parallel geschalteten elektromagnetischen Linearaktuator (13). Fig. 4 shows a sensor element for an inventive system of an electromagnetic shock absorber ( 10 ) consisting of a conventional mechanical coil spring ( 12 ) and an electromagnetic linear actuator ( 13 ) connected in parallel.

Das Federbein (10) stützt sich mit dem unteren Teil, an welchem ein erster Magnet (14) fest ist, auf der Achse (11) ab. Mit seinem oberen Teil, an welchem Elektromagneten (15) fest sind, welche in Ihrer Stärke und Orientierung stufenlos verstellbar sind, stützt es sich über einen Druckaufnehmer (17) am Fahrzeugaufbau (16) ab. Der Druckaufnehmer ist in diesem Falle ein Hydraulikkissen (17), dessen Druck über einen Drucksensor (20) aufgenommen und über eine Meßleitung (21) in einem Regelelement (19) verarbeitet wird. Ebenso wird die Stärke und Orientierung der Elektromagneten (15) über die Steuerleitung (18) vom Regelelement (19) eingestellt. The strut ( 10 ) is supported on the axle ( 11 ) with the lower part, on which a first magnet ( 14 ) is fixed. With its upper part, on which electromagnets ( 15 ) are fixed, which are infinitely adjustable in their strength and orientation, it is supported on the vehicle body ( 16 ) by means of a pressure sensor ( 17 ). In this case, the pressure sensor is a hydraulic cushion ( 17 ), the pressure of which is recorded via a pressure sensor ( 20 ) and processed in a control element ( 19 ) via a measuring line ( 21 ). The strength and orientation of the electromagnets ( 15 ) are also set by the control element ( 19 ) via the control line ( 18 ).

Fig. 5 zeigt verschiedene einsetzbare elektromagnetische Linearaktuatoren und ihre Kennlinien Fig. 5 shows various usable electromagnetic linear actuators and their characteristics

Fig. 6 zeigt ein System, welches ein reines Hubsystem für kurze Hübe einer großen Last darstellt, wie z. B. bekannte Kurzhubzylinder. Hier könnte auch anstelle des Elektromagneten ein kleiner Pneumatikzylinder eingesetzt werden. Fig. 6 shows a system which is a pure lifting system for short strokes of a large load, such as. B. known short stroke cylinders. A small pneumatic cylinder could also be used here instead of the electromagnet.

Als mögliche innovative Anwendungen des erfindungsgemäßen Systems sind denkbar z. B.

  • - aktive Böden in Diskotheken, die im Takt der Musik vibrieren,
  • - federnde Systeme, die mit Hilfe einer aktiven Ansteuerung in den Bereich der Resonanz kommen (z. B. Hüpfgeräte)
  • - Aktivfederungen in Kinos, Theatern oder in Stühlen und Sesseln, um beobachtete Szenen durch Beschleunigungswirkungen realistischer zu gestalten
  • - elektronisches Ausbalancieren und Gleichgewichthalten z. B. elektronisches Ausbalancieren von Zweirad- und Einradfahrzeugen usw.
Possible innovative applications of the system according to the invention are, for. B.
  • - active floors in discotheques that vibrate to the beat of the music,
  • - resilient systems that come into the range of resonance with the help of active control (e.g. bouncers)
  • - Active suspension in cinemas, theaters or in chairs and armchairs to make observed scenes more realistic through the effects of acceleration
  • - Electronic balancing and keeping balance e.g. B. electronic balancing of two-wheeled and unicycle vehicles, etc.

Claims (9)

1. Bewegungs- oder Federungssystem zur endlichen, linearen oder bogenförmigen Bewegung einer Gesamtlast in zwei Bewegungsrichtungen, insbesondere Federsystem für ein Fahrzeugfahrwerk, bestehend aus einem elektromechanischen, elektromagnetischem, hydraulischem oder pneumatischem Linearaktuator (1, 2; 9; 14, 15) und einer Metall-, Luft-, Magnet- oder sonstigen Feder (3; 8; 12) dadurch gekennzeichnet, daß a) Linearaktuator (1, 2; 9; 14, 15) und Feder (3; 8; 12) parallel an einer Gesamtlast, wie z. B. dem Fahrzeugaufbau, und dem Stützelement, wie z. B. der Achse, angreifen und dort wirken b) die Feder (3; 8; 12) so vorgespannt oder belastet wird, daß auf der endlichen Bewegungsstrecke (s0) der Gesamtlast die Teillast, die am Linearaktuator aufgebracht werden muß oder wirkt, kleiner ist als die Gesamtlast c) der Linearaktuator aus mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Elementen (1, 2; 14, 15) besteht, die so ausgeführt sind, daß 1. das erste Element (1; 14) in beiden Richtungen einer Relativbewegung durch eine im zweiten Element (2; 15) aktiv hervorgerufene, beschleunigende Kraftwirkung bewegt werden kann (motorische oder beschleunigte Bewegung) und 2. das erste Element (1; 14) in beiden Richtungen einer Relativbewegung vom zweiten Element (2; 15) durch eine geschwindigkeitsproportional ansteigende Verzögerungskraft und/oder durch gesteuerte Energieabfuhr (ohne Bedarf an Zufuhr von hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer (Halte-)Energie) gebremst werden kann (generatorische oder gebremste Bewegung). 1.Movement or suspension system for finite, linear or arcuate movement of a total load in two directions of movement, in particular a spring system for a vehicle chassis, consisting of an electromechanical, electromagnetic, hydraulic or pneumatic linear actuator ( 1 , 2 ; 9 ; 14 , 15 ) and a metal -, air, magnetic or other spring ( 3 ; 8 ; 12 ), characterized in that a) Linear actuator ( 1 , 2 ; 9 ; 14 , 15 ) and spring ( 3 ; 8 ; 12 ) in parallel on a total load, such as. B. the vehicle body, and the support element, such as. B. the axis, attack and act there b) the spring ( 3 ; 8 ; 12 ) is biased or loaded so that on the finite movement distance (s 0 ) of the total load, the partial load that must be applied or acts on the linear actuator is less than the total load c) the linear actuator consists of at least two elements ( 1 , 2 ; 14 , 15 ) which can be moved relative to one another and which are designed such that 1. the first element ( 1 ; 14 ) can be moved in both directions of a relative movement by an accelerating force effect which is actively induced in the second element ( 2 ; 15 ) (motor or accelerated movement) and 2. the first element ( 1 ; 14 ) in both directions of a relative movement from the second element ( 2 ; 15 ) by a deceleration force increasing in proportion to the speed and / or by controlled energy dissipation (without the need for the supply of hydraulic, pneumatic or electrical (holding) energy ) can be braked (regenerative or braked movement). 2. Bewegungs- oder Federungssystem unter Patentanspruch 1, bei welchem der Linearaktuator ein elektromagnetisches System ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearaktuator aus mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Elementen besteht, von denen das erste ein mit einem oder mehreren Permanent- oder Elektromagneten versehenes Magnetteil (1; 14) ist und das zweite ein mit einer Wicklung versehenes Teil (2; 15) ist, sodaß durch eine Regelung eine motorische Kraft in beide Richtungen vom Wicklungsteil (2; 15) auf das Magnetteil (1; 14) und eine generatorische Kraft (Dämpfungskraft) vom Magnetteil auf das Wicklungsteil erzeugt werden kann. 2. Movement or suspension system according to claim 1, in which the linear actuator is an electromagnetic system, characterized in that the linear actuator consists of at least two elements which can be moved relative to one another, of which the first is a magnetic part provided with one or more permanent or electromagnets ( 1 ; 14 ) and the second is a part provided with a winding ( 2 ; 15 ), so that by means of a control a motor force in both directions from the winding part ( 2 ; 15 ) to the magnetic part ( 1 ; 14 ) and a generator force (Damping force) can be generated by the magnetic part on the winding part. 3. Bewegungs- oder Federungssystem unter Patentanspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Linearaktuator ein Elektromagnet (1), ein Linearmotor (9), ein Voice-Coil-System oder eine Kombination derartiger Systeme miteinander oder mit anderen Linearaktuatoren ist. 3. Movement or suspension system under claim 2, characterized in that the linear actuator is an electromagnet ( 1 ), a linear motor ( 9 ), a voice coil system or a combination of such systems with one another or with other linear actuators. 4. Bewegungs- oder Federungssystem unter Patentanspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersystem (5, 6, 7; 19) die Kraftorientierung und/oder Größe im Wicklungsteil und/oder im Magnetteil bedarfsgerecht regelt. 4. Movement or suspension system under claims 1-3, characterized in that a control system ( 5 , 6 , 7 ; 19 ) regulates the force orientation and / or size in the winding part and / or in the magnetic part as required. 5. Bewegungs- oder Federungssystem unter Patentanspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensorelement (17, 20) vorhanden ist, das die Tragkraft von Feder (12) und Linearaktuator (13, 14, 15) am Aufbau mißt. 5. Movement or suspension system under claim 1-4, characterized in that a sensor element ( 17 , 20 ) is present, which measures the load capacity of the spring ( 12 ) and linear actuator ( 13 , 14 , 15 ) on the structure. 6. Bewegungs- und Federungssystem unter Patentanspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder (3; 8; 12) veränderbar ist. 6. movement and suspension system under claims 1-5, characterized in that the bias of the spring ( 3 ; 8 ; 12 ) is variable. 7. Bewegungs- und Federungssystem unter Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder (3; 8; 12) in Abhängigkeit von der zu bewegenden Last verändert wird. 7. Movement and suspension system under claim 6, characterized in that the bias of the spring ( 3 ; 8 ; 12 ) is changed depending on the load to be moved. 8. Bewegungs- oder Federungssystem unter Patentanspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearaktuator durch Tonsignale oder durch eine Regelung zur Simulation von Beschleunigungswirkungen gesteuert wird. 8. movement or suspension system under claims 1-7, characterized, that the linear actuator by sound signals or by a control for simulating Acceleration effects is controlled. 9. Bewegungs- und Federungssytem unter Patentanspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearaktuator so gesteuert wird, daß die Feder in den Resonanzbereich kommt. 9. movement and suspension system under claims 1-8, characterized, that the linear actuator is controlled so that the spring comes into the resonance range.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2189330A3 (en) * 2004-10-29 2010-09-15 Bose Corporation Active suspending
US7962261B2 (en) 2007-11-12 2011-06-14 Bose Corporation Vehicle suspension
US8095268B2 (en) 2004-10-29 2012-01-10 Bose Corporation Active suspending
DE102014207007A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Shimano Inc. vibrator
CN111779790A (en) * 2020-07-24 2020-10-16 上海大学 a vibration damping device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2189330A3 (en) * 2004-10-29 2010-09-15 Bose Corporation Active suspending
US7983813B2 (en) 2004-10-29 2011-07-19 Bose Corporation Active suspending
US8095268B2 (en) 2004-10-29 2012-01-10 Bose Corporation Active suspending
US8548678B2 (en) 2004-10-29 2013-10-01 Bose Corporation Active suspending
US7962261B2 (en) 2007-11-12 2011-06-14 Bose Corporation Vehicle suspension
DE102014207007A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Shimano Inc. vibrator
CN111779790A (en) * 2020-07-24 2020-10-16 上海大学 a vibration damping device

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