DE69701025T2

DE69701025T2 - Luftfederungssystem mit integriertem Höhensensor

Info

Publication number: DE69701025T2
Application number: DE69701025T
Authority: DE
Inventors: Mark R. Easter
Original assignee: Bridgestone Firestone Inc
Current assignee: Firestone Diversified Products LLC
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: MX9705842A; BR9704602A; CA2214641C; JPH1082446A; DE69701025D1; US5707045A; EP0828087A1; ES2140167T3; EP0828087B1; CA2214641A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Luftfeder ist aus der Lehre der DE-A 44 13 559 bekannt.

HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK

Pneumatische Federn, die üblicherweise als Luftfedern und/oder Luftstreben bezeichnet werden, sind bei Kraftfahrzeugen seit vielen Jahren eingesetzt worden, um eine Dämpfung zwischen den beweglichen Teilen des Fahrzeugs vorzusehen, hauptsächlich, um Stoßbelastungen zu absorbieren, die auf die Kraftfahrzeugachsen einwirken, indem das Rad auf einen Gegenstand in der Straße aufschlägt oder in eine Vertiefung hinein fällt. Diese Luftfedern bestehen üblicherweise aus einer flexiblen elastomeren Hülse oder Bälgen, die mit komprimierter Luft versorgt werden, und ein offenes Ende, das an eine Endplatte angeschlossen ist und ein zweites offenes Ende besitzen, das abdichtend mit einem Kolben verbunden ist. Dieser Kolben ist generell an einer Kraftfahrzeugachse befestigt und umfaßt einen Teil, der sich in die Strömungsmittelkammer erstreckt, wodurch der Kolben die Kompression und Expansion innerhalb der Strömungsmittelkammer bewirkt, während das Kraftfahrzeug unebene Straßenzustände und andere Stöße erleidet, wodurch die komprimierte Luft innerhalb der Kammer den Stoß absorbiert. Insgesamt gesehen fungieren diese Luftfedern derart, daß sie einen vorbestimmten Abstand zwischen den Kraftfahrzeugkomponenten aufrechterhalten, z. B. zwischen den Reifen und den Radfelgen, sowie das Kraftfahrzeuggehäuse bei einem bestimmten Niveau über der Kraftfahrzeugachse und in Bezug zu den Achsen auf Niveau oder nicht auf Niveau in einer vorbestimmten und wünschenswerten Weise halten. Luftfedern funktionieren grundlegend so, daß sie Straßenstoßbelastungen widerstehen, die auf sie einwirken, indem eine ausreichende Rückstoß- oder Kollapsbewegung, sowie Rückspring- oder Expan sionsbewegungen der Luftfeder vorgesehen werden, ohne die flexible Hülse und die angeschlossenen Endglieder zu beschädigen. Dieses stellt die geeigneten Dämpfungseigenschaften sicher, so daß zahlreiche mechanische Komponenten und Systeme am Kraftfahrzeug vor beschädigender Berührung miteinander und mit der Straße geschützt werden.
Es ist kritisch, daß die geeignete Menge an unter Druck stehendem Strömungsmittel innerhalb der flexiblen Hülse enthalten ist, so daß die Luftfeder zufriedenstellend arbeiten, wodurch die geeignete Dämpfung sichergestellt und der unwünschenswerte Kontakt der Kraftfahrzeugteile mit anderen Teilen oder der Straße eliminiert wird. Zusätzlich dient die geeignete Dämpfung dazu, Schocks zu absorbieren, wodurch eine bessere Fahrt vorgesehen wird, sowie ein Springen des Fahrzeugs unterbunden oder verringert wird. Gegenwärtige Luftfederkonstruktionen besitzen entweder eine abgedichtete flexible Hülse mit einer konstanten Menge an unter Druck stehendem Strömungsmittel, das innerhalb der Kammer eingeschlossen ist, oder umfassen unter Druck stehende Luftsysteme, um Luft in die Kammer zu führen und/oder extra Luft aus der Kammer abzulassen, um die gewünschte Luftmenge in der Kammer aufrechtzuerhalten.
Kürzlich ist es wünschenswert geworden, automatische Steuerungssysteme zum Zuführen der Luft in die Kammer und/oder Ablassen der überschüssigen Luft aus der Kammer zu steuern, wobei Höhensensoren und andere Komponenten eingesetzt werden, um den gewünschten Abstand zwischen den Endgliedern der Luftfeder zu unterstützen und aufrechtzuerhalten. Es ist seit langem bekannt, daß die Höhe der Aufhängung eingestellt werden kann durch Steigern des Drucks in der Luftfeder, jedoch sind solche Einstellungen in der Vergangenheit generell immer manuell durchgeführt worden, wobei das Fahrzeug im stehenden Zustand war. Da es sehr viel wünschenswerter ist, kontinuierliche Einstellungen durchzuführen zu können und insbesondere kontinuierliche Einstellungen, während das Kraftfahrzeug in Bewegung ist, ist es erforderlich, den vorhandenen Höhenzu stand zu erfassen und ihn mit dem bevorzugten oder standardmäßigen Höhenzustand zu vergleichen. Die Fähigkeit, kontinuierliche Einstellungen durchführen zu können, während das Kraftfahrzeug in Bewegung ist, würde dem Fahrzeugbenutzer ermöglichen, zahlreiche Ziele zu erfüllen, einschließlich der maximalen Absorption von Straßenstößen, Aufrechterhalten des Kraftfahrzeuggehäuses im gleichen Niveau in Bezug zu den Achsen und maximale aerodynamische Eigenschaften, die auf einem niedrigeren Fahrzeugprofil basieren, indem die Höheneinstellung des Kraftfahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten auf ebenen Straßen gegenüber geringen Geschwindigkeiten auf unebenen Straßen ermöglicht wird.
Verschiedenartige mechanische Systeme sind versuchsmäßig eingesetzt worden, um dieses gewünschte Ergebnis zu erzielen, wobei das Erfolgsausmaß jedoch unterschiedlich war. Es hat sich herausgestellt, daß die mechanischen Systeme zum Messen der Entfernung zwischen zwei Punkten der Aufhängung, die relativ beweglich sind, ihnen eigene Verläßlichkeitsprobleme besitzen, die von der Abnutzung und dem Verschleiß über die lange Lebensdauer der Aufhängungsteile basieren. Ferner führen Abnutzung und Verschleiß dieser Systeme, basierend auf der mechanischen Berührung sowie anderen umgebungsmäßigen Zuständen, z. B. Korrosion, schließlich zu unzutreffenden Ablesungen, wodurch Ersatz oder die Reparatur erforderlich wird.
Dementsprechend sind Luftfederungssysteme eingesetzt worden, die elektronische Komponenten verwenden, wie z. B. Ultraschallwandler und photoelektrische Zellen. Der Einsatz dieser elektronischen Komponenten eliminiert das Abnutzungsproblems eines mechanischen Systems, bewältigt jedoch noch nicht die umgebungsmäßigen Probleme der Befestigung der elektronischen Komponenten in einer außen liegenden Weise an der Luftfeder, außer dort, wo der elektronische Bestandteil vollständig innerhalb der Luftfeder befestigt worden ist, wie z. B. im US-Patent 4,798,369, bei dem ein Ultraschallwandler an der Endplatte innerhalb der Strömungsmittelkammer befestigt ist und Ultraschallsignale durch die Strömungsmittelkammer in Richtung auf den Kolben zu überträgt und die davon reflektierten Signale aufnimmt. Diese inneren Systeme sind typischerweise komplex und es fehlt ihnen die Einstellungsfähigkeit aufgrund ihrer Anordnung im Inneren. Zusätzlich können diese inneren Komponenten nicht das Niveau der Verläßlichkeit und Genauigkeit schaffen, welches durch den Fahrzeugbenutzer gewünscht wird.
Obwohl gewisse Vorrichtungen Höhensensoren zum Einstellen der Höhe oder des Abstands zwischen den Komponenten einsetzen, offenbart keine dieser Einrichtungen des Standes der Technik den Einsatz solch eines Höhensensors, oder liegt ihn nahe, der integral aufgesetzt ist und innerhalb des Gehäuses einer Luftfeder oder ein Stoßabsorbtionsvorrichtung in Verbindung mit einem Kraftfahrzeugluftfederungssystem sitzt, bei dem der integrale Höhensensor nicht innerhalb der Strömungsmitteldruckkammer befestigt ist, zu der der Zugang schwierig ist.
Es besteht deshalb Bedarf an einem Luftfeder-Nivellierungssystem, das integral innerhalb der Luftfeder befestigt ist, wodurch die externe Befestigung, die separate Einrichtungen erfordert, eliminiert wird, wobei die Haupterfassungskomponenten extern von der Strömungsmitteldruckkammer angeordnet, jedoch integral innerhalb des Luftfedersystems sind, um den genauen axialen Abstand der Endglieder des Aufhängungssystems festzustellen und aufrechtzuhalten, wodurch das Berühren der mechanischen Höhensensorkomponenten oder elektrischer Komponenten eliminiert wird, die in der Strömungsmitteldruckkammer befestigt sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgaben der Erfindung umfassen das Vorsehen einer verbesserten Luftfeder zur Befestigung an Kraftfahrzeugen, bei der ein integraler preiswerter Höhensensor betriebsmäßig daran positioniert ist, um den Strömungsmitteldruck innerhalb der Strömungsmitteldruckkammer der flexiblen elastomeren Hülse zu steuern, um Straßenstoßkräfte zu absorbieren, die auf das Kraftfahrzeug einwirken, und wobei der geeignete Abstand des Fahrzeuggehäuses von der Achse aufrechterhalten wird.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Teile und Verdrahtung vom Gesamtluftfedersystem zu eliminieren, und dennoch die Höhenerfassung vorzusehen.
Eine noch weitere ähnliche Aufgabe der Erfindung ist es, die Befestigung der Höhensensoreinrichtungen zu eliminieren, die vorher bei den vorbekannten Konstruktionen erforderlich waren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Luftfeder mit einem Höhensensor daran vorzusehen, die einfachere elektronische oder optische Sensoren einsetzt.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftfeder mit einem Höhensensor vorzusehen, der verläßlicher ist als die gegenwärtigen Konstruktionen und einfacher zusammenzubauen und zu verwenden ist, als die gegenwärtigen Konstruktionen.
Noch weitere Vorteile und Nutzen der Erfindung werden für den Fachmann deutlich, nachdem er die folgende Zusammenfassung und detaillierte Beschreibung gelesen und verstanden hat.
Dementsprechend werden die Aufgaben und Vorteile durch die verbesserte Luftfeder nach der vorliegenden Erfindung erzielt, dessen generelle Natur im Anspruch 1 angegeben ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die die besten Weisen aufzeigt, in der sich die Anmelderin bzw. Patentinhaberin die Anwendung der Prinzipien vorstellt, werden in der folgenden Beschreibung dargestellt und in den Zeichen gezeigt, wobei insbesondere und vorherrschend auf die anhängenden Ansprüche hingewiesen wird.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht, bei der ein Teil weggebrochen und im Schnitt dargestellt ist, die eine erste Ausführungsform einer Luftfeder zeigt, die einen integralen Höhensensor enthält,
Fig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt des unteres Teiles einer Luftfeder, die eine weitere Ausführungsform des integralen Höhensensors zeigt, der darin eingebaut, ist,
Fig. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt, ähnlich zu Fig. 2, die eine dritte Ausführungsform des integralen Höhensensors zeigt,
Fig. 4 eine vergrößere Teilschnittansicht des unteren Teiles einer Luftfeder, die eine vierte Ausführungsform des integralen Höhensensors zeigt,
Fig. 5 einen vergrößerten Teilausschnitt des unteren Teiles einer Luftfeder, die eine fünfte Ausführungsform des integralen Höhensensors zeigt,
Fig. 5A einen vergrößerten Teilausschnitt des unteren Teils einer Luftfeder, die eine alternative Version der fünften Ausführungsform des integralen Höhensensors zeigt und
Fig. 6 + 7 Seitenansichten im Ausschnitt, bei der Teile weggebrochen sind und im Schnitt dargestellt werden, die eine sechste Ausführungsform des integralen Sensors in zwei Betriebspositionen zeigen.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in sämtlichen Zeichnungen auf gleiche Teile.

DIE BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer verbesserten Luftfeder, die generell bei 10 angedeutet ist. Die Luftfeder 10 ist in einer normalen Ruheposition gezeigt und umfaßt ein Paar Endglieder, die generell bei 11 und 12 angedeutet sind, wobei das Endglied 11 einen Kolben und das Endglied 12 eine Endplatte darstellt. Die Luftfeder 10 umfaßt ferner eine flexible elastomere Hülse 13, die ein Paar offener Enden 14 und 15 in strömungsmitteldichtem Klemmeingriff mit dem Kolben 11 bzw. der Endplatte 12 besitzt. Die besondere Konstruktion der Endglieder kann sich von der Konstruktion unterscheiden, wie sie weiter unten beschrieben und in den Zeichnungen gezeigt ist, jedoch sind sämtliche möglichen Konstruktionen, die dazu dienen eine Luftfeder auszubilden, mitumfaßt, wie es dem Fachmann gut bekannt ist.
Der Kolben 11 umfaßt eine generell zylindrische äußere Seitenwand 21, die in einem nach außen konisch erweiterten Endteil 22 endet. Der Kolben besitzt ferner eine mittige ringförmige Basis oder einen stützenden Aufbau 23, der mit einer Vielzahl von Löchern oder anderen Befestigungsmitteln 24 zum Befestigen des Kolbens 11 an einem Kraftfahrzeugbestandteil versehen ist. Insgesamt ist die besondere Konstruktion der Kolben in Luftfedersystemen im Stand der Technik bekannt, weshalb deren besondere Details detaillierter beschrieben werden.
Die Endplatte 12 ist irgendeine Platte, die abdichtbar mit dem offenen Ende 15 der flexiblen elastomeren Hülse 13 befestigbar und an einem anderen Teil des Kraftfahrzeugs befestigbar ist, das von dem Teil des Kraftfahrzeugs beabstandet ist, an dem der Kolben 11 angebracht ist. In gleicher Weise zur obigen Diskussion über den Kolben 11, sind die Endplatten 12 im Stand der Technik gut bekannt und werden deshalb nicht weiter im Detail beschrieben. Ein Beispiel solcher Endplatte wird im US-Patent 4,798,369 gezeigt, die durch Bezugnahme hierdurch aufgenommen ist.
Die flexible elastomere Hülse 13 erstreckt sich vom Kolben 11 zur Endplatte 12 in einer generell ringförmigen Weise, wobei jedes Ende 14 und 15 eine Endkante oder Lippe 25 besitzt, die daran zum dichtenden Eingriff mit dem Kolben 11 bzw. der Endplatte 12 sitzt. Die abdichtende Verbindung bildet eine Strömungsmitteldruckkammer 26 innerhalb der Hülse 13, die sich vom Kolben 11 bis zur Endplatte 12 erstreckt. Insbesondere umschließt die Endkante 25 einen Teil oder Hals 27 mit verringertem Durchmesser entweder des Kolbens 11 oder der Endplatte 12, wodurch ein ringförmiger Ring 28 einen strömungsmittelartigen Klemmeingriff von der Endkante 25 mit dem Kolben 11 bzw. der Endplatte 12 vorsieht. Der Hals 27 ist vorteilhafterweise mit einem sich nach außen erstreckenden Rand 29 versehen, der die Hülse 13 zusammendrückt, wodurch der Ring 28 in seiner geeigneten Stellung gehalten wird, indem die Bewegung des Rings weg vom Hals eingeschränkt wird.
Der Kolben ist größenmäßig angepaßt und positioniert, und die flexible Hülse 13 ist ausreichend flexibel und federnd, so daß sich die flexible Hülse um den Kolben in einer gut bekannten Weise herumlegt und an ihm abrollt, das häufig als eine Abrollmembran oder Lappen bezeichnet wird, wodurch die Lockerung der Hülse definiert wird, um extra Entfernung zwischen dem Kolben 11 und der Endplatte 12 zu ermöglichen, die während der sich vergrößernden Trennung von Kolben und Endplatte erforderlich ist.
Diese sich faltenden oder abrollenden Lappen ermöglichen der überschüssigen Hülse, daß sie sich auflöst, wenn sich der Kolben 11 und die Endplatte 12 aufeinander zu bewegen. Das Ergebnis dieser Abrollbewegung ist eine Falte oder Überlappung 30 in der Hülse, wodurch die Hülse einen Teil besitzt, der als überdeckender Teil 31 bezeichnet wird, welcher an einem Teil des Kolbens angrenzt und ihn im wesentlichen überdeckt, wobei dieser Teil als der überdeckte Teil 32 bezeichnet wird.
Erfindungsgemäß wird ein Höhensensor, der allgemein bei 40 angedeutet ist, entweder an der Außenseitenwand 21 des Kol bens und/oder der Außenfläche der flexiblen elastomeren Hülse 13 befestigt, wie weiter unter im Detail beschrieben wird. Der Höhensensor liefert ein Mittel zum Bestimmen, ob ein Irtum in der Höhe oder axialen Trennung zwischen dem Kolben 11 und der Endplatte 12 vorliegt oder nicht, im Vergleich zu einem vorbestimmten wünschenswerten Abstand. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Höhensensor 40 entweder elektrisch oder durch Radio- oder andere drahtlose Mittel mit einem Computer 41 verbunden, der wiederum mit einer unter Druck stehenden Strömungsmittelquelle, wie z. B. einem Kompressor 52 über einen Hubmagneten 42a verbunden ist und diese steuert. Der Computer liefert ein Mittel, die tatsächliche Feststellung zu treffen, ob ein Fehler in der Höhe oder axialen Trennung vorliegt, wodurch der Computer, nachdem die Feststellung einmal getroffen ist, daß ein Fehler in der Höhe oder axialen Trennung zwischen den Endgliedern der Luftfeder vorliegt, die unter Druck stehende Strömungsmittelquelle 42 aktivieren kann, um unter Druck stehendes Strömungsmittel aus der Strömungsmitteldruckkammer 26 abzulassen oder ihr zuzuführen, um den Fehler durch den Steuermagneten 42a zu korrigieren.
Zahlreiche Ausführungsformen des Höhensensors 40 sind hier in den Fig. 1 bis 7 dargestellt, sowie verschiedenartige Einrichtungen, einschließlich eines Kontaktschalters, eines magnetischen Näherungsschalters, eines optischen Schalters und ein Mikrochip, die sämtlich Gegenstand verschiedenartiger Konstruktionen, Ausgestaltungen und Positionen waren. Insbesondere umfaßt der Höhensensor 40 in der bevorzugten Ausführungsform einen Transmitter oder Sender 50 und ein Zielgerät 51. Der Sender 50 und/oder das Zielgerät 51 ist elektrisch mit dem Computer 41 verbunden, der die unter Druck stehende Strömungsmittelquelle 42 durch eine elektrische Quelle steuert, z. B. eine Batterie oder eine Wechsel- /Gleichstromquelle. Alternativerweise kann das Zielgerät und/oder der Sender drahtlos mit irgendeinem der obigen erwähnten Geräte verbunden sein.
In einer Ausführungsform ist der Sender ein magnetischer Näherungsschalter zum Messen magnetischer oder elektrischer Felder und in anderen Ausführungsform ihrer Intensitäten, wobei das Zielgerät irgendein magnetisierter Gegenstand ist. In einer weiteren Ausführungsform ist der Sender ein optischer Sender, der dazu in der Lage ist, Licht entweder in einer vorbestimmten Frequenz oder irgendeiner bekannten Weise zu übertragen, während das Zielgerät irgendein Lichtempfänger darstellt, wie z. B. eine fotoelektrische Diode. Auf gleiche Weise könnte der Sender ein kombinierter Lichtsender und -empfänger sein, wenn das Zielgerät lediglich ein Reflektor irgendeiner Art ist. In einer dritten Ausführungsform ist der Transmitter oder Sender ein Sensor oder Schalter, der durch das Zielgerät betätigt wird, welches lediglich einen Anschlag oder ein anderes mechanisches Hindernis darstellt, welches mechanisch mit dem Sender zusammenwirkt. In einer vierten Ausführungsform ist der Transmitter ein Mikrochip und das Zielgerät ist irgendein Mittel, das dazu in der Lage ist, elektrisch oder magnetisch mit dem Mikrochip zusammenzuwirken. In einer weiteren Ausführungsform können der Sender und das Zielgerät dünne metallische Materialstreifen sein, die sowohl in die Hülse und den Kolben hineingeformt oder an ihnen angebracht sein können oder ein Polymermaterialstreifen, der elektrisch leitenden Ruß enthält, wodurch die Höhe anhand des Widerstandes oder den sogenannten "Hall Effekt" erfaßt wird. Andere Ausführungsformen werden hierunter verstanden, einschließlich anderer Sensoreinrichtungen, die dem Fachmann gut bekannt. Grundlegend ist die Sensoreinrichtung irgendeine Einrichtung, die dazu in der Lage ist, zu erfassen, wenn ein ausgewählter Punkt auf der Hülsenkomponenten in Nähe oder in Kontakt mit einem ausgewählten Punkt an der Kolbenkomponente gelangt, oder das Erfassen der Intensität, während sich die Punkte nähern und/oder voneinander trennen.
Es ist ebenfalls daran gedacht, mehr als einen Höhensensor einzusetzen, in irgendeiner vertikalen Ausrichtung, außerhalb der vertikalen Einrichtung, z. B. in gegenüberliegender Beziehung an der Hülse, oder in irgendeiner anderer Weise, die da zu in der Lage ist, die axiale Bewegung der Hülse 13 in Bezug zum Kolben 11 anzuzeigen.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt der Höhensensor 40 den Sender 50 und das Zielgerät 51 und ist elektrisch durch den Draht 52 mit dem Computer zum Steuern der Luftzufuhr 42 und mit dem Hubmagneten 42a durch den Draht 43 verbunden. Der Sensor, entweder das Zielgerät und/oder der Transmitter ist mit der elektrischen Stromquelle verbunden. Das Zielgerät 51 wird in einen Schlitz eingeformt oder eingerastet oder sonstwie integral innerhalb des Kolbens 11 eingebettet, während der elektrische leitende Draht 52 damit verbunden ist. Der Transmitter oder Sender 50 liegt frei auf der Außenfläche der Hülse 13 und ist mit dem Draht 53 verbunden, der innerhalb der flexiblen Hülse 13 eingebettet und mit dem Hubmagneten 42a und dem Computer 41 verbunden ist.
In dieser Ausführungsform ist der Transmitter entweder ein magnetischer Näherungsschalter, der einen Magnetfeldleseeinrichtung umfaßt, oder ein optischer Schalter, der Licht mit einer gewissen vorbestimmten Wellenlänge überträgt. Das Zielgerät ist deshalb entweder ein magnetisiertes Objekt oder ein optisch reflektierendes Medium oder ein fotoelektrisches Auge, in Abhängigkeit davon, ob der Transmitter oder Sensor magnetisch oder optisch ist. Im Betrieb erfaßt der Transmitter 50 die Abweichung des Ziels weg von seiner direkt angrenzenden Position zum Sender, wenn die Luftfeder 10 aus ihrer Ruheposition wegbewegt wird, wie es in Fig. 1 gezeigt wird. Während sich der Widerstand, die Lichtdichte oder eine andere überwachbare Eigenschaft, die vom Sender übertragen wird, verändert, aktiviert der Computer die unter Druck stehende Strömungsmittelquelle 42, die dann wirkt, um Strömungsmittel nachzuliefern oder aus der Strömungsmitteldruckkammer 26 zu entfernen.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform enthält die Luftfeder 10 ein Sensorenpaar 40, die senkrecht ausgerichtet sind. Jede dieser Sensoren besitzt seinen eigenen Sender 50 und Ziel 51, und ist identisch mit denjenigen, die unter Be zugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. In diesem Fall arbeiten die Sensoren 50 gleichzeitig mit dem Computer gemeinsam, um die Bewegung der Endplatte 12 in Bezug zum Kolben 11 zu bestimmen, basierend auf der Bewegung der Hülse 13 im Vergleich zum Kolben 11.
Im Betrieb signalisiert der Computer, während der obere Sender am oberen Sensor in Ausrichtung zum oberen Ziel am oberen Sensor steigt, der unter Druck stehenden Strömungsmittelquelle, Strömungsmittel abzulassen, wodurch die Luftfeder zu ihrer Ruhestellung zurückkehrt, die in Fig. 2 gezeigt wird. Im Gegensatz dazu signalisiert der Computer, wenn der untere Sender am unteren Sensor in Ausrichtung zum unteren Ziel am unteren Sensor sinkt, der unter Druck stehenden Strömungsmittelquelle, Strömungsmittel hinzuzufügen, wodurch die Luftfeder zu ihrer Ruheposition zurückkehrt, die in Fig. 2 gezeigt wird.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform enthält die Luftfeder das gleiche Ziel 51, wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. Der Sender ist jedoch ein Mikrochip, der mit der unter Druck stehenden Strömungsmittelquelle in drahtloser Weise kommuniziert. Der Mikrochip ist geformt oder sonstwie vollständig innerhalb der Hülse 13 eingebettet.
In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform enthält die Luftfeder 10 ein Sensorenpaar 50, das an unterschiedlichen Höhen entlang der Hülse positioniert, und voneinander umfangsmäßig beabstandet ist, wobei die lineare senkrechte Ausrichtung wie in Fig. 2 nicht gegeben ist. Die Sensoren 50 funktionieren in der gleichen Weise, wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde. Diese Sensoren sind auf gleiche Weise geformt, eingebettet, angebracht oder sonstwie positioniert in identischer oder gleicher Weise wie oben beschrieben.
In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform enthält die Luftfeder 10 einen Sender 50, der als ein länglicher dünner Metallstreifen innerhalb der Hülse 13 geformt oder sonstwie eingebettet ist. Das Ziel ist ein gleicher länglicher dünner Metallstreifen, der an der Außenfläche des Kolbens angebracht ist Es ist ferner daran gedacht, daß der Zielstreifen innerhalb des Kolbens eingebettet sein könnte.
In der in Fig. 5a gezeigten Ausführungsform enthält die Luftfeder 10 einen dünnen Materialstreifen, der elektrisch leitenden Ruß enthält und eher an der Außenfläche der Hülse angebracht ist, als daß er darin eingeformt oder eingebettet ist. Die Höhe wird ermittelt durch Veränderung im Widerstand im elektrischen Schaltkreis.
In der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform enthält die Luftfeder 10 den gleichen oder einen ähnlichen Sender und Ziel, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 1 gezeigt und beschrieben worden ist, abgesehen davon, daß der Transmitter oder Sensor nicht in die Hülse eingeformt, eingebettet oder an ihr angebracht ist. Im Gegensatz dazu ruht der Transmitter oder Sender der Ausführungsform der Fig. 6 auf der Außenfläche der Hülse und läuft über sie hinweg. Der Sender und das Ziel, wenn ausgerichtet, wie es der Fall ist, wenn die Luftfeder in ihrer in Fig. 6 gezeigten Ruhestellung ist, während der Sender in Fig. 7 gezeigt wird, wie er sich vom Ziel wegbewegt, wie es bei einem Stoß der Fall ist.
Es liegt sicher innerhalb der oben beschriebenen Ausführungsformen, die Positionierung der Transmitter und Ziele so umzukehren, daß die Transmitter oder Sender auf oder innerhalb des Kolbens 11 ausgebildet sind, während die Ziele auf oder innerhalb der Hülse 13 ausgebildet sind.
In der vorstehenden Beschreibung sind gewisse Ausdrücke der Kürze, Klarheit und des Verständnisses wegen benutzt worden, woraus jedoch keine unnötigen Begrenzungen, abgesehen vom Erfordernis des Standes der Technik, abgeleitet werden sollten, da solche Ausdrücke lediglich aus beschreibenden Zwecken verwendet wurden und dazu gedacht sind, breit aufgebaut zu sein. Darüber hinaus ist die Beschreibung der Erfindung lediglich beispielhaft und der Rahmen der Erfindung ist nicht auf die exakten Details, die gezeigt oder beschrieben wurden, begrenzt.
Nachdem nunmehr die Merkmale, Entdeckungen und Prinzipien der Erfindung beschrieben worden sind, wird die Art und Weise, wie die erfindungsgemäße Luftfeder aufgebaut ist und verwendet wird, die Eigenschaften ihrer Konstruktion und vorteilhaften und neuen und nützlichen Ergebnisse, die neuen und nützlichen Aufbauten, Einrichtungen, Elemente und Anordnungen, Teile und Kombinationen in den anhängenden Ansprüchen aufgezeigt.

Claims

1. Luftfeder (10) - Nivellierungssystem, umfassend ein Paar Endglieder (11, 12), die in einer generell axial beabstandeten Beziehung angeordnet sind, wenn sei sich in einer Ruheposition befinden, wobei die Endglieder an beabstandeten Teilen eines Fahrzeuges befestigt werden können und aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, nachdem das Fahrzeug Straßenstöße absorbiert, während es Stöße durch die Straße erfährt, und um die beabstandeten Fahrzeugteile in einer vorbestimmten Beziehung aufrechtzuhalten, wenn sie in den Ruhepositionen sind;

eine Strömungsmitteldruckkammer (26), die zwischen den Endgliedern durch eine flexible elastomere Hülse (13) ausgebildet ist, welche gegenüberliegende, offene Enden (14, 15) besitzt, die abdichtend mit dem jeweiligen Endglied verbunden sind, wobei die flexible, elastomere Hülse teilweise über eines der Endgliedern faltbar ist, wodurch ein abgedeckter Bereich (32) des überfalteten Endgliedes und ein entsprechend abdeckender Bereich (31) auf der flexiblen, elastomeren Hülse (13) ausgebildet wird;

ein Sensor (40) zum Erfassen der relativen Entfernung zwischen den Endgliedern und zum wahlweisen Erzeugen eines darauf ansprechenden Höhensignal, wobei der Sensor innerhalb mindestens eines abgedeckten und abdeckenden Bereichs positioniert ist, wenn das System in der Ruheposition ist; und

eine unter Druck stehende Strömungsmittelquelle (42), die strömungsmäßig mit der Strömungsmitteldruckkammer und elektronisch (53) mit einem Computer (41) verbunden ist, wobei die unter Druck stehende Strömungsquelle durch das Höhensignal vom Sensor gesteuert wird und den Computer die Strömungsmittelmenge innerhalb der Strömungsmitteldruckkammer reguliert, indem der Strömungsmittelzutritt und -austritt gesteuert wird, um eine vorbestimmte axiale Trennung zwischen den Endgliedern in der Ruhestellung aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ferner einen Transmitter/Sender (50) und ein Zielgerät (51) umfaßt, und wobei der Sender (50) und/oder das Zielgerät (51) mindestens teilweise im abgedeckten (32) und/oder abdeckenden Bereich (31) eingebettet ist und das andere Gerät am anderen abgedeckten und/oder abdeckenden Bereich befestigt ist.

2. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Sensor ferner eine elektronische Schaltung umfaßt, die betriebsmäßig den Sender (50) mit einem der Computer (41) und einer elektrischen Stromquelle verbinden, während das Zielgerät (51) mit dem anderen Computer und einer Stromquelle verbunden ist.

3. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem die elektronische Schaltung elektrisch den Höhensensor mit einem Computer verbindet, und wobei die elektronische Schaltung (52, 53) mindestens teilweise im abgedeckten Bereich und/oder den abdeckenden Bereich eingebettet ist, in der der Höhensensor eingebettet ist.

4. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Höhensensor einen Mikrochip (50) umfaßt.

5. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 4, bei der der Mikrochip (50) in einem Kolben eingebettet ist, und der Sensoraktivierer ein Metallstreifen (53) ist.

6. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Höhensensor einen optischen Sensor umfaßt.

7. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 6, bei dem der optische Sensor (51) innerhalb des Kolbens eingebettet ist, und der Sensoraktivierer (50) ein Reflektor ist.

8. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Höhensensor einen Magnetsensor (57) umfaßt.

9. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 8, bei dem der Magnetsensor innerhalb des Kolbens (51) eingebettet ist, und der Sensoraktivierer (50) ein länglicher Metallstreifen ist.

10. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Sensoraktivierer ein Metallstreifen (53) ist.

11. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Sensoraktivierer (53) ein leitender Polymerstreifen ist, der elektrisch leitenden Kohlenstoffruß enthält.

12. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Sensoraktivierer (50) ein Reflektor ist.

13. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Sensoraktivierer (50) ein isoliertes Leitungsmittel (53) mit einem Zugangsfenster dazu ist, wodurch magnetische Wellen zum leitenden Mittel nur durch das Fenster hindurch verlaufen können.

14. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Endglieder eine Endplatte (12) und ein Kolbenglied (11) umfassen.

15. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 14, bei dem das übergefaltete Endglied das Kolbenglied (11) ist.

16. Luftfeder-Nivellierungssystem (10) nach Anspruch 1, umfassenden einen starren Kolben als ein erstes Endglied (11), das an einem ersten Teil eines Kraftfahrzeugrahmens befestigt werden,

ein starres Endglied (12), das an einem zweiten Teil des Kraftfahrzeugrahmens befestigt werden kann, wobei dieses Endglied vom Kolben beabstandet ist,

eine flexible elastomere Hülse (13), die gegenüberliegende Ende (14, 15) umfaßt, die abdichtend mit dem Kol ben bzw. dem Endglied verbunden sind und dadurch eine Strömungsmitteldruckkammer (26) innerhalb der Hülse zwischen dem Kolben und dem Endglied ausbilden,

eine unter Druck stehende Strömungsmittelquelle (42), die mit der Strömungsmitteldruckkammer verbunden ist, um die Strömungsmittelmenge innerhalb der Kammer zu regulieren und

ein Hülsenverschiebungssensor (51), der innerhalb des Kolbens eingebettet ist, um die relative Entfernung zwischen dem Kolben und dem Endglied zu erfassen, wobei der Sensor ausgelegt ist, um ein Signal an die unter Druck stehende Strömungsmittelquelle abzugeben, um den Strömungsmitteleintritt und -austritt zu regulieren, um eine vorbestimmte Trennung zwischen dem Kolben und dem Endglied aufrechtzuerhalten.

17. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 16, bei dem die flexible elastomere Hülse, die ausgelegt ist, sich als Entfernung zwischen dem Kolben und Endglied zu verbiegen, sich während der Absorption eines Stoßes verändert, während der Kraftfahrzeugrahmen einen Stoß durch die Straße erfährt, wobei das Abbiegen das teilweise Abrollen der Hülse über den Kolben umfaßt, welches einen überdeckten Bereich (32) des Kolbens und einen überdeckenden Bereich (31) der Hülse ausbildet.

18. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 16, ferner umfassend elektronische Schaltungsmittel, durch die der Hülsenverschiebungssensor der unter Druck stehenden Strömungsmittelquelle signalisiert, den Strömungsmitteleintritt und -austritt zu regulieren, um die vorbestimmte Trennung zwischen dem Kolben und dem Endglied aufrechtzuerhalten.

19. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 18, wobei das elektronische Schaltungsmittel in den Kolben eingebettet ist und sich vom Sensor zu einem Computer erstreckt.

20. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 18, ferner umfassend einen Schaltknopf (50), der auf der Hülse freiliegt.

21. Luftfeder-Nivellierungssystem nach Anspruch 18, ferner umfassend ein längliches Leitungsmaterial (53), das im wesentlichen innerhalb der Hülse eingebettet ist, mit der Ausnahme eines freiliegenden Schaltknopfes (50) zum Zusammenwirken mit dem Sensor.