WO2008119443A1

WO2008119443A1 - Federanordnung mit verstellbarer federrate und federbein mit einer solchen federanordnung

Info

Publication number: WO2008119443A1
Application number: PCT/EP2008/001941
Authority: WO
Inventors: Daniel Prieto-Doerfel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2009-10-02
Also published as: DE102007015888A1; US20090302559A1; EP2129538A1

Abstract

Eine Federanordnung (10) weist eine Hauptfeder (16), einen Schieber (30), einen Anschlag (31) und mindestens eine Zusatzfeder (18) auf, die in Reihe mit der Hauptfeder (16) geschaltet ist und ein erstes Ende (18a) aufweist, an dem der Anschlag (31) festgelegt ist, und ein dem ersten Ende (18a) abgewandtes zweites Ende (18b) aufweist, bezüglich dessen der Schieber (30) festlegbar ist, dessen Lage derart einstellbar ist, dass, wenn beim Einfedem der Federanordnung (10) die Zusatzfeder (18) einen vorbestimmten Einfederweg überwunden hat, der Anschlag (31) an den Schieber (30) stößt und dadurch ein weiteres Einfedem der Zusatzfeder (18) unterbunden ist. Ein Federbein für ein Kraftfahrzeug weist die Federanordnung (10) auf. Bei einer alternativen Federanordnung (50) ist die Zusatzfeder (18) parallel zu der Hauptfeder (16) angeordnet ist und das erste Ende (18a) frei und in Einfederrichtung der Federanordnung (50) verschiebbar, wobei die Lage des Schiebers (30) derart einstellbar ist, dass, wenn beim Einfedem der Federanordnung (50) das erste Ende (18a) einen vorbestimmten Einfederweg überwunden hat, der Anschlag (31) an den Schieber (30) stößt und dadurch die Zusatzfeder (18) mit der Hauptfeder parallel geschaltet ist.

Description

FEDERANORDNUNG MIT VERSTELLBARER FEDERRATE UND FEDERBEIN MIT EINER SOLCHEN FEDERANORDNUNG

Die Erfindung betrifft eine Federanordnung mit variabler Federrate und ein Federbein, das eingerichtet ist für ein Kraftfahrzeug geeignet zu sein und die Federanordnung aufweist.

In der Fahrzeugtechnik ist es bekannt ein Rad eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Federbeins an der Fahrzeugkarosserie aufzuhängen. Das Federbein weist eine Schraubenfeder und einen hydraulischen Stoßdämpfer auf, der innerhalb der Schraubenfeder angeordnet ist. Die Schraubenfeder und der Stoßdämpfer sind parallel zueinander geschaltet, so dass das Federbein in seiner Längenänderung sowohl eine elastische Charakteristik als auch eine Dämpfungscharakteristik hat. An das eine Ende des Federbeins ist das Rad mit seiner Achse befestigt und das andere Ende des Federbeins ist an der Karosserie befestigt, so dass die Karosserie von dem Federbein gelagert ist.

Das Nachgeben des Federbeins hängt einerseits von den bei der Fahrt des Fahrzeugs via das Rad auf das Federbein eingebrachten Stößen und andererseits von dem Gewicht der Karosserie bzw. deren Zuladung ab. Die Art und Weise des Nachgebens des Federbeins und somit die Charakteristik der Lagerung der Karosserie ist insbesondere von der Federrate der Schraubenfeder bestimmt. Hat die Schraubenfeder des Federbeins eine hohe Federrate, so ist die Karosserie hart abgefedert, wohingegen die Karosserie weich abgefedert ist, wenn die Schraubenfeder des Federbeins eine niedrige Federrate hat.

Aufgrund unterschiedlicher Verhältnisse beim Fahren des Fahrzeugs, insbesondere unterschiedlicher Bodenunebenheiten, die von dem Federbein aus- zugleichen sind, und unterschiedlicher hoher Karosseriezuladungen, ist es wünschenswert, wenn das Federbein anpassbar ist. Insbesondere ist es wünschenswert, wenn die Federrate des Federbeins variierbar ist, so dass in Abhängigkeit der Fahrverhältnisse die Art der Lagerung der Karosserie ein- gestellt werden kann.

So wäre eine weiche Lagerung der Karosserie bei geringer Zuladung und ebener Fahrbahn während langsamer Fahrt zu bevorzugen, wohingegen eine harte Lagerung der Karosserie bei hoher Zuladung und unebener Fahrbahn während schneller Fahrt zu bevorzugen wäre.

Es sind Federsysteme bekannt, die mehrere Federn aufweisen und bei denen die KrafWund Bewegungsübertragung über hydraulische Leitungen bewerkstelligt wird. Beim Einfedern der Anordnung strömt in bestimmten Schaltungszuständen Hydrauliköl. Die Federn sind zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet und wahlweise aktivierbar oder stilllegbar. Das Aktivieren und das Stilllegen von ausgewählten Federn kann mit Hilfe von Aktuatoren und/oder Ventilen bewerkstelligt werden.

Dies hat zur Folge, dass in beispielsweise für das Federbein vorgesehenen Hydraulikbauteilen, wie Ventiie und Leitungen, hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten, die zu erhöhtem Verschleiß, Geräuschentwicklung, erhöhter Wärmeentwicklung und erhöhtem Verschleiß führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Federanordnung und ein Federbein auf- weisend diese Federanordnung zu schaffen, deren Federrate einfach, schnell und präzise verstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Federanordnung weist auf eine Hauptfeder, einen

Schieber, einen Anschlag und mindestens eine Zusatzfeder, die in Reihe mit der Hauptfeder geschaltet ist und ein erstes Ende, an dem der Anschlag festgelegt ist, und ein dem ersten Ende abgewandtes zweites Ende aufweist, bezüglich dessen der Schieber festlegbar ist, dessen Lage derart einstellbar ist, dass, wenn beim Einfedem der Federanordnung die Zusatzfeder einen vorbestimmten Einfederweg überwunden hat, der Anschlag an den Schieber stößt und dadurch ein weiteres Einfedern der Zusatzfeder unterbunden ist.

Ist die Federanordnung unbelastet, so ist sie vollständig ausgestreckt. Wird die Federanordnung zusammen gedrückt, so verkürzen sich sowohl die Hauptfeder als auch die Zusatzfeder. Die Federrate der Federanordnung ergibt sich aus der Reihenschaltung der Hauptfeder und der Zusatzfeder. Wird die Federanordnung weiter zusammengedrückt und erreicht der aktuelle Einfederweg der Zusatzfeder den vorbestimmten Einfederweg, so stößt der Anschlag an den Schieber. Dadurch wird eine weitere Verkürzung der Zusatzfeder unterbunden, wenn die Federanordnung einem weiteren Zusammendrücken ausgesetzt ist. Sobald der Anschlag an den Schieber stößt, ist die Zusatzfeder nicht mehr federnd wirksam, so dass die Federrate der Federanordnung von der Hauptfeder bestimmt ist.

Dadurch wird erreicht, dass bis zu dem Anstoßen des Anschlags an den Schieber die Federrate der Federanordnung sowohl von der Hauptfeder als auch der Zusatzfeder bestimmt ist, wohingegen die Federrate der Federanordnung nach dem Stoßen des Anschlags an den Schieber lediglich von der Hauptfeder bestimmt ist. Dadurch, dass die Hauptfeder und die Zusatzfeder in Reihe geschaltet sind, ist die Federrate der Federanordnung vor dem Anstoßen des Anschlags an den Schieber kleiner als danach. Daraus folgt, dass die Federrate der Federanordnung bei kleinen Einfederwegen kleiner ist als bei großen Einfederwegen, bei denen der vorbestimmte Einfederweg der Zusatzfeder überschritten wird.

Das erfindungsgemäße Federbein für ein Kraftfahrzeug weist die erfindungs- gemäße Federanordnung auf. Dadurch hat das Federbein eine Federcharakteristik derart, dass bei kleinen Einfederwegen das Kraftfahrzeug weich abgefedert ist, wohingegen bei großen Einfederwegen, bei denen der aktuelle Einfederweg der Zusatzfeder den vorbestimmten Einfederweg erreicht hat, das Kraftfahrzeug hart abge- federt ist. Somit weist das Kraftfahrzeug, in dem das Federbein vorgesehen ist, einen hohen Fahrkomfort auf. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass das Kraftfahrzeug beim Fahren über starke Unebenheiten der Fahrbahn unerwünscht aufsetzt, wodurch die Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht ist.

Der vorbestimmte Einfederweg der Zusatzfeder ist durch das Verstellen der Lage des Schiebers einstellbar. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Schaltpunkt der Federanordnung und des Federbeins variabel einstellbar ist. So kann beispielsweise die Lage des Schiebers so festgelegt werden, dass der Anschlag an den Schieber stößt, wenn die Federanordnung noch so gut wie unbelastet ausgestreckt ist. Dadurch wird die Federrate der Federanordnung lediglich von der Hauptfeder bestimmt, wodurch das Federbein das Kraftfahrzeug im gesamten Einfederbereich hart abfedert.

Ferner kann die Lage des Schiebers derart eingestellt sein, dass beim vollständigen Einfedern der Federanordnung der Anschlag erst dann an den Schieber stößt.

Dadurch wird erreicht, dass während des gesamten Einfedems der Feder- anordnung deren Federrate von der Hauptfeder zusammen mit der Zusatzfeder bestimmt ist, wodurch das Kraftfahrzeug von dem Federbein weich abgefedert ist. Somit ist mittels der Lageverstellung des Schiebers die Federrate der Federanordnung über einen großen Bereich variierbar.

Es ist bevorzugt, dass die Federanordnung eine Hydraulikkammer und den Schieber als einen in der Hydraulikkammer angeordneten Hydraulikkolben aufweist, der mittels eines Hydraulikfluids, wenn es in die Hydraulikkammer eingebracht wird, weg von dem zweiten Ende verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verkürzt, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn es aus der Hydraulikkammer ausgebracht wird, hin zum zweiten Ende verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verlängert, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn die Hydraulikkammer dicht abgeschlossen ist, an dem zweiten Ende lageunveränderlich abgestützt ist.

Ferner ist es bevorzugt, dass der Hydraulikkolben von dem Anschlag in die Hydraulikkammer hinein verschiebbar ist, wenn der Anschlag auf den Hydraulikkolben eine entsprechende Kraft ausübt.

Somit ist der Schieber in Form des Hydraulikkolbens mittels des Hydraulikfluids stufenlos verschiebbar und in jeder Lage haltbar. Dadurch ist die Verstellbarkeit der Federanordnung flexibel und vielseitig.

Bevorzugt weist die Federanordnung ein Hydraulikfluidreservoir und eine Hydraulikleitung auf, die das Hydraulikfluidreservoir mit einer Hydraulikkammer hydraulikfluidleitend verbindet und die eine Schaltanordnung auf- weist, die ein Rückschlagventil mit Sperrrichtung von der Hydraulikkammer zum Hydraulikfluidreservoir, ein Rückschlagventil mit Sperrrichtung von dem Hydraulikfluidreservoir zu der Hydraulikkammer und eine Absperreinrichtung aufweist, wobei die Rückschlagventile und die Absperreinrichtung wahlweise in die Hydraulikleitung schaltbar sind.

Wird das Rückschlagventil mit Sperrrichtung von der Hydraulikkammer zum Hydraulikfluidreservoir in die Hydraulikleitung geschaltet, kann der Hydraulikkolben in Richtung zu dem zweiten Ende mittels des Hydraulikfluids gedrückt werden. Dabei werden beim Einfedem der Federanordnung sowohl die Zu- satzfeder als auch die Hauptfeder zusammengedrückt, wodurch die Federanordnung eine kleine Federrate hat. Da die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikfiuidreservoir strömt, erhöht sich der Druck im Hydraulikfluid- reservoir.

Wird das Rückschlagventil mit Sperrrichtung von dem Hydraulikfiuidreservoir zu der Hydraulikkammer in die Hydraulikleitung geschaltet, so kann der Hydraulikkolben dem Anschlag beim Ausfedern der Federanordnung folgen. Herrscht ein hoher Druck in dem Hydraulikfiuidreservoir, so bewirkt dieser das Ausfahren des Hydraulikkolbens. Beim Einfedern der Federanordnung ist hingegen der Abfluss des Hydraulikfluids aus der Hydraulikkammer ge- sperrt, so dass lediglich die Hauptfeder zusammendrückbar ist, wenn der vorbestimme Einfederweg der Zusatzfeder erreicht ist, wodurch die Federrate der Federanordnung hoch ist.

Wird hingegen der Abfluss des Hydraulikfluids aus der Hydraulikkammer mittels der Absperreinrichtung abgesperrt, so bestimmt die aktuelle Lage des Hydraulikkolbens den vorbestimmten Einfederweg der Zusatzfeder. Zur Ermittlung des vorbestimmten Einfederwegs der Zusatzfeder ist die Stellung des Hydraulikkolbens festzustellen. Dies kann entweder direkt am Kolben erfolgen oder direkt oder indirekt über das Hydraulikfiuidreservoir durch ins- besondere Erfassen des Drucks in dem Hydraulikfiuidreservoir.

Zusätzlich ist es bevorzugt, dass das Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfiuidreservoir mittels einer Fördereinrichtung herausgefördert wird, wodurch der Hydraulikkolben zusätzlich ausgefahren werden kann, als die Zusatz- feder an Länge hat. Dadurch wird die Federanordnung zusätzlich verlängert. Dies ist vorteilhaft, da das von dem Federbein gelagerte Kraftfahrzeug angehoben werden kann. In diesem Fall ist nur die Hauptfeder eindrückbar, so dass die Federanordnung eine hohe Federrate hat. Bevorzugt ist die Zusatzfeder an ihrem ersten und ihrem zweiten Ende zu fixieren, damit sie sich nicht ungewollt durch Zusammenziehen aus ihrer Position bewegen kann. Alternativ ist es bevorzugt, dass die Federanordnung eine Hydraulikleitung und ein Hydraulikfluidreservoir aufweist, das via die Hydraulikleitung mit der Hydraulikkammer hydraulikfluidleitend verbunden ist und das einen Stellkolben und einen Stellkolbenantrieb aufweist, mit dem der Stellkolben derart verschiebbar ist, dass mittels des Stellkolbens das Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer hinein bringbar ist.

Dadurch ist durch Betreiben des Stellkolbenantriebs der Hydraulikkolben weg von dem zweiten Ende der Zusatzfeder verschiebbar und somit in seiner Lage veränderbar. Diese Verschiebung des Hydraulikkolbens kann auch gegen den Widerstand der Hauptfeder via den Anschlag erfolgen. Bevorzugt ist der Stellkolbenantrieb ein Handantrieb oder ein Stellmotor mit einer Spindel oder einem Exzenter.

Bevorzugt ist der Stellkolben in dem Hydraulikfluidreservoir frei verschiebbar angeordnet und der Stellkolbenantrieb als ein verschiebbarer Stellkolbenanschlag ausgebildet, der die Bewegung des Stellkolbens begrenzt, wenn das Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer ausgebracht wird, und den Stellkolben derart verschieben kann, dass das Hydraulikfluid in die Hydrau- likkammer bringbar ist.

Stößt beim Einfedem des Federbeins der Anschlag an den Hydraulikkolben, wird dieser von dem Anschlag in Richtung zu dem ersten Ende hin bewegt, so dass das Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer austritt und in das Hydraulikfluidreservoir transportiert wird, wodurch der Stellkolben dementsprechend verschoben wird. Die Verschiebung des Stellkolbens wird durch die Position des Stellkolbenanschlags begrenzt.

Dadurch, dass der Stellkolbenanschlag verschiebbar ist, ist die Endlage des Stellkolbens und somit die Endlage des Hydraulikkolbens mittels des Stellkolbens festlegbar. Wird der Stellkolbenanschlag mittels des Stellkolben- antriebs aus der Endlage heraus nach vorne bewegt, wenn der Stellkolben an dem Stellkolbenanschlag anliegt, so wird mittels des Stellkolbens das Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidreservoir heraus zurück in die Hydraulikkammer gedrückt, wodurch der Hydraulikkolben sich weg von dem zweiten Ende der Zusatzfeder bewegt.

Bevorzugt ist das erste Ende der Zusatzfeder der Hauptfeder zugewandt und das zweite Ende der Zusatzfeder von der Hauptfeder abgewandt.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Federanordnung ein Zwischenstück aufweist, an dem der Anschlag ausgebildet ist und das eine erste Schulter, an der die Zusatzfeder mit ihrem zweiten Ende abgestützt ist, und eine zweite Schulter aufweist, an der die Hauptfeder abgestützt ist.

Außerdem ist es bevorzugt, dass die Federanordnung einen Hydraulikzylinder aufweist, der die Hydraulikkammer ausbildet und relativ zum zweiten Ende der Zusatzfeder abgestützt ist.

Bevorzugt ist es, dass die Federanordnung mehrere Zusatzfedern aufweist, die mit der Hauptfeder in Reihe oder parallel geschaltet sind. Dadurch kann bevorzugt die Federrate der Federanordnung durch eine entsprechende Betätigung der Anschläge der Zusatzfedern eingestellt werden.

Eine erfindungsgemäße Alternative zur erfindungsgemäßen Federanordnung weist auf eine Hauptfeder, einen Schieber, einen Anschlag und mindestens eine Zusatzfeder, die parallel zu der Hauptfeder angeordnet ist und ein erstes in Einfederrichtung der Federanordnung verschiebbares, freies Ende, an dem der Anschlag festgelegt ist, und ein dem ersten Ende abgewandtes zweites Ende auf, bezüglich dessen der Schieber festlegbar ist, dessen Lage derart einstellbar ist, dass, wenn beim Einfedern der Federanordnung das erste Ende einen vorbestimmten Einfederweg überwunden hat, der Anschlag an den Schieber stößt und dadurch die Zusatzfeder mit der Hauptfeder parallel geschaltet ist.

Bevorzugt weist die alternative Federanordnung eine Hydraulikkammer und den Schieber als einen in der Hydraulikkammer angeordneten Hydraulikkolben auf, der mittels eines Hydraulikfluids, wenn es in die Hydraulikkammer eingebracht wird, hin zu dem zweiten Ende verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verkürzt, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn es aus der Hydraulikkammer ausgebracht wird, weg von zweiten Ende verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verlängert, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn die Hydraulikkammer dicht abgeschlossen ist, an dem zweiten Ende lageunveränderlich abgestützt ist.

Ferner weist bevorzugt die alternative Federanordnung ein Zwischenstück auf, an dem der Anschlag ausgebildet ist und das eine erste Schulter aufweist, an der die Zusatzfeder mit ihrem ersten Ende abgestützt ist.

Außerdem weist bevorzugt das Zwischenstück eine Andrückfeder und eine zweite Schulter auf, an der die Andrückfeder abgestützt ist, so dass das Zwischenstück an dem ersten Ende festgelegt ist.

Alle vorhergenannten bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung und deren vorteilhafte Wirkungen sind ebenfalls im Zusammenhang mit der alternativen Federanordnung als offenbart zu sehnen.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Federbeins anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem ersten Betriebszustand ist, Fig. 2 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem zweiten Betriebszustand ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem dritten Betriebszustand ist,

Fig. 4 eine Hydraulikeinrichtung des erfindungsgemäßen Federbeins in einer ersten Betriebsstellung,

Fig. 5 die Hydraulikeinrichtung des erfindungsgemäßen Federbeins in einer zweiten Betriebsstellung,

Fig. 6 die Hydraulikeinrichtung des erfindungsgemäßen Federbeins in einer dritten Betriebsstellung,

Fig. 7 eine alternative Hydraulikeinrichtung des erfindungsgemäßen Feder beins,

Fig. 8 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem ersten Betriebszustand ist,

Fig. 9 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungs- gemäßen Federbeins, das in einem zweiten Betriebszustand ist,

Fig. 10 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem dritten Betriebszustand ist, Fig. 11 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem vierten Betriebszustand ist, und

Fig. 12 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Federbeins, das in einem fünften Betriebszustand ist.

Wie es aus Figuren 1 bis 7 ersichtlich ist, weist ein Federbein 10 einen Stoß- dämpfer 12 auf. An dem Stoßdämpfer 12 ist ein Lagerauge 14 vorgesehen, an das eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) lagerbar ist. Ferner weist das Federbein 10 eine Hauptfeder 16 und eine Zusatzfeder 18 auf.

Die Hauptfeder 16 ist in Reihe mit der Zusatzfeder 18 geschaltet, die ein erstes Ende 18a, das der Hauptfeder 16 zugewandt ist, und ein zweites Ende 18b aufweist, das der Hauptfeder 16 abgewandt ist. Die Hauptfeder 16 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und die Zusatzfeder 18 ist als eine Schraubenfeder ausgebildet, wobei die Hauptfeder 16 und die Zusatzfeder 18 zusammen mit dem Stoßdämpfer auf einer gemeinsamen Achse liegen.

An dem Stoßdämpfer 12 ist eine Zusatzfederbasis 20 befestigt, an der das zweite Ende 18b der Zusatzfeder 18 abgestützt ist. Ferner weist das Federbein 10 ein Zwischenstück 22 auf, das zwischen der Hauptfeder 16 und der Zusatzfeder 18 angesiedelt. Das Zwischenstück 22 weist eine erste Schulter 24 auf, das der Zusatzfederbasis 20 zugewandt angeordnet ist und an der das zweite Ende 18b der Zusatzfeder 18 abgestützt ist. Ferner weist das Zwischenstück 22 eine zweite Schulter 26 auf, an der die Hauptfeder 16 abgestützt ist. Die Zusatzfeder 18 hat eine radiale Erstreckung, die größer ist als die der Hauptfeder 16. Die erste Schulter 24 und die zweite Schulter 26 des Zwischenstücks 22 sind in Richtung der gemeinsamen Achse versetzt angeordnet, so dass die Hauptfeder 16 hinter das erste Ende 18a der Zusatzfeder 18 greift. An der Zusatzfederbasis 20 abgestützt ist ein Hydraulikzylinder 28 vorgesehen, der eine ringförmige Hydraulikkammer 29 definiert. In dem Hydraulikzylinder 28 ist ein Hydraulikkolben 30 angeordnet, der entlang der gemeinsamen Achse verschiebbar ist.

Ferner weist das Federbein 10 ein Hydraulikfluidreservoir 34 und eine Hydraulikleitung 32, die die Hydraulikkammer 29 und das Hydraulikfluidreservoir 34 flüssigkeitsleitend miteinander verbinden. Die Hydraulikkammer 29, die Hydraulikleitung 32 und das Hydraulikfluidreservoir 34 sind mit einem Hydraulikfluid gefüllt.

Das Zwischenstück 22 weist einen Anschlag auf, der von der Hauptfeder 16 sich in Richtung zu dem zweiten Ende 18b der Zusatzfeder 18 erstreckt. Der Anschlag 31 ist in Verschiebbarkeitsrichtung des Hydraulikkolbens 30 zu diesem fluchtend angeordnet. Wie es in Figuren 1 und 2 gezeigt ist, weist der Anschlag 31 ein freies Ende auf, das an den Hydraulikzylinder 28 stößt.

Die in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsform des Federbeins 10 weist in der Hydraulikleitung ein erstes Rückschlagventil 36, ein zweites Rückschlagventil 38 und eine Absperreinrichtung 40 auf. Sowohl das erste Rückschlagventil 36, als auch das zweite Rückschlagventil 38 und die Absperreinrichtung 40 sind wahlweise in die Hydraulikleitung 32 schaltbar.

Das erste Rückschlagventil 36 hat eine Durchflussrichtung, die von dem Hydraulikfluidreservoir 34 zu der Hydraulikkammer 29 zeigt. Das zweite Rückschlagventil 38 hat eine Durchflussrichtung, die von der Hydraulikkammer 29 zu dem Hydraulikfluidreservoir 34 zeigt. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist das erste Rückschlagventil 36 in die Hydraulikleitung 32 geschaltet. Dadurch kann das Hydraulikfluid, das in dem Hydraulikfluidreservoir 34 sich befindet, das erste Rückschlagventil 36 passierend in die Hydraulikkammer 29 einströmen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Druck des Hydraulikfluids in dem Hydraulikfluidreservoir 34 höher als der Druck des Hydraulikfluids in der Hydraulikkammer

29 ist. Somit kann beim Ausfedern des Federbeins 10 der Hydraulikkolben

30 dem Zwischenstück 22 folgen. Hingegen ist beim Einfedem des Feder- beins 10 das erste Rückschlagventil 36 gesperrt, so dass der Abfluss des

Hydraulikfluids aus der Hydraulikkammer 29 unterbunden ist, so dass der Hydraulikkolben 30 in seiner Lage verharrt. Dies ist die Schaltung "harte Feder".

Wird das zweite Rückschlagventil 38 in die Hydraulikleitung 32 geschaltet (siehe Fig. 5), kann der Hydraulikkolben 30 in den Hydraulikzylinder 28 von dem Anschlag 31 hineingedrückt werden. Dies ist die Schaltung "weiche Feder". Dabei strömt Hydraulikfluid in den Hydraulikspeicher 34, wobei sich der Druck in dem Hydraulikfluidspeicher 34 erhöht.

Wird die Absperreinrichtung 40 in die Hydraulikleitung 32 geschaltet (siehe Fig. 6), so ist der Durchfluss des Hydraulikfluids durch die Hydraulikleitung 32 gesperrt, so dass sich hierbei der Wechsel der Federcharakteristik von "weicher Feder" zu "harter Feder" ergibt.

Das Federbein 10 gemäß Fig. 1 bis 4 und 7 weist in dem Hydraulikfluidreservoir 34 einen frei verschiebbaren Stellkolben 42 und einen in dem Hydraulikfluidreservoir 34 angeordneten Stellkolbenanschlag 44 auf, der von einem Stellkolbenantrieb 46 angetrieben ist. Wird der Stellkolben 42 von dem Stellkolbenanschlag 44 und dem Stellkolbenantrieb 46 in Fig. 7 gesehen von rechts nach links gedrückt, wird das in dem Hydraulikfluidreservoir 34 befindliche Hydraulikfluid durch die Hydraulikleitung 32 in die Hydraulikkammer 29 eingeleitet. Dadurch wird der Hydraulikzylinder 30 in Fig. 2 gesehen nach unten gegen den Anschlag 31 gedrückt. Beim Ausfedern des Federbeins 10 kann der Hydraulikkolben 30 dem Anschlag 31 folgen.

Wird der Stellkolbenanschlag 44 von dem Stellkolbenantrieb 46 zurück- gezogen, so dass zwischen dem Stellkolben 42 und dem Stellkolbenanschlag 44 ein Abstand sich ergibt, so ist der Stellkolben 42 in Richtung zu dem Stellkolbenanschlag 44 in dem Hydraulikfluidreservoir 34 frei verschiebbar. Wird der Hydraulikkoben 30 beim Einfedem des Federbeins 10 von dem Anschlag 31 in den Hydraulikzylinder 28 hineingedrückt, so wird das Hydrau- likfluid von der Hydraulikkammer 29 durch die Hydraulikleitung 32 in das Hydraulikfluidreservoir 34 transportiert. Dabei bewegt sich der Stellkolben 42 in analoger Weise zu dem Hydraulikkolben 30 in Fig. 2 gesehen nach rechts, bis dieser an den Stellkolbenanschlag 34 anstößt. Dadurch ist mittels des Stellkolbenanschlags 34 sowohl der Bewegungsbereich des Stellkolbens 42 als auch des Hydraulikkolbens 30 begrenzt.

Der Stellkolbenantrieb 46 ist derart eingerichtet, dass der Stellkolbenanschlag 44 in eine erste Endstellung und in eine zweite Endstellung bringbar ist. Bei der ersten Endstellung erstreckt sich der Stellkolbenanschlag 44 weniger in den Hydraulikfluidreservoir 34 als bei der zweiten Endstellung.

Ist der Stellkolbenanschlag 44 in der ersten Endstellung, so hat das Federbein 10 eine weiche Federkennlinie, da beim Einfedern sowohl die Hauptfeder 16 als auch die Zusatzfeder 18 eingedrückt werden. Wird mit Hilfe des Stellkolbenantriebs 46 der Stellkolben 42 von der ersten Endstellung in Richtung zu der zweiten Endstellung bewegt, bewegt sich in analoger Weise zu dem Stellkolben 42 der Hydraulikkolben 30 weg von dem zweiten Ende 18b der Zusatzfeder 18. Dadurch hat beim Einfedern das Federbein 10 eine weiche Federkennlinie bis der Anschlag 31 an den Hydraulikkolben 30 stößt. Dann hat das Federbein 10 bei weiterem Einfedern eine harte Federkennlinie.

Wird der Stellkolbenanschlag 44 weiter von der ersten Endstellung weiter in Richtung zu der zweiten Endstellung von dem Stellkolbenantrieb 46 bewegt, bewegt sich der Hydraulikkolben 30 in analoger Weise weiter weg von dem zweiten Ende 18b der Zusatzfeder 18. Dabei wird das Zwischenstück 22 von dem Hydraulikkolben 30 in Richtung weg von dem zweiten Ende 18b der

Zusatzfeder 18 verschoben. Somit erreicht der Hydraulikkolben 30 schließ- lieh eine Lage, bei der der Abstand zwischen der Zusatzfederbasis 20 und der zweiten Schulter 26 des Zwischenstücks 22 der Länge entspricht, die die

Zusatzfeder 18 im unbelasteten Zustand hat. Hierbei ist die Zusatzfeder 18 beim Einfedern des Federbeins 10 nicht mehr zusammendrückbar, so dass beim Einfedern des Federbeins 10 nur die Hauptfeder 16 zusammengedrückt wird. Dadurch hat das Federbein 10 eine hart Federkennlinie.

Wird der Stellkolben 42 von dem Stellkolbenanschlag 44, der von dem Stellkolbenantrieb 46 angetrieben ist, wie in Fig. 2 gesehen weiter nach links bewegt, so wird weiterhin das Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidreservoir 34 durch die Hydraulikleitung 32 in die Hydraulikkammer 29 gedrückt. Dadurch wird weiter der Hydraulikkolben 30 weg von dem zweiten Ende 18b der Zusatzfeder 18 bewegt, wodurch das Zwischenstück in diese Richtung weiter verschoben wird. Dadurch wird die Hauptfeder 16 zusammengedrückt, wodurch deren Vorspannung erhöht wird. Somit ist die Federkennlinie des Federbeins 10 hart, wobei das Fahrzeug angehoben wird. Wie es aus Figuren 8 bis 12 ersichtlich ist, weist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Federbeins 50 Teile auf, die dieselbe Bezeichnung wie entsprechende Teile des Federbeins 10 gemäß den Figuren 1 bis 3 haben. Die identisch bezeichneten Teile sind vergleichbar.

Das Federbein 50 weist die Hauptfeder 16 und die Zusatzfeder 18 auf, die parallel zueinander geschaltet sind. Die Hauptfeder 16 ist konzentrisch innerhalb der Hauptfeder 18 angeordnet. Das Federbein 50 weist eine Hauptfederbasis 52 auf, die an dem Stoßdämpfer 12 ortsfest befestigt ist und an der die Hauptfederbasis 16 mit ihrem einen Ende fest abgestützt ist. Mittels der Hauptfederbasis 52 ist die Hauptfeder 16 derart in dem Federbein 50 geschaltet, dass die Hauptfeder 16 bei allen Federbewegungen des Federbeins 50 entsprechend zusammengedrückt wird und federt. Das erste Ende 18a der Zusatzfeder 18 ist an der ersten Schulter 24 des Zwischenstücks 22 abgestützt. An der der Zusatzfeder 18 abgewandten Seite des Zwischenstücks 22 ist der Anschlag 31 angesiedelt, der an der zweiten Schulter 26 vorgesehen ist.

An den Anschlag 31 ist der Hydraulikkolben 30 anlegbar, wenn der Hydrau- likkolben 30 relativ zu dem Zwischenstück 22 in die entsprechende Position gebracht ist. Ferner ist das Zwischenstück 22 mit der zweiten Schulter 26 an der Hauptfederbasis 52 in Längsrichtung des Stoßdämpfers 12 abstützbar. Das Zwischenstück 22 ist parallel zur Längsrichtung des Stoßdämpfers 12 verschiebbar und in Längsrichtung des Stoßdämpfers 12 gesehen zwischen dem Hydraulikkolben 30 und der Hauptfederbasis 52 angeordnet, so dass der Hydraulikkolben 30 eine Verschiebung des Zwischenstücks 22 in die eine Richtung und die Hauptfederbasis 52 eine Verschiebung des Zwischenstücks 22 in die andere Richtung begrenzen.

Gemäß der Figur 8 ist der Hydraulikkolben 30 derart angeordnet, dass das Zwischenstück 22 zwischen dem Hydraulikkolben 30 und der Hauptfeder- basis 52 festgeklemmt ist. Dadurch sind die Hauptfeder 16 und die Zusatzfeder 18 zueinander parallel geschaltet, so dass beim Einfedern des Federbeins 50 sowohl die Hauptfeder 16 als auch die Zusatzfeder 18 nachgeben und das Federbein 50 eine steife Federcharakteristik hat.

Wird der Hydraulikkolben 30 von dem Zwischenstück 22 bzw. von dem Anschlag 30 abgehoben, so wie es in Figur 9 gezeigt ist, so ist das Zwischenstück 22 in Richtung zu dem Hydraulikkolben 30 in Längsrichtung des Stoßdämpfers 12 verschiebbar. Federt das Federbein 50 ein, so wird die Haupt- feder 16 zusammengedrückt, wohingegen die Zusatzfeder 18 in ihrer ursprünglichen Länge bleibt, da das erste Ende 18a der Zusatzfeder 18 mit dem Zwischenstück 22 in Richtung zu dem Hydraulikkolben 30 sich verschieben kann.

Erreicht schließlich der Anschlag 31 bei weiterem Zusammendrücken des Federbeins 50 den Hydraulikkolbens 30, so liegt das Zwischenstück 22 an dem Hydraulikkolben 30 an. Dadurch ist die Zusatzfeder 18 an ihrem ersten Ende 18a via der ersten Schulter 24 und dem Anschlag 31 an dem Hydraulikkolben 30 abgestützt. Somit wird bei weiterem Zusammendrücken des Federbeins 50 sowohl die Hauptfeder 16 als auch die Zusatzfeder 18 zusammengedrückt, so dass die Federcharakteristik des Federbeins 50 von weich nach hart wechselt.

Durch Einwirkung der Federkraft der Zusatzfeder 18 auf den Hydraulikkolben 30 kann der Hydraulikkolben 30 innerhalb des Hydraulikzylinders 28 bewegt werden, wie es für die Figuren 1 bis 6 vorhergehend beschrieben ist. Genauso kann, wie es für die Figuren 1 bis 6 beschrieben ist, mittels des Hydraulikzylinders 30 das Zusatzstück 22 entsprechend bewegt werden.

Das Federbein 50 weist eine Andrückfeder 54 auf, die an dem Zusatzstück 22 abgestützt ist und dieses in Richtung zu der Zusatzfeder 18 drückt. Da- durch wird erreicht, dass in jedem Betriebszustand des Federbeins 50 das Zwischenstück 22 mit der ersten Schulter 24 an dem ersten Ende 18a der Zusatzfeder 18 anliegt. Somit wird unterbunden, dass das erste Ende 18a der Zusatzfeder 18 von der Schulter 24 des Zwischenstücks 22 abhebt und dadurch ein Geräusch verursacht, wie beispielsweise Klappern oder Rasseln.

Gemäß Figur 12 ist das Federbein 50 einer Zugbelastung ausgesetzt. Dabei wird die Hauptfeder 16 auseinander gezogen. Das Federbein 50 ist derart eingerichtet, dass unter der Zugbelastung die Zusatzfeder 18 nicht auseinander gezogen wird. Dies wird dadurch erreicht, indem das Zwischenstück 22 derart gestaltet ist, dass es über die Hauptfederbasis 52 hinweg verschiebbar ist. Dadurch wird von der Andrückfeder 54 das Zwischenstück 22 über die Hauptfederbasis 52 hinweg bewegt, wobei das Zwischenstück 22 an das erste Ende 18a der Zusatzfeder 18 angedrückt ist und so beim Auseinanderziehen der Hauptfeder 18 dem ersten Ende 18a nachgeführt wird.

Bezugszeichenliste

10 Federbein (Reihenschaltung)

12 Stoßdämpfer

14 Lagerauge

16 Hauptfeder

18 Zusatzfeder 18a erstes Ende

18b zweites Ende

20 Zusatzfederbasis

22 Zwischenstück

24 Erste Schulter 26 Zweite Schulter

28 Hydraulikzylinder

29 Hydraulikkammer

30 Hydraulikkolben

31 Anschlag 32 Hydraulikleitung

34 Hydraulikfluidreservoir 36 Erstes Rückschlagventil 38 Zweites Rückschlagventil 40 Absperreinrichtung 42 Stellkolben

44 Stellkolbenanschlag

46 Stellkolbenantrieb

50 Federbein (Parallelschaltung)

52 Hauptfederbasis 54 Andrückfeder

Claims

Patentansprüche

1. Federanordnung (10) mit einer Hauptfeder (16), einem Schieber (30), einem Anschlag (31 ) und mindestens einer Zusatzfeder (18), die in Reihe mit der Hauptfeder (16) geschaltet ist und ein erstes Ende (18a), an dem der Anschlag (31 ) festgelegt ist, und ein dem ersten Ende (18a) abgewandtes zweites Ende (18b) aufweist, bezüglich dessen der Schieber (30) festlegbar ist, dessen Lage derart einstellbar ist, dass, wenn beim Einfedern der Federanordnung die Zusatzfeder (18) einen vorbestimmten Einfederweg überwunden hat, der Anschlag (31 ) an den Schieber (30) stößt und dadurch ein weiteres Einfedern der Zusatzfeder (18) unterbunden ist.

2. Federanordnung (10) gemäß Anspruch 1 , wobei die Federanordnung (10) eine Hydraulikkammer (29) und den Schieber als einen in der Hydraulikkammer (29) angeordneten Hydraulikkolben (30) aufweist, der mittels eines Hydraulikfluids, wenn es in die Hydraulikkammer (29) eingebracht wird, weg von dem zweiten Ende (18b) verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verkürzt, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn es aus der Hydraulikkammer (29) ausgebracht wird, hin zum zweiten Ende (18b) verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verlängert, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn die Hydraulikkammer (29) dicht abgeschlossen ist, an dem zweiten Ende (18b) lageunveränderlich abgestützt ist.

3. Federanordnung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Federanordnung (10) ein Zwischenstück (22) aufweist, an dem der Anschlag (31 ) ausgebildet ist und das eine erste Schulter (24), an der die Zusatzfeder (18) mit ihrem ersten Ende (18a) abgestützt ist, und eine zweite Schulter

(26) aufweist, an der die Hauptfeder (16) abgestützt ist.

4. Federanordnung (50) mit einer Hauptfeder (16), einem Schieber (30), einem Anschlag (31 ) und mindestens einer Zusatzfeder (18), die parallel zu der Hauptfeder (16) angeordnet ist und ein erstes in Einfederrichtung der Federanordnung (50) verschiebbares, freies Ende (18a), an dem der Anschlag (31 ) festgelegt ist, und ein dem ersten Ende (18a) abgewandtes zweites Ende aufweist, bezüglich dessen der Schieber (30) festlegbar ist, dessen Lage derart einstellbar ist, dass, wenn beim Ein- federn der Federanordnung (50) das erste Ende (18a) einen vorbestimmten Einfederweg überwunden hat, der Anschlag (31 ) an den Schieber (30) stößt und dadurch die Zusatzfeder (18) mit der Hauptfeder (16) parallel geschaltet ist.

5. Federanordnung (50) gemäß Anspruch 4, wobei die Federanordnung (50) eine Hydraulikkammer (29) und den Schieber als einen in der Hydraulikkammer (29) angeordneten Hydraulikkolben (30) aufweist, der mittels eines Hydraulikfluids, wenn es in die Hydraulikkammer (29) eingebracht wird, hin zu dem zweiten Ende verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verkürzt, und der mittels des

Hydraulikfluids, wenn es aus der Hydraulikkammer (29) ausgebracht wird, weg von zweiten Ende verschiebbar ist, so dass der vorbestimmte Einfederweg sich verlängert, und der mittels des Hydraulikfluids, wenn die Hydraulikkammer (29) dicht abgeschlossen ist, an dem zweiten Ende lageunveränderlich abgestützt ist.

6. Federanordnung (50) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Federanordnung (50) ein Zwischenstück (22) aufweist, an dem der Anschlag (31) ausgebildet ist und das eine erste Schulter (24) aufweist, an der die Zusatzfeder (18) mit ihrem ersten Ende (18a) abgestützt ist.

7. Federanordnung (50) gemäß Anspruch 6, wobei das Zwischenstück (22) eine Andrückfeder (54) und eine zweite Schulter (26) aufweist, an der die Andrückfeder (54) abgestützt ist, so dass das Zwischenstück (22) an dem ersten Ende (18a) festgelegt ist.

8. Federanordnung (10, 50) gemäß einem der Ansprüche 2, 3, 5 bis 7, wobei die Federanordnung (10, 50) ein Hydraulikfluidreservoir (34) und eine Hydraulikleitung (32) aufweist, die das Hyraulikfluidreservoir (34) mit der Hydraulikkammer (29) hydraulikfluidleitend verbindet und die eine Schaltanordnung aufweist, die ein Rückschlagventil (38) mit Sperrrichtung von der Hydraulikammer (29) zum Hydraulikfluidreservoir (34), ein Rückschlagventil (36) mit Sperrrichtung von dem Hydraulikfluidreservoir (34) zu der Hydraulikammer (29), und eine Absperreinrichtung (40) aufweist, wobei die Rückschlagventile (36, 38) und die Absperr- einrichtung (40) wahlweise in die Hydraulikleitung (32) schaltbar sind.

9. Federanordnung (10, 50) gemäß einem der Ansprüche 2, 3, 5 bis 7, wobei die Federanordnung (10, 50) eine Hydraulikleitung (32) und ein Hydraulikfluidreservoir (34) aufweist, das via die Hydraulikleitung (32) mit der Hydraulikkammer (29) hydraulikfluidleitend verbunden ist und das einen Stellkolben (42) und einen Stellkolbenantrieb (46) aufweist, mit dem der Stellkolben (42) derart verschiebbar ist, dass mittels des Stellkolbens (42) das Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer (29) hinein bringbar ist.

10. Federanordnung (10, 50) gemäß Anspruch 9, wobei der Stellkolben (42) in dem Hydraulikfluidreservoir (34) frei verschiebbar angeordnet ist und der Stellkolbenantrieb (46) als ein verschiebbarer Stellkolbenanschlag (44) ausgebildet ist, der die Bewegung des Stellkolbens (42) begrenzt, wenn das Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer (29) ausgebracht wird, und den Stellkolben (42) derart verschieben kann, dass das Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer (29) bringbar ist.

11. Federanordnung (10, 50) gemäß einem der Ansprüche 2, 3, 5 bis 10, wobei die Federanordnung einen Hydraulikzylinder (28) aufweist, der die

Hydraulikkammer (29) ausbildet und relativ zum zweiten Ende (18b) der Zusatzfeder (18) abgestützt ist.

12. Federanordnung (10, 50) gemäß einem der Ansprüche 2, 3, 5 bis 11 , wobei der Hydraulikkolben (30) von dem Anschlag (31 ) in die Hydraulikkammer (29) hinein verschiebbar ist, wenn der Anschlag (31 ) auf den Hydraulikkolben (30) eine entsprechende Kraft ausübt.

13. Federbein für ein Kraftfahrzeug mit einer Federanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.