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Ausgleichsfederung für alle Räder eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind den Ansprüchen und dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
In der Zeichnung sind mit 10 und 11 die Achsen des rechten und linken Vorderrades und mit 12 und 13 dieAchsen des rechten und linken Hinterrades des Kraftfahrzeuges bezeichnet. Jede Achse ist über eine Kolbenstange 14 mit einem Kolben 15 verbunden, der in einem Zylinder 16 gleiten kann. Die Zylinder 16 gehen in hydropneumatische Federn 17,18, 19,20 über, wobei der Fluss des hydraulischen Mittels durch enge Querschnitte 21 gedämpft wird. Von den Zylinderräumen 16 führen Leitungen 22,23, 24,25 weg, die sich in je zwei Leitungen 122 und 222,123 und 223,124 und 224,125 und 225 aufteilen. Die Leitungen 122 - 125 führen zu einer Ausgleichsvorrichtung 26 und die Leitungen 222 - 225 zu einer gemeinsamen Feder 27.
Die Ausgleichsvorrichtung enthält zwei Stufenkolben 28 und 29, die durch eine Verbindungsleitung 30 hydraulisch in Verbindung stehen. An die Leitung 30 ist eine hydropneumatische Feder 31 angeschlossen, die durch ein von einem Pendel 32 bedientes Ventil 33 zu-bzw. abgeschaltet werden kann.
Das Pendel 32 spricht bei Verzögerungen und Beschleunigungen in Fahrtrichtung an und schliesst die hydropneumatische Feder 31 bei jeder Verzögerung oder Beschleunigung von der Verbindungsleitung 30 ab. An die Leitungen 22 und 23 sind hydropneumatische Federn 34 und 35 angeschlossen, die durch Ventile 36 und 37 zu-bzw. abgeschaltet werden können. Die Ventile 36 und 37 werden durch Pendel 38 und 39 bedient, die bei Kräften in Fahrzeugquerrichtung ausschlagen und ein Absperren der hydropneumatischen Federn 34 und 35 beim Auftreten von Querkräften, also beim Kurvenfahren, bewirken.
Die Leitungen 222 - 225 münden in je einen Zylinder 40, 41, 42, 43, in denen je ein Kolben verschiebbar ist. Die Kolben sind durch ein Querstück 44 fest miteinander verbunden, von dem aus ein Kolben 45 in den Ölraum 46 einer hydropneumatischen Feder mit Luftraum 47 eindringt.
Die Wirkungsweise der Anlage soll an Hand einiger Federungsfälle erläutert werden.
1. Gleichsinnige Bewegung aller vier Räder.
Bei diesen Parallelfedern zur Fahrbahn entsteht eine Druckerhöhung in allen Leitungen 22,122, 222, 23 usw., 24 usw., 25 usw. Die Druckerhöhung in den Leitungen kommt dadurch zustande, dass jeweils der Kolben 15 nach oben geht und somit sowohl die Druckflüssigkeit gegen die Kraft der Feder 17,18, 19,20 (gedämpft infolge der engen Durchlässe 21) nach oben verdrängt als auch den Druck in den Leitun- gen 22,23, 24,25 entsprechend erhöht. Infolge der Druckerhöhung in diesen Leitungen sprechen die Federn 34 und 35 an. Weiterhin bewegen sich die Kolben 28 und 29 infolge der Druckerhöhung in den Lei- tungen 122 - 125 aufeinander zu unter Erhöhung des Druckes in der Leitung 30, so dass auch die Feder 31 anspricht.
Schliesslich bewirkt die Druckerhöhung in den Leitungen 222 - 225 ein tieferes Eintauchen des Kolbens 45 in die Druckflüssigkeit 46 der hydropneumatischen Feder 27. Insgesamt sprechen also alle acht Federn an : Es ergibt sich eine sehr weiche Gesamtfederung.
2. Bewegung um die Fahrzeuglängsachse. a) Kurvenfahrt : Die Federn 17 - 20 sprechen an. Die Pendel 38 und 39 werden durch die Fliehkraft aus ihrer Mittellage herausbewegt, so dass die Federn 34 und 35 abgeschaltet werden. In der Leitung 30 ergibt sich keine Druckänderung, so dass auch die Feder 31 nicht anspricht. Hingegen bewegen sich die Kolben 28 und 29 in eine neue Gleichgewichtslage, die dadurch bestimmt ist, dass das Verhältnis der Druckdifferenz zwischen den Leitungen 22 und 23 zu der Druckdifferenz zwischen den Leitungen 24 und 25 gleich dem Quotienten aus der wirksamen Kolbenfläche 48 und der wirksamen Kolbenfläche 49 des Kolbens 28 (bzw. 29) ist. Durch die Wahl der Flächen 48 und 49 kann man also das Verhältnis dieser Druckdifferenzen wunschgemäss festlegen und auf diese Weise das Über- bzu.
Untersteuerungsverhaltea des Fahrzeuges, das von diesen Druckdifferenzen abhängt, beeinflussen. Der Druck in den Zylindern 40-43 erhöht sich in zwei von diesen beim Kurvenfahren um einen gewissen Betrag und erniedrigt sich in den zwei andern um genau denselben Betrag. Folglich bleibt das Querstück 44 mit dem Kolben 45 stehen und die Feder 27 spricht nicht an. Die Kurvenneigung des Fahrzeuges wird also lediglich durch die Härte der Federn 17 - 20 bestimmt, so dass nur eine geringe Neigung auftritt. b) Gleichzeitiger Stoss an den Rädern einer Fahrzeugseite : Hiebei sprechen die Pendel 38 und 39 nicht an, so dass die Federung um die Fahrzeuglängsachse mit Hilfe der Federn 34 und 35 sehr weich gemacht werden kann.
3. Bewegung um die Fahrzeugquerachse. a) Bremsen oder Beschleunigen : Hiebei tritt ein gleichsinniges Einfedern der Räder einer Achse und ein entsprechendes Ausfedern der Räder der andern Achse auf (Nickbewegung). Infolge der Verzögerung oder Beschleunigung bewegt sich das Pendel 32 nach vorn oder hinten und schaltet damit die Feder 31 ab.
Die Feder 27 bleibt ebenfalls wirkungslos, da zwei der Zylinder 40 - 43 einen erhöhten Druck und die
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zwei andern einen entsprechend erniedrigten Druck erhalten. Die Federn 34 und 35 sprechen an (man kann aber, um das Brems- oder Beschleunigungsnicken noch geringer zu machen, die Ventile 36 und 37 auch bei Verzögerungen oder Beschleunigungen in Fahrzeuglängsrichtung zum Schliessen bringen, so dass dann auch die Federn 34 und 35 ausgeschaltet sind. Dadurch wird eine noch härtere Nickfederung erzielt). b) Gleichzeitiger Stoss andenRädern einer Achse : Das Pendel 32 spricht nicht an, so dass die Feder 31 wirksam ist und das Fahrzeug bei einer entsprechenden Auslegung dieser Feder den Stoss sehr weich aufnehmen kann.
4. Gleichsinnige Bewegung diagonal liegender Räder.
Wird z. B. das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad angehoben, so erhöht sich zunächst der Druck in den Leitungen 23 und 24. Dadurch verschieben sich die Kolben 28 und 29 solange nach unten, bis in allen vier Leitungen 22,23, 24 und 25 wieder der gleiche Druck hergestellt ist. Es werden daher keine Verwindungsbeanspruchungen in den Rahmen bzw. Wagenkörper eingeleitet.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Ausgleichsfederung für alle Räder eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit hydraulischer oder pneumatischer Übertragung und einer von allen Rädern über Kolben, die unter dem Druck einer gemeinsamen Feder stehen, beaufschlagten Ausgleichsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in die von den Rädern (10,11), vorzugsweise (wie an sich bekannt) parallel zu einer direkten Einzelradabfederung (17, 18), zu den Kolben (28,29) der Ausgleichsvorrichtung (26) und über eine Verzweigungsvorrichtung auch zu der für alle Räder gemeinsamen Feder (27) führenden Übertragungsleitungen und/oder in die Kraftübertragungsleitungen (30) zwischen den einzelnen Kolben (28, 29) der Ausgleichsvorrichtung (26) Federn (34, 35 ; 31) einwirken, die zu- und abschaltbar (36, 37 ; 33) sind.
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Compensating suspension for all wheels of a vehicle, in particular a motor vehicle
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Further features and details of the invention can be found in the claims and the exemplary embodiment described below.
In the drawing, 10 and 11 denote the axles of the right and left front wheels and 12 and 13 denote the axles of the right and left rear wheels of the motor vehicle. Each axis is connected via a piston rod 14 to a piston 15 which can slide in a cylinder 16. The cylinders 16 merge into hydropneumatic springs 17, 18, 19, 20, the flow of the hydraulic medium being dampened by narrow cross-sections 21. Lines 22, 23, 24, 25 lead away from the cylinder chambers 16 and are divided into two lines 122 and 222, 123 and 223, 124 and 224, 125 and 225. The lines 122 - 125 lead to a compensation device 26 and the lines 222 - 225 to a common spring 27.
The compensating device contains two stepped pistons 28 and 29, which are hydraulically connected by a connecting line 30. A hydropneumatic spring 31 is connected to the line 30, which is closed or closed by a valve 33 operated by a pendulum 32. can be switched off.
The pendulum 32 responds to decelerations and accelerations in the direction of travel and closes the hydropneumatic spring 31 from the connecting line 30 with every deceleration or acceleration. Hydro-pneumatic springs 34 and 35 are connected to lines 22 and 23, which are closed or closed by valves 36 and 37. can be switched off. The valves 36 and 37 are operated by pendulums 38 and 39, which deflect when forces are applied in the transverse direction of the vehicle and shut off the hydropneumatic springs 34 and 35 when transverse forces occur, i.e. when cornering.
The lines 222-225 each open into a cylinder 40, 41, 42, 43, in each of which a piston is displaceable. The pistons are firmly connected to one another by a crosspiece 44, from which a piston 45 penetrates into the oil space 46 of a hydropneumatic spring with air space 47.
The mode of operation of the system will be explained using some suspension cases.
1. Movement of all four wheels in the same direction.
With these parallel springs to the roadway, there is an increase in pressure in all lines 22, 122, 222, 23, etc., 24, etc., 25, etc. The pressure increase in the lines is due to the fact that the piston 15 goes up and thus both the pressure fluid against the Force of the spring 17, 18, 19, 20 (damped as a result of the narrow passages 21) is displaced upwards and the pressure in the lines 22, 23, 24, 25 increases accordingly. As a result of the pressure increase in these lines, the springs 34 and 35 respond. Furthermore, as a result of the pressure increase in the lines 122-125, the pistons 28 and 29 move towards one another while increasing the pressure in the line 30, so that the spring 31 also responds.
Finally, the pressure increase in the lines 222-225 causes the piston 45 to dip deeper into the pressure fluid 46 of the hydropneumatic spring 27. Overall, all eight springs respond: The overall suspension is very soft.
2. Movement around the vehicle's longitudinal axis. a) Cornering: The springs 17-20 respond. The pendulums 38 and 39 are moved out of their central position by centrifugal force, so that the springs 34 and 35 are switched off. There is no change in pressure in the line 30, so that the spring 31 does not respond either. In contrast, the pistons 28 and 29 move into a new equilibrium position, which is determined by the fact that the ratio of the pressure difference between the lines 22 and 23 to the pressure difference between the lines 24 and 25 is equal to the quotient of the effective piston area 48 and the effective piston area 49 of the piston 28 (or 29) is. By choosing the surfaces 48 and 49, the ratio of these pressure differences can be determined as desired, and in this way the excess.
Understeer behavior of the vehicle, which depends on these pressure differences, influence. The pressure in the cylinders 40-43 increases in two of these when cornering by a certain amount and decreases in the other two by exactly the same amount. As a result, the crosspiece 44 remains with the piston 45 and the spring 27 does not respond. The curve inclination of the vehicle is therefore only determined by the hardness of the springs 17-20, so that only a slight inclination occurs. b) Simultaneous impact on the wheels on one side of the vehicle: the pendulums 38 and 39 do not respond, so that the suspension around the vehicle's longitudinal axis can be made very soft with the aid of the springs 34 and 35.
3. Movement around the vehicle's transverse axis. a) Braking or accelerating: In this case, the wheels on one axle deflect in the same direction and the wheels on the other axle rebound accordingly (pitching motion). As a result of the deceleration or acceleration, the pendulum 32 moves forwards or backwards and thus switches the spring 31 off.
The spring 27 also remains ineffective, since two of the cylinders 40 - 43 have an increased pressure and the
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two others receive a correspondingly reduced pressure. The springs 34 and 35 respond (however, in order to reduce the braking or acceleration pitch even further, the valves 36 and 37 can also be closed during decelerations or accelerations in the longitudinal direction of the vehicle, so that the springs 34 and 35 are then also switched off This results in an even harder pitch suspension). b) Simultaneous impact on the wheels of an axle: The pendulum 32 does not respond, so that the spring 31 is effective and the vehicle can absorb the impact very gently if this spring is designed accordingly.
4. Movement of diagonal wheels in the same direction.
Is z. B. the left front wheel and the right rear wheel are raised, the pressure in the lines 23 and 24 increases. As a result, the pistons 28 and 29 move downward until the again in all four lines 22, 23, 24 and 25 same print is made. No torsional stresses are therefore introduced into the frame or car body.
PATENT CLAIMS: 1. Compensating suspension for all wheels of a vehicle, in particular a motor vehicle, with hydraulic or pneumatic transmission and one of all wheels via pistons that are under the pressure of a common spring, acted upon by a compensating device, characterized in that the wheels ( 10, 11), preferably (as is known per se) parallel to a direct individual wheel suspension (17, 18), to the pistons (28, 29) of the compensation device (26) and via a branching device also to the spring (27 ) leading transmission lines and / or in the power transmission lines (30) between the individual pistons (28, 29) of the compensating device (26) springs (34, 35; 31) act, which can be switched on and off (36, 37; 33).