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Die
Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Obergriff
des Anspruchs 1.
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Für einen
hohem Fahrkomfort werden in modernen Kraftfahrzeugen weiche Aufbaufedern
eingesetzt. In Kombination mit entsprechend ausgelegten Dämpfern wird
so ein verbesserter Bodenkontakt bei Fahrbahnunebenheiten gewährleistet.
Die dabei auftretende nachteilige Erhöhung des Wankwinkels in Kurven
wird durch den Einsatz von Stabilisatoren kompensiert, wobei die
Stabilisatoren am Fahrzeugaufbau festgelegt sind und an den Enden über jeweils eine
Pendelstütze
an einem federnden Radträgerteil, z.
B. einem Querlenker oder einer Starrachse, gelenkig angebunden sind.
Durch den Einsatz von Stabilisatoren verringert sich allerdings
die mögliche
Achsverschränkung,
da sie ein gegensinniges Einfedern der Räder einer Achse einschränken. Daher
ist es insbesondere für
geländegängige Fahrzeuge,
sogenannte SUV's
wünschenswert,
eine Möglichkeit
zu schaffen, die Stabilisatorfunktion während der Geländefahrt
zu beeinflussen. Durch den Einsatz von schaltbaren Komponenten kann
dies gewährleistet werden,
so dass die Räder
einer Achse unabhängig voneinander
einfedern können.
Auf diese Weise halten alle Räder
des Fahrzeuges Bodenkontakt und können Vortriebskräfte übertragen.
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Eine
Möglichkeit
schaltbare Komponenten einzusetzen besteht in der Verwendung von
hydraulisch längenveränderlichen
Stellelementen, wie beispielsweise Kolben-Zylinder-Einheiten, an
Stelle von festen Pendelstützen,
wie dies beispielsweise in der
US 5,217,245 A offenbart ist. Die zwischen
Stabilisator und Kraftfahrzeugaufbau angeordneten längenveränderlichen
Kolben-Zylinder-Einheiten zeigen einen im Zylinder beweglich gehaltenen
Kolben mit durchgehender Kolbenstange, wobei der Kolben den Zylinder
in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt. Die erste
und die zweite Zylinderkammer sind über eine außerhalb des Zylinders angeordnete äußere, mittels
eines Ventils sperr- und öffnenbare
By-Pass-Leitung miteinander verbunden, wobei in dieser Leitung ein
schaltbares Ventil angeordnet ist. Parallel zu dieser By-Pass-Leitung
sind zwei weitere innere By-Pass-Leitungen angeordnet, welchen jeweils
einen Endbereich des Zylinders mit einem Mittenbereich des Zylinders
verbinden. Im Mittenbereich sind die Anschlüsse der zwei weiteren inneren By-Pass-Leitungen
voneinander beabstandet, wobei in diesen inneren By-Pass-Leitungen
jeweils ein Rückschlagventil
derart angeordnet ist, dass ausschließlich ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit aus
dem Mittenbereich des Zylinders in den Endbereich des Zylinders
ermöglicht
wird. Bei einer geöffneten
Verbindung der äußeren By-Pass-Leitung kann
sich der Kolben im Zylinder frei bewegen, so dass die Stabilsatorwirkung
aufgehoben ist. Befindet sich der Kolben außerhalb der Mittenlage und
wird die äußere By-Pass-Leitung
geschlossen, kann sich der Kolben lediglich in Richtung der Mittenlage
bewegen, da von den Endbereichen über die Rückschlagventile keine Hydraulikflüssigkeit
in den Mittenbereich oder den anderen Endbereich gelangen kann. Sobald
der Kolben seine Mittenlage erreicht, wird er in dieser festgehalten,
da kein Flüssigkeitsaustausch zwischen
den Zylinderkammern mehr möglich
ist.
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Nachteilig
an dieser Ausführung
ist insbesondere, dass die Mittenlage in welcher der Kolben festgehalten
und damit eine Stabilisatorwirkung herstellt wird, nicht präzise definiert
werden kann. Es sind hier erhebliche Toleranzen auf Grund der Anschlussmaße und der
Anschlussbohrungen gegeben.
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Eine
weitere Ausführung
einer schaltbaren Pendelstütze
für eine
Stabilisatoranordnung eines Kraftfahrzeuges ist in der
US 4,973,077 A offenbart, wobei
auch hier außerhalb
des Zylinders eine mittels eines Ventils öffnen- und sperrbare By-Pass-Leitung zwei
von einem Kolben getrennte Zylinderkammern in ihren Endbereichen
miteinander verbindet. Beidseits des Kolbens sind innerhalb des
Zylinders zwei Druckfedern angeordnet, die sich gegen den jeweiligen
Zylinderboden abstützen.
In dem Kolben ist hierbei eine Verbindungsleitung angeordnet, in
welcher zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile angeordnet
sind. Wenn der Kolben sich außerhalb seiner
Mittenlage befindet, erlauben diese Rückschlagventile bei gesperrter
By-Pass-Leitung
einen Flüssigkeitsaustausch
zwischen den beiden Zylinderkammern, so dass sich der Kolben mittels
der Federkraft der Druckfedern in seine Mittenlage bewegen kann.
In der Mittelage wird der Kolben dort gehalten, da die Rückschlagventile
in dem Kolben geschlossen sind und so kein Flüssigkeitsaustausch mehr stattfinden
kann. In dieser Stellung ist die Stabilisatorwirkung vorhanden.
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Nachteilig
an dieser Anordnung ist wiederum, dass die Mittelage des Kolbens
für die
Stabilisatorlage nicht genau definiert werden kann. Zusätzlich zu
den im System vorhandenen Toleranzen, insbesondere können die
Federn unterschiedliche Werte aufweisen, kommt der Verschleiß der Federn,
der zu zusätzlichen
Abweichungen von der Mittenlage führt. Zudem ist diese Anordnung
sehr aufwendig aus vielen Einzelteilen bestehend gestaltet.
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Eine ähnliche
Ausführung
einer Stabilisatoranordnung wird in der
DE 101 34 715 A1 offenbart, wobei
auf jeder Fahrzeugseite Kolben-Zylinder-Einheiten mit einem federnden Radträgerteil
verbunden sind. Die Kolben-Zylinder-Einheiten
weisen jeweils einen Kolben auf, der den Zylinder in erste und zweite
Zylinderkammern unterteilt, wobei in jedem Kolben zwei Verbindungsleitungen
angeordnet sind. In den Verbindungsleitungen ist jeweils ein Ventil
derart vorgesehen, dass je nach Bewegungsrichtung ein Ventil den
Durchfluss sperrt und ein Ventil den Durchfluss freigibt. Innerhalb
des Zylinders sind zudem endseitig zwei als Feder oder Elastomerkörper ausgebildete Ein-
und Ausfederanschläge
vorgesehen, die die Endposition des Kolbens dämpfen. Nachteilig an dieser
Ausführung
ist, dass der Kolben in keiner definierten Stellung festgesetzt
werden kann, da die Ein- und Ausfederanschläge elastisch ausgebildet sind
und somit keine definierte Position wiedergeben. Zudem kann der
Kolben in dieser Stellung auch nicht fest positioniert werden, da
die Anordnung der Ventile stets einen Durchfluss in beide Richtungen
durch den Kolben hindurch gewährleistet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug
mit einer schaltbaren Kolben-Zylinder-Einheit zu schaffen, welche
einen einfach gestalteten Aufbau mit einer genau bestimmbaren Lage
zum Festsetzen der Kolben aufweist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit den
Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Eine
Stabilisatoranordnung für
ein Kraftfahrzeug weist einen am Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator
auf, der auf jeder Fahrzeugseite mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit
mit einem federnden Radträgerteil
verbunden ist. Die Kolben-Zylinder-Einheiten bestehen dabei zumindest
aus einem in einem Zylinder beweglich angeordneten Kolben, welche
den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt,
und sind einenends an einem Ende des Stabilisator und anderenends
an dem federnden Radträgerteil
gelenkig angebunden. Erfindungsgemäß ist in dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit
jeweils eine Verbindungsleitung ausgebildet, welche die jeweils
erste und zweite Zylinderkammer miteinander verbindet. In dieser
Verbindungsleitung ist ein in eine Richtung wirkendes Rückschlagventil
angeordnet wobei der Kolben in zumindest eine Endstellung bewegbar
ist.
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Bedingt
durch das in der die beiden Zylinderkammern verbindenden Verbindungsleitung
angeordnete Rückschlagventil
kann die Hydraulikflüssigkeit
lediglich von einer Zylinderkammer in die andere gelangen, aber
nicht in umgekehrter Richtung. Dies bedeutet, dass sich bei Beaufschlagung
des Kolbens mit einer Last, beispielsweise durch eine Ein- oder Ausfederbewegung,
der Kolben im Zylinder ausschließlich in eine Richtung bewegen
kann, sofern zwischen den beiden Zylinderkammer keine weitere Verbindung
besteht. Der Kolben wird dabei in eine Endstellung bewegt, welche
in vorteilhafter Weise durch das Zylindergehäuse selbst oder einen im oder am
Zylinder separat angeordneten Anschlag gebildet ist. Diese Endstellung
ist präzise
definiert und immer wiederholbar anzufahren.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführung ist außerhalb
der beiden Zylinderkammern eine die beiden Zylinderkammern verbindende
By-Pass- Leitung
angeordnet, wobei in dieser By-Pass-Leitung ein weiteres Ventil
angeordnet ist, welches den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit
in dieser By-Pass-Leitung
sperren oder freigeben kann. Vorzugsweise kann hierbei ein elektromagnetisch
betätigbares
Rückschlagventil
eingesetzt werden, welches relativ zum im Kolben angeordneten Rückschlagventil
in entgegengesetzter Richtung wirkt.
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Befindet
sich das in der By-Pass-Leitung angeordnete Rückschlagventil in einer entsperrten
Stellung und gibt damit den Durchfluß von Hydraulikfüssigkeit
von einer in die andere Zylinderkammer frei, ist der Kolben im Zylinder
frei beweglich. Bei Bewegung des Kolbens in der einen Richtung kann
die Hydraulikflüssigkeit über die
By-Pass-Leitung von der einen Zylinderkammer in die andere Zylinderkammer fließen, wohingegen
bei einer Bewegungsumkehr des Kolbens die Hydraulikflüssigkeit über die
Verbindungsleitung im Kolben von der einen Zylinderkammer in die
andere Zylinderkammer gelangt. Der mit den Kolben-Zylinder-Einheiten
gekoppelte Stabilisator ist dabei außer Wirkung gesetzt, so dass
sich die Räder
einer Achse gegeneinander verschränken können.
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Wird
nun die By-Pass-Leitung gesperrt, kann die Hydraulikflüssigkeit
zwischen den Zylinderkammern nur noch in einer Richtung ausgetauscht
werden, so dass sich der Kolben auch nur in eine Richtung bewegen
kann. Bedingt durch die Ein- und Ausfederbewegung der Räder werden
die Kolben dadurch bis in eine Endstellung bewegt, aus der sie sich nicht
mehr herausbewegen können.
In dieser Stellung kommt dann die Stabilisatorwirkung, bei welcher Kräfte von
der einen Fahrzeugseite auf die andere übertragen werden, wieder vollständig zum
tragen. Der Vorteil dieser Anordnung ist dabei, dass die Stabilisatorwirkung
ohne den Einsatz von Aktuatoren, wie beispielsweise Hydraulikpumpen,
wieder hergestellt werden kann. Wird die elektromagnetische Betätigung des
Rückschlagventils
in der By-Pass-Leitung derart eingesetzt, dass im stromlosen Zustand das
Rückschlagventil
sich in der gesperrten Stellung befindet, ist eine Sicherheitsfunktion
geschaffen, da bei Stromausfall das System selbsttätig die
Stabilisatorwirkung wieder herstellt.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist der Kolben doppeltwirkend mit einer durchgehenden Kolbenstange
ausgebildet, wodurch in der ersten und der zweiten Zylinderkammer
ein gleicher Querschnitt gegeben ist, so dass keine weiteren Ausgleichelemente
benötigt
werden.
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In
einer weiteren Ausführung
ist die Kolbenstange lediglich einseitig am Kolben ausgebildet,
wodurch die Kolben-Zylinder-Einheit wesentlich kleiner aufbaut und
somit einen kleineren Einbauraum beansprucht. Da bei dieser Ausführung allerdings
beidseits des Kolbens verschieden große Querschnitte des Verdrängungsvolumens
existieren, ist eine Ausgleichskolben mit einer Druckgaskammer notwendig, um
beispielsweise diejenige verdrängte
Hydraulikflüssigkeit
aufzunehmen, welche nicht von der jeweils anderen Zylinderkammer
aufgenommen werden kann.
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Eine
weitere mögliche
Ausführungsform
der Erfindung ist bei Verwendung von zwei im Zylinder getrennt angeordneten
Kolben gegeben, wobei zwischen den Kolben ein innerer Zylinder zur
Aufnahme eines Ausgleichkolbens und der Druckausgleichskammer angeordnet
ist. Einer der beiden Kolben ist an dem Stabilisator angelenkt,
wohingegen der andere Kolben an einem Radträgerteil angelenkt ist. Beide
Kolben sind mit einem erfindungsgemäßen Rückschlagventil versehen und
können
sich bei gesperrter By-Pass-Leitung, welche eine Verbindung zwischen
den Zylinderkammern darstellt, lediglich in die gleiche Richtung
in ihre jeweilige Endstellung bewegen. Bei entsperrter By-Pass Leitung
können
sich hingegen beide Kolben im Zylinder frei bewegen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele
nochmals näher erläutert. In
den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten für ein Kraftfahrzeug,
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2:
eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben-Zylinder-Einheit in
einer ersten Ausführungsform
mit durchgehender Kolbenstange,
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3a:
eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei
vorhandener Stabilisatorwirkung,
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3b:
eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei
ausgeschalteter Stabilisatorwirkung und einem eingefedertem Rad,
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3c:
eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei
ausgeschalteter Stabilisatorwirkung und einem ausgefedertem Rad,
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4:
eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben-Zylinder-Einheit in
einer zweiten Ausführungsform
mit einer Druckausgleichskammer,
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5:
eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben-Zylinder-Einheit in
einer dritten Ausführungsform
mit Doppelkolben und Druckausgleichskammer.
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Eine
beispielhafte schematische Stabilisatoranordnung ist in 1 dargestellt,
wobei ein Stabilisator 1 in Lagerstellen 2 schwenkbeweglich
an einem Fahrzeugaufbau 3 gehalten ist. An seien Enden ist
der Stabilisator jeweils gelenkig mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 4 verbunden.
An ihrem dem Stabilisator 1 abgewandten Ende ist die Kolben-Zylinder-Einheit 4 jeweils
gelenkig mit einem federnden Radträgerteil, beispielsweise mit
einen an einem Fahrzeugrad 5 angebundenen Stoßdämpferteil 6 verbunden.
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Die
Kolben-Zylinder-Einheiten 4 ersetzen hierbei feste Pendelstützen und
sind in dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
vorteilhaft als Gleichlaufzylinder ausgebildet. Ein in einem Zylinder 7 angeordneter
Kolben 8 besitzt dabei eine zweiseitige Kolbenstange 9,
wobei die erste Kolbenstangenseite 9a aus dem Zylinder 7 heraustritt
und an ihrem Ende mit einer Aufnahme 10 zur gelenkigen
Anbindung an den Stabilisator 1 versehen ist. Die zweite Kolbenstangenseite 9b verläuft in einer
im Zylinder 7 angeordneten Hülse 11, wobei die
Hülse 11 mit
dem Zylinder 7 einstückig
ausgebildet ist. Alternativ kann die Hülse 11 in den Zylinder 7 als
separates Bauteil beispielsweise eingeschraubt sein. An dem Stoßdämpfer 6 zugewandten
Ende ist die Hülse 11 mit
einer weiteren Aufnahme 12 zur gelenkigen Verbindung mit
dem Stoßdämpfer 6 versehen.
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Der
Kolben 8 unterteilt den Zylinder in eine erste und eine
zweite Zylinderkammer 7a und 7b, wobei in der
in 2 gezeigten Endstellung des Kolbens 8 das
Volumen der zweiten Zylinderkammer 7b Null ist. Der Kolben 8 befindet
sich in dieser Endstellung in Anlage an den Zylinderboden 13.
Im Kolben 8 ist eine Verbindungsleitung 14 ausgebildet,
in welcher ein federbelastetes Rückschlagventil 15 angeordnet
ist. In der gezeigten Darstellung nach 2 sind zwei
Verbindungsleitungen 14 mit jeweils einem Rückschlagventil 15 gezeigt,
wobei die Anzahl der Verbindungsleitungen 14 beliebig entsprechend
den Anforderungen an den Volumenstromes gewählt werden kann. In der hier
gezeigten Einbaulage ist ein Durchfluß der im Zylinder 7 vorgesehenen
Hydraulikflüssigkeit
von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a möglich, wohingegen
der Durchfluß in
umgekehrter Richtung gesperrt ist. Der Kolben 8 ist mittels
Dichtungen 16 gegenüber
dem Zylinder 7 abgedichtet.
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Die
erste und zweite Zylinderkammer 7a, 7b sind über eine
außerhalb
des Zylinders 7 angeordnete By-Pass-Leitung 17 miteinander
verbunden. Hierzu ist in den Zylinderboden 13, 18 jeweils
eine Anschlußbohrung 19, 20 vorgesehen,
die seitlich aus dem Zylinder 7 herausgeführt sind.
In die By-Pass-Leitung 17 ist ein elektromagnetisch schaltbares
zweites Rückschlagventil 21 angeordnet,
wobei dieses Rückschlagventil 21 in
der entsperrten Schaltstellung, in welcher das Rückschlagventil 21 bestromt
ist, den Durchfluß von
der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a sperrt und
in umgekehrter Richtung ermöglicht.
Ist das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21 stromlos,
wird der Durchfluß sowohl
von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a über die
By-Pass-Leitung 17 gesperrt als auch in umgekehrter Richtung.
Das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21 verfügt über einen
Steckanschluß 22 zur
Signal- und Stromübertragung
zur Betätigung
des Elektromagneten. Die Wirkrichtung des Rückschlagventils 21 ist
entgegengesetzt zu dem im Kolben 8 angeordneten Rückschlagventil 15.
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Im
Zylinderboden 13, welcher als Anschlag für den Kolben 8 in
der Endstellung dient, ist ein Endschalter 23 zur Wiedergabe
der Endstellung angeordnet.
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In
der Ausgangsstellung liegen die Kolben 8 der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' an dem als
Anschlag dienenden Zylinderboden 13 an und das elektromagnetisch
schaltbare Rückschlagventil ist
stromlos, d. h. das Rückschlagventil 21 ist
gesperrt, so dass durch die By-Pass-Leitung 17 keine Hydraulikflüssigkeit
strömen
kann. In dieser Stellung werden die Kolben 8 am Zylinderboden 13 gehalten, da
durch das Rückschlagventil 15 bzw.
die Verbindungsleitung 14 keine Hydraulikflüssigkeit
von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b gelangen
kann. In dieser Stellung werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' in der in 3a gezeigten
Stellung gehalten, so dass die volle Stabilisatorwirkung vorhanden
ist. Es können
daher von einer Fahrzeugseite auf die andere Kräfte und Momente übertragen
werden, um die Wankneigung des Fahrzeuges zu verringern.
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Wird
nun das Rückschlagventil 21 bestromt, wird
das Rückschlagventil
entsperrt, so dass durch die By-Pass-Leitung 17 Hydraulikflüssigkeit
von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b strömen kann.
Da über
das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 Hydraulikflüssigkeit auch
von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a strömen kann,
ist der Kolben 8 im Zylinder 7 freibeweglich.
Dieser Zustand liegt bei beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' vor, so dass
der Stabilisator 1 keine Wirkung entfaltet. Gemäß einer
in 3b gezeigten Einfederung α eines Rades wird der Zylinder 7 über die
obere Aufnahme 12 hochgezogen, wohingegen der Kolben 8 mit
der Kolbenstange 9 über
die untere Aufnahme 10 in seiner Position verharrt. Der
Stabilisator 1 wird mit keinem Drehmoment beaufschlagt,
so dass kein Drehmoment auf die andere Fahrzeugseite übertragen
wird.
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Federt
ein Fahrzeugrad 5 um einen Weg β gemäß 3c aus,
wird die Ausfederbewegung über die
Kolben-Zylinder-Einheit 4, bei der der Kolben 8 in seiner
Endposition am Zylinderboden 13 anliegt, auf den Stabilisator 1 übertragen.
Der Stabilisator 1 verdreht sich dabei ohne Drehmomentenübertragung auf
die andere Fahrzeugseite, da der Kolben 8 in der Kolben-Zylinder-Einheit 4' bei bestromten
Rückschlagventil 21 ebenfalls
frei beweglich ist und im Zylinder 7 in Richtung des Zylinderbodens 18 gezogen wird.
Es ist so eine verstärkte
Achsverschränkung möglich. Dieser
bestromte Zustand der Rückschlagventile 21 der
beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' mit einer verstärkten Achsverschränkung wird
unter anderem bei einer Geländefahrt
eines Fahrzeuges verwendet.
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Soll
nun für
eine beispielsweise Straßenfahrt die
Stabilisatorwirkung wiederhergestellt werden, werden die Rückschlagventile 21 an
den Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' stromlos geschaltet,
so dass das Rückschlagventil 21 jeweils
gesperrt ist und den Durchfluß von
Hydraulikfüssigkeit
in beide Richtungen, also von der ersten Zylinderkammer 7a in
die zweite Zylinderkammer 7b und umgekehrt, sperrt. Es kann
nun über
das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 lediglich
Hydraulikflüssigkeit
von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a strömen. Dies
bedeutet, dass sich der Kolben 8 im Zylinder 7 lediglich
in Richtung des Zylinderbodens 13 bewegen kann. Durch die
Ein- und Ausfederbewegungen der Fahrzeugräder 5, welche auf
den Zylinder 7 und die Kolbenstange 9 übertragen
werden, wird die Kolbenstange 9 bzw. der Kolben 8 in Richtung
des Zylinderbodens 13 gedrückt, da die andere Bewegungsrichtung
des Kolbens 8 bekanntlich blockiert ist. Der Kolben 8 wird
soweit in Richtung des Zylinderbodens 13 gedrückt, bis
der Kolben 8 am Zylinderboden 13 anliegt.
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Dies
stellt die Endstellung des Kolbens 8 dar. Es ist nun wieder
die Ausgangslage erreicht.
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Da
der Zylinderboden 13 als feste Anlage für den Kolben 8 in
seiner Endstellung wirkt, ist damit eine hohe Wiederholgenauigkeit
für das
Erreichen der Endstellung gewährleistet,
womit gleichzeitig die Funktionssicherheit des Stabilisators nach
dessen Zuschaltung sichergestellt wird. Wesentlich ist hierbei auch,
dass das System ohne jegliche elektrische Quelle oder Aktuator auskommt,
um in seine Ausgangslage zu gelangen. Dabei wird gleichzeitig eine Fail-Safe-Funktion
gewährleistet,
da bei Stromausfall das Rückschlagventil 21 gesperrt
wird, so dass der Kolben 8 sich in seiner Endstellung bewegt
und die Stabilisatorfunktion gewährleistet
wird. Diese Baueinheit, bei der im übrigen keine Änderungen
am Stabilisator notwendig sind, bildet somit ein geschlossenes autarkes
System.
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Die 4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Gestaltung
der verstellbaren Pendelstütze.
Die Kolben-Zylinder-Einheit 4 besitzt hierbei keine durchgehende
Kolbenstange, sondern auf der Seite der zweiten Zylinderkammer 7b einen
Ausgleichskolben 30, der in der zweiten Zylinderkammer 7b beweglich über eine
Dichtung 31 angeordnet ist. Auf der der zweiten Zylinderkammer 7b abgewandten
Seite des Ausgleichskolbens 30 befindet sich ein Druckgasraum 32,
der mit einem kompressiblen Gas gefüllt ist.
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Durch
den Verzicht auf die durchgehende Kolbenstange ist auf Grund der
unterschiedlichen Verdrängungsvolumen
der beiden Zylinderkammern 7a und 7b der Ausgleichkolben 30 mit
dem Druckgasraum 32 notwendig. Der übrige Aufbau der Anordnung
und die Funktionsweise entspricht der in der 2 gezeigten
Ausführung.
Das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 ist
hier ebenso vorhanden, wie die By-Pass-Leitung 17 und das
in der By-Pass-Leitung 17 angeordnete
zweite elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21.
Mittels des Zylinderbodens 13 ist hier für den Kolben 8 ebenso ein
fester Anschlag für
die Endstellung des Kolbens 8 gegeben. Wesentlicher Vorteil
dieser Anordnung sind dabei die verringerten äußeren Abmessungen der Pendelstütze und
der somit benötigte
Einbauraum.
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Die 5 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung
einer verstellbaren Pendelstütze mit
einem Doppelkolben 9, 91 und einer Druckausgleichskammer 32.
In dem Zylinder 7 ist dabei sowohl stabilisatorseitig als
fahrzeugaufbauseitig eine unabhängig
voneinander bewegbare Kolbenstange 9 und 91 angeordnet,
die jeweils einen Kolben 8 und 81 besitzen. In
beiden Kolben 8, 81 ist jeweils zumindest eine
Verbindungsleitung 14, 14a mit einem darin angeordnetem
Rückschlagventil 15, 15a ausgebildet, wobei
beide Rückschlagventile 15, 15a in
die gleiche Wirkrichtung, bezogen auf den Zylinder 7, ausgerichtet
sind. Zwischen den beiden Kolben 8, 81 ist im
Zylinder 7 ein mittels beispielsweise Kleben, Löten oder Einpressen
innerer Zylinder 33 fest eingesetzt, wobei in diesem inneren,
lediglich einseitig offenen Zylinder 33 der Ausgleichskolben 30 beweglich
angeordnet ist sowie sich der Druckgasraum 32 befindet.
Auf der dem Druckgasraum abgewandten Seite des Ausgleichskolbens 31 befindet
unmittelbar angrenzend die zweite Zylinderkammer 7b. Der
innere Zylinder 33 bildet auch gleichzeitig den Anschlag
für den
unteren, dem Stabilisator zugewandten Kolben 8.
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Die
By-Pass-Leitung 17 verbindet nicht nur die erste und zweite
Zylinderkammer 7a, 7b miteinander, sondern stellt
auch gleichzeitig eine Verbindung mit einer zwischen dem Kolben 81 und
dem innerem Zylinder 33 ausgebildeten dritten Zylinderkammer 7c dar.
Zusätzlich
ist außerhalb
des Zylinders 7 noch eine weitere Verbindungsleitung 34 vorgesehen,
welche die zweite Zylinderkammer 7b mit der auf der dritten
Zylinderkammer 7c abgewandten Seite des Kolbens 81 befindlichen
vierten Zylinderkammer 7d verbindet. Das in der By-Pass-Leitung 17 angeordnete
elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21,
welches hier lediglich angedeutet ist, sperrt in der gesperrten
Stellung den Durchfluß zwischen
allen drei Zylinderkammer 7a, 7b und 7c,
so dass sich beide Kolben 8, 81 lediglich in eine,
gemeinsame Richtung bewegen können,
bis sie beide in ihrer Endstellung am Anschlag anliegen und dort verharren.
Der Kolben 8 liegt dabei am inneren Zylinder 33 an
und der Kolben 81 am Zylinderboden 13 des Zylinders 7.
Wird das Rückschlagventil 21 dagegen
freigegeben, sind beide Kolben 8, 81 im Zylinder 7 freibeweglich,
so dass eine vergrößerte Achsverschränkung ohne
Stabilisatorwirkung möglich
wird. Im übrigen
ist die Funktionsweise dieser Ausführung mit dem Doppelkolben
mit den Ausführungen
nach 2 und 4 identisch.
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Eine
weitere mögliche
Weiterbildung ist die Integration der By-Pass-Leitung 17 oder
auch der Verbindungsleitung 34 des dritten Ausführungsbeispieles
in den Zylinder 7, so dass ggf. separate Bauteile entfallen
können.
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Anstelle
der verstellbaren Pendelstützen wäre es auch
denkbar, die wesentliche Idee dieser Erfindung in einer rotatorischen
Ausbildung umzusetzen, beispielsweise mit einem Schwenkraum, der durch
einen mit Rückschlagventilen
versehenen schwenkbaren Flügel
unterteilt wird. Ein derartiges System könnte dann direkt in einem Stabilisator
integriert werden.
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- 1
- Stabilisator
- 2
- Lagerstelle
- 3
- Fahrzeugaufbau
- 4,
4'
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 5
- Fahrzeugrad
- 6
- Stoßdämpferteil
- 7
- Zylinder
- 7a
- erste
Zylinderkammer
- 7b
- zweite
Zylinderkammer
- 7c
- dritte
Zylinderkammer
- 7d
- vierte
Zylinderkammer
- 8
- Kolben
- 9
- Kolbenstange
- 9a
- Kolbenstangenseite
- 9b
- Kolbenstangenseite
- 10
- Aufnahme
- 11
- Hülse
- 12
- Aufnahme
- 13
- Zylinderboden
- 14
- Verbindungsleitung
- 14a
- Verbindungsleitung
- 15
- Rückschlagventil
- 15a
- Rückschlagventil
- 16
- Dichtung
- 17
- By-Pass-Leitung
- 18
- Zylinderboden
- 19
- Anschlußbohrung
- 20
- Anschlußbohrung
- 21
- Rückschlagventil
- 22
- Steckanschluß
- 23
- Endschalter
- 30
- Ausgleichskolben
- 31
- Dichtung
- 32
- Druckgasraum
- 33
- innerer
Zylinder
- 34
- Verbindungsleitung
- 81
- Kolben
- 91
- Kolbenstange
- α
- Einfederweg
- β
- Ausfederweg