DE102009031714A1 - Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger - Google Patents

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Abstract

Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger, bestehend aus einem Rahmen, an dem eine schwenkbar gelagerte Achse befestigt ist, wobei die Achse mit einem ein Fahrzeugrad tragenden Längslenker versehen ist und dass zwischen dem Längslenker und dem Rahmen ein Dämpfungselement angeordnet ist, wobei als Dämpfungselement ein selbstpumpendes, niveauregelndes Kolben-Zylinder-Aggregat vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug oder einen Fahrzeuganhänger, bestehend aus einem Rahmen an dem eine schwenkbar gelagerte Achse befestigt ist, wobei die Achse mit einem ein Fahrzeugrad tragenden Längslenker versehen ist und dass zwischen dem Längslenker und dem Rahmen ein Dämpfungselement angeordnet ist.
  • Es sind bereits Fahrzeuge oder Fahrzeuganhänger bekannt, bei denen am Rahmen eines Fahrzeuges eine Gummifederachse befestigt wird (z. B. AT 395 129 B , DE 90 11 498.1 U ). Hierbei entsteht durch die Walkarbeit der Gummistränge eine stark hysteresebehaftete (dämpfende) am Ende progressiv verlaufende Federkennung, die zumindest bei leichten Anhängerfahrzeugen eine Zusatzdämpfung bzw. Wegbegrenzung der Achse überflüssig macht. Diese einfachen Gummifederachsen sind zur Volumenmaximierung eines Nutzanhängers ideal, da sie kompakt, leicht und kostengünstig sind.
  • Derartige Gummifederachsen werden mit einem Schwingungsdämpfer kombiniert, so dass eine weichere Gummifeder und damit eine weniger steile Federkennung eingesetzt werden kann und der Fahrzeugaufbau zwecks Komfortgewinns mehr Federungsweg ausführen kann. Hierbei wächst zwar das Gummivolumen der Gummifederachse, so dass die Baugröße negativ beeinflusst wird, des Weiteren sind jedoch hydraulische Schwingungsdämpfer erforderlich, die notwendig sind, damit von Gesetz her eine Geschwindigkeitsklasse bis zu 100 km/h zugelassen werden kann.
  • Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, dass bei Verwendung einer Gummifederachse der Federweg auch bei Anwendung bei einem Stoßdämpfer nicht ausreichend ist, um die von der Fahrbahn eingeleitete Energie harmonisch abklingen zu lassen, so dass sich die Restenergie in unerwünschter Weise auf das Zugfahrzeug überträgt. Diese Störungen werden z. B. beim Ziehen von Boots- und Pferdeanhängern oder auch von Wohnwagenanhängern im Zugfahrzeug als unangenehm empfunden. Des Weiteren ist von Nachteil, dass sich die Gummistränge der Gummifederachse über die Zeit gesehen bleibend verformen, so dass der Aufbau eines Fahrzeughängers an Bodenfreiheit verliert.
  • Darüber hinaus sind selbstpumpende, niveauregelnde Kolben-Zylinder-Aggregate bekannt (z. B. DE 196 48 859 C2 ), bei denen durch eine Kolbenpumpe im Kolben-Zylinder-Aggregat der Fahrzeugaufbau gegenüber der Radaufhängung auf ein vorbestimmtes Niveau ohne Fremdenergie gebracht werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gummifederachse für ein Fahrzeug oder einen Fahrzeuganhänger derart zu verbessern, dass Restenergie durch die von der Fahrbahn eingeleiteten Schwingungen nicht in das Zugfahrzeug übertragen wird und dass das Setzen der Gummistränge in der Gummifederachse durch geeignete Maßnahmen eliminiert werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Dämpfungselement ein selbstpumpendes, niveauregelndes Kolben-Zylinder-Aggregat vorgesehen ist.
  • Hierbei ist von Vorteil-, dass in einer Gummifederachse anstelle eines Schwingungsdämpfers ein selbstpumpendes, niveauregelndes Kolben-Zylinder-Aggregat eingesetzt wird, welches in Abstimmung mit der Gummifeder einen vorbestimmten Traganteil und einen vorbestimmten Dämpfungsanteil übernimmt. Die Gesamtfederrate beider Federn, nämlich der Gummifederachse und des selbstpumpenden, hydropneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregats kann damit so ausgelegt werden, dass im Fahrbetrieb ein wesentlich höherer Federweg ausgeführt werden kann. Hierdurch entsteht der Vorteil, dass die durch die Fahrbahn eingeleitete Energie direkt im Bereich der Gummifederachse bzw. des Kolben-Zylinder-Aggregats abgebaut wird, so dass keine Restenergie an das Zugfahrzeug weitergegeben wird.
  • Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die Achse als Gummifederachse oder als Drehstabfederung ausgebildet ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt vor, indem das Kolben-Zylinder-Aggregat zwischen der Achse und der Befestigung des Fahrzeugrads am Längslenker fixiert ist.
  • In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat den Rahmen des Fahrzeugs oder des Fahrzeuganhängers auf mindestens ein vorgegebenes Niveau einstellt.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat aus einem mit einem Dämpfungskolben versehenen Arbeitszylinder und einer durch die hohle Kolbenstange gebildeten Kolbenpumpe besteht.
  • Durch die vorgenannten Merkmale lässt sich bei Anhängern, aber auch bei motorisierten Fahrzeugen, die bisher bekannte Gummifederachse, wie auch als alternative eine Drehstabfederung komfortmässig verbessern. Dem Kostenvorteil der vorgestellten Achsen steht der Nachteil eines relativ schlechten Fahrverhaltens entgegen. Der Federweg zum restlosen harmonischen Abbau der Schwingungen müsste größer sein, um die ungedämpfte Restenergie auf ein Zugfahrzeug oder den Vorderwagen eines Fahrzeuganhängers nicht zu übertragen.
  • Eine steil progressive Gummifederrate erzeugt dabei mit wachsender Zuladung größer werdende Aufbaueigenfrequenzen, wobei sich im Laufe der Zeit die Gummistränge der Gummifederachse setzen, so dass sich der Fahrzeugaufbau in seiner Bodenfreiheit verändert.
  • Bei Anwendung eines hydraulischen Niveauregelelementes werden die Gummistränge der Gummifederachse entlastet, so dass sich die Gummifederachse zusammen mit dem Niveauregelelement den Trag- und Dämpfungsanteil aufteilen.
  • Beispielsweise ist das Aufbaugewicht eines Wohnanhängers, je nach Ausstattung, unterschiedlich groß, so dass durch die Anwendung eines hydraulischen Niveauregelelementes problemlos die Höhe des Fahrzeugaufbaus einstellbar ist.
  • Des Weiteren ist von Vorteil, dass im Zusammenspiel eine Gummifederachse mit einem hydraulischen Niveauregelelement eine lastabhängige Federratenanpassung, das heißt in jedem Beladungszustand wird automatisch eine dazu passende Federrate zugeordnet, sowie eine annähernd gleich bleibende, komfortverbessernde Aufbaueigenfrequenz (Zuladungsunabhängig) als auch eine lastabhängige Dämpfung (mehr Zuladung, mehr Dämpfung) erzielt werden kann.
  • Die beidseitig angeordneten hydraulischen Niveauregelelemente gleichen darüber hinaus auch eine Fahrzeugschrägstellung, in Querrichtung gesehen, aus, da jede Achshälfte für sich das Fahrzeugniveau eigenständig regeln kann. Diese Vorteile lassen sich generell ohne Zufuhr von Fremdenergie erzielen.
  • Um eine Niveauerzielung im Stand des Fahrzeugs zu erreichen, also bevor das Fahrzeug bewegt wird, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das selbstpumpende, niveauregelnde Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer Standregelung versehen ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt.
  • Es zeigt:
  • 1 ein Fahrwerk eines Fahrzeugs,
  • 2 und 3 ein Fahrwerk im Normalniveau,
  • 4 ein Kolben-Zylinder-Aggregat im Schnitt,
  • 5 und 6 eine Achse eines Fahrwerks als Drehstabfederung bzw. Torsionsstab,
  • 7 ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer Standregelung.
  • 1 einen Teil eines Fahrwerks- eines Fahrzeugs oder Fahrzeuganhängers 1, bei dem auf einem Rahmen 2 ein Fahrzeugaufbau angebracht ist (nicht dargestellt), wobei unterhalb des Rahmens 2 eine Achse 3 in Form einer Gummifederachse 3a vorgesehen ist, hierbei ist die Achse mit einem Längslenker 5 versehen, der zur Aufnahme und Fixierung des Fahrzeugrads 4 dient. Gleichzeitig ist mit dem Längslenker 5 und dem Rahmen 2 ein Dämpfungselement 6 verbunden, welches in Form eines Kolben-Zylinder-Aggregats 6a ausgeführt ist. Die Gummifederachse 3a besteht im Wesentlichen aus einem Innenrohr 12, welches gegenüber dem Außenrohr 13 durch die Gummistränge 11 einerseits gedämpft und andererseits in einem gewissen Bereich drehbar gelagert ist. Der Längslenker 5 zusammen mit dem Rad 4 ist am Außenrohr 13 fixiert und kann dadurch vertikale Bewegungen ausführen. Zur Dämpfung dieser vertikalen Bewegungen dient das Kolben-Zylinder-Aggregat 6a, welches wiederum zwischen dem Rahmen 2 und dem Längslenker fixiert ist. 1 zeigt die Ausführung eines eingefederten Rades, während die 2 die Darstellung gemäß 1 mit einem ausgefederten Rad darstellt.
  • In der Normallage des Fahrzeuges sind die Gummistränge 11 unverformt, während bei entsprechender Ein- bzw. Ausfederung des Rades 4 die Gummistränge 11 entsprechend durch Drehung gegenüber dem Innenrohr 12 verformt werden.
  • Aus der 3 ist ein Rahmen 2, ein Dämpfungselement 6, das Fahrzeugrad 4 sowie die Gummifederachse 3a in Normallage zu entnehmen, diese Normallage wird durch das in 4 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat festgelegt. Es handelt sich bei diesem Kolben-Zylinder-Aggregat 6a um eine hydraulisch dämpfende Niveauregelungsanlage, wobei der Dämpfungskolben 7 in einem Arbeitszylinder 8 angeordnet ist und für die eigentliche Dämpfung des Kolben-Zylinder-Aggregats sorgt, während die Kolbenpumpe 10, welche sich aus einer Pumpenstange 14 und der hohlen Kolbenstange 9 zusammensetzt und mit Hilfe entsprechender Regelmechanismen die Niveauregelung übernimmt.
  • Die weitere Funktionsweise des Kolben-Zylinder-Aggregats ist im Einzelnen aus der DE 196 48 859 C2 zu entnehmen. Der Inhalt dieser DE 196 48 859 C2 gilt ausdrücklich als in dieser Anmeldung offenbart.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in den 5 und 6 dargestellt, wobei es sich hierbei um eine Drehstabfederung 3b handelt, an denen der Längslenker 5 gegenüber dem Rahmen 2 winkelbeweglich angeordnet ist. Eine Drehstab federung besitzt prinzipiell kein nachteiliges Setzverhalten während der Lebensdauer eines Fahrzeuges sowie der unterschiedlichen Belastung während der Betriebsdauer.
  • Da die Aufregelung eines Fahrwerks bei beladenem Fahrzeug 1 erst nach einer gewissen Wegstrecke erfolgt, nämlich wenn die Kolbenpumpe 10 eine Zeitlang aktiv ist, wurde beim Kolben-Zylinder-Aggregat 6 gemäß 7 eine Standregelung 15 zusätzlich integriert, die bewirkt, dass das Fahrzeug 1 nach Aktivierung der Standregelung 15 bereits im Stand auf das gewünschte Niveau gebracht wird. Dies erfolgt ohne dass das Fahrzeug bewegt werden muss.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug/Fahrzeuganhänger
    2
    Rahmen
    3
    Achse
    4
    Fahrzeugrad
    5
    Längslenker
    6
    Dämpfungselement
    7
    Dämpfungskolben
    8
    Arbeitszylinder
    9
    hohle Kolbenstange
    10
    Kolbenpumpe
    11
    Gummistränge
    12
    Innenrohr
    13
    Außenrohr
    14
    Pumpenstange
    15
    Standregelung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • AT 395129 B [0002]
    • DE 9011498 U [0002]
    • DE 19648859 C2 [0005, 0030, 0030]

Claims (6)

  1. Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger, bestehend aus einem Rahmen an dem eine schwenkbar gelagerte Achse befestigt ist, wobei die Achse mit einem ein Fahrzeugrad tragenden Längslenker versehen ist und dass zwischen dem Längslenker und dem Rahmen ein Dämpfungselement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungselement (6) ein selbstpumpendes, niveauregelndes Kolben-Zylinder-Aggregat (6a) vorgesehen ist.
  2. Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (3) als Gummifederachse (3a) oder als Drehstabfederung (3b) ausgebildet ist.
  3. Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat (6a) zwischen der Achse (3) und der Befestigung des Fahrzeugrads (4) am Längslenker (5) fixiert ist.
  4. Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat (6a) den Rahmen (2) des Fahrzeugs oder des Fahrzeuganhängers (1) auf mindestens ein vorgegebenes Niveau einstellt.
  5. Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat (6a) aus einem mit einem Dämpfungskolben (7) versehenen Arbeitszylinder (8) und einer durch die hohle Kolbenstange (9) gebildeten Kolbenpumpe (10) besteht.
  6. Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das selbstpumpende, niveauregelnde Kolben-Zylinder-Aggregat (6) mit einer Standregelung (15) versehen ist.
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