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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Rotationslenkungsdämpfer eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem hydraulischen Rotationslenkungsdämpfer.
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Beispielsweise aus der Druckschrift US 2011 / 0 056 782 A1 ist ein Rotationslenkungsdämpfer für ein Fahrzeug bekannt. Der Rotationslenkungsdämpfer umfasst ein Gehäuse mit einem Deckel, in dem eine mit Dämpfungsmedium gefüllte Druckkammer vorgesehen ist, die mit Druck beaufschlagt ist, wobei die Druckkammer durch einen Begrenzungsarm in zwei Volumina unterteilt wird. Zwischen den beiden Volumina strömt das Dämpfungsmedium durch einen Dämpfungsmediumkanal, indem ein erstes Ventil und ein zweites Ventil vorgesehen sind, welche die Strömung zwischen den Volumina drosseln, wenn sich der Begrenzungsarm durch eine Lenkbewegung zwischen den Volumina bewegt. Das Gehäuse des Rotationslenkungsdämpfers ist mit einem Lenker zum Ausführen der Lenkbewegung verbunden, während der Begrenzungsarm drehfest mit dem Fahrzeug verbunden ist, sodass bei Lenkbewegungen eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Begrenzungsarm ausgeführt wird. Der bekannte Rotationslenkungsdämpfer erfordert einen erheblichen Bauraumbedarf, sodass der Einsatz nur sehr eingeschränkt möglich ist oder aufwändige Umgestaltungen fahrzeugseitig zum Einbau des bekannten Rotationslenkungsdämpfers erforderlich sind.
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Aus den Druckschriften WO 2005/ 035 349 A1 und US 2003 / 0 111 308 A1 ist jeweils ein Rotationslenkungsdämpfer für ein Motorrad bekannt. Der Rotationslenkungsdämpfer umfasst ein Gehäuse, in dem ein Flügelkolben zum Dämpfen einer Lenkbewegung drehbar gelagert ist. In dem Gehäuse ist ein erster Druckraum und ein zweiter Druckraum für ein Dämpfungsmedium vorgesehen, wobei der erste Druckraum durch einen ersten Flügel des Flügelkolbens in ein erstes Volumen und ein zweites Volumen für das Dämpfungsmedium unterteilt ist und wobei der zweite Druckraum durch einen zweiten Flügel des Flügelkolbens in ein drittes Volumen und ein viertes Volumen für das Dämpfungsmedium unterteilt ist. Jeweils bezogen auf die Drehrichtung des Flügelkolbens nebeneinander angeordnete Volumina sind über einen Dämpfungskanal miteinander verbunden, um über ein im jeweiligen Dämpfungskanal vorgesehenes Dämpfungsventil den Durchfluss zur Lenkungsdämpfung zu reduzieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Rotationslenkungsdämpfer eines Fahrzeuges vorzuschlagen, welcher bei optimalen Dämpfungseigenschaften besonders kompakt aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Somit wird ein hydraulischer Rotationslenkungsdämpfer eines Fahrzeuges vorgeschlagen, der ein Gehäuse umfasst, in dem zumindest ein Flügelkolben zwischen über zumindest ein Dämpfungskanal miteinander verbundenen Volumina eines Dämpfungsmediums zum Dämpfen der Lenkbewegung des Fahrzeuges drehbar gelagert ist. Um bei optimalen Dämpfungsbedingungen eine besonders bauraumsparend Anordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass zumindest ein erster Druckraum und ein zweiter Druckraum für das Dämpfungsmedium, wie z. b. Öl oder dergleichen, in dem Gehäuse vorgesehen sind, wobei der erste Druckraum bzw. die erste Druckkammer oder dergleichen durch einen ersten Flügel des Flügelkolbens in ein erstes Volumen und ein zweites Volumen für das Dämpfungsmedium unterteilt ist, wobei der zweite Druckraum bzw. die zweite Druckkammer oder dergleichen durch einen zweiten Flügel des Flügelkolbens in ein drittes Volumen und ein viertes Volumen für das Dämpfungsmedium unterteilt ist und wobei jeweils gleichwirkende Volumina des ersten und zweiten Druckraumes über zumindest einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind.
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Demzufolge wird bei hochdynamischen Ansprechverhalten des vorgeschlagenen Rotationslenkungsdämpfers eine sehr kompakte Ausführung realisiert. Die kompakten Außenabmessungen ermöglichen eine sehr flache Konstruktion des Gehäuses, sodass der vorgeschlagene Rotationslenkungsdämpfer ohne konstruktive Änderungen und ohne zusätzlichen fahrzeugseitigen Aufbau unterhalb des Lenkers eingebaut werden kann. Diese Kompaktheit des erfindungsgemäßen Rotationslenkungsdämpfer wird durch die Aufteilung des Druckraumes in zum Beispiel zwei nebeneinander angeordnete Druckräume bzw. -kammern realisiert, die über entsprechende Verbindungsleitungen derart verbunden sind, dass jeweils gleichwirkende Volumina des Dämpfungsmediums miteinander strömungsmäßig verbunden sind und somit das für die Dämpfung zur Verfügung stehende Volumen in jede Lenkrichtung entsprechend erhöhen. Durch die Verwendung eines Rotations-Flügelkolbens mit zumindest einem ersten und einem zweiten Flügel oder dergleichen, können mit einem sogenannten zweiflügligen Flügelkolben beide Druckkammern bzw. Druckräume in die entsprechenden Volumina unterteilt werden. Darüber hinaus ergibt sich durch die zweiflüglige bzw. mehrflüglige Ausführung des Flügelkolbens eine deutlich geringere Kraftbelastung auf das Drehlager des Rotati onslenkungsdäm pfers.
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Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung der Druckkammern bei dem Rotationslenkungsdämpfer sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Um eine besonders bauraumsparend Anordnung zu realisieren, können die Druckräume ringsegmentförmig einander gegenüberliegend bezogen auf den zentral angeordneten drehbar gelagerten Flügelkolben in dem Gehäuse angeordnet sein. Dadurch wird die Zuordnung des Flügelkolbens für sämtliche Druckräume ermöglicht, sodass kein zusätzlicher Flügelkolben erforderlich ist.
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Im Rahmen einer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei einem Rotationslenkungsdämpfer mit nur zwei Druckräumen z. B. der erste Druckraum hinsichtlich des Druckraumvolumens kleiner als der zweite Druckraum ausgeführt ist, wobei der erste, kleinere Druckraum in Einbaulage bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeuges, den vorderen Druckraum und der zweite, größere Druckraum den hinteren Druckraum bildet. Dadurch wird der vorgeschlagene Rotationslenkungsdämpfer noch optimaler in die Einbausituation unterhalb des Lenkers des Fahrzeuges integriert, da die kleine vordere Druckkammer zwischen den beiden Lenkerbefestigungen eingepasst werden kann, die üblicherweise einen geringen Abstand zueinander aufweisen, da der zu Verfügung stehende Bauraum zwischen den beiden Lenkerhalterungen begrenzt ist.
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Bezüglich der konstruktiven Ausführung des Flügelkolbens sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Um eine besonders baumsparende flache Anordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Flügelkolben einen etwa hülsenförmig oder dergleichen Grundkörper aufweist. Dies ermöglicht einerseits, dass an dessen Umfang gegenüberliegend die Flügel radial nach außen angeformt sind, um den Druckräumen entsprechend zugeordnet zu sein. Darüber hinaus kann in die Hülsenform des Grundkörpers die bauraumsparende Unterbringung der Verbindungskanäle zwischen den gleichwirkenden Volumina integriert werden. Da die über die Verbindungskanäle verbundenen gleichwirkenden Volumina gegenüberliegend angeordnet sind, ist ein kreuzförmiger Verlauf der Verbindungskanäle in dem Grundkörper erforderlich, sodass im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung zur bauraumsparenden Anordnung vorgesehen ist, dass die Verbindungskanäle nur abschnittsweise in axial zueinander versetzten Ebenen durch den zentralen Grundkörper des Flügelkolbens verlaufen. Somit ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, dass eine Steuerkopfmutter des Lenkers in das Gehäuse bzw. in einen Aufnahmeraum des Grundköpers des Flügelkolbens hineinragt, um somit die Bauhöhe des vorgeschlagenen Rotationslenkungsdämpfers weiter zu verringern.
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Zum Einstellen des Dämfungsverhaltens und zum Einstellen des Rückstellverhaltens an dem Rotationslenkungsdämpfer sind zwei separate Drosselventile vorgesehen, die über entsprechende Einstellhebel einstellbar sind. Dadurch, dass der eine Einstellhebel zum Beispiel im Bereich des hinteren Druckraumes parallel zur Drehachse des Flügelkolbens und der andere Einstellhebel zum Beispiel im Bereich des vorderen Druckraumes senkrecht zur Drehachse des Flügelkolbens ausgerichtet sind, können beide Einstellhebel in Einbaulage des Rotationslenkungsdämpfers von dem Fahrer zum Betätigen besonders einfach erreicht werden.
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Um bei der besonders bauraumsparenden Anordnung des vorgeschlagenen Rotationslenkungsdämpfer eine verstellbare Befestigung des Gehäuses in vorteilhafter Weise zu ermöglichen, kann im Rahmen einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass an gegenüberliegenden Seitenabschnitten oder dergleichen des Gehäuses jeweils eine Befestigungsschiene bzw. Einstellschiene oder dergleichen zur kraftschlüssigen Klemmung des Gehäuses des Rotationslenkungsdämpfers an einer Gabelbrücke eines Lenkers eines Fahrzeuges vorgesehen ist. Auf diese Weise kann durch einfaches Lösen der Befestigungsschrauben das Gehäuse entlang der Befestigungsschiene bewegt werden, um die optimale Einbaulage des Rotationslenkungsdämpfers zu realisieren.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Fahrzeug, insbesondere ein Zweirad, Trike, Quad oder dergleichen Motorrad mit dem vorbeschriebenen hydraulischen Rotationslenkungsdämpfers zu beanspruchen, wobei sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile ergeben.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische dreidimensionale Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Rotationslenkungsdämpfers;
- 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rotationslenkungsdämpfers;
- 3 eine geschnittene Ansicht des Rotationslenkungsdämpfers entlang der Schnittlinie A-A gemäß 2;
- 4 eine geschnittene Ansicht des Rotationslenkungsdämpfers entlang der Schnittlinie B-B gemäß 2;
- 5 eine Draufsicht auf einen Flügelkolben des Rotationslenkungsdämpfers;
- 6 eine Draufsicht auf den Flügelkolben mit angedeuteten Verbindungskanälen;
- 7 eine schematische dreidimensionale Ansicht des Flügelkolbens mit angedeuteten Verbindungskanälen;
- 8 eine weitere Seitenansicht des Rotationslenkungsdämpfers;
- 9 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie C-C gemäß 8; und
- 10 eine dreidimensionale Ansicht eines Zweirades mit eingebautem erfindungsgemäßen Rotationslenkungsdämpfer.
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In den 1 bis 9 sind verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen hydraulischen Rotationslenkungsdämpfers beispielhaft dargestellt, wobei in 10 ein mögliches Anwendungsbeispiel des Rotationslenkungsdämpfers im eingebauten Zustand an einem Gelände- bzw. Motorcross-Zweirad als Fahrzeug zeigt. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, dass der erfindungsgemäße Rotationslenkungsdämpfer nicht nur bei einspurigen Fahrzeugen, wie Motorrädern, Motorcrossrädern, Fahrrädern, E-Bikes oder dergleichen eingesetzt wird, sondern es ist ebenso denkbar, dass dieser bei mehrspurigen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Trikes, Quads oder dergleichen verwendet wird.
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Gemäß 1 bis 4 umfasst der vorgeschlagene hydraulische Rotationslenkungsdämpfer ein Gehäuse 1, welches vorzugsweise zweiteilig oder mehrteilig ausgeführt sein kann. In dem Gehäuse 1 ist ein Doppel-Flügelkolben 2 beispielhaft dargestellt, der drehbar in dem Gehäuse 1 gelagert ist. Zur Dämpfung der Lenkungsbewegung ist beispielhaft ein erster Druckraum 3 und ein zweiter Druckraum 4 für das Dämpfungsmedium in dem Gehäuse 1 vorgesehen, wobei der erste Druckraum 3 durch einen ersten, z. B. kürzeren Flügel 5 des Flügelkolbens 2 in ein erstes Volumen 6 und ein zweites Volumen 7 für das Dämpfungsmedium unterteilt ist. Ferner ist der zweite Druckraum 4 durch einen zweiten, z. B. längeren Flügel 8 des Flügelkolbens 2 in ein drittes Volumen 9 und ein viertes Volumen 10 für das Dämpfungsmedium unterteilt. Die jeweils gleichwirkenden Volumina 7 und 10 bzw. 6 und 9 des ersten Druckraumes 3 und des zweiten Druckraumes 4 sind jeweils über einen Verbindungskanal 11 bzw. 12 miteinander strömungsmäßig verbunden. Auf diese Weise sind die gleichwirkenden Volumina 7 und 10 bzw. 6 und 9 jeweils als Gesamtvolumen zur Dämpfung in eine Lenkrichtung nutzbar.
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Der erste Druckraum 3 und der zweite Druckraum 4 sind jeweils ringsegmentförmig ausgeführt und sind einander gegenüberliegend bezogen auf den zentral angeordneten Rotation-Flügelkolben 2 in dem Gehäuse 1 angeordnet. Der erste Druckraum 3 ist hinsichtlich des Druckraumvolumens kleiner als der zweite Druckraum 4 ausgeführt. Der erste kleinere Druckraum 3 bildet in Einbaulage bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeuges den vorderen Druckraum 3 und der zweite größere Druckraum 4 bildet den hinteren Druckraum 4, welches insbesondere aus der Einbaulage gemäß 10 ersichtlich ist.
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Der in dem Rotationslenkungsdämpfer vorgesehene drehbar gelagerte Flügelkolben 2 als sogenannter zweiflügliger Flügelkolben 2 ist als etwa hülsenförmiger Grundkörper 13 ausgeführt, von dessen Umfang gegenüberliegend der erste Flügel 5 und der zweite Flügel 8 radial nach außen angeformt sind, welches insbesondere aus den 5 bis 7 ersichtlich ist.
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Aus diesen Figuren geht des Weiteren hervor, dass die beiden Verbindungskanäle 11, 12 zum Verbinden der gleichwirkenden bzw. jeweils einander gegenüberliegenden Volumina 7 und 10 bzw. 6 und 9 zwischen dem ersten Druckraum 3 und dem zweiten Druckraum 4 abschnittsweise in axial zueinander versetzten Ebenen durch den hülsenförmigen Grundkörper 13 des Flügelkolbens 2 verlaufen. Der Verlauf der Verbindungskanäle 11, 12 ist in den 6 und 7 durch gestrichelte Linien angedeutet. Wie zu erkennen ist, ergibt sich quasi ein kreuzförmiger Verlauf bzw. ein Kreuzstrom um die jeweiligen Volumina 7 und 10 bzw. 6 und 9 miteinander zu verbinden.
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Insbesondere aus den Darstellungen gemäß 8 und 9 ist ersichtlich, dass der hülsenförmiges Grundkörper 13 des Flügelkolbens 2 einen Aufnahmeraum15 für die Steuerkopfmutter 14 des Lenkkopflagers bzw. Lenkers 28 aufweist. Somit kann die Steuerkopfmutter 14 zumindest abschnittsweise in dem Aufnahmeraum 15 des Flügelkolbens 2 aufgenommen werden und somit eine geringere Einbauhöhe bei Verwendung des vorgeschlagenen Rotationslenkungsdämpfers realisieren.
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Zum strömungsmäßigen Verbinden des ersten Volumens 6 und des zweiten Volumens 7 bei dem ersten Druckraum 3 ist ein erster Dämpfungskanal 16 vorgesehen. Zum strömungsmäßigen Verbinden des dritten Volumens 9 und des vierten Volumens 10 bei dem zweiten Druckraum 4 ist ein zweiter Dämpfungskanal 17 vorgesehen, welches insbesondere aus 3 ersichtlich ist. Dem ersten Dämpfungskanal 16 ist ein erstes Drosselventil 18 zum Einstellen des Rückstellverhaltens des Flügelkolbens 2 zugeordnet, während dem zweiten Dämpfungskanal 17 ein zweites Drosselventil 19 zugeordnet ist.
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Insbesondere aus den 1 und 9 ist ersichtlich, dass das erste Drosselventil 18 einen Einstellhebel 20 zum Einstellen des Rückstellverhaltens des Flügelkolbens 2 aufweist, dessen Drehachse 21 im Bereich des ersten Druckraumes 3 etwa senkrecht zur Drehachse 22 des Flügelkolbens 2 ausgerichtet ist. Dem zweiten Drosselventil 19 ist ein Einstellhebel 23 zum Einstellen des Dämpfungsverhaltens des Flügelkolbens 2 zugeordnet, dessen Drehachse 24 im Bereich des zweiten Druckraumes 4 etwa achsparallel zu der Drehachse 22 des Flügelkolbens 2 ausgerichtet ist. Diese bauraumsparende Anordnung ermöglicht zudem in der Einbaulage ein bequemes Bedienen durch den Fahrer.
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Das Gehäuse 1 des vorgeschlagenen Rotationslenkungsdämpfers weist gemäß 1 an gegenüberliegenden Seitenabschnitten jeweils eine Befestigungsschiene 25, 26 auf, die eine kraftschlüssige Klemmung des Gehäuses 1 an einer Gabelbrücke 27 eines Lenkers 28 eines Fahrzeuges ermöglicht. Durch die längliche schienenförmige Ausführung ergibt sich der Vorteil, dass das Gehäuse 1 entlang der Befestigungsschienen 25, 26 an der Gabelbrücke 27 je nach Einbaulage positioniert werden kann. Demzufolge kann das Drehzentrum des bauraumgünstigen Rotationslenkungsdämpfers auf das Zentrum der Lenkachse montiert werden.
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In 10 ist die Einbaulage des erfindungsgemäßen Rotationslenkungsdämpfers an einer oberen Gabelbrücke 27 unterhalb des Lenkers 28 dargestellt. Das Gehäuse 1 des Rotationslenkungsdämpfers ist zwischen den beiden Lenkerbefestigungen 29 und 30 auf der oberen Gabelbrücke 27 befestigt. An dem Flügelkolben 2 ist ein Anlenkarm 31 vorgesehen, der fahrzeugrahmenseitig drehstabil befestigt ist. Somit wird bei dem Ausführen einer Lenkbewegung und der damit verbundenen Drehung bzw. Schwenkung des an der Gabelbrücke 27 befestigten Gehäuses 1 des Rotationslenkungsdämpfers eine Relativbewegung zwischen dem fahrzeugrahmenseitig befestigten Flügelkolben 2 und dem gabelbrückenseitig befestigten Gehäuse 1 erzeugt, sodass eine Dämpfung der Lenkbewegung durch den Rotationslenkungsdämpfer gewährleistet wird.
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Dadurch, dass der kleinere Druckraum 3 als vorderer Druckraum 3 zwischen den beiden Lenkerbefestigungen 29 und 30 angeordnet ist, ist der geringe Bauraum zwischen den Lenkerbefestigungen 29 und 30 ausreichend zur Aufnahme des Gehäuses 1. Der zweite größere Druckraum 4 als hinterer Druckraum 4 ist in der Einbaulage dem Fahrer zugewandt, sodass dieser bequem den Einstellhebel 23 des zweiten Drosselventils 19 zum Einstellen der Dämpfung bedienen kann. Der Einstellhebel 20 des ersten Drosselventils 18 ist quasi in Fahrtrichtung ausgerichtet und kann von vorne durch den Fahrer bedient werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Flügelkolben
- 3
- erster Druckraum
- 4
- zweiter Druckraum
- 5
- erster Flügel
- 6
- erstes Volumen
- 7
- zweites Volumen
- 8
- zweiter Flügel
- 9
- drittes Volumen
- 10
- viertes Volumen
- 11
- erster Verbindungskanal
- 12
- zweiter Verbindungskanal
- 13
- hülsenförmiger Grundkörper
- 14
- Steuerkopfmutter
- 15
- Aufnahmeraum
- 16
- erster Dämpfungskanal
- 17
- zweiter Dämpfungskanal
- 18
- erstes Drosselventil
- 19
- zweites Drosselventil
- 20
- Einstellhebel des ersten Drosselventils
- 21
- Drehachse des Einstellhebels des ersten Drosselventils
- 22
- Drehachse des Flügelkolbens
- 23
- Einstellhebel des zweiten Drosselventils
- 24
- Drehachse des Einstellhebels des zweiten Drosselventils
- 25
- Befestigungsschiene
- 26
- Befestigungsschiene
- 27
- Gabelbrücke
- 28
- Lenker
- 29
- Lenkerbefestigung
- 30
- Lenkerbefestigung
- 31
- Anlenkarm
