DE1480170A1 - Selbstregelnde belastungsanpassende Federung-Stossdaempferkombination fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents
Selbstregelnde belastungsanpassende Federung-Stossdaempferkombination fuer KraftfahrzeugeInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
- B60G17/044—Self-pumping fluid springs
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Description
- Selbstregelnde belastungsanpassende Federung-Stoßdämpferkombination für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine in ihrer Härte veränderliche Feder- und Stoßdämpfereinrichtung für Kraftfahrzeuge, die sich der spezifischen Belastung der einzelnen Federung selbst ohne zusätzliche Servosinrichtung automatisch anpasst. Grundlegend ist die Federung im Kfz von maßgebendere Einfluß auf die Fahrsicherheit, denn sie soll dynamische Radlastschwankungen, die durch Unebenheiten der Fahrbahn hervorgerufen werden und den Kraftschlußbeiwert Fahrbahn-Fahrzeug vermindern, möglichst gering halten bzw. ausgleichen. Außerdem sollen Stöße auf den Fahrzeugaufbau nicht übertragen werden; zur Erzielung eines gewissen Fahrkomforts sind daher generell ungleichmäßige Beschleunigungen des Aufbaues zu vermeiden. Eine weiche Federung wird diesen Forderungen gerecht, wobei aber Schwingungen -erregt durch Fahrbahnunebenheiten und begünstigt durch Resonanz -auftreten, die die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort wieder verschlechtern. Hart wirkende Dämpfereinrichtungen garantieren Fahraicherheit, veruchlechtern aber wieder den Fahrkomfort. Das Abstimmen Federung - Dämpfung fordert daher in der Praxis immer einen Kompromiss. Die Praxis hat gezeigt, daß weiche Federungen durch die begrenzte Einbaulänge und den großen vorkommenden Lastbereich, der sich aus der statischen Grundlast (Leergewicht und Zuladung) und den dynamischen Lastschwankungen zusumensetzt, nicht realisierbar sind. Die herkömmlichen und gebräuchlichen Ausführungen der Federungen weisen daher eine progressive Charakteristik auf, die einen größen Belastungsbereich zu erfassen vermag, Diese Federauslegung weist den Nachteil auf, daß zwar trotz guten Fahr. komforts im unteren und mittleren Belastungsbereich der Kraftschluß Rad - F`uhrbahn im unteren Lastbereich bei schnellen dynamischen Radlastochwankungen nicht einwandfrei gewährleistet ist= ferner bei großer statischer Belastung zwar ausreichende hahreicherheit durch guten Kraft-
schluß der Fahrbahn - Rad vorliegt, jedoch bei größeren Fahrbahnuneben- heiten Stöße über die dann harte Federung zu dem Fahrzeugaufbau durch- kommen, also mäßigen Fahrkomfort garantieren. Zur Ausschaltung der erwähnten Nachteile wurde die sogenannte Niveau- regulierung entwickelt, die den vorhandenen Federweg dadurch besser ausnutzt, indem eine Vorrichtung bei Belastungsänderungen die Vorspannung der Feder entsprechend ändert. Diese Einrichtungen werden bevorzugt in der Weise ausgeführt, daß ein Gaspolster als Federung mit verschiedenen Drücken der Belastung angepasst wird, oder daß eine hydraulische Servo- einrichtung die Vorapannung einer Feder ändert. Bei solchen bekannten Ausführungen sind - sofern die Anpassung nicht manuell gesteuert werden muß - relativ aufwendige Steuereinrichtungen, ferner die zum Teil empfindlichmUbertragungsleitungea und kostspieligen Versorgungsein- richtungen von Nachteil. Bei einfachen, zentral oder gruppenweise ge- eteuert,:n Anla;,en dieser Art wird die einzelne erforderliche Feder- korrektur bei ungleichmäßiger Delaztung (z. B. bei ungleichmäßiger Be- ladung des Kfz oder schräger Fahrbahn) nicht gerecht; bei :;teuerein- richtungen, die alle einzelnen Federungen erfassen, steigt der Aufwand wesentlich zum Nachteil einer wirtschaftlich günstigen Gesamtkonzeption. begrenzt bsw. dosiert, welches auf die geonetrisehe Zuordnung der federn- den Seiten der gesamten Federung-Dempfungseinheit gedämpft anspricht. Erfindungsgemäß bestehen 2 Möglichkeiten zur selbettäti#;en Steuerung der Fiedel i@::rte: 1. 8elastuaRSwroyortiouale Regelung, der Federhärte Den der Peäervorspannung proportionale Druckniveau wird durch ein Regelorgan nach Art ines Überdruckventils bestimmt, dessen Vor- sparuusng (die Einspannlängs der Vorspaunloder) von der geometrischen Zuordnung der feders.:ien Seiten bestirnt wird, 2. Heine 11 iveau__#e__#iMx, Diese Regelung unterscheidet sich von der nach 1) dadurch, daD der der Federvorspaanung proportionale Druck im Expansionsraum nicht durch ein vorgespanntes Überdruckventil gesteuert wird, sondern von einem starren Steuerschieber, der z. B. nach erfolgter Belastungszunahme und Zusaamendrückung der lbderung den Druckraum so lange verschließt, bis der eine entsprechende Volumensumaäoe erfahren hat, daß die Vorapannung so weit ver- gsößert wurde, um den nehrbelaateten Aufbau in das Ausgangs- niveau surücksuheben, Diese Art der Regelung hat den Vorteil, daß nahe--u der gesamte 1Nderweg bei nicht zu harter Ybderkenn- linie für dynamische Belastungen zur Verfügung steht. Je ein äuaführyassbeispiel ist in der Zeichnung Tig. j und 2 darb-ectellt und wird folgend beschriebene Gehäuseteil (#) besteht aus Dämpfungskolben ƒa , Federgehäuse 1b , Zylindermantel (fie . Gehäuseteil O2 besteht aus Stoßdämpferzylinder ® , Druckzylinderdichtungatrbger 2ƒ , Ölreservoirmentel ( und steuer- und Dämpfungazylinderraum 2@c .Die Dämpfungswirkung des Kolbens la im Dämpfungsraum 3) wird durch Drosselstellen @J , 5 und bestimmt, wobei die beiden ersten als richtungsabhängige Ventile (Rückachlagventil) ausgebildet sind. Die Dämpfungsquerechnitte sind so abgestimmt, daß beim Stoß durch den Kolben 1ƒ ein Teil der verdrängten Dämpfungsflüssigkeit durch die als Ventil ausgebildete Drosselstelle ® in den Druckraum O gedrängt wird, wobei auf der Gegenseite des Kolbens ® ,entsprechend der beim Hub nicht durch die Drosselstelle ƒ ausgeglichenen Dämpfunge- flüssiBkeitsmenge. über das Ventil O durch den angrenzenden Kanal aus dem Reservoir® nachgesaugt wird. Bei der Rückführung des Kolbens kommt die nun geöffnete Drosselstelle C zur Wirkungo Das Volumen des Druckraumes O , das durch den Diehtkolbenring von dem Federraum O abgegrenzt wird, bestimmt das Volumen und den herrschenden Druck dieses Tederraumes r - welcher mit einer metallischen Feder (einem Gummielement, einem Gaspolster oder mehrere zusammen) beatüekt sein kann - und damit auch die Verspannung dieses gesamten federnden Elementes 12 . Das Druckniveau sowie die Aus- dehnung des Druckraumes (D und damit die Verspannung des elastischen Elementes 12 wird durch das an den Kanal. 1Ü folgende Ventil gesteuert, dessen Schließ- bsw. Öffnungskraft durch die Vorspannteder 15 über dem Tellerbolzen 16 aufgebracht wird. Die Abstützung und geometrische Zuordnung (Verspannung) der Feder l5 wird durch den in Raum ® stark ge- dämpften Kolben 1y mit seiner Drosselstelle #C7a bestimmt, auf dessen anderer Seite die\Ausgleichsfeder (1@ gegenwirkend zu Ü ßngeordnet ist. Der Kolben e ist über die Kolbenstange eb zwischen den gegenwirkenden Federn 19 mit dem Dämpfungs kolben g elastisch gekoppelt. Diese Federn Bestatten schnelle Relativbewegungen des Gehäuseteiles O zum Gehäuseteil O , ohne daß der Kolben n1 jedem einzelnen Kraftimpuls folgt. Durch seine starke Dämpfung gegenüber Gehäuseteil @@ und seiner elastischen Zuordnung zu Gehäuseteil '1 wird die Vorspannfeder 1@ und damit der Öffnungsdruck des Ventils (13 von einem Mittelwert der auf den Kolben 1ƒ wirkenden Auslenkkraft beeinflusst bzw. gesteuert. Durch entsprechende Abstimmung der Federn 19 zu den Federn 1T und 15 kann der Öffnungsdruck des Ventils !14 und dadurch auch das Druckniveau im Druckraum O , somit auch die Vorsp-rnung und die Federkennlinie der gesamten Federung selbsttätig lastabh:.tiüiB den Erfordernissen angepasst werdeno Der Dichtring ® und die Feder 1 schließen das in seiner Füllung veränderliche Reservoir a82 ab. Fi m 2 zeit im Prinzip die gleiche Konzeption wie Fig. 1, jedoch derart abgewandelt, daß entsprechend der Gesetzmäßigkeit einer Niveauregelung beim Belasten und Zusammendrucken der Federung die Vorapannung der'Federung so lange erhöht wird, bis das Ausgangsniveau der federnden Hasen wieder erreicht wird: In Fig. 2 sind daher Position la bis 13 und 17 b bis 22 identisch mit diesen Positionen in Fig.1, wobei jedoch der Dämpfungskolben 17 gleichzeitig als Steuerschieber ausgebildet ist, der stellungsabhängig steuerte Das Ventil Pos. 14 und der Tellerbolzen Pos. 16 sowie die Vor- Spannfeder 15 aus Fig. 1 entfallen, dafür sind auf beiden ;leiten des Dämpfungs- und Steuerkolbens leichtere Ausgleichsfedern nach Pos. 18 angebracht, damit evtl. auftretende Strömungskräfte die Steuergesetz- mäßigkeiten nicht stören. (siehe Figur 2, Blatt 7) Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gtoßdämpfer nach bekannter Art mit einem Gaspolster in seiner Hirte ebenfalls von der jeweiligen Grundlast der gesamten Federung-Stoßdämpfer-Kombination beeinflusst wird. Dieser Effekt wird dadurch erreicht, indem der Dämpfungsraum mit einem unter dem zur fderungsvorspannung proportio- nalen Druckniveau besufschlagt wird, so,daß-das Gaspolster des Dämpfungs- raumes grundlastproportional vorkomprimiert wird. Gehüusoteil 1 besteht aus Dämpfungskolben la , Federgehäuse und' Zylindermantel 1b . Gehäuseteil 2 besteht aus Stoßdämpferzylinder 2a, Druckzylinderdichtungsträger 2b , Ölreeervoiruinntel 2c und Steuer- und Dämj)tungssylinderraum :-'_d . @ie Dämpfungewirkung des Kolbens 1a im Dämpfuri,3raum 3 wird durch Drosselstollen 4 , 5 bestimmt. Die Dämpfunf,squerschnitte sind so abgestimmt, daß beim Stoß durch den Lolben 1a ein Teil der verdrängten Dämpfungsflüssigkeit durch die Drosselcitelle 5 in den Druckraum 6 gedrängt wird, wobei auf der Gegenseite des Kolbens 1a , entsprechend der beim Hub nicht durch die Drosselstelle q ausgeglichenen Dämpfungsflüssigkeitsmenge über das. Ventil 7 durch den angrenzenden Kanal 8 aus dem Reservoir 9 nach- gesaugt wird. Bei der Rückführung des Kolbens kommt wieder Drosselstelle 4 zur Wirkung. Das Volumen des Druckraumes 6 , das durch den Dichtkolbenring 10 von dem Federraum 11 abgegrenzt wird, bestimmt das Volumen oder den herrschenden Druck dieses Federraumes 11 -welcher mit einer metallischen Feder (einem Gummielement, einem Gaspolster oder mehrere zusammen) bestückt sein kann - und damit auch die Vorepannung dieses gesamten federnden Elementen 12 . Das Druckniveau des Druckraumes wird durch die Drossel- stelle 4 und Ausgleichsventil 13 durch den hohlen Dämpfun4-skolben 1a in den druckseitigen Dämpfungsraum 3 ,übertragen. Dadurch wird das durch den Dichtkolben 14 abgeschlossene Luftpolster 15 grundlastproportional vorkomprimierto Das Druckniveau des Druckraumes 6 und des damit bei Beharrung identischen Drucknivesue des Dämpfungsraumes 3 wird durch den Hohlkörper 16a mit dem Steuer- und Dämbfungskolben 16 verbunden. Dieser Steuer- und Dtimpfungakolben 16 ,der sich im Raum C",d dämpfend axial bewegt, stellt je nach seiner ax4ilen Stellung die Verbindung des Druck- bzw. Dämpfungaraumes 6 bzw. 3 mit dem druckniveaulosen Ausfluß 17 her, die auf der oberen Kolbenseite wirkende Feder 18 versucht den Steuer-Dämpfungskolben 16 zu schließen. Der Kolben 16 iLt über die hohle Kolbenstange 16a zwischen den gegenwirkenden federn 19 mit dem Dämpfungskolben 1a elastisch gekoppelt. Diese Federn gestatten schnelle Relativbewegungen des Gehäuseteiles 1 zum Gehäuseteil 2 ,ohne daß der Kolben 16 jedem einzelnen Kraftimpuls folgt. Durch seine starke Dämpfung gegenüber Gehäuseteil 2 und seiner elastischen Zuordnung zu Gehäuse- teil 1 wird der Steuerkolben 16 und damit der Üffbungspunkt des Kolbens 16 von einem Mittelwert der auf der KQlbenntange 16a wirkenden Auslenkkraft beeinflusst bzw, gesteuert. Durch entsprechende Abstimmung der Federn 19 zu der Feder 18 und der Dämpfl,:ngeeinrichtung des Kolbens 16 kann dadurch das Druckniveau im Druckraum 6 , somit auch die Vorepannung des Gaspolsters im Stoßdämpfer und die Federkennlinie der gesamten Federung selbsttätig lastabhängig den Erfordernissen angepasst werden. Der Dicht- ring 20 'und die Feder 21 schließen das in seiner Füllung veränderliche Reservoir 9 ab.
Claims (1)
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P-ttn@,pr---f@ch@ c 1.'Belsstungsanpassende Federuf-Stoßdämpfer-Kombination, wobei die Federung als Haupt- oder Zusatsfederung eingesetzt werden kann, die sich sowohl in der Feder- als auch Stoßdümpferhärte den jeweiligen Belastungen selbstgtig ohne externe Steuer- oder Servoeinrichtungen anpasst, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellarbeit zur Änderung der hsder. und Dämpfungshärte bzw. hedervorepannung durch die Vor- drängungsarbeit den Stoßdgmpferkolbens beim Federn und Dämpfen überacsssn wird, in der Weise, das verdrängtes Dämpfungsmedium in einda expansionsfähigen Raum geleitet wird, dessen Volumen arid Druckniveau mit der Vorapannung der Federung in Zusammenhang steht, wobei dieses federungsproportionale Druckniveau oder Volumen durch ein ibgelorgcw gesteuert wird, welchen durch die geometrische Zuordwung der federnden Seiten der gesamten Feder-Stoßdämpfer- kombination über ein gedämpftes Ubertragungsglied betätigt wird. 2. belastangaaapasaende Fbdercage-Stoßdämpfer-Kombination nach Anspruch 1, äaduroh gekennzeichnet, daß Federung, Stoßdtimpfer, federvorspannende Einrichtung und Steuereinrichtung sowie Dnickmittelreservoir und alle an Stellkraft- und Koomsndo beteiligten Hauteile zu einer Einheit susmsiengefaast sind und bevorzugt koasial um den Stoßdämpfer ange- ordnet sind. 3. Belastungeanpaesende Pederungs-Dämpfungs-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Dämpfungemedium beaufschlagter, e:pansiarufähiger Druckraum direkt mit einer oder mehreren Seiten zur Abetiltsung des Federelementes dient, wobei das Federelement aus einer Stahlfeder, einem Gummielement, einem Gaspolster oder mehrerer dieser oder samtiges federnden Elemente bestehen kann. Q. Belastungsanpassende Federunge-Dämpfungs-Kombination nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem reinen Gaspolster als Federelement die Vorapannung und Hirte durch Verkleinern des komprimierbaren Raumes erreicht wird, in der Weise, daß durch direktes Einfüllen von unkom- preseiblem Dtimpfungsmedium in den kotprimierbaren Federraum der kompri- aierfähige Raum verkleinert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DESC037733 | 1965-09-16 |
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DE (1) | DE1480170A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1965
- 1965-09-16 DE DE19651480170 patent/DE1480170A1/de active Pending
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