DE1919844C3

DE1919844C3 - Hydropneumatische Federung mit Stabilisierung für Kraftfahrzeuge'

Info

Publication number: DE1919844C3
Application number: DE1919844A
Authority: DE
Inventors: Rene Paris Capgras
Original assignee: Industrial Development Co SAL
Current assignee: Industrial Development Co SAL
Priority date: 1968-05-02
Filing date: 1969-04-18
Publication date: 1973-01-04
Also published as: DE1919844A1; GB1260719A; NL6900011A; US3606374A; FR1574856A; BE725318A

Description

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die das eine verformbare Membran 12 vom öl einer

hydropneumatische Federung so gestaltet, daß der Hauptölkammer 13 trennt.

Niveauregler in an sich bekannter Weise drei Schalt- Ebenso trägt der Schwingarm 2 einen Gelenkstellungen einnehmen kann und zwei mit einer stößel 14, dessen Kopf auf einen Federungskolben Hauptölkammer verbundene Rohrleitungen sowie 5 15 wirkt, der unter Abdichtung in einem Federungszwei mit je einer Verbindungsleitung der Ring- zylinder 16 gleitet. Dieser ist am Chassis oder am kammern verbundene Rohrleitungen in der ersten Rahmen des Fahrzeuges verankert und weist an Schaltstellung mit einer an eine Druckölquelle an- seinem oberen Ende einen kugelförmigen hydrogeschlossenen Rohrleitung und in der zweiten pneumatischen Behälter 17 auf, in dem eine ela-Schaltsiellung mit einer an eine Rückflußleitung an- io stische Membran 18 ein Hauptgaspolster 19 und geschlossenen Rohrleitung verbindet, während er in eine Hauptölkammer 20 voneinander trennt
einer mittleren dritten Schaltstellung alle angeschlos- Im mittleren Teil des Federungszylinders 9 ist ein senen Rohrleitungen voneinander trennt. zylindrischer Bereich 21 von größerem Innendurch-

In vorteilhafte! Weise wird der Niveauregler in messer vorgesehen, in dem ebenfalls unter Abdichan sich bekannter Weise durch einen Schwenkarm 15 tung ein diesem vergrößerten Innendurchmesser anbetätigt, der über einen Stoßdämpfer mit einem gepaßter Kragen 22 des Federungskolbens 8 -gleitet, ein Laufrad tragenden Schwingarm des Fahrzeugs Letzterer unterteilt somit den Innenraum des Fedeverbunden ist. . rungszylinders 9 in drei selbständige ölkammem,

Em wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfin- n'pmlich die Hauptölkammer 13, eine oberhalb des dung ist dann /u sehen, daß eine derartige hydro- ao Kragens 22 liegende Rinf'immer 23 und eine unterpneumatische Federung einen gleichbleibenden halb des Kragens 22 liegende Ringkammer 24.
Bodenabstand des Fahrzeugaufbau ungeachtet sei- Dasselbe gilt für den Federungszylinder 16, dessen ner Belastung gewährleistet, wobei durch die rieh- mittlerer zylindrischer Bereich 25 von größerem tige Wahl der Schwelldriicke einersei'.s der Haupt- Innendurchmesser durch einen diesem größeren gaspolster und andererseits der Hilfsgaspolster in »5 Innendurchmesser angepaßten Kragen 26 des Fededen Verbindungsleitungen die Federungseigenschaf- rungskolbens 15 in eine obere Ringkammer 27 und ten der Hauptfederung und diejenigen der Stabili- eine untere Ringkammer 28 unterteilt ist.
sierung unabhängig voneinander eingestellt werden Eine Verbindungsleitung 29 verbindet die obere können. Ringkammer 23 des Federungszylinders 9 mit der

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel 30 unteren Ringkammer 28 des Federungszylinders 16.

der Erfindung dargestellt. Fs zeigt Außerdem ist an diese Verbindungsleitiing 29 ein

F i g. 1 schematisch und schaubildlich eine hydro- hydropneumatischer Behälter 30 angeschlossen,

pneumatische Federung nach der Erfindung für ein worin das öl einer Hilfsölkammer 31 durch eine

rechtes und ein linkes Rad desselben Fahrzeuges, elastische Membian32 vom Druckgas eines Hilfs-

Fig. 2 ein Hydraulikschema der Anordnung, 35 gaspolsters 33 getrennt wird.

F i g 3 die vom Niveauregler während der Fahrt Desgleichen verbindet eine Verbindungsleitung 34

des Fahrzeuges eingenommene Schaltstellung, so- die untere Ringkammer 24 des Fedemngszylinders 9

lange dessen statische Belastung konstant bleibt, mit der oberen Ringkammer 27 des Federungs-

F17.4 die Funktionsweise der hydropneumati- Zylinders 16 über einen hydropneumatischen Besehen Federung im Betrieb, wenn die beiden Räder 4° hälter 35, der durch eine Membran 36 in ein Hilfsgleichmäßig einfedern, gaspolster 37 und eine Hilfsölkammer 38 unterteilt

Fig. 5 die Wirkung der Stabilisierung, wenn das wird,

linke Rad allein einfedert, und Zur Niveauregelung ist ein Niveauregler 39 vor-

F i g. 6 und 7 die Schaltstellungen des Niveau- gesehen. Dieser wird durch einen Schwenkarm 40 reglors im Falle einer Veränderung der statischen 45 betätigt, den eine Gelenkslange 41 mit einem der Belastung des Fahrzeuges, wenn diese Belastung beiden Schwingarme (z. B. mit dem Schwingarm 1 erhöht bzw. vermindert wird. im dargestellten Fall) verbindet. Um die rasch aufin den Zeichnungen ist eine Radaufhängung mit einanderfolgenden dynamischen Schwingungen der hydropneumatisener Federung und Stabilisierung für Federung nicht auf den Niveauregler zu übertragen, Fahrzeuge dargestellt, die zwei Schwingarme 1 und 2 50 ist es vorteilhaft, auf der Gelenkstange 41 einen aufweist. Diese Schwingarme sind am Fahrzeug- Stoßdämpfer 42 oder irgendeine andere bekannte rahmen (Karosserie) oder am Chassis des Kraftfahr- und gleichwertige Dämpfvorrichtung anzubringen,
zeuges mittels Schwenkachsen 3 bzw. 4 angelenkt. Sechs Rohrleitungen münden in den Niveauregler Der Schwingarm 1 trägt ein Laufrad 5 und der 39, nämlich

Schwingarm 2 ein Laufrad 6. Es kann sich hierbei 55 _D . , ■, ,,, ,· _u ·, _A _u ,-ι

um zwei Vorder- oder zwei Hinterräder ein und l™ Rohrleitung 43, die ihn mit der Hauptol-

desselben Fahrzeuges handeln. £™^{er 13 des} Fedeningszylinders 9 ver-

Der Schwingarm 1 ist mit einem Gelenkstößel 7 bindet,

versehen, dessen Kopf auf einen zylindrischen Fede- eine Rohrleitung 44, die ihn mit der Hauptölrungskolben 8 wirkt. Dieser Federungskolben gleitet 60 kammer 20 des Federungszylinders 16 vervollkommen abgedichtet im Innern eines Federungs- bindet,

Zylinders 9 der durch bekannte und hier nicht ge- _cine Rohrleitung 45, die ihn mit der Vcrbin-

zeichnete Mittel mit dem Fahrzeugrahmen oder dungsicitung 34 verbindet,
-chassis verbunden ist.

Der Oberteil ri-;_S Federungszylinders 9 besteht aus 65 ^cine Rohrleitung 46, die ihn mit der Vcrbin-

cinem gas- und flüssigkeitsdichten, kugelförmigen dungsleitung 29 verbindet,

hydropneumatischen Behälter 10, in dessen Innerem eine Rohrleitung 47, die an eine nicht gezeich-

sich ein Hauptg..spolsterll unter Druck befindet, netc ölpumpe oder andere Druckölqiielle lic-

kannter Ausführung angeschlossen ist, und schließlich ·

eine Rohrleitung 48, die mit einer eben.alls nicht gezeichneten Rückflußlcitung in Verbindung steht.

Der Niveauregler 39 wird so eingestellt, daß er die in Fig. 3 wicdergegcbcnc Schaltstellung einnimmt, wenn der Bodenabstand (Bodenfreiheit) des Fahrzeugaufbaus entsprechend der statischen Belastung desselben den gewünschten Wert hat.

In diesem Fall sind die Rohrleitungen 43, 44, 45, 46, 47 und 48 voneinander getrennt.

Wenn sich dagegen das Fahrzeug nicht nur vorübergehend senkt, d. h. infolge erhöhter statischer Belastung (Fig. 4), nimmt der Niveauregler 39 die in F i g. 6 wiedergegebenc Schaltstellung ein, in der die mit der Rückflußlcitung verbundene Rohrleitung 48 getrennt bleibt, während die vier Rohrleitungen ao 43, 44, 45 und 46 an die mit der Druckölquelle verbundene Rohrleitung 47 angeschlossen sind.

Wenn schließlich der Bodenabstand des Fahrzeugaufbaus nicht nur vorübergehend infolge einer Verringerung der statischen Belastung (F i g. 5) ver- »s größcrt wird, nimmt der Niveauregler 39 die in F i g. 7 wiedergegebene Schaltstellung ein. In diesem Fall sind die vier Rohrleitungen 43, 44, 45 und 46 an die mit der Rücklaufleitung verbundene Rohrleitung 48 angeschlossen, während die mit der Druckölquelle verbundene Rohrleitung 47 isoliert bleibt.

Die hydropneumatische Federung arbeitet wie folgt:

Die eigentliche Abfederung der Laufräder 5 und 6 erfolgt durch die Hauptgaspolster 11 und 19 (Fig. 2 und 3). Dieses ist ein einfacher Vorgang. Ihre Federhärte wird durch die Eigenschaften der Hauptgaspolsteril und 19 bestimmt, wenn sich die beiden LaufrädcrS und 6 parallel zueinander während der Fahrt auf der Straße bewegen. Dabei hält der Niveauregler 39 die Rohrleitungen 43, 44, 45, 46, 47 und 48 getrennt, wie in Fig. 3 dargestellt.

Wenn der Federungskolben 8 in Pfeilrichtung 49 (Fig. 4) bewegt wird, während der Federungskolben 15 sich um dieselbe Strecke in Pfeilrichtung 50 bewcgt, wird das aus der Ringkammer 23 verdrängte Öl in der Ringkammer 28 aufgenommen, während das aus der Ringkammer 27 verdrängte öl in die Ringkammer 24 fließt Diese ölumwälzung erfolgt so in gleichen Raummengen ohne Hinschaltung dci hydropneumatischen Behälter 30 und 35.

Wenn sich demgegenüber die Schwingarme 1 und 2 der Laufräder 5 und 6 unterschiedlich bewegen (F i g. 5), wobei der Fcderungskolben 8 beispielswcise weit in Pfeilrichtung 51 einzufcdem strebt, während der Fedcrungskolben 15 unbeweglich bleibt, wirkt das aus der Ringkammer 23 durch den Kragen 22 des Fcderungskolbens 8 verdrängte öl gleichzeitig auf die Unterseite des Kragens 26 des Fcderungskolbens 15 (Ringkammer 28) und auf das Hilfsgaspolster 33 des hydropneumatischen Behälters 30. Desgleichen bewirkt die Volumenvergrößerung der unteren Ringkammer 24 des Federungskolbens8 eine ölcntnahmc aus der Ringkammer Π des Federungskolbens 15, wobei das Hilfsgaspolstei -37 des hydropneumatischen Behälters 35 sich zu entspannen strebt.

Man erkennt, daß durch die Wirkung der öldrücke der Fedeningskolben 15 zur Bewegung in derselben Richtung wie der Fedcrungskolben fl (Pfeil 52) veranlaßt wird, wobei die Art und Weise des Ansprechens dieser Stabilisierungsanordnung vot allem durch die richtige Wahl der hydropneumatischen Behälter 30 und 35 bestimmt wird, besonders in bezug auf den Rauminhalt und den Druck ihrer Hilfsgaspolster 33 und 37.

Die hydropneumatische Federung mit Stabilisie rung gemäß der Erfindung ermöglicht also den Er satz des Drehstab-Siabilisaiorö der herkuiTuTiliclicu Federungssysteme. Außerdem ermöglicht sie die beliebige Einstellung der Ansprechcharakteristik (Empfindlichkeit) der Stabilisierungsanordnung durch geeignete Wahl der Volumina bzw. der Drücke der Hauptgaspolster 11 und 19 sowie der Hilfsgaspolster 33 und 37.

Wird weiterhin die statische Belastung des Fahrzeuges vergrößert, bewirkt der Niveauregler 39 die in Fig. 6 dargestellte Schaltung, d.h. es wird sogleich eine ölmenge unter Druck in die vier Rohrleitungen 43, 44, 45 und 46 gefördert, wodurch die Bodenfreiheit wiederhergestellt wird.

Wird umgekehrt das Fahrzeug entlastet, bewirkt der Niveauregler 39 die Schaltung nach F i g. 7, in der die Rohrleitungen 43, 44, 45 und 46 mit der Rohrleitung 48 verbunden werden, um den Fahrzeugaufbau wieder absinken zu lassen.

Anschließend ist festzustellen, daß ungeachtet der statischen Belastung der Bodenabstand des Fahrzeugaufbaus auf konstantem Wert gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2

pneumatischen Feder eines anderen Rades zur Stabi-

Patentansprüche: IMenmg durch Verbindungsleitungen kreuzweise ver

bindbar sind.

1 Hydropneumatische Federung mit Stabilisie- Die hydropneumatische Federung nach der Erfin-

rung für Kraftfalirzeuge, bei der jede hydropneu- 5 dung dient zur Stabilisierung des Fahrzeuges in Quer, maüsche Feder einen dreifach wirkenden Diffe- und/oder Längsrichtung, beim Auftreten von Wankrentialkolben aufweist, der drei ölkammern be- und/oder Nickbewegungen und bei Schräglage in grenzt, nämlich eine kolbenstimseitige Hauptöl- Kurven.

kammer, die auf die Membran eines Hauptgas- Bekannt sind verschiedene hydropneumatische

polstere wirkt, eine obere Ringkammer, die auf _t0 Federungssysteme, die doppeltwirkende Fedeningsdie Membran eines Hilfsgaspolsters wirkt, und kolben aufweisen, deren ölkammern von einem Rad eine untere Ringkammer, und bei der die beiden zum anderen durch sich kreuzende Rohrleitungen Ringkammern der hydropneumatischen Feder verbunden sind. Diese bekannten Federungen weisen eines Rades mit den entsprechenden Ringkammern durchweg den Nachteil auf, daß bei ihnen die Federder hydropneumatischen Feder eines anderen 15 härte für parallele Einfederungen und die Federhärte Rades zur Stabilisierung durch Verbindungslei- für Wank- bzw. Nickbewegungen nicht voneinander tungen kreuzweise verbindbar sind, dadurch unabhängig sind.

gekennzeichnet, daß die durch Verbin- Aus der deutschen Auslegeschrift 1 260998 ist eine

dungsleitungen (29 und 34), welche in an sich hydropneumatische Federung für Kraftfahrzeuge der bekannn r Weise frei von Steuer- und Drossel- _ao eingangs genannten Gattung bekannt, bei der in den organen sind, kreuzweise miteinander verbünde- Verbindungskitungen der Ringkammern Drosseinen Ringkammern (23 und 28 sowie 24 und 27) organe und Steuerorgane vorgesehen sind, durch die der hydropneumatischen Federn von den Haupt- die kreuzweise Verbindung der Ringkammern zweier öikammern (13 und 20) hydraulisch getrennt sind, Federgruppen aufgehoben und stattdessen eine Verwobei die Hauptölkammem (13 und 20) und die 35 bindung zwischen den oberen und den unteren Ring-Ringkammern (23 und 2ä sowie 24 und 27) je- kammern der gleichen Federgruppe hergestellt werden weils für sich an einen gemeinsamen Niveauregler kann. Die Hauptölkammern sind dabei jeweils mit (39) angeschlossen sind, der in an sich bekannter den oberen Ringkammern der anderen Federgruppe Weise auf statische Änderungen des Bodenab- durch Leitungen verbunden. Standes des Fahrzeugaufbaus selbsttätig anspricht. ₃₀ Steuerorgane werden bei dieser bekannten Fede-
2. Hydropneumatische Federung nach An- _{rung in} Abhängigkeit von Geradeaus- oder Kurvenspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß der _{fahrt durch die} Lenkung oder ein Fliehkraftpendcl Niveauregler (39) in an sich bekannter Weise drei betätigt.

Schaltstellungen einnehmen kann und zwei mit Bei dieser bekannten Federung gibt es keine Unab-

einer Hauptölkammer (13 oder 20) verbundene ₃₅ hängigkeit zwischen dem Federungskreislauf für Rohrleitungen (43 und 44) sowie zwei mit je einer parallele Einfederungen und dem Stabilisierungs-Verbmdungsleitung (29 oder 34) der Ringkam- kreislauf, denn diese beiden "reisläufe sind ständig mcrn (23 und 28 bzw. 24 und 27) verbundene miteinander verbunden.

Rohrleitungen (45 und 46) in der ersten Schalt- _Eine ähnliche hydropneumatische Federung mit

stellung mit einer an eine Druckolquelle ange- 40 Stabilisierung mit einem nur doppeltwirkenden Fedeschlossenen Rohrleitung (47) und in der zweien rungskolben ist aus der deutschen Auslegeschrift Schaltstellung mit einer an eine Rückflußleitung 1 112 907 bekannt. Bei dieser sind die Hauptölkamangeschlossenen Rohrleitung (48) verbindet, _mern und die mit ihnen kreuzweise verbundenen während er in einer mittleren dritten Schaltstellung Ringölkammern außerdem an einen Niveauregler alle angeschlossenen Rohrleitungen (43, 44, 45, 45 angeschlossen, der auf Änderungen des Bodenab-46, 47 una 48) voneinander trennt. Standes des Fahrzeugaufbaus selbsttätig anspricht.
3. Hydropneumalische Federung nach den An- _{Wenn man bei dieser} bekannten hydropneumatispruchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß _scnen Federung jedoch die Steifheit der Stabilisieder Niveauregler (39) in an sich bekannter Weise rungsmittei gegen Wank- und/oder Nickbewegungen durch einen Schwenkarm (40) betätigt wird, der 50 ändert, so ändert man auch die Steifheit der Hauptuber einen Stoßdampfer (42) mit einem ein Lauf- federung gegen parallele Einfederungen.

rad (5) tragenden Schwingarm (1) des Fahrzeugs Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,

verbunden ist. _euie hydropneumatische Federung mit Stabilisierung

zu schaffen, bei der der Kreislauf der Hauptfede-

55 rung für parallele Einfederungen und der Stabilisierungskreislauf voneinander unabhängig sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische gelöst, daß die durch Verbindungsleitungen, welche Federung mit Stabilisierung für Kraftfahrzeuge, bei j_{n a}n sich bekannter Weise frei von Steuer- und der jede hydropneumatische Feder einen dreifach 60 Drosselorganen sind, kreuzweise miteinander verwirkenden Differentialkolben aufweist, der drei öl- bunderien Ringkammern der hydropneumatischen kammern begrenzt, nämlich eine kolbenstimseitige Federn von den Hauptölkammern hydraulisch ge-Hauptölkammer, die auf die Membran eines Haupt- trennt sind, wobei die Hauptölkammem und die gaspolster wirkt, eine obere Ringkammer, die auf Ringkammern jeweils für sich an einen gemeindie Membran eines Hilfsgaspolsters wirkt, und eine 6₅ samen Niveauregler angeschlossen sind, der in an untere Ringkammer, und bei der die beiden Ring- sich bekannter Weise auf statische Änderungen des kammern der hydropneumatischen Feder eines Rades Bodenabstandes des Fahrzeugaufbaus selbsttätig anmit den entsprechenden Ringkammern der hydro- spricht.