DE3049485A1 - Radaufhaengungssystem fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. H'/Weickma-nn, Dii-ju-Thys. Dr.
Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem.
Dr. Ing. H. Liska
8000 MÖNCHEN 86, DEN*;·, {j1, ij^Z.
POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
CENTRO RICERCHE FIAT S.p.A.
Strada Torino 50,
Orbassano (Turin) / Italien
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Radaufhängungssystem für Kraftfahrzeuge
130041/0838
Die Erfindung betrifft ein Radaufhängungssystem für Kraftfahrzeuge,
umfassend eine erste Fühleranordnung zum Abtasten der Durchfederung oder Absenkung der vorderen Radaufhängungen
des Kraftfahrzeuges, eine zweite Fühleranordnung zur Abtastung der Durchfederung oder Absenkung der rückwärtigen
Radaufhängungen des Kraftfahrzeuges, eine Betätigungsanordnung zur Veränderung des Niveaus der aufgehängten Massen
in Übereinstimmung mit der Hinterachse des Kraftfahrzeuges und eine von den Fühleranordnungen gesteuerte Steuereinrichtung
zur Steuerung der Betätigungseinrichtung, um die horizontale Lage des Kraftfahrzeuges bei einer Veränderung
der auf die vorderen Radaufhängungen und die rückwärtigen Radaufhängungen
einwirkenden Lasten selbsttätig aufrecht zu erhalten.
Derartige Systeme sind beispielsweise aus den britischen Patenten 1 337 241 und 1 260 844 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radaufhängungssystem
für Kraftfahrzeuge der oben genannten Art anzugeben,
das zuverlässig arbeitet, einfach aufgebaut ist und insbesondere eine geringere Anzahl von Teilen aufweist, als dies
bei den herkömmlichen Systemen der Fall ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Radaufhängungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung, welche
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
130041/0838
Fig. 1 eine schematisch-perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Radaufhängungssystems,
Fig. 2 einen teilweise schematischen Schnitt durch einen Hydraulikzylinder, der einen Teil des
in der Fig. 1 dargestellten Systems bildet,
Fig. 3 und 4 jeweils eine Schnittansicht eines Steuerventils in zwei verschiedenen ArbeitsStellungen, das
Teil des in der Fig. 1 dargestellten Systems ist,
Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen des Arbeitsprinzips des erfindungsgemäßen Radaufhängungssystems und
Fig. 7 eine Ausführungsvariante des in der Fig. 2 dargestellten Hydraulikzylinders.
In der Fig. 1 ist allgemein mit 1 ein Radaufhängungssystem
eines Fahrzeuges bezeichnet, das zwei Vorderräder 2 und zwei Hinterräder 3 umfaßt. Den Vorderrädern 2 sind zwei Federn 4
und ein TorsJ.onsstab 5 als Stabilisator zugeordnet. Den Hinterrädern
3 sind zwei Federn 6 und zwei Stoßfänger 7 zugeordnet. Mit 8 sind bruchstückhafte Teile der aufgehängten und
federnd gelagerten Masse des Kraftfahrzeuges bezeichnet.
Jeder der Federn 6 der rückwärtigen Radaufhängung ist ein Hydraulikzylinder 9 (siehe Fig. 2) zugeordnet, der zwischen
der entsprechenden Feder 6 und der aufgehängten Masse 8 des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Der Hydraulikzylinder 9 umfaßt
zwei jeweils topfförmige Element 10 und 11, die derart teleskopisch
verschiebbar ineinandergreifen, daß ihre Hohlräume einander zugewandt sind und sie dadurch eine Innenkammer 12
begrenzen. In dem Bodenteil des topfförmigen Elementes 10
130041/0838
ist ein Verfceilerventil 13 mit einem Ventilschieber 14 eingebaut,
der in einem Hohlraum 15 verschiebbar angeordnet ist, der sich koaxial zu dem Hydraulikzylinder von der Innenoberfläche
des Bodenteils ausgehend in diesen hinein erstreckt.
Der Hohlraum 15 steht über einen ersten Einlaß 16 mit einer ersten Leitung 17 in Verbindung, die an den Auslaß einer
Hydraulikpumpe 18 angeschlossen ist. Der Einlaß der Hydraulikpumpe
18 ist mit einem Tank 19 verbunden. Der Hohlraum 15
steht ferner über einen zweiten Einlaß 20 mit einer zweiten leitung 21 in Verbindung, welche mit dem Auslaß der Hydraulikpumpe
18 verbunden ist. Die zweite Leitung 21 ist ferner über eine dritte Leitung 22 mit dem Tank 19 verbunden. Schließlich
ist der Hohlraum 15, in dem der Ventilschieber verschiebbar angeordnet ist, ferner über eine Leitung 23 mit der Innenkammer
12 des Hydraulikzylinders verbunden.
Der Ventilschieber 14 ist zwischen einer ersten Endstellung, in welcher er mit seiner Unterseite gegen einen Anschlagring
24 anliegt, und einer zweiten Endstellung verschiebbar, in welcher er mit seiner Oberseite an der oberen Endfläche des
Hohlraums 15 anschlägt.
Wenn sich der Ventilschieber 14 in seiner ersten Endstellung befindet, steht der zweite Einlaß 20 über die Leitung oder
den Kanal 23 mit der Innenkammer 12 in Verbindung. Wenn jedoch der Ventilschieber 14 seine zweite Endstellung einnimmt,
steht die Innenkammer 12 mit dem ersten Einlaß 16 in Verbindung.
Das topfförmige Element 10 ist an einem Träger 8a befestigt,
der seinerseits an den aufgehängten Massen 8 des Kraftfahrzeuges
mittels einer Ringmutter 25 befestigt ist, die auf das Bodenteil des topfförmigen Elementes 10 aufgeschraubt ist.
f) Γ) Z. 1
U U '*+ I
Das topfförmige Element 11 ist stattdessen mit einem Ringflansch
11a versehen, der auf dem oberen Ende der Feder 6 aufliegt. Zwischen dem Ventilschieber 14 und dem Bodenteil
des topfförmigen Elementes 11 ist axial eine Schraubenfeder
26 angeordnet, deren Funktion weiter unten noch näher erläutert wird. In der Fig. 2 ist der Ventilschieber 14 in einer
mittleren Gleichgewichtsstellung zwischen seinen beiden Endstellungen dargestellt, in welcher die Innenkammer 12 des
Hydraulikzylinders 9 weder mit dem ersten Einlaß 16 noch mit
dem zweiten Einlaß 20 in Verbindung steht.
In der Leitung 22 (siehe Fig. 1), welche die Leitung 21 in Verbindung mit dem Tank 19 bringt, ist ein Steuerventil 27
angeordnet, umfassend ein an den aufgehängten Massen des Kraftfahrzeuges befestigtes Gehäuse 28 mit zwei Kammern 29 und 30,
die miteinander über eine Druchbrechung 31 in einer Trennwand 32 verbunden sind, welche die beiden Kammern 29 und 30 voneinander
trennt. Die Kammer 29 ist mit der Leitung 21 verbunden, während die Kammer 30 über die Leitung 22 an den Tank 19
angeschlossen ist. Die Kante der öffnung 31 dient als Ventilsitz für eine Verschlußkugel 33, welche durch eine Schraubenfeder
34 gegen diesen Ventilsitz gepreßt wird. Die in der Kammer 30 angeordnete Schraubenfeder 34 wirkt mit ihrem einen
Ende mittels einer Kappe 35 auf die Verschlußkugel 33 und stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem Sitz 36 ab, der
an dem Ende eines verschiebbar in dem Gehäuse 28 gelagerten Elementes 37 ausgebildet ist, das mit seinem anderen Ende
aus dem Gehäuse 28 herausragt. Das letztgenannte Ende des Elementes 37 wirkt mit einem Hebelarm 38 zusammen, der an
dem Torsionsstab 5 befestigt ist und sich bei einer Änderung der Absenkung der Vorderradaufhängung des Kraftfahrzeuges
um die Achse 39 des Torsionsstabes dreht.
In dem zwischen dem Ausgang der Hydraulikpumpe 18 und dem Verbindungspunkt zwischen der Leitung 21 und der Leitung 22
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liegenden Abschnitt der Leitung 21 ist eine Drossel 40 angeordnet,
um zu verhindern, daß der Druck in der Leitung 22 durch den in der Leitung 17 herrschenden Druck beeinflußt
wird.
Mit 41 ist ein Ventil bezeichnet, das in einer Leitung 42 angeordnet ist, welche den Ausgang der Hydraulikpumpe 18
mit dem Tank 19 verbindet.
Das soweit beschriebene Radaufhängungssystern arbeitet folgendermaßen:
Wenn sich das Kraftfahrzeug in einer horizontalen Lage befindet,
nimmt der Ventilschieber 14 jedes Hydraulikzylinders 9 seine Gleichgewichtsstellung gemäß Fig. 2 ein.
Angenommen, daß unter diesen Bedingungen die auf die Frontaufhängungen
des Kraftfahrzeuges einwirkende Last zunimmt, so bewirkt diese Zunahme ein Absenken der Frontaufhängungen und
infolgedessen ein Absinken der aufgehängten Massen 8 des Kraftfahrzeuges relativ zu den Vorderrädern 2. Das Gehäuse 28
des Steuerventils 27 und der Torsionsstab 5 senken sich gleichzeitig mit den aufgehängten Massen 8 relativ zu den Rädern des
Kraftfahrzeuges. Dieses Absinken ist infolgedessen zusätzlich von einer Drehung des Mittelabschnittes des Torsionsstabes 5
umseine Achse 39 begleitet. Diese Drehung bewirkt eine entsprechende Drehung des mit dem Torsionsstab 5 verbundenen
Hebelarmes 38, der somit aus seiner in der Fig. 3 dargestellten Stellung beispielsweise in die in der Fig. 4 dargestellte
Stellung überführt wird. Die Drehung des Hebelarmes 38 bewirkt ein Zurückziehen des Elementes 37 in die Kammer 30 des Steuerventils
27 hinein, wodurch die Vorspannung der Schraubenfeder 34 erhöht wird.
130041/1083:
Wenn das Kraftfahrzeug eine horizontale Lage einnimmt (in diesem Zustand hat das Steuerventil 27 die in der
Fig. 3 dargestellte Stellung) fließt das von der Hydraulikpumpe 18 zugeführte Fluid über die Leitung 21 und die Leitung
22 in die innere Kammer 29 des Steuerventils 27 und von dort in die Kammer 30, nachdem sie unter Überwindung
der Federvorspannung der Schraubenfeder 34 die Verschlußkugel 33 zurückgedrückt hat. Aus der Kammer 30 kehrt dann das Fluid
über die Leitung 22 in den Tank 19 zurück. Da bei einer Zunahme der Absenkung der Frontaufhängungen die Vorspannung der Schraubenfeder
34 aufgrund des Einschiebens des Elementes 37 in die Kammer 30 ansteigt, muß das von der Hydraulikpumpe 18 zugeführte
Fluid eine noch größere Federkraft überwinden, um die Verschlußkugel 33 zurückzudrücken, wenn das Absenken der
Frontaufhängungen zunimmt. Es ist klar, daß daher in diesem Falle auch der Druck in dem Abschnitt der Leitung 21 zunimmt,
der stromabwärts der Verbindungsstelle zwischen der Leitung 21 und der Leitung 22 liegt.
Schließlich wird dem zweiten Einlaß 20 jedes Hydraulikzylinders 9 ein Druck zugeführt, der eine Funktion des Absenkens
der Vorderräder des Kraftfahrzeuges ist.
Der jedem Hydraulikzylinder 9 zugeordnete Ventilschieber 14
zeigt unter der Wirkung des über den Einlaß 20 zugeführten Druckes und der Einwirkung der Schraubenfeder 26 die Neigung,
sich abwärts in Richtung auf seine erste Endstellung zu bewegen. Auf der anderen Seite wird der Ventilschieber 14
durch den in der Innenkammer 12 herrschenden Druck nach oben
gedrückt.
Angenommen, daß das Absenken der Frontaufhängungen so ist, daß es eine ausreichende Zunahme des über die Leitung 21
dem Einlaß 20 zugeführten Druckes bewirkt, so daß der jedem
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Hydraulikzylinder 9 zugeordnete Ventilschieber 14 sich abwärts bewegt und dabei die Innenkammer 12 des Hydraulikzylinders
mit dem Einlaß 20 verbindet. Da das System so ausgelegt ist, daß der dem Einlaß 20 zugeführte Druck stets
geringer ist als der innerhalb der Kammer 12 herrschende Druck, bewirkt die Verbindung des Einlasses 20 mit der Innenkammer
12 einen Abfluß des in der letzteren enthaltenen Fluides
über die Leitung 23 und den Einlaß 20, die Leitung 21 und die Leitung 22 zum Tank 19. Infolgedessen ziehen sich
die Hydraulikzylinder 9 zusammen, wodurch auf das Absinken des Vorderteils des Kraftfahrzeuges, das aus der horizontalen
Lage ausgelenkt wurde, ein entsprechendes Absinken des rückwärtigen Teiles des Kraftfahrzeuges folgt.
Da sich jeder Hydraulikzylinder zusammenzieht, nimmt natürlich die von der Feder 26 auf den Ventilschieber 14 ausgeübte und
ihn abwärts ziehende Kraft ab. Das System ist so ausgelegt, daß bei einem Zusammenziehen der Hydraulikzylinder 9 in der
Weise, daß dadurch die horizontale Lage des Kraftfahrzeuges wieder hergestellt wird, jeder Ventilschieber 14 in seine
Gleichgewichtsstellung zurückkehrt und dabei die Verbindung zwischen der Innenkammer 12 mit dem Tank 19 unterbricht.
In dieser Betriebsphase wirkt somit jeder Hydraulikzylinder als Betätigungsglied zur Änderung des Niveaus der aufgehängten
Massen an den rückwärtigen Radaufhängungen des Kraftfahrzeuges, um so die horizontale Lage des Fahrzeuges selbsttätig
aufrecht zu erhalten.
Die Schraubenfeder 26 wirkt in gewisser Hinsicht als Fühler zur Abtastung einer Längenänderung des Hydraulikzylinders 9
und hat die Aufgabe, so zu wirken, daß der Ventilschieber in seine Gleichgewichtsstellung zurückkehrt, wenn das Kraft-
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fahrzeug seine horizontale Lage einnimmt.
Es wird nun angenommen, daß das Kraftfahrzeug aus seiner horizontalen
Lage ausgelenkt wird infolge einer Zunahme einer auf die rückwärtigen Radaufhängungen wirkenden Last, wobei
diese Zunahme eine gegenseitige axiale Annäherung der beiden topfförmigen Elemente 10 und 11 bewirkt, welche jeden der
Hydraulikzylinder bilden. Die durch diese gegenseitige Annäherung der topfförmigen Element 10 und 11 bewirkte Druckzunahme
in der Innenkammer 12 ist bestrebt, den Ventilschieber
14 nach oben in Richtung auf seine zweite Endstellung zu verschieben.
Wenn die Zunahme der auf die rückwärtigen Radaufhängungen wirkenden Last so groß ist, daß sie innerhalb der Kammer
einen ausreichenden Druck erzeugten, um den Ventilschieber unter Überwindung der Federvorspannung der Schraubenfeder
in seine zweite Endstellung zu überführen, wird die Innenkammer 12 über den Einlaß 16 und die Leitung 17 mit dem
Auslaß der Hydraulikpumpe 18 verbunden.
Wie man sehen kann, wirkt in diesem Betriebszustand jeder Hydraulikzylinder 9 als Fühler zum Abtasten des Absenkens
der rückwärtigen Radaufhängungen.
Nach einer Verbindung mit der Hydraulikkammer 18 empfängt die Innenkammer 12 Fluid von dieser Pumpe, wodurch die beiden
topfförmigen Elemente 10 und 11 bestrebt sind, sich in
axialer Richtung voneinander zu entfernen, und so zu einer Längenzunahme des Hydraulikzylinders 9 führen.
Das Absinken des rückwärtigen Fahrzeugteils, das zu einer Auslenkung des Fahrzeugs aus seiner horizontalen Lage führte,
ist somit unmittelbar gefolgt von einem Anheben dieses
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rückwärtigen Fahrzeugteiles unter der Wirkung der Längenzunahme der zwischen den Aufhängungsfedern 6 und den aufgehängten
Massen 8 des Kraftfahrzeuges angeordneten Hydraulikzylindern 9.
In diesem Betriebszustand dienen die Hydraulikzylinder 9, wie dies bereits oben beschrieben wurde, als Betätigungselemente
zur Veränderung des Niveaus des rückwärtigen Fahrzeugteile.
Zusammenfassend läßt sich daher feststellen, daß in dem erfindungsgemäßen
Radaufhängungssystem die Mittel zum Abtasten des Absenkens der Frontaufhängungen von dem Steuerventil 27
gebildet sind, während die Hydraulikzylinder 9 gleichzeitig als Fühler zur Abtastung des Absenkens der rückwärtigen Radaufhängungen
und als Betätigungsmittel zur Veränderung des Niveaus der aufgehängten Massen entsprechend der rückwärtigen
Achse des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Die jedem Hydraulikzylinder
9 zugeordnete Schraubenfeder 26 dient schließlich als Fühler zum Abtasten der Längenänderung des Hydraulikzylinders
und soll den Gleichgewichtszustand wieder herstellen, wenn die horizontale Lage des Fahrzeuges wiedergewonnen wurde.
Für die korrekte Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Radaufhängungssystems ist es erforderlich, daß der jedem
Hydraulikzylinder 9 zugeordnete Ventilschieber 14 seine Gleichgewichtslage einnimmt, wenn das Kraftfahrzeug seine
horizontale Lage wiedergewonnen hat.
In der Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 4a eine Feder, welche die Federn 4 der Vorderradaufhängungen des Kraftfahrzeuges
darstellt. Die Steifigkeit dieser Feder 4a entspricht daher der Summe der Steifigkeiten der beiden Federn 4 der
Vorderradaufhängungen. Das Bezugszeichen 6a bezeichnet eine Feder, welche den Federn 6 der Hinterradaufhängungen des.
H/©
Kraftfahrzeuges entspricht. Die Steifigkeit der Feder 6a entspricht daher der Summe der Steifigkeiten der Federn 6
der Hinterradaufhängung. In der Fig. 6 ist ferner ein der Feder 6a zugeordneter Hydraulikzylinder 9 schematisch dargestellt.
Die Federn 4a und 6a sind durch gestrichelte Linien in einer Konfiguration dargestellt, die sie bei leerem Fahrzeug einnehmen.
Durchgehende Linien zeigen die Federn 4a und 6a in einer Konfiguration, die dem Zustand des Fahrzeuges entspricht,
das der Wirkung einer allgemeinen Last im Bereich der Vorderachse und der Hinterachse ausgesetzt ist.
Mit y0 ist der Abstand zwischen dem Ringflansch 11a und
dem dem Hydraulikzylinder 9 zugeordneten Träger 8a bezeichnet, wenn das Kraftfahrzeug unbeladen ist und eine horizontale
Lage einnimmt.
Mit FA0 und F 0 sind die Lasten bezeichnet, die auf die Federn
4a und 6a im leeren Zustand des Kraftfahrzeuges wirken.
Mit F2. und F sind die Lasten bezeichnet, welche auf die
Ά ρ
Federn 4a bzw. 6a im allgemein beladenen Zustand des Fahrzeuges wirken.
Mit y und y sind die durch Druck auf die Federn 4a bzw. 6a bewirkten
Feder aus lenkungen bei einem Übergang von dem leeren Zustand zum belasteten Zustand des Fahrzeuges bezeichnet. Schließlich
ist mit yc die Längenänderung des Hydraulikzylinders 9 bezeichnet,
welche dem belasteten Zustand des Fahrzeuges entspricht.
Angenommen, daß bei leerem Fahrzeug entsprechend der Einwirkung der Lasten FAQ und F Q das Fahrzeug eine horizontale
annimmt. Dann wird die Bedingung für die horizontale Lage bei jeder anderen Belastung durch die folgende Beziehung
ausgedrückt:
YA = yp + y0 " yC (1)
Wenn mit k und k die Steifigkeiten der Federn 42 bzw.
bezeichnet werden, wird die Größe der Ausschläge yA und y
α ρ
durch die folgenden Beziehungen ausgedrückt;
A ΚΑ
P -F
Durch Einsetzen der Beziehungen (2) und (3) in die Beziehung (1) erhält man einen Ausdruck für die Auslenkung yc, die der
Hydraulikzylinder 9 erbringen muß, um die horizontale Lage des Kraftfahrzeuges bei einer beliebigen Belastung der Radaufhängungen
aufrecht zu erhalten:
P — P P — P
ν = P PQ _ A *A0
yC k kA y0
Um zu erreichen, daß der Ventilschieber 14 (siehe Fig. 5) in jedem Hydraulikzylinder 9 seine in der Fig. 2 dargestellte
Gleichgewichtsstellung einnimmt, muß die folgende Beziehung erfüllt sein:
PA A + yC kM + f0 =
3 Ό Ό /4 U ^ (0) © 3 8
dabei gilt:
A bezeichnet die Quer--chnittsflache des Ventilechiebers 14;
pa bezeichnet den dem zweiten Einlaß 20 des Hydraulikzylinders
9 zugeführten Druck;
ρ bezeichnet den in der Innenkammer 12 des Hydraulikzylinders
9 herrschenden Druck;
f- bezeichnet die Vorspannung der jedem Hydraulikzylinder zugeordneten
Feder 26 entsprechend einer Auslenkung y = 0;
k„ bezeichnet die Steifigkeit der Federn 26.
Die Größe des Druckes p-, der über das Steuerventil 27 und
die Leitungen 22 und 21 dem Einlaß 20 jedes Hydraulikzylinders 9 zugeführt wird, wird durch die folgende Beziehung ausgedrückt:
Lv Kv
Pa = Pao + yA- ςτ (6)
Dabei gilt:
p.0 bezeichnet den dem Einlaß 20 zugeführten Druck, wenn
die Vorderradaufhängungen der Last F- ausgesetzt sind;
LR bezeichnet die Länge des Armes des Elementes 37 bezüglich
des Torsionsstabes 39 (siehe Fig. 3 und 4);
kv bezeichnet die Steifigkeit der Feder 34 des Steuerventils
27;
b bezeichnet die Querschnittsfläche der öffnung 31.
L F
Setzt man =— = £ und bedenkt, daß ρ = ^-, wobei S die Quer-
11B p
schnittsfläche des Hydraulikzylinders 9 (siehe Fig. 2) bezeichnet,
so erhält man bei Einsetzen des Ausdruckes (6) in den Ausdruck (5) die folgende Beziehung:
·£·ΙΓ A + yckM + fo ■ s£a
Diese Beziehung drückt den Zustand aus, der erfüllt sein muß, damit der Ventilschieber 14 in jedem der Hydraulikzylinder 9
seine in der Fig. 2 dargestellte Gleichgewichtsstellung einnimmt.
Wenn man erreichen will, daß das Kraftfahrzeug bei in seiner Gleichgewichtsstellung befindlichem Ventilschieber 14 seine
horizontale Lage einnimmt, müssen die Beziehungen (4) und (7)
gleichzeitig erfüllt sein.
Setzt man den Ausdruck (4) in den Ausdruck (7) ein, so erhält man die folgende Beziehung:
r — τ? ν w _ τ?
A AO . r fM , . ρ Jp0
kA b M: k
Wenn man schließlich erreichen will, daß der Ventilschieber sich in seiner Gleichgewichtsstellung befindet, wenn das
Kraftfahrzeug seine horizontale Lage wiedergewinnt, ist es erforderlich, das oben beschriebene System derart auszubilden,
130041/0838
daß die Beziehung (8) erfüllt ist.
Da diese Beziehung stets erfüllt ist, jedoch die Lasten F2
und F variieren, genügt
Beziehung (8) Null sind.
Beziehung (8) Null sind.
und F variieren, genügt es, daß die Koeffizienten in der
Durch diese Bedingung kann man aus der Beziehung (8) die folgenden Ausdrücke ableiten:
JT
2 <10>
fo
Für eine fehlerfreie Arbeitsweise des oben beschriebenen Systems ist es schließlich erforderlich, daß der dem Einlaß
20 jedes Hydraulikzylinders 9 zugeführte Druck ρ stets geringer
als der oder höchstens gleich dem Druck ρ ist, der in der Innenkammer 12 des Hydraulikzylinders 9 herrscht.
Diese Bedingung muß notwendigerweise erfüllt sein, wenn man erreichen will, daß die Innenkammer 12 des Hydraulikzylinders
9 mit dem Kanal 20 zum Abfluß des in der Innenkammer 12
enthaltenen Fluides verbunden ist, wenn der Ventilschieber seine erste Endstellung einnimmt.
In der folgenden Darlegung wird vorausgesetzt, daß der Zustand, in dem das Verhältnis pÄ durch ρ seinen Maximalwert
annimmt, dem Zustand eines leeren Fahrzeuges bei maximaler Abbremsung entspricht.
Mögen F* Q und F* „ die Lasten beschreiben, die auf die vorderen
Radaufhängungen und auf die hinteren Radaufhängungen unter den vorstehend genannten Bedingungen einwirken, so
läßt sich die Beziehung ρΆ £ ρ schreiben:
α ρ
F* P* F k
* PO >„ ,AO- *A0 c V η,,
P+ l b~ (12)
kA
Um zu erreichen, daß das erfindungsgemäße System in der oben
beschriebenen Weise korrekt arbeitet, ist es daher erforderlich, daß die Beziehungen (9), (10), (11) und (12) erfüllt
sind.
Fig. 7 zeigt eine Variante des in der Fig. 2 dargestellten Hydraulikzylinders.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 weist das einen Teil des Hydraulikzylinders 9 bildende topfförmige Element 10 einen
Kopf 10a auf, in dem der mit der Leitung 17 zu verbindende
erste Einlaß 16, der mit der Leitung 21 zu verbindende zweite Einlaß 20 und ein dritter Einlaß 50 ausgebildet sind, der
zum direkten Anschluß an den Tank 19 bestimmt ist. Für den
Fall, daß ein Hydraulikzylinder 9 der in der Fig. 7 dargestellten Art verwendet wird, umfaßt daher das in der Fig. 1
dargestellte System eine weitere Leitung zur Verbindung des Einlasses 50 mit dem Tank 19.
Der Einlaß 16 steht mit dem Hohlraum 15, in dem der Ventilschieber
14 verschiebbar angeordnet ist, über einen axialen Kanal 16a und einen radialen Kanal 16b in Verbindung. Der
Einlaß 20 steht mit dem Hohlraum 15 über eine axiale Leitung 20a in Verbindung, die zu der oberen Stirnwand des
Hohlraumes 15 führt. Der Einlaß 50 ist mit dem Hohlraum 15
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über einen axialen Kanal 50a und einen radialen Kanal 50b verbunden.
Der Ventilschieber 14 ist mit einer umlaufenden Nut versehen, welche zusammen mit der Umfangswand des Hohlraumes 15 eine
Ringkammer 14a bildet. D.lrse Ringkammer 14a steht, mit der
Innenkammer 12 des Hydraulikzylinders 9 über Kanäle 14b in
Verbindung, die innerhalb des Ventilschiebers 14 ausgebil- ,■
det sind.
i Der von dem topfförmigen Element 11 gebildete Teil des Hydrau- >
likzylinders weist einen axialen zylindrischen Fortsatz 51 auf, der sich von dem Kopfteil 11a des topfförmigen Elementes
in die Innenkammer 12 hinein erstreckt. Die Enden der Schraubenfeder
26 sind in Nuten 52 und 53 eingehängt, die in einem an dem Ventilschieber 14 befestigten axial gerichteten zylindrischen
Fortsatz 54 bzw. in dem von dem Kopf 11a ausgehenden axialen Fortsatz 51 ausgebildet sind. Die freien Enden der
Fortsätze 51 und 54 liegen aneinander an, wenn das oben beschriebene Radaufhängungssystem außer Betrieb ist und die
Innenkammer 12 nicht mit einem Fluid von der Pumpe 18 her
gefüllt wird. In diesem in der Fig. 7 dargestellten Zustand wird der Ventilschieber 14 durch den Fortsatz 51 in seiner
zweiten Endstellung gehalten, welcher einer Verbindung des ersten Einlasses 16 mit der Innenkammer 12 entspricht. Wenn
daher die Hydraulikpumpe 18 betätigt wird, um der Innenkammer 12 jedes Hydraulikzylinders 9 Fluid zuzuführen, kann
auf diese Weise das an dem Einlaß 16 ankommende Fluid zur
Innenkammer 12 durchströmen. Wenn der Druck in der Innenkammer
12 einen ausreichend hohen Wert erreicht, wird das topfförmige Element 10 gegenüber dem topfförmigen Element
angehoben. Dies führt dazu, daß der Ventilschieber 14 in seine mittlere Gleichgewichtsstellung gebracht wird, welche
einer horizontalen Lage des Kraftfahrzeuges entspricht.
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•lh-
Leerseite
Claims (10)
1.jRadaufhängungssystem für Kraftfahrzeuge, umfassend eine
erste Fühleranordnung zum Abtasten der Durchfederung oder Absenkung der vorderen Radaufhängungen des Kraftfahrzeuges,
eine zweite Fühleranordnung zur Abtastung der Durchfederung oder Absenkung der rückwärtigen Radaufhängungen des
Kraftfahrzeuges, eine Betätigungsanordnung zur Veränderung
des Niveaus der aufgehängten Massen in Übereinstimmung mit der Hinterachse des Kraftfahrzeuges und eine von den Fühleranordnungen
gesteuerte Steuereinrichtung zur Steuerung der Betätigungseinrichtung, um die horizontale Lage des Kraftfahrzeuges
bei einer Veränderung der auf die vorderen Radaufhängungen und die rückwärtigen Radaufhängungen einwirkenden
Lasten selbsttätig aufrecht zu erhalten, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
a) zwischen den Federn (6) der rückwärtigen Radaufhängung und den aufgehängten Massen (8) des Kraftfahrzeuges ist
mindestens ein Hydraulikzylinder (9) angeordnet, der so ausgebildet ist, daß er sowohl als Betätigungselement
als auch als Tastelement zum Abtasten der Durchfederung oder der Absenkung der rückwärtigen Radaufhängungen
dienen kann, wobei der Hydraulikzylinder (9) im wesentlichen aus zwei Elementen (10, 11) besteht, von
denen das eine mit den Federn (6) der rückwärtigen Radaufhängungen und das andere mit den aufgehängten
Massen (8) des Kraftfahrzeuges verbunden ist und die zwischen sich eine Innenkammer (12) einschließen;
b) das Radaufhängungssystem umfaßt einen Tank (19) und eine Hydraulikpumpe (18), deren Einlaß mit dem Tank (19)
verbunden ist und deren Auslaß über eine erste Leitung (17)
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mit einem ersten Einlaß (16) und über eine zweite
Leitung (21) mit einem zweiten Einlaß (20) des Hydraulikzylinders (9) in Verbindung steht;
c) die erste Fühleranordnung umfaßt ein Steuerventil (27) zur Steuerung des in der zweiten Leitung (21) herrschenden
Druckes, wobei das Steuerventil (27) ein bewegliches Steuerelement (37) umfaßt, das in Abhängigkeit
des Federweges der vorderen Radaufhängungen bewegbar ist, um eine Zunahme des Druckes in der zweiten Leitung (21)
zu bewirken, wenn die Durchfederung oder Absenkung der vorderen Radaufhängungen zunimmt;
d) in einem der beiden den Hydraulikzylinder (9) bildenden Elemente (10, 11) ist ein Verteilerventil (13) angeordnet
mit einem Ventilschieber (14), der an seinem einen Ende dem über den zweiten Einlaß (20) zugeführten
Druck und an seinem entgegengesetzten Ende dem in der Innenkarrmer (12) des Hydraulikzylinders (9) herrschenden
Druck ausgesetzt ist, wobei der Ventilschieber (14) zwischen einer ersten Endstellung,der ein an dem zweiten
Einlaß (20) anliegender Druck entspricht und in welcher die Innenkammer (12) des Hydraulikzylinders (9) mit einem
Abfluß verbunden ist, so daß der Hydraulikzylinder (9) sich verkürzt, und einer zweiten Endstellung verschiebbar
ist, der ein in der Innenkammer (12) des Hydraulikzylinders (9) herrschender Druck entspricht und in der
die Innenkammer (12) in Verbindung mit dem ersten Einlaß
(16) steht, um ein Ausfahren des Hydraulikzylinders zu bewirken; und
e) die Steuereinrichtung umfaßt eine Feder (26), die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie als Tastelement
zu Abtastung der Längenänderung des Hydraulik-
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Zylinders (9) wirkt,und die zwischen dem Ventilschieber
(14), welcher dem einen der den Hydraulikzylinder (9) bildenden Elemente (10, 11) zugeordnet ist, und
dem anderen dieser beiden Elemente (10, 11) des Hydraulikzylinders (9) angeordnet ist, wobei die Feder (26)
so ausgelegt ist, daß sie den Ventilschieber (14) in eine Gleichgewichtsstellung zurückstellt, in welcher die
Innenkammer (12) des Hydraulikzylinders (9) abgesperrt
ist, wenn das Fahrzeug seine horizontale Lage einnimmt.
2. Radaufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es zwei Hydraulikzylinder (9) umfaßt, die zwischen den Federn (6) aer rückwärtigen Radaufhängung und den aufgehängten
Massen (8) des Kraftfahrzeuges angeordnet sind.
3. Radaufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hydraulikzylinder (9) zwei im wesentlichen topfförmige Elemente (10, 11) umfaßt, die mit ihren
einander zugewandten Hohlräumen verschiebbar ineinander angeordnet sind.
4. Radaufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerventil (27) in einer dritten Leitung (22) angeordnet ist, welche die zweite
Leitung (21) mit dem Tank (19) verbindet, und daß das
Steuerventil (27) so ausgebildet ist, daß es die Menge des von der zweiten Leitung (21) über die dritte Leitung (22)
an den Tank (19) abgegebenen Fluides und damit den in der zweiten Leitung (21) herrschenden Druck steuert.
5. Radaufhängungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenkammer (12) des Hydraulikzylinders (9) bei in seiner ersten Endstellung befindlichem Ventilschieber
(14) mit dem Tank (19) über den zweiten Einlaß (20),
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die zweite Leitung (21), das Steuerventil (27) und die
dritte Leitung (22) in Verbindung steht.
6. Radaufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ·
net, daß bei in der ersten Endstellung befindlichem Ventilschieber
(14) die Innenkammer (12) des Hydraulikzylinders
(9) mit einem dritten Einlaß (50) des Hydraulikzylinders in Verbindung steht, der mit dem Tank (19) verbunden
ist.
7. Radaufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (27) ein Rückschlagventil
mit einem Ventilsitz (31), einem Ventilglied (33) und Federmitteln (34) umfaßt, welche das Ventilglied
(33) gegen den Ventilsitz (31) spannen, wobei das bewegliche Steuerelement (37) des Steuerventils (27) mit einer Stabilisatorstange
(5) der Vorderräder (2) mechanisch verbunden ist, um die Vorspannung der Federmittel (34) zu erhöhen,
wenn die Durchfederung oder Absenkung der vorderen Radaufhängung des Kraftfahrzeuges zunimmt.
8. Radaufhängungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (27) ein Gehäuse (28) mit zwei
Kammern (29, 30) aufweist, die mit einem stromaufwärts bzw. einem stromabwärts des Steuerventils (27) gelegenen Abschnitt
der dritten Leitung (22) in Verbindung stehen, wobei der Ventilsitz des Rückschlagventils von der Kante
einer Öffnung (31) in einer Trennwand (32) gebildet ist, welche die beiden Kammern (29, 30) voneinander trennt,
wobei ferner das Ventilglied von einem in der Kammer (30), welche mit dem Tank (19) über die dritte Leitung (22) verbunden
ist, angeordneten Kugelelement gebildet ist und wobei die das Ventilglied gegen den Ventilsitz spannenden
Federmittel von einer Schraubenfeder (34) gebildet sind,
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welche zwischen dem Ventilglied (33) und dem beweglichen
Steuerelement (37) angeordnet ist.
9. Radaufhängungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Steuerelement des Steuerventils (27)
verschiebbar in dem Gehäuse (28) angeordnet ist und mit einem Ende aus diesem Gehäuse (28) herausragt, wobei das
herausragende Ende mechanisch mit einem Querhebel (38) verbunden ist, der an einem Mittelabschnitt der Stabilisator
stange (5) befestigt ist.
10. Radaufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (9) mit Anschlagmitteln
(51, 54) versehen ist, um den Ventilschieber (14) in seiner ersten Endstellung zu halten, wenn die Innenkammer (12)
des Hydraulikzylinders (9) nicht mit Fluid gefüllt ist.
130041/0838
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