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Stabilisatoreinrichtung für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Stabilisatoreinrichtung für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 19 47 232 bekannt ist.
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Bei diesen bekannten Anordnungen werden die in Kraftfahrzeugen üblicherweise
zur Dämpfung von Fahrzeugschwingungen vorgesehenen hydraulischen Teleskopstoßdämpfer
derart ausgebildet und angeordnet, daß sie gleichzeitig die Aufgaben eines Stabilisators
übernehmen, d. h. die Rollneigung des Fahrzeugaufbaus beim Durchfahren von Kurven
verringern und das Kurvenverhalten des Fahrzeuges ganz allgemein verbessern. Sonst
übliche mit den beiden Rädern einer Fahrzeugachse in Verbindung stehende, insbesondere
U-förmige, Drehstab-Stabilisatoren können entfallen, was den wesentlichen Vorteil
mit sich bringt, daß der Raum zwischen den Fahrzeugrädern voll für die Unterbringung
der Radführungsglieder und des Antriebs- und/oder Getriebeaggregats zur Verfügung
steht, da die im Zusammenhang mit der Stabilisatorwirkung der Teleskopstoßdämpfer
erforderlichen Maßnahmen außerhalb dieses Raumes durchgeführt werden können.
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Die bekannte Stabilisatoreinrichtung -verwendet hydraulische Einrohr-Teleskopstoßdämpfer,
deren Kolben als Trennkolben ausgebildet sind, d. h. keine Ventil- oder Drosseldurchlässe
aufweisen, und deren Ober- und Unterkammern jeweils derart über Kreuz hydraulisch
miteinander verbunden sind, daß zwei voneinander getrennte aber gegenseitig aufeinander
einwirkende hydraulische Kreise vorhanden sind.
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Der konstruktive und fertigungstechnische Aufwand dieser bekannten
hydraulischen Stabilisatoreinrichtung ist erheblich. Es werden nicht nur zwei zwischen
den beiden Teleskopstoßdämpfern verlaufende Leitungen, sondern auch zwei
Druckspeicher
benötigt, die jeweils in eine der beiden Kreuzleitungen eingeschaltet sind und für
deren Unterbringung entsprechender Bauraum zur Verfügung stehen muß. Der Speicherdruck
wird durch ein gasförmiges Medium erzeugt, welches durch eine Membran von der Hydraulikflüssigkeit
getrennt ist. Um für beide Richtungen die gleiche Stabilisatorwirkung bzw. -charakteristik
zu erzielen, müssen beide Druckspeicher den gleichen Speicherdruck besitzen, was
entsprechende Sorgfalt und Genauigkeit bei der Befüllung der Druckspeicher mit dem
gasförmigen Medium erfordert.
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Von einem gewissen Nachteil kann im übrigen sein, daß gasförmige Medien
im allgemeinen recht temperaturabhängig sind, so daß Temperaturschwankungen entsprechende
Schwankungen der Stabilisatorwirkung zur Folge haben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisatoreinrichtung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art insbesondere derart zu verbessern,
daß der konstruktive Aufwand sowie der Platzbedarf für die Kopplung der Hydraulikkreise
der beiden Teleskopstoßdämpfer verringert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist
im Unteranspruch angegeben.
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Erfindungsgemäß sind die Ober- und Unterkammern der beiden Teleskopstoßdämpfer
nicht mehr kreuzweise über Hydraulikleitungen unmittelbar miteinander verbunden,
sondern lediglich die beiden kolbenstangenseitigen Kammern mittelbar über eine spezielle
Federvorrichtung/Stellzylinder-Anordnung, welche vorzugsweise als einstückige Baueinheit
ausgebildet sein kann und ohne weiteres außerhalb des engen Bauraums zwischen den
Fahrzeugrädern an einer sonst geeigneten Stelle des Fahrzeugs untergebracht werden
kann.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Die schematische Darstellung zeigt eine nicht angetriebene Fahrzeugachse,
deren Räder 11 und 12 über ein Radführungsglied 15, z. B. eine bekannte Verbund-
oder Koppellenkerachse, in bekannter Weise am Fahrzeugaufbau angelenkt sind.
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Zur Dämpfung der Fahrzeugschwingungen sind den Rädern 11 und 12 hydraulische
Einrohr-Teleskopstoßdämpfer 21, 22 zugeordnet, welche zwischen den gefederten und
ungefederten Fahrzeugmassen wirksam sind, d. h. einerseits am Fahrzeugaufbau 14
und andererseits am Radführungsglied 15 angelenkt sind. Die eigentliche Fahrzeugfederung
ist der Einfachheit halber nicht weiter dargestellt.
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Die beiderseitig der Kolben 31, 32 der Teleskopstoßdämpfer 21, 22
liegenden Dämpferkammern stehen miteinander über in den Kolben 31, 32 angeordnete
übliche Ventil- oder Drosseldurchlässe 61, 62 in Verbindung. Die kolbenstangenseitigen
Dämpferkammern 41, 42 besitzen jeweils nicht weiter bezeichnete Auslässe, an denen
Hydraulikleitungen 81 bzw. 82 angeschlossen sind, die ihrerseits mit einem hydraulischen
Stabilisatorelement 16 verbunden sind. Dieses besteht im wesentlichen aus zwei hydraulischen
Stellzylindern 91 und 92 sowie einer Federvorrichtung 17, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
eine integrierte Baueinheit bilden.
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Die im Abstand zueinander fluchtend angeordneten Stellzylinder besitzen
jeweils eine zylindrische Arbeitskammer 111 bzw. 112, in denen jeweils ein Kolben
131, 132 mit einer Kolbenstange 101, 102 axial verschieblich gelagert sind. Die
einander zugewandten Kolbenstangen 101 und 102 sind unter Zwischenschaltung einer
Federvorrichtung 12 mechanisch miteinander verbunden.
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Die beiden Hydraulikleitungen 81, 82 stellen jeweils eine hydraulische
Verbindung zwischen der kolbenstangenseitigen Dämpferkammer des einen Teleskopstoßdämpfers
und der Arbeitskammer des einen hydraulischen Stellzylinders her. Dabei ist die
Arbeitskammer 111 des einen Stellzylinders 91 auf der von seiner Kolbenstange 101
abgewandten Seite des Stellzylinderkolbens 131 angeordnet, während die Arbeitskammer
112 des anderen Stellzylinders 92 kolbenstangenseitig angeordnet ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden einerseits auftretende
Fahrzeugschwingungen im gewohnten Umfange gedämpft und andererseits wie mit dem
Einsatz üblicher Stabilisatoren Rollneigungen des Fahrzeugaufbaus verringert bzw.
das Kurvenverhalten des Fahrzeuges ganz allgemein verbessert.
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Die Funktionsweise der Schwingungsdämpfer- und Stabilisatoreinrichtung
ist folgende: Beim Einfedern z. B. des linken Fahrzeugrades 11 wird der Kolben 31
und damit die Kolbenstange 71 weiter in den Zylinder des Einrohr-Teleskopstoßdämpfers
21 eingetaucht, wobei über den Ventil- oder Drosseldurchlaß 61 in gewohnter Weise
Hydraulikflüssigkeit aus der unteren Dämpferkammer 51 in die kolbenstangenseitige
obere Dämpferkammer 41 strömt. Infolge der beim tieferen Eintauchen der Kolbenstange
71 zwangsläufig stattfindenden Volumenverkleinerung wird gleichzeitig Hydraulikflüssigkeit
aus der kolbenstangenseitigen Dämpferkammer 41 verdrängt und über die Hydraulikleitung
81 in die Arbeitskammer 111 des hydraulischen Stellzylinders 91 des hydraulischen
Stabilisatorelementes 16 gedrückt, wodurch dieser axial nach rechts verschoben wird.
Die axiale Verschiebung des Kolbens 131 bewirkt über dessen Kolbenstange 101 sowie
die Federvorrichtung 17 eine axiale Verlagerung des über seine Kolbenstange 102
mit der Federvorrichtung 17 verbundenen Kolbens 132 des rechten hydraulischen Stellzylinders
92. Die mit dessen Axialverschiebung verbundene Volumenvergrößerung der Arbeitskammer
112 verursacht eine entsprechende Druckabsenkung in der mit dieser Arbeitskammer
über die Hydraulikleitung 82 in Verbindung stehenden kolbenstangenseitigen Dämpferkammer
42 des auf der anderen Fahrzeugseite angeordneten Teleskopstoßdämpfers 22, was ein
tieferes Eintauchen der Kolbenstange 72 bzw. des Kolbens 32 und damit ein entsprechendes
Einfedern auch des rechten Fahrzeugrades 12, also den gewünschten Stabilisatoreffekt,
bewirkt.
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Die Federvorrichtung 17 wirkt hierbei wie der Drehstab eines herkömmlichen
mechanischen U-förmigen Stabilisators und bestimmt durch ihre Federrate die Stabilisierungsrate
der mit dieser Stabilisatoreinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugachse.
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In entsprechender Weise führt ein Einfedern des rechten Fahrzeugrades
12 über das hydraulische Stabilisatorelement 16 zum Einfedern auch des linken Fahrzeugrades
11.
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Wenn beide Fahrzeugräder 11 und 12 gleichzeitig ein- oder ausfedern,
bleibt das hydraulische Stabilisatorelement 16 - hinsichtlich seiner Stabilisatorwirkung
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wirkungslos; die beiden Arbeitskammern 111 und 112 werden hierbei lediglich als
Arbeitsräume für die arbeitsraumlosen Einrohr-Teleskopstoßdämpfer 21, 22, deren
Schwingungsdämpfungsfunktion voll erhalten bleibt, mit ausgenutzt.
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Die vorgeschlagene hydraulische Stabilisatoreinrichtung stellt sowohl
im Vergleich zu herkömmlichen Stabilisatoren aus Stahl als auch zu Hydraulikanordnungen,
bei denen die Ober- und Unterkammern unter Zwischenschaltung geeigneter Druckspeicher
kreuzweise miteinander hydraulisch verbunden sind, eine besonders platzsparende
Bauweise dar, wobei in den Einrohr-Teleskopstoßdämpfern besondere Ausgleichsräume
entfallen können, was zu einer entsprechend schlanken oder kurzen Bauweise dieser
Teleskopstoßdämpfer führt.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Stabilisatoren aus Stahl ergibt sich
darüber hinaus der besondere Vorteil, daß das erfindungsgemäße hydraulische Stabilisatorelement
16 ohne Schwierigkeiten - vorausgesetzt nur, daß die gleiche Stablisatorrate benötigt
wird - in bezüglich ihrer Raumverhältnisse sehr unterschiedliche Fahrzeugtypen eingebaut
werden kann, da es nicht an einen bestimmten Einbauort gebunden ist. Da sich dadurch
die Typenvielfalt der Stabilisatoren verringert, ergeben sich fertigungstechnisch
sowie bezüglich der späteren Lagerhaltung wesentliche Vorteile.