DE9001567U1 - Federungs-/Dämpfungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Hermann AhI, Seitenstraße 184, 5400 Koblenz Lorenz Ältenhofen, Heergasse 1, 5441 Eppenberg

Federungs-/DSrapfungssystem fSr Kraftfahrzeuge

Stand der Tecnnik

Die Erfindung betrifft ein Federungs-ZDämpfungssystem für Kraftfahrzeuge, bei dem zum Erzielen eines praktisch beliebigen Federungs-/Dämpfungsverhaltens die Feder-/ Dämpferkombination über einen Führungskörper angesteuert wird, der - rollend oder gleitend - eine Kurvenscheibe oder eine entsprechende Kulisse mit vorgegebenem Kurvenverlauf abtastet. Entsprechend den jeweils vorliegenden geometrischen Verhältnissen zwischen der Ausrichtung des ggfs. hydropneumatisch ausgeführten Federbeins, der Aus-

richtung der das betreffende Rad tragenden , mit dem Federbein gelenkig verbundenen Schwinge, Anordnung eines Abstützhebels zwischen d*r erwähnten Schwinge und dem erwähnten Führungskörper bzw. dem betreffenden Ende des Federbeins und Ausrichtung des - vorgegebenen - Kurvenverlaufs an der Kurvenscheibe bzw. der Kulisse bezogen auf den Verlauf der Fahrbahn kann durch entsprechendes Verdrehen von Kurvenscheibe bzw, Kulisse das Federungs-/ Dämpfungsverhalten kontinuierlich geändert werden. - Eine Änderung des Federungs-/Dämpfungsverhaltens bei diesem vorbekannten, in der DE-OS 36 35 232 beschriebenen Federungs·

system kann allerdings nur im Rahmen eines fest vorgegebenen Kurvenverlaufs an der Kurvenscheibe bzw. der Kulisse e-folgen und muß im übrigen auch bedarfsweise von Hand vorgenommen werden; eine autufiiatisr.f Einsteilung des Federungs-/ Dampfungsverhaltens im Hinblick auf eine jeweils gegebene Fahrsituation, also im Hinblick auf jeweilige Beladung oder Last des Fahrzeugs, auf dessen Geschwindigkeit-und auf die Eigenart der jeweils befahrenen Fahrbahn ist ni*c*t möglich.

Im Automobilbau werden bis heute die Feder- und Dämpfer-Elemente direkt von den radführenden Teilen (Achsen, Dreieckslenker etc.) angesteuert. Ein von einem linearen Zusammenhang zwischen Federkraft und Einfederungsweg abweichendes Federungsverhalten ist nur durch aufwendige Feder- und Dämpfer-Elemente zu erzielen und das auch nur in stark eingeschränktem Maß. Für Fahrwerksmanipulationen (wie z.B. weicheres oder härteres Federungsverhalten oder Absenken der Karosserie), die ohne Austauschen von Teilen vorgenommen werden sollen, gilt ähnliches, darüberhinau* oann auch noch mit aer zusätzlichen Einschränkung, daß teilweise ein konstant bleibendes Fe,derungs-/Dämpfungs-Verhältnis nicht gewährleistet ist.

Bei Motorrädern ist die Entwicklung bereits einen Schritt weiter: Mit Hilfe von Hebelumlenkung (Yamaha, Honda) sind auch progressive Hinterradfederungen möglich. Die Klasse der hierdurch zu verwirklichenden Funktionen des Federungsverhaltens ist jedoch ebenfalls starken Einschränkungen unterworfen. Eine speziell bei Motorrädern sehr wichtige "einfache" Fahrwerksmanipulation, nämJich die Anpassung an den Zwei-Personen-Betrieb, wird jedoch im Regelfall immer noch durch ähnlich untaugliche Maßnahmen wie Erhöhung der Federvorspannung versucht. Bei diesen Maßnahmen bleibt <1as Feder^/Dämpfer-Verhältnis jedoch nicht konstant, was

dazu führt, daß (speziell bei leichteren Motorrädern) die Dämpfung oft überlastet ist und das Motorrad sich bei entsprechenden Fahrbahnunebenheiten aufschaukeln kann. Da die Erhöhung der Rückstellkraft nur in einem relativ bescheidenen Maß möglich ist, leiden stark beladene Motorräder deshalb oft zum Durchschlagen der Federung. Zur Lösung der hier nur beispielsweise für den Betrieb von Motorrädern anyedöüteien rrüuieme kann mit dem Federi/ngssysteßj nach der erwähnten DE-OS 36 35 232 durchaus eine gewisse Verbesserung erzielt werden.

Weiterhin is.t ein sogenanntes regelbares Federelement für die Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, bekannt, bei dem das Federelement beispielsweise eine hydropneumatische Feder sein kann, die einerseits mit dem Radführungsglied und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist (DE-OS 26 04 809). - Es ist bekannt, daß zum Vermeiden des den Fahrkomfort mindernden Aufschaukeins von Nickschwingungen beim überfahren von Fahrbahnunebenheiten die Eigenfrequenz an der Vorderachse

&eegr; I fht h &Lgr; K &Lgr; *■* CAnWai^n IUAZ¹^mHAi /lAixuai ea aH A w* nfAsImisiAi* e A { &eegr;

>t i vif &kgr; &pgr; vit« &igr; &igr; JVIiUCi &pgr; circvnmaui^ci nci<9C cti c &tgr; ii &igr; cut s^^i ·? ^ * &tgr; * soll als an der Hinterachse. Bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit werden beim überfahren einer Fahrbahnunebenheit die hinteren Fahrzeugräder gegenüber den vorderen Fahrzeugrädern gewissermaßen verzögert angestoßen, so daß die Vqrder- und Hinterachse phasenverschoben schwingen. Hierbei müßte die Lagerung der Vorderachse niederfrequenter ausgebildet werden, damit die schneller schwingende Hinterachse möglichst schnell in gleiche Phase wie die Vorderachse gerät, wobei die Nickschwingung abklingt. Demgegenüber werden bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Vorder- und Hinterräder beim überfahren einer Fahrbahnunebenheit in erheblich geringerem Zeitabstand, praktisch nahezu gleichzeitig angestoßen. Deshalb sollte im Falle dieses Fahrzustandes die Eigenfrequenz an der Vorderachse jeweils gleich groß mit der Eigenfrequenz an der Hinterachse sein. Aus diesen

Gründen ist es zweckmäßig, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Eigenfrequenz von Vorder- und Hinterachse an die jeweilige Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzupassen. Im Fall der erwähnten DE-OS 26 04 809 wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß mit dem Federelement ein Stellglied zusammenwirkt, das seinerseits über eine Verstellvorrichtung mit einem Stellmotor zur Verstellung der Federrate des Federelement.es in Verbindung steht, wobei durch die Verstellung die resultierende Federrate der Radaufhängung bezogen auf ein Rad in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit verändert wird. Die im Fall dieser Druckschrift vorgeschlagene Lösung zur bedarfsweisen Veränderung'des Federverhaltens ist jedoch äußerst kompliziert und benötigt relativ viele und kostspielige Bauteile, weswegen sich diese Lösung bis heute in der Praxis nicht einführen konnte.

Seit einigen Jahren bemüht man sich in der Kraftfahrzeugtechnik auch besonders darum, das in den entsprechenden Fahrsituationen auftretende, mehr oder weniger starke Schlingern des Fahrzeugs soweit wie möglich zu verhindern oder - was noch besser ist - einem sich möglicherweise anbahnenden Schlingern von vornherein vorzubeugen. Im Hinblick auf diese' Problematik liefert die EP 0 190 978 A1 einen interessanten Vorschlag, der - soweit ersichtlich sich bisher aber noch nicht in der Praxis eingeführt hat. Im Fall der Lösung nach dieser Druckschrift sind die Schwingarme bzw. Lenker der einzeln aufgehängten Räder der Vorderachse über Zwischenglieder (Hebel und Lenker) mit dem Zylinder bzw. der Kolbenstange einer Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden, deren beide Einlasse für Hydraulikflüssigkeit über eine von einem Elektroventil verschließbare Leitung miteinander verbunden sind. Darüberhinaus sind die beiden Einlasse der Kolben-Zylinder-Anordnung mit dem einen bzw. anderen von zwei hydropneumatischen Federelementen verbunden, wie sie bereits seit langem

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aus ·)&thgr;&ggr; Federungst^chnik für Kraftfahrzeuge bekannt ^r.ind.

Die hydropneumatisch arbeitende Antischlingereinrichtung nach der EP 0 190 978 A1 bringt zweifellos Vorteile gegenüber den bisher bekannten und auch allgemein eingesetzten, mit einem Torsionsfederstab arbeitenden mechanischen, als sogenannte Querstabilisatoren bezeichneten, Einrichtungen. Aber auch im Fall dieser hydropneumatisch arbeitenden Antischlingereinrichtung wird das Federungsverhalten nur stufig zwischen der einen oder der anderen von zwei möglichen Federungsstufen geschaltet, abhängig beispielsweise von der Geschwindigkeit und dem Ausmaß einer Lenkungsverstellung und unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Eine kontinuierliche Anpassung an wechselnde Fahrsituationen im Hinblick auf stets optimale Abstimmung des Fahrwerks ist auch in dieser Einrichtung nicht möglich.

Im Zusammenhang mit dem hier angesprochenen Problemkreis sei weiter auch auf die DE-OS 25 55 565 hingewiesen, die einen Kurvenstabilisator für Kraftfahrzeuge betrifft. Dieser Kurvenstabilisator soll die Anwendung einer sogenannten Variofederung ermöglichen, die die beim schnellen Durchfahren einer Kurve, aber auch beim starken Bremsen auftretenden Lageveränderungen der Karosserie des Kraftfahrzeugs, welche in der ungleichen Beanspruchung der Schwingungsdämpfer ihre Ursache haben, voll auszugleichen geeignet sein soll. Um die Lage des Fahrzeuges sowohl in einer Kurve, als vorzugsweise auch bei starken positiven und negativen Beschleunigungen zu halten und die zusätzlichen Beschleunigungskräfte auf die Schwingungsdämpfer abzufangen» sind die Druckräume der Schwingungsdämper nach dieser Druckschrift über getrennt steuerbare Verbindungsleitungen an einen Druckgasgeber, insbesondere einen Druckgasspeicher angeschlossen, wobei ein vorzugsweise in Fahrtrichtung und senkrecht dazu auf Beschleunigungen ansprechender Sensor vorgesehen ist, über den die Verbindungen zwischen dem

Druckgaspeichpr und den O ruck räume &pgr; dyr Schwingungsdämpfer zur Stabilisierung des Kraftfahrzeuges auf der Straße geöffnet oder geschlossen werden, je nach der Größe der Beschleunigungskräfte in den benannten Richtungen. -

Wenngleich der mit dem Kurvenstabilisator nach der DE-OS 25 55 565 erzielbare technische Fortschritt nicht zu

rci nennen &igr; j &ogr; > tv e &igr; J &igr;» &ugr;&ugr;^&igr;&tgr; uu^ii uteae lujuiivj vji unuja b£. &igr; !«.&EEgr; den Nachteil auf, daß die Schwingungsdämpfung nur in den einen oder anderen von zwei fest vorgegebenen Zuständen steuerbar ist und eine kontinuierliche und damit optimale Anpassung an die jeweilige Fahrsituation nicht möglich ist.

Technisch wisentlich weitergehend ist demgegenüber der Vorschlag nach der DE-OS 35 24 863, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Federhärte (Federsteifigkeit), insbesondere bei Fahrzeugen, zum Gegenstand hat. Hintergrund für den Anmeldungsgegenstand nach dieser Druckschrift ist die Tatsache, daß Federungssysteme heute gebräuchlicher Fahrzeugtypen, insbesondere Personenfahrze.ge üblicherweise bezüglich der Federhärte un.d der Däi.pferhärte suf einen mittleren Betriebsfall optimiert werden, wobei Parameter konstruktiv festgelegt werden und - abgesehen von Alterungserscheinungen - im Fahrbetrieb dann unverändert bleiben. Da dies in extremen Betriebsfällen, beispielsweise bei leerem Fahrzeug oder voll beladenem Fahrzerj jer bei sich ändernden Bewegungsparametern des Fahrzeugs (schnelle Kurvenfahrt, Bremsen, Beschleunigen, komfortable Autobahnfanrt und dgl.) nicht bei allen solchen Betriebszuständen eine optimale Federung oder Dämpfung des Federungssystems ergibt, ist es auch schon bekannt, zwischen mehreren Dämpfereinstellungen oder Federsteifigkeiten umzuschalten. Hierzu ist aber eine Langzeitanpassung des Federungssystems (und Qofs. des Dämpfersystems, auch in das Federungssystem in beliebiger Weise integriert oder Bestandteil desselben) nicht möglich und vor allen Dingen ist eine selbständige

Einstellung auf verschiedene Fahrbahnzzustände oder Fahrweisen in feiner Anpassung nicht möglich, da lediglich -_N stufig zwischen überlicherweise nur zwei Betriebszuständen in den Kennlinien der Feder- und/oder Dämpfungssysteme umgeschaltet werden kann. - Im Zusammenhang mit dem . Anmeldungsgegenstand dieser Druckschrift ist weiterhin die bekannte Tatsache interessant, daß bei Radaufhängungen in Fahrzeugen sogenannte aktive Dämpfermittel vorgesehen werden können (s. Aufsatz "Active Damping in Road Vehicle Suspension Systems", veröffentlicht in der Zeitschrift "Vehicle Systems Dynamics", 12/1983, Seiten 291 bis 316). Auf diese Veröffentlichung wird im übrigen auch deshalb verwiesen, weil grundlegende Überlegungen auch in theoretisch ausführlicher Form insbesondere für aktive Dämpfungseigenschaften dort aufgeführt sind.

Im Fall des Gegenstandes nach der erwähnten DE-OS 35 24 wird einer Gesamtkonzeption für ein Federungssystem, ggfs. mit separaten oder integrierten Dämpfungsmitteln, zu schaffen vorgeschlagen, welches einerseits durch Adaption, also ein Lärmverhalten an jeweilige Bewegungsabläufe, beispielsweise Fahrbahnzustände und dgl. eine selbstätige Anpassung findet, andererseits aber in der Lage ist, dann, wenn es erforderlich ist, auch sofort auf eine entsprechende andere Federsteifigkeit, etwa Verhärtung bei unerwartet schneller Kurvenfahrt, umzuschlaten. - Verfahren und Vorrichtung nach dieser Druckschrift sollen den Vorteil bieten, daß bei besonders einfachem Aufbau durch die sich ergebenden Möglichkeiten einer variablen Steifigkeit in Verbindung mit einer variablen Dämpfung sowie ggfs. einer schnellen Niveauregelung, die in das System integriert sein kann, sowohl eine langsame, kontinuierliche adaptive Anpassung des Federungssystems in seinem Steifigkeitsverhalten möglich ist, als auch schnelle Umschaltungen auf beispielsweise höhere Steifigkeiten in Notsituationen· sofort verwirklicht werden können. Dabei wird insaesamt

nur sehr wenig von außen heranzuführende Energie benötigt, die ausschließlich Steuerungsenergie ist, also nicht \ dafür verwendet werden muß, etwa betriebsabhängig durch * Zuführung von Druckmittel bestimmte Rüefefedereigc schäften sic"5erzüstelli;n» mit Ausnahme einer wahlweise der Sesstrifederkonzeption zuordnyngsfHiilgen Niveauregeleinrichtung. Unabhängig davon soll jedenfalls zusätzlich auch die Möglichkeit bestehen, dem Federungskonzept eina ""hnell reagierende Niveauregelung zuordnen zu können.

Um im Fall des Gegenstandes nach der DE-OS 35 24 863 durch Adaption an die jeweils vorwiegenden Bewegungsabläufe, beispielsweise Fahrbahnzustände und dgl., eine selbstätige Anpassung vornehmen zu können, wird dort eine kontinuierliche Feineinstellung des Gesamtvolumens unter Berücksichtigung der jeweiligen Last- und Bewegungsparemeter zur Optimierung der Federsteifigkeit für längere Zeiträume im Sinne einer adaptiven Anpassung vorgeschlagen. - Zusätzlich zu einer schlagartigen Umschaltung zwischen zwei Volumina der betreffenden Zylinderkammer beispielsweise bei unerwartet schneller Kurvenfahrt bzw. in Notsituationen. - Das Verfahren und die Vorrichtung nach der DE-OS 3b 24 863 sind technisch aufwendig und kostspielig und bedürfen bezüglich verschiedener Details äußerster Präzision bei der Herstellung der benötigten Bauelemente.

Im Hinblick auf die Problematik einer möglichst kontinuierlich erfolgenden Anpassung von Federung und Dämpfung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, offenbart weiterhin die DE-OS 34 42 497 eine interessante Lösung für eine lastabhängige Federung und Dämpfung für Fahrzeuge, die aus einem hydraulisch wirkenden Schwingungsdäfmfer und einer Gasfeder besteht, wobei die Gasfeder mehrere Federräume aufweist, welche über ein Ven'il miteinander verbindbar sind, während zur Einhaltung einer vorgegebenen Höhe des Fahrzeuaaufhaupq 7iir Fahrhahn einu N

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angeordnet ist. Diese lastabhängig wirkende Federung und Dämpfung soll bei möglichst einfachem und kostengünstige«! Aufbau eine hohe Funktionssicherheit gewährleisten und daröberhinaus und insbesondere stufenlos veränderbar sein, Hierzu wird nach dieser Druckschrift vorgeschlagen» daß mindestens zwei Federräume der Gasfeder Ober eine Drosseleinricfetung miteinander verbunden sind* wodurch ein*» zusätzlich und gleichzeitig zur hydraulischen Dämpfung wirkende Gasdämpfung gebildet wira und mittels der Hi^ä-j=

M lie Gas^impfung stufenlos lastabhängig und durch entsprecr ..nde Bemessung der Drossel^iiirichtung die maximale Ga^ isipfungs "beit im wesentlichen der jenrequenz des Fahrzeugaufbüues zugeordnet ist. Auf diese Weise soll eine stufen;.. aste hängig wirkende Federung und Dämpfung für Fahrzeuge geschaffen sein. Der hydraulischen Dämpfung des Schwingungsdämpfers wird demnach lediglich line Gasdämpfung überlagert, die dadurch gebildet ist, daß zwischen den Federräumen der Gasfeder sine Drosseleinrichtung vorgesehen wird. Zur wirksamen Dämpfung der beim überfahren von Bodenunebenheiten am gefederten Fahrzeugaufbau auftretenden Bewegungen ist die maximale Gasdämpfungsarbeit im .wesentlichen der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaues zugeordnet. Diese Eigenfrequenz liegt nach den Angaben in dieser Druckschrift in der Größenordnung von 1 Hz, während die Eigenfrequenz für die Achsdämpfung bei etwa 10 Hz liegt. Insbesondere für die stark wechselnde gefederte Masse, die der Fahrzeugaufbau mit und ohne Zuladung darstellt, wird durch die Zuordnung der maximalen Gasdämpfung zur Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaues eine gute Dämpfung sowohl bei wenig beladenem als auch bei voll beladenem Fahrzeug erzielt. Während die hydraulische Dämpfung unabhängig vom Druck im Federsystem ist, steigt die Gasdämpfung und die dynamische Federrate ohne besondere Steuerung stufenlos mit dem Druck an. Auf diese Weise läßt sich durch die Kombination von hydraulischer Dämpfung und Gasdampfung ein Fahrzeug auf

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besonders einfache Weise stufenlos lastabhängig dämpfen und stabilisieren. Dennoch ist aber auch im Fall der Lösung^ p?ch dieser Druckschrift eine Ober einen weiten Bereich frei einstellbare Olinpfungsc-^ra^+.eristik und noch viel mehr eina entsprechende Federungsci.«*rakteristik nicht möglich.

Im Rahmen der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstellung muß schließlich noch auf die DE-OS 26 15 hingewiesen werden, die ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen mit federnder Radaufhängung und mit Einrichtungen zur Veränderung der Bodenfreiheit betrifft. In diesem Zusammenhang ist es bei Fahrzeugen mit hydropneumatischer Federung bekannt, diese unabhängig von der Beladung im Hinblick auf eine konstante Bodenfreiheit, also ein konstantes Niveau zu regeln, wobei zusätzlich verschiedene Höhenlagen von Hand einstellbar sind. Im Fall der DE-OS 26 15 430 soll demgegenüber die Aufgabe gelöst werden, ein Fahrzeug dieser Art dahingehend weiterzubilden, daß sich für dieses ein möglichst geringer Luftwiderstands-"seiwert ergibt, um auf diesem Wege Einfluß auf den Kraftstoffverbrauch zu nehmen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Bodenfreiheit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit derart geregelt ist, daß sie mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Durch ein derartiges Tiefersetzen des Fahrzeuges mit zunehmender Geschwindigkeit.Ußt sich eine Verbesserung des Luftwiderstandsbeiwertes erreichen, da sich eine Verkleinerung der Wirbe¹-zone zwischen gefedertem Fahrzeugteil , also Fahrzeugaufbau, und der Fahrbahn ergibt. Die Verringerung des Luftw'.derstandsbeiwertes hat bezogen auf eine vorgegebene, im höheren Geschwindigkeitsbereich liegende Geschwindigkeit einen geringeren Leistungsbedarf der Antriebsmaschine des Fahrzeuges zur Folge, was zu einem entsprechend geringeren Energiebedarf im Hinblick auf die Einhaltung dieser Vorgabegeschwindigkeit führt. - In weiterer Ausgestaltung dieses

grundsätzlichen Erfindungsgedankens nach dieser Druckschrift kann die Bodenfreiheit unter Berücksichtigung der Beschaffenheit der Fahrbahn geregelt sein, um unerwünschte Bodenkontakte des gefederten Fahrzeugteiles zu vermeiden. Unabhängig davon kann auch bei tiefer gesetztem Fahrzeug, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten.die Federhärte höher eingestellt werden. Darüberhinaus ist es selbstverständlich zweckmäßig, w«nn beim Halten eine konstruktiv vorgegebene Bodenfreiheit gegeben ist, um für das Ein- und Aussteigen jeweils gleiche Verhältnisse vorliegen zu haben. - Insbesondere bei hydropneumatischer Federung läßt sich in Ausgestaltung der Erfindung nach dieser Druckschrift die Bodenfreiheit unter Berücksichtigung der Größe der Bodenunebenheiten in einfacher Weise regeln, und zwar dadurch, daß der Systemdruck entsprechend verändert wird.

Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Federungs-/Dämpfungssysteme für Kraftfahrzeuge, wie sie einleitend zum Stand der Technik beschrieben worden sind, insoweit zu verbessern, daß - ggfs. unabhängig voneinander ■ Federungs- und Dämpfungsverhalten in bezogen auf die Anforderungen der Praxis beliebigem Ausmaß und insbesondere kontinuierlich eingestellt werden können, so daß im Gegensatz zu allen vorbekannten Lösungen tatsächlich eine optimale Anpassung des Federungs-ZDämpfungssystems an die jeweilige Fahrsituation möglich ist. Darüberhinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine funktionssichere, wenig komplizierte und kostengünstige Lösung zu finden.

Lösung

Zur Lösung der vorstehend umrissenen Aufgabe wird bei einem Federungs-/Dämpfungssystem für Kraftfahrzeuge, beispielsweise mit hydropneumatischer Federung, bei dem das Federungs-/Dämpfungsverhalten über einen an einer Kürvenscheibe bzw. an einer Kulisse sbrcl!enden oder gleitenden Führungskörper gesteuert wird, entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Mehrzahl von in vorbestimmten, zueinander parallelen Ebenen hintereinanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen ist, daß ferner Mittel zum zeitweiligen Entlasten der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vom Führungskörper vorgesehen sind, und daß Stellmittel zum quer zur Ebene der Steuerbewegung des Führungskörpers erfolgenden Verstellen der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen sind, so daß der Führungskörper stets einer vorbestimmten Kurvenscheibe bzw. Kulisse zugeordnet ist.

Anstelle der möglichen Verwendung einer Mehrzahl gesonderter, je für sich hergestellter und entsprechend hintereinander auf einem gemeinsamen Träger, z.B. einer Lagerachse, befestigter und je für sich hergestellter Kurvenscheiben bzw. Kulissen ist es entsprechend dem Vorschlag nach Anspruch 2 vorzugsweise auch möglich, die hintereinander liegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen als in Verstellriehtung durchgehenden, einheitlichen Steuerkörper mit dreidimensional ausgedehnter Steuerfläche auszubilden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es dann möglich, daß die Stellmittel für den Steuerkörper mit der dreidimensional ausgedehnten Steuerfläche zum kontinuierlichen Verstellen des Steuerkörpers eingerichtet sind, gemäß dem Vorschlag nach Anspruch 3.

Anhand der Figuren &iacgr; bis 4 der Zeichnung wird die Lrfindung im folgenden weiter erläutert.

Es zeigen

Figur 1 die Anwendung der Erfindung bei einem Personenkraftwagen mit einzeln aufgehängten, angetriebenen Vorderrädern und hydropneumatischer Federung,

Figur 2 den Erfindunqsgegenstand in größerem Maßstab in schematischer Darstellung,

Figur 3 eine Darstellung der wesentlichen geometrischen Verhältnisse der Konstruktion nach Figur 2, und

Figur 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Darstellung.

Figur 1 zeigt schemalisch ein Fahrzeug 1 mit einem Chassis 2, das einen Motor 3 trägt zum Antrieb einzeln aufgehängter Vorderräder 4 und 5. Die Vorderräder 4 und 5 sind an Schwingarmen 6, 7 bzw. 8,6 (sogenannte Dreieckslenker oder Querlenker) in an sich bekannter Weise vertikal bewegbar gelagert,

An den obenliegenden Schwingarmen 8 und 9 greift zwischen dem jeweiligen, am Rahmen 2 befindlichen Schwinglager 10 bzw. 11 für die Schwingarme 8 und 9 das eine Ende eines Lenkers 12 bzw. 13 an, dessen anderes Ende eine Laufrolle bzw. 15 als Führungskörper für eine von mehreren hintereinanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen 16 bzw. 17 trägt. Die Lenker 12, 13 sind über entsprechende Gelenkzapfen oder dgl. 18 bzw. 19 mit dem Schwingarm 8 bzw. 9 gelenkig verbunden, während die Kurvenscheiben bzw. Kulissen 16, 17 am Rahmen 2 gelagert sind.

An den die Laufrollen 14, 15 tragenden Enden der LenKPr 12, 13 greift die Kolbenstange 20 bzw. ?1 eines an sich bekannten hydropneumatischen Federelementes 22 bzw. 23 an. Die die Federkugel 24 bzw. 25 mit der Gasfeder tragenden Zylinder 26 bzw. 27 sind an sich bekannter Weise am Rahmen befestigt, und zwar im Hinblick auf die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung derart, daß eine gewisse Schwenkbeweglichkeit der Zylinder 26, 27 in der Sehwenkebene der Lenker 12, 13 gogeben ist.

Durch entsprechende Wahl und ggfs. Verstellung der Kurvenscheiben bzw. Kulissen 16, 17 kann, wie im folgenden anhand der Figuren 2 und 3 erläutert wird, das Federungs-/Dämpfungsverhalten in weiten Grenzen und ggfs. auch kontinuierlich verändert werden.

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung das hydropneumatisch^ Federelement 23 mit Federkugel 25, Zylinder 26 und Kolbenstange 21. Während das eine mit 28 bezeichnete Ende des Federelementes 23 am Chassis oder Rahmen 2 über ein Schwenklager 29 gelagert ist, ist das freie Ende 60 der Kolbenstange 21 über ein Schwenklager 31 mit dem betreffenden Ende <les Lenkers 13 schwenkbar verbunden. Das andere Tode des Lenkers 13 greift am Gelenkzapfen 19 an, der den Lenker 13 mit dem Schwingarm 9 gelenkig verbindet. Bereits anhand der Darstellung in Figur 2, mehr noch aber anhand der Darstellung in Figur 3 ist zu erkennen, c.£ entsprechend dem Kurvenverlauf der jeweiligen Kurvenscheibe 17 und dessen Ausrichtung zum möglichen Weg der Laufrolle 15 in der Sehwenkebene des Lenkers 13 sehr unterschiedliche Kraftübertragungsverhältnisse zwischen dem Schwingarm 9 und dem hydraulischan Federelemsnt 23 bestehen, so daß dementsprechend unterschiedliche Federungs-ZDämpfungsverhältnisse in weiten Grenzen einstellbar sind und damit das rederungs-ZDämpfungsverhalten des Fahrzeugs der jeweiligen Fahrsituation entsprechend optimal angepaßt werden kann.

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Zur weiteren Erläuterung der sich aus der Geometrie der Konstruktion nach Figur 2 und 3 ergebenden Verhältnisse sei ergänzend auf die entsprechenden Ausführungen in der deutschen Offenlegungsschrift 36 35 232 hingewiesen.

Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäß vorgesehenen Steuerkörper 32, der eine dreidimensional ausgedehnte Steuerfläche 33 besitzt. Die Steuerfläche 33 kann aufgefaßt worden als eine Mehrzahl in zueinander parallelen Ebenen hintereinanderliegender Kurvenscheiben 34'bis-45, die allerdings als etwa in Richtung des Pfeiles 4if ineinander übergehend angesehen werden können. Entsprechend dem jeweiligen Kurvenverlauf in der betreffenden, durch den Pfeil 47 bezeichneten Schwenkebene von Kolbenstange 48 eines im übrigen nicht weiter dargestellten Federelementes, insbesondere hydropneumatischon Federele»«entes und mit einem ebenfalls nicht dargestellten Schwingarm eines gefederten Rades eines Fahrzeuges verbundenem Lenker 49 wird sich entsprechend den vorstehend erläuterten Verhältnissen ein jeweils anderes Federungs-ZDämpfungsverhalten für die gefederte Masse des Fahrzeugs ergeben.

Oa entsprechend der Größe der abzufedernden Masse entsprechende Drücke zwischen der mit 50 bezeichneten Laufrolle als Führungskörper am Lenker 49 und der Steuerfläche 33 bestehen werden, ist es zum Verstellen des Steuerkörpers 32 mit der Steuerfläche 33 zweckmäßig, auf geeignete Weise zuvor die Steuerfläche 33 bzw. den Steuerkörpör 32 von der Anlage durch die Laufrolle 50 zu entlasten. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer gesonderten Kolben-Zylinder-Anordnung 54 geschehen, die im Fall einer entweder bedarfsweise von Hand vorzunehmenden oder aber auch automatisch gesteuerten Verstellung des Federung$-/Dflmpfungsverhaltens, also Verstellung des Steuerkörpers 32, beispielsweise am Lenker 49 angreift und für den Zeitraum der beabsichtigten Verstellung den Lenker in der zuletzt eingenommenen Position um einen vorgegebenen Drehpunkt schwenkbar hält.

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- 16 Währenddessen kann der Steuerkörper 32 us ein geringfügiges, ausreichendes Maß von der Laufrolle &idigr;&eegr; Richtung des Pfeiles 51 abgehoben werden, so daß mit geeigneten Verstellmitteln, z.B. ebenfalls Kolben-Zylinder-Anordnungen, eine Verstellung des Steuerkörpers 32 in Richtung des Pfeiles 52 erfolgen kann, - Unabhängig von der zuvor beschriebenen Verstellraöelichkeit kann ts außerdem ncc^ zwackniasig sein, zusätzlich eins Verstelimöglichkeit durch Verschwenken des Steuerkörpers 32 um eine Drehachse 53 durchzuführen, womit ersichtlich weitere Variationsmöglichfcei &eegr; für ein gefrischtes Federungs-/Dämpfungsvfcrhalten erzialbar sind. - Nach einer Verstellung des Steuerkörpsrs 32 muß selbstverstandii^.. die Kolben-Zylinder-Anordnung 54 wieder ;;-tlastet und der Steuerkörper 32 wieder in direkten Anlagekontakt zu der Laufrolle 50 gebracht werden und im übrigen und insbesondere über die übertragung großer Kräfte erlaubende Konstruktionselemente mit dem Rahmen bzw. Chassis 2 fest verbunden sein. Beispielsweise können in diesem Zusammenhang aus dem Werkzeugmaschinenbau bekannte großflächige Keilverbindungen mit Vorteil eingesetzt werden.

Claims (3)

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1. Federungs-/D8mpfungssystem für Kraftfahrzeuge, beispiels- «älss ©&EEgr; hyQiof:"?ymati-scher Federung, bei dem das Fedtrungs- 'Oämpfungsv^rlfiaitdn über einen an einer Kurvenscheibe'bz«. an einer Kulisse trollenden oder gleitenden Führungskörper gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet,

a) daß sine Mehrzahl von in vorbestimmten, zueinander parallelen Ebenen hintereinanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen ist,

b) daß ferner Mittel zum zeitweiligen Entlasten der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vom Führungskörper vorgesehen sind, und

c) daß Stellmittel zum quer zur Ebene der Steuerbewegung des Führungskörpers erfolgenden Verstellen

' der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen sind, so daß der Führungskörper stets einer vorbestimmten Kurvenscheibe bzw. Kulisse zugeordnet ist.

2. Federungs-ZDämpfungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen als in Verstellrichtung durchgehender, einheitlicher Steuerkörper mit dreidimensional ausgedehnter Steuerfläche ausgebildet sind.

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3. Federt-ngs-ZDämpfungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel zum kontinuierlichen Verstellen des Steuerkörpers ein-

Koblenz, 21. Dezember 1989