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Radlastausgleichsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere geländegängige Kraftfahrzeuge
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ohne Beeinträchtigung des Federweges ergibt. Damit wird eine selbständige Anpassung der
Radstellungen an die Fahrbahnunebenheiten im Gelände erreicht. Anderseits ist es durch zwangsweise
Veränderung der Füllung des hydraulischen Gestänges möglich, den Aufbau des Fahrzeuges parallel zu sich selbst abzusenken oder anzuheben. Diese Lösung ist bei der Anordnung nach der erwähnten
USA-Patentschrift nicht möglich, weil eine solche Niveauregelung hiebei mit einer Veränderung des
Federweges zwangsläufig verbunden wäre, so dass diese bekannte Anordnung deswegen für
Geländefahrzeuge nicht brauchbar ist.
Es ist eine Ausgleichsvorrichtung bekannt, bei der Raddruckaufnahmezylinder eines
Kraftfahrzeuges mit einem zentralen Ausgleichsmechanismus verbunden sind. In den Raddruckzylindern werden einseitig von einem Druckmittel beaufschlagte Kolben durch die Radbewegungen verschoben und diese verschieben dadurch die Druckmittelsäule zwischen dem jeweiligen Raddruckzylinder und dem zentralen Ausgleichsmechanismus. In dem Zylinder des zentralen Ausgleichsmechanismus sind mit einer Querwand und einem Doppelkolben vier separate Druckmittelräume geschaffen, jeweils ein
Druckmittelraum für jeden Raddruckaufnahmezylinder des Fahrzeuges.
Die einzelnen Druckmittelräume sind so einander zugeordnet, dass bei Beeinflussung eines Raddruckzylinders die Kolben der einen diagonal einander gegenüberliegenden Raddruckzylinder gleiche Bewegungen in einer Richtung, die
Kolben der andern diagonal einander gegenüberliegenden Raddruckzylinder gleiche Bewegungen in der andern Richtung ausführen. Gleichzeitige Beeinflussung zweier achsgleicher Raddruckzylinder, z. B. beim überfahren einer Bodenwelle, bleiben infolge des Doppelkolbens ohne Einfluss auf das SystemEin solches Fahrzeug kann einerseits eine gute Geländegängigkeit, anderseits eine stabile Strassenlage haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlastausgleichsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere geländegängige Fahrzeuge zu schaffen, die einerseits eine gute Geländegängigkeit, anderseits eine stabile Strassenlage unter Verzicht auf einen zentralen Ausgleichsmechanismus haben.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Räder über die Radfedern an den Kolben der Arbeitszylinder abgestützt sind und dass jeweils die gleichartigen Zylinderräume der Räder jeder Fahrzeuglängsseite und die gleichartigen Zylinderräume der Räder jeder Achse hydraulisch miteinander verbunden sind. Zweckmässig ist es, wenn die Zylinderräume auf jeder Seite, die über Leitungen miteinander verbunden sind, in an sich bekannter Weise die kolbenbodenseitigen Zylinderräume sind, und die über Leitungen miteinander verbundenen Zylinderräume der Räder jeder Achse in ebenfalls an sich bekannter Weise die kolbenstangenseitigen Zylinderräume sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in an sich bekannter Weise die Zylinder jedes Radpaares einer Achse zu jeweils einem einzigen Zylinder zusammengefasst sind, wobei weiter in ebenfalls an sich bekannter Weise die kolbenbodenseitigen Zylinderräume zu einem gemeinsamen Zylinderraum zusammengefasst sind. Es können auch die Kolben jedes Radpaares einer Achse zu einem einzigen Kolben zusammengefasst sein, so dass für jedes Radpaar einer Achse ein Kolben zwischen zwei Zylinderräumen verstellbar ist und seine beiden Seiten über starre Kolbenstangen an den Radfedern angreifen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind bei Doppelachsen die Leitungen, welche die gleichartigen Zylinderräume der Räder jeder Achse miteinander verbinden, durch eine weitere Leitung miteinander verbunden.
Die Erfindung schlägt weiterhin vor, dass der gemeinsame Zylinderraum der einen und der gemeinsame Zylinderraum der andern Achse der Doppelachse durch eine Leitung miteinander verbunden sind. Schliesslich ist es noch vorteilhaft, wenn an die Verbindungsleitungen Regelvorrichtungen angeschlossen sind, mit denen die Druckmittelfüllung der Ausgleichsvorrichtung zur Veränderung der Bodenfreiheit einstellbar ist.
Bei der Anordnung nach der Erfindung führen bei lotrechten Federbewegungen eines Rades zwei diagonal einander gegenüberliegende Räder oder Rädergruppen des Fahrzeuges lotrechte Bewegungen in der einen Richtung und die andern diagonal einander gegenüberliegenden Fahrzeugräder oder Rädergruppen lotrechte Bewegungen in der andern Richtung aus. Das Fahrzeug hat deswegen eine gute Geländegängigkeit. Ausserdem ist die gute Strassenlage gewährleistet, da beim überfahren z. B. einer Bodenwelle das Fahrzeug nur geringe Nickschwingungen ausführt und auch verschiedene Höhenlagen der jeweils beiden Räder beider Fahrzeugseiten nicht zu unzulässigen Fahrzeugbewegungen um die Fahrzeuglängsachse führen. Diese auch bei der bekannten Vorrichtung gegebene Wirkung wird jedoch ohne den zentralen Ausgleichsmechanismus erreicht.
Durch den Wegfall des zentralen Ausgleichsmechanismus ist die Anordnung nach der Erfindung wesentlich einfacher als die bekannte Anordnung. Es entfällt der Zylinder mit der Trennwand und seiner Führung für den Doppelkolben. Es entfällt ausserdem der Doppelkolben selbst. Schliesslich kann bei besonders einfachen Ausgestaltungen der Erfindung eine Anzahl von Leitungen und Leitungsanschlüssen entfallen. Die ganze Anlage wird also
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nicht nur baulich einfacher, sondern auch preisgünstiger und weniger störanfällig sein. Ferner wird ein Fahrzeug nachträglich wesentlich einfacher mit einer Vorrichtung nach der Erfindung als mit einer bekannten Vorrichtung auszurüsten sein, weil der für den zentralen Ausgleichsmechanismus benötigte Platz bei vorhandenen Fahrzeugen oft nicht vorhanden sein wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Jedem Rad oder jeder Radgruppe des Fahrzeuges ist ein Kolben --1--- zugeordnet, der mit seiner Kolbenstange am Radträger, am Federabstützpunkt od. dgl. angelenkt ist (Fig. 1). Jeder Kolben befindet sich in einem Zylinder-2-, der am Fahrzeugrahmen oder Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Jeder Kolben ist beiderseits mit einem vorzugsweise hydraulischen Druckmittel beaufschlagt. Bei der Anordnung nach Fig. 1 sind die der Kolbenstange zugekehrten Zylinderräume der jeweils in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Raddruckaufnahmezylinder durch eine Ausgleichs- leitung ---3---- miteinander verbunden. Die andern Zylinderräume der in Fahrzeuglängsrichtung einander gegenüberliegenden Raddruckaufnahmezylinder sind durch je eine Ausgleichsleitung--4-miteinander verbunden.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind die den Kolbenstangen zugekehrten Räume der Raddruckaufnahmezylinder einer Fahrzeugseite durch je eine Ausgleichsleitung --5-- miteinander verbunden, wogegen die andern Zylinderräume der in Fahrzeugquerrichtung benachbarten
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nach Fig. 2 gewählt werden, der Ausgleichseffekt ist in beiden Fällen gewährleistet. Als Federn, an denen sich die Stangen der Kolben-l-abstützen, können Schraubenfedern, Luftfedern,
Torsionsfedern oder Gummifedern dienen.
Die Anordnung nach Fig. 2 kann so weiter ausgestaltet werden, dass die in Fahrzeugquerrichtung einander benachbarten Raddruckaufnahmezylinder so weit einander genähert werden, dass sie miteinander vereinigt werden können und die Kolben von jeweils zwei in Fahrzeugquerrichtung einander benachbarten Zylinder ein gemeinsames Druckmittelvolumen einschliessen (Fig. 3). Hiedurch ist eine erhebliche weitere Vereinfachung der Anordnung getroffen, indem für die gesamte Anlage lediglich zwei Raddruckzylinder--2a--vorgesehen sein müssen, von denen jeweils eine den Vorderrädern und eine den Hinterrädern bzw. den Federn der Vorder- und
Hinterräder zugeordnet ist.
Entsprechend der Zylinderzahl sind nur insgesamt sechs Zylinderräume--9 bis 14--vorgesehen, von denen die äusseren Zylinderräume beider Raddruckzylinder durch Leitungen - 5a-miteinander in Verbindung stehen.
Bei den Anordnungen nach Fig. 1 bis 3 kann die Druckmittelfüllung jedes Teiles des hydraulischen Systems veränderlich gemacht werden, z. B. gemäss Fig. 2 mit Speichern--7--, wodurch die statische Höhenlage des Fahrzeugaufbaues bzw. Fahrzeugrahmens gegenüber den Fahrzeugrädern eingestellt werden kann. Hiezu ist es erforderlich, in sinngemässer Zuordnung aus jeweils einem Raum jedes Raddruckaufnahmezylinders eine bestimmte Druckmittelmenge zu entnehmen und dem jeweils andern Raum eine entsprechende Druckmittelmenge zuzuführen. Dadurch werden alle Kolben --1-- relativ zu ihren Raddruckaufnahmezylindern--2--verstellt. Die Steuerung des Druckmittels erfolgt mit Ventilen --8---, die beispielsweise vom Fahrer des Fahrzeuges zu verstellen sind.
Wird auf die Möglichkeit, die statische Höhenlage des Fahrzeugaufbaues bzw. Fahrzeugrahmens gegenüber den Fahrzeugrädern zu verändern, verzichtet, dann kann eine weitere Vereinfachung der Anordnung gemäss Fig. 4 vorgenommen werden. Hiebei sind die beiden Kolben-l-jedes zwei Rädern gemeinsamen Raddruckzylinders--2a--der Fig. 3 zu einem einzigen Kolben--la-zusammengefasst. Ausser einer erheblichen weiteren baulichen Vereinfachung hat diese Anordnung den Vorteil, dass das hydraulische System nur anspricht, wenn eine Feder--15-achsgleicher Räder anspricht. Sprechen beide Federn achsgleicher Räder an, so stützen sich die gleichgrossen Federkräfte über die durchgehende Kolbenstange --16--- gegenseitig ab.
Ein weiterer Erfindungsvorschlag geht dahin, dass die beiden Achsen, zu einem Aggregat zusammengefasst, ein Doppelachsaggregat eines Fahrzeuges mit mehr als zwei Achsen bilden können.
Um dieser Aufgabe gerecht werden zu können, muss dem Achsaggregat der ersten Ausführungsform ein Freiheitsgrad um eine Fahrzeugquerachse gegeben werden, d. h. mit andern Worten, dass für die beiden Achsen eines Doppelachsaggregates eine ideelle Mittelachse geschaffen werden muss.
Dies wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch erreicht, dass an einem Doppelachsaggregat eines Fahrzeuges mit mehr als zwei Achsen die Verbindungsleitungen zwischen den Zylinderräumen der in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Raddruckzylinder des Doppelachsaggregates durch eine weitere Verbindungsleitung miteinander in Verbindung stehen.
Jedem Rad oder jeder Radgruppe eines Doppelachsaggregates des Fahrzeuges ist ein Kolben zugeordnet, der mit seiner Kolbenstange am Radträger, am Federabstützpunkt od. dgl.
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angelenkt ist (Fig. 5). Jeder Kolben befindet sich in einem Zylinder--2--, der am Fahrzeugrahmen oder Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Jeder Kolben ist beiderseits mit einem vorzugsweise hydraulischen
Druckmittel beaufschlagt. Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind die der Kolbenstange zugekehrten
Zylinderräume der jeweils in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Raddruckaufnahme- zylinder durch eine Ausgleichsleitung--3--miteinander verbunden. Die andern Zylinderräume der in
Fahrzeuglängsrichtung einander gegenüberliegenden Raddruckaufnahmezylinder sind durch je eine
Ausgleichsleitung ---4-- miteinander verbunden.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 sind die den
Kolbenstangen zugekehrten Räume der Raddruckaufnahmezylinder einer Fahrzeugseite durch je eine
Ausgleichsleitung -- -5-- miteinander verbunden, wogegen die andern Zylinderräume der in
Fahrzeugquerrichtung benachbarten Raddruckaufnahmezylinder durch je eine Ausgleichsleitung--6-- miteinander verbunden sind. Die Verbindungsleitungen der einzelnen Zylinderräume können ohne
Nachteil entweder nach Fig. 5 oder nach Fig. 6 gewählt werden, der Ausgleichseffekt ist in beiden Fällen gewährleistet. Als Federn, an denen sich die Stangen der Kolben--l--abstützen, können
Schraubenfedern, Luftfedern, Torsionsfedern oder Gummifedern dienen.
Die Anordnung nach Fig. 6 kann in der Weise weiter ausgestaltet werden, dass die in
Fahrzeugquerrichtung einander benachbarten Raddruckaufnahmezylinder des Doppelachsaggregates so weit einander genähert werden, dass sie miteinander vereinigt werden können und die Kolben von jeweils zwei in Fahrzeugquerrichtung einander benachbarten Zylindern ein gemeinsames Druckmittelvolumen einschliessen (Fig. 7). Hiedurch ist eine erhebliche weitere Vereinfachung der Anordnung getroffen, indem für die gesamte Anlage lediglich zwei Raddruckzylinder--2a-- vorgesehen sein müssen, von denen jeweils einer den vorderen und einer den hinteren Rädern des Doppelachsaggregates bzw. den Federn der vorderen und hinteren Räder des Doppelachsaggregates zugeordnet ist.
Entsprechend der Zylinderzahl sind nur insgesamt sechs Zylinderräume--9 bis 14--- vorgesehen, von denen die äusseren Zylinderräume beider Raddruckzylinder durch Leitungen--5 a-- miteinander in Verbindung stehen. Im Fall der Fig. 5 ist nun zwischen den Verbindungsleitungen - 3--eine weitere Verbindungsleitung-15--, im Fall der Fig. 6 eine weitere Verbindungsleitung - 15a-zwischen den Verbindungsleitungen --6-- und im Fall der Fig. 7 eine weitere Verbindungsleitung--15b--zwischen den Zylinderräumen--10, 13-- vorgesehen. Dadurch ist zwischen den beiden Achsen des Doppelachsaggregates eine ideelle oder fiktive Achse--A--gebildet, um die sich das Doppelachsaggregat einstellen kann.
Je nach dem gewählten Übersetzungsverhältnis der Kolbenflächen liegt die ideelle Achse genau in der Mitte zwischen den wirklichen Achsen des Doppelachsaggregates oder sie liegt näher an der vorderen oder hinteren Achse.
Das bisher beschriebene hydraulische Ausgleichssystem schafft einen Raddruckausgleich an allen vier Rädern des Doppelachsaggregates, die demnach nicht die einzigen Räder des Fahrzeuges sind. Es ist immer noch eine weitere Einfach- oder Doppelachse vorgesehen. Zu den Raddruckaufnahmezylindern der weiteren Einzelachse oder den Verbindungsleitungen des entsprechend ausgebildeten weiteren Doppelachsaggregates des Fahrzeuges führen die Verbindungsleitungen--16, 17--.
Mit den Leitungen - 16, 17--ist eine Ausgleichsverbindung zwischen den Raddruckzylindern des dargestellten Doppelachsaggregates auf der einen Fahrzeugseite und den Raddruckzylindern der jeweils gleichen Fahrzeugseite eines weiteren Doppelachsaggregates oder einer weiteren Einzelachse des Fahrzeuges geschaffen, die gleichzeitig lotrechte Bewegungen der beiden Räder des dargestellten Doppelachsaggregates auf der einen Fahrzeugseite gegenüber den beiden Rädern des gleichen Doppelachsaggregates auf der andern Fahrzeugseite zulässt.
Bei den Anordnungen nach Fig. 5 bis 7 kann die Druckmittelfüllung jedes Teiles des hydraulischen Systems veränderlich gemacht werden, z. B. gemäss Fig. 6 mit Speichern--7-, wodurch die statische Höhenlage des Fahrzeugaufbaues bzw. Fahrzeugrahmens gegenüber den Fahrzeugrädern eingestellt werden kann. Hiezu ist es erforderlich in sinngemässer Zuordnung aus jeweils einem Raum jedes Raddruckaufnahmezylinders eine bestimmte Druckmittelmenge zu entnehmen und dem jeweils andern Raum eine entsprechende Druckmittelmenge zuzuführen. Dadurch werden alle Kolben-l--relativ zu ihren Raddruckaufnahmezylindern--2--verstellt. Die Steuerung des Druckmittels erfolgt mit Ventilen --8-- die beispielsweise vom Fahrer des Fahrzeuges zu verstellen sind.
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