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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Ausgleichsfederung für ein Radpaar eines Fahrzeuges, bei der jedes Rad auf je mindestens einem am Fahrgestell angelenkten Schwingarm gelagert ist, an dem eine
Kolbenstange gelenkig angeschlossen ist, deren Kolben innerhalb eines Zylinders verstellbar ist, wobei die
Kammern oberhalb der beiden Kolben durch eine Leitung verbunden sind.
Aus der brit. Patentschrift Nr. 1, 078, S43 ist eine Anordnung dieser Art bekannt, bei der zwischen der
Kolbenstange und dem Rad eine Schraubenfeder angeordnet ist, die sich mit ihrem Ende auf dem Schwingarm und mit ihrem oberen Ende gegen den Wagenkasten abstützt ; ferner sind dabei die freien Enden der
Schwingarme miteinander durch einen Mittellenker verbunden, und jeder der am oberen Ende der Kolbenstangen vorgesehene, im Zylinder vertikal verstellbaren Kolben ist als Stossdämpfer ausgebildet und von Drosselbohrungen mit automatischen Ventilen durchsetzt.
Von der die Kammern verbindenden Leitung führt eine Zweigleitung zu einem Steuerzylinder mit einem besonderen, auf den Mittellenker wirkenden Steuersystem für ein Druckmedium, das einen Hochdruckspeicher und einen Niederdruckspeicher aufweist ; die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Stossdämpfer entweder vom Hoch- oder vom Niederdruckspeicher beaufschlagt sind, je nach der Stellung der Schraubenfedern. In dieser Weise ist der Hochdruckspeicher bestrebt, die Räder vom Wagenkasten wegzudrücken, wenn das Fahrzeug stark belastet ist ; hingegen wirkt der Niederdruckspeicher bei wenig belastetem Fahrzeug, und ferner dienen die
Stossdämpfer als Pumpen, um Druckmedium in den Hochdruckspeicher zu fördern, wenn das Fahrzeug schwer belastet ist.
Bekannt ist ferner eine hydropneumatische Federungsbauart, bei der die Niveaustabilisierung durch in das
Fahrwerk eingebaute Höhenkorrektoren erfolgt. Diese werden beim Ein- und Ausfedern der Räder wirksam, wobei eine Pumpe je nach Lage des Wagenkastens mehr oder weniger Öl in ein Federelement pumpt und so für das richtige Niveau des Wagenkastens sorgt. Diese Bauart hat wie alle andern bekannten Federungsbauarten den Nachteil, dass beim Ein- und Ausfedern der Räder am Wagenkasten Kippmomente auftreten, sodass die Raddrücke und damit auch die Reibbeiwerte der Räder auf der Fahrbahn dauernd unterschiedlich gross sind.
Dies wieder hat zur Folge, dass das Brems-, Lenk-, Fahr- und Kurvenverhalten des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der jeweiligen Grösse der statischen und dynamischen Belastungen veränderlich ist. Keine der bekannten Fahrwerk- und Federungsbauarten vermag das Kippmoment der Fahrzeuge in Fahrbahn- und Geländeneigungen herabzusetzen.
Demgegenüber bezweckt die Erfindung, eine hydraulische Ausgleichsfederung von vereinfachter Bauart zu schaffen, die insbesondere auch bei Kurvenfahrt, also bei auftretenden Fahrzeugquerneigungen anspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass ein annähernd gleichbleibendes neutrales Lenk-, Brems-, Fahr- und Kurvenverhalten der Fahrzeuge unabhängig von der jeweiligen Grösse der statischen und bzw. oder dynamischen Belastung erzielt wird. Weiters soll erreicht werden, dass sich das Fahrwerk automatisch und stossfrei jeder Geländelage anpasst ; das Kippmoment der Fahrzeuge soll weitestgehend herabgesetzt werden und der Wagenkasten in Horizontallage stabilisiert sein. Beim Befahren von Kurven soll sich insbesondere das bogenäussere Rad automatisch gegen auftretende Fliehkräfte abstützen.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kolben in jedem Zylinder als an sich bekannte Stufenkolben ausgebildet sind, wobei die Kammern, die dem den grösseren Durchmesser aufweisenden Kolben des Stufenkolbens benachbart sind, ebenfalls durch eine Leitung verbunden sind, dass diese beiden die Kammern verbindenden Leitungen je an ein Ende eines Mittelzylinders angeschlossen sind und darin je einen Kolben beaufschlagen und dass diese beiden Kolben gegeneinander durch eine Druckfeder oder eine Luftfeder abgestützt sind, wobei vorzugsweise in einer der beiden die Kammern verbindenden Leitungen ein auf Fahrzeugquerneigungen bzw. Fliehkräfte ansprechender Stabilisator vorgesehen ist. In dieser Weise bildet der Mittelzylinder mit den Radaufhängungen eine Art Schwebefeder, auf der der Wagenkasten zwischen den Rädern getragen wird.
Setzt man das Federelement als Abstützung in der Höhe des Fahrzeugschwerpunktes ein, so kann man erreichen, dass keine Kurvenneigung auftritt. Mit der Erfindung erhält man die Vorteile, dass sie ein von der jeweiligen Grösse der statischen und bzw. oder dynamischen Belastung unabhängiges neutrales Lenk-, Brems-, Fahr- und Kurvenverhalten der Fahrzeuge zu erzielen gestattet, wobei sich das Fahrwerk automatisch und stossfrei jeder Geländelage anpasst.
Die Kippmomente des Wagenkastens und des Fahrzeuges werden weitestgehend herabgesetzt. Der einfache Aufbau gibt die Gewähr eines störungsfreien Betriebes. Fahrwerke mit hydraulischer Ausgleichsfederung eignen sich besonders für Geländefahrzeuge, für Krankenfahrzeuge und für Fahrzeuge zum Transport zerbrechlicher Güter.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Fig. l zeigt schematisch den Aufbau eines Fahrwerkes mit der erfindungsgemässen hydraulischen Ausgleichfederung, wobei im Mittelzylinder eine Schraubenfeder und als Niveaustabilisator ein Kugelventil vorgesehen ist, Fig. 2 zeigt die Stellung eines abgeänderten Fahrwerkes im Gelände, wobei im Mittelzylinder eine Luftfeder und als Stabilisator ein Quecksilberschalter mit zwei elektromagnetisch betätigten Ventilen vorgesehen ist.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Räder --1-- eines Radpaares eines Fahrzeuges unabhängig an Mittelträger --2-- des Wagenkastens --3-- mittels Paaren von Schwingarmen --4--, die ein
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Durchmesser aufweisenden Kolben --6-- eines Stufenkolbens aufweist. Der den kleineren Durchmesser aufweisende Kolben--7--des Stufenkolbens ist, wie der Kolben--6--, in einem entsprechend den Kolbendurchmesser abgesetzten Zylinder --8-- vertikal verstellbar.
Die Kammer--9--oberhalb des Kolbens --6-- des einen Rades--l--ist mit der entsprechenden Kammer --9-- des andern Rades --1-- über eine Leitung --10-- verbunden, und die Kammern-11-sind entsprechend durch eine Leitung --12-- miteinander verbunden.
Die Leitung --10-- führt dabei zu einem in der Fahrzeugmitte angeordneten Mittelzylinder-13--, an
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--14-- angeschlossen ist ;Zylinder-13-. In diesem Zylinder --13-- sind zwei Kolben angeordnet, ein unterer --15-- und ein oberer-16--, und zwischen diesen Kolben-14, 15-liegt eine schraubenlinienförmige Druckfeder - -17--, die sich mit ihren Enden gegen die einander zugekehrten Seitenflächen der Kolben-15, 16abstützt.
Die von der Kammer --11-- des einen (in Fig. l linken) Rades-l-kommende Leitung-12durchsetzt den Mittelzylinder-13-und ist im Oberteil derselben über ein entsprechendes Drosselventil
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durchsetzt und sodann bei--19--von rechts her in dessen Oberteil mündet, u. zw. in ein horizontales Rohr --20-- desselben, in dem eine Kugel --21-- sich durch Abrollen unter Schwer- bzw. Fliehkraft bewegen kann. Am andern Ende des Rohres-20-führt bei-22-die Leitung-12-weiter zur Kammer - 11-des ändern (in Fig. 1 rechten) Rades In dieser Weise bildet das Rohr-20-mit der Kugel --21-- einen auf Fahrzeugquemeigungen bzw. Fliehkräfte ansprechenden Stabilisator.
Die Leitungen--10 und 12-- sind durch eine Flüssigkeitspumpe (nicht dargestellt) mit Druckmedium, z. B. öl versorgt, das auch die Kammer--9, 11-- und die Räume unterhalb des Kolbens --15-- und
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende :
Werden durch Fahrbahnunebenheiten ein Rad --1-- oder beide Räder-l-beim Einfedem gleichzeitig angehoben, so entsteht durch die Stufenkolben-6, 7-eine Drucksteigerung in den Leitungen - 10 und 12--, die auf den Mittelzylinder --13-- wirkt und dort von der Feder --17-- elastisch abgefangen wird, wobei die Raddrücke jeweils immer gleich gross sind. Auf den Wagenkasten wirkt sich diese Drucksteigerung in leichten vertikalen Schwingungen aus. Beim Ausfedern werden die Federschwingungen von den Drosselventilen-14, 18-abgefangen und gedämpft.
Bei grösseren Fahrbahnunebenheiten, bei Geländeneigungen quer zur Fahrrichtung und bei Fliehkrafteinwirkung in Kurvenfahrt kommt der Stabilisator zur Wirkung. Neigt sich der Wagenkasten in Querrichtung, dann rollt die Kugel-21-im Rohr-20-z. B. nach links und schlägt an der Mündung der Leitung --12-- bei --22-- an, wodurch die Kammer --11-- beim rechten Rad --1-- vom Raum oberhalb des Kolbens --16-- getrennt wird. Dadurch entsteht in der Kammer --11-- beim linken Rad --l-- eine Drucksteigerung, die den Wagenkasten --3-- abstützt; gleichzeitig fällt in der Kammer--11-- beim rechten Rad--l--der Druck ab, und es entsteht am Fahrzeug ein für den Wagenkasten --3-- nach rechts gerichtetes Kippmoment.
Beide Kippmomente gleichen sich aus, und der Wagenkasten --3-- stützt sich gegen weiteres Kippen nach links ab. Durch die Kippmomentabstützung am Wagenkasten wird in Verbindung mit der automatischen Fahrwerkstabilisierung das Kippmoment des Fahrzeuges weitestgehend herabgesetzt. Auf gleiche Weise erfolgt die automatische Abstützung des bogenäusseren Rades gegen die Fliehkraft.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich zu jener nach Fig. l dadurch, dass erstens an Stelle einer Schraubenfeder--17--im Mittelzylinder--13--dort eine pneumatische Feder--17'--, z. B. ein Luftkissen, vorgesehen ist, und dass zweitens als Stabilisator ein Quecksilberschalter --23-- vorgesehen ist.
Dabei ist in die Leitung --12-- auf dem Weg von der Kammer --11-- zum Raum oberhalb des oberen Kolbens --16-- im Mittelzylinder --13-- je ein elektrisch betätigbares Ventil --24-- angeordnet, das durch den Quecksilberschalter --23-- gesteuert wird. Wie in vollen Linien in Fig. 2 dargestellt, sind bei Geradeausfahrt auf ebenem Gelände beide Ventile --24-- offen gehalten, so dass die Leitung --12-- von
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dann fliesst das Quecksilber z. B. nach links und schliesst dort Schaltkontakte, welche das linke Ventil-24- schliessen, so dass die gewünschte Unterbrechung in der Leitung --12-- analog zur Fig. 1 hergestellt ist.
Im Rahmen der Erfindung sind Abänderungen an den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich.
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Insbesondere kann die Art des im Mittelzylinder--13--vorgesehenen Federsystems eine beliebige sein. Auch können die Drosselventile --18- eine andere als die dargestellte Ausbildung aufweisen. Auch für den auf Fahrzeugquerneigungen ansprechenden Stabilisator können gleichwertige Konstruktionen eingebaut werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Ausgleichsfederung für ein Radpaar eines Fahrzeuges, bei der jedes Rad auf je mindestens einem am Fahrgestell angelenkten Schwingarm gelagert ist, an dem eine Kolbenstange gelenkig angeschlossen ist, deren Kolben innerhalb eines Zylinders verstellbar ist, wobei die Kammern oberhalb der beiden Kolben durch
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sich bekannte Stufenkolben (6,7) ausgebildet sind, wobei die Kammern (9), die den den grösseren Durchmesser aufweisenden Kolben (6) des Stufenkolbens benachbart sind, ebenfalls durch eine Leitung (10) verbunden sind, dass diese beiden die Kammern (9,11) verbindenden Leitungen (10,12) je an ein Ende eines Mittelzylindirs (13) angeschlossen sind und darin je einen Kolben (15,16) beaufschlagen und dass diese beiden Kolben (15,16) gegeneinander durch eine Druckfeder (17) oder eine Luftfeder (17') abgestützt sind,
wobei vorzugsweise in einer (12) der beiden die Kammern (9,11) verbindenden Leitungen (10,12) ein auf Fahrzeugquerneigungen bzw.
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