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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau, einer
mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Lenkung, mittels welcher das Kraftfahrzeug
lenkbar ist, wenigstens zwei federnd am Fahrzeugaufbau gelagerten
Rädern,
die jeweils über
einen hydraulischen Aktuator mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind,
und einer mit den hydraulischen Aktuatoren gekoppelten Schalteinheit, mittels
welcher die hydraulischen Aktuatoren steuerbar oder unterschiedlich
hydraulisch beschaltbar sind.
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Aus
dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge bekannt, die Baugruppen
zur Querstabilisierung des Kraftfahrzeugs aufweisen. Herkömmliche Querstabilisatoren
verbinden z. B. beide Räder
einer Achse miteinander. Dies führt
zu Kopierbewegungen des Aufbaus bei Geradeausfahrt infolge von Straßenanregungen
und verschlechtert dadurch den Fahrkomfort. Geländefahrzeuge werden aufgrund
eines permanent wirkenden Querstabilisators in ihrer Geländegängigkeit
eingeschränkt.
Insbesondere die fehlende Verschränkung kann zu Einbußen bei
der Traktion führen.
Ferner können
Systeme zum schaltbaren Entkoppeln (schaltbare Pendelstützen, Schaltklaue
im Stabilisatorrücken)
verwendet werden, die z.B. eine Hydraulikeinheit zum Entkoppeln
des Stabilisators verwenden. Dazu wird aber eine Elektronik sowie
eine Funktions-Software eingesetzt, wodurch das System verteuert
wird.
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Aus
der
DE 196 54 562
A1 ist eine Dämpfungssteuerungsvorrichtung
für einen
Stabilisatorstab bekannt, wobei ein elektronisch gesteuerter Stoßdämpfer an
einem unter ihm liegenden Querlenker befestigt ist und einen Endabschnitt
des Stabilisatorstabs hält
und zwischen dem Stabilisatorstab und dem Querlenker eine Kraft
ausübt,
die einer angelegten Spannung entspricht. Eine elektronische Steuereinheit
empfängt
Ausgangssignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor sowie einem
Lenkwinkelsensor und steuert den Stoßdämpfer unter Zwischenschaltung
eines Spannungsverstärkers
an.
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Aus
der
DE 199 40 420
A1 ist ein Aufhängungssystem
bekannt, bei welchem ein Stabilisator, der durch eine Torsionsstange
gebildet wird, mit einem linken und einem rechten Aufhängungsarm
an dessen Enden über
ein Betätigungsglied
verbunden wird. Die scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators
kann dadurch geändert
werden, dass das Betätigungsglied
zumindest auf der linken oder rechten Seite des Stabilisators vorgesehen
wird, so dass es sich je nach Erfordernis ausfahren oder einfahren kann.
Eine Antriebssteuerung für
das Betätigungsglied
weist eine elektronische Steuereinheit auf, welche Ausgangsgrößen von
mehreren Sensoren annimmt, von denen einer ein Lenkwinkelsensor
ist. Dabei wird das Ausmaß der
Enge einer Kurve, welche das Fahrzeug fährt, durch Detektieren der
Querbeschleunigung festgestellt, jedoch kann dies auch durch Berechnung
der Querbeschleunigung und der Gierrate aus dem Lenkwinkel und der
Geschwindigkeit des Rades oder Fahrzeugs ermittelt werden. Als Betätigungsglied
ist ein elektromagnetisches lineares Betätigungsglied vom Typ eines
Linearmotors, ein sich drehendes elektromagnetisches Betätigungsglied
oder ein herkömmliches
hydraulisches Bauteil verwendbar.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden,
dass die Steuerung der Aktuatoren ohne oder mit lediglich geringem
elektronischen Aufwand erzielbar ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
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Das
erfindungsgemäße Kraftfahrzeug
weist einen Fahrzeugaufbau, eine mit dem Fahrzeugaufbau verbundene
Lenkung, mittels welcher das Kraftfahrzeug lenkbar ist, wenigstens
zwei federnd am Fahrzeugaufbau gelagerte Räder, die jeweils über einen
hydraulischen Aktuator mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, und
eine mit den hydraulischen Aktuatoren gekoppelte Schalteinheit auf,
mittels welcher die hydraulischen Aktuatoren steuerbar oder unterschiedlich
hydraulisch beschaltbar sind. Eine Steuereinheit ist hydraulisch
mit der Schalteinheit gekoppelt und weist ein mit der Lenkung verbundenes und
von dieser bewegbares Stellelement auf, mittels welchem die hydraulisch
mit den Aktuatoren gekoppelte Schalteinheit zum Steuern oder Beschalten
der Aktuatoren hydraulisch betätigbar
ist oder betätigt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird
ein mit der Lenkung verbundenes Stellelement ausgenutzt, um die
Aktuatoren bzw. deren Verhalten zu steuern. Das insbesondere mechanisch
mit der Lenkung verbundene Stellelement wirkt dabei hydraulisch
auf die Schalteinheit und betätigt
diese zum Variieren des Aktuatorverhaltens. Die Steuerung der Aktuatoren
bzw. die Änderung
von deren Verhalten kann somit auf rein mechanischem und hydraulischem
Wege erzielt werden, so dass auf eine aufwändige elektronische Steuerung
mit Sensoren verzichtet werden kann. Die Steuerung der Aktuatoren oder
von deren Verhalten erfolgt dabei bevorzugt dadurch, dass die Aktuatoren
mittels der Schalteinheit unterschiedlich hydraulisch beschaltbar
sind oder beschaltet werden. Jedes Rad ist insbesondere bewegbar,
bevorzugt schwenkbar über
den jeweiligen Aktuator an dem Fahrzeugaufbau gelagert. Insbesondere ist
mittels der Aktuatoren die Federsteifigkeit für die federnd gelagerten Räder beeinflussbar.
Da über
das Verhalten der Aktuatoren ebenfalls das Querstabilisierungsverhalten
bzw. das Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden kann,
ist mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug
auch eine gesteuerte Querstabilisierung ohne aufwändige elektronische Steuerung
realisierbar. Die Aktuatoren, die Schalteinheit sowie die Steuereinheit
mit dem Stellelement bilden dabei eine hydraulische Aktuatoreinheit
des Kraftfahrzeugs, die mit der Lenkung gekoppelt ist und von dieser
gesteuert bzw. betätigt
wird.
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Die
hydraulische Kopplung der Steuereinheit mit der Schalteinheit ist
bevorzugt über
die Schalteinheit gegen Rückwirkungen
von der oder den hydraulischen Kopplungen der Aktuatoren mit der
Schalteinheit entkoppelt, so dass die Steuereinheit über die Schalteinheit
rückwirkungsfrei
mit den Aktuatoren gekoppelt ist. Hierdurch kann eine Beeinflussung
der Lenkung durch die Aktuatoren vermieden oder zumindest reduziert
werden. Insbesondere sind mehrere Hydraulikkreise realisierbar,
wobei der die Steuereinheit mit der Schalteinheit koppelnde erste
Hydraulikkreis mittels der Schalteinheit von dem oder den die Aktuatoren
mit der Schalteinheit koppelnden anderen Hydraulikkreisen in der
Weise getrennt ist, dass ein in dem ersten Hydraulikkreis vorhandenes Hydraulikfluid
sich nicht mit einem in dem oder den anderen Hydraulikkreisen vorhandenen
Hydraulikfluid mischen kann. Als Hydraulikfluid wird bevorzugt eine
Hydraulikflüssigkeit
verwendet.
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Die
Schalteinheit kann in Abhängigkeit
von der Steuereinheit unterschiedliche Schaltzustände annehmen,
wobei das Verhalten der Aktuatoren zwischen wenigsten zwei unterschiedlichen
Betriebszuständen
variiert werden kann. Bevorzugt sind dafür in einem ersten der Schaltzustände die
beiden Aktuatoren mittels der Schalteinheit hydraulisch voneinander getrennt
und in einem zweiten der Schaltzustände die beiden Aktuatoren unter
Zwischenschaltung der Schalteinheit hydraulisch miteinander gekoppelt. Eine
hydraulische Kopplung der beiden Aktuatoren miteinander führt zu einem
anderen Verhalten, als wenn die beiden Aktuatoren hydraulisch voneinander entkoppelt
sind. Insbesondere beeinflussen sich im zweiten Schaltzustand die
beiden Aktuatoren auf hydraulischem Wege gegenseitig und sind bevorzugt derart
hydraulisch zusammengeschaltet, dass z.B. durch eine Ausfederung
von einem der Räder
auch das andere Rad zu einer Ausfederung gedrängt wird und z.B. durch eine
Einfederung von einem der Räder
auch das andere Rad zu einer Einfederung gedrängt wird. Ein ein- oder ausfederndes
der Räder betätigt den
mit diesem verbundenen Aktuator (z.B. als Hydraulikpumpe), welcher
den anderen Aktuator (als Stellglied oder Motor) antreibt, der dann
das mit diesem verbundene andere Rad ein- oder ausfedert. Eine derartige
gegenseitige hydraulische Beeinflussung der Aktuatoren ist im ersten
Schaltzustand unterbunden.
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Bevorzugt
ist mit den Aktuatoren jeweils eine mit der Schalteinheit gekoppelte
hydraulische Drossel verbunden, über
welche der jeweilige Aktuator unter Zwischenschaltung der Schalteinheit
im ersten Schaltzustand hydraulisch kurzgeschlossen ist. Mittels
der Drosseln ist es möglich,
das Dämpfungsverhalten
im ersten Schaltzustand einzustellen, wobei insbesondere für die Zug-
und Druckstufe jedes Rades ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten
realisierbar ist. Unter dem Begriff „Druckstufe" wird dabei das Einfedern
und unter dem Begriff „Zugstufe" das Ausfedern des
jeweiligen Rades gegenüber
dem Fahrzeugaufbau verstanden.
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Insbesondere
ist die Dämpfung
in der Zugstufe größer als
die Dämpfung
in der Druckstufe. Z.B. kann für
die Zugstufe eine um ca. 30% größere Dämpfung als
in der Druckstufe realisiert werden.
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Im
ersten Schaltzustand können
die Aktuatoren aber auch ohne Zwischenschaltung von Drosseln über das
Schaltelement kurzgeschlossen sein. Ferner ist es möglich, die
Zu- oder Abfuhr von Hydraulikfluid in bzw. aus jedem Aktuator vollständig zu
unterbinden. In diesem Fall können
die Aktuatoren eine starre Verbindung zwischen den Rädern und
dem Fahrzeugaufbau bilden, was sich aber negativ auf den Fahrkomfort
auswirken kann. Auch können
die Aktuatoren im zweiten Schaltzustand ohne oder unter Zwischenschaltung
der Drosseln miteinander gekoppelt sein.
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Die
Schalteinheit weist bevorzugt eine Schaltkammer auf, in der ein
von der Steuereinheit in unterschiedliche Positionen stellbarer
Steuerkolben bewegbar gelagert bzw. verschiebbar geführt ist,
der im ersten Schaltzustand die beiden Aktuatoren hydraulisch voneinander
trennt und im zweiten Schaltzustand eine hydraulische Verbindung
der beiden Aktuatoren miteinander bildet oder zumindest einen Teil
dieser Verbindung bildet. Der Steuerkolben kann mit mehreren Ausnehmungen
bzw. Kanälen
versehen sein, wobei das Hydraulikfluid je nach Schaltzustand durch
unterschiedliche Kanäle
hindurchströmt. Ferner
bildet der Steuerkolben im ersten Schaltzustand insbesondere jeweils
eine hydraulische Verbindung (bzw. einen Teil derselben) zwischen
der jeweiligen Drossel und dem jeweiligen Aktuator, so dass die
beiden Aktuatoren jeweils unter Zwischenschaltung des Steuerkolbens
und gegebenenfalls der jeweiligen Drossel hydraulisch kurzgeschlossen
sind. Für
diese Verbindung können
zusätzliche
Ausnehmungen oder Kanäle
in dem Steuerkolben vorgesehen sein.
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Die
Steuereinheit weist bevorzugt eine insbesondere mit Hydraulikfluid
gefüllte
Hydraulikkammer auf, in der ein das Stellelement bildender Hydraulikkolben
bewegbar gelagert bzw. verschiebbar geführt ist. Dabei ist die Hydraulikkammer
vorzugsweise hydraulisch mit der Schalteinheit bzw. mit dem Steuerkolben
verbunden. Zwischen dem Hydraulikkolben und den geschlossenen Stirnseiten
der Hydraulikkammer können
zwei Hydraulikräume
gebildet sein, die insbesondere mit den Stirnseiten des Steuerkolbens
hydraulisch gekoppelt sind.
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Die
Aktuatoren können
als hydraulische Linearaktuatoren, z.B. als hydraulische Lineardämpfer und/oder
hydraulische Linearmotoren ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es
sich bei den Aktuatoren aber um hydraulische Rotationsaktuatoren,
wie z.B. Rotationsdämpfer
und/oder hydraulische Schwenkmotoren, welche im Gegensatz zu Linearaktuatoren eine
flache Bauform aufweisen. Die Aktuatoren können hydraulische Dämpfer oder
Pumpen bilden, die bevorzugt auch als hydraulische Antriebe (Motoren) oder
Stellglieder betreibbar sind. Die Aktuatoreinheit bildet in diesem
Fall eine Dämpfereinheit
bzw. eine Dämpfer-Motoreinheit. Das
Dämpfungsverhalten
der hydraulischen Aktuatoren kann dann mittels der Schalteinheit
variiert werden, die hierzu von dem Stellelement hydraulisch betätigt bzw.
gesteuert wird oder werden kann.
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Um
temperaturbedingte Volumenänderungen
des Hydraulikfluids und/oder Leckageverluste auszugleichen, kann
wenigstens ein Hydraulikspeicher mit einem der Aktuatoren hydraulisch
gekoppelt sein. Bevorzugt sind aber beide Aktuatoren jeweils mit
einem Hydraulikspeicher hydraulisch verbunden. Die Speicher können ferner
hydraulische Druckspitzen reduzieren oder dämpfen, insbesondere wenn die
beiden Aktuatoren bzw. Räder
durch die Schalteinheit miteinander gekoppelt sind, und wirken somit wie
eine hydraulische Kapazität.
Das Hydraulikfluid in dem oder den Speichern steht insbesondere
unter Druck. Ferner können
Hydraulikpumpen vorgesehen sein, welche das Hydraulikfluid in dem
oder den Speichern unter Druck halten oder dem oder den Speichern
unter Druck Hydraulikfluid zuführen.
Die Hydraulikpumpen können
dabei von den Drosseln angetrieben bzw. von diesen mit Energie versorgt
werden. Auch ist es möglich,
dass die Drosseln selbst eine Pumpwirkung zeigen bzw. als Pumpen
ausgebildet sind und den oder die Speicher insbesondere selbstständig vorspannen.
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Die
Steuereinheit ist bevorzugt über
ein schaltbares Hydraulikventil mit der Schalteinheit hydraulisch
gekoppelt. Somit kann im Bedarfsfall die Steuereinheit hydraulisch
von der Schalteinheit getrennt werden. Insbesondere kann durch das
Hydraulikventil das Koppeln der beiden Aktuatoren bzw. Räder unterbunden
werden. Dies wird z. B. dann genutzt, wenn sich die Lenkung in Nulllage
befindet und das Fahrzeug im Gelände
betrieben wird.
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Die
beiden Räder
sind bevorzugt jeweils über
eine Feder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, so dass die Räder im Abstand
zum Fahrzeugaufbau haltbar sind. Ferner können die beiden Räder schwenkbar
an dem Fahrzeugaufbau gelagert sein, insbesondere mittels bzw. unter
Zwischenschaltung der Aktuatoren.
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Bevorzugt
sind die beiden Räder
an einer gemeinsamen Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen,
die insbesondere eine lenkbare Fahrzeugachse bildet. In diesem Fall
können
die beiden Räder
mittels der Lenkung gegenüber
dem Fahrzeugaufbau geschwenkt werden bzw. schwenkbar sein. Es ist
aber auch möglich,
dass die beiden Räder an
einer gemeinsamen, nicht lenkbaren Fahrzeugachse vorgesehen sind.
In diesem Fall weist das Kraftfahrzeug bevorzugt wenigstens eine
zusätzliche,
lenkbare Fahrzeugachse auf, deren Räder insbesondere gegenüber dem
Fahrzeugaufbau mittels der Lenkung schwenkbar sind. Ferner ist es
möglich, mehrere
Fahrzeugachsen des Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit
zu versehen, von denen insbesondere zumindest eine Fahrzeugachse
eine lenkbare Fahrzeugachse bildet.
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Auf
einen Torsionsstab als Querstabilisator kann bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug
verzichtet werden, da die Aktuatoreinheit eine von der Lenkung gesteuerte
Querstabilisierung ermöglicht. Somit
kann die Federsteifigkeit für
die federnd gelagerten Räder
(um das Maß der
Stabilisatorfeder) reduziert werden, insbesondere bei Geradeausfahrt oder
auch permanent bei Geländebetrieb.
Dennoch ist es möglich,
einen Torsionsstab als zusätzlichen Querstabilisator
vorzusehen, der bevorzugt ein weiches Federverhalten aufweist.
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Die
Erfindung beschreibt somit ein Kraftfahrzeug, welches eine Baugruppe
oder Aktuatoreinheit aufweist, die zur Querstabilisierung des Kraftfahrzeugs
geeignet ist. Die Aktuatoreinheit zeichnet sich insbesondere dadurch
aus, dass der konventionelle Querstabilisator bei Geradeausfahrt
ohne Wirkung ist. Somit wird das ungewünschte Kopieren vermieden.
Bei Kurvenfahrt kann über
die Lenkung eine Steifigkeit selbstständig zugeschaltet werden, um Wankbewegungen
entgegenzuwirken. Das Zuschalten erfolgt insbesondere über den
Hydraulikkolben, der bevorzugt direkt mit der Lenkung verbunden
ist und die Schalteinheit ansteuert bzw. betätigt. Über die Auslegung der Schalteinheit
kann vorgegeben werden, dass die zusätzliche Steifigkeit erst ab
einem vorgegebenen Lenkwinkelbetrag oder Lenkwinkel aus der Nulllage
zum Eingriff kommt, so dass eine Hysterese bzw. ein Hystereseband
realisierbar ist. Dieser vorgegebene Lenkwinkel oder Lenkwinkelbetrag
ist insbesondere einstellbar und beträgt z.B. ± 3°. Ferner repräsentiert
die Nulllage bevorzugt eine Stellung des Lenkrads bei Geradeausfahrt
des Kraftfahrzeugs. Innerhalb des Hysteresebandes werden die Räder einer
Fahrzeugachse unabhängig
voneinander über
die beiden Drosseln bzw. ein Drosselpaket geführt, mit dem die Dämpferabstimmung
für Zug- und
Druckstufe für
die Geradeausfahrt realisiert werden kann.
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Wird
bei Kurvenfahrt (Lenkwinkel größer als Hysterese)
die zusätzliche
Steifigkeit zur Kompensation der Wankbewegung erforderlich, so werden
die Aktuatoren einer Fahrzeugachse miteinander gekoppelt. Durch
die Neigung des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt kann dann der jeweilige
Speicher weiter gespannt werden. Ist kein Speicher vorhanden, wird das
System dennoch in der Verrohrung bzw. in den Hydraulikleitungen
vorgespannt. Eine Elastizität
ist dabei insbesondere stets vorhanden, so dass auch von einer „Ölfeder" oder „Hydraulikfeder" gesprochen werden
kann. Bei Geradeausfahrt hingegen wird bevorzugt über die
Drosseln gedämpft.
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Mit
der Erfindung sind insbesondere folgende Vorteile erzielbar: Ein
konventioneller Querstabilisator kann entfallen, wodurch der Aufbau
der Radaufhängung
vereinfachbar ist. Ferner können
konventionelle Linearaktuatoren durch Rotationsaktuatoren ersetzt
werden, die in flacher Bauweise realisierbar sind. Auch können Lenker
und Aktuatoren als ein Bauteil ausgeführt werden. Es ist keine Sensorik
und Elektronik erforderlich, es sei denn, dass Hydraulikventil ist
vorhanden bzw. integriert und wird elektrisch geschaltet (z.B. bei
permanenter Entkopplung). Ferner ist eine permanente Entkopplung
der Räder
einer Achse möglich
(integrierte Geländefunktionalität).
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung
zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten
Ausführungsform,
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2:
eine schematische Schnittansicht der Schalteinheit aus 1 in
einem gekoppelten Zustand der Aktuatoren,
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3:
eine schematische Schnittansicht der Schalteinheit aus 1 in
einem anderen gekoppelten Zustand der Aktuatoren,
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4:
eine schematische Schnittansicht der Schalteinheit aus 1 in
einem entkoppelten Zustand der Aktuatoren,
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5:
eine schematische Schnittansicht der Steuereinheit aus 1,
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6:
eine schematische Ansicht eines alternativen, schaltbaren Ventils
und
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7:
eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einer zweiten
Ausführungsform.
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Aus 1 ist
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs
ersichtlich, welches insgesamt mit 1 bezeichnet wird. Mit
einem Fahrzeugaufbau 2 des Kraftfahrzeugs 1 sind
zwei Räder 3, 4 jeweils über eine
Feder 5, 6 verbunden. Ferner sind an dem Fahrzeugaufbau 2 zwei
hydraulische Rotationsaktuatoren 7, 8 befestigt,
die jeweils ein Gehäuse 9, 10 und
ein darin angeordnetes Innenteil 11, 12 aufweisen.
Die Innenteile 11, 12 sind jeweils drehfest mit dem
Fahrzeugaufbau 2 verbunden, wohingegen die Gehäuse 9, 10 jeweils
drehfest mit einem Querlenker 13, 14 verbunden
sind. Die Innenteile 11, 12 sind in dem jeweiligen
Gehäuse 9, 10 drehbar
gelagert und weisen jeweils mehrere (z.B. vier) Radialflügel auf, zwischen
denen mit Hydraulikfluid gefüllte
Kammern gebildet sind. Insbesondere gleicht der Aufbau der Aktuatoren 7, 8 dem
Aufbau eines hydraulischen Schwenkmotors. Ferner ist der Querlenker 13 an dem
Rad 3 und der Querlenker 14 an dem Rad 4 angelenkt.
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Eine
mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbundene Lenkung 15 weist
ein Lenkrad 16 und ein Lenkgetriebe 17 auf, welches über eine
Lenkwelle 18 mit dem Lenkrad 16 gekoppelt ist.
In dem Lenkgetriebe 17 ist eine Zahnstange 19 angeordnet,
die sich beidseitig aus einem Gehäuse des Lenkgetriebe 17 herauserstreckt
und über
eine Drehbewegung des Lenkrads 16 in ihrer Längsrichtung
verschiebbar ist. Die Zahnstange 19 ist mittels einer Spurstange 20 mit
dem Rad 3 und mittels einer Spurstange 21 mit
dem Rad 4 verbunden, so dass die beiden Räder 3, 4 über eine Drehbewegung
des Lenkrads 16 gegenüber
dem Fahrzeugaufbau 2 schwenkbar sind. Die beiden Räder 3, 4 sind
somit Teil einer lenkbaren Vorderachse 22 des Kraftfahrzeugs 1.
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Zwar
ist die Lenkung 15 hier anhand einer Zahnstangenlenkung
beschrieben, es ist aber auch möglich,
eine andere Lenkung zu verwenden. In diesem Fall wird die Zahnstange 19 durch
ein Bauelement ersetzt, welches vom Lenkrad 16 bzw. Lenkgetriebe 17 bewegbar
und zum Schwenken der Räder 3, 4 mit
diesen verbunden ist.
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Eine
Steuereinheit 23 weist eine an dem Gehäuse des Lenkgetriebes 17 befestigte
Hydraulikkammer 24 auf, in der ein Hydraulikkolben 25 verschiebbar
geführt
ist. Der Hydraulikkolben 25 ist über eine mechanische Verbindung,
insbesondere über ein
Gestänge 26 oder
eine andere Zug-Druck-Mechanik, mechanisch mit der Zahnstange 19 verbunden.
Die Hydraulikkammer 24 ist mit einem Hydraulikfluid gefüllt und
stirnseitig verschlossen, wobei durch eine der Stirnseiten der Hydraulikkammer 24 das
Gestänge 26 verschiebbar
geführt
und gegenüber
der Stirnseite abgedichtet ist (siehe 5). Der Kolben 25 liegt
dichtend an der Innenwandung der Hydraulikkammer 24 an,
so dass zwischen dem Kolben 25 und den beiden Stirnseiten
der Hydraulikkammer 24 mit Hydraulikfluid gefüllte Hydraulikräume 27, 28 gebildet
sind. Der Hydraulikraum 27 ist über eine Hydraulikleitung 29 hydraulisch
mit einem Hydraulikraum 30 in einer Schalteinheit 31 verbunden.
Ferner ist der Hydraulikraum 28 über eine Hydraulikleitung 32 mit
einem Ventil 33 hydraulisch verbunden. Das Ventil 33 ist über eine
Hydraulikleitung 34 mit einem Hydraulikraum 35 in
der Schalteinheit 31 verbunden. Ferner ist das Ventil 33 über eine
Hydraulikleitung 36 mit der Hydraulikleitung 29 verbunden.
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Die
Schalteinheit 31 weist eine Schaltkammer 37 auf,
in der ein Steuerkolben 38 verschiebbar geführt ist.
Die Schaltkammer 37 ist stirnseitig geschlossen, so dass
zwischen den Stirnseiten des Steuerkolbens 38 und den Stirnseiten
der Schaltkammer 37 die beiden Hydraulikräume 30 und 35 gebildet
sind (siehe 4).
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Der
Steuerkolben 38 weist mehrere, durch Wände 40 voneinander
getrennte, durchgehende Löcher 39 auf,
die als Bohrungen ausgebildet sein können, wobei die Wände 40 von
dem Material des Steuerkolbens 38 gebildet sind. Ferner
sind die Löcher 39 über die
Stirnseiten des Steuerkolbens 38 von den Hydraulikräumen 30 und 35 getrennt.
Alternativ können
die Löcher 39 aber
auch ganz oder teilweise durch Nuten in der Außenumfangsfläche des
Steuerkolbens 38 ersetzt werden.
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Der
Aktuator 7 bzw. eine der Kammern in dem Aktuator 7 ist über eine
Hydraulikleitung 41 mit der Schalteinheit 31 verbunden.
Ferner ist der Aktuator 7 bzw. eine andere der Kammern
in dem Aktuator 7 über
eine Hydraulikleitung 42 mit einer Hydraulikleitung 43 und
mit einer Hydraulikleitung 44 verbunden, wobei die beiden
Hydraulikleitungen 43 und 44 mit der Schalteinheit 31 verbunden
sind.
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Der
Aktuator 8 bzw. eine der Kammern in dem Aktuator 8 ist über eine
Hydraulikleitung 45 mit der Schalteinheit 31 verbunden.
Ferner ist der Aktuator 8 bzw. eine andere der Kammern
in dem Aktuator 8 über
eine Hydraulikleitung 46 mit einer Hydraulikleitung 47 und
mit einer Hydraulikleitung 48 verbunden, wobei die beiden
Hydraulikleitungen 47 und 48 mit der Schalteinheit 31 verbunden
sind.
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Die
Hydraulikleitung 42 ist ferner mit einer Hydraulikleitung 50 verbunden,
die unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Drossel 51 mit
der Schalteinheit 31 verbunden ist. Ferner ist die Hydraulikleitung 46 mit
einer Hydraulikleitung 52 verbunden, die unter Zwischenschaltung
einer hydraulischen Drossel 53 mit der Schalteinheit 31 verbunden
ist.
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Die
Steuerleitungen 41, 43, 44, 45, 47, 48, 50 und 52 sind
dabei über
in der Wandung der Schaltkammer 37 vorgesehene, durchgehende
Löcher 49 an
unterschiedlichen Stellen mit dem Innenraum der Schaltkammer 37 verbunden.
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Die
Steuereinheit 23, das Ventil 33 sowie die Hydraulikleitungen 29, 32, 34 und 36 bilden
mit den Hydraulikräumen 30 und 35 unter
Zwischenschaltung des Steuerkolbens 38 einen ersten Hydraulikkreis,
wobei das Ventil 33 so geschaltet ist, das die Hydraulikleitung 32 mit
der Hydraulikleitung 34 verbunden ist und die Hydraulikleitung 36 von
dem Ventil 33 verschlossen ist. Wird das Lenkrad 16 in
einer Richtung gedreht, so dass sich die Zahnstange 19 zusammen
mit dem Kolben 25 in Richtung des Pfeils P bewegt, wird
Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum 27 und durch die Hydraulikleitung 29 in
den Hydraulikraum 30 gedrückt. Hierdurch wird der Steuerkolben 38 in
Richtung des Pfeils Q verschoben, so dass Hydraulikfluid aus dem
Hydraulikraum 35, durch die Hydraulikleitung 34,
durch das Ventil 33 und durch die Hydraulikleitung 32 in
den Hydraulikraum 28 strömt. Wird das Lenkrad 16 in
entgegengesetzter Richtung gedreht, so dass sich die Zahnstange 19 und
der Hydraulikkolben 25 in einer dem Pfeil P entgegengesetzten
Richtung bewegen, wird der Steuerkolben 38 in Gegenrichtung
des Pfeils Q verschoben. Die Verschiebung des Steuerkolbens 38 erfolgt
dabei stets relativ zu der Schaltkammer 37.
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Der
erste Hydraulikkreis ist über
die Schalteinheit 31 von den Aktuatoren 7, 8 in
der Weise entkoppelt, dass sich Hydraulikfluid des ersten Hydraulikkreises
nicht mit Hydraulikfluid der Aktuatoren 7, 8 austauschen
oder mischen kann. Ferner verhindert die Schalteinheit 31 Rückwirkungen
von den Aktuatoren 7, 8 auf den ersten Hydraulikkreis,
da das Hydraulikfluid der Aktuatoren 7, 8 den
Steuerkolben 38 nicht verschieben kann. Dies wird insbesondere
dadurch erzielt, dass das Hydraulikfluid der Aktuatoren 7, 8 senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Steuerkolbens 38 in die und aus
der Schaltkammer 37 strömt.
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In
der aus 1 ersichtlichen Stellung des Steuerkolbens 38 ist
der Aktuator 7 über
die Hydraulikleitungen 41, 50 und 42 unter
Zwischenschaltung der Drossel 51 hydraulisch kurzgeschlossen.
Dabei steht die Hydraulikleitung 50 bzw. die Drossel 51 über eines
der Löcher 39 in
dem Steuerkolben 38 mit der Hydraulikleitung 41 in
Verbindung. Ferner ist der Aktuator 8 über die Hydraulikleitungen 45, 52 und 46 unter
Zwischenschaltung der Drossel 53 hydraulisch kurzgeschlossen,
wobei die Hydraulikleitung 52 bzw. die Drossel 53 über ein
anderes der Löcher 39 des Steuerkolbens 38 mit
der Hydraulikleitung 45 in Verbindung steht. Die beiden
Aktuatoren 7 und 8 sind somit in hydraulischer
Hinsicht voneinander entkoppelt.
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Aus 2 ist
eine schematische Ansicht der Schalteinheit 31 in einem
gekoppelten Zustand der Aktuatoren 7, 8 ersichtlich,
wobei der Steuerkolben 38 in Richtung des Pfeils Q verschoben
ist. In diesem Fall ist die Hydraulikleitung 41 über eines
der Löcher 39 mit
der Hydraulikleitung 47 verbunden. Ferner ist die Hydraulikleitung 45 über ein
anderes der Löcher 39 mit
der Hydraulikleitung 43 verbunden, so dass die beiden Aktuatoren 7, 8 hydraulisch
miteinander gekoppelt sind. Diese hydraulische Kopplung der beiden
Aktuatoren 7, 8 erfolgt bevorzugt derart, dass eine
Querstabilisierung bzw. eine Stabilisierung des Wankverhaltens des
Kraftfahrzeugs 1 erreicht wird.
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Aus 3 ist
eine schematische Ansicht der Schalteinheit 31 in einem
anderen gekoppelten Zustand der Aktuatoren 7, 8 ersichtlich,
wobei der Steuerkolben 38 in Gegenrichtung des Pfeils Q
verschoben ist. In diesem Fall ist die Hydraulikleitung 41 über eines
der Löcher 39 mit
der Hydraulikleitung 48 verbunden. Ferner ist die Hydraulikleitung 45 über ein anderes
der Löcher 39 mit
der Hydraulikleitung 44 verbunden, so dass die beiden Aktuatoren 7, 8 hydraulisch
miteinander gekoppelt sind. Diese hydraulische Kopplung der beiden
Aktuatoren 7, 8 erfolgt bevorzugt derart, dass
eine Querstabilisierung bzw. eine Stabilisierung des Wankverhaltens
des Kraftfahrzeugs 1 erreicht wird.
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4 zeigt
eine schematische Ansicht der Schalteinheit 31 in einem
entkoppelten Zustand der Aktuatoren 7 und 8, der
dem aus 1 ersichtlichen Zustand der
Schalteinheit 31 entspricht. Ferner ist aus 5 eine
schematische Ansicht der Steuereinheit 23 ersichtlich.
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Das
Ventil 33 in 1 kann über einen Schalter 54 betätigt und
somit umgeschaltet werden. Im umgeschalteten Zustand ist die Hydraulikleitung 32 mit
der Hydraulikleitung 36 verbunden, wohingegen die Hydraulikleitung 34 von
dem Ventil 33 verschlossen ist. In diesem Zustand kann
der Steuerkolben 38 der Schalteinheit 31 nicht
mehr von der Steuereinheit 23 verstellt werden. Bevorzugt
kann der umgeschaltete Zustand nur dann eingeschaltet werden, wenn
die beiden Aktuatoren 7, 8 voneinander entkoppelt
sind. Bezogen auf die Ausführungsform
heißt das,
dass der umgeschaltete Zustand insbesondere nur dann eingeschaltet
werden kann, wenn der Steuerkolben 38 in der Position gemäß der 1 oder 4 steht.
-
Aus 6 ist
eine alternative Ausführung des
Ventils 33 ersichtlich, wobei die mit dem Hydraulikraum 30 verbundene
Hydraulikleitung 29 unter Zwischenschaltung des Ventils 33 und
einer Hydraulikleitung 57 mit dem Hydraulikraum 27 hydraulisch verbunden
ist. Das Ventil 33 kann mittels des Schalters 54 derart
umgeschaltet werden, dass die beiden Hydraulikleitungen 32 und 57 und
somit auch die beiden Hydraulikräume 27 und 28 hydraulisch
miteinander verbunden sind, wohingegen die beiden Leitungen 29 und 34 von
dem Ventil 33 verschlossen werden.
-
Aus 7 ist
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs
ersichtlich, wobei identische oder ähnliche Merkmale mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet sind wie bei der ersten Ausführungsform. Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch,
dass die hydraulischen Drosseln 51 und 53 nicht
in die Hydraulikleitungen 50 und 52 sondern in
die Hydraulikleitungen 41 und 46 geschaltet sind.
Damit sind die Aktuatoren 7, 8 im gekoppelten
Zustand unter Zwischenschaltung der Drosseln 51, 53 miteinander
gekoppelt, so dass auch bei Kurvenfahrt der Strom der Hydraulikflüssigkeit
(Ölstrom)
gedrosselt wird.
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugaufbau
- 3
- Rad
- 4
- Rad
- 5
- Feder
- 6
- Feder
- 7
- Aktuator
- 8
- Aktuator
- 9
- Gehäuse des
Aktuators
- 10
- Gehäuse des
Aktuators
- 11
- Innenteil
des Aktuators
- 12
- Innenteil
des Aktuators
- 13
- Querlenker
- 14
- Querlenker
- 15
- Lenkung
- 16
- Lenkrad
- 17
- Lenkgetriebe
- 18
- Lenkwelle
- 19
- Zahnstange
- 20
- Spurstange
- 21
- Spurstange
- 22
- lenkbare
Vorderachse
- 23
- Steuereinheit
- 24
- Hydraulikkammer
- 25
- Hydraulikkolben
- 26
- Gestänge
- 27
- Hydraulikraum
- 28
- Hydraulikraum
- 29
- Hydraulikleitung
- 30
- Hydraulikraum
- 31
- Schalteinheit
- 32
- Hydraulikleitung
- 33
- Ventil
- 34
- Hydraulikleitung
- 35
- Hydraulikraum
- 36
- Hydraulikleitung
- 37
- Schaltkammer
- 38
- Steuerkolben
- 39
- durchgehendes
Loch in Steuerkolben
- 40
- Wand
- 41
- Hydraulikleitung
- 42
- Hydraulikleitung
- 43
- Hydraulikleitung
- 44
- Hydraulikleitung
- 45
- Hydraulikleitung
- 46
- Hydraulikleitung
- 47
- Hydraulikleitung
- 48
- Hydraulikleitung
- 49
- durchgehendes
Loch in Wandung der Schaltkammer
- 50
- Hydraulikleitung
- 51
- hydraulische
Drossel
- 52
- Hydraulikleitung
- 53
- hydraulische
Drossel
- 54
- Schalter
- 55
- Hydraulikspeicher
- 56
- Hydraulikspeicher
- 57
- Hydraulikleitung
- P
- Pfeil
- Q
- Pfeil