DE102006008608B4 - Radaufhängung - Google Patents
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Abstract
Radaufhängung, umfassend ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange und Dämpfungsventilen, eine parallel dazu geschaltete Hauptfeder, eine Zusatzfeder über die der Arbeitszylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats gegen einen Fahrzeugaufbau abgestützt ist, und eine Kolbenanordnung über die die Lage der Abstützung der Zusatzfeder relativ zum Fahrzeugaufbau in Bezug auf die Längsachse der Kolbenstange verstellbar ist, wobei der Kolben der Kolbenanordnung in einem Zylinder axial beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mit der Kolbenstange (8) verbunden ist, dass eine Strömungsverbindung (10) einen Raum (9) oberhalb des im Zylinder (13) angeordneten Kolbens (7) mit einem Raum (11) unterhalb des Kolbens (7) der Kolbenanordnung (6) verbindet, dass in der Strömungsverbindung (10) ein Absperrelement (12) angeordnet ist und dass der Kolben (7) auf einer Stirnseite über eine Feder (14) beaufschlagt wird.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.
- Bei Kraftfahrzeugen besteht das Problem darin, dass bei Fahrzeugen mit einem hohen Schwerpunkt diese Fahrzeuge bei Kurvenfahrten dazu neigen, dass das kurvenäußere Rad übermäßig einfedert. Dieser Rollneigung um die Fahrzeuglängsachse gilt es seit Jahren durch entsprechende Eingriffe in den Querstabilisator entgegen zu wirken. Darüber hinaus bestehen Möglichkeiten ein Fahrzeug direkt über den Schwingungsdämpfer zu stabilisieren (z. B.
DE 10 2004 019 991 A1 ). Bei dieser Radaufhängung wird ein Schwingungsdämpfer mit einem Gehäuse, einer Kolbenstange und einer parallel dazugeschalteten Hauptfeder vorgesehen. Zur Wankstabilisierung des Fahrzeuges wird bei diesem Stand der Technik eine ansteuerbare Kolbenanordnung relativ zum Fahrzeugaufbau verstellt, dies ermöglicht ein regelbares oder teilaktives Kraftfahrzeugfahrwerk mit einfachem Aufbau und kleinen Verstellwegen. Derartige bekannte Radaufhängungen besitzen alle den Nachteil einer aufwendigen Konstruktion und benötigen zusätzlich noch eine entsprechende Fremdenergiequelle für die nötige Wegverstellung. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung zu schaffen, bei der eine Wankstabilisierung vorgesehen ist, die nicht nur kostengünstig, sondern auch ohne Fremdenergie und ohne eine elektronische Positionsregelung auskommt und dennoch in der Lage ist, schnell und wirkungsvoll einsetzbar zu sein.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
- Des Weiteren ist vorgesehen, dass als Feder eine Schraubenfeder und/oder eine Gasfeder vorgesehen ist. Dabei lässt sich auch vorsehen, dass die Gasfeder außerhalb des Kolben-Zylinder-Aggregates angeordnet ist.
- Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass das Absperrelement extern ansteuerbar ist. Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die Ansteuerung des Absperrelementes über einen Sensor erfolgt.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass als Absperrelement ein Magnetventil vorgesehen ist.
- Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass der Kolben der Kolbenanordnung auf seinem Außenumfang gegenüber dem Zylinder abgedichtet ist.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in einer Nut des Kolbens ein Dichtring aufgenommen ist.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt.
- Es zeigt:
-
1 eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung -
2 bis6 als Einzelheit eine Kolbenanordnung in den verschiedenen Funktionsstufen im Schnitt -
7 bis8 eine weitere Ausführungsform einer Kolbenanordnung im Schnitt -
9 und10 wiederum eine Kolbenanordnung im Schnitt dargestellt -
11 und12 weitere Ausführungsformen mit einer extern angeordneten Feder. - Die
1 zeigt im wesentlichen eine Radaufhängung, wobei die1a die Achse eines Fahrzeuges mit einer konventionellen Ausführung gemäß dem Stand der Technik darstellt, während die1b ein Kolben-Zylinder-Aggregat1 vorsieht, bei dem parallel dazu eine Hauptfeder2 gezeigt ist, die obere Befestigung3 und die untere Befestigung4 dienen zur Befestigung des Kolben-Zylinder-Aggregats1 im Fahrzeug. Mit dem Bezugszeichen5 ist die Zusatzfeder dargestellt, die mit der Hauptfeder2 derart zusammen arbeitet, dass die Gesamtfederrate zum Anschlagende hin einen stark progressiven Verlauf aufweist. Dieser progressive Verlauf ist wichtig, um das Kraftfahrzeug, beispielsweise bei Kurvenfahrt, entsprechend abzustützen. Gemäß1a ist dargestellt, dass die Zusatzfeder5 mit ihrer starken Progression erst einsetzt, wenn üblicherweise aus Komfortgründen ein Freigang X ausgeschöpft ist. Die Zusatzfeder5 ist vorzugsweise aus PU- oder Elastomermaterial hergestellt, wobei auch eine Stahlfeder ohne weiteres möglich ist. - Ein Dämpfungssystem ist daher dann komfortabel, wenn es einen entsprechenden Freigang X aufweist, dieses Dämpfungssystem ist aber dann unkomfortabel und wankstabil, wenn der Freigang X aufgebraucht und gegen 0 geht.
- Die
1b zeigt zusätzlich eine Kolbenanordnung6 auf, die einerseits den Freigang X ebenfalls bereitstellt, aber im Bedarfsfall die Zusatzfeder5 unverzüglich zum Einsatz gelangen lässt. - Um die Kolbenanordnung
6 zum Einsatz zu bringen, lässt sich beispielsweise im Kraftfahrzeug der Impuls für den stabilisierenden Einschaltvorgang der Kolbenanordnung6 über einen Querbeschleunigungssensor ableiten. Bei Fahrzeugen heutiger Bauart mit ESP, also einem vorhandenen Lenkwinkelsensor, kann auch dieser Lenkwinkelsensor problemlos für die Beaufschlagung der Kolbenanordnung6 herangezogen werden. - Gemäß der
2 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat1 dargestellt, wie es in der1b in der Zusammenschau mit der Hauptfeder2 und dem Rad bzw. Reifen des Kraftfahrzeuges dargestellt ist. Die Kolbenanordnung6 zeigt einen Kolben7 der einerseits mit der oberen Befestigung3 und andererseits mit der Kolbenstange8 fest verbunden ist. Der obere Raum9 ist über eine Strömungsverbindung10 mit dem unteren Raum11 verbunden, wobei in der Strömungsverbindung10 ein Absperrelement12 integriert ist. - Der Kolben
7 ist von einem Zylinder13 umgeben, der sowohl im oberen als auch im unteren Bereich auf der Kolbenstange8 dichtend gleiten kann. Der Kolben7 ist gegenüber dem Zylinder13 ebenfalls gleitend abgedichtet. Eine Feder14 , im Ausführungsbeispiel gemäß2 als Schraubenfeder14a ausgebildet, die sich im unteren Raum11 befindet, und sich einerseits am Kolben7 und andererseits am Boden des Zylinders13 abstützt, sorgt dafür, dass die Zusatzfeder5 ständig in Kontakt mit der dämpferseitigen Anschlagfläche15 gehalten wird. Das Nachstellen der Zusatzfeder5 sollte dabei mindestens bis an das Fahrzeugniveau heranreichen, also den gesamten Einfederbereich des Kolben-Zylinder-Aggregates1 abdecken. - Da das Absperrelement
12 in dieser Darstellung geöffnet ist, kann die Hydraulikflüssigkeit16 die Strömungsverbindung10 vom oberen Raum9 in den unteren Raum11 und umgekehrt passieren und die Zusatzfeder5 folgt dabei der Anschlagfläche15 zumindest bis zur Niveauhöhe des Kraftfahrzeuges. - Aus der
3 ist in geöffnetem Zustand des Absperrelementes12 , das heißt die Hydraulikflüssigkeit16 kann zwischen dem oberen Raum9 und dem unteren Raum11 hin und her strömen, den Freigang X, wie3 im Vergleich zur2 zeigt, in Anspruch nehmen, wobei die Zusatzfeder5 in dem Moment einsetzt, in dem der Freigang X ausgeschöpft ist. Die Feder14 wird dabei um den Betrag des Freigangs X vorgespannt. - Aus der
4 ist dann zu entnehmen, dass bei weiterem Eintauchen der Kolbenstange8 in das Kolben-Zylinder-Aggregat1 die Zusatzfeder5 bis zu ihrer Blocklänge zusammengefahren wird. - In der
5 ist das Absperrelement12 in die geschlossene Stellung gebracht, das Absperrelement12 kann beispielsweise über ein Magnetventil beaufschlagt werden oder das Absperrelement12 kann selbst ein Magnetventil sein, welches über einen bekannten Querbeschleunigungssensor, im Fall einer Kurvenfahrt oder eines Spurwechsels, den unverzüglichen Einsatz der stabilisierenden Zusatzfeder5 ermöglicht. Es wird dabei die hydraulische Strömungsverbindung10 vom oberen Raum9 zum unteren Raum11 gesperrt, in der Folge ist eine Arretierung des Kolbens7 gegenüber dem Zylinder13 vorgenommen worden. - In der
6 ist der Puffer5 bis zu seiner Blocklänge beim eingefederten System zusammengeschoben worden, es ist im Vergleich mit der4 zu erkennen, dass bei einem geschlossenen Absperrelement12 der Freigang X gemäß6 genutzt wurde. - Die
7 bis10 zeigen eine Kolbenanordnung6 , wobei im Gegensatz zu den1 bis6 kein Kolben-Zylinder-Aggregat vorgesehen ist. Bei den Ausführungen gemäß7 und8 ist das Absperrelement12 im Zylinder13 angeordnet, und zeigt wiederum den Freigang X bevor die Zusatzfeder5 einsetzt. - Das Absperrelement
12 ist dabei geöffnet und die Hydraulikflüssigkeit16 kann vom oberen Raum9 in den unteren Raum11 und umgekehrt strömen. - Wird das Absperrelement
12 geschlossen, wie dies aus den9 und10 ersichtlich ist, so fließt keine Hydraulikflüssigkeit durch die Strömungsverbindung10 und der Kolben7 der Kolbenanordnung6 ist dann festgesetzt, so dass der unverzügliche Einsatz der Zusatzfeder5 eintritt. Der Zylinder13 kann beispielsweise an der Achse oder gedreht am Aufbau eines Fahrzeuges befestigt sein. - Die
11 und12 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Kolbenanordnung6 , wobei anstatt einer Schraubenfeder14a , gemäß den2 bis10 , eine Gasfeder14b vorgesehen ist. Auch hierbei ist der Kolben7 in einem Zylinder13 angeordnet und über die Strömungsverbindung10 fließt die Hydraulikflüssigkeit16 in den oberen Raum9 oder den unteren Raum11 , im Prinzip wie in den2 bis10 bereits dargestellt. Bei der Verwendung einer Gasfeder14b wird dabei in der Strömungsverbindung10 ein zusätzlicher Raum zur Aufnahme des Gases benötigt. Die Kolbenstange8 ist in11 oberhalb und unterhalb des Kolbens7 mit einem unterschiedlichen Durchmesser versehen, so dass in der einen und anderen Strömungsrichtung eine unterschiedliche Menge an Hydraulikflüssigkeit verdrängt wird. - Die
12 zeigt lediglich einen Kolben7 und eine Kolbenstange8 , die den oberen Raum9 durchdringt, so dass hier zur Beaufschlagung der Hydraulikflüssigkeit16 unterschiedliche Flächen des Kolbens7 zur Verfügung stehen. Auch bei den Ausführungsformen gemäß11 und12 ist das Absperrventil12 entsprechend elektrisch oder magnetisch beaufschlagbar, dies entspricht im Prinzip den bereits dargestellten Ausführungsformen. -
- 1
- Kolben-Zylinder-Aggregat
- 2
- Hauptfeder
- 3
- Obere Befestigung
- 4
- Untere Befestigung
- 5
- Zusatzfeder (Puffer)
- 6
- Kolbenanordnung
- 7
- Kolben
- 8
- Kolbenstange
- 9
- Oberer Raum
- 10
- Strömungsverbindung
- 11
- Unterer Kolbenraum
- 12
- Absperrelement
- 13
- Zylinder
- 14
- Feder
- 14a
- Schraubenfeder
- 14b
- Gasfeder
- 15
- Anschlagfläche
- 16
- Hydraulikflüssigkeit
- 17
- Dichtring
Claims (9)
- Radaufhängung, umfassend ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange und Dämpfungsventilen, eine parallel dazu geschaltete Hauptfeder, eine Zusatzfeder über die der Arbeitszylinder des Kolben-Zylinder-Aggregats gegen einen Fahrzeugaufbau abgestützt ist, und eine Kolbenanordnung über die die Lage der Abstützung der Zusatzfeder relativ zum Fahrzeugaufbau in Bezug auf die Längsachse der Kolbenstange verstellbar ist, wobei der Kolben der Kolbenanordnung in einem Zylinder axial beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (
7 ) mit der Kolbenstange (8 ) verbunden ist, dass eine Strömungsverbindung (10 ) einen Raum (9 ) oberhalb des im Zylinder (13 ) angeordneten Kolbens (7 ) mit einem Raum (11 ) unterhalb des Kolbens (7 ) der Kolbenanordnung (6 ) verbindet, dass in der Strömungsverbindung (10 ) ein Absperrelement (12 ) angeordnet ist und dass der Kolben (7 ) auf einer Stirnseite über eine Feder (14 ) beaufschlagt wird. - Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Feder (
14 ) eine Schraubenfeder (14a ) und/oder eine Gasfeder (14b ) vorgesehen ist. - Radaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (
14b ) außerhalb des Kolben-Zylinder-Aggregates (1 ) angeordnet ist. - Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (
12 ) extern ansteuerbar ist. - Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Absperrelementes (
12 ) über einen Sensor erfolgt. - Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Absperrelement (
12 ) ein Magnetventil vorgesehen ist. - Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (
7 ) der Kolbenanordnung (6 ) auf seinem Außenumfang gegenüber dem Zylinder (13 ) abgedichtet ist. - Radaufhängung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Nut des Kolbens (
7 ) ein Dichtring (17 ) aufgenommen ist. - Radaufhängung, mit einer Zusatzfeder, die gegen einen Fahrzeugaufbau abgestützt ist, wobei eine Kolbenanordnung vorgesehen ist, über die ein Lager der Abstützung der Zusatzfeder relativ zum Fahrzeugaufbau in Bezug auf die Längsachse verstellbar ist, und wobei der Kolben der Kolbenanordnung in einem Zylinder axial beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsverbindung (
10 ) einen Raum (9 ) oberhalb des im Zylinder (13 ) angeordneten Kolbens (7 ) mit einem Raum (16 ) unterhalb des Kolbens (7 ) der Kolbenanordnung (6 ) verbindet, und dass in der Strömungsverbindung (10 ) ein Absperrelement (12 ) angeordnet ist.
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