DE102010021029A1 - Compensation element for hydraulic roll stabilizer system for axles of motor car, has two active spaces separated from each other via piston, where piston comprises spring loaded piston rods extending opposite from housing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement für ein hydraulisches Wankstabilisatorsystem eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie ein hydraulisches Wankstabilisatorsystem gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 8 angegebenen Art.The invention relates to a compensating element for a hydraulic roll stabilizer system of a motor vehicle according to the type specified in the preamble of claim 1 and a hydraulic roll stabilizer system according to the specified in the preamble of claim 8 Art.
Hydraulische Wankstabilisatorsysteme für Kraftfahrzeuge sind hinreichend bekannt und beispielsweise in der
Hierbei ist den gegenüberliegenden Rädern eine Achse jeweils eine zwischen Kraftfahrzeugaufbau und Radaufhängungselement angeordnete Zylinder-Kolbeneinheit zugeordnet, deren Arbeitskammern jeweils unter Zwischenschaltung eines federbelasteten Wirkraums kreuzweise miteinander verbunden sind. Durch die kreuzweise Verbindung der jeweiligen Arbeitskammern der beider Zylinder-Kolbeneinheiten kann eine Stabilisierung des Fahrzeugs im Wankfall erzeugt werden. Im Wankfall wird ein federbelasteter Wirkraum mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und dessen Federelement wird komprimiert. Dadurch steigt der Druck in diesem Hydraulikkreis. Der zweite Wirkraum federt aus (negativer Federweg) und fördert dessen Hydraulikvolumen in die Arbeitskammern der Zylinder-Kolbeneinheiten, wobei der Druck in diesem Hydraulikkreis abnimmt. Wegen des unterschiedlichen Druckniveaus in den Arbeitskammern der Zylinder-Kolbeneinheiten wird eine wegabhängige Stabilisatorkraft erzeugt, die dem Einfederweg entgegen wirkt. Bei einer beidseitiger Einfederbewegung dagegen ist der Stabilisator ohne Funktion. Die Hydraulikvolumina werden nur von einer Zylinder-Kolbeneinheit zur anderen geschoben, ohne die federbelasteten Wirkräume zu aktivieren.In this case, an axis between the motor vehicle body and the wheel suspension element arranged cylinder-piston unit is assigned to the opposite wheels, the working chambers are each cross-connected with the interposition of a spring-loaded active space. By the crosswise connection of the respective working chambers of the two cylinder-piston units, a stabilization of the vehicle can be generated in the event of a roll. In Wankfall a spring-loaded active space is filled with hydraulic fluid and the spring element is compressed. This increases the pressure in this hydraulic circuit. The second active space springs out (negative spring travel) and promotes its hydraulic volume in the working chambers of the cylinder-piston units, the pressure in this hydraulic circuit decreases. Because of the different pressure levels in the working chambers of the cylinder-piston units, a path-dependent stabilizing force is generated, which counteracts the compression travel. In a bilateral compression movement, however, the stabilizer is without function. The hydraulic volumes are only pushed from one cylinder-piston unit to the other, without activating the spring-loaded Wirkräume.
Nachteilig hierbei ist, dass nach dem Stand der Technik zwei federbelastete Wirkräume benötigt werden. Dies hat eine erhöhte Bauteilanzahl, einen großen benötigten Bauraum und eine erhöhte Reibung, wegen der Verwendung von zwei Kolben, zur Folge. Gerade wegen der hohen Haftreibung und des daraus resultierenden schlechten Ansprechverhaltens (Slip Stick Effekt) werden daher hydraulische Wangenstabilisatorsysteme nur sehr bedingt verwendet. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von zwei federbelasteten Wirkräumen ist, dass die Federn in beiden Ausgleichselementen vorzuspannen sind. Nur so kann der erforderliche negative Federweg im Wankfall erzeugt werden. Durch das Vorspannen der Federn wird in beiden Hydraulikkreisen ein hydraulischer Vorspanndruck erzeugt, der wegen des größeren Druckes auf die Hydraulikdichtungen ebenfalls die Systemreibung weiter erhöht.The disadvantage here is that according to the prior art two spring-loaded Wirkräume be needed. This has an increased number of components, a large space required and increased friction, due to the use of two pistons result. Precisely because of the high static friction and the resulting poor response (slip stick effect) hydraulic cheek stabilizer systems are only used to a very limited extent. Another disadvantage with the use of two spring-loaded Wirkräumen is that the springs are to be biased in two compensating elements. Only then can the required negative spring travel be generated in the event of a roll. By biasing the springs, a hydraulic bias pressure is generated in both hydraulic circuits, which also increases the system friction due to the greater pressure on the hydraulic seals.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausgleichselement für ein hydraulisches Wankstabilisatorsystem eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, welches eine kompaktere Bauform sowie eine geringere Haftreibung aufweist.The invention has for its object to provide a compensating element for a hydraulic roll stabilizer system of a motor vehicle according to the type specified in the preamble of claim 1 available, which has a more compact design and lower static friction.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with its preamble features.
Die Unteransprüche 2 bis 7 bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims 2 to 7 form advantageous developments of the invention.
Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein hydraulisches Wankstabilisatorsystem für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 8 angegebenen Art derart fortzubilden, dass ein reibungsoptimierter Betrieb des hydraulischen Wankstabilisatorsystems ermöglicht ist.Furthermore, the invention has the object of providing a hydraulic Wankstabilisatorsystem for a motor vehicle according to the specified in the preamble of claim 8 way such that a friction-optimized operation of the hydraulic Wankstabilisatorsystems is possible.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 8 in conjunction with its preamble features.
Die Unteransprüche 9 und 10 bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The
Bei dem Ausgleichselement für ein hydraulisches Wankstabilisatorsystem eines Kraftfahrzeugs sind erfindungsgemäß die beiden Wirkräume in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und über einen im Gehäuse geführten Kolben voneinander getrennt, wobei der im Gehäuse geführte Kolben seinerseits zwei gegenüberliegende, aus dem Gehäuse hinausragende federbelastete Kolbenstangen aufweist.In the compensating element for a hydraulic roll stabilizer system of a motor vehicle according to the invention the two Wirkräume are arranged in a common housing and separated by a piston guided in the housing, wherein the piston guided in the housing in turn has two opposite, projecting out of the housing spring-loaded piston rods.
Durch die erfindungsgemäße Integration der beiden Wirkräume in ein gemeinsames Gehäuse, ist nunmehr in vorteilhafter Weise sicher gestellt, dass der benötigte Bauraum geringer ist und eine geringere Bauteilanzahl benötigt wird. Da zudem bei dem erfindungsgemäßen Ausgleichselement nur noch ein Kolben benötigt wird, ist zudem in vorteilhafter Weise die Haftreibung deutlich reduziert.The inventive integration of the two Wirkräume in a common housing, is now ensured in an advantageous manner that the required space is smaller and a smaller number of components is required. In addition, since only one piston is required in the compensation element according to the invention, the static friction is also significantly reduced in an advantageous manner.
Vorzugsweise sind dabei die Kolbenstangen als Hohlkörper mit einer im Bereich des Kolbens angeordneten Querbohrung ausgebildet. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein Zu- bzw. Abfluss von Hydraulikflüssigkeit über die Kolbenstange ermöglicht. D. h. ein weiterer u. U. wieder zusätzlichen Bauraum beanspruchender Hydraulikanschluss ist nicht erforderlich.Preferably, the piston rods are formed as a hollow body with a transverse bore arranged in the region of the piston. As a result, an inflow or outflow of hydraulic fluid via the piston rod is made possible in an advantageous manner. Ie. another u. U. again additional space consuming hydraulic connection is not required.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den beiden Wirkräumen ein Ventil eingebracht. Das Ventil kann z. B. in dem die beiden Wirkräume trennenden Kolben eingebracht sein. Denkbar ist aber auch, dass das Ventil außerhalb des Ausgleichselement angeordnet ist und die beiden, die Wirkräume kreuzweise miteinander verbindende Hydraulikleitungen miteinander verbindet. Durch das zusätzliche Anbringen des Ventils können die beiden Wirkräume und damit die Hydraulikkreisläufe miteinander verbunden und somit die Stabilisatorfunktion zeitweise ausgeschaltet werden. Dies kann zum einen vorteilhaft im Offroadeinsatz genutzt werden, wenn große Achsverschränkungen ohne Stabilisator benötigt werden, oder aber zur aktiven Fahrwerksregelung. So kann bei reiner Geradeausfahrt durch Öffnen des Ventils die Stabilisator-funktion ausgeschaltet und eine weichere Aufbaufederung sowie ein geringeres Kopieren der Fahrbahnunebenheiten erzielt werden. Bei Beginn der Kurvenfahrt kann dieses Ventil wieder geschlossen und der Stabilisator wieder aktiviert werden.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a valve is introduced between the two Wirkräumen. The valve can z. B. in which the two Wirkräume separating Be introduced piston. It is also conceivable that the valve is arranged outside of the compensation element and the two, the Wirkräume crosswise interconnecting hydraulic lines together. The additional attachment of the valve, the two Wirkräume and thus the hydraulic circuits connected to each other and thus the stabilizer function are temporarily switched off. This can be used advantageously for off-road use, if large axle misalignments are needed without a stabilizer, or for active chassis control. Thus, when driving straight ahead by opening the valve, the stabilizer function can be switched off and a softer body suspension as well as less copying of the road bumps can be achieved. At the beginning of cornering, this valve can be closed again and the stabilizer can be reactivated.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist im Eingang zu den beiden Wirkräumen jeweils ein Drosselventil angeordnet. In vorteilhafter Weise ist durch die Integration der Drosselventil auch eine Wankdämpfung des Systems realisiert.According to a further advantageous embodiment of the invention, in each case a throttle valve is arranged in the entrance to the two Wirkräumen. Advantageously, a roll damping of the system is realized by the integration of the throttle valve.
Zur Realisierung der erforderlichen Federvorspannung der Kolbenstange ist gemäß einer Ausführungsform jeweils an dem aus dem Gehäuse hinausreichenden Ende der Kolbenstange ein Federteller angeordnet und am Gehäuse ist eine entsprechende Federauflage ausgebildet, wobei jeweils zwischen Federteller und Federauflage eine Spiralfeder angeordnet ist. Diese Ausführungsform erweist sich aufgrund ihrer konstruktiven Einfachheit von Vorteil.To realize the required spring preload of the piston rod, a spring plate is disposed according to an embodiment respectively at the reaching out of the housing end of the piston rod and the housing is formed a corresponding spring support, wherein in each case between spring plate and spring support a coil spring is arranged. This embodiment proves advantageous because of its constructive simplicity.
Vorzugsweise ist zwischen Federteller und Spiralfeder bzw. zwischen Spiralfeder und Federauflage ein Axiallager angeordnet. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass bei Kompression der Feder deren einhergehende Verdrehung mit möglichst wenig Wiederstand erfolgen kann, dass heißt, dass die Federreibung reduziert ist.Preferably, a thrust bearing is arranged between spring plate and coil spring or between coil spring and spring support. This ensures in an advantageous manner that during compression of the spring whose associated rotation can be done with the least possible resistance, that is, that the spring friction is reduced.
Denkbar ist aber auch, dass anstelle der Spiralfeder ein anderes Federelement, z. B. Gas- oder Elastomerfeder, verwendet wird.It is also conceivable that instead of the coil spring another spring element, for. B. gas or elastomeric spring is used.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein hydraulisches Wankstabilisatorsystem für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine jeweils einem Rad der Achse zugeordnete, zwischen Kraftfahrzeugaufbau und einem Radaufhängungselement angeordnete, erste und zweite Zylinder-Kolbeneinheit deren Arbeitskammern über Hydraulikleitungen kreuzweise miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß sind die Hydraulikleitungen unter Zwischenschaltung eines einzigen Ausgleichselements kreuzweise miteinander verbunden. Die Verwendung eines einzigen Ausgleichselements erweist sich als besonders vorteilhaft, da hierdurch in der bereits beschriebenen Art und Weise Bauraum und Haftreibung erheblich reduziert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass trotz einer Vorspannung der Federn zur Erzielung des erforderlichen negativen Federwegs kein unnötig hoher Vorspanndruck in den beiden Hydraulikkreisen erzeugt wird, da sich die Vorspannkräfte der Federn am Kolben gegenseitig aufheben und so die Reibungskräfte an den Dichtungen zusätzlich reduziert werden.The invention further relates to a hydraulic roll stabilizer system for an axle of a motor vehicle, comprising a first and second cylinder-piston unit, each associated with a wheel of the axle, arranged between the motor vehicle body and a wheel suspension element, whose working chambers are cross-connected to one another via hydraulic lines. According to the invention, the hydraulic lines are interconnected crosswise with the interposition of a single compensating element. The use of a single compensating element proves to be particularly advantageous, since in this way space and static friction are significantly reduced in the manner already described. Another advantage is that despite a bias of the springs to achieve the required negative spring travel no unnecessarily high biasing pressure is generated in the two hydraulic circuits, since the biasing forces of the springs on the piston cancel each other and so the frictional forces on the seals are additionally reduced.
Vorzugsweise ist eine Steuer-/Regeleinheit vorgesehen, über die das Ventil im Kolben oder die Drosselventile des Ausgleichselement aktiv ansteuerbar sind. Durch eine aktive Steuerung des Ventils im Kolben ist es möglich, dieses auch zur Fahrdynamikregelung zu nutzen. Durch geregeltes Zu- und Abschalten der Stabilisatoren an Vorder- und Hinterachse und der daraus resultierenden Radlastverlagerung kann das Eigenlenkverhalten des Fahrzeug beeinflusst werden. Die Funktion des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) lässt sich somit weiter ausbauen und verbessern. Durch die aktive Ansteuerung der Drosselventile ist in vorteilhafter Weise eine gewünschte Wankdämpfung in Abhängigkeit der Fahrsituation realisierbar.Preferably, a control / regulating unit is provided, via which the valve in the piston or the throttle valves of the compensating element can be actively activated. By actively controlling the valve in the piston, it is possible to use this also for driving dynamics control. Controlled switching on and off of the stabilizers on the front and rear axles and the resulting wheel load shifting can influence the self-steering behavior of the vehicle. The function of the Electronic Stability Program (ESP) can thus be further extended and improved. By actively controlling the throttle valves, a desired roll damping can be realized in an advantageous manner as a function of the driving situation.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden als Zylinder-Kolbeneinheit die Fahrwerksschwingungsdämpfer verwendet, wobei jeder Arbeitskammer in ihrer Hydraulikleitung eine Dämpfungsdrossel sowie ein parallel dazu angeordnetes, den Abfluss aus der jeweiligen Arbeitskammer sperrendes Rückschlagventil, zugeordnet ist. Durch die Verwendung der Fahrwerksschwingungsdämpfer als Zylinder-Kolbeneinheiten werden in vorteilhafter Weise weitere Bauteile eingespart.According to a further advantageous embodiment, the suspension vibration dampers are used as a cylinder-piston unit, each working chamber in its hydraulic line, a damping throttle and a parallel thereto, the outflow from the respective working chamber blocking check valve is assigned. By using the suspension vibration dampers as cylinder-piston units further components can be saved in an advantageous manner.
Durch diese Maßnahmen können die Fahrwerkschwingungsdämpfer als Zylinder-Kolbeneinheit verwendet werden, dass heißt weitere Bauteile können eingespart werden.By these measures, the suspension vibration damper can be used as a cylinder-piston unit, that is, more components can be saved.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention will be described below with reference to the embodiments illustrated in the drawings.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the drawing, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals below are used.
In der Zeichnung bedeutet: In the drawing:
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.In the following description and in the figures, to avoid repetition, the same components and components are identified by the same reference numerals, unless further differentiation is necessary or expedient.
Das Wankstabilisatorsystem
Die erste Zylinder-Kolbeneinheit
Die Arbeitskammern
Um die erforderlichen Drücke zur Stabilisierung des Fahrzeugs erzeugen zu können, ist der ersten Hydraulikleitung
Aufgrund der beiden Kolben
Wie aus
In dem Ausgleichselement
Da das erfindungsgemäße Ausgleichselement
Wie
Bei der in
Wie
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines hydraulischen Wankstabilisatorsystems unter Verwendung des erfindungsgemäßen Ausgleichselement
Im Wankfall, also bei unterschiedlichen Ein-/Ausfederwegen bei beiden Rädern einer Achse wird das Hydraulikvolumen des einen Hydraulikkreises
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- WankstabilisatorsystemWankstabilisatorsystem
- 1212
- erste Zylinder-Kolbeneinheitfirst cylinder-piston unit
- 1414
- zweite Zylinder-Kolbeneinheitsecond cylinder-piston unit
- 1616
- erste Arbeitskammer der ersten Zylinder-Kolbeneinheitfirst working chamber of the first cylinder-piston unit
- 1818
- zweite Arbeitskammer der ersten Zylinder-Kolbeneinheitsecond working chamber of the first cylinder-piston unit
- 2020
- Kolben der ersten Zylinder-KolbeneinheitPiston of the first cylinder-piston unit
- 2222
- erste Arbeitskammer der zweiten Zylinder-Kolbeneinheitfirst working chamber of the second cylinder-piston unit
- 2424
- zweite Arbeitskammer der zweiten Zylinder-Kolbeneinheitsecond working chamber of the second cylinder-piston unit
- 2626
- Kolben der zweiten Zylinder-KolbeneinheitPiston of the second cylinder-piston unit
- 2828
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 3030
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 3232
- erster Wirkraumfirst effective space
- 3434
- Federelement des ersten WirkraumsSpring element of the first effective space
- 3636
- Kolben des ersten WirkraumsPiston of the first effective space
- 3838
- zweiter Wirkraumsecond effective space
- 4040
- Federelement des zweiten WirkraumsSpring element of the second effective space
- 4242
- Kolben des zweiten WirkraumsPiston of the second effective space
- 4444
- Ausgleichselementcompensation element
- 4646
- Kolben des AusgleichselementPiston of the compensation element
- 4848
- Kolbenstangepiston rod
- 5050
- Kolbenstangepiston rod
- 5252
- Federtellerspring plate
- 5454
- Federtellerspring plate
- 5656
- Federauflagespring Plate
- 5858
- VentilValve
- 6060
- Drosselventilthrottle valve
- 6262
- Drosselventilthrottle valve
- 6464
- Fahrwerksschwingungsdämpferchassis vibration
- 6666
- Fahrwerksschwingungsdämpferchassis vibration
- 6868
- Dämpfungsdrosseldamping throttle
- 7070
- Rückschlagventilcheck valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 19719029 [0002] DE 19719029 [0002]
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |