DE102013202373A1 - Wheel suspension for vehicles, has stabilizer that is connected to side over piston-cylinder unit with wheel suspension element, where piston-cylinder unit is executed as adaptable roll damper - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung, welche einen Stabilisator aufweist, wobei der Stabilisator an zumindest einer Seite über eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Radaufhängungselement verbunden ist.The present invention relates to a suspension having a stabilizer, wherein the stabilizer is connected on at least one side via a piston-cylinder unit with a suspension element.
Der Stabilisator ist ein Federelement beim Automobil, das zur Verbesserung der Straßenlage beiträgt. Er verbindet gegenüberliegende Räder durch Hebel und eine Drehstabfeder. Die Federwirkung wird durch die Verdrehung (Torsion) von oft runden Drehstäben erreicht. Der Mittelteil des Stabilisators ist drehbar an der Karosserie angeordnet, wobei die abgewinkelten Enden, die als Hebel wirken, über Gummielemente und/oder Koppelstangen an den Radaufhängungselementen, beispielsweise an Querlenkern, angebracht sind. Beim Anheben eines Rades (einseitiges/wechselseitiges Einfedern) wird über die Verdrehung des Stabilisators das gegenüberliegende Rad ebenfalls angehoben, beim Absenken ebenso gesenkt. Dadurch wird bei Kurvenfahrten dem Wanken der Karosserie entgegengewirkt. Bei gleichzeitigem Einfedern beider Räder tritt der Stabilisator nicht in Aktion. Einseitiges Einfedern bei Geradeausfahrt (durch Straßenunebenheiten) führt zu Bewegungen des Fahrzeugs um die Längsachse.The stabilizer is a spring element in the automobile, which contributes to improving the road holding. It connects opposing wheels through levers and a torsion bar. The spring effect is achieved by the twisting (torsion) of often round torsion bars. The central part of the stabilizer is rotatably mounted on the body, wherein the angled ends, which act as levers, are mounted on rubber elements and / or coupling rods on the suspension elements, for example on wishbones. When lifting a wheel (one-sided / reciprocal deflection) is raised by the rotation of the stabilizer, the opposite wheel also lowered when lowering. This counteracts the roll of the body during cornering. With simultaneous compression of both wheels, the stabilizer does not come into action. One-sided deflection when driving straight ahead (due to uneven road surfaces) leads to movements of the vehicle about the longitudinal axis.
Generell strebt man aus Komfortgründen eine relativ weiche Federung an, hingegen aus Gründen der Fahrsicherheit und auch der Beladbarkeit eine relativ harte Federung.In general, one strives for reasons of comfort, a relatively soft suspension, however, for reasons of driving safety and loadability, a relatively hard suspension.
Für einen hohen Fahrkomfort werden in modernen Kraftfahrzeugen weiche Aufbaufedern eingesetzt, wie die
Auch die
Der Stabilisator wird also, sofern dieser in seiner Wirkung nicht eingeschränkt ist, ein Wanken des Fahrzeuges erheblich reduzieren, so dass der Wankwinkel bei Kurvenfahrt reduzierbar ist. Für eine geeignete Wankabstützung ist eine hohe Steifigkeit des Stabilisators erforderlich. Um einen hohen Abrollkomfort zu erreichen, ist hingegen eine geringe Steifigkeit des Stabilisators gewünscht.The stabilizer is thus, if this is not limited in its effect, significantly reduce a roll of the vehicle, so that the roll angle is reduced when cornering. For a suitable roll support high rigidity of the stabilizer is required. In order to achieve a high ride comfort, however, a low stiffness of the stabilizer is desired.
Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Radaufhängung mit einem Stabilisator anzugeben, welcher den o. g. Auslegungskonflikt verbessert.Against this background, the present invention has the object to provide a suspension with a stabilizer, which the o. G. Design conflict improved.
Diese Aufgabe wird durch eine Radaufhängung mit einem Stabilisator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is achieved by a suspension with a stabilizer having the features of
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Vorteilhaft wird eine Radaufhängung vorgeschlagen, welche einen Stabilisator aufweist, wobei der Stabilisator an zumindest einer Seite über eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Radaufhängungselement verbunden ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit zielführend als Wankdämpfer ausgeführt ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit bevorzugt als abstimmbarer Wankdämpfer ausgeführt ist. Denkbar ist weiter, dass der Stabilisator endseitig jeweils eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, so dass also an jeder Seite des Stabilisators ein Wankdämpfer, bevorzugt ein abstimmbarer Wankdämpfer angeordnet ist.Advantageously, a wheel suspension is proposed, which has a stabilizer, wherein the stabilizer is connected on at least one side via a piston-cylinder unit with a suspension element, wherein the piston-cylinder unit is purposefully designed as a roll damper, wherein the piston-cylinder Unit is preferably designed as a tunable Vapor damper. It is also conceivable that the stabilizer end has in each case a piston-cylinder unit, so that therefore a roll damper, preferably a tunable roll damper is arranged on each side of the stabilizer.
Ein Wankdämpfer ist im Sinne der Erfindung eine Kolben-Zylinder-Einheit, welche nicht nur in einer entsperrten und einer gesperrten Position schaltbar ist, sondern welcher Wankarbeit des Fahrzeugaufbaus aufnimmt und absorbierend zumindest reduziert bzw. dissipiert, indem frequenzabhängig sowohl federnde als auch dämpfende Eigenschaften realisiert werden, wobei die eigentliche Funktion des Stabilisators nicht außer Wirkung gesetzt wird. Ein abstimmbarer Wankdämpfer ist einstellbar hinsichtlich der gewünschten Dämpfungskennlinie des Wankdämpfers. Wanken im Sinne der Erfindung ist ein Betrag, um welchen das Fahrzeug um seine Längsachse rollt. A Wank damper is in the context of the invention, a piston-cylinder unit which is switchable not only in an unlocked and a locked position, but which Wankarbeit the vehicle body absorbs and absorbs at least reduced or dissipated by frequency-dependent realized both resilient and damping properties be, with the actual function of the stabilizer is not put out of action. A tunable roll damper is adjustable with regard to the desired damping characteristic of the roll damper. Rolling in the sense of the invention is an amount by which the vehicle rolls about its longitudinal axis.
Zweckmäßig ist, wenn der Wankdämpfer als Einrohrsystem ausgeführt ist, wobei ein Kolben, der an einer Kolbenstange angeordnet ist, axial in dem Zylinder beweglich gelagert ist, wobei der Kolben den Zylinderraum in zwei Hydraulikkammern unterteilt, und wobei noch ein Kompensationsraum vorgesehen ist.It is expedient if the roll damper is designed as a one-pipe system, wherein a piston which is arranged on a piston rod, is axially movably mounted in the cylinder, wherein the piston divides the cylinder space into two hydraulic chambers, and wherein a compensation space is provided.
Zielführend ist vorgesehen, dass in dem Kolben Wankdämpfungsventile in Kanälen angeordnet sind, welche die beiden Hydraulikkammern hydraulisch miteinander verbinden.Targeting is provided that Wank damping valves are arranged in channels in the piston, which hydraulically connect the two hydraulic chambers together.
Jedes Dämpfungsventil, also jedes Wankdämpfungsventil weist in seinem hydraulischen Ersatzmodell die Funktion eines Rückschlagventils und die Funktion einer im Durchgang einstellbaren Drossel auf, wobei diese hydraulischen Funktionen in Reihe hintereinander angeordnet sind. Um eine Druckdämpfung des Wankdämpfers zu erreichen, ist bei dem hydraulischen Ersatzmodell des Dämpfungsventils die Funktion des Rückschlagventils an der zur Kolbenstange gegenüberliegenden Oberfläche an dem betreffenden Kanal des Kolbens angeordnet, wobei die Funktion der einstellbaren Drossel kolbenstangenseitig angeordnet ist. Um eine Zugdämpfung zu erreichen, wird das hydraulische Modell des Dämpfungsventils gegensinnig zum hydraulischen Modell des Dämpfungsventils zur Druckdämpfung angeordnet. Das bedeutet, dass die Funktion des Rückschlagventils kolbenstangenseitig in dem betreffenden Kanal angeordnet ist, wobei die Funktion der einstellbaren Drossel an der zur Kolbenstange gegenüberliegenden Oberfläche des Kolbens angeordnet ist. Die Kolbenstange ist dabei an dem Stabilisator, bzw. an dessen Hebel angeordnet, wobei die Zylindereinheit z. B. an einem Querlenker angeordnet ist.Each damping valve, so each roll damping valve has in its hydraulic replacement model the function of a check valve and the function of a throttle adjustable in the passage, wherein these hydraulic functions are arranged in series one behind the other. In order to achieve a pressure damping of the roll damper, in the hydraulic replacement model of the damping valve, the function of the check valve is arranged on the opposite surface to the piston rod on the relevant channel of the piston, wherein the function of the adjustable throttle piston rod side is arranged. In order to achieve a train damping, the hydraulic model of the damping valve is arranged in the opposite direction to the hydraulic model of the damping valve for pressure damping. This means that the function of the check valve is arranged on the piston rod side in the respective channel, wherein the function of the adjustable throttle is arranged on the opposite surface of the piston to the piston rod. The piston rod is arranged on the stabilizer, or on the lever, wherein the cylinder unit z. B. is arranged on a control arm.
Mit dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann eine zeitlich konstante, frequenzabhängige Wankfederung bzw. Wankdämpfung für alle Fahrsituationen erreicht werden, wobei die eigentliche Funktion des Stabilisators nicht außer Wirkung gesetzt wird. Dies wäre der Fall, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit vollständig entsperrt würde.With this advantageous embodiment, a time-constant, frequency-dependent roll suspension or roll damping for all driving situations can be achieved, wherein the actual function of the stabilizer is not put out of action. This would be the case if the piston-cylinder unit were fully unlocked.
Die Dämpfungsventile sind bei der Herstellung der Kolben-Zylinder-Einheit auf die gewünschte Dämpfungskennlinie einstellbar, und so dann in ihrem Durchgang nicht mehr veränderbar.The damping valves are adjustable in the production of the piston-cylinder unit to the desired damping characteristic, and then no longer changeable in their passage.
Zweckmäßig ist, wenn zusätzlich noch ein Steuerventil vorgesehen wird, welches in einem Hauptkanal angeordnet ist, der in zwei Kanalzweige übergeht. Zweckmäßiger Weise ist noch jeweils ein Dämpfungsventil in dem jeweiligen Kanalzweig angeordnet. Vorteilhaft ist eines der Dämpfungsventile zur Druckdämpfung und das andere zur Zugdämpfung ausgeführt. Insofern ist die Anordnung der hydraulischen Funktionen des Rückschlagventils und der einstellbaren Drossel des in dem betreffenden Kanalzweig angeordneten Dämpfungsventils, also das hydraulische Ersatzmodel identisch zu den zuvor beschriebenen Dämpfungsventilen. Zielführend ist dabei, wenn das Steuerventil in dem Hauptkanal angeordnet ist, welcher kolbenstangenseitig in der betreffenden Hydraulikkammer mündet. Die beiden Kanalzweige münden in der dazu gegenüberliegenden Hydraulikkammer. Mittels des Steuerventils sind die beiden zusätzlichen Dämpfungsventile in den Kanalzweigen zu den zuvor beschriebenen Dämpfungsventilen zuschaltbar, wobei das Steuerventil aber im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen unveränderbaren Durchgängen der Dämpfungsventile einen veränderbaren, steuerbaren Durchgang ermöglicht, so dass quasi eine Weichkennlinie zu der Hartkennlinie aufschaltbar ist. So wird vorteilhaft eine degressive Dämpferkennlinie erreicht, welche im niedrigen Geschwindigkeitsbereich einen steil verlaufenden Ast und im hohen Geschwindigkeitsbereich einen flach verlaufenen Ast aufweist. So kann ein Aufschaukeln des Fahrzeugs mit einfachen Mitteln vermieden werden, wobei Bewegungen im Bereich der Eigenfrequenzen erfolgreich reduziert, also gedämpft werden.It is expedient if in addition a control valve is provided, which is arranged in a main channel, which merges into two channel branches. Appropriately, a damping valve is still arranged in the respective channel branch. Advantageously, one of the damping valves for pressure damping and the other designed for damping the train. In this respect, the arrangement of the hydraulic functions of the check valve and the adjustable throttle of the arranged in the respective branch channel damping valve, so the hydraulic spare model is identical to the previously described damping valves. The target is in this case when the control valve is arranged in the main channel, which opens piston rod side in the respective hydraulic chamber. The two channel branches open in the opposite hydraulic chamber. By means of the control valve, the two additional damping valves in the channel branches to the previously described damping valves can be added, the control valve but in contrast to the previously described unchangeable passages of the damping valves allows a variable, controllable passage, so that virtually a soft characteristic to the hard characteristic is aufschaltbar. Thus, a degressive damper characteristic is advantageously achieved, which has a steep branch in the low speed range and a flat branch in the high speed range. Thus, a rocking of the vehicle can be avoided by simple means, with movements in the range of natural frequencies successfully reduced, so be damped.
Mit der Erfindung ist die Wankdämpfung abhängig von der Fahrsituation adaptierbar, wobei eine geringe Dämpfung z. B. bei einer Geländefahrt oder bei schlechter Wegstrecke zielführend ist, so dass wenig Anregung, also wenig Schwingungsanregung der Wegstrecke in den Fahrzeugaufbau eingeleitet wird.With the invention, the roll damping is adaptable depending on the driving situation, with a low attenuation z. B. is expedient in an off-road or poor road, so that little stimulation, so little vibration excitation of the route is introduced into the vehicle body.
Wesentlich ist dabei, dass durch die Erfindung beim Wanken des Fahrzeugs Dämpfungsarbeit verrichtet wird, wodurch die Bewegung des Fahrzeuges um seine Wankachse reduziert wird. Dabei wird aber die Energie nicht vollständig in der Stabilisatorfeder gespeichert, wie im Stand der Technik bekannt, sondern zu nennenswerten Anteilen durch den Wankdämpfer dissipiert.It is essential that damping work is performed by the invention when rolling the vehicle, whereby the movement of the vehicle is reduced by its roll axis. However, the energy is not completely stored in the stabilizer spring, as known in the art, but dissipated to significant proportions by the sump.
Der Wankdämpfer weist noch die Kompensationskammer auf, welche mit einem gasförmigen Medium gefüllt und welche in günstiger Ausgestaltung innerhalb des Zylinders angeordnet sein kann. Das Volumen der aus dem Zylinder ausfahrenden bzw. in den Zylinder einfahrenden Kolbenstange wird durch eine Ausdehnung bzw. Kompression des Gases in der Kompensationskammer ausgeglichen. The roll damper still has the compensation chamber, which is filled with a gaseous medium and which may be arranged in a favorable embodiment within the cylinder. The volume of the piston rod extending out of the cylinder or entering the cylinder is compensated for by expansion or compression of the gas in the compensation chamber.
Selbstverständlich kann die Kompensationskammer auch außerhalb der Zylindereinheit angeordnet sein, und über eine Verbindungsleitung mit einer der Hydraulikkammern verbunden sein. Die Kompensationskammer ist dabei bevorzugt sowohl mit einer Hydraulikflüssigkeit als auch mit einem Gas gefüllt, wobei die Verbindungsleitung im Bereich der Hydraulikflüssigkeit an der Kompensationskammer anschließt. Zwischen beiden Medien kann ein dichtender Kolben angeordnet sein. Beispielsweise kann die Kompensationskammer mit ihrer Verbindungsleitung in der kolbenstangenseitigen Hydraulikkammer oder in der dazu gegenüberliegenden Hydraulikkammer münden.Of course, the compensation chamber may also be arranged outside the cylinder unit, and be connected via a connecting line with one of the hydraulic chambers. The compensation chamber is preferably filled both with a hydraulic fluid and with a gas, wherein the connecting line in the region of the hydraulic fluid adjoins the compensation chamber. Between both media, a sealing piston may be arranged. For example, the compensation chamber may open with its connecting line in the piston rod-side hydraulic chamber or in the hydraulic chamber opposite thereto.
Möglich ist aber auch, wenn die Kompensationskammer kolbenstangenseitig innerhalb des Zylinders koaxial um die Kolbenstange, also in einem internen, deformierbaren Reservoir angeordnet ist. Zielführend ist diese Bauweise mit einem internen Zuganschlag ausführbar.It is also possible if the compensation chamber is arranged on the piston rod side inside the cylinder coaxially around the piston rod, that is to say in an internal, deformable reservoir. As a result, this design can be carried out with an internal cable stop.
Anstelle eines Einrohrsystems kann der Wankdämpfer aber auch als Zweirohrsystem ausgeführt sein, wobei ein innerer Zylinder von einem Außenmantel umgeben ist. In dem Zylinder ist ein an einer Kolbenstange geführter Kolben angeordnet, wobei in dem Boden des Zylinders ein Verbindungskanal zum Außenmantel vorgesehen ist. Ein Bypass verbindet die kolbenstangenseitige Hydraulikkammer mit dem Außenmantel.Instead of a single-pipe system, however, the roll damper can also be designed as a two-pipe system, wherein an inner cylinder is surrounded by an outer jacket. In the cylinder, a guided on a piston rod piston is arranged, wherein in the bottom of the cylinder, a connecting channel is provided to the outer jacket. A bypass connects the piston rod-side hydraulic chamber with the outer jacket.
Vorteilhaft ist, wenn sowohl in dem Kolben als auch in dem Zylinderboden Dämpfungsventile in der zuvor beschriebenen Ausgestaltung angeordnet sind.It is advantageous if damper valves in the previously described embodiment are arranged both in the piston and in the cylinder bottom.
In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei jeweils ein druckdämpfendes und ein zugdämpfendes Dämpfungsventil sowohl in dem Kolben als auch in dem Zylinderboden angeordnet, wobei in dem Bypass ein Steuerventil und ein einstellbares Drosselelement angeordnet sind. Das Drosselelement ist dabei bevorzugt kolbenstangenseitig in dem Bypass angeordnet. Das Steuerventil ist dann bevorzugt bodenseitig vorgesehen, also in dem Abschnitt des Bypass angeordnet, welcher in dem Außenmantel anschließt.In a preferred embodiment, in each case a pressure damping and a Zugdämpfendes damping valve disposed both in the piston and in the cylinder bottom, wherein in the bypass, a control valve and an adjustable throttle element are arranged. The throttle element is preferably arranged on the piston rod side in the bypass. The control valve is then preferably provided on the bottom side, that is arranged in the section of the bypass, which connects in the outer jacket.
Natürlich kann analog zum Einrohrsystem im Kolben aber auch im Zylinderboden noch jeweils ein Steuerventil in einem jeweiligen Hauptkanal angeordnet werden, welcher in seinen Kanalzweigen jeweils eines der zuvor beschriebenen Dämpfungsventile aufweist.Of course, analogously to the single-pipe system in the piston but also in the cylinder bottom, in each case a control valve can be arranged in a respective main channel, which in each case has one of the previously described damping valves in its channel branches.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it:
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschreiben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, so that they are usually described only once.
Der Stabilisator
In
In dem Kolben
In den
Um im hydraulischen Ersatzmodell eine Druckdämpfung des Wankdämpfers
Mit den in den beiden Kanälen
In dem Hydraulikkanal
Die
Bei dem in
In den
Sowohl in dem Kolben
Natürlich kann analog zum Einrohrsystem (
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |