DE19646873C2

DE19646873C2 - Progressive Drehstabfederung mit integrierter Dämpfungseinheit für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19646873C2
Application number: DE1996146873
Authority: DE
Inventors: Joerg Schrickel; Uwe Gades
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHRICKEL, JOERG, 21698 HARSEFELD, DE
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: DE19646873A1

Description

Die Erfindung ist Teil eines Fahrwerkes für Fahrzeuge und bezieht sich auf eine Drehstabfederung mit progressiver Kennlinie entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Sie ermöglicht eine neuartige und in vielerlei Hinsicht vorteilhafte Federung und Dämpfung des Rades. Eine Anwendung ist bei jedem Rad- bzw. Kettenfahrzeug denkbar.

Progressive Kennlinien werden üblicherweise durch nichtlinear gewickelte Schraubenfedern oder durch die Koppelung mehrerer Federsysteme erreicht. Eine derartige Drehstabfederung für Fahrzeuge ist durch die DE 84 04 619 U1 bekannt. Dabei wird einem Drehstab, der eine lineare Kennlinie aufweist, eine hydropneumatische Feder als Zusatzfeder zugeschaltet. Durch die Kombination der Drehstabfeder mit der hydropneumatischen Feder entsteht ein Federsystem mit progressiver Kennlinie. Dabei ist weder die Kompaktheit gewährleistet, noch ist der Progressionsgrad variabel.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Kompaktheit einer Drehstabfederung mit der Möglichkeit einer progressiven Kennlinie zu verbinden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei ist die gesamte Einheit als kompaktes Modul ausgeführt, das beispielsweise vollständig in das Schwingenrohr eine Motorrades integrierbar ist. Erreicht wird dies durch die Integration einer Ölpumpe und einer in der freien Federlänge variablen Drehstabfeder in einer Baueinheit.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Hinterradschwinge, bei der die gesamte Mechanik vollständig im Schwingenrohr integriert ist,

Fig. 2 eine Prinzipskizze des Ölkreislaufes,

Fig. 3 das Schwingenrohr gemäß Fig. 1 im Längsschnitt und

Fig. 4 das Schwingenrohr gemäß Fig. 1 im Querschnitt.

Angeregt durch die Fahrwerksprobleme moderner Kompaktautos mit schmaler Spur und hohem Schwerpunkt wurde der Einsatz der progressiv wirkenden Drehstabfederung im Automobil überlegt.

Die kompakte Bauweise der Feder - Dämpfer - Einheit erlaubt den Bau eines geschlossenen Moduls von ca. ∅ 100 mm × 300 mm Größe. Diese Modul kann in jede vorhandene Radaufhängung in der Drehachse eines Längs- oder Querlenkers zusätzlich integriert werden.

In Verbindung mit einem Neigungssensor kann die notwendige zusätzliche Federprogression elektromagnetisch gesteuert werden, um starke Seitenneigungen zu verhindern, ohne die insgesamt komfortable Grundabstimmung zu beeinträchtigen.

Bei einer Neukonstruktion können die Feder- und Dämpfungsaufgaben vollständig durch das Modul übernommen werden. Ein Wegfall der herkömmlichen Federbeine hätte folgende Vorteile:

- zusätzlicher Platz im Kofferraum
- durch Wegfall von Krafteinleitungspunkten einfachere Konstruktion der Karosserie
- Zentrierung der Massen bewirkt bessere Fahrstabilität.

Weitere Vorteile werden im Folgenden am Beispiel Motorrad erläutert (s. Fig. 1).

Hinterradfederungen von Motorrädern bestehen aus einem oder zwei Federbeinen. Diese liegen i. a. außen am Motorrad oder im Rahmendreieck über der Schwingenlagerung. Daneben gibt es Systeme, wo die Federbeine unter dem Motor liegen. Allen Systemen gemeinsam ist eine Anbringung ungeschützt vor Witterungseinflüssen, die den Verschleiß fördern. Dazu nehmen diese Bauformen Raum ein, wo sinnvollerweise Gepäck oder Benzintank plaziert werden könnten.

Diese Nachteile werden durch diese Neuerung vermieden.

Weiterhin ergäben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten in Bezug auf ein Minimaldesign.

Eine Prinzipskizze des Ölkreislaufes zeigt Fig. 2.

Der Ölkreislauf besteht aus Arbeitszylinder mit Kolben (2), Ölpumpe (4, 9) und drei (extern angeordneten) Magnetsteuerventilen. Durch die unabhängige Verstellung der Ventile in Hin- und Rückleitung ist eine getrennte Einstellung von Zug- und Druckstufe möglich; durch das Bypaßventil zwischen den Leitungen eine stufenlose Einstellung des Progressionsgrades.

Die Konstruktion besteht entsprechend Fig. 3 und 4 im wesentlichen aus drei Elementen:

- Drehstabfeder (1)
- Ölpumpe (4, 9)
- Arbeitszylinder mit Kolben (2)

Die Federung erfolgt durch eine Drehstabfeder (1), die Dämpfung ist integriert und verstellbar. Die Progression wird erreicht durch die Variation der freien Federlänge des Drehstabes.

Bei jeder Einfederbewegung der Schwinge wird ein Führungsring (2), als Kolben des Arbeitszylinders ausgeführt, axial verschoben. Bei der festen Lagerung des Drehstabes im Rahmen und einer verschieblichen Lagerung im Führungsring (2) folgt daraus die Veränderung der freien Federlänge und damit der Federrate.

Der Führungsring (2) ist formschlüssig mit dem Schwingenrohr (5) verbunden und überträgt die Federkräfte. Der Formschluß kann über ein Polygonprofil erfolgen. Der Ring (3) stellt mit Festsitz auf dem Drehstab (1) und im Schwingenrohr (5) den Abschluß des Arbeitzylinders dar.

Eine Anpassung an Beladungszustand oder geforderte Bodenfreiheit kann durch Lagerung des Drehstabes (1) in einem durch Schnecke (7) verdrehbaren Schneckenrad (6) erfolgen. Verstellmechanismen durch Hebel sind denkbar.

Die Verschiebung des Führungsringes (2) erfolgt durch den bei jeder Federbewegung durch die Ölpumpe (4, 9) erzeugten Ölstrom. Beim Einfedern fördert die Ölpumpe (4, 9) in die Bohrung (11), wodurch der Führungsring (2) derart verschoben wird, daß die freie Federlänge reduziert wird und die Federrate steigt. Umgekehrt fördert die Pumpe beim Ausfedern durch die Bohrung (10) und die Federrate sinkt.

Claims

1. Drehstabfederung für Fahrzeuge mit progressiver Kennlinie, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Federlänge des Drehstabes (1) durch Verschieben einer formschlüssig mit dem Drehstab verbundenen Lagerhülse (2) variiert wird, indem eine Ölpumpe (4, 9) bei jeder Federbewegung bewegt wird, was einen die Lagerhülse (2) verschiebenden Ölstrom erzeugt.

2. Drehstabfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Drehstab (1) ein Schwingenrohr (5) umgibt, dessen eines Ende als Arbeitszylinder für die Lagerhülse (2) dient und formschlüssig mit dieser verbunden ist und dessen anderes Ende die aus Pumpengehäuse (4) und Pumpenkolben (9) bestehende Ölpumpe aufnimmt, wobei das Pumpengehäuse (4) mit dem Drehstab (1) und der Pumpenkolben (9) mit dem Schwingenrohr (5) verbunden ist.

3. Drehstabfederung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstab (1) in einem Schneckenrad (6) gelagert ist, welches durch eine Schnecke (7) verdreht werden kann.