DE19853876A1

DE19853876A1 - Vorrichtung zur Federung und Wankstabilisierung von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19853876A1
Application number: DE1998153876
Authority: DE
Inventors: Uenal Gazyakan; Frank-Detlef Speck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 1998-11-23
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 2000-05-25
Also published as: WO2000030881A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines Karosserieaufbaus von Kraftfahrzeugen. Jedes Fahrzeugrad (2, 3) ist über ein druckmittelbeaufschlagtes Federungssystem und einen aktiven Stabilisator mit dem Karosserieaufbau (4) verbunden. Durch eine Leitung (38) ist das druckmittelbeaufschlagte Federungssystem beider Fahrzeugseiten verbunden, in dem ein Übertragungsmedium verschoben werden kann. Durch die Verwendung eines flüssigen oder gasförmigen Federungs- bzw. Kraftübertragungsmediums wird bei einer reinen Wankbewegung lediglich das Medium in der Verbindungsleitung verschoben, aber keine Federwirkung ausgeübt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Federung und Wankstabilisierung von Kraftfahrzeugen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Zur Erhöhung der Wanksteifigkeit von Fahrzeugen werden Stabilisatoren verwendet, die hydraulisch oder mechanisch sein können. Bei Verwendung von mechanischen Stabilisatoren kommt es zu einer ungleichen Belastung der kurveninneren und -äußeren Räder, was zu einem instabilen Fahrverhalten führt. Der aus der DE-OS 19 47 232 bekannte hydropneumati sche Stoßdämpfer mit zusätzlichen Gasdruckspeichern zeigt eine Überkreuzverbindung der beiden Achsseiten, wodurch eine wirkungsvollere Verringerung der Aufbauüberneigung erreicht werden kann.

Die Gesamtwanksteifigkeit eines Fahrzeugs setzt sich aus einem Anteil, der durch die Aufbaufederung in Verbin dung mit der Spurweite gebildet wird und einem Stabilisa toranteil zusammen.

Der aktive Eingriff an einem Stabilisator zum Zwecke einer Wankstabilisierung des Fahrzeugaufbaus ist sowohl bei mechanischen als auch bei hydraulischen Stabilisatoren mög lich.

Bei diesen Vorrichtungen wirkt sich jedoch nachteilig aus, daß der aktive Stabilisator gegen die von den Aufbaufedern gebildete Wanksteifigkeit arbeitet und somit viel Energie verbraucht wird.

In der EP 536 707 A1 wurde dieser Nachteil des hohen Ener gieverbrauchs durch eine mittige Anordnung von nur einer Gasfeder pro Achse umgangen, da die mittige Gasfeder keinen Anteil an der Gesamtwanksteifigkeit des Fahrzeugs hat. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist jedoch der benötigte Einbauraum und die damit verbundene Einschränkung der Bo denfreiheit in einem konventionellen Fahrzeug.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Federung und Wankstabilisierung von Kraftfahrzeugen darzustellen, bei dem ein oder mehrere ak tive mechanische oder hydraulische Stabilisatoren verwendet werden können, um eine aktive Wankstabilisierung des Auf baus zu erreichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Energieverbrauch einer solchen Vorrichtung durch gezielte Trennung der Aufgaben Wank- und Hubsteifigkeit zu verringern.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisende, gattungsgemäße Federungs- und Wankstabilisie rungsvorrichtung gelöst.

Durch die Verwendung eines gasförmigen oder flüssigen Federungs- bzw. Kraftübertragungsmediums wird bei einer reinen Wankbewegung lediglich das Medium in einer Verbin dungsleitung verschoben, aber keine Federwirkung ausgeübt. Die Aufbaufederung erbringt damit die gesamte Hubsteifig keit des Fahrzeuges, aber keine Wanksteifigkeit, während die aktiven Stabilisatoren dagegen die gesamte Wanksteifig keit, aber keine Hubsteifigkeit erbringen.

Durch die Aufteilung der Aufgaben kann der Energieverbrauch der Vorrichtung deutlich reduziert werden.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfin dung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der An sprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung prinzipge mäß beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eine Vorrich tung zur Federung und Wankstabilisierung mit einem aktiven hydraulischen Stabilisator in Kombination mit einer hydropneumatischen Fe derung;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vor richtung zur Federung und Wankstabilisierung mit einem aktiven mechanischen Stabilisator in Verbindung mit einer hydropneumatischen Federung;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vor richtung zur Federung und Wankstabilisierung mit einem aktiven hydraulischen Stabilisator in Kombination mit einer Luftfederung und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vor richtung zur Federung und Wankstabilisierung mit einem aktiven mechanischen Stabilisator in Verbindung mit einer Luftfederung.

In der Fig. 1 ist als eine erste vorteilhafte Ausfüh rungsform der Erfindung eine Vorrichtung, bestehend aus einem hydraulischen Stabilisator und einer hydropneumati schen Federung, zur Federung und Wankstabilisierung mit einer Starrachse 1 und daran befestigten Fahrzeugrädern 2 und 3 dargestellt. Anstelle der Fahrzeugräder 2 und 3 kann auch eine Zwillingsbereifung und anstelle der Starrachse jede weitere Radaufhängung vorgesehen werden. Die Verbin dung der Starrachse 1 mit einem Karosserieaufbau 4 erfolgt mittels achsseitiger Gelenke 8, 10, 13, 14 und aufbauseiti ger Gelenke 41, 42, 43, 44 über zwei Doppelkammerzylinder 5 und 6 und zwei Federzylinder 11 und 12. Der Doppelkammerzy linder 5 ist mit einer Kolbenstange 7 in dem Gelenk 8 an der Starrachse 1 angelenkt. Analog hierzu greift eine Kol benstange 9 des Doppelkammerzylinders 6 in dem Gelenk 10 der Starrachse 1 an.

Jeder der Doppelkammerzylinder 5 und 6 weist zwei Zylinder räume 15 und 16 sowie 17 und 18 auf. Die Zylinderräume 15 und 16 sind durch einen Trennkolben 21, die Zylinderräu me 17 und 18 durch einen Trennkolben 22 voneinander ge trennt. Eine Leitung 25 verbindet den Zylinderraum 15 des Doppelkammerzylinders 5 mit dem Zylinderraum 18 des Doppel kammerzylinders 6. In gleicher Weise verbindet eine Lei tung 26 den Zylinderraum 16 mit dem Zylinderraum 17. Durch die Leitungen 25 und 26 sind die Doppelkammerzylinder über Kreuz miteinander verschaltet.

An jede der Leitungen 25 und 26 ist über Anschlußleitun gen 27 und 28 ein Speicher 29 und 30 angeschlossen. In den Anschlußleitungen 27 und 28 sind Dämpfungselemente 31 und 32 angebracht, die zusätzlich Wankbewegungen abschwä chen. Zur aktiven Wankstabilisierung werden die Doppelkam merzylinder 5 und 6 durch einen Aktuator 33, der über An schlußleitungen 45 und 46 an die Leitungen 25 und 26 gekop pelt ist, mit Druck beaufschlagt.

Der Aktuator 33 verschiebt Medium von einer Fahrzeugseite zur anderen, wodurch die Wankstabilisierung realisiert wird.

An der Starrachse 1 sind über die Gelenke 13 und 14 die Federzylinder 10 und 11 mit dem Aufbau 4 verbunden. Ein Zylinderraum 19 des Federzylinders 11 ist über eine Lei tung 38 mit einem Zylinderraum 20 des Federzylinders 12 verbunden.

Eine Leitung 47 verbindet den Zylinderraum 19 des Federzy linders 11 über ein Dämpfungselement 36 mit einem weiteren Speicher 34. Analog dazu ist der Zylinderraum 20 des Feder zylinders 12 über eine Leitung 48, in der ein Dämpfungsele ment 37 integriert ist, mit einem Speicher 35 verbunden. Die Federzylinder 11 und 12 der hydropneumatischen Federung sind also über die Leitung 38 kurzgeschlossen und bewerk stelligen die Federung des Aufbaus 4.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zur Federung und Wankstabilisierung von Kraftfahrzeugen zeigt einen ak tiven mechanischen Stabilisator 49 in Verbindung mit einer hydropneumatischen Federung. Die Federzylinder 11 und 12 der hydropneumatischen Federung sind durch die Leitung 38 miteinander verbunden, in der ein Dämpfungselement 50 inte griert ist. Ein Aktuator 55, z. B. in Form eines Schwenkmo tors, wirkt auf den aktiven mechanischen Stabilisator 49 ein.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfin dung zeigt eine Kombination eines aktiven hydraulischen Stabilisators mit einer Luftfederung. Dabei sind in den Leitungen 25 und 26 zusätzliche Dämpfungselemente 53 und 54 eingebaut und Luftfederbälge 51 und 52 über die Leitung 38 kurzgeschlossen.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung mit einem aktiven mecha nischen Stabilisator in Verbindung mit einer Luftfederung. Die Luftfederbälge 51 und 52 sind durch die Leitung 38 mit integriertem Dämpfungselement 50 kurzgeschlossen.

Bezugszeichen

1

Starrachse

2

Fahrzeugrad

3

Fahrzeugrad

4

Karosserieaufbau

5

Doppelkammerzylinder

6

Doppelkammerzylinder

7

Kolbenstange

8

Gelenk

9

Kolbenstange

10

Gelenk

11

Federzylinder

12

Federzylinder

13

Gelenk

14

Gelenk

15

Zylinderraum

16

Zylinderraum

17

Zylinderraum

18

Zylinderraum

19

Zylinderraum

20

Zylinderraum

21

Trennkolben

22

Trennkolben

23

Kolben

24

Kolben

25

Leitung

26

Leitung

27

Anschlußleitung

28

Anschlußleitung

29

Speicher

30

Speicher

31

Dämpfungselement

32

Dämpfungselement

33

Aktuator

34

Speicher

35

Speicher

36

Dämpfungselement

37

Dämpfungselement

38

Leitung

39

Kolbenstange

40

Kolbenstange

41

Gelenk

42

Gelenk

43

Gelenk

44

Gelenk

45

Anschlußleitung

46

Anschlußleitung

47

Leitung

48

Leitung

49

mechanischer Stabilisator

50

Dämpfungselement

51

Luftfederbalg

52

Luftfederbalg

53

Dämpfungselement

54

Dämpfungselement

55

Aktuator

Claims

1. Vorrichtung zur Stabilisierung eines Karosserieauf baus (4) von Kraftfahrzeugen, bei der jedes Fahrzeugrad (2, 3) über ein druckmittelbeaufschlagtes Federungssystem und einen aktiven Stabilisator mit dem Karosserieaufbau (4) ver bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (38) das druckmittelbeaufschlagte Federungssy stem beider Fahrzeugseiten verbindet und ein Übertragungsme dium darin verschoben werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß bei einer reinen Wankbewegung des Karosserieaufbaus (4) lediglich Übertragungsmedium in der Leitung (38) verschoben, aber keine Federwirkung ausgeübt wird, und das druckmittelbeaufschlagte Federungssystem somit keinen Anteil an der Gesamtwanksteifigkeit der Vorrichtung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der fehlende Anteil an der Gesamt wanksteifigkeit durch eine Erhöhung der Steifigkeit des aktiven Stabilisators kompensiert und somit die geforderte passive Gesamtwanksteifigkeit erreicht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das druckmittelbeaufschlagte Fede rungssystem ein hydropneumatisches Federungssystem ist und Federzylinder (11, 12) sowie Doppelkammerzylinder (5, 6) aufweist, und die Doppelkammerzylinder (5, 6) durch Leitun gen (25, 26), an die jeweils ein Speicher (34, 35) mit einem Dämpfungselement (31, 32) angeschlossen ist, über Kreuz mit einander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die druckmittelbeaufschlagte Fede rungsvorrichtung eine Luftfederung ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Leitung (38) ein Dämpfungsven til (50) integriert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Stabilisator ein hydraulischer Stabilisator ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Stabilisator ein mechanischer Stabilisator ist.