DE19858417A1 - Stabilizer arrangement for vehicle has two working chambers connected via opening in piston or connecting line and filled with rheological fluid that changes viscosity - Google Patents
Stabilizer arrangement for vehicle has two working chambers connected via opening in piston or connecting line and filled with rheological fluid that changes viscosityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoreinrichtung für ein Fahrzeug, mit den im Ober begriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a stabilizer device for a vehicle, with the upper Concept of claim 1 specified features.
Eine derartige Stabilisatoreinrichtung ist in der DE 37 05 520 A1 an einer Achse eines Kraftfahrzeugs angeordnet und weist zwischen einem Stabilisatorschenkel und einem Radführungselement eine Zylinder-Kolben-Einheit auf, die bei einer Störkraft beispielsweise am Aufbau des Kraftfahrzeugs durch Druckbelastung einer Arbeitskammer bzw. Längenänderung der Zylinder-Kolben-Einheit eine Änderung der Wankmomentenverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse bewirkt, um dadurch das Fahrzeug zu stabilisieren. Die Stabilisatoreinrichtung erfor dert einen aufwendigen Druckerzeuger und einen Sammelraum für die rückfließen de Hydraulikflüssigkeit, die über lange Hydraulikleitungen mit den Arbeitsräumen der Zylinder-Kolben-Einheit zu verbinden sind.Such a stabilizer device is in DE 37 05 520 A1 on an axis arranged of a motor vehicle and has between a stabilizer leg and a wheel guide element on a cylinder-piston unit, which at a Interference force, for example on the body of the motor vehicle due to a pressure load Working chamber or change in length of the cylinder-piston unit a change the roll torque distribution between the front axle and the rear axle caused to thereby stabilize the vehicle. The stabilizer device is required a complex pressure generator and a collecting room for the backflow de Hydraulic fluid that communicates with the workrooms of the long hydraulic lines Cylinder-piston unit are to be connected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisatoreinrichtung für ein Fahr zeug mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die mit einfachen Mitteln eine schnelle Beeinflussung der Federungseigenschaften der an einer Achse vorgesehenen Räder ermöglicht, einfach zu fertigen ist und einen gerin gen Bauraum erfordert.The invention has for its object a stabilizer device for driving testify with the features in the preamble of claim 1, which with simple means of quickly influencing the suspension properties of the An axle provided wheels allows it to be easy to manufacture and a straight required installation space.
Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Mit der Verwendung einer rheologischen Flüssigkeit in den Arbeitsräumen der Zylin der-Kolben-Einheit kann durch einfaches Einwirken eines elektrischen oder magneti schen Kraftfeldes auf die rheologische Flüssigkeit und/oder durch Anlegen einer elektrischen Spannung die Viskosität der rheologischen Flüssigkeit in einem vorge gebenen Maß verändert werden, um dadurch einen Flüssigkeitsstrom durch die Öff nung im Kolben oder in der Verbindungsleitung zu verändern oder zu verhindern. Die elektrische Ansteuerung des Elektromagneten bzw. der an die rheologische Flüssigkeit angelegten Spannung kann sehr schnell ohne Zeitverzögerung erfolgen und erfordert lediglich einen einfachen Aufbau und einen geringen Bauraum. Die Stabilisatoreinrichtung ermöglicht durch Veränderung der viskosen Eigenschaften der rheologischen Flüssigkeit eine Anpassung der Federungseigenschaften der an einer Achse angeordneten Räder an das zu befahrende Terrain beispielsweise derart, daß der Stabilisator bei Geradeausfahrt auf einer Straße und im Gelände weich und bei Kurvenfahrt auf der Straße bzw. bei einer übermäßige Neigung des Fahrzeugaufbaus im Gelände hart gestellt wird, wodurch die Fahrdynamik und Geländetauglichkeit des Fahrzeugs verbessert ist.This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims. With the use of a rheological fluid in the workrooms of the Zylin the piston unit can be simply by the action of an electrical or magnetic force field on the rheological fluid and / or by applying a electrical voltage the viscosity of the rheological fluid in a pre given dimension to be changed, thereby a liquid flow through the public change in the piston or in the connecting line or prevent. The electrical control of the electromagnet or the rheological Fluid applied voltage can be done very quickly with no time delay and requires only a simple structure and a small space. The Stabilizer device made possible by changing the viscous properties the rheological fluid an adjustment of the suspension properties of the wheels arranged on an axis to the terrain to be traveled, for example such that the stabilizer when driving straight on a road and off-road soft and when cornering on the road or when the incline is excessive Vehicle body is made hard in the field, which reduces the driving dynamics and Off-road capability of the vehicle is improved.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine perspektivische Innenansicht auf ein Fahrzeugrad, das von einer Stabilisatoreinrichtung gestützt ist und Fig. 1 is a perspective interior view of a vehicle wheel, which is supported by a stabilizer device and
Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Längsachse der Zylinder-Kolben-Einheit in Fig. 1. FIG. 2 shows a sectional view through the longitudinal axis of the cylinder-piston unit in FIG. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Stabilisatoreinrichtung ist an der Vorderachse eines Kraft fahrzeugs vorgesehen und weist einen Stabilisator 1 mit einem stabförmigen Mittel teil auf, das jeweils seitlich über ein Stabilisatorlager 2 an der Karosserie 3 des Fahr zeugs abgestützt ist. Von den Seitenbereichen des Mittelteiles steht jeweils ein Stabilisatorarm 4 nach hinten ab, der an seinem Endbereich mit einem Ende einer Zylinder-Kolben-Einheit 5 verbunden ist, die am anderen Ende an dem Außenrohr 6 eines Dämpfers 8 gelenkig befestigt ist. Das Außenrohr 6 ist mit einem Radträger 7 fest verbunden und bildet mit weiteren Teilen eine Mac-Pherson-Aufhängung für das linke vordere Fahrzeugrad 11. In der Figur ist ein Querlenker 9 dargestellt, der das Fahrzeugrad 11 seitlich stützt und an der Karosserie 3 des Fahrzeugs um eine Achse 10 schwenkbar befestigt ist. Das Fahrzeugrad ist über eine nicht dargestellte Spurstange lenkbar.The stabilizer device shown in Fig. 1 is provided on the front axle of a motor vehicle and has a stabilizer 1 with a rod-shaped central part, which is supported laterally via a stabilizer bearing 2 on the body 3 of the vehicle. A stabilizer arm 4 projects from the side areas of the central part, which is connected at its end area to one end of a cylinder-piston unit 5, which is articulated at the other end to the outer tube 6 of a damper 8 . The outer tube 6 is fixedly connected to a wheel carrier 7 and forms a Mac-Pherson suspension for the left front vehicle wheel 11 with further parts. In the figure, a wishbone 9 is shown, which supports the vehicle wheel 11 laterally and is pivotally attached to the body 3 of the vehicle about an axis 10 . The vehicle wheel can be steered via a tie rod, not shown.
Der in Fig. 2 dargestellten Schnittansicht durch die Längsachse der Zylinder-Kol ben-Einheit 5 sind weitere Einzelheiten entnehmbar, die lediglich eine Prinzipskizze darstellt. Die Zylinder-Kolben-Einheit 5 weist einen Hohlraum auf, in dem ein Kolben 12 axial verstellbar angeordnet ist, der den Hohlraum in zwei Arbeitsräume 13, 14 trennt. Mit dem Kolben 12 ist eine Kolbenstange 15 verbunden, die durch eine un tere stirnseitige Öffnung 16 im Zylinder 17 nach unten vorsteht und an diesem Ende ein Lagerauge 18 zur Befestigung eines Stabilisatorarmes bildet. Durch die Durch trittsöffnung 19 am oberen Ende des Zylinder 17 ist eine Lagerstelle zur Befestigung des Zylinders 17 an dem in Fig. 1 dargestellten Außenrohr des Dämpfers gebildet. Die Arbeitsräume 13, 14 der Zylinder-Kolben-Einheit 5 sind mit einer rheologischen Flüssigkeit gefüllt, die sich in dem Magnetfeld eines Dauermagneten 20 befindet, wodurch die rheologische Flüssigkeit zäh oder fest ist. In dem Kolben 12 ist eine die beiden Arbeitskammer 13, 14 verbindende Öffnung 21 gebildet. Bei Ein- oder Ausfe derungsbewegungen des in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugrades kann die zähe oder feste rheologische Flüssigkeit lediglich erschwert oder nicht durch die Öffnung 21 im Kolben 12 strömen. Im Bereich der Arbeitsräume 13, 14 ist ein Elektromagnet 22 vorgesehen, der mit einer regelbaren Spannungsquelle 23 verbunden ist. Liegt an dem Elektromagneten 22 eine vorgegebene positive oder negative Spannung an, so wird von dem Elektromagneten 22 ein das Magnetfeld des Dauermagneten 20 verstärkendes oder abschwächendes Kraftfeld erzeugt, um dadurch die Fließeigen schaften der rheologischen Flüssigkeit in einem gewünschten Maß zu verändern. Erzeugt der Elektromagnet ein dem Magnetfeld des Dauermagneten entgegenge richtetes Kraftfeld, so wird die rheologische Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem Kraftfeld fließfähig oder fließfähiger und kann die Öffnung 21 bzw. eine die Arbeits kammern verbindende Verbindungsleitung mit einem von der Fließfähigkeit der Flüssigkeit abhängigen Widerstand durchströmen. Auf diese Weise kann beispiels weise beim Fahren auf einer Straße bei Geradeausfahrt der Stabilisator weich und beim Durchfahren einer Kurve hart gestellt werden. Beim Überfahren eines unebe nen Geländes kann die Zylinder-Kolben-Einheit so von dem Magnetfeld und dem Kraftfeld des Elektromagneten beeinflußt sein, daß der Stabilisator je nach der Un ebenheit des Geländes mehr oder weniger hart oder weich gestellt ist, um dadurch eine Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus oder des Fahrzeugs zu erreichen. Bei der vorliegenden Ausführung ist der in Fig. 1 nicht dargestellte rechte Stabilisatorarm über eine Pendelstütze an einem Außenrohr eines Dämpfers gelenkig befestigt. Die Regelung des Elektromagneten bzw. der an die rheologische Flüssigkeit angelegten Spannung erfolgt in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern, die wenigstens eine Meßeinrichtung erfaßt. Ein von der Meßeinrichtung erfaßter Fahrzeugparameter ist die axiale Lage des Kolbens 12 im Zylinder 17. Bei der vorliegenden Ausführung wird ein den Flüssigkeitsstrom in der Öffnung 21 des Kolbens 12 bzw. in der Verbindungsleitung sperrendes Kraftfeld des Elektromagneten 22 bzw. eine entsprechende elektrische Spannung an der rheologischen Flüssigkeit von einer Regelungseinrichtung erst dann erzeugt, wenn sich der Kolben 12 in dem Zylinder 17 etwa in seiner Mittellage befindet, bzw. etwa in diese Mittellage verstellt worden ist. Die Regelungseinrichtung kann die Viskosität der Flüssigkeit so ansteuern, daß sich der Kolben 12 zumindest vor einer vollständigen Verfestigung der rheologischen Flüssigkeit schneller auf die Mittellage einstellt, in die der Kolben von zwei entgegengesetzt wirkenden Federn 24, 25 in den Arbeitsräumen 13, 14 belastet ist. Die Stabilisatoreinrichtung sieht einen Energiespeicher oder Ersatzenergielieferanten vor, der bei einem Ausfall der Energieversorgung des Elek tromagneten bzw. der an die rheologische Flüssigkeit angelegten Spannung die Stromversorgung der betreffenden Einrichtungen übernimmt. Der Einsatz des Ener giespeichers bzw. des Ersatzenergielieferanten wird optisch und/oder akustisch an gezeigt bzw. hörbar gemeldet.The sectional view shown in Fig. 2 through the longitudinal axis of the cylinder-Kol ben unit 5 , further details can be found, which is only a schematic diagram. The cylinder-piston unit 5 has a cavity in which a piston 12 is axially adjustable, which separates the cavity into two working spaces 13 , 14 . With the piston 12 , a piston rod 15 is connected, which protrudes downward through a lower end opening 16 in the cylinder 17 and forms a bearing eye 18 for fastening a stabilizer arm at this end. Through the opening 19 at the upper end of the cylinder 17 , a bearing point for fastening the cylinder 17 to the outer tube of the damper shown in Fig. 1 is formed. The working spaces 13 , 14 of the cylinder-piston unit 5 are filled with a rheological liquid which is located in the magnetic field of a permanent magnet 20 , as a result of which the rheological liquid is viscous or solid. An opening 21 connecting the two working chambers 13 , 14 is formed in the piston 12 . When Einfe or Ausfe movement movements of the vehicle wheel shown in Fig. 1, the tough or solid rheological fluid can be difficult or not flow through the opening 21 in the piston 12 . An electromagnet 22 , which is connected to a controllable voltage source 23 , is provided in the area of the working spaces 13 , 14 . Lies on the electromagnet 22 at a predetermined positive or negative voltage, a magnetic field of the permanent magnet 20 is generated amplifying or attenuating force field, thereby properties, the flow properties of the rheological fluid in a desired amount to change by the electromagnet 22nd If the electromagnet generates a force field directed against the magnetic field of the permanent magnet, the rheological fluid becomes fluid or more fluid depending on the force field and can flow through the opening 21 or a connecting line connecting the working chambers with a resistance dependent on the fluidity of the fluid. In this way, for example when driving on a road when driving straight ahead, the stabilizer can be made soft and hard when driving through a curve. When driving over uneven terrain, the cylinder-piston unit can be influenced by the magnetic field and the force field of the electromagnet that the stabilizer is more or less hard or soft depending on the unevenness of the terrain, thereby stabilizing the vehicle body or to reach the vehicle. In the present embodiment, the right stabilizer arm, not shown in FIG. 1, is articulated via a pendulum support to an outer tube of a damper. The regulation of the electromagnet or of the voltage applied to the rheological fluid takes place as a function of vehicle parameters, which detects at least one measuring device. A vehicle parameter detected by the measuring device is the axial position of the piston 12 in the cylinder 17 . In the present embodiment, a force field of the electromagnet 22, which blocks the flow of liquid in the opening 21 of the piston 12 or in the connecting line, or a corresponding electrical voltage on the rheological liquid is only generated by a control device when the piston 12 is in the cylinder 17 is located approximately in its central position, or has been adjusted approximately in this central position. The control device can control the viscosity of the liquid so that the piston 12, at least before the rheological liquid has completely solidified, adjusts itself more quickly to the central position into which the piston is loaded by two oppositely acting springs 24 , 25 in the working spaces 13 , 14 . The stabilizer device provides an energy storage device or replacement energy supplier which, in the event of a failure of the energy supply to the electromagnet or the voltage applied to the rheological fluid, takes over the power supply to the devices concerned. The use of the energy storage or the replacement energy supplier is indicated optically and / or acoustically or audibly reported.
Der bei dem Ausführungsbeispiel verwendete Dauermagnet kann durch einen Elek tromagnet ersetzt sein. Es ist auch möglich, daß der Dauermagnet und/oder der Elektromagnet weggelassen und an die rheologische Flüssigkeit eine elektrische Spannung anzulegen ist, die in Abhängigkeit von der Spannungshöhe und des Spannungsgefälles die Viskosität der rheologischen Flüssigkeit in einem vorgegebe nen Maß verändern kann. Anstelle einer Durchtrittsöffnung im Kolben der Zylinder- Kolben-Einheit oder zusätzlich kann eine die Arbeitskammern des Zylinders der Zy linder-Kolben-Einheit verbindende Verbindungsleitung vorgesehen sein. Die Stabili satoreinrichtung kann an einer beliebigen Achse eines Fahrzeugs vorgesehen sein.The permanent magnet used in the embodiment can by an elec tromagnet be replaced. It is also possible that the permanent magnet and / or the Electromagnet omitted and an electrical to the rheological fluid Voltage is to be applied, which depends on the voltage level and the Voltage gradient the viscosity of the rheological fluid in a given can change a measure. Instead of a passage opening in the piston of the cylinder Piston unit or in addition can one of the working chambers of the cylinder of the Zy Linder-piston unit connecting connecting line can be provided. The Stabili Sator device can be provided on any axis of a vehicle.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998158417 DE19858417A1 (en) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Stabilizer arrangement for vehicle has two working chambers connected via opening in piston or connecting line and filled with rheological fluid that changes viscosity |
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DE19858417A1 true DE19858417A1 (en) | 2000-06-21 |
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ID=7891521
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DE1998158417 Withdrawn DE19858417A1 (en) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Stabilizer arrangement for vehicle has two working chambers connected via opening in piston or connecting line and filled with rheological fluid that changes viscosity |
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