DE202013007733U1

DE202013007733U1 - Erweiterte Vorrichtung zur Selbsterhärtung der Dämpfung eines Wankbewegungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE202013007733U1
Application number: DE202013007733U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2013-10-15
Anticipated expiration: 2023-08-31

Abstract

Eine Vorrichtung die zwei Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs verbindet und die Abhängigkeit der senkrechrechten Bewegung beider Räder schaft, in Form eines quer zur Fahrtrichtung plazierten, torsionsteifen Drehrohrs (1) mit Hebelarmen (2) an den Enden des Rohrs, mit folgenden Merkmalen: dass dieses Drehrohr (1) um die Länge der Arme vor oder hinter der betreffenden Starrachse (4) oder Querlenker, montiert ist; und dass die Drehstange mit den Armen an den Querlenker der Radaufhängung oder an den Seiten der Starrachse (4) gelenkig befestigt ist, so dass die Entfernung des Rohres von der Befestigung an der Starrachse oder der Querlenker immer konstant ist; und dass die Drehstange schwimmend an der Karosserie oder dem Rahmen des Fahrzeugs (5) befestigt ist, so dass sie sich nicht nur in eigener Achse dreht sondern zu Seiten des Fahrzeugs nickt und sich um die Fahrzeugachse dreht; und dass das Rohr an seinen Seiten mit zwei in etwa senkrechten Stoßdämpfer, (6) unter der Karossereie oder dem Rahmen untergehängt wird; und dass bei den Stoßdämpfer die Zugstufe härter ist als die Druckstufe ausgelegt dadurch gekennzeichnet, dass das Drehrohr (1) n der Mitte seiner Länge mit einer Feder (7) an der Karosserie aufgehängt ist (oder mit zwei kleineren Feder die zu Seiten des Rohrs versetzt sind) oder zwei Federn (17) die direkt an den an den Stoßdämpfer montiert sind, so dass bei schnell nacheinander folgenden Federbewegungen der Räder, der Unterschied zwischen Druckstufe und Zugstufe der oben genannten Stoßdämpfer zunehmend zu Kraftbelastung der Feder (7) oder (17) führt und umgekert weniger Federbewegungen der Räder zur Entspannung der Feder (7, 17) führt; so dass sich die Dämpfungskraft mit der Intensität der Federungsarbeit automatisch erhöht.

Description

Das Technische Gebiet.
Der Autobau, insbesondere der Bau der Fahrwerke, der Radaufhängung, insbesondere der Stabilisierungsvorrichtungen über die Längsachse des Fahrzeuges.
Der bisherige Stand der Technik.
Es gibt eine Fülle von Ausführungsvarianten eines Fahrwerkes. Die einzelnen Elemente des Fahrwerkes werden jeweils für eine bestimmte Aufgabe konzipiert. Diese Aufgaben sind: die Radführung, die Federung, die Dämpfung der Federbewegung oder die Stabilisierung der Wankbewegungen des Fahrzeuges. Auf die ausführliche Darstellung des Standes der Technik wird an diese Stelle verzichtet, weil es den Rahmen sprengen würde. Was die Stabilisierung des Fahrzeuges (also die Reduzierung der Drehbewegungen) über die Längsachse betrifft, werden (abgesehen von den modernen „intelligenten Fahrwerken”, die die Federung und Dämpfung der Räder automatisch regeln) die Drehstab-Stabilisatoren verwendet. Es ist die am meisten verbreitete Lösung, die heutzutage in neuen Fahrzeugen Verwendung findet.
Darüberhinaus sind folgende Sonderlösungen bekannt:
Aus der DE 00 0002 443 170 A1 ist eine Konstruktion bekannt, die eine Verbindung des federnden Stabilisators mit einer torsionssteifen Stange offenbart. An den kurzen Hebelarmen der Stange sind Stossdämpfer befestigt. Diese bilden eine Verbindung zwischen der Karosserie und der Fahrzeugachse, bzw. den Querlenkern. Wichtiges Merkmal der Konstruktion ist, dass beide Elemente, also der federnde Stabilisatorstab und die starre Stange, bei allen Ausführungen in der Mitte verbunden sind. Dies schafft die Besonderheit, dass beim plötzlichen Einfedern einer Seite die Kräfte, die durch den Stossdämpfer verdrehend auf die starre Stange wirken, in der Mitte des Drehstabilisators aufgefangen werden und nicht unmitelbar auf die andere Seite der Radaufhängung übertragen werden.
Bekannt aus der DE 198 40 619 C1 ist eine verblüfend ähnliche Konstruktion, wie die DE 00 0002 443 170 A1 in Ausführung 1. Der erkennbare Unterschied liegt darin, dass die Arme des torsionsfreien Stabes gleichlang mit den Armen des Drehstabilisators sind und nicht kürzer. Ausserdem gibt es keine Verbindung in der Mitte der beiden Stäbe, sodass die Bewegungen der beiden Stäbe voneinander völlig entkoppelt sind. Folgende Merkmale sind für den Vergleich mit zuvor genannten Konstruktionen relevant:

– Beide Stäbe, ob koaxial oder paralell montiert sind stets an der Karosserie (in eigener Achse drehbar) befestigt.
– Im Hauptanspruch spricht man zwar von ”mindestens einem Zwischenelement als Stossdämpfer ausgeführt”, doch sind weder in der Beschreibung oder den Zeichnungen Ausführungen mit einem Stoßdämpfer beschrieben oder offenbart.

Zudem bekannt sind:
Aus der DE 34 15 869 A1 ist eine ”Vorrichtung zur Beeinflussung der Wankfederung von Kraftfahrzeugen” bekannt. Sie besteht aus einem Torsionsrahmen, welcher einerseits an der Achse mittels Armen befestigt wird und in seiner eigenen Achse mittels Gelenkverbindung oder durch Dämpfer/Federelemente mit dem Chassis verbunden ist. In den Patentansprüchen spricht man von einem ”Torsionsrahmen mit variabler Torsionssteifigkeit” und auch von einem oder mehreren Feder/Dämpfungselementen zu Abstützung dieses Rohrs. Die Bedeutung der verdresteifen Ausführung wird so verdeutlicht: ”Bei verdrehsteifer Ausführung des Torsionsrahmen 1 wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung die Wankbewegung gänzlich ausgeschlossen, wärend die Vertikalfederung des Fahrzeugs unbeeiflußt bleibt” (seite 5. Zeile 19–23).
Aus der DE 28 49 015 A1 bekannt ist ein Stabilisator der sich mittels Dämpf/Federelemente an der Karosserie abstützt. Der Satz: ”Diese Art der Ausgestalltung, bei der bezüglich des Stabilisators eine Hintereinanderschaltung von Federung und Dämpfung gegeben ist...” (Seite 3, Zeile 17) verdeutlich das vorhandene Zusammenspiel der Feder und Dämpfungskräfte, aber vor allem, dass hier als Verbindungstab ein Stabilisator zum Einsatz kommt – also eine torsionsaktive Federstange. Zudem charakteristisch ist, dass die Dämpfer mit inneren Federn ausgestattet sein müssen, sonst würde der Stabilisatorstab mit seinem Gewicht die Stoßdämpfer in der Ruheposition immer ganz ausziehen.
Aus der DE 603 18 516 T2 beschreibt ein ”unabhängiges Aufnängungssystem für ein Kraftfahrzeug” [0001]. Nähere Überschneidungspunkte mit dieser Invention sind nicht erkennbar.
Resumee:
Die Idee, an einem Fahrzeug einen zusätzlichen ”Stabilisator” einzubauen, der die ungleiche Bewegung der Räder beiden Fahrzeugseiten nicht federt, sondern dämpft ist also aus einigen Anmeldungen bekannt. Die hier beschriebene Erfindung entwickelt diese Idee weiter. Sie modifiziert derartige Vorrichtungen auf dieser Weise, dass sich die Dämpfungskraft bei zunehmender Fahrwehrkbeanspruchung automatisch selbst ”auf härter” einstellt.
Darstellung der Erfindung
Der Wankdämpfer ist ähnlich dem Drehstabstabilisator gebaut, d. h. eine zur Achse paralelle Stange/Rohr verbinden beide Seiten der Achse. Das Verbindungrohr ist hier jedoch nicht federnd sondern torsionsfrei ausgeführt. Hier wird das drehende Teil nicht aus Federstahl gebaut, sondern ist als starres Rohr ausgeführt. Die Bewegungen der einzelnen Räder (oben unten) werden in die vertikale Bewegung des Verbindungsrohrs übersetzt (Ausführung 1) oder in die Drehbewegungs des Rohrs (Ausführungsbeispiel 2). Die ungleiche Ausfederung der Räder erzwingt die Arbeit der beiden Stoßdämpfer die an den Enden des Drehrohrs befestigt sind und sich an der Karosserie abstützen. Die Anmeldung beansprucht jedoch nicht die Erfindung eines ”Wankdämpfers” in irgendeiner neuen Ausführung. Das Novum bei dieser Anmeldung ist die ”Selbsthärtung”-Einrichtung bei einem Wankdämpfer. Diesee ergibs sich aus der Kombination von zwei Merkmalen:

1. Die Zug und Druckstufen der Stoßdämpfer sind speziell abgestimmt, so dass die Zugstufe leicht härter ist als die Druckstufe. Dass die Zugstufe härter ist, ist natürlich bei meisten KFZ Stoßdämpfer der Standard. Hier erfolgt die Abstimmung jedoch nach anderen Aspekten als bei den ”normalen” Stoßdämpfer der Radaufhängung. Diese Abstimmung hier, richtet sich nach der Feder, die hier als Merkmal 2. beschrieben ist. Diese Abstimmung hat zum Zweck die Schnelligkeit der ”Selbsterhärtung” der Wankbewegung-Dämpfers zu bestimmen.
2. Spiralfeder (ev. auch Blattfeder denkbar) die das Verbindungsrohr in der Mitte abstützt. Durch den Unterschied zwischen der Druckstufe und Zugstufe der Stossdampfer am Enden des Rohrs wird die Feder bei schnellen Pendelbewegungen des Rohrs eingedruckt, und wenn sich diese Bewegung beruhigt, druckt die Feder die Stoßdämpfer wieder in die Ausgangsposition.

Auf dieser Weise bekommt der auf früheren Anmeldungen bekannte Wankbewegungdämpfer eine völlig neue Zusatzfunktion. Die Dämpfungskraft verstärkt sich automatisch bei stärkeren Beanspruchung der Radaufhängung. Sie ”erhärtet” die Dämpfung bei der erhöhten Beanspruchung. Wenn die Radbewegungen schnell nacheinander folgen – summieren sich Zug, – Druckunterschiede den vielen kleinen Bewegungen und erzeugen die Einfederung der Mittelfeder.
Beispielfälle wo die Selbsterhärtung besonders zu Geltung kommt:

1. Das Fahrzeug kommt von der ebenen auf eine wellige/löchrige Fahrbahn. Es folgen viele Radfederbewegungen nacheinander jedoch mit geringer Amplitude. Die Dämpfung wird härter.
2. Ausweichmanöver (Stichwort: Elchtest). Hier kommen nur ein paar einzelne Radaufhängungbewegungen, dafür aber mit großer Amplitude. Oft schon nach der ersten starken Karosserieneigung wird die weiche Druckstufe eines Stossdampfers ausgeschöpft (Stossdampfer voll eingedruckt) und die nächste Gegenbewegung wird großteils durch die Zugstuffe und die Mittelfeder abgestützt – Fahrwerk wird viel ”härter”.

1. Ausführungsbeispiel an Starr-Hinterachse eines LKW mit Blattfederung. Das verwindungsteife Rohr des Wankdampfers wird ca. 40 cm hinter der Achse, paralel zu dieser befestigt. Die Arme des Rohrs sind rechts und links, gelenkig mit der Achse verbunden. Das Rohr selbst wird in der Mitte mittels einer Spiralfeder an dem Rahmen (unter dem Rahmen) des Fahrzeugs aufgehängt. Die Seitenenden des Rohrs werden je mittels Stossdämpfers mit dem Rahmen verbunden (unter dem Rahmen eingehängt).
2. Ausführungsbeispiel an einer Achse mit Einzelradaufhängung und einen Drehrohr, das an beiden Enden direkt mit der der Karosserie verbunden ist. Das Rohr kann sich hier ediglich in seiner eigenen Achse drehen kann (ähnlich einem Torsionsstabstabilisator). Hier verbinden die Stoßdämpfer die Arme des Drehrohrs mit den Querlenker der Radaufhängung. Die Spiralfeder in der Mitte stützt in diesem Fall ein Hebelarm in der Mitte des Rohrs. Hier bewegt sich nämlich nicht das ganze Rohr vertikal, sondern es dreht sich nur um eigene Achse und nur diese Bewegung wird von der Feder abgestützt.

Bei beiden Ausführungsbeispieen kann anstatt eines Spiralfeder eine Blattfeder oder ein Gummifederelement eingesetzt werden.
Zusätzliche Variationen
Es kann anstatt einer Spiralfeder ein Luftfederungsbalg eingesetzt werden und dadurch die Härte des Federelementes individuel abgestimmt werden.
Bei der Ausführung 2 können die Stossdämpfer an Enden der Hebelarme auch mit den Federbeinen der Radaufhängung oder anderen (bauartbedingt) Elementen der Radaufhängung verbunden werden (anstatt mit den Querlenker)
Anstatt eines Federelementes (Spiralfeder, Luftbalg) in der mitte des Rohrs können alternativ:
zwei Federelemente eingesetzt werden die nähe an den Enden des Rohrs eingebaut werden oder auch
zwei Federelemente die an den Stellen wo auch die Stoßdämpfer sitzen, eingebaut werden, oder an die Stoßdämpfer integriert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 000002443170 A1 [0003, 0004]
DE 19840619 C1 [0004]
DE 3415869 A1 [0005]
DE 2849015 A1 [0006]
DE 60318516 T2 [0007]

Claims

Eine Vorrichtung die zwei Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs verbindet und die Abhängigkeit der senkrechrechten Bewegung beider Räder schaft, in Form eines quer zur Fahrtrichtung plazierten, torsionsteifen Drehrohrs (1) mit Hebelarmen (2) an den Enden des Rohrs, mit folgenden Merkmalen: dass dieses Drehrohr (1) um die Länge der Arme vor oder hinter der betreffenden Starrachse (4) oder Querlenker, montiert ist; und dass die Drehstange mit den Armen an den Querlenker der Radaufhängung oder an den Seiten der Starrachse (4) gelenkig befestigt ist, so dass die Entfernung des Rohres von der Befestigung an der Starrachse oder der Querlenker immer konstant ist; und dass die Drehstange schwimmend an der Karosserie oder dem Rahmen des Fahrzeugs (5) befestigt ist, so dass sie sich nicht nur in eigener Achse dreht sondern zu Seiten des Fahrzeugs nickt und sich um die Fahrzeugachse dreht; und dass das Rohr an seinen Seiten mit zwei in etwa senkrechten Stoßdämpfer, (6) unter der Karossereie oder dem Rahmen untergehängt wird; und dass bei den Stoßdämpfer die Zugstufe härter ist als die Druckstufe ausgelegt dadurch gekennzeichnet, dass das Drehrohr (1) n der Mitte seiner Länge mit einer Feder (7) an der Karosserie aufgehängt ist (oder mit zwei kleineren Feder die zu Seiten des Rohrs versetzt sind) oder zwei Federn (17) die direkt an den an den Stoßdämpfer montiert sind, so dass bei schnell nacheinander folgenden Federbewegungen der Räder, der Unterschied zwischen Druckstufe und Zugstufe der oben genannten Stoßdämpfer zunehmend zu Kraftbelastung der Feder (7) oder (17) führt und umgekert weniger Federbewegungen der Räder zur Entspannung der Feder (7, 17) führt; so dass sich die Dämpfungskraft mit der Intensität der Federungsarbeit automatisch erhöht.
Eine Vorrichtung die zwei Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs verbindet und die Abhängigkeit der senkrechrechten Bewegung beider Räder schafft, in Form eines quer zur Fahrtrichtung plazierten, torsionsteifen Drehrohrs (2.1) mit Hebelarmen (2.2) an den Enden des Rohrs, mit folgenden Merkmalen: dass dieses Drehrohr (2.1) um die Länge der Arme vor oder hinter der betreffenden Starrachse oder Querlenker, montiert ist; und dass die beiden Arme des Drehrors, mittels dazwischen geschalteten KFZ Stoßdampfer (2.6) an den Querlenker oder an den Federbeinen oder an anderen Elementen der Radaufhängung, oder an den Seiten der Starrachse befestigt sind; und dass das Drehrohr (2.1) ähnlich einem standard-KFZ Drehstabilisator in eigener Achse an zwei seitlichen Punkten an der Karosserie befestigt ist, und dass bei den Stoßdämpfer die Zugstufe härter ist als die Druckstufe ausgelegt ist. dadurch gekennzeichnet, dass das Drehrohr (2.1) in der Mitte seiner Länge ein Hebelarm besitzt an dem eine Feder (2.7) abgestützt (oder zwei kleinere Federn zu Seiten versetzt sind) ist die wiederum mit dem anderen Ende an der Karosserie befestigt ist, sodass auf diese Weise, die Drehung des Rohrs (2.1) die durch Einfedern der Räder verursacht wird das Zusammendrucken der Feder (2.7) bewirkt, oder zwei Federn (2.17) besitzt die an den beiden Stoßdämpfer montiert sind wo das ungleiche Ausfederung der Räder sich unmittelbar auf die Federn auswirkt so dass bei schnell nacheinander folgenden Federbewegungen der Räder, der Unterschied zwischen Druckstufe und Zugstufe der oben genannten Stoßdämpfer zunehmend zu Kraftbelastung auf die Feder (2.7) oder (2.17) führt und umgekert weniger Federbewegungen der Räder zur Entspannung der Feder führt; so dass sich die Dämpfungskraft mit der Intensität der Federarbeit automatisch erhöht.