DE2311233A1

DE2311233A1 - Fahrzeugaufhaengung

Info

Publication number: DE2311233A1
Application number: DE19732311233
Authority: DE
Inventors: Robert Hazell Pitcher
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE7308661U; JPS48104217A; GB1384454A; US3885809A

Description

Patentanmeldung

Automotive Products Company Limited, Tachbrook Road, Leamingston Spa, Warwickshire, England

Fahrzeugaufhängung

Die Erfindung betrifft Fahrzeugaufhängungen, vorwiegend für Straßenfahrzeuge, wie z.B. Personenwagen, sie ist aber auch auf andere Arten von Fahrzeugen anwendbar.

Es ist eine Fahrzeugaufhängung vorgeschlagen, welche nach Maßgabe von durch statische Belastung des Fahrzeuges bedingte Belastungsänderungen, oder dynamische Belastungsänderungen, die sich darauf ergeben, daß das Fahrzeug bei der Kurvenfahrt zur Rollbewegung neigt, oder bei Beschleunigung und Verlangsamung bedingt durch Gewichtsverlagerung in Längsrichtung zum Nicken neigt, die Flüssigkeitsmenge in flüssigkeitsgefüllten Streben verändert, durch welche die Belastung des Fahrzeuges auf die Räder übertragen wird, um das Fahrzeug auf einer vorgegebenen Höhe und in einem ebenen Zustand zu halten·

Die erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängung ist auf ein Fahrzeug, beispielsweise ein Straßenfahrzeug anwendbar, bei welchem der Körper direkt auf den Straßenrädern mittels der Aufhängung angebracht ist, oder sie ist auf ein Schienenfahrzeug anwendbar, bei welchem der Körper auf Drehgestellen angebracht ist, die jeweils einen Rahmen aufweisen, der mittels der Aufhängung auf einer Mehrzahl von am Gleis eingreifenden Rädern befestigt ist. Der nachstehend verwendete

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Ausdruck "auf Rädern angebrachte Struktur" soll im jeweiligen Fall den Körper eines Straßenfahrzeuges oder den Drehgestellrahmen bezeichnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Aufhängungssystem für eine auf Rädern angebrachte Struktur zu schaffen, welche eine Mehrzahl von Räderpaaren der Art aufweist, bei welcher die Räder jeweils mit der auf Rädern angebrachten Struktur durch eine flüssigkeitsgefüllte Strebe verbunden sind, die über ein auf die relative Auf- und Abwärtsbewegung des Rades und der auf Rädern angebrachten Struktur ansprechendes Ventil wahlweise mfc einer Druckflüssigkeitsquelle und einem Auslaß verbindbar ist, um dieser relativen Auf- und Abwärtsbewegung durch Zufuhr weiterer Flüssigkeit in, oder Ablassen von Flüssigkeit aus der Strebe entgegenzuwirken.

Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeugaufhängungssystem für eine auf Rädern angebrachte Struktur vorgesehen, welche eine Mehrzahl von Räderpaaren aufweist, die jeweils mit der Struktur durch eine flüssigkeitsgefüllte Strebe verbunden sind, mit einer Kammer, welche wahlweise mit einer Druckflüssigkeitsquelle und einem Auslaß verbindbar ist, um der relativen Auf- und Abwärtsbewegung der auf Rädern angebrachten Struktur gegenüber den besagten Rädern entgegenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ventile, die jeweils der Strebe zugeordnet sind, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf einem Rad eines ersten Räderpaares abstützt und jeweils auf die Rollbewegung der auf Rädern angebrachten Struktur gegenüber diesem Rad ansprechend die wahlweise Verbindung mit der Druckflüssigkeitsquelle und dem Auslaß der Kammern dieses Paares von Streben steuern, und von Kammern der Streben des Paares oder jedes Paares, welches die auf Rädern angebrachte Struktur auf einem anderen Räderpaar abstützt, so daß der relative belastungsstützende Schub in den Streben, welche ein Paar bilden, das die auf Rädern angebrachte

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Struktur auf jedem Räderpaar außer dem besagten ersten Paar abstützt, im gleichen Sinne verändert wird, wie er in den Streben verändert wird, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf dem ersten Räderpaar abstützen, durc-h die Wirkung der Ventile nach Maßgabe der Rollbewegung der auf Rädern angebrachten Struktur.

Die Kammern, deren Druck von jedem Ventil gesteuert wird, können sich alle in Streben befinden, die den Rädern auf einer Seite der auf Rädern angebrachten Struktur zugeordnet sind, wobei die Kammern so angeordnet sind, daß die Druckflüssigkeit darin der Belastung der besagten Struktur entgegenwirkt.

Stattdessen können die Verbindungen zu der Druckquelle und dem Auslaß der Kammern in der Strebe oder den Streben, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf Rädern des anderen Paares oder der Paare auf einer Seite der besagten Struktur abstützen, von dem Ventil gesteuert werden, welches die entsprechenden Verbindungen der Kammer in der Strebe steuert, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf dem Rad des ersten Paares auf der entgegengesetzten Seite der besagten Struktur abstützt, wobei der Druck in den Kammern der Streben, welche dem anderen Paar oder Räderpaaren zugeordnet sind, in der gleichen Richtung wie die Belastung der Struktur wirkt.

Einige Ausführungsbeispiele von Fahrzeugaufhängungssystemen der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Abbildungen näher beschrieben»

Fig. 1 ist ein Schaubild eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaufhängungssystems.

Fig. 2 ist ein ähnliches Schaubild eines weiteren erfindungsgemäßen Aufhängungssystems, und

Fig. 3 ist eine Ansicht im Aufriß und Schnitt eines

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in beiden hier beschriebenen Aufhängungssystemen verkörperten Ventils, wobei das Ventil Gegenstand der deutschen Anmeldung P 19 öl 47o.l der Anmelderin ist.

In Fig. 1 der Abbildungen zeigt das Diagram ein Aufhängungssystem für ein vierrädriges Fahrzeug, wobei die Vorderräder bei Io und die Hinterräder bei 11 gezeigt sind. Jedes Vorderrad ist mit der Fahrzeugstruktur über einen Schwenkarm 12 und jedes Hinterrad ist mit der Fahrzeugstruktur über einen Schwenkarm 13 verbunden. Es versteht sich, daß die Schwenkarme 12 und 13 Bauteile von Aufhängungsgestängen beliebiger Art darstellen können. Verschiedene Teile der Fahrzeugstruktur sind mit dem Bezugszeichen 14 versehen, und es versteht sich, daß alle diese Teile starr miteinander verbunden sind.

Zwischen jedem Schwenkarm 13 und einem Teil der vorstehend erwähnten Fahrzeugstruktur ist eine Teleskopstrebe 15 angebracht, die eine flüssigkeitsgefüllte Kammer 16 aufweist, durch deren Flüssigkeit die von dem Rad getragene Last auf einen ein-geschlossenen Druckgaskörper in einer Kammer 17 übertragen wird, und die flüssigkeitsgefüllte Kammer ferner mit einem nachstehend beschriebenen Ventil 18 verbunden ist, welches bewirkt, daß die besagte Kammer 16 wahlweise mit einer Druckflüssigkeitsquelle, gezeigt als Pumpe 19 und Druckflüssigkeits-Sammelbehälter 21, oder mit einem zu einem Niederdruckbehälter 22 führenden Auslaß verbindbar ist.

Die gas enthaltenden Kammern 17 sind durch bewegliche Wände, beispielsweise flexible Membranen 17a von flüssigkeitsenthaltenden Kammern 17b getrennt, die mit den Kammern 16 über strömungsbegrenzende Ventile 23 verbunden sind, welche eine Dämpfung der relativen Bewegung der Räder 11 und der Fahrzeugstruktur 14 ermöglichen.

Zwischen jedem Schwenkarm 12 und einem Teil der Fahrzeugstruktur 14 ist eine Teleskopstrebe 24 angebracht, die

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eine Kammer 25 aufweist, welche einer Kammer 16 einer Strebe 15 entspricht, wobei jede der Streben 24 eine Stößeleinheit 26 mit einem ersten Kopf 27 aufweist, auf den der Druck von Flüssigkeit in der Kammer 25 wirkt, und einen zweiten Kopf 23 aufweist, auf den der Druck von Flüssigkeit in einer Kammer 29 der Strebe wirkt, welche mit der Kammer 16 der Strebe 15 auf der gleichen Seite der Fahrzeugdruckflüssigkeit in der Kammer 29 verbunden ist, die auf die Stößeleinheit in der gleichen Richtung wie die Druckflüssigkeit in der Kammer 25 wirkt. Die Kammern 25 sind über ein Strömungsbegrenzendes Ventil 32 verbunden, welches für Dämpfung einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 32a sorgt, die durch eine bewegliche Nand in Form einer Membran 32b von einer gasenthaltenden Kammer 32c getrennt ist, und/einem einzelnen Ventil 31, ähnlich dem /mit Ventil 18, über welches die besagten Kammern wahlweise mit der Druckquelle 19, 21 oder dem Behälter 22 verbunden werden können.

In Fig. 3, welche eine der Ventileinheiten 18 oder 31 zeigt, enthält die besagte Ventileinheit einen Steuerschieber 33, der in einer Bohrung 34 in einem Körper 35 gleitet, von welchem Kanäle 36, 37 und 38 jeweils zu der Druckquelle, der Strebenkammer oder Kammern 16ader 25 und zum Inneren eines Gehäuses 39 führen, das wiederum über eine öffnung 41 mit dem Behälter 22 verbunden ist. Im Gehäuse 39 ist bei 42 ein L-förmiger Arm 43 angelenkt, dessen horizontal verlaufender Steg ein Gewicht 44 trägt, während ein nach unten verlaufender senkrechter Steg mit dem Steuerschieber 33 durch ein Drehgelenk 45 verbunden ist. Ein zweiter drehbar im Gehäuse 39 senkrecht unter dem Drehpunkt des Armes 43 angebrachter Arm 46 ist an einer Welle 47 befestigt, welche außerhalb des Gehäuses verläuft und an welcher außerhalb des Gehäuses ein weiterer Arm 48 befestigt ist. Der Ventilkörper 35 und das Gehäuse 39 sind an der Fahrzeugstruktur 14 befestigt, und der weitere Arm 48 ist über ein nicht

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gezeigtes Gestänge mit dem zugeordneten Schwenkarm 12 oder 13 verbunden, so daß s±h der zweite Arm 46 um seinen Drehpunkt bei senkrechter Bewegung der Fahrzeugstruktur gegenüber den tragenden Rädern bewegt. Zwischen dem ersten und zweiten Arm 43 und 46 sind eine Druckfeder 49 und ein Flüssigkeitsdämpfer 5o angebracht, so daß jede Drehbewegung des zweiten Armes 46 eine Drehbewegung des ersten Armes 43 zur Betätigung des Ventils 18 oder 31 bewirkt.

Die Drehachsen der den Ventilen 18 zugeordneten Arme 43 verlaufen parallel zur Längsachse des Fahrzeuges, und die Drehachse des dem Ventil 31 zugeordneten Armes 43 verläuft parallel zur Querachse des Fahrzeuges, obwohl sie der Einfachheit halber parallel zu den Drehachsen der Arme 43 in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Anordnung ist so vorgesehen, daß bei Richtungsänderung des Fahrzeuges die Kammer 16 der Strebe 15, die dem Hinterrad 11 auf der Außenseite der Kurve des Fahrzeugvreges zugeordnet ist, mit der Druckquelle verbunden ist. Es wird also zusätzliche Flüssigkeit dieser Kammer 16 zugeführt. Gleichzeitig ist die Kammer 16 der Strebe 15, die dem Hinterrad auf der Innenseite der Kurve des Fahrzeugweges zugeordnet ist, mit dem Auslaß verbunden, so daß Flüssigkeit abgelassen wird. Es wird somit eine Rollreaktion erzeugt, die dem Schlingern des Fahrzeuges entgegenwirkt.

Da die Kammern 29 in den Streben 24, die den Vorderrädern des Fahrzeuges zugeordnet sind, jeweils mit der Kammer 16 der Strebe 15 verbunden sind, die dem Hinterrad auf der gleichen Fahrzeugseite zugeordnet ist, wird auch Flüssigkeit der Kammer 29 der Strebe 24 zugeführt, die dem Vorderrad auf der Außenseite der Kurve zugeordnet ist , und aus der Kammer 29 der Strebe 24 auf der Innenseite der Kurve ab-

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gelassen, so daß ebenfalls eine Rollreaktion am vorderen Ende des Fahrzeuges erzeugt wird, aber unter Steuerung der rollerzeugenden Kräfte an den Hinterrädern.

Da das Paar von Streben, die den Hinterrädern zugeordnet sind, die Rollreaktion an den Vorderrädern wie auch die an den Hinterrädern steuert, werden sie nachstehend als "Haupt"-Streben bezeichnet.

Die Kammern 25 der Streben 24, welche den Vorderrädern des Fahrzeuges zugeordnet sind, sind mit einem einzelnen Ventil 31 verbunden, dessen das Gewicht 44 tragender Arm 43 um eine Querachse schwenkbar angebracht ist. Daher spricht das Ventil 31 nicht auf seitliches Kippen des Fahrzeuges an, aber spricht auf Kippen in Längsrichtung an, so daß es die Verbindungen der Kammern 25 in den Streben 24 mit der Druckquelle 19, 21 und mit dem Behälter 22 derart steuert, daß dem Neigen der Vorderseite des Fahrzeuges bedingt durch Gewichtsverlagerung beim Bremsen entgegengewirkt wird.

Bei einem vierrädrigen Fahrzeug können die Hauptstreben statt den Hinterrädern den Vorderrädern zugeordnet sein, und bei einem Fahrzeug mit mehr als zwei Räderpaaren können die Hauptstreben jedem beliebigen Räderpaar zugeordnet sein, wobei die Hauptstreben mit Kammern, beispielsweise 25 in Streben beispielsweise 24 verbunden sind, welche den Fahrzeugkörper auf allen oder einigen der anderen Räderpaare stützen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten abgewandelten Aufhängungssystem sind die Hauptstreben 15 den Vorderrädern Io des Fahrzeuges zugeordnet. Streben 49, welche den Hinterrädern 11 zugeordnet sind, enthalten Ringkammern 51, in welchen Druck-

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flüssigkeit nach oben auf Kolben 52 wirkt, um dem in Kammern 53 dieser Streben wirkenden Fahrzeugbelastungs-Stützdruck entgegenzuwirken, und die Kammern 51 sind jeweils mit den Kammern 16 der Streben 15 auf den entgegengesetzten Seiten des Fahrzeuges verbunden. Die Erhöhung des Druckes, der von der Hauptstrebe 15 übertragen wird, welche dem Vorderrad des Fahrzeuges auf der Außenseite eines Kurvenfahtweges zugeordnet ist, vermindert also den Stützdruck auf der Innenseite, statt den Stützdruck in der Strebe 49 auf der gleichen Seite des Fahrzeuges zu erhöhen, während der Abfall des von der Hauptstrebe 15 übertragenen Druckes, die dem Vorderrad auf der Innenseite eines Kurvenfahrtweges zugeordnet ist, den resultierenden Stützdruck in der Strebe 49 erhöht, womit die gleiche Endwirkung wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung erzielt wird.

Eine Dämpfung der Bewegungen der Fahrzeugstruktur 14 gegenüber den Rädern Io und 11 läßt sich wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Aufhängungssystem durch strömungsbegrenzende Ventile 23 und 32 erzielen, die zwischen den Strebenkammern 16 und 25 und Flüssigkeitskammern 17b und 32a angeordnet sind, die durh Membrane 17a und 32b jeweils von druckluftenthaltenden Kammern 17 und 32c getrennt sind.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Aufhängungssystem bewirkt jede Tendenz der Vorderseite des Fahrzeuges, sich während der Bremsverzögerung zu neigen, da sie eine Erhöhung des Druckes in den Kammern 16 der Hauptstreben 15 bewirkt, auch eine Erhöhung des Druckes in den Kammern 51 der Streben 49, wodurch der resultierende belastungsstützende Druck an den Hinterrädern vermindert und einem Kippen in Längsrichtung entgegengewirkt wird. Die umgekehrte Wirkung tritt bei einer Beschleunigung auf. Die Kammern 53 der Streben 49 sind mit einem Ventil 54 ähnlich dem Ventil 18 und 31 verbunden, jedoch spricht dieses nur auf Belastungsänderungen des Fahrzeuges an.

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Entsprechende Wirkungen werden erzielt, wenn die Hauptstreben 15 den Hinterrädern des Fahrzeuges zugeordnet sind, wobei die Tendenz der Hinterseite des Fahrzeuges, sich während des Bremens zu heben und die resultierende Druckverminderung in den Kammern 16, den Druck in den Kammern 51 der Streben 49 vermindert, die den Vorderrädern zugeordnet sind, so daß der resultierende belastungsstutzende Schub an der Vorderseite des Fahrzeuges vergrößert wird.

Ein abgewandeltes Aufhängungssystern, dessen Hauptstreben 15 mit der Strebe querverbunden ist, die einem anderen Räderpaar wie in Fig. 2 beschrieben, zugeordnet ist, ist auf Fahrzeuge anwendbar, die mehr als zwei Räderpaare aufweisen.

Statt die relative Bewegung der Fahrzeugstruktur 14 und der Räder lo, 11 zu dämpfen, die durch die Begrenzung der Flüssigkeitströmung in die, und aus den Flüssigkeitskammern der Streben 15 und 24 oder 15 und 49 bewirkt wird, können getrennte Stoßdämpfer, beispielsweise teleskopartig ausgebildet zwischen den Schwenkarmen 12, 13 und der Fahrzeugstruktur 14 vorgesehen sein.

Obwohl die Erfindung auf Fahrzeuge angewandt beschrieben ist, bei welchen der Fahrzeugkörper direkt auf den Fahrzeugrädern angebracht ist, ist sie ebenso auf Fahrzeuge anwendbar, bei welchen der Körper auf Drehgestellen angebracht ist, die jeweils vier oder mehr Räder haben, wobei das Aufhängungssystem dann die Befestigung für die Räder auf den Drehgestellen darstellt. Der hier verwendete Ausdruck"auf Rädern angebrachte Struktur" bezieht sich entweder auf einen Fahrzeugkörper oder einen Drehgestellrahmen.

Das Maß an bei jeden gegebenen Bedingungen an dem Paar oder Paaren von Rädern mit Ausnahme des Paares/äem die Hauptstreben zugeordnet sind, erzeugter Rollreaktion wird bestimmt durch

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die Kraft, welche eine Rollbewegung an dem Paar zu erzeugen sucht, dem die Hauptstreben zugeordnet sind. Es kann wünschenswert sein, als das Räderpaar das Paar auszuwählen,
welches dem Längsschwerpunkt des Fahrzeuges oder "der auf Rädern angebrachten Struktur am nächsten liegt, aber dies ist nicht wesentlich und auch nicht in allen Fällen erwünscht,

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Claims

Patentansprüche

1. Fahrzeugaufhängungssystem für eine auf Rädern angebrachte Struktur, welche eine Mehrzahl von Räderpaaren aufweist, die jeweils mit der Struktur durch eine flüssigkeitsgefüllte Strebe verbunden sind, mit einer Kammer, welche wahlweise mit einer Druckflüssigkeitsquelle und einem Auslaß verbindbar ist, um der Dativen Auf- und Abwärtsbewegung der auf Rädern angebrachten Struktur gegenüber den besagten Rädern entgegenzuwirken,

dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Ventile (18, 31), die jeweils der Strebe (15,24) zugeordnet sind, welche die auf Rädern angebrachte Struktur (14) auf einem Rad eines ersten Räderpaares abstützt und jeweils auf die Rollbewegung der auf Rädern angebrachten Struktur gegenüber diesem Rad ansprechend die wahlweise Verbindung mit der Druckflüssigkeitsquelle (19, 21) und dem Auslaß der Kammern dieses Paares von Streben steuern, und von Kammern der Streben des Paares oder jedes Paares, welches die auf Rädern angebrachte Struktur auf einem anderen Räderpaar abstützt, so daß der relative belastungsstützende Schub in den Streben, welche ein Paar bilden, das die auf Rädern angebrachte Struktur auf jedem Räderpaar außer dem besagten ersten Paar abstützt, im gleichen Sinne verändert wird, wie er in den Streben verändert wird, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf dem ersten Räderpaar abstützen, durch die Wirkung der Ventile nach Maßgabe der Rollbewegung der auf Rädern angebrachten Struktur.

2. Fahrzeugaufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kammern (16, 25), deren Druck von jedem Ventil gesteuert wird, sich alle in Streben befinden, die den

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Rädern auf einer Seite der auf Rädern angebrachten Struktur zugeordnet sind, wobei die Kammern so angeordnet sind, daß die Druckflüssigkeit darin der Belastung der Struktur entgegenwirkt.

3. Fahrzeugaufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungen zu der Druckquelle (19, 21) und dem Auslaß der Kammern in der Strebe oder den Streben, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf Rädern des anderen Paares oder der Paare auf einer Seite der besagten Struktur abstützen, von dem Ventil gesteuert werden, welches die entsprechenden Verbindungen der Kammer in der Strebe steuert, welche die auf Rädern angebrachte Struktur auf dem Rad des ersten Paares auf der entgegengesetzten Seite der besagten Struktur abstützt, wobei der Druck in den Kammern der Streben, welche dem anderen Paar oder Räder-paaren zugeordnet sind, in der gleichen Richtung wie die Belastung der Struktur wirkt.

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