DE2351813A1

DE2351813A1 - Mit hydraulischen stossdaempfern ausgeruestetes kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2351813A1
Application number: DE19732351813
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Ammesdoerfer; Ulrich Dr Ing Sorgatz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-10-16
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1975-04-24
Also published as: GB1489350A; DE2351813B2

Description

YOLKSWAGEITWEEK
Aktiengesellschaft
3180 Wolfsburg ·

Unsere Zeichen: K 1589
1702-pt-hu-sa

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Mit hydraulischen Stoßdämpfern ausgerüstetes Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein mit hydraulischen Stoßdämpfern, die jeweils einen Kolben in einem ein Druckmedium enthaltenden Zylinder mit zwei Endanschlägen für den Kolben besitzen, ausgerüstetes Kraftfahrzeug. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die dynamische Kippneigung des Fahrzeugs zu verringern. Diese Kippneigung führt bekanntlich bei bestimmten Lenkradeinschlägen und Bremsvorgängen zu einem Kippen des Fahrzeugs«

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der dynamischen Kippneigung des Fahrzeugs die Stoßdämpfer im Bereich zumindest desjenigen der Anschläge, in dessen Nähe sich der jeweilige Kolben bei unbelastetem Sad befindet, Einrichtungen solcher Anordnung und Ausbildung enthalten, daß sie erst nach über das im normalen Fahrbetrieb auftretende Maß hinausgehender Annäherung des Kolbens an den Anschlag mit dem Kolben zusammenwirkend eine Dämpf ungserhöhung nur für Bewegungen des Kolbens hervorrufen, die von dem Anschlag weg gerichtet sind.

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Wie eingehende theoretische Untersuchungen und Experimente gezeigt haben, ist eine wesentliche Ursache für den Kippvorgang ein typischer großer Radlastsprung der kurveninneren, d.h. ent lasteten,Räder. Die Erfindung verringert diesen Radlastsprung dadurch, daß die Radlastspitze durch entsprechende Auslegung von ohnehin vorhandenen Elementen, nämlich der Stoßdämpfer des Fahrzeugs, verringert wird. Zwar haben die kurvenäußeren, d.h. belasteten, Räder ein wesentlich höheres Radlast- und Seitenkraftniveau, jedoch hat sich gezeigt, daß eine Änderung der Radlast und damit des RadlastSprunges nur bei kleinen Radlasten, also bei einer Kurvenfahrt im Bereich der kurveninneren Räder, eine entsprechend große Seitenkraftänderung mit sich bringt.

Diese theoretisch und experimentell erarbeiteten Erkenntnisse finden dadurch ihren Niederschlag in der Erfindung, daß im Bereich zumindest desjenigen der Anschläge des Stoßdämpfers, in dessen Nähe sich der jeweilige Kolben bei unbelastetem Rad befindet, eine im Zusammenwirken mit dem Kolben bei bestimmter Kolbenstellung die Dämpfung der Kolbenbewegung erhöhende Einrichtung angeordnet ist. Diese Einrichtung wird also bei Kurvenfahrt am kurveninneren Rad wirksam, so daß sich die dadurch . erzielte Verringerung des RadlastSprunges auch bezüglich der Seitenkräfte stark bemerkbar macht. Dies schließt jedoch nicht aus, daß man eine weitere dämpfende Einrichtung auch im Bereich des anderen Anschlages des Stoßdämpfers vorsieht, in dessen Nähe sich der Kolben also bei belastetem Rad befindet.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die zusätzliche Dämpfung nur in einer Richtung, nämlich bei Kolbenbewegungen von dem Anschlag weg, wirkt, dagegen die Bewegungen des Kolbens in Richtung auf diesen Anschlag

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nicht' beeinflußt. Dadurch ist sichergestellt, daß ohne Vergrößerung der Baulänge des Stoßdämpfers bei schnell ablaufenden Bewegungsvorgängen keine Verkleinerung des effektiv nutzbaren Federwegs auftritt. Weiterhin soll die durch die Einrichtung im Zusammenwirken mit dem Kolben erzeugte Dämpfung sich nicht auf den erwünschten Fahrkomfort während des normalen Fährbetriebes auswirken. Aus diesem Grunde ist die Einrichtung bezüglich des Kolbens so angeordnet, daß sich erst bei für das Fahrverhalt en kritischer Annäherung des Kolbens an den besagten Anschlag die zusätzliche Dämpfung einstellt, also in dem normalen Fahrbereich bei Vollast und Leergewicht keine zusätzliche Dämpfung hierdurch erzeugt wird.

Bei der Realisierung der Erfindung können im Prinzip bekannte Konstruktionen Anwendung finden. So zeichnet sich eine Ausführungsform der Erfindung dadurch aus, daß der Kolben erste Kanäle für die Strömung des Druckmediums bei Kolbenbewegungen auf den Anschlag zu und zweite Kanäle für die Strömung des Druckmediums bei Kolbenbewegungen von dem Anschlag weg aufweist und die Einrichtung eine in Richtung auf den Anschlag federnd abgestützte und nach der Annäherung des Kolbens eine zumindest teilweise Abdeckung der zweiten Kanäle sicherstellende Auflage enthält. Im einzelnen kann auf der dem Anschlag zugekehrten Kolbenfläche zumindest eine Flachfeder angeordnet sein, die nur bei von dem Anschlag weg gerichteten Kolbenbewegungen durch die Strömung aus einer nur die zweiten Kanäle zumindest teilweise abdeckenden Stellung abgehoben wird, und daß die Auflage sich gegen die Flachfeder legend ausgelegt ist. Hierdurch wird also gleichsam die Federkraft der Flachfeder für einen gewissen Bereich der Kolbenbewegung weg von dem Anschlag erhöht.

Stoßdämpferkonstruktionen dieser Art sind im Prinaip bekannt.

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So "beschreibt das Gebrauchsmuster 1 8β4 225» 63 c, 42, eine Anordnung dieser Art, aber mit einer derart gebildeten Auflage, daß durch das Zusammenwirken von Auflage und Kolben die Kolbenbewegungen in beiden Eichtungen zusätzlich gedämpft werden. Soweit beim Stand der Technik Kolben und Einrichtung so ausgebildet sind, daß eine zusätzliche Dämpfung durch das Zusammenwirken von beiden bei Kolbenbewegungen nur in einer Richtung hervorgerufen wird - DAS 1 I76 498» 63 c, 42, - erfolgt die Dämpfungserhöhung bei Bewegungen des Kolbens auf den Anschlag zu. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht aber gerade darin, daß die Dämpfungserhöhung nur bei Bewegungen des Kolbens von einem bestimmten Anschlag weg erzielt werden soll.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Kolben auf seiner dem Anschlag zugekehrten Seite und die Einrichtung, letztere gegenüber dem Anschlag abgestützt, je einen Hohlzylinder aufweisen, die sich nach der Annäherung des Kolbens unter Wahrung eines Spalts umgeben, der einerseits mit einer durch eine Stirnfläche des HohlzylindeiB der Einrichtung begrenzten Ringkammer im, Kolben und andererseits mit dem von beiden Hohlzyllndern umschlossenen Innenraum in Verbindung steht, in den Kanäle im Kolben für die Strömung des Druckmediums bei Kolbenbewegungen einmünden, und daß die Ringkammer mit dem Innenraum nur bei Kolbenbewegungen auf den Anschlag zu über ein dann öffnendes und den Spalt kurzschließendes Ventil verbunden ist. Dabei ist es möglich, die Breite des Spalts in Richtung der Achse des Stoßdämpfers zu verändern, so daß man eine von der jeweiligen Radlastspitze abhängige Zusatzdämpfung erhält.

Zwar ist aus den bekannt gemachten Unterlagen der deut Eschen Pa-

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tentanmel&ung ρ 33 8^9 D, 63 c, 42, bekannt, bei einem TeIeskop-Schwingungsdämpfer in der Wand des DämpferZylinders eine TJmgehtmgsnut für die vom Kolben zu verdrängende Flüssigkeit vorzusehen, wobei die Mut auch einen sich stufenweise oder stetig ändernden Querschnitt besitzen kann, jedoch offenbart diese Druckschrift weder die spezielle Anordnung von dämpfungserhöhenden Mitteln noch die Verwendung solcher Mittel, die nur bei Kolbenbewegungen in einer bestimmten Richtung, nämlich von einem bestimmten Anschlag weg, wirksam sind.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Gefahr eines Überrollvorganges nur bei dem Zusammenwirken ganz bestimmter Lenkungs-, Geschwindigkeits- und Bremsbedingungen auftritt, gibt die Erfindung eine Möglichkeit zur Verringerung der Kippneigung an, die keine Veränderung von Hauptmaßen des Fahrzeugs, also beispielsweise der Spurweite und der Schwerpunktslage, erfordert, sondern sich auf ohnehin vorhandene Elemente, nämlich Stoßdämpfer, beschränkt. Die erfindungsgemäß ausgestalteten Elemente können auch nachträglich in bereits fertig fabrizierte Fahrzeuge eingebaut werden.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen in Querschnitten die Figuren, und zwar beziehen sich die Figuren 1 bis 3 auf ein erstes und die Figuren 4 "Lind 5 auf ein. zweites Ausführungsbeispiel sowie eine Modifizierung- desselben.

Betrachtet man zunächst den in Figur 1 dargestellten Stoßdämpfer, so besteht er in bekannter Weise aus dem in dem Zylinder 1 laufenden Kolben 2, der mit der Kolbenstange 3 versehen ist; beispielsweise an die Kolbenstange 3 ist das Rad angelenkt, während der Zylinder 1 mit dem Aufbau des Fahrzeugs in Verbindung steht. Diese Einzelheiten sind bekannt und daher nicht figürlich dargestellt.

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Betrachtet man nun den Kolben 2 im einzelnen, der auch in den Figuren 2 und 3 wiedergegeben ist, so enthält er erste Strömungskanäle 4 für die Strömung bei Bewegungen des Kolbens 2 .in Sichtung auf den Anschlag 5» der derjenige Anschlag ist, in dessen Nähe sich der Kolben 2 bei unbelastetem Rad befindet. Ferner enthält der Kolben 2 zweite Kanäle 6, die wirksam werden für die Strömung des Druckmediums bei Bewegungen des Kolbens von dem Anschlag 5 weg. In der Regel hat der Kolben mehrere erste und zweite Kanäle. Wie die Figuren ferner zeigen, trägt der Kolben an seinen Stirnflächen durch Federteller gebildete Federventile 7 iuid 8, von denen das Yentil 7 die ersten Kanäle 4 und das Yentil 8 die zweiten Kanäle 6 während derjenigen Bewegungen des Kolbens 2 abdeckt, bei denen die entsprechenden Kanäle-4 bzw. 6 gerade, nicht wirksam sein sollen. Bei einer Bewegung des Kolbens 2 in Richtung auf den Anschlag 5 heben sich, wie in Figur 2 dargestellt, die das Yentil 7 bildenden Federteller von den Enden der ihnen zugeordneten ersten Kanäle 4 ab, so daß die Strömung durch diese Kanäle möglich ist. Anders bezüglich der das Yentil 8 bildenden Federteller: Biese werden durch die Strömung bei der Bewegung des Kolbens in Richtung auf den Anschlag 5 noch fester gegen die Auslaufenden der ihnen zugeordneten zweiten Kanäle 6 gedrückt, so daß diese verschlossen sind.

Sobald nun, wie in Figur 2 dargestellt, infolge eines kritischen Fahrzustandes des Fahrzeuges eine so große Entlastung der kurveninneren Räder auftritt, daß der Kolben 2 zur Auflage auf der durch die Feder 9 gegen den Anschlag 5 federnd abgestützten Auflage 10 gelangt, legt sich diese mit ihrem ringförmigen Bereich 11 gegen das Yentil 8, so daß die Feder 9 gleichsam die Federkraft der das Yentil 8 bildenden Federscheiben erhöht. Dieser Zustand ist in Figur 2 dargestellt.

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Die so erzielte zusätzliche Federkraft wird umso größer, je mehr sich der Kolben 2 dem Anschlag 5 nähert. Dabei ist der Abstand des Ringes 11 von dem Anschlag 5 so gewählt, daß dieses Zusammenwirken der Teile 2 und 11 nur bei außergewöhnlichen Fahrzuständen eintritt.

Wichtig ist, daß durch entsprechende Ausbildung der Auflage

10, nämlich den freien Raum 12, eine Beeinflussung der Strömung durch die ersten Kanäle 4 ausgeschlossen ist. Das bedeutet, daß die Strömung durch diese Kanäle während der Bewegung des Kolbens in Richtung auf den Anschlag 5 auch dann unbeeinflußt bleibt, wenn der Kolben 2 bereits zur Auflage auf dem ringförmigen Bereich 11 gelangt ist. Figur 2 bringt dies zum Ausdruck.

Die zusätzliche Dämpfung tritt dagegen in vollem Umfange auf, sobald der Kolben 2 aus seiner das Zusammenwirken mit der Auflage 10 bewirkenden Extremstellung sich wieder in Richtung

weg
von der Auflage 5/bewegto Da nämlich der ringförmige Bereich

11, wie dargelegt, zur Auflage auf dem Ventil 8 gekommen ist, erhöht er zumindest während der erstenIhase dieser Bewegung von dem Anschlag 5 weg gleichsam die Federkraft, mit der das Ventil 8 die zweiten Kanäel 6 abdeckt, so daß der Strömungswiderstand der durch die Kanäle 6 fließenden Strömling zumindest erheblich vergrößert ist. Diese Dämpfungserhöhung wird erst unwirksam, wenn infolge Abhebens des Kolbens 2 von der Auflage 10 die das Ventil 8 bildenden Federringe sich unter der Wirkung der Strömung durch die Kanäle 6 hochbiegen können, wie dies Figur 3 erkennen läßt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist der in dem Zylinder 20 laufende Kolben 21 wiederum mit ersten Kanälen 22

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und zweiten Kanälen 23 versehen, denen durch eine Federscheibe 24 bzw. 25 auf den Stirnflächen des Kolbens 21 gebildete Ventile zugeordnet sind. Der Kolben 21 besitzt hier einen .hohlzylindrischen Fortsatz 26, der unter Währung des Spalts 27 konzentrisch umgeben wird von dem Hohlzylinder 28, der fest mit dem Zylinder 20 verbunden ist. Wie ersichtlich, bildet sich zwischen dem Kolben 21 und der Stirnfläche des Hohlzylinders 28 am Zylinder 20 ein Ringraum 29 aus, sobald der Kolben eine hinreichend große Bewegung in Richtung auf den Anschlag 30 ausgeführt hat. Im weiteren Verlauf der Annäherungsbewegung des Kolbens an den Anschlag 30 wird dieser Ringraum immer kleiner, und die aus ihm herausgedrückte Flüssigkeit kann über das Einwegventil 31 in dem Kanal 32 in den Innenraum 33 der beiden Hohlzylinder 26, 28 gelangen. Anders jedoch, wenn der Kolben 21 wieder im Sinne des Pfeils von dem Anschlag 30 weg bewegt wird: Jetzt ist das Einwegventil 31 geschlossen, und die durch den zweiten Kanal 23 nunmehr einströmende Flüssigkeit kann aus dem Innenraum 33 in die Ringkammer 29 nur durch den Spalt 27 gelangen, wie dies die offenen Pfeile 35 andeuten. Da der Spalt 27 einen erheblichen Strömungswiderstand darstellt, bedeutet dies während derjenigen Bewegungsphase des Kolbens 21, in der sich die Hohlzylinder 26 und 28 zumindest teilweise umgeben, eine erhebliche Erhöhung der Dämpfung der Kolbenbewegungen. Wichtig ist auch hier, daß diese Dämpfung nur bei Bewegungen des Kolbens in einer Richtung, nämlich von dem Anschlag 30 weg, auftritt, und daß ferner bei kleineren Kolbenbewegungen, wie sie im normalen Fahrbetrieb auftreten, diese Dämpfungserhöhung nicht stattfindet.

Wie Figur 5 zeigt, kann man durch Nichtparallelität der einander zugekehrten ümfangsflächen der beiden wiederum mit 26

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und 28 bezeichneten Hohlzylinder einen Spalt J6 erzeugen, dessen Querschnittsverlauf zu- oder abnimmt, so daß man in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens 21 einen bestimmten Verlauf der Zusatzdämpfung erhält.

Die anhand der Figuren 4 όχ&~ 5 beschriebene Ausführungsform bietet den Vorteil einer besonders guten Wärmeabfuhr.

So wie bei dieser Ausführung der Erfindung durch die Hohlzylinder 26 und 28 eine Strömungsschikane gebildet wird, kann auch bei der Ausführung nach den Figuren 1 bis 3 die Auflage 10 statt als Erhöhung der Federkraft der Teile 8 eine Dämpfungserhöhung durch Umlenkung der Strömung erzeugend ausgebildet sein. Auch in diesem Sinne ist im Rahmen der Erfindung der Begriff "Abdeckung der zweiten Kanäle" zu verstehen.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Mit hydraulischen Stoßdämpfern, die jeweils einen Kolben in einem ein Druckmedium enthaltenden Zylinder mit zwei Endanschlägen .für den Kolben "besitzen, ausgerüstetes Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der dynamischen Kippneigung des Fahrzeugs die Stoßdämpfer im Bereich zumindest desjenigen (5) der Anschläge, in dessen Nähe sich der jeweilige Kolben (2) bei unbelastetem Rad befindet, Einrichtungen (9» 10) solcher Anordnung und Ausbildung enthalten, daß sie erst nach über das im normalen Fährbetrieb auftretende Maß hinausgehender Annäherung des Kolbens (2) an den Anschlag (5) mit dem Kolben (2) zusammenwirkend eine Dämpfungserhöhung nur für Bewegungen des Kolbens (2) hervorrufen, die von dem Anschlag (5) weg gerichtet sind.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) erste Kanäle (4) für die Strömung des Druckmediums bei Kolbenbewegungen auf den Anschlag (5) zu und zweite Kanäle (6) für die Strömung des Druckmediums bei Kolbenbewegungen von dem Anschlag (5) weg aufweist und die Einrichtung eine in Richtung auf den Anschlag federnd (9) abgestützte und nach der Annäherung des Kolbens (2) eine zumindest teilweise Abdeckung der zweiten Kanäle (6) sicherstellende Auflage (1O) enthält.

5. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Anschlag (5) zugekehrten Kolbenfläche zumindest eine Flachfeder (8) angeordnet ist, die nur bei von dem Anschlag (5) weg gerichteten Kolbenbewegungen durch die Strömung aus einer nur die zweiten. Kanäle (6' zumindest

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teilweise abdeckenden Stellung abgehoben wird, und daß die Auflage (1.O) sich gegen die Flachfeder (.8) legend ausgelegt ist.

4· Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (21) auf seiner dem Anschlag (30) zugekehrten Seite und die Einrichtung, letztere gegenüber dem Anschlag (30) abgestützt, je einen Hohlzylinder (26, 28) aufweisen, die (26,28) sich nach der Annäherung des Kolbens (21) unter Währung eines Spalts (27) umgeben, der einerseits mit einer durch eine Stirnfläche des Hohlzylinders (28) der Einrichtung begrenzten Ringkammer (29) im Kolben (21) und andererseits mit dem von beiden Hohlzylindern (26, 28) umschlossenen Innenraum (33) in Verbindung steht, in den Kanäle (22,23) im Kolben (21) für die Strömung des Druckmediums bei Kolbenbewegungen einmünden, und daß die Ringkammer (21) mit dem Innenraum (33) nur bei Kolbenbewegungen auf den Anschlag (30) zu über ein dann öffnendes und den Spalt (27) kurzschließendes Ventil (31) verbunden ist.

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