DE2509122A1

DE2509122A1 - Federsystem fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE2509122A1
Application number: DE19752509122
Authority: DE
Inventors: Mituo Hiruma
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1975-03-03
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2263118B1; JPS50114819U; FR2263118A1; JPS5317053Y2; US3963261A; GB1496430A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL.-INO.

H. KINKELDEY

DR.-ΙΝβ.

2509122 ^W· STOCKMAlR

DR.-INE. · AeE(CAUTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

D1PL.-1NS.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPU-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INO.

LINDAU

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

3. März 1975 P *9040

Nissan Motor Co., Ltd.

Ho. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Federsystem für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Federsystein für ein Fahrzeug. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar bei einem hydropneumatischen Federsystem eines Fahrzeuges, insbesondere bei einem hydropneumatischen Federsystem, bei welchem die entsprechende Niveaureguliereinrichtung der hydropneumatischen Federelemente unwirksam gemacht wird, wenn sich das Fahrzeug in der Querrichtung neigt.

Ein hydropneumatisches Federsystem weist eine automatisch wirkende Niveaureguliereinrichtung auf, die eine Flüssigkeitsverbindung zwischen einer Flüssigkeitskammer eines Federelementes und einer Druckflüssigkeitsquelle herstellt, so daß Druckflüssigkeit in die Flüssigkeitskammer gepumpt wird, um das Federelement in Abhängigkeit von seiner Ver-

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kürzung zu verlängern, wobei die Verkürzung des Federelementes dadurch hervorgerufen wird, daß die auf das Element einwirkende Last ansteigt, und die eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Flüssigkeitskairjner und einem Flüssigkeitsreservoir herstellt, damit Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer abgeleitet wird, um das Federelement in Abhängigkeit von seiner Verlängerung zu verkürzen, wobei die Verlängerung dadurch hervorgerufen wird, daß sich die auf das Element wirkende Last verringert, so daß die Länge des Federelementes unabhängig von der Größe der Last im wesentlichen konstant bleibt.

Wenn also ein Rad des Fahrzeuges beim Parken auf einer Bodenerhöhung eines unebenen Untergrundes steht, so daß die Fahrzeugkarosserie in Querrichtung geneigt wird, dann bewirkt die dadurch bedingte Verkürzung des Federelementes eine automatische Verlängerung des Federeleraentes, so daß die Querneigung der Fahrzeugkarosserie unangenehm vergrößert wird. Darüberhinaus kann das Federsystem dafür sorgen, daß eine Querneigung der Fahrzeugkarosserie aufgehoben wird, die durch eine auf das Fahrzeug bei einer Kurvendurchfahrt einwirkende Zentrifugalkraft hervorgerufen wird. Wenn daher das Fahrzeug von eine** kurvigen Strecke auf eine gerade Strecke fährt, dann neigt sich die Fahrzeugkarosserie in unerwünschter Weise in eine entgegengesetzte Querrichtung. Solch eine Neigung der Fahrzeugkarosserie verschlechtert das Fahrverhalten des Fahrzeuges. Wenn das Fahrzeug ferner von einer Kurve in eine entgegengesetzt gerichtete Kurve einfährt, dann wird die Fahrzeugkarosserie übermäßig in diejenige Richtung geneigt, in welcher eine Zentrifugalkraft auf das Fahrzeug einwirkt. Hierdurch wird die Fahrstabilität des Fahrzeuges derart verschlechtert,

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daß das Fahrzeug umkippen kann.

Die Erfindung ist deshalb darauf gerichtet, ein hydropneuntatisches Federsystem zu schaffen, welches eine Einrichtung aufweist, die die automatisch wirkende Niveauregulierungseinrichtung abschaltet, wenn sich die Fahrzeugkarosserie in Querrichtung über ein bestimmtes Maß hinaus neigt.

Die Erfindung besteht darin, daß ein erstes und ein zweites einziehbares oder ausschiebbares Federelement vorgesehen ist, welches jeweils eine mit einer Druckflüssigkeit gefüllte Flüssigkeitskammar aufweist, daß das Volumen jeder Flüssigkeitskammer in Abhängigkeit von der Zunahme und von der Abnahme der auf das entsprechende Federelement einwirkenden Last veränderbar ist, um eine Verkürzung und Verlängerung des Federelementes hervorzurufen, daß zwischen jeder Flüssigkeitskammer und einer Druckflüssigkeitsquelle und einem Flüssigkeitsreservoir eine Flüssigkeitsverbindung herstellbar ist, daß eine Niveauregulierungsvorrichtung vorgeshen ist, die derart betätigbar, ist, daß sie normalerweise die Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Flüssigkeitskammer und der Druckflüssigkeitsquelle und zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Reservoir unterbricht, bzw. zwischen der■Druckflüssigkeitsquelle und der Flüssigkeitskammer zur Einleitung einer Druckflüssigkeit in die Flüssigkeitskaramer und damit zur Verlängerung des entsprechenden·Federelementes in Abhängigkeit von seiner Verkürzung und zwischen dem Reservoir

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und der Flüssigkeitskammer zur Ableitung von Druckflüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer und damit zur Verkürzung des entsprechenden Federelementes in Abhängigkeit von seiner Verlängerung ermöglicht, so daß die Länge des Federelementes unabhängig von der Größe der Belastung im wesentlichen konstant bleibt, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die normalerweise eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Niveauregui lierungseinrichtung und der Druckflüssigkeitsquelle herstellt, bzw. diese Verbindung in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem relativen Abstand zwischen dem gefederrten Teil des Fahrzeuges und einem ersten ungefederten Teil und dem relativen Abstand zwischen dem gefederten Teil des Fahrzeuges und einem zweiten ungefederten Teil des Fahrzeuges unterbricht, wenn der Unterschied einen vorbestimmten Wert überschreitet, und daß eine überwachungseinrichtung zur Erfassung dieses Unterschiedes vorgesehen ist, welche die Steuereinrichtung derart betätigt, daß die Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Niveauregulierungseinrichtung und der Druckflüssigkeitsquelle unterbrochen wird.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Ansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines hydropneumatischen Federsystems gemäß der Erfindung;

Fig.2 eine schematische Längsschnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel für ein Steuerventil, das gemäß der Erfindung einen Teil des in der Fig.1 gezeigten hydropneumatischen Federsystems bildet, und

Fig.3 eine schematische Ansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels für ein hydropneumatisches Federsystem gemäß der Erfindung.

In der Fig.1 sind das linke und rechte Vorderrad 10 bzw. eines Kraftfahrzeugs gezeigt, sowie Achsen 14 bzw. 16, mit welchen die Räder 10 und 12 den vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie 18 abstützen, und schließlich ein gemäß der Erfindung ausgebildetes hydropneumatisches Federsystem. Das dargestellte hydropneumatische Federsystem weist ein erstes und ein zweites einziehbares oder komprimierbares und ausschiebbares hydropneumatisches Federelement mit einer Druckeinrichtung 2O auf, das entsprechend zwischen der Achse 14 und der Fahrzeugkarosserie 18 bzw. zwischen der Achse 16 und der Fahrzeugkarosserie 18 eingespannt ist, sowie ein gleiches drittes und viertes einziehbares oder komprimierbares und ausschiebbares hydropneumatisches Federelement mit einer Druckeinrichtung 20, v/elches entsprechend zwischen der Fahrzeugkarosserie und der linken hinteren Achse und der rechten hinteren Achse (nicht dargestellt) eingespannt ist, wobei das

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nicht dargestellte linke und das rechte Hinterrad den hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie 18 abstützen. Die einzelnen Räder und entsprechenden Achsen bilden den ungefederten Teil des Fahrzeuges, während die Fahrzeugkarosserie 18 in an sich bekannter Weise den gefederten Teil des Fahrzeuges bildet.

Jedes hydropneumatisches Federelement 20 weist einen Zylinder 24 auf, der in geeigneter Weise an der Fahrzeugkarosserie 18 angelenkt und mit einer Zylinderbohrung 26 versehen ist. In der Zylinderbohrung 26 ist ein Kolben axial gleitend gelagert, der innerhalb des Zylinders eine Flüssigkeitskammer 3O abgrenzt, welche mit einem unter Druck stehenden, hydraulischen Strömungsmittel gefüllt ist. Das Volumen der Zylinderkammer 30 ist in Abhängigkeit von der Zunahme oder Abnahme der auf das entsprechende Federelement 2O wirkenden Last oder von dem Betrieb des Fahrzeuges über eine unebene Straße, bei welchem das Federelement 20 verkürzt oder verlängert wird, veränderbar. Eine Kolbenstange 32 greift von dem Kolben 28 durch ein Ende 34 des Zylinders 24 nach außen und ist in geeigneter Weise an der entsprechenden Achse angelenkt. Andererseits kann der Zylinder 24 an der entsprechenden Achse angelenkt sein, während die Kolbenstange 32 in geeigneter Weise an der Fahrzeugkarosserie 18 befestigt sein kann.

Jedes Federelement 20 weist eine hydropneumatische Federeinrichtung oder einen Druckspeicher 36 mit einem Gehäuse 38 auf, welches mittels einer flexiblen Trennwand oder einer Membran 44 in eine Gaskammer 40 und eine Flüssigkeitskammer 42 unterteilt ist. Die Gaskammer 40 ist mit einem Druckgas gefüllt, während die Flüssigkeitskammer 42 mit einem hydraulischen Druckmittel gefüllt ist und mit der Zylinderkammer

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in Verbindung steht. Der Druckspeicher 36 dient zur Dämpfung oder Aufnahme von Druckänderungen oder Volumenänderungen des in der entsprechenden Zylinderkammer 30 enthaltenen Druckmittels, die durch augenblickliche Relativbewegungen zwischen dem Zylinder 24 und Kolben 28 hervorgerufen werden, wenn das Fahrzeug über in der Straßenoberfläche vorhandene Bodenunebenheiten fährt.

Jede Zylinderkammer 30 steht über ein Flüssigkeitsfördersystem mit einer Quelle für ein hydraulisches Druckmittel, z.B. mit einer Pumpe 46 in Verbindung, wobei das Flüssigkeitsfördersystem Leitungen 48, 50 und 52, ein Steuerventil 54, eine Leitung 56, einen Druckspeicher 58, ein Druckentlastungsventil 60 und eine Leitung 62 aufweist» Jede Zylinderkammer 30 steht außerdem über ein Flüssigkeitsrücklaufsystem mit einem Reservoir 64 für ein hydraulisches Strömungsmittel in Verbindung, wobei das Flüssigkeitsrücklaufsystem Leitungen 66, 68 und 70, das Steuerventil 54 und eine Leitung 72 aufweist. Die Pumpe 46 saugt die Flüssigkeit aus dem Reservoir 64 über eine Leitung 74 an und pumpt die Flüssigkeit unter Druck in das Flüssigkeitsfördersystem. Die Pumpe 46 kann von dem nicht dargestellten Motor des Kraftfahrzeuges oder von irgendeiner anderen geeigneten Antriebsvorrichtung, wie z.B. von einem Elektromotor, angetrieben werden. Der Druckspeicher 58 besitzt eine Gaskammer 76, die mit Druckgas gefüllt ist, sowie eine Flüssigkeitskammer 78, die mit Druckflüssigkeit gefüllt ist und an die Leitung 56 angeschlossen ist, und dient zur Speicherung der Druckenergie des von der Pumpe 46 kommenden hydraulischen Druckmittels. Das Druckentlastungsventil 60 dient zur Rückführung des hydraulischen Druckmittels von der Pumpe 46 über eine Leitung 80 zum Reservoir 64, wenn der Druck des hydraulischen Druckmittels in dem Flüssig-

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keitsfördersystem einen vorbestimmten Wert übersteigt, während eine Rückführung des hydraulischen Druckmittels zum Reservoir 64 unterbunden wird, wenn der Druck des hydraulischen Druckmittels in dem Flüssigkeitsfördersystem unter diesen bestimmten Wert fällt. Das Steuerventil 54 ist normalerweise geöffnet, so daß eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Leitungen 52 und 56 und zwischen den Leitungen 70 und 72 hergestellt wird, und ist zur Unterbrechung dieser Verbindung zwischen den Leitungen 52 und 56 und zwischen den Leitungen 70 und 72 geschlossen, wenn sich die Fahrzeugkarosserie 18 in der Querrichtung neigt, was nachfolgend noch näher beschrieben werden soll.

In jedes Federelement 20 ist ein automatisch wirkender Niveauregler 82 eingebaut, der normalerweise die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Zylinderkammer 30 und der Leitung 48 und damit der Pumpe 46 und zwischen der Zylinderkammer 30 und der Leitung 66 und damit dem Reservoir 64 unterbricht und der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Leitung 48 und der Zylinderkammer 30 herstellt, so daß in diese die unter Druck stehende Flüssigkeit eingeleitet wird, um das Federelement 20 in Abhängigkeit von dessen Verkürzung wieder zu verlängern, wobei die Verkürzung durch eine Zunahme der Belastung des FedereIementes hervorgerufen wurde, und wobei der Niveauregler zwischen der Leitung 66 und der Zylinderkammer 30 eine Flüssigkeitsverbindung herstellt, so daß aus der Zylinderkammer Flüssigkeit abgeleitet wird, damit das Federelement in Abhängigkeit von seiner Verlängerung verkürzt wird, wobei die Verlängerung durch eine Abnahme der auf das Federelement wirkenden Last bedingt ist, so daß das Niveau der Fahrzeugkarosserie 18 im wesentlichen unabhängig von der Größe der Belastung der Federelemente auf einem konstanten Niveau gehalten wird.

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Wie aus der Fig.1 zu entnehmen ist, ist ein Drehstabilisator 84 vorgesehen, der in einer im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnet ist und einen ersten und einen zweiten Längslenker 86 bzw. 88 aufweist, die sich jeweils in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken und mit den entsprechenden Achsen 14 und 16 sowie einer Traverse 90 verbunden und im Bereich ihrer Enden in an der Karosserie 18 befestigten Lagern 92 und 94 aufgenommen und an ihren Enden mit den Längslenkern 86 bzw. 88 starr verbunden sind. Wenn das linke oder rechte Vorderrad und die damit verbundene Achse auf-und niederbewegt werden, dann wird die Traverse 90 über die Längslenker 86 oder 88 verdrillt, so daß sie der Auf- und Abbewegung der Räder und Achsen eine Widerstandskraft entgegensetzt.

Mit dem Drehstabilisator 84 sind an gegenüberliegenden Stellen im Bereich der -Lager 92 und 94 ein erster und ein zweiter Arm 96 bzw. 98 starr verbunden, so daß der Arm 96 oder 98 durch die Traverse 90 gedreht wird, wenn eine Verdrillung der Traverse 90 erfolgt. Wie aus der Fig.1 zu entnehmen ist, ist der Arm 96 langer als der Arm 98 und trägt an seinem freien Ende das Steuerventil 54. An einer zwischen den Armen 96 und 98 in der Nähe des Arms 96 gelegenen Stelle ist ein dritter Arm 100 schwenkbar auf der Traverse 90 gelagert und mit dem freien Ende des Steuerventils 54 verbunden. Parallel zur Traverse 90 erstreckt sich ein Torsionsstab 102, der mit seinen Enden an den Armen 98 und 100 befestigt ist. Der Drehstabilisator 84 dient zur Erfassung der relativen Verschiebung oder des Abstandes zwischen der Achse 14 oder 16 und der Fahrzeugkarosserie 18 und zur Verdrehung des Arms 96 oder 98. Der Torsionsstab 102 dient zur Erfassung der Drehung des Arms 98 zusammen mit dem Längslenker 88 und zur Drehung des Arms 100 um die Traverse 90, wodurch das Steuerventil 54 betätigt wird.

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Aus der Fig.2 ist zu entnehmen, daß das Steuerventil 54 ein Ventilgehäuse 104 aufweist, das mit einer ersten Bohrung ausgestattet ist und welches an dem freien Ende des ersten Armes 96 befestigt ist. In ein Ende 110 des Ventilgehäuses 104 ist ein stirnseitiger Verschluß oder Deckel 108 eingeschraubt, der mit einer Bohrung versehen ist, die mit der Bohrung 106 fluchtet. Das Ventilgehäuse 104 weist ferner einen ersten und einen zweiten Anschluß 114 bzw. 116 auf, die in die Bohrung 106 einmünden und zueinander fluchten, sowie einen dritten und vierten Anschluß 118 bzw. 120, die in die Bohrung 106 einmünden und ebenfalls zueinander fluchten. Die Anschlüsse 114 und 116 sind entsprechend an die Leitungen 56 und 52 angeschlossen, während die Anschlüsse 118 und 120 entsprechend mit den Leitungen 72 und 70 verbunden sind.

In der Bohrung 106 ist ein Ventilschieber 122 in Axialrichtung gleitend gelagert. Der Ventilschieber weist eine erste Ringnut 124 und eine zweite Ringnut 126 auf. Die erste Ringnut 124 stellt eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem ersten Anschluß 114 und dem zweiten Anschluß 116 her, während die zweite Ringnut 126 eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem dritten Anschluß 118 und dem vierten Anschluß 120 herstellt, wenn der Ventilschieber 122 in seiner Neutralstellung gehalten wird, die in der Fig.2 dargestellt ist. An einem Ende des Ventilschiebers 122 ist eine erste Schieberstange angeschlossen, die aus dem Ventilgehäuse 104 herausragt. Am anderen Ende des Ventilschiebers 122 ist eine zweite Schieberstange 130 angeschlossen, die aus dem Deckel 108 herausragt und an dem freien Ende des dritten Armes 100 schwenkbar angelenkt ist. Der Drehstabilisator 84, die Arme 96, 98 und 100, der Torsionsstab 102 und die zweite Schieberstange 130 dienen als Meßeinrichtung zur Erfassung eines Unterschiedes

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zwischen der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 14 und der Fahrzeugkarosserie 18 und der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 16 und der Fahrzeugkarosserie 18, wenn diese Verschiebung einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei der Ventilschieber 122 in eine Stellung verschoben wird, in welcher er die Flüssigkeitsverbindung zwischen den Anschlüssen 114 und 116 und zwischen den Anschlüssen 118 und 120 unterbricht. In der Bohrung 106 wird von einem Ende des Ventilschiebers 122 und der ersten Schieberstange 128 eine erste Flussigkeitskammer 132 abgegrenzt, während von dem anderen Ende des Ventilschiebers 122 und der zweiten Schieberstange 130 in den Bohrungen 106 und 112 eine zweite Flussigkeitskammer 134 abgegrenzt wird. Die Volumina der Flüssigkeitskammern 132 und 134 nehmen zu bzw. ab und umgekehrt, wenn der Ventilschieber 122 relativ zum Ventilgehäuse 104 bewegt wird. In den Flüssigkeitskammern 132 und 134 sind zwei Druckfedern 136 bzw. angeordnet, die den Ventilschieber 122 in entgegengesetzte Richtungen drücken, um ihn in seiner Neutralstellung zu halten, die in der Fig.2 dargestellt ist. Das Ventilgehäuse besitzt ferner eine zweite, dritte und vierte Bohrung 140, 142 und 144. Die zweite Bohrung 140 ist an einem Ende durch einen Bolzen 146 verschlossen und steht mit ihrem anderen Ende über einen Kanal 148 mit dem ersten Anschluß 114 in Verbindung. In der zweiten Bohrung 140 ist ein Rückschlagventil 150 angeordnet, das von einer Druckfeder 152 druckbeaufschlagt ist und verhindert, daß Flüssigkeit von der Bohrung 140 in den Kanal 148 strömt, jedoch zuläßt, daß die Flüssigkeit vom Kanal 148 in die Bohrung 140 strömen kann. Die Bohrung 140 steht mit der ersten Flussigkeitskammer 132 über einen Kanal 154 in Verbindung. Die dritte Bohrung 142 ist durch einen Bolzen 156 verschlossen und steht mit der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer 132 und 134 über Kanäle 158 bzw. 160 in Verbindung,

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Der Bolzen 156 weist eine Durchgangsbohrung oder einen eingeschnürten Kanal 162 auf, welcher eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Kanälen 158 und 150 herstellt. Die Durchgangsbohrung 162 begrenzt die Hydraulikströmung durch die Kanäle 158 und 160 von der ersten oder zweiten Flüssigkeitskammer 132 und 134 zur anderen Flüssigkeitskammer und umgekehrt, so daß eine Dämpfung hervorgerufen wird, die die in der ersten oder zweiten Flüssigkeitskammer 132 oder 134 enthaltene Flüssigkeit daran hindert, zu schnell über die Kanäle 158 und 160- zur zweiten oder zur ersten Flüssigkeitskammer 134 oder 132 zu strömen, wenn der Ventilschieber 122 aus der Neutralstellung in bezug auf die Zeichnung nach rechts oder nach links verschoben wird, so daß dadurch ein Widerstand oder eine Verzögerung in der Bewegung des Ventilschiebers 122 erzielt wird. Die vierte Bohrung 144 steht über einen Kanal 164 mit der zweiten Flüssigkeitskammer 134 in Verbindung. In die vierte Bohrung 144 ist ein Entlüftungsventil 166 eingeschraubt, welches eine Durchgangsbohrung 168 aufweist, die einerseits mit der Atmosphäre in Verbindung steht und andererseits in die Bohrung 144 einmündet. Das Entlüftungsventil 166 befindet sich normalerweise in der in der Fig.2 gezeigten Stellung, in welcher das innenliegende Ende des Ventils 166 den Kanal 164 verschließt, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Kanal 164 und der Bohrung 144 und demzufolge dem Kanal 168 zu verhindern, und kann von Hand in eine Stellung gedreht werden, in welcher das innenliegende Ende des Ventils 166 den Kanal 164 öffnet, so daß zwischen dem Kanal 164 und dem Kanal 168 eine Flüssigkeitsverbindung hergestellt wird. Eine Dichtung 169 sorgt für eine Abdichtung der Flüssigkeitskammer 134. Der Kanal 148, das Rückschlagventil 150, die zweite Bohrung 140, der Kanal 154, die erste Flüssigkeitskammer 132, der Kanal 158, die dritte Bohrung 142, die Durchgangsbohrung 162, der Kanal 160, die zweite Flüssigkeits-

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kammer 134 und der Kanal 164 sind mit einem hydraulischen Strömungsmittel gefüllt und bilden einen Einweg-Dämpfer oder einen hydraulischen Verzögerungskreis, welcher die Bewegung des Ventilschiebers 122 verzögert. Wenn bei der Benutzung des Steuerventils 54 das hydraulische Druckmittel zum ersten Anschluß 114 gefordere wird, dann wird das Entlüftungsventil 166 derart gedreht, daß es den Kanal 164 öffnet, so daß eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Kanälen 164 und 168 hergestellt und das hydraulische Druckmittel in den hydraulischen Verzögerungskreis zum Auffüllen des Einweg-Dämpfers eingeleitet wird, während gleichzeitig die Luft aus dem hydraulischen Verzögerungskreis entfernt oder der Einwegdämpfer über den Kanal 168 des Entlüftungsventils 166 in die freie Atmosphäre entlüftet wird. Nachdem die Luft aus * dem hydraulischen Verzögerungskreis vollständig entfernt ist, wird das Entlüftungsventil 166 derart gedreht, daß es den Kanal 164 verschließt und die Flüssigkeitsverbindung zwischen den Kanälen 164 und 168 unterbricht. Wenn ein Teil der Flüssigkeit des hydraulischen Verzögerungskreises während des Gebrauchs der Steuervorrichtung 54 ausgetreten ist, dann wird das Rückschlagventil 150 geöffnet, so daß die unter Druck stehende Flüssigkeit zur Nachfüllung in den hydraulischen Verzögerungskreis eingeleitet wird. Auf diese Weise arbeitet der hydraulische Verzögerungskreis während der Benutzung des Steuerventils immer zufriedenstellend.

Das vorbeschriebene hydropneumatische Federsystem arbeitet folgendermaßen. Wenn das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt oder auf einer ebenen Fläche geparkt ist, dann ist der Unterschied zwischen der relativen Verschiebung oder dem Abstand der Achse 14 zur Karosserie 18 und der relativen Ver-

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Schiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 16 und der Fahrzeugkarosserie 18 im wesentlichen Null. Daraus folgt, daß der Drehstabilisator 84 nicht verdreht wird. Infolgedessen wird das Stauerventil 54 in der in der Fig.2 gezeigten neutralen Stellung gehalten, in welcher es eine Flüssxgkeitsverbindung zwischen den Leitungen 52 und 56 und damit der Pumpe 46 und dem entsprechenden Niveauregler 82 und zwischen den Leitungen 70 und 72 und damit dem Reservoir 64 und dem entsprechenden Niveauregler 82 herstellt. Auf diese Weise wird durch die Funktion der entsprechenden Niveauregler 82 eine Flüssxgkeitsverbindung zwischen den entsprechenden Zylinderkammerη 30 und der Pumpe 46 und zwischen den entsprechenden Zylinderkammern 30 und dem Reservoir 64 hergestellt.

Wenn das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße fährt,oder auf einem unebenen Untergrund geparkt ist und wenn ein Rad des Fahrzeuges über Bodenerhebungen hinwegfährt, dann neigt sich die Fahrzeugkarosserie 18 in Querrichtung, so daß der Drehstabilisator 84 verdrillt wird und eine Drehung des ersten Armes 96 oder des zweiten Armes 98 und damit des dritten Armes 100 bewirkt. Wenn in diesem Fall der Unterschied zwischen der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 14 und der Fahrzeugkarosserie 18 und der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 16 und der Fahrzeugkarosserie 18 einen vorbestimmten Viert überschreitet, dann wird der Ventilschieber 122 des Steuerventils 54 relativ zum Ventilgehäuse 104 aus der in der Fig.2 gezeigten Neutralstellung in eine Stellung verschoben, in welcher er die Flüssigkextsverbindung zwischen den Leitungen 52 und 56 und zwischen den Leitungen 70 und 72 unterbricht. Daraus ergibt sich, daß die entsprechenden Niveauregler 82

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keine Flüssigkeitsverbindungen zwischen den entsprechenden Zylinderkaininern 30 und der Pumpe 46 und zwischen den entsprechenden Zylinderkammern 30 und dem Reservoir 64 herstellen. Wenn also das Fahrzeug von einer kurvigen Straße auf eine gerade Straße fährt oder von einer Linkskurve in eine Rechtskurve bzw. umgekehrt einfährt, dann wird die Fahrzeugkarosserie 18 daran gehindert, sich unerwünscht oder zu stark in die entgegengesetzte Querrichtung zu neigen. Darüber hinaus wird verhindert, daß eine unerwünschte Querneigung der Karosserie 18 hervorgerufen wird, wenn das Rad während des Parkens des Fahrzeuges auf einer Bodenwelle des unebenen Bodens steht.

Wenn der Drehstabilisator 84 infolge einer momentanen Rollbewegung der Fahrzeugkarosserie 18, die dadurch hervorgerufen wird, daß das Fahrzeug über eine unebene Straßenoberfläche fährt, verdrillt wird, dann wird der Ventilschieber 122 des Steuerventils 54 trotz dieser Verdrillung des Drehstabilisators 84 daran gehindert, sich aus der in der Fig.2 gezeigten Neutralstellung in eine Stellung zu bewegen, in welcher er die Flüssigkeitsverbindungen zwischen den Leitungen 52 und 56 und zwischen den Leitungen 70 und 72 unterbricht, weil durch die dritte Bohrung 172 eine Dämpfung hervorgerufen wird, welche das in der ersten oder zweiten Flüssigkeitskammer oder 134 enthaltene hydraulische Druckmittel daran hindert, zu schnell in die zweite ..oder erste Flüssigkeitskammer 134 oder 132 zu störmen. Auf diese Weise werden die entsprechenden Niveauregler 82 während einer momentanen Rollbewegung der Fahrzeugkarosserie 18 in Funktion gehalten.

Die Fig.3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federsystems. Bei

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* /federn in der Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind an Stelle des einzelnen Drehstabilisators 84 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 zwei Torsionsstäbe 170 und 172 vorgesehen. Die Torsionsstäbe 170 und 172 liegen in einer im wesentlichen horizontalen Ebene und haben entsprechende Längslenker 174 und 176, die sich jeweils in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken und mit den entsprechenden Achsen 14 und 16 des linken Vorderrades 10 und des rechten Vorderrades 12 sowie jeweils mit einer Traverse 178 und 180 verbunden sind, die sich jeweils quer zur Fahrzeuglängsachse erstrecken und drehbar an der Fahrzeugkarosserie 18 gelagert und mit den entsprechenden Längslenkern 174 und 176 verbunden sind. Ein erster Arm 96, der dem ersten Arm 96 des in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiels entspricht, ist an einem Ende der Traverse 178 befestigt. Ein Steuerventil 54, das dem in den Fig.1 und 2 gezeigten Steuerventil 54 entspricht, wird von dem ersten Arm 96 genauso getragen wie bei dem in bezug auf die Fig.1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Ein vierter Arm 182 ist an dem Ende der Traverse 180 befestigt, welches dem Ende der Traverse 178 gegenüberliegt, und ist in der gleichen Weise mit dem Steuerventil 54 verbunden, wie dies bei dem in bezug auf die Fig.1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist. Wie bereits ausgeführt wurde, sind bei dem in der Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel diejenigen Teile, die dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Wenn die Fahrzeugkarosserie 18 bei dem in der Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel in Querrichtung geneigt wird, dann wird der erste Arm 96 oder der zweite Arm 182 relativ zu dem anderen Arm 96 oder 182 durch den entsprechenden Torsionsstab 170 oder 172 gedreht, so daß das Steuerventil

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54 betätigt wird. Wenn der Unterschied zwischen der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 14 und der Fahrzeugkarosserie 18 und der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen der Achse 16 und der Fahrzeugkarosserie 18 einen vorbestimmten Wert überschreitet, dann wird der Ventilschieber 122 des Steuerventils 54 aus seiner in der Fig.2 gezeigten Neuuralstellung in eine Stellung verschoben, in welcher er die Flüssigkeitsverbindungen zwischen den Leitungen 52 und 56 od&r zwischen dem automatischen Niveauregler 82 und einer nicht dargestellten Pumpe und zwischen den Leitungen 70 und 72 oaer zwischen dem entsprechenden Niveauregler 82 und einem nicht dargestellten Reservoir unterbricht. Die entsprechenden Niveauregler 82 sind also inaktiv.

Da bei dem in der Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel die Torsionsstäbe 170 und 172 an Stelle des DrehStabilisators 84 vorgesehen sind, ist es notwendig, daß die Breite der Ringnuten 124 und 126 des Ventilschiebers 122 des Steuerventils 54 oder die Breite des ersten, zweiten, dritten und vierten Anschlusses 114, 116, 118 und 120 des Ventilgehäuses 104 des Steuerventils 54 größer ist als die Breite der Ringnuten 124 und 126 des Ventilschiebers 122 des Steuerventils 54 von dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel oder als die Breite des ersten, zweiten, dritten und vierten Anschlusses 114, 116, 118 und 120 des Ventilgehäuses 104 des Steuerventils 54 von dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel, damit der Verschiebungsbereich des Ventilschiebers 122, der die Flüssigkeitsverbindung zwischen den Anschlüssen 114 und 116 und zwischen den Anschlüssen 118 und 120 herstellt, vergrößert wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß ein

hydropneumatisches Federsystem gemäß der Erfindung dafür sorgt, daß die automatisch wirkende Niveaureguliereinrichtung funktionslos bleibt und die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Niveaureguliereinrichtung und einer hydraulischen Druckmittelquelle unterbrochen wird, wenn «sin Unterschied oder sin Ungleichgewichtszustand zwischen der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen dem gefederten Teil des Fahrzeuges und einem ersten ungefederten Teil des Fahrzeuges und der relativen Verschiebung oder dem Abstand zwischen dem gefederten Teil und einem zweiten ungefederten Teil des Fahrzeuges festgestellt wird.

Es ist zu erkennen, daß ein gemäß der Erfindung ausgestaltetes hydropneumatisches Federsystem ein sicheres und störungsfreies Ausschalten der automatisch wirkenden Niveaureguliereinrichtung bewirkt im Gegensatz zu einem hydropneumatischen Federsystem, welches die automatisch wirkende Niveaureguliereinrichtung funktionslos macht, wenn ein Unterschied zwischen den Drücken des hydraulischen Strömungsmittels in den Flüssigkeitskammern der beiden hydropneumatisehen Federelemente festgestellt wird.

Obwohl im Zusammenhang mit der Erfindung bisher ausgeführt wurde, daß die automatisch wirkenden Niveauregler 82 innerhalb der entsprechenden hydropneumatischen Federelemente 20 angeordnet sind, ist es -auch denkbar, daß ein hydropneumatisches Federsystem vorgesehen wird, bei welchem die automatisch wirkenden Niveauregler zwischen den entsprechenden hydropneumatischen Federelementen 20 und dem Steuerventil 54 angeordnet sind.

Claims

P 9Ο4Ο PatentansOrüche

1. \ Federsystem für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites einziehbares oder ausschiebbares Federelement (20) vorgesehen ist, das jeweils eine mit einer Druckflüssigkeit gefüllte Flüssigkeitskammer (30) aufweist, daß das Volumen jeder Flüssigkeitskammer in Abhängigkeit von der Zunahme und Abnahme der auf das entsprechende Federelement einwirkenden Last veränderbar ist, um eine Verkürzung und Verlängerung des Federelementes hervorzurufen, daß zwischen jeder Flüssigkeitskammer und einer Druckflüssigkeitsquelle (46) und einem Flüssigkeitsreservoir (64) eine Flüssigkeitsverbindung herstellbar ist, daß eine Niveaureguliereinrichtung (82) vorgesehen ist, die derart betätigbar ist, daß sie normalerweise die Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Flüssigkeitskammer und der Druckflüssigkeitsquelle und zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Reservoir unterbricht, bzw. zwischen der Druckflüssigkeitsquelle und der Flüssigkeitskammer zur Einleitung einer Druckflüssigkeit in die Flüssigkeitskammer und damit zur Verlängerung des entsprechenden Federelementes in Abhängigkeit von seiner Verkürzung und zwischen dem Reservoir und der Flüssigkeitskammer zur Ableitung von Druckflüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer und damit zur Verkürzung des entsprechenden Federelementes in Abhängigkeit von seiner Verlängerung ermöglicht, so daß die Länge des Federelementes

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unabhängig von der Größe der Belastung im wesentlichen konstant bleibt, daß ei;.vs Steuereinrichtung (54) vorgesehen ist, die normalerweise eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Niveaureguliereinrichtung und der Druckflüssxgkeitsquelle herstellt, bzw. diese Verbindung in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem relativen Abstand zwischen einem gefederten Teil (18) des Fahrzeuges und einem ersten ungefederten Teil (10, 14) und dem relativen Abstand zwischen dem gefederten Teil des Fahrzeuges und einem zweiten ungefederten Teil (12, 16) des Fahrzeuges unterbricht, wenn der Unterschied einen vorbestimmten Wert überschreitet, und daß eine Einrichtung (84, 100, 102) zur Erfassung dieses Unterschiedes vorgesehen ist, welche die Steuereinrichtung derart betätigt, daß die Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Niveaureguliereinrichtung und der Druckflüssigkeitsquelle unterbrochen wird.

2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) derart einstellbar ist, daß sie normalerweise eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der entsprechenden Niveaureguliereinrichtung (82) und dem Reservoir herstellt und daß sie diese Flüssigkeitsverbindung unterbricht, wenn die überwachungseinrichtung (84,1oo,1o2) den Unterschied erfaßt.

3. Federsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und das zweite Federelement (20) entsprechend mit dem linken Vorderrad (10) bzw. dem rechten Vorderrad (12) des Fahrzeuges verbunden sind.

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4. Federsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Federelement (20) entsprechend mit dem linken Hinterrad bzw. dem rechten Hinterrad des Fahrzeuges verbunden sind.

5. Federsystem nach Anspruch 1 onsr 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung ein Steuerventil (54) mit einem Venbilgeh ase (104) aufweist, in welchem eine Bohrung (106) angeordnet ist, daß das Ventilgehäuse einen ersten Anschluß (114) , der mit der Druckflüssigkeitsquelle (46) verbunden ist, sowie einen zweiten mit der entsprechenden Niveauraguliereinrichtung (82) verbundenen Anschluß (116) , einen dritten mit dem Reservoir (64) verbundenen Anschluß (118) und einen vierten mit der entsprechenden Niveaureguliereinrichtung verbundenen Anschluß (120) aufweist, daß in der Bohrung ein Ventilschieber gleitend gelagert ist, der eine erste Ringnut (124) und eine zweite Ringnut (126) aufweist, und daß zwei Federeinrichtungen (136, 138) vorgesehen sind, die den Ventilschieber (122) in entgegengesetzte Richtungen belasten, um ihn in einer Neutralstellung (Fig.2) zu halten, in welcher die erste Ringnut und die zweite Ringnut eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem zweiten Anschluß bzw. dem dritten Anschluß und dem vierten Anschluß herstellen.

6. Federsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die überwachungseinrichtung einen Drehstabilisator (84) mit einem ersten Längslenker (86) und einem zweiten Längslenker (88) auf-

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weist, die sich jeweils in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken und entsprechend an dem ersten ungefederten Fahrzeugteil (10,14) und an dem zweiten ungefederten Fahrzeugteil (12,16) befestigt sind, sowie eine Traverse (90) , die sich in Querrichtung sum Fahrzeug erstreckt und am gefederten Teil (18) des Fahrzeuges drehbar gelagert und an den Enden der Längslenker befestigt ist, daß an der Traverse im Bereich ihrer Enden ein erster Arm (96) und ein zweiter Arm (93) befestigt sind, wobei der erste Arm an seinem freien Ende das Ventilgehäuse (104) des Steuerventils (54) trägt, daß ein dritter Arm (10O) an einer in der Nähe des ersten Armes gelegenen Stelle schwenkbar auf der Traverse gelagert und mit dem Ventilschieber (122) des Steuerventils verbunden ist, und daß sich parallel zur Traverse eine Verbindungsstange (102) erstreckt, die an dem Ende des zweiten und dritten Armes befestigt ist.

7. Federsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilgehäuse (104) der Steuereinrichtung ("54)eine erste Flüssigkeitskammer (132) aufweist, die in der Bohrung (106) von einem Ende des Ventilschiebers (122) abgegrenzt wird, sowie eine zweite Flüssigkeitskammer (134), die in der Bohrung von dem anderen Ende des Ventilschiebers abgegrenzt, wird, daß in dem Ventilgehäuse ein Kanal (160) vorgesehen ist, der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer herstellt, daß das jeweilige Volumen der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer veränderbar ist, wenn der

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Ventilschieber relativ zum Ventilgehäuse verschoben wird, daß die erste und zweite Flüssigkeitskammer und der Kanal mit einer Flüssigkeit gefüllt sind und daß der Kanal eine Querschnittsverengung (162) aufweist, welche zur Begrenzung des Flüssigkeitsstromes durch den Kanal von der ersten zur zweiten Flüssigkeitskammer und umgekehrt dient, so daß der Bewegung des Ventilschiebers ein Widerstand entgegengesetzt wird, wenn der Ventilschieber mittels der überwachungseinrichtung relativ zum Ventilgehäuse bewegt wird.

8. Federsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil (54) ein Rückschlagventil aufweist, das zwischen dem ersten Anschluß (114) und der ersten Flüssigkeitskammer (132) angeordnet ist und eine Flüssigkeitsströmung von dem ersten Anschluß zur ersten Flüssigkeitskairaner ermöglicht, während es eine Flüssigkeitsströmung in umgekehrter Richtung verhindert, und daß ein Entlüftungsventil (166) vorgesehen ist, welches normalerweise geschlossen ist, während es geöffnet ist, um die erste und die zweite Flüssigkeitskammer und den Kanal zu entlüften, wenn diese mit der Flüssikeit gefüllt v/erden.

9. Federsystem nach den Ansprüchen 1,2 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die überwachungseinrichtung zwei Torsionsstäbe (170,172) mit einem ersten und einem zweiten Längslenker (174, 176) aufweist, die sich jeweils in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken und entsprechend an dem ersten ungefederten Fahrzeugteil (10, 14) und zweiten ungefederten Fahrzeugteil (12, 16)

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sowie an einer ersten und einer zweiten Traverse (178, 180) befestigt sind, wobei sich die Traversen quer zum Fahrzeug und zu einer Fahrzeuglängsachse erstrecken und schwenkbar am gefederten Teil (18) gelagert und mit ihren Enden an den Längslenkern befestigt sind, und daß zwei Arme (96, 182) vorgesehen sind, die an sich gegenüberliegenden Enden der Traversen befestigt sind, wobei eine Traverse (96) das Ventilgehäuse trägt, während die andere Traverse mit dem Ventilschxeber (122) verbunden ist.

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