DE2754777A1

DE2754777A1 - Radaufhaengungsvorrichtung fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE2754777A1
Application number: DE19772754777
Authority: DE
Inventors: Shoichi Sano
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1977-12-08
Publication date: 1978-06-15
Also published as: JPS5522290B2; US4162091A; FR2374175A1; FR2374175B1; JPS5373723A; DE2754777C2

Description

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
27-8, 6-chome, Jingumae
Shibuya-ku
Tokio / Japan

Radaufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängungsvorrichtung des sogenannten Strebentyps für ein Fahrzeug, bei der jedes Fahrzeugrad mit dem Fahrzeugkörper über einen hydraulischen Stoßdämpfer verbunden ist, der aus wechselseitig gleitend zugeordneten Innen- und Außenzylindern besteht, und eine Aufhängungs-Schraubenfeder am äußeren Umfang des hydraulischen Stoßdämpfers festgehalten wird.

Bisher mußte eine in der beschriebenen Aufhängungsvorrichtung verwendete Aufhängungs-Schraubenfeder einen Dehnungshub aufweisen, . der dem eines hydraulischen Stoßdämpfers gleich war, da die Schraubenfeder unter Druck zwischen dem Innen- und dem Außenzylinder des hydraulischen Stoßdämpfers festgehalten wird. Folglich nimmt die Freizügigkeit bei der Konstruktion der Aufhängungs-Schraubenfeder ab, was je nach dem Fahrzeug oft eine Beschränkung des Raumes um den Stoßdämpfer herum, seiner Gestalt und dgl. zur Folge hat, zusätzlich zur Schwierigkeit der Montage der Schraubenfeder auf dem Stoßdämpfer.

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Gegenstand der Erfindung ist daher die Schaffung einer Radaufhängungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art, bei der der Dehnungshub der Aufhangungsfeder frei gewählt werden kann, ohne daß er durch den Dehnungshub des hydraulischen Stoßdämpfers beschränkt wird, um damit die Freizügigkeit in der Konstruktion der Aufhängungsfeder wesentlich zu vergrößern, so daß die Vorrichtung leicht bei verschiedenen Fahrzeugarten angewandt werden kann.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgeraäßen Vorrichtung.

In der Figur ist ein hydraulischer Stoßdämpfer D gezeigt, der einen Innenzylinder 1 und einen gleitend darauf sitzenden Außenzylinder 2 aufweist, um eine hydraulische Hauptkammer zu definieren, die aus zwei in dem Innenzylinder bzw. dem Außenzylinder definierten hydraulischen Kammern la und 2a gebildet wird. Der Innenzylinder 1 ist mit einem Gelenk i+ verbunden, das drehbar ein lenkbares-Fahrzeugrad W über Lager 3 trägt, wogegen der Außenzylinder 2 über ein federndes Stützglied 5 mit dem Fahrzeugkörper B verbunden ist. Die hydraulische Kammer 2a in dem Außenzylinder 2 ist mit einer Druckaufnahmekammer 8a einer Gasfeder 8 über eine mit einem Magnetventil 6 versehene Ölleitung 7 verbunden. Das Magnetventil wird durch eine nicht gezeigte Befehlseinrichtung geöffnet und geschlossen und normalerweise in seiner offenen Stellung gehalten.

Eine Zentralstange 9_t die sich nach unten in die hydraulische Kammer 1a in dem Innenzylinder 1 erstreckt, weist ein erweitertes Ende 9a auf, das durch eine Mutter 23 an dem oberen Ende des Außenzylinders 2 abnehmbar befestigt ist, und ist ι nit einer Niederdruck- und einer Hochdruck-Durchlaßöffnung

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10 bzv/. 11 versehen, die sich an axial voneinander beabstandeten Stellen zur äußeren Umfangsfläche der Zentralstange hin
öffnen. Die Niederdruck-Durchlaßöffnung 1o steht über eine
Niderdruckleitung 1o' mit einem Vorratsbehälter 12 in Verbindung, während die Hochdruck-Durchlaßöffnung 11 mit einer
Auslaßöffnung einer hydraulischen Druckquelle wie beispielsweise einer hydraulischen Pumpe 13 über eine Hochdruckleitung , 11' in Verbindung steht. Auf der Innenwand des Innenzylinders: i 1 ist ein relativ zu diesem in Axialrichtung nicht verschieb- | barer Ventilkörper M^ angebracht, der gleitend auf der Zentral- j stange 9 sitzt, urn das Öffnen und Schließen der Durchlafiöf f- I nungen Io und 11 zu steuern. Der Ventilkörper 1Zf v/eist eine j ringförmige Ölleitung 15 auf, die zwischen seinem Außenumfang i und der Innenwand des Innenzylinders 1 gebildet wird, un für ι eine Verbindung zwischen den hydraulischen Kammern la und 2a J in dem Innenzylinder 1 bzw. dem Außenzylinder 2 zu sorgen. j Der Ventilkörper 1if arbeitet mit den Durchlaßöffnungen 1o und j

11 zusammen, um ein Fahrzeughöhen-Einstellventil V zur Einstellung der Länge des Stoßdämpfers D auf ein konstantes Niveau
zu bilden.

Auf dem Außenzylinder 2 ist gleitend ein zusätzlicher Zylinder
16 angebracht, in dem innen eine zusätzliche hydraulische
Kammer 16a gebildet wird, die durch eine Öffnung 17 mit der
hydraulischen Kammer 2a in Verbindung steht, um von dieser
einen Druck auf den zusätzlichen Zylinder 16 auszuüben, so daß
dieser nach oben verschoben werden kann. Einteilig mit den
Umkreisen des Außenzylinders 2 und des zusätzlichen Zylinders
16 sind Federlager 18 bzw. 18' ausgebildet, die vertikal einander gegenüberliegen, und zwischen denen eine Schraubenfeder
19 unter Druck festgehalten wird, um den zusätzlichen Zylinder
16 nach unten vorzuspannen.

Am unteren Ende des Innenzylinders 1 ist ein Aufnahmeteil 2o
angebracht, in dem ein aus elastischem Material wie z.B. Gummi
bestehendes Dämpfungsglied 21 untergebracht ist. Das

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Dämpfungsglied 21 überlappend ist ein Drucklager 22 angeordnet, das oben mit einer Gleitbahn 22a versehen ist, die dem unteren Ende des zusätzlichen Zylinders 16 gegenüberliegt.

j Obwohl nicht in der Zeichnung gezeigt, sind übliche Dämpfungs-

I mechanismen sowohl in der Verbindungsleitung zwischen der

: hydraulischen Kammer 2a in dem Außenzylinder 2 und der Druck-

j aufnahmekammer 8a der Gasfeder 8 als auch in der Verbindungs-

i leitung zwischen der hydraulischen Kammer 2a in dem Außenzy-

I linder und der hydraulischen Kammer 16a in dem zusätzlichen

! Zylinder 16 angeordnet.

j Nunmehr wird die Wirkungsweise der vorerwähnten Ausführungs-

I form beschrieben.

! Zunächst wird die Einstellung der Fahrzeughöhe und der Lenk-

; Vorgang besprochen. Wenn die Fahrzeughöhe auf einem vorbestimm-

i ten Normalniveau gehalten wird, werden die Niederdruck- und

i die Hochdruck-Durchlaßoffnungen 1o bzv/. 11 durch den Ventil-

' körper 14 gleichzeitig geschlossen, wie gezeigt, um das Innere

i des Stoßdämpers D von der hydraulischen Pumpe 13 und von dem

■ Vorratsbehälter 12 abzusperren, und dabei wirkt eine von dem

j Fahrzeugkörper B auf den Stoßdämpfer D ausgeübte, nach unten

j gerichtete Last auf die Gasfeder 8 und die Schraubenfeder 19

I durch öl in den hydraulischen Kammern la, 2a und 16a.

Venn ein nicht gezeigter Lenkntechanisraus betätigt wird, um

'■ das Gelenk k um den Stoßdämpfer D zu drehen, v/erden der Innen-

; zylinder 1 und der Außenzylinder 2 lediglich relativ zuein-

' ander verdreht, aber die relative Stellung zwischen dem Außen-

; zylinder 2 und dam zusätzlichen Zylinder 16 bleibt unverändert,

\ und folglich wird keine Torsionskraft auf die Schraubenfeder j

; 19 ausgeübt, so daß das lenkbare Fahrzeugrad W geschmeidig

gedreht werden kann.

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Wenn die auf den Stoßdämpfer D wirkende Last infolge des Ladegewichts zuninr.it, bewegt sich der Außenzylinder 2 relativ zu dem Innenzylinder 1 nach unten, um die Fahrzeughöhe zu vermindern, und gleichzeitig bewegt sich die Zentralstange 9 nach unten und verschiebt die Hochdruck-Durchlaßöffnung 11 abwärts unter den Ventilkörper )k hinunter zur Verbindung mit der hydraulischen Kammer la. Als Folge davon strömt das von der hydraulischen Pumpe 13 abgegebene Drucköl durch die Hochdruck-Durchlaßöffnung 11 in die hydraulische Kammer 1a und weiter durch die Ölleitung 1.5 in die hydraulische Kammer 2a, so daß sich der Außenzylinder 2 relativ zu dem Innenzylinder 1 nach oben verschiebt, das heißt, der Stoßdämpfer D verlängert sich. Wenn dann die Hochdruck-Durchlaßöffnung 11 wieder durch den Ventilkörper IZf geschlossen wird, wird die j Druckölzufuhr zu ihr abgesperrt mit dem Ergebnis, daß der ί Stoßdämpfer D nicht weiter verlängert wird, wodurch die ver- ! minderte Fahrzeughöhe auf das Normalniveau eingestellt werden I kann. ·

Wenn sich umgekehrt der Außenzylinder 2 bei abnehmender Last | nach oben bewegt, um die Fahrzeughöhe zu vergrößern, bewegt sich gleichzeitig die Zentralstange 9 nach oben und verschiebt die Niederdruck-Durchlaßöffnung 1o aufwärts über den Ventilkörper 1 if hinauf zur Verbindung mit der hydraulischen Kammer 2a. Als Folge davon strömt Drucköl von der hydraulischen Kammer 2a in die Niederdruck-Durchlaßöffnung 1o und wird in den Vorratsbehälter 12 abgegeben, so daß sich der Außenzylinder 2 relativ zu dsm Innenzylinder 1 nach unten verschiebt, das heißt, der Stoßdämpfer D zieht sich zusammen. Wenn dann die Niederdruck-Durchlaßöffnung Io durch den Ventilkörper 1/f wieder geschlossen wird, sieht sich der Stoßdämpfer D nicht weiter zusammen, wodurch die vergrößerte Fahrzeughöhe auf das Normalniveau zurückgebracht wird.

Als Nächstes wird die Dämpfungswirkung beschrieben. Wenn das lenkbare Fahrzeugrad V/ während der Fahrt auf der Straßenfläche

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auf und ab schwingt, vibriert der Innenzylinder 1 zusammen mit dem Fahzeugrad W auf und ab, und bei Aufwärtsbewegung nimmt der Druck in der Druckaufnahmekammer 8a zu und komprimiert die Gasfeder 8, und gleichzeitig nimmt der Druck in der hydraulischen Kammer 16a zu, um den zusätzlichen Zylinder 16 nach oben zu verschieben und auch die Schraubenfeder 19 zu komprimieren, wogegen, wenn der Innenzylinder 1 abwärts bewegt v/ird, ein dem vorherigen entgegengesetzter Vorgang bewirkt wird, wodurch eine Stoßkraft von der Straßenfläche absorbiert werden kann. Während dieser Zeit werden die Niederdruck- und die Hochdruck-Durchlaßöffnungen 1o bzw. 11 abwechselnd durch den Ventilkörper 14 geöffnet, der mit dem Innenzylinder 1 vibriert. Jedoch ist die Öffnungszeit sehr kurz und der Strömungswiderstand der Durchlaßöffnungen Io und 11 und der benachbarten Leitungen 1o' und 11· hoch, und daher wirkt sich der oben beschriebene Einstellvorgang für die Fahrzeughöhe nicht aus.

Übrigens wird, wenn die Gasfeder 8 und di °t Schraubenfeder 19 zusammenwirken, wie oben erwähnt, die kombinierte Federkonstante der vorerwähnten Federn kleiner als die entsprechenden Federkonstanten, und folglich wird die Dämpfungswirkung gemildert, in welchem Fall die Beziehung zwischen der Last und dem Dämpfungshub durch eine nichtlineare Charakteristik wiedergegeben wird. In diesem Fall ist es im allgemeinen angenehm, ira Fahrzeug zu fahren, aber beim Fahren auf schlechter Straße oder mit hoher Geschwindigkeit wird der Fahrzeugkörper in seiner Stellung instabil, was eine Verminderung der Manövrier-Stabilität zur Folge hat. Um das zu überwinden, wird das Magnetventil 6 durch ein Signal von der nicht gezeigten Befehlseinrichtung geschlossen, und folglich wird die Gasfeder 8 in gesperrtem Zustand gehalten und nur die Schraubenfeder 19 betätigt. In diesem Fall ist die Federkonstante größer als die vorerwähnte kombinierte Federkonstante, und daher wird die Dämpfungswirkung härter, und die Beziehung zwischen der

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Last und dem Dämpfungshub wird durch eine lineare Charakteristik wiedergegeben, wodurch eine Instabilität der Stellung des Fahrzeugkörpers B wirksam verhindert werden kann.

Im Folgenden werden Dehnungshübe des Stoßdämpfers D und der Schraubenfeder 19 bei geschlossenem Magnetventil 6 in Betracht gezogen. Die Querschnittsfläche des Innenzylinders 1 sei a, die Querschnittsfläche der zusätzlichen Kammer 16a sei A, der Dehnungshub des Stoßdämpfers D (das heißt, die axiale Relativverschiebung zwischen dem Innenzylinder 1 und dem Außenzylinder 2) sei 1, und der Dehnungshub der Schraubenfeder 19 (das heißt, die axiale Relativverschiebung zwischen dem Außenzylinder 2 und dem zusätzlichen Zylinder 16) sei L, dann gilt, da die Ölmenge in allen hydraulischen Kammern 1a, 2a und 16a konstant

τ _a

j ist, die Beziehung L'x A = 1 χ a , woraus folgt: T=T

ί Hieraus ist ersichtlich, daß bei der Konstruktion die Querschnittsfläche a des Innenzylinders 1 und die Querschnitts-

! fläche A der zusätzlichen Kammer 16a geeignet gewählt werden

können, um damit den Dehnungshub L der Schraubenfeder 19

j unabhängig von dem Dehnungshub des Stoßdämpfers D frei zu

j bestimmen.

! Es ist also erfindungsgemäß möglich, eine Schraubenfeder zu j verwenden, die dem Raumbereich um den Stoßdämpfer herum, '.. seiner Form und dgl. angepaßt ist. 7/enn zum Beispiel der ausschließlich von der Schraubenfeder belegte Raum in radialer Richtung breit und in axialer Richtung eng ist, kann der Hub der Feder kürzer gemacht werden als der des Stoßdämpfers unter ι Verwendung einer kurzen Feder mit großem Durchmesser, ohne j den Hub des Fahrzeugrades nach oben und unten zu vermindern. ! Wenn umgekehrt der von der Schraubenfeder besetzte Raum in radialer Richtung eng und in axialer Richtung breit ist, kann ! der Hub der Feder vergrößert werden, um eine lange Feder mit | ■ kleinem Durchmesser zu verwenden. j

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Falls zum Beispiel eine Störung auftritt, bei der Öl im Stoßdämpfer D wegen eines Versagens oder einer Beschädigung der Ölleitung 7, der Hochdruckleitung 11' usw. ausströmt, wird der zusätzliche Zylinder 16 durch die Kraft der Schraubenfeder 19 nach unten verschoben, da der Druck in der hydraulischen Kammer 16a abnimmt, so daß das untere Ende des zusätzlichen Zylinders 16 zum Anschlag an die Gleitbahn 22a des Drucklagers 22 gebracht wird, wie durch die strichpunktierten Umrißlinien angedeutet, und die dann auf das Drucklager 22 ausgeübte Stoßkraft von dem darunter gelegenen Dämpfungsglied 21 absorbiert wird. Auf diese Weise wirkt, wenn der zusätzliche Zylinder 16 in Kontakt mit dem Drucklager ZZ kommt, die Schraubenfeder 19 dennoch als Aufhängungsfeder in ihrer Stellung zwischen dem Außenzylinder 2 und dem Innenzylinder 1, das heißt, die Feder dehnt sich aus und zieht sich zusammen, wenn das Rad W auf und ab schwingt, um seine Stoßkräfte aufzunehmen. Beim Lenken kann die relative Drehung zwischen dem zusätzlichen Zylinder 16 und dem Gelenk If durch die Wirkung des Drucklagers 22 geschmeidig gemacht werden, wodurch das Fahrzeugrad leicht auf eine dem üblichen Fall ähnliche Art geschwenkt werden kann.

Obwohl nur eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Modifikationen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken oder dem Rahmen der Ansprüche abzuweichen.

Der Patentanwalt

0 9.82^7.0-83

L e e r s e I f e

Claims

Ansprüche:

1i Kadaufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem nydraulischen Stoßdämpfer, der zwischen dem Fahrzeugkörper und einem Fahrzeugrad angeordnet ist,, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßdämpfer (D) einen Innenzylinder (1) und einen gleitend darauf sitzenden Außenzylinder (2) aufweist, um eine hydraulische Hauptkammer (1a,2a) zu definieren, daß der Stoßdämpfer (D) ferner einen zusätzlichen Zylinder (16) aufweist, der gleitend auf der äußeren Umfangsfläche des Außenzylinders (2) angeordnet ist, um dazwischen eine mit der Hauptkaamer (1a,2a) in Verbindung stehende zusätzliche hydraulische Kammer (16a) zu definieren, wobei der zusätzliche Zylinder (16) unter dem hydraulischen Druck in der zusätzlichen Kammer (16a) in eine Axialrichtung gedrängt wird, und daß der Stoßdämpfer (D) eine Schraubenfeder (19) aufweist, die unter Druck zwischen dem Außenzylinder (2) und dem zusätzlichen Zylinder (16) angeordnet ist, um diesen federnd in der anderen Axialrichtung vorzuspannen.
2. Radaufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gasfeder (8) mit einer Druckaufmahmekamaer (8a), die mit der Hauptkamner (1a,2a) über eine Verbindungsleitung (7) in Verbindung steht, in die ein Schaltventil (6) eingebaut

um sie zu öffnen und zu schließen.

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ORIGINAL INSPECTED

-Z-
3. Radaufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Zylinder (16) unter dem hydraulischen Druck in der zusätzlichen Kammer (16a) in Richtung von dem Außenzylinder (2) weg nach außen gedrängt v/ird, und daß der Innenzylinder (1) mit einer Anschlageinrichtung versehen ist, um die Auswärtsbewegung des zusätzlichen Zylinders (l6) in einer bestimmten Stellung anzuhalten, wenn der hydraulische Druck in der Hauptkammer (la,2a) abnorm vermindert wird.
L\.. Radaufhängungsvorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung ein an einem Ende des Innenzylinders (1) befestigtes Aufnahmeteil (2o), ein darin festgehaltenes Dämpfungsglied (21) und ein Drucklager (22) aufweist, das auf dem Dämpfungsglied (21) gegenüber einem Ende des zusätzlichen Zylinders (16) angeordnet ist. j
5. Radaufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch |

gekonnzeichnet, daß die Hauptkammer (la,2a) eine erste Kammer j

(1a) in dem Innenzylinder (1), die mit der zusätzlichen Kammer !

(16a) in Verbindung steht, sowie eine zweite Kammer (2a) in j

dem Außenzylinder (Z) aufweist, die mit der ersten Kammer (la) I

in Verbindung steht, daß eine Zentralstange (9) mit dem Außen- {

zylinder (2) verbunden ist, sich von diesem in die erste 1 Kammer (la) erstreckt und an seinem Umfang in axial beabstan-

deter Lage zueinander eine Hochdruck-Durchlaßöffnung (11) ■

und eine Niederdruck-Durchlaßöffnung (1o) aufweist, die mit I

einer hydraulischen Druckquelle (13) bzw. einem Vorratsbehälter I

(12) in Verbindung stehen, und daß ein zylindrisches Ventil 1

(Ii+) gleitend auf der Zentralstange (9) angebracht und an dem J

Innenzylinder (1) befestigt ist zur Steuerung der Verbindung j

der Durchlaßöffnungen (1o,11) mit der ersten (1a) und der \

zweiten (2a) Kammer, wobei die Hochdruck-Durchlaßöffnung (11) \

normalerweise außer Verbindung mit der ersten (la) und der ; zweiten (2a) Kammer steht und mit der ersten Kammer (1a) in

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Verbindung gebracht wird, wenn der Innenzylinder (1) und der
Au.'ienzylinder (2) relativ zueinander unter eine vorgeschriebene relative Länge zusammengeschoben werden, wogegen die | Niederdruck-Durchlaßöffnung (1o) ebenfalls, normalerweise außer
Verbindung mit der ersten (la) und der zweiten (2a) Karaaer
steht und rät der zweiten Kammer (2a) in Verbindung gebracht j v/ird, wenn der Innenzylinder (1) und der Außenzylinder (2) ! relativ zueinander über eine vorgeschriebene relative Länge ! hinaus auseinandergeschoben werden. I