DE2922983C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D61/00—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern
- B62D61/10—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with more than four wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
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-
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/08—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces characterised by use of gyroscopes
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stabilisieren
eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bestimmte Fahrzeugtypen, vor allen Dingen solche mit Ketten
und/oder Rädern versehene Kampffahrzeuge, sind in ihrer An
triebs- und Betätigungsfunktion, beispielsweise als Waffenträger,
davon abhängig, daß Störungen am Boden, wie etwa Unebenheiten,
sich so wenig wie möglich während der Fahrt auf
den Fahrzeugaufbau auswirken. Außerdem besteht in bestimmten
Fällen das Erfordernis, sowohl während der Fahrt als auch
während des Stillstandes Manöver um die Kippachsen des Fahrzeugs
durchzuführen sowie die Höhe des Fahrzeugs relativ zur
Bodenfläche zu steuern.
Es ist bekannt, daß man bei einem hydraulischen Radaufhängungssystem
derartige Arbeitsweisen auf vielfältigen, unterschiedlichen
Wegen erzielen kann. Unter anderem kann man
verschiedene Typen von Druckausgleichssystemen
und Pumpensystemen verwenden, um aufeinanderfolgend die Höhenlage
der Straßenräder an eine sich ändernde Bodenfläche anzupassen.
Die Zielsetzung solcher Systeme, die bisher für diese
Zwecke Verwendung finden, begrenzt sich in der Regel auf
Funktionen wie ein relativ langsames Manövrieren um
die Querachse, insbesondere, um fahrzeugfeste Waffen in
stationären Positionen festzuhalten; auf einen Druckausgleich
zwischen einer begrenzten Anzahl von Rädern, um eine stabile
Abstützung des Fahrzeugs zu ergeben; auf eine Dämpfung von
Schwingungen um die Querachse beim Fahren
auf unebenem Boden; und auf Änderungen des Höheniveaus in
einer stationären Position.
Die Betätigung eines hydraulischen Radaufhängungssystems wird
normalerweise unter Zuhilfenahme von internen Pumpeneinheiten
durchgeführt, die mit der Antriebsmaschine gekoppelt sind.
Grundsätzlich jedoch ist die Pumpenkapazität dieser Einheiten
nicht an solch rasches und kontinuierliches Pumpen angepaßt,
wie es erforderlich ist, um während der Fahrt unabhängig von
der Bodenfläche eine stabilisierte und gesteuerte Kipplage
in Seiten- und Längsrichtung aufrechtzuerhalten.
Eine mechanisch gesteuerte Verbindung zweier benachbarter Federelemente zur
Minderung von Nick- und Wankbewegungen ist aus der DE-OS 14 30 696
bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Stabilisieren um die
Längs- und/oder Querachse eines Fahrzeugs zu
schaffen, die nur eine begrenzte Pumpkapazität von internen
Pumpeneinheiten benötigt. Dabei soll es in Weiterbildung der Erfindung
auch möglich sein, das Fahrzeug sowohl in Bewegung als auch
in Ruhestellung zu steuern, und es soll ferner die Möglichkeit
bestehen, Einrichtungen für eine sogenannte gesteuerte Dämpfung
an mehreren oder allen Rädern des Fahrzeugs zusammen mit der
erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung zu verwenden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale; die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung.
Bei weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Konzepts
besteht bei der Stabilisierungsvorrichtung die Wahl zwischen
einer Anzahl von Antriebsmöglichkeiten unter Berücksichtigung
von Hindernissen im Gelände, von der durch das Fahrzeug zu
erfüllenden Aufgabe und dergleichen. In ähnlicher Weise ist
im letzterwähnten Fall ein Druckausgleich zwischen den Rädern
auf unebenem Grund innerhalb des Systems erzielbar ohne
die Notwendigkeit, die Neigung der Pendelarme der Räder beispielsweise
unter Verwendung von Drehmeldern zu messen. Insbesondere
im Falle von mit Ketten versehenen Kampffahrzeugen
besteht die Möglichkeit, einem schwer belasteten vorderen
Rad beispielsweise beim Hinauffahren einer
Böschung einen erhöhten Mitteldruck zuzuführen, der einen
Ausgleich schafft beispielsweise für die nach oben gerichtete
Druckkraft am Kettenrad oder am Spannrad.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die
Zeichnung zeigt in
Fig. 1a bis 1e den Arbeitsablauf beim Stabilisieren
eines Fahrzeugs;
Fig. 2 den Arbeitsablauf beim beim Stabilisieren und
Betreiben eines Fahrzeugs nach einer abgewandelten Ausführungsform;
Fig. 3a bis 3c die Strömungsrichtungen für verschiedene
Anwendungsfälle im Zusammenhang mit dem Fahrzeug
nach Fig. 2;
Fig. 4 den Arbeitsablauf beim Stabilisieren und
Betätigen eines Fahrzeugs nach einer weiteren abgewandelten
Ausführungsform.
Die erfindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung basiert auf
der Tatsache, daß dann, wenn ein Fahrzeug
mindestens drei Radpaare aufweist und wenn zwei der Radpaare
über einen Radlastausgleich mit Pendellenker miteinander
verbunden sind, der Fahrzeugaufbau oder das
Fahrgestell auf Änderungen in der Neigung des Bodens mit
einer bestimmten Verzögerung reagiert, sofern der Radlastausgleich
ständig und zu jedem Zeitpunkt seine korrekte
Lage gegenüber dem Fahrzeug einnimmt.
Wenn beispielsweise die
vorderen Radpaare über den Pendellenker verbunden
sind, und wenn das Fahrzeug nach vorne über eine Kante
kippt, wird die endgültige Lage erst dann erreicht, wenn der Pendellenker
des angeschlossenen Radpaares die gleiche Drehbewegung bezüglich
des Fahrgestells durchgeführt hat, wie das Fahrgestell bezüglich der
horizontalen Ebene. Wenn die Drehbewegungen des Pendellenkers
dann entgegengesetzte
Vorzeichen annehmen,
nähert sich die Neigung des Fahrgestells unverzögert wieder an die
Neigung des Bodens an, da das frei nachlaufende hintere Radpaar (Achse) dem Boden
und seiner Neigung direkt und unverzögert folgt.
Nach dem erfindungsgemäßen Konzept
hingegen wird das Fahrzeug so stabilisiert, daß die Verzögerung
seiner Bewegung gegenüber dem Boden ständig ihre optimale Einstellung aufweist, wobei
es darüber hinaus wünschenswert ist, daß die Verzögerung
fortlaufend erzeugt wird, indem die pendelnde
Verbindung und das einzelne Radpaar (sofern es
sich um Fahrzeuge mit drei Radpaaren handelt) in einer bestimmten
Phase die Plätze tauschen. Dies ist mit dem erfindungsgemäßen
hydraulischen System möglich, bei dem im Prinzip die
pendelnde Verbindung rasch unter
Verwendung von Ventilen in verschiedenen Positionen auf
einem Fahrzeug angeschlossen werden kann, und zwar unter Berücksichtigung
dessen, was gerade eben erforderlich ist.
Die Fig. 1a bis 1e sollen eine Anwendung des oben ausgeführten
Prinzips auf ein einfaches hydraulisches System veranschaulichen.
Dementsprechend ist ein Fahrgestell 1 eines
Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug weist drei Radpaare auf,
von denen jedes durch ein Rad 2, 3 bzw. 4 wiedergegeben ist.
Die jeweiligen Räder jedes Radpaares stützen sich über einen
Lenker 5, eine Schubstange 6 und einen Kolben 7 gegen ein
Druckmedium 8 in einem Druckzylinder 9 ab. Die Druckzylinder 9
sind seitenweise auf dem Fahrzeug über Leitungen 10 und 11
miteinander verbunden, wobei die Leitung 10 auf der jeweiligen
Fahrzeugseite den Druckzylinder des mittleren Rades 2 mit dem Druckzylinder
des vorderen Rades 3 verbindet, während die Leitung 11 auf der jeweiligen
Fahrzeugseite eine Verbindung zwischen dem Druckzylinder
des mittleren Rades 2 mit dem Druckzylinder des hinteren Rades 4 schafft. In
den Leitungen 10 und 11 sind Absperrventile 12 und 13 vorgesehen, die im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch eine Steuereinheit
14 (die lediglich in Fig. 1a gezeigt ist) elektrisch gesteuert
werden können. Die Ventile 12 und 13 und deren Steuerungen können in
beliebiger, an sich bekannter Weise aufgebaut sein.
Fig. 1a zeigt das Ventil 13 in seiner Schließstellung und
das Ventil 12 in Öffnungsstellung. Durch die Betätigung
der Ventile 12 bzw. 13 können die Leitungen 10 und 11 wahlweise geschlossen
oder geöffnet gehalten werden, so daß die Funktion eines
Drehgestells mit pendelndem Rad- bzw. Achslastausgleich entweder am vorderen
oder rückwärtigen Ende jeder Fahrzeugseite erreicht wird. Das
Fahrzeug ist ferner mit einem nur in Fig. 1a dargestellten
Kreisel 15 versehen, der Kippbewegungen des Fahrzeugs in
Längsrichtung erfaßt und in Abhängigkeit hiervon Signale abgibt,
beispielsweise Positiv-Signale i G + bei Kippbewegungen
des Fahrzeugs nach unten (gezählt vom Vorderende des Fahrzeugs
aus) und Minus-Signale i G - bei Kippbewegungen des Fahrzeugs
nach oben. Die Drehbewegungen der Lenker 5 für die vorderen
und rückwärtigen Räder 3 und 4 werden jeweils von Drehmeldern
16 bzw. 17 gemessen, welche an der Tragachse des zugehörigen
Lenkers 5 angeordnet sind. Diese Drehmelder erzeugen Signale
I E 16 und i E 17, welche von der tatsächlichen Drehbewegung des jeweiligen Lenkers 5 abhängen.
Die Signale der vorderen und rückwärtigen Drehmelder 16 bzw. 17
auf jeder Seite werden seitenweise summiert und mit dem auf
die Längsrichtung bezogenen Kippsignal i G des Kreisels 15 verglichen.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sei
davon ausgegangen, daß dieses Summieren und Vergleichen in
der Steuereinheit 14 stattfindet, und zwar in an sich bekannter
Weise.
Die Absperrventile 12 und 13 auf beiden Seiten des Fahrzeugs werden
nach folgendem
Kriterium gesteuert: Wenn die Lenker 5, und zwar entweder
der vordere oder der rückwärtige, in gleiche Richtung bezüglich
des Fahrzeugaufbaus verkippt werden, wie sich der Fahrzeugaufbau
bezüglich der Horizontalebene (Kreiselebene) verkippt,
soll die ein Last- und Bewegung ausgleichendes Pendeln ermöglichende Kopplung
in Fahrtrichtung vorne liegen. Diese bedeutet folgendes. Wenn
im Falle von Fig. 1a ein Vorwärtskippen beginnt, müssen die
Räder 2 und 3 auf der jeweiligen Seite des Fahrzeugs miteinander
verbunden werden, während die Räder 2 und 4 zu trennen
sind, was dadurch geschieht, daß das Ventil 12 geöffnet und
das Ventil 13 geschlossen wird. Die gemeinsamen Bewegungsrichtungen
des Fahrzeug-Fahrgestells 1 und der jeweiligen Lenker 5
sind durch die Pfeile 18, 19 und 20 angegeben. Wenn
andererseits die Lenker 5 und das Fahrgestell 1 Kippbewegungen
in entgegengesetzten Richtungen durchführen, muß das
einzelne Rad in Fahrtrichtung vorne liegen (Fig. 1d).
Bei dem Fahrzeug nach Fig. 1a sei angenommen, daß das Fahrzeug
nach rechts auf der festen Basis 21 fährt, die zwei
Neigungs-Änderungsstellen 22 und 23 aufweist. Jedesmal dann,
wenn ein Rad gemäß Fig. 1a bis 1e eine dieser Änderungsstellen
überläuft, wird in Übereinstimmung mit den oben erwähnten
Kriterien eine Änderung in der Schaltstellung der Absperrventile 12 bzw. 13 durchgeführt, wobei
aufgrund der Radlastunterschiede eine Pumpbewegung
mit Übertragung von Medium zwischen den Druckzylindern
in solcher Richtung resultiert, daß die Neigung des Fahrzeugs
gegenüber dem Verlauf der Basis 21 gedämpft wird. Sofern die Ventilumschaltungen
rasch erfolgen, ergibt sich eine Bewegungsdämpfung
auch dann, wenn über unebenen Boden gefahren wird. Bei einer
Fahrt über vollständig glatten Boden
besitzen die Schaltstellungen der Ventile
keine Bedeutung.
Fig. 2 zeigt ein Fahrzeug, daß im Prinzip entsprechend den
Fig. 1a bis 1e funktioniert, jedoch
im Hinblick auf die Funktionen der Ventile 12′ und
13′ sowie auch dahingehend modifiziert ist, daß es ein internes Pumpensystem,
eine Vorrichtung zur gesteuerten Dämpfung der vorderen und
hinteren Räder 3′ bzw. 4′ sowie Federvorrichtungen 37 an jedem Rad aufweist.
In diesem Falle umfaßt das jeweilige Ventil 12′ bzw. 13′ zwei
parallele Strömungswege 12 a und 12 b bzw. 13 a und 13 b. In jedem Strömungsweg ist
ein Absperrventil 24 und ein damit in Reihe liegendes Rückschlagventil
25 angeordnet, wobei das Rückschlagventil 25 in dem
einen Strömungsweg entgegengesetzt gerichtet ist zu dem im anderen
Strömungsweg.
Es ergibt sich also, daß dann, wenn das Absperrventil 24
in dem einen Strömungsweg offen und im anderen Strömungsweg geschlossen ist,
eine Mediumströmung nur in einer gewünschten Richtung durch das
Ventil 12′ möglich ist. Wenn beide Absperrventile 24 beider
Strömungswege offen sind, kann das Medium in beiden Richtungen durch
das Ventil 12′ fließen. Gleiches gilt für das Ventil 13′.
Die Ventile 12′ und 13′ besitzen also die Funktion von Ventilen
zur Verhinderung einer Rückströmung.
Die gesteuerten Ventile 24 in den Leitungen zwischen den
Druckzylindern werden von einer Steuereinheit 26 entsprechend der
Steuereinheit 14 nach Fig. 1a derart gesteuert, daß vier unterschiedliche
Strömungsmöglichkeiten erzielt werden können,
nämlich: Lediglich nach vorne gerichtete Strömung in beiden
Ventilen 12′ und 13′ gleichzeitig; lediglich nach hinten gerichtete
Strömung in beiden Ventilen gleichzeitig; freie Strömung
sowohl nach hinten als auch nach vorne in beiden Ventilen
gleichzeitig; und keinerlei Strömung in sämtlichen Ventilen.
Die beiden ersterwähnten Ventilstellungen ergeben eine
Dämpfungsfunktion gegen ein Kippen des Fahrzeugs jeweils
nach vorne bzw. nach hinten. Die Ventilstellungen, die eine
freie Strömung sowohl nach vorne als auch nach hinten ermöglichen,
können verwendet werden, wenn sich das Fahrzeug
im Gleichgewicht befindet. Die Ventilstellungen, die jegliche
Durchströmung der Ventile verhindern, entsprechen einer Fahrweise
mit begrenzter Stabilisierung, die lediglich durch
internes Pumpen und gesteuerte Dämpfung erzielt wird. Diese
Fahrweise kann sich eignen, wenn über einen Boden gefahren
wird, der große Höhenunterschiede innerhalb der Berührungslänge
des Fahrzeugs aufweist, oder aber wenn ein Hindernis
überfahren wird, wobei das Fahrzeug gleichzeitig lediglich
von einigen wenigen Rädern getragen wird.
Durch die Ausgestaltung der im vorliegenden Fall gezeigten
Ventile 12′ und 13′ kann das Umkehr-Kriterium für die Ventil-Schaltstellung vereinfacht werden.
Es ist nicht länger erforderlich, die Bewegung der Lenker
selbst zu messen, wie es beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
Fig. 1 der Fall war, so daß also keine Drehmelder für diesen
Zweck benötigt werden. Die Ventilstellungen werden lediglich
durch das Kreisel-Signal i G ′ und durch ein Signal i S einer
möglicherweise angeschlossenen Lenkung bestimmt, wobei
letztere in Fig. 2 das Bezugszeichen S trägt. Die Funktion
der Ventile mit Verhinderung der Strömungsumkehr
verleiht dem Fahrzeug außerdem unterschiedliche
Federkonstanten für die verschiedenen Räder, und zwar in Abhängigkeit
von deren Stellungen und von den Kippbewegungen
des Fahrzeugs. Auch diese Eigenschaft besitzt einen das Kippen
dampfenden Einfluß.
Das Pumpsystem nach Fig. 2 umfaßt zwei hydraulische Pumpen
26′ und 27, die parallel zu steuerbaren Ventilen 28
und 29 für jede Pumprichtung liegen,
die wie die Ventile 12′ und 13′ ein steuerbares Absperrventil und
ein Rückschlagventil umfassen. Ferner sind Leitungen
30 und 31 vorhanden, die die Eckenräder des Fahrzeugs in zwei
gesonderten Diagonalsystemen verbinden. Die Pumpen 26′ und 27 sind in
an sich bekannter Weise mit dem nicht dargestellten Antrieb
des Fahrzeugs verbunden. Erfindungsgemäß kann die Pumpkapazität
dieser Pumpen klein gehalten werden.
Eine Steuerung der Ventile 28 und 29 für die
jeweiligen Pumprichtungen kann mit der Steuereinheit 26 durchgeführt
werden, und zwar in an sich bekannter Weise durch
elektrische Leitungen, die mit den Bezugsziffern 32 und 33
bezeichnet sind. Durch Anpassung der Pumprichtung und der
Pumpgeschwindigkeit in den beiden Pumpen 26′ bzw. l27 lassen sich gesteuerte
Kippbewegungen sowohl über die Querachse als auch über die
Längsachse des Fahrzeugs durchführen. Das Pumpen kann auch im Kurzschluß
allein durch die Ventile 28 und 29 hindurch erfolgen, wobei dann
die Pumparbeit von den Druckzylindern an den Rädern - vgl. Fig. 1 - in ähnlicher Weise
geleistet wird.
Die Vorrichtung zum gesteuerten Dämpfen der primären jeweiligen
Abwärtsbewegungen der Räder ist an sich bekannt,
und ihr Zweck liegt darin, die Dämpfungsfähigkeit des jeweiligen
Rades in Abhängigkeit von dem Bewegungsverhältnis
zwischen dem Rad und dem Fahrgestell sowie gegenüber dem
Boden anzupassen. Beispielsweise verhindert die Vorrichtung,
daß Stoßkräfte von dem Rad ausgehen und die Kippbewegung des
Fahrzeugs verstärken. In Fig. 2 ist die Vorrichtung zum gesteuerten
Dämpfen wiedergegeben durch Dämpfungseinrichtungen 34, 35, 36
an den Rädern 3′ und 4′. Entsprechende Einrichtungen sind
an den gegenüberliegenden Rädern der jeweiligen Radpaare vorhanden.
Jede dieserr Einrichtungen umfaßt Ventile, die in
zwei parallelen Strömungswegen liegen. Der erste dieser parallelen
Strömungswege enthält ein Absperrventil 34 und ein Rückschlagventil
35. Der andere parallele Arm ist mit einem Rückschlagventil
36 versehen, das entgegengerichtet zum Rückschlagventil 35
liegt. Die an den jeweiligen Rädern vorgesehenen Federvorrichtungen
tragen das Bezugszeichen 37, und die beiden parallelen
Strömungswege verbinden den Druckzylinder des Rades mit dieser Feder
vorrichtung 37.
Letztere umfaßt in an sich bekannter Weise
einen Raum für Öl und einen Raum 37 a für Gas, wobei ein
bewegbarer Kolben diese Räume voneinander trennt. Eine Seite
der in Frage stehenden Pumpe, beispielsweise der Pumpe 26′,
ist über eine Leitung 38 an den ersten der parallelen Strömungswege
zwischen den Ventilen 34 und 35 angeschlossen. Auch das
Absperrventil 34 der Dämpfungsvorrichtung des betroffenen
Rades kann, wie im oben erwähnten Fall, von der Steuereinheit 26
aus gesteuert werden. Allerdings ist diese Steuerung aus
Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 2 nicht dargestellt.
Die Arbeitsweise der Kippdämpfung durch das dargestellte
interne Pumpensystem und die Druckzylinder, die Pumprichtung,
die Pumpgeschwindigkeit und die Einstellpositionen der
Ventile werden durch die Neigungsbewegungen des Fahrzeugs
bestimmt, die von Kreiseln gemessen werden, und zwar von
einem ersten Kreisel für die Längsrichtung und einem zweiten
Kreisel für die Querrichtung. Alternativ besteht die Möglichkeit,
einen Kreis für jede Diagonale zu verwenden. In
Fig. 2 allerdings tragen die ersten und zweiten Kreisel zusammen das
Bezugszeichen 15′.
Im folgenden sollen anhand der Fig. 3a bis 3c die Strömungsrichtungen
des hydraulischen Systems für einige Neigungsstellungen
erläutert werden. Dabei ist das Fahrgestell 1 durch
einen Quader symbolisiert. Die Ecken des Fahrzeugs tragen die
Bezugszeichen a, b, c und d. Die Ecken b und c liegen am
vorderen Ende des Fahrzeugs. Die Pfeile, die in den Fig.
3a bis 3c entlang den Längsseiten und entlang den Diagonalen
des Fahrzeugs verlaufen, zeigen die jeweiligen Strömungs- und
Pumprichtungen an. Insbesondere im Hinblick auf die Diagonalen
gilt, daß doppelte Pfeile eine höhere Pumpgeschwindigkeit
als einzelne Pfeile angeben. Die gestrichelte Diagonale in
Fig. 3c bedeutet, daß dort in der betroffenen Diagonale keine
Strömung stattfindet.
Im Falle von Fig. 3a ist das Fahrzeug nach vorne und nach
rechts geneigt. Die Diagonalen 30 und 31 besitzen die gleiche
Neigungsrichtung in Längsrichtung, sind jedoch unterschiedlich
stark geneigt. Beide Pumpen 26′ und 27 pumpen nach vorne,
jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die
Ventile in den Diagonalen, beispielsweise die Ventile 28 und
29 in der Diagonale 30, sind in Pumprichtung eingestellt,
während die Ventile 12′ und 13′ entlang den Seiten in den
Strömungsrichtungen in Längsrichtung der am stärksten geneigten
Diagonale, nämlich hier der Diagonale 31, eingestellt
sind.
Im Falle von Fig. 3b ist das Fahrzeug nach hinten und nach
rechts geneigt, wobei jedoch die Ecke a höher als die Ecke c
liegt. Die Diagonalen 30 und 31 besitzen unterschiedliche
Neigungsrichtungen und dementsprechend unterschiedliche Pumprichtungen
und Pumpgeschwindigkeiten. Die Strömung entlang
den Seiten folgt der Längsrichtung der am stärksten geneigten
Diagonale 30.
Im Falle von Fig. 3c ist das Fahrzeug nach vorne und nach
rechts geneigt. Jedoch weist die Diagonale 30 keinerlei Neigung
auf, und dementsprechend ist die Pumpe dieser Diagonale
nicht in Betrieb. In diesem Falle können die Ventile
in beiden Richtungen geöffnet sein. Wenn ein Pumpen von der
Ecke a zur Ecke c stattfindet, wird das Gleichgewicht über
der Diagonale 30 zwischen den Ecken b und d bald aufhören, und
es tritt ein Fall ein, der ähnlich dem nach Fig. 3a und 3b
ist, etc.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Fahrzeug mit
fünf Radpaaren ausgerüstet, die die Bezugszeichen 39, 40, 41, 42
und 43 tragen. Die Ventile zwischen den Druckzylindern
der Räder wird mit den Bezugsziffern 44, 45, 46 und 47 versehen,
und die Einrichtungen zur gesteuerten Dämpfung dieser Vorrichtung
an den Rädern 40, 42 und 41, 43 sind mit 48, 49, 50 und
51 bezeichnet. Ferner tragen die Ventile für die
Diagonale 30′ das Bezugszeichen 52. Die Ausbildungen der
Teile der Ausführungsform nach Fig. 4 entsprechen im
Prinzip denen, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gezeigt
sind.
Die Ventile nach Fig. 4 sind in Positionen eingestellt,
die eine eingeleitete Kippbewegung nach vorne und
nach links dämpfen. Die Pumpe 26′ pumpt in der mit dem Pfeil
53 gezeigten Richtung. Vom Ventil 52 der Diagonale
30′ ist das Ventil 52 a geschlossen, so daß sich in der
Diagonale 30′ eine Strömungsrichtung entsprechend dem Pfeil
54 ergibt. In den Ventilen 44 bis 47 für die rechte
Seite des Fahrzeugs sind die Absperrventile 44 a, 45 a, 46 a
und 47 a geschlossen, woraus sich eine Mediumströmung nach
rechts in Fig. 4 ergibt sowie eine Mediumströmung in der
Diagonale 31′ in Richtung des Pfeils 55. Die Einrichtungen
zum gesteuerten Dämpfen der Räder 42 und 43 werden
im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels lediglich bei
plötzlichen Beschleunigungen und Bremsungen angeschlossen.
Bei den oben beschriebenen Ventilen und Dämpfungsventilen
wurde lediglich von einfachen Öffnungs- und Schließfunktionen
ausgegangen, jedoch ist es gleichermaßen möglich, sämtliche
oder einige der Ventile mit variablen Dämpfungsfunktionen
zu versehen.
Die Anzahl der Federvorrichtungen, die mit Einrichtungen zur
gesteuerten Dämpfung der Abwärtsbewegung des Rades ausgerüstet
sein müssen, kann gewählt werden in Abhängigkeit unter anderem
von der Größe der Antriebsbeschleunigung. Es wird sodann angenommen,
daß bei normaler Fahrt lediglich die äußeren Räder
gedämpft werden müssen, während beispielsweise bei plötzlicher
Bremsung einige weitere Räder einer Dämpfung bedürfen
können.
Insbesondere bei Kettenfahrzeugen ist es für die oben beschriebene
Stabilisierung von Vorteil, ein bestimmtes Maß
an Durchgang in den jeweiligen Ketten vorzusehen.
Die Erfindung soll nicht auf die oben als Beispiele beschriebenen
Ausführungsformen eingeschränkt sein, sondern
Abwandlungen zulassen. Beispielsweise ist es möglich, nicht
nur Räder auf den Längsseiten des Fahrzeugs pendelnd zusammenzufassen,
sondern auch
solche in diagonaler Ausrichtung bezüglich des Fahrzeugs
zu verbinden. Auch ist die Anzahl der Radpaare nicht auf
die dargestellten Beispiele beschränkt, sondern es sind
auch fünf oder mehr Radpaare möglich.
Zusammenfassend schafft die Erfindung ein Fahrzeug mit mindestens
drei Radpaaren und mit hydraulischer Aufhängung, wobei
die zu den Radpaaren gehörenden Räder an einer gemeinsamen
Stabilisierung des Fahrzeugs teilnehmen sollen. Die Räder
sind mit Druckzylindern oder entsprechenden Bauteilen versehen,
welche mit hydraulischen Leitungen verbunden sind.
Ferner ist das Fahrzeug mit einer Bezugseinrichtung ausgerüstet,
die die Veränderungen in der Lage des Fahrzeugs bezüglich
des Bodens mißt, auf dem das Fahrzeug fährt. In den
Leitungen sind Ventile vorgesehen, die von der Bezugseinrichtung
gesteuert werden können, und zwar derart, daß unter
Anwendung der Fahrzeugbewegungen, die sich beim Fahren auf
unebenem Boden ergeben, durch die Ventile sogenannte externe
Pumpenarbeit erzeugt und zur Stabilisierung verwendet werden
kann. Da mehr als zwei Radpaare Anwendung finden, ergibt
sich im Prinzip, daß die Stabilisierung im wesentlichen unabhängig
von der Geschwindigkeit ist, mit der das Fahrzeug
fährt. Darüber hinaus ist die Stabilisierung im wesentlichen
unabhängig von der trägen Masse des Fahrzeugs.
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Stabilisieren eines Fahrzeuges mit
mindestens drei Radpaaren, deren Räder auf jeder Fahrzeugseite
an hydraulisch über Druckmittelzylinder höhenbeweglich
abgestützten Radträgern (Lenker) gelagert sind,
mit folgenden Merkmalen:
- - auf jeder Fahrzeugseite sind die Druckmittelzylinder (9) benachbarter Räder (z. B. 2; 3 bzw. 2; 4) durch jeweils eine Verbindungsleitung (z. B. 10; 11) miteinander kommunizierend verbunden;
- - in den Verbindungsleitungen (z. B. 10; 11) sind Absperrorgane (z. B. 12; 13) angeordnet, die durch eine Steuereinheit (14) selektiv auf- und zusteuerbar sind;
- - das Fahrzeug (1) weist einen seine Neigungsänderungen in Längsrichtung erfassenden Sensor (Kreisel 15) auf;
- - die Steuereinheit (14) steuert die Absperrorgane (z. B. 12; 13) in Abhängigkeit von den die Neigungsänderungen anzeigenden Signalen des Sensors (Kreisel 15) derart, daß der Druckmittelfluß zwischen den Druckmittelzylindern benachbarter Räder (z. B. 23 bzw. 2; 4) jeweils in dem der momentanen Nickbewegung des Fahrzeugs (1) entgegenwirkenden Sinne freigegeben wird (Bezugszeichen entsprechen Fig. 1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnbet,
daß die Druckmittelzylinder des vorderen
Rades (3) und des ihm benachbarten Rades (2) über
ein vorderes Absperrorgan (12) und die Druckmittelzylinder
des hinteren Rades (4) und des ihm benachbarten Rades (2)
durch ein hinteres Absperrorgan (13) derart verbunden
sind, daß bei geöffnetem Absperrorgan (12 oder 13) die jeweils
benachbarten Räder hydraulisch gekoppelte pendelnde Ein- und
Ausfederbewegungen ausführen,
daß an den Radträgern (Lenker 5) mindestens des vorderen und des hinteren Rades (3 bzw. 4) jeder Fahrzeugseite ein die Ein- bzw. Ausfederbewegung des Radträgers (Lenker 5) erfassender Sensor (Drehmelder 16; 17) angeordnet ist,
und daß die Steuereinheit (14) in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors (Kreisel 15) für die Neigungsänderungen des Fahrzeugs (1) und der Sensoren (Drehmelder 16; 17) für die Ein- und Ausfederbewegungen der Radträger (Lenker 5) das vordere und hintere Absperrorgan (12; 13) derart selektiv und wechselweise auf- und zusteuert, daß das vordere Absperrorgan (12) geöffnet und das hintere (13) geschlossen ist, wenn die momentane Ein- oder Ausfederbewegung des vorderen und hinteren Rades (3; 4) der momentanen Nickbewegung des Fahrzeugs (1) gleichgerichtet ist, und umgekehrt (Fig. 1c, 1d).
daß an den Radträgern (Lenker 5) mindestens des vorderen und des hinteren Rades (3 bzw. 4) jeder Fahrzeugseite ein die Ein- bzw. Ausfederbewegung des Radträgers (Lenker 5) erfassender Sensor (Drehmelder 16; 17) angeordnet ist,
und daß die Steuereinheit (14) in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors (Kreisel 15) für die Neigungsänderungen des Fahrzeugs (1) und der Sensoren (Drehmelder 16; 17) für die Ein- und Ausfederbewegungen der Radträger (Lenker 5) das vordere und hintere Absperrorgan (12; 13) derart selektiv und wechselweise auf- und zusteuert, daß das vordere Absperrorgan (12) geöffnet und das hintere (13) geschlossen ist, wenn die momentane Ein- oder Ausfederbewegung des vorderen und hinteren Rades (3; 4) der momentanen Nickbewegung des Fahrzeugs (1) gleichgerichtet ist, und umgekehrt (Fig. 1c, 1d).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
da auf jeder Fahrzeugseite die jeweils
benachbarten Druckmittelzylinder (19) durch zwei parallele
Verbindungsleitungen (12 a, 12 b; 13 a, 13 b) mit je einem
Absperrorgan aus einem Rückschlagventil (25) für die eine oder andere Strömungsrichtung
und je einem Absperrventil (24) verbunden sind,
derart, daß durch Öffnen des einen oder anderen Absperrorgans
der Druckmittelfluß in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs freigebbar ist,
und daß die Steuereinheit (26) in Abhängigkeit von den Signalen des die Neigungsänderungen des Fahrzeugs erfassenden Sensors (Kreisel 15′) wechselweise sämtliche Absperrorgane (24, 25) für Vorwärtsströmung des Druckmittels öffnet und die Absperrorgane (24, 25) für Rückwärtsströmung schließt, oder umgekehrt, und zwar derart, daß bei nach vorne gerichteter Nickbewegung des Fahrzeugs die Absperrorgane für Vorwärtsströmung des Druckmittels geöffnet sind (Fig. 2).
und daß die Steuereinheit (26) in Abhängigkeit von den Signalen des die Neigungsänderungen des Fahrzeugs erfassenden Sensors (Kreisel 15′) wechselweise sämtliche Absperrorgane (24, 25) für Vorwärtsströmung des Druckmittels öffnet und die Absperrorgane (24, 25) für Rückwärtsströmung schließt, oder umgekehrt, und zwar derart, daß bei nach vorne gerichteter Nickbewegung des Fahrzeugs die Absperrorgane für Vorwärtsströmung des Druckmittels geöffnet sind (Fig. 2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich die Druckmittelzylinder (9)
des vorderen Rades (3′) je einer Fahrzeugseite und des hinteren
Rades (4′) der jeweils anderen Fahrzeugseite jeweils durch eine Diagonalverbindungsleitung
(30; 31) verbunden sind, die für
jede Strömungsrichtung getrennt steuerbare Absperrorgane
(28; 29) aufweist, daß ein auf die Neigungsänderungen des Fahrzeugs
in Querrichtung ansprechender Sensor (Kreisel 15′) vorgesehen
ist, und daß die Steuereinheit (26) in Abhängigkeit von den
Signalen der Längs- und Querneigungssensoren (15; 15′) die Absperrventile
(28; 29) der Diagonalverbindungsleitungen (30; 31) derart
steuert, daß ein der Nick- und Kippbewegung entgegenwirkender
Druckmittelfluß in den Diagonalverbindungsleitungen
(30; 31) freigegeben wird (Fig. 2, 3).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diagonalverbindungsleitungen
(30; 31) von Pumpen (26′; 27) beaufschlagbar sind, deren
Pumpleistung und/oder Förderrichtung von der Steuereinheit
(26) steuerbar ist (Fig. 2, 3).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß den Radträgern Federeinrichtungen
(37) und hydraulische Dämpfungseinrichtungen
(34, 35, 36) zugeordnet sind, und daß an zumindest einem Teil der
Radträger (Lenker 5) die Dämpfungseinrichtungen mit von der Steuereinheit
(26) steuerbaren Absperrorganen (34) versehen sind (Fig. 2).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei drei oder mehr Radpaaren die
Dämpfungseinrichtungen des vorderen und hinteren Radpaares
(3′, 4′) mit steuerbaren Absperrorganen (34) versehen sind
(Fig. 2).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei fünf Radpaaren die Dämpfungseinrichtungen
der beiden vorderen und der beiden hinteren
Radpaare (40, 42; 41, 43) mit steuerbaren Absperrorganen (51 a; 50 a; 48 a; 49 a) versehen
sind (Fig. 4).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Absperrorgane (49 a; 50 a) an den
Dämpfungseinrichtungen des zweiten und des
vorletzten Radpaares (42; 43) nur bei vom Neigungssensor (Kreisel 15)
erfaßten plötzlichen Neigungsänderungen beim plötzlichen
Bremsen oder Beschleunigen ansteuerbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzylinder
(9) an ein internes Pumpsystem anschließbar sind
(Fig. 2, 4).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckmittelfluß in
den Diagonalleitungen (30; 31) so gesteuert ist, daß er in
der die stärkere Neigung aufweisenden Diagonalleitung höher
ist, und daß die Ventile an den Längsseiten so betätigt
sind, daß die Strömung in Längsrichtung der in der am stärksten
geneigten Diagonalleitung entspricht (Fig. 3a).
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile als
Drosselventile mit veränderbarer Dämpfung ausgebildet sind.
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