DE2923357C2

DE2923357C2 - Sich regelnde Aufhängungen für die Zelle eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2923357C2
Application number: DE2923357A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: ALFA ROMEO SpA MILANO IT; Alfa Romeo SpA Milano
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1983-05-11
Also published as: GB2025863A; US4295660A; DE2923357A1; FR2427924B1; FR2427924A1; GB2025863B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydropneumatische Federung mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der FR-PS 11 83 994 ist es bekannt bei einer hydropneumatischen Federung ohne Niveauregelung die Hydraulikkammern der dem jeweiligen Rad des Fahrzeuges zugeordneten Stellglieder über einen Lastenübertragungsregler miteinander zu verbinden, der als Druckvergleicher zum Vergleichen der Drücke in den Hydraulikkammern und zur Herstellung eines vorbestimmten Verhältnisse; zwischen der Druckdifferenz in den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder einer Achse und der Druckdifferenz in den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder der anderen Achse ausgebildet ist.

Aus der DE-AS 11 57 938 wiederum ist es bekannt,

bei einer hydropneumatischen Federung, welche einen Lastenübertragungsregler der oben beschriebenen Art aufweist, jeder hydropneumatjscben Feder einen Ni> veauregler zuzuordnen, der in an sich bekannter Weise jeweils in Abhängigkeit des Abstandes des Fahrzeugkörpers von der Radnabe eine Niveauregelung vornimmt Allerdings behandelt die DE-AS 1157 938 lediglich einen Spezialfall, bei dem der Vorderachse eines Fahrzeuges zur Reduzierung des konstruktiven und regelungstochnischen Aufwandes lediglich eine hydropneumatische Feder zugeordnet ist, so daß bei dieser bekannten Konstruktion insgesamt nur drei hydropneumatische Federn und damit auch nur drei Niveauregler vorgesehen sind.

Lastenübertragungsregler bei hydropneumatischen Federungen der oben beschriebenen Art bestehen meist aus zwei Zylindern, in denen je ein doppelt wirkender Kolben verschiebbar angeordnet ist Die beiden doppelt wirkenden Kolben sind Ober eine Kolbenstange mechanisch miteinander verbunden. Die jeweils gegenüberliegende Kolbenfläche dieser Kolbenanordnung sind über Leitungen mit den Hydraulikkammem der Stellglieder der Räder einer Achse verbürgen. Die Kolbenfläche der Reihenanordnung sind dab«: derart gewählt daß die Lastübertragung der Räder der einen Achse in einem vom Konstrukteur vorgegebenen Verhältnis zur Lastübertragung der Räder der anderen Achse steht Dieses Verhältnis ist vom Konstrukteur derart gewählt daß sich im Fahrbetrieb z. B. ein optimaler Grad der Untersteuerung ergibt

Vollkommen unabhängig vom Lastenübertragungsregler arbeiten die jedem Rad zugeordneten Niveauregler.

Wird beispielsweise die statische Last eines Fahrzeuges bei unveränderter Lage des Schwerpunktes erhöht oder reduziert so stellen die Niveauregler automatisch die vorgegebene straßenparallele Lage des Fahrzeugkörpers in einem bestimmten Abstand gegenüber der Fahrbahn wieder her. Kommt es bei einem derartigen Fahrzeug zu einer Nickbewegung infolge einer Beschleunigung oder einer Verzögerung, wodurch eine Lastverlagerung auf die Vorder- oder Hinterräder erfolgt so wirken auch bei diesem Fahrzustand die Niveauregler in Richtung der Wiederherstellung der vorgegebenen straßenparallelen Lage des Fahrzeugkörpers.

Wird mit einem derartigen Fahrzeug eine Kurve gefahren, so erfolgt eine Lastverlagerung auf die kurvenaußenseitigen Räder. Da sich dabei der Abstand des Fahrzeugkörpers von der Radnabe im Falle der so kurvenaußenseitigen Rädef verringert und im Falle der kurveninnenseitigen Räder erhöht, sprechen die Niveauregler an und wirken in Richtung der Wiederherstellung der straßenparallelen Lage. Entspricht bei diesem Vorgang das Verhältnis der Lastverlagerung zwischen den Vorderrädern und der Lastverlagerung zwischen den Hinterrädern dem konstruktiv im Lastenübertragungsregler vorgegebenen Druckdifferenzverhältnis, so wirken die Niveauregler in der oben beschriebenen Weise, ohne daß der Lastenübertragungsregler anspricht. Wird dieses vorbestimmte Verhältnis dagegen nicht eingehalten, so spricht der Lastenübertragungsregler an und bewirkt eine Wiederherstellung dieses Verhältnisses. Gleichzeitig wirken auch die Niveauregler — wie oben beschrieben — in Richtung der Wiederherstellung der straßenparallelen Lage.

Die für die Wiedet herstellung des konstruktiv vorgegebenen Druckdifferenzverhaltnisses erforderlichen Druckflüssigkeitsmengen müssen bei bekannten hydropneumatischen Federungen der oben beschriebenen Art jeweils durch die Kolben des Lastenübertragungsreglers bewegt werden. Da für eine wirksame Steuerung relativ große Flüssigkeitsmengen entzogen bzw. zugeführt werden müssen, ist es erforderlich, auch die wirksamen Kolbenflächen entsprechend groß zu bemessen. Dies führt zu großen Kolben-Zylinderanordnungen und damit zu relativ voluminösen Lastenübertragungsreglern. Neben dem hohen Platzbedarf haben derartige Lastenübertragungsregler jedoch aufgrund der großen Kolbenanordnungen auch .Nachteile in bezug auf die Ansprechbereitschaft und die Regelgenauigkeit

Ein weiterer Nachteil derartiger bekannter hydropneumatischer Federungen zeigt sich, wenn mit einem Rad des Fahrzeuges eine Bodenerhebung überfahren wird. In diesem Fall ändert sich nämlich das vorgegebene Druckdifferenzverhältnis im Lastenübertragungsregler, wodurch dieser anr~,icht und Druckflüssigkeit sowohl in das Stellglied des mit dem einen Rad auf der gleichen Achse, als auch in das Stellglied des mit dem einen Rad auf der gleichen Fahrzeugseitc angeordneten Rades gefördert wird. Aufgrund dieser Arbeitsweise wird der Fahrzeugkörper parallel zur Fahrbahn angehoben.

Besitzt eine derartige hydropneumatische Federung auch Niveauregler, so sprechen diese aufgrund der Änderung des Abstands des Fahrzeugkörpers von den Radnaben an und versuchen den Fahrzeugkörper wieder auf den vorbestimmten Abstand von der Fahrbahn abzusenken. Die Folge ist eine ständige Niveauänderung des Fahrzeugkörpers beim Überfahren von Bodenunebenheiten mit den daraus resultierenden Nachteilen in bezug auf das Fahrverhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine: hydropneumatische Federung der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß bei konstruktiv einfachem Aufbau ein verbessertes Ansprechverhalten des Lastenübertragungsreglers bei Kurvenfahrt sowie bein, Überfahren von Bodenunebenheiten mit einem Rad erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist erstmalig eine hydropneumatische Federung geschaffen, durch die beim Ansprechen des Lastenübertragungsreglers die Arbeitsflüssigkeit nicht durch den Druckvergleicher selbst von den Stellgliedern der einen Achse zu den Stellgliedern der anderen Achse verschoben wird, sondern der Druckvergleicher lediglich als Steuerorgan für die hydraulische Verbindung zwischen den Stellgliedern f-'cisher Achsen dient

Dadurch kann der Druckvergleicher sehr klein gestaltet werden, wodurch Vorteile nicht nur in bezug auf die Baugröße, sondern auch in bezug auf die Verringerung der Trägheit und der Arbeitsgeschwindigkeit und damit hinsichtlich des Ansprechverhaltens erzielt werden.

Beim Überfahren von Bodenunebenheiten durch eines der Räder wiederum wird aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung ein Anheben dds Fahrzeugkörpers vermieden und damit das Fahrverhalten verbessert. So kann die Hydraulikflüssigkeit, die von dem die Bodenunebenheitert überfahrenden Rad in den Lastenübertragungsregler gefördert wird, aufgrund der direkten hydraulischen Querverbindung in die Hydrau-

likkammer des Stellgliedes des anderen Rades der gleichen Achse fließen, ohne daß dadurch die Stellglieder und damit die Räder der anderen Achse beeinflußt werden. Während somit die Stellglieder dieser anderen Achse ihre Steifigkeit in bezug auf die Aufnahme von Schlingermomenten beibehalten, wird die Steifigkeit derjenigen Achse, deren eines Rad das Hindernis überfährt, durch die hydraulische Querverbindung verringert, so daß Schlingermomente durch die Unebenheiten nicht in den Fahrzeugkörper eingeleitet werden können. Auf diese Weise wird die Schlingertendenz verringert und damit das Fahrverhalten verbessert. Generell ist es bei der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Federung unerheblich, ob die Flüssigkeitsbilanz in der Hydraulikkammer des jeweiligen Stellgliedes eines Rades im Falle des Arbeitens des zugeordneten Niveaureglers bei gleichzeitigem Bestehen der direkten hydraulischen Querverbindung positiv oder negativ ist. So ist erfindungsgemäß die direkte hydraulische Querverbindung stets nur zwischen den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder einer Achse wirksam, während eine solche hydraulische Querverbindung zwischen den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder der anderen Achse in einem solchen Falle nicht besteht. Aus diesem Grund wirken die Niveauregler der beiden Achsen stets unabhängig voneinander, wodurch aufgrund der Anordnung der Niveauregler an dem steifen Fahrzeugkörper die Niveauregler der anderen Achse den Fahrzeugkörper auch dann in die Normallage zurückführen, wenn die Niveauregler der eirien Achse aufgrund der Flüssigkeitsbilanz in den Hydraulikkammern der zugeordneten Stellglieder nicht in der sonst üblichen Weise wirksam sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.

Eine in bezug auf das Fahrverhalten besonders zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich aus den Merkmaien der Ansprüche 7 und 8.

Zwei mögliche Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Gesamtdarstellung eines ersten Beispiels einer hydropneumatischen Federung,

Fig. 2 eine Variante eines Details der Federung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Gesamtdarstellung eines zweiten Beispiels einer hydropneumatischen Federung.

In Fig. 1 sind mit 101, 102, 103, 104 allgemein die zu einem jeden Rad gehörenden Stützeinheiten mit hydropneumatischen Federn, im folgenden kurz Aufhängungen genannt, bezeichnet 101 und 102 bezeichnen dabei die Aufhängungen der Räder der Vorderachse, während 103 und 104 die Aufhängungen der Räder der Hinterachse kennzeichnen. Jede Stützeinheit besitzt ein hydraulisches Stellglied, das aus einem mit dem Fahrzeugkörper, das heißt mit der aufgehängten Masse des (in der Figur nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges verbundenen Zylinder und aus einem mit der Nabe des betreffenden Rades, das heißt mit der nicht aufgehängstehender Flüssigkeit gefüllt und mittels einer Dämpfungsdrossel bzw. Drosselöffnung 141,142,143 bzw. 144 mit dem Hydraulikraum 151, 152, 153 bzw. 154 der betreffenden hydropneumatischen Feder verbunden, der ebenfalls mit unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllt und durch eine Membrane 161,162,163 bzw. 164 von dem, mit unter Druck stehendem Gas gefüllten Gasraum 171, 172, 173 bzw. 174 der Feder getrennt ist. Die zwischen den Hydraulikkammern und den betreffenden Hydraulikräumen angeordneten Drosselöffnungen wirken als stoßdämpfende Mittel der Aufhängungen, während die Gasräume als elastische Elemente der Aufhängungen dienen.

Die Hydraulikkammer 131, 132, 133 bzw. 134 eines jeden Zylinders ist ferner durch eine Leitung 181, 182, 183 bzw. 184 mit einem bekannten und nur schematisch dargestellten Niveauregler 191, 192, 193 bzw. 194 verbunden. Jeder Niveauregler umfaßt einen Steuerschieber und Mittel, die auf Änderungen der relativen Entfernung zwischen dem Fahrzeugkörper und jedem der Räder ansprechen und die mit dem Fahrzeugkörper und der Nabe des Rades über Mittel verbunden sind, die imstande sind, die die besagten Änderungen der relativen Entfernung anzeigenden Signale derart zweckmäßig zu filtern, daß vermieden wird, daß die Signale, die durch auf Holperigkeiten der Fahrbahn beruhende Erschütterungen erzeugt werden, erfaßt werder Jeder Steuerschieber stein in Wirkverbindung mit den betreffenden empfindlichen Mitteln und ist über eine Leitung 201,202,203 bzw. 204 mit einer Leitung 21 für unter Druck stehende Flüssigkeit verbunden, die von einem Speicher 22 abzweigt, der durch eine Pumpe 23 aus einem Behälter 24 gespeist wird. Jeder Steuerschieber ist ferner über eine Leitung 251, 252, 253 bzw. 254 mit einer Abflußleitung 26 verbunden, die in den Behälter 24 mündet.

In der Zeichnung ist allgemein mit 27 ein Lastenübertragungsregler mit einem Druckvergleicher bezeichnet, der aus zwei doppelwirkenden Kolben 28 und 29 besteht, die durch eine Stange 30 fest miteinander verbunden sind. Die Kolben haben verschiedenen Querschnitt in Abhängigkeit vom verlangten Verhältnis der Lastenverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse, könnten aber auch gleichen Querschnitt haben und durch ein Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis verbunden sein, wie bei der Variante der Fig.2. Der Kolben 28 gleitet dicht in einem Zylinder, der mit 31 bezeichnet ist, und unterliegt der Wirkung einer mit 32 bezeichneten Feder. Auch der Kolben 29 gleitet dicht in einem eigenen mit 33 bezeichneten Zylinder und unterliegt ebenfaJ!. der Wirkung einer mit 34 bezeichneten Feder.

Die Kammer 35 des Zylinders 31 steht in Verbindung mit der Hydraulikkammer 131 der Aufhängung 101 durch eine Leitung 361, die von der Leitung 181 abgezweigt ist Mit einem mittleren Bereich des Zylinders 31 ist eine Abzweigung 371 der Leitung 361 verbunden, in die ein Rückschlagventil 381 eingeschaltet ist Die Kammer 39 des Zylinders 31 steht in Verbindung

ten Masse (ebenfalls nicht gezeigt) verbundenen Kolben «> mit der Hydraulikkammer 132 der Aufhängung 102

besteht Bei der Aufhängung 101 ist der Zylinder mit 111 mittels einer von der Leitung 182 abgezweigten Leitung

bezeichnet und dessen Kolben mit 121; bei der

Aufhängung 102 sind Zylinder und Kolben mit 112 bzw.

bezeichnet; bei der Aufhängung 103 lauten die betreffenden Bezeichnungen 113 und 123 und schließ- !ich bei der Aufhängung 104 jeweils 114 und 124.

Die Hydraulikkammern 131,132,133,134 eines jeden Zylinders 111,112,113 bzw. 114 sind mit unter Druck Mit einem mittleren Bereich des Zylinders 31 ist eine Abzweigung 372 der Leitung 362 verbunden, in die ein Rückschlagventil 382 eingeschaltet ist Die Kammer des Zylinders 33 steht in Verbindung mit der Hydraulikkammer 133 der Aufhängung 103 mittels einer von der Leitung 183 abgezweigten Leitung 363. Mit einem mittleren Bereich des Zylinders 33 ist eine

Abzweigung 373 der Leitung 363 verbunden, in die ein Rückschlagventil 383 eingeschaltet ist. Schließlich steht die Kammer 41 des Zylinders 33 in Verbindung mit der Hydraulikkammer 134 der Aufhängung 104 durch eine Leitung 364, die von der Leitung 184 abgezweigt ist. Mit einer mittleren Zone des Zylinders 33 ist eine Abzweigung 374 der Leitung 364 verbunden, in die ein Rückschlagventil 384 eingeschaltet ist Wenn die Drücke ruf den Seiten der beiden Kolben 28 und 29 diese in einer ausgeglichenen Lage einstellen, werden sie durch die beiden Federn 32 und 34 in dieser neutralen Lage oder Anfangslage gehalten, die in diesem Fall so gewählt ist, daß die Kolben selbst die Abzweigungen 371,372,373,374 absperren.

Die Arbeitsweise der beschriebenen hydropneumatischen Federung ist die folgende:
Wenn bei unveränderter Lage des Schwerpunktes das Gewicht des Fahrzeuges ansteigt, ergibt sich auf den Rädern des Kraftfahrzeuges eine Erhöhung der statischen Last im Verhältnis zu dem planmäßigen Wert. Die zum Erfassen der Änderungen der relativen Entfernung zwischen Fahrzeugkörper und jedem Rad dienenden Mittel, die zu den Niveaureglern 191,192,193 bzw. 194 gehören, werden dadurch wirksam und steuern die betreffenden Steuerschieber der Niveauregler 191, 192,193 bzw. 194, so daß sie die Hydraulikkammer 131, 132, 133 bzw. 134 des jeweiligen Stellgliedes mit der Leitung 21 und mit dem Speicher 22, die Flüssigkeit unter Druck enthalten, in Verbindung setzen. Durch die Leitungen 201, 202, 203, 204 und 181, 182, 183, 184 gelang* in die Hydraulikkammern der Stellglieder Flüssigkeit unter Druck in der Menge, die nötig ist, um den Fahrzeugkörper zu heben und seine in bezug auf die Räder relative Höhe auf den Wert vor der Erhöhung der Last zurückzubringen.

Wenn statt dessen auf den Rädern des Kraftfahrzeuges eine Verringerung der statischen Last in bezug auf den planmäßigen Wert erfolgt, steuern dieselben zur Erfassung der Entfernungsänderungen zwischen dem Fahrzeugkörper und jedem Rad dienenden Mittel die betreffenden Steuerschieber so, daß sie die Hydraulikkammer des jeweiligen Stellgliedes mit der Abflußleitung 26 und mit dem Behälter 24 in Verbindung setzen, so daß über die Leitungen 181, 182, 183, 184 und 251, 252,253,254 die Flüssigkeitsmenge abfließt, die nötig ist, um der. Fahrzeugkörper in bezug auf die Räder bis zur Höhe von der Lastverringerung abzusenken. Bei diesen Arbeitsgängen tritt der Lastenübertragungsregler 27 nicht in Wirkung, weil dessen Kolben 28 und 29 ausgeglichen bleiben und sich daher nicht verschieben.

Bei einem Nicken des Kraftfahrzeuges um dessen Querachse, das beim Bremsen oder Gasgeben eintritt, erfolgt eine Lastenübertragung von dem Räderpaar der einen Achse auf das Räderpaar der anderen Achse. Beim Bremsen erfolgt eine Lasterhöhung auf den Vorderrädern und eine Lastverringerung auf den Hinterrädern; beim Gasgeben erfolgt das Gegenteil. In diesen Fällen steuern die zinn Erfassen der Entfernungsänderungen zwischen dem Fahrzeugkörper und jedem Rad dienenden Mittel den Steuerschieber jedes Rades des Paares, bei dem eine Lasterhöhung erfolgte, derart, daß die Hydraulikkammer des betreffenden Stellgliedes mit der Leitung 21 und mit dem Speicher 22 in Verbindung gesetzt wird, während die Steuerschieber der Räder des Paares, bei dem eine Lastverringerung erfolgte, derart eingestellt werden, daß die Hydraulikkammer des betreffenden Stellgliedes mit der Abflußleitung 26 und mit dem Behälter 24 in Verbindung gesetzt wird. Die Zunahme der Flüssigkeitsmenge in den Stellgliedern der stärker belasteten Räder und das gleichzeitige Abfließen von Flüssigkeit aus den Stellgliedern der weniger belasteten Räder bewirkt eine entsprechende f ageänderung des Fahrzeugkörpers und ein Aufheben ats Nickens des Kraftfahrzeuges. Auch in diesem Fall tritt der Lastenübertragungsregler 27 nicht in Wirkung, da dessen Kolben 28 und 29 ausgeglichen bleiben.

ίο Wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve nimmt und um seine Längsachse schlingert, erfolgt eine Lastenübertragung von dem Räderpaar an der Innenseite der Kurve auf das Räderpaar an der Außenseite der Kurve. In diesem Fall steuern die zum Erfassen der Entfernungsänderungen zwischen dem Fahrzeugkörper und jedem Rad dienenden Mittel die Steuerschieber der Räder des Paares, das eine Lasterhöhung erfahren hat, derart, daß die Hydraulikkammer des betreffenden Stellgliedes mit der Leitung 21 und mit dem Speicher 22 in Verbindung gesetzt wird, während die Steuerschieber der Räder, die eine Lastverringerung erfahren haben, derart eingestellt werden, daß die Hydraulikkammer des betreffenden Stellgliedes mit der Abflußleitung 26 und mit dem Behälter 24 in Verbindung gesetzt wird. Den Stellgliedem der stärker belasteten Räder wird dadurch Flüssigkeit unter Druck zugeführt, während aus den Stellgliedern der weniger belasteten Räder ein Teil der Flüssigkeit entnommen wird, so daß der Fahrzeugkörper dahingehend beeinflußt wird, die Lage vor dc^r Kurve wieder einzunehmen und das Schlingern aufzuheben.

Die Wirkung der Niveauregler, die bei den beiden Stellgliedern der Vorderräder und der Hinterräder identisch ist, wird von der gleichzeitigen Einwirkung des Lastenübertragungsreglers 27 begleitet, der bezweckt, ein ganz bestimmtes Verhältnis der Lastenübertragungen zwischen den Rädern der Vorderachse zu den Lastenübertragungen zwischen den Rädern der Hinterachse beim Schlingern des Wagens zu erzwingen, wie es die Forderung verlangt, einen optimalen Grad der Unterst°uerung des Wagens zu erzielen.

Der Lastenübertragungsregler 27 wirkt, wie später noch zu klären ist, derart, daß er die linke Aufhängung und die rechte Aufhängung einer Achse untereinander verbindet, bis ein ausgeglichener Zustand der Drücke auf den Kolben 28 und 29 des Druckvergleichers des Reglers erreicht wird, das heißt ein bestimmtes Verhältnis der Lastenübertragungen zwischen den Rädern der Vorderachse zu den Lastenübertragungen

so zwischen den Rädern der Hinterachse beim Schlingern. Dieses Verhältnis ist entweder durch das zwischen den Querschnitten der Kolben 28 und 29 gewählte Verhältnis oder durch das Übersetzungsverhältnis des die Kolben verbindenden Getriebes vorgegeben, in dem FaD, in dem die Kolben denselben Querschnitt haben (wie in F ig. 2).

Nimmt man beispielsweise an, daß das Fahrzeug eine Rechtskurve nimmt und daß daher die stärker belasteten Räder, die mit den Aufhängungen 101 und 103 verbunden sind, und die weniger belasteten Räder die mit den Aufhängungen 102 und 104 verbanden sind, so erfolgt in der Kammer 40 des ZyBnders 33 ein Druckanstieg, während in der Kammer 41 desselben Zylinders eine Druckabnahme stattfindet Ebenso erfolgt in der Kammer 35 des Zylinders 31 ein Druckanstieg und in der Kammer 39 desselben eine Druckverringerung. Diese Druckänderungen sind gleich und entgegengesetzten Vorzeichens bei den Rädern

einer Achse, haben aber verschiedene Werte bei der Vorderachse und Hinterachse und folglich sind die Änderungen der Vertikallast verschieden. Das Verhältnis der Lastveränderungen bei der Vorderachse zur Lastveränderung bei der Hinterachse hängt von der Steifheit der Aufhängungen an den Rädern ab und ist unabhängig vein nachfolgenden Eingriff des Lasten-Ubertragungsreglers.

Infolge dei besagten Druckänderungen, im Beispiel der betrachteten Fahrt in einer Rechtskurve, wird auf den Kolben 28 des Druckvergleichers eine nach unten gerichtete Kraft und auf den Kolben 29 eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt. Die Größe dieser Kraft hängt sowohl von den Werten der Druckänderungen als auch von den Querschnitten der Kolben 28 und 29 ab.

Die beiden Kolben bleiben nur dann im Kräftegleichgewicht und der Lastenübertragungsregler 27 tritt nur dann nicht in Wirkung, wenn die Druckänderung im umgekehrten Verhältnis der Querschnitte der Kolben,

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Rädern der Vorderachse und die Lastenübertragungen zwischen den Rädern der Hinterachse in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Ist dies nicht der Fall — beispielsweise dann, wenn das Verhältnis der Lastenübertragungen zwischen den Vorderrädern zu den Lastenübertragungen zwischen den Hinterrädern kleiner ist, als das konstruktiv vorgegebene Verhältnis — so ist die auf den Kolben 28 wirkende, nach unten gerichtete Kraft kleiner, als die auf den Kolben 29 wirkende, nach oben gerichtete Kraft, wodurch sich die beiden Kolben nach oben verschieben. Mit der Verschiebung des Kolbens 29 wird die Leitung 363 mit der Abzweigung 374 der Leitung 364 in Verbindung gesetzt, so daß zufolge des Druckunterschiedes in den beiden Hydraulikkammern 133 und 134 durch das dann öffnende Rückschlagventil 384 hindurch ein bestimmter Flüssigkeitsdurchfluß aus der Hydraulikkammer 133 in die Hydraulikkammer 134 erfolgt Diese Flüssigkeitsverschiebung verursacht — wie später erläutert werden wird — eine Veränderung der Lastenübertragung: der Wert des Druckes in der Aufhängung 103 sinkt ab und der Wert des Druckes in der Aufhängung 104 s'.ügt an. Gleichzeitig wird der Niveauregler 193 angeregt, der Hydraulikkammer 133 der Aufhängung 103 Druckflüssigkeit zuzuführen, um der von der Schlingerbewegung herbeigeführten Absenkung des Fahrzeugkörpers entgegenzuwirken.

In diesem Zustand nimmt die Aufhängung 103 eine geringere Last auf. Der Niveauregler 194 wird hingegen angeregt aus der Hydraulikkammer 134 der Aufhängung 104 Flüssigkeit abzuführen, um die vom Schlingern herbeigeführte Anhebung des Fahrzeugkörpers aufzuheben. In die Hydraulikkammer 134 gelangt aber auch ein Flüssigkeitsnachschub von der Hydraulikkammer 133, so daß die Aufhängung 104 eine größere Last aufnimmt, nämlich genau den Lastanteil, um den die Aufhängung 103 des anderen Rades der Hinterachse entlastet worden ist Insgesamt wird die Lastenübertragung zwischen den Rädern der Hinterachse verringert

Während sich bei der Hinterachse die erläuterten Vorgänge abspielen, ergibt sich hingegen bei der Vorderachse durch die Verschiebung des Kolbens 28 in seinem Zylinder 31 nach oben keine Zwischen- bzw. Querverbindung zwischen den Hydraulikkammern 131 und 132 der Aufhängungen 101 und 102, weil das Rückschlagventil 381 unter der Wirkung des Li der Abzweigung 371 herrschenden höheren Druckes in bezug auf den Druck in der Leitung 362 geschlossen bleibt. Die Niveauregler 191 und 192 der Aufhängungen 101 und 102 der Vorderräder sprechen ebenfalls an und arbeiten der durch das Schlingern herbeigeführten Lageänderung des Fahrzeugkörpers entgegen.

Während somit die Schlingerfestigkeit der Hinterachse durch die Verbindung der Aufhängungen 103 und 104, die durch den Lastenübertragungsregler 27 geschaffen wurde, verringert wird, ändert sich die Schlingerfestigkeit der Vorderachse nicht wesentlich und behält verhältnismäßig hohe Werte bei. Die Wirkung des äußeren Schlingermomentes wird demnach hauptsächlich durch die Vorderachse ausgeglichen und die Niveauregler 191,192,193,194 wirken dahingehend, die durch das Schlingern veränderte Lage des Fahrzeugkörpers wiederherzustellen.

Sobald die Lastenübertragungen zwischen den Rädern der Vorderachse und jene zwischen den Räckin der Hinterachse wieder in dem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen, gelangen die beiden Kolben 28 und 29 wieder in den Zustand des Kräftegleichgewichtes und kehren unter der Wirkung der Feder 32 in ihre neutrale Lage zurück. Die Zwischenverbindung der Aufhängungen der Räder beiden Achsen wird also wieder unterbrochen.

Eine Änderung der statischen Last des Fahrzeuges mit Änderung der Lage des Schwerpunktes kann als Überlagerung der drei vorstehend beschriebenen Zustände (Änderung der statischen Last ohne Verlagerung des Schwerpunktes, Änderung der dynamischen Last aufgrund eines Nickmomentes und aufgrund eines Schlingermomentes) aufgefaßt werden.

Die beschriebene hydropneumatische Aufhängung verhält sich bezüglich Fahrbahnunregelmäßigkeiten praktisch passiv, da die Niveauregler 191,192,193,194 derart ausgelegt sind, daß Signale der Lageänderungen des Fahrzeugkörpers ausgefiltert werden, die durch auf Unregelmäßigkeiten der Fahrbahn zurückgehende Störungen verursacht werden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Lastenübertragungsreglers mit der eingangs geschilderten zeitweiligen Querverbindung der zu der gleichen Achse gehörenden Aufhängungen, wire aber eine Störung an einem Rad einer Achse teilweise vom anderen Rad derselben Achse aufgenommen, wodurch der Schlingerwinkel verringert wird.

Wenn zum Beispiel das linke Vorderrad einem Hindernis begegnet so erfährt der Druck in der Hydraulikkammer 131 der Aufhängung 101 eine Erhöhung. Folglich streben die Kolben 28 und 29 des Lastenübertragungsreglers danach, sich nach unten zu verschieben, so daß durch den Kolben 28 die Aufhängungen 101 und 102 der Vorderräder über das Rückschlagventil 382 miteinander in Verbindung gesetzt werden. In den Aufhängungen der Hinterräder bleiben hingegen die Drücke gleich oder sie ändern sich nur in geringem Umfang durch die Verschiebung des Kolbens 29 des Lastenübertragungsreglers. Im Ergebnis neigt unter der Wirkung des Lastenübertragungsreglers die Schlingerfestigkeit der Aufhängungen der Vorderräder dazu, sich zu verringern. Folglich nehmen die Aufhängungen der Vorderräder keine bzw. nur geringe Schlingermomente auf und der Fahrzeugkörper erfährt nur minimale Schlingerdrehungen. Natürlich ergibt sich ein analoges Verhalten, wenn ein Hinterrad auf ein Hindernis stößt

In F i g. 2 ist ein anderes Beispiel eines Lastenübertragungsreglers 27a gezeigt, dessen Druckvergleicher aus zwei dicht in betreffenden Zylindern 31a und 33a

gleitenden Koiöen 28a und 29a besteht. Die beiden Kolben sind hier mittels Getriebe verbunden, das aus einem Stab 42, einem Hebel 43 und einem Stab 44 besteht Dia beiden Stäbe 42 und 44 sind an den betreffenden Kolben 28a und 29a und an dem Hebel 43 angelenkt, der in 45 seinen Drehpunkt hat. Rk die Leitungen, welche die Aufhängungen 101,102, 103, 104 mit den Zylindern 31a und 33a des Lastenübertragungsreglers 27a verbinden, sowie für die analogen Bauelemente, wurden dieselben Bezugszeichen der Fig. 1, jedoch gefolgt vom Buchstaben a, verwendet. Der Lastenübertragungsregler 27a arbeitet genau so wie der Regler 27 der Fig 1. Der einzige Unterschied besteht darin, daß im vorliegenden Fall die Gleichgewichtslage der Kolben durch das Verhältnis der Länge der Arme des Hebels 43 bestimmt wird und dann gegeben ist, wenn die auf die beiden (denselben Querschnitt aufweisenden) Kolben wirkenden Druckdifferenzen im umgekehrten Verhältnis der Länge der Arme des Hebels 43 stehen.

Bei der bercfiriebenen und in F i g. 1 dargestellten hydropiieunt, mischen Aufhängung ist die Aufhängung 101, 102, 103 bzw. 104 eines jeden Rades mit dem Lastenübertragungsregler 27 (bzw. 27a) über eine Leitung 361, 362, 363 bzw. 364 (bzw. 361a, 362a, 363a bzw. 3Ma) verbunden, die frei in die Hydraulikkammer veränderlichen Volumens 131, 132, 133 bzw. 134 des betreffenden Stellgliedes mündet. Gemäß der Ausführungsform der F i g. 3-i?t hingegen vorgesehen, daß die Aufhängung des jeweiligen Rades mit dem Lastenübertragungsregler 27 über stoßdämpfende Elemente in Verbindung steht, die dazu geeignet sind, die Störungen zu dämpfen, die sich zwischen den beiden Rädern einer Achse übertragen, wenn eines der beiden Räder auf ein isoliertes Hindernis auftrifft und die beiden Aufhängungen dieser Räder in der beschriebenen Weise durch den Lastenübertragungsregler miteinander in Verbindung gesetzt werden.

Als stoßdämpfende Elemente können insbesondere die üblichen, in hydropneumatische Aufhängungen eingebauten Dämpfungsdrosseln benutzt werden, närrilich die Drosselöffnungen 141, 142, 143, 144 und die Hydraulikräume 151, 152,153, 154 der hydropneumatischen Federn. Dies wird dadurch erreicht, daß die Leitungen 361,362,363,364 (bzw. 361a, 362a, 363a, 364a; durch entsprechende Leitungen 1361, 1362, 1363, 1364 ersetzt werden, die nicht in die Hydraulikka.rimern 131, 132, 133, 134 der Stellglieder, sondern in die Hydraulikräume 151,152,153,154 der hydropneumatisehen Federn münden. Daraus folgt, daß die in Fig.3 dargestellte hydropneumatische Aufhängung im Falle von statischen Laständerungen ohne oder mit Schwerpunktverlagerung und im Falle von Änderungen der dynamischen Last beim Nicken des Kraftfahrzeuges aufgrund von Gasgeben oder Bremsen und beim Schlingern des Kraftfahrzeuges in Kurven wie diejenige der Fig. 1 arbeitet. In dem Fall, daß ein Rad über ein isoliertes Hindernis läuft, bleibt der Vorteil der geringeren, auf den Fahrzeugkörper übertragenen Störung (Rrößerer Fahrkomfort) erhalten, dank der geringeren Schlingerfestigkeit der Achse, zu der das betreffende Rad gehört, aufgrund der zeitweiligen Verbindung, die über den Lastenübertragungsregler 27 (bzw. 27a; zwischen dessen Aufhängung und der des

« anderen Rades derselben Achse entsteht.

Aufgrund des Umstandes, daß in den Querverbindungskreislauf zwischen den Aufhängungen der Räder der gleichen Achse Stoßedämpfer bzw. Dämpfungsdrosseln eingeschaltet sind, die in der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform die Drosselöffnupgen der Aufhängungen sind, ergibt sich ebenfalls im Fall einer aufgrund des Auftreffens eines Rades auf ein isolierte» Hindernis bewirkten Störung außerdem eine stärkere: Dämpfung der Bewegung der Kolben in den Hydraulikkammern der Stellglieder der Aufhängungen der betreffenden Achse und es werden dadurch die: zwischen den beiden Rädern derselben Achse übertragenen Störungen gering gehalten mit dem Ergebnis, daß auch auf holperiger Fahrbahn eine gute Bodenhaftung des Kraftfahrzeuges erreicht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Hydroj.neum.atische Federung mit Niveauregelung für Kraftfahrzeuge, umfassend vier hydropneumatische Federn, von denen je eine einem der Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges zugeordnet ist und von denen jede ein zwischen dem Fahrzeugkörper und der betreffenden Radnabe angeordnetes, aus einem Zylinder (111,112,113, ΐ 14) und einem Kolben (121,122,123,124) bestehendes hydraulisches Stellglied mit einer Hydraulikkammer (131,132,133, 134) besitzt, die mit dem Hydraulikraum der hydropneumatischen Feder verbunden ist und einen mit der Hydraulikkammer des Stellgliedes verbundenen Niveauregler (191, 192, 193, 194) aufweist, wobei die Hydraulikkammer eines jeden Stellgliedes mit einem Lastenübertragungsregler (27) in Verbindung steht, der als Druckvergleicher zum Vergleichen der Drücke in den Hydraulikkammern der Stellglieder und zur Herstellung eines vorbestimmten Verhältnisses zwischen der Druckdifferenz Ui den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder einer Achse und der Druckdifferenz in den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder der anderen Achse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckvergleicher zwei miteinander in Wirkverbindung stehende Ventiischieber (28,29) umfaßt, von denen einer eine direkte Verbindung zwischen den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder der einen Achse und der andere eine direkte Verbindung zwischen den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder der anderen Achse steuert, derart, daß in der Neutralstellung der Ventilschiebei beide Verbindungen geschlossen sind und in den Arbeitsstellungen der Ventilschieber jeweils eine '. erbindung in einer Richtung offen ist, wobei bei einer Abweichung vom vorbestimmten Druckdifferenzverhältnis der den Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder derjenigen Achse zugeordnete Ventilschieber in deren Stellgliedern die gegenüber dem durch das vorbestimmte Druckdifferenzverhältnis festgelegten Wert größere Druckdifferenz herrscht, in diejenige Arbeitsstellung verschiebbar ist, in der die Hydraulikkammern der Stellglieder der Räder dieser Achse miteinander verbunden sind.
2. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckvergleicher zwei Zylinder (31, 33 bzw. 31a, 33a) umfaßt, in denen als Ventilorgan je ein doppelt wirkender Kolben (28, 29 bzw. 28a, 29a; verschiebbar ist, weiche Kolben über ein Gestänge (30 bzw. 42,43,44,45) miteinander verbunden sind, wobei der zwischen einem jeden Zylinder und einer Seite des betreffenden Kolbens befindliche Raum (39, 39a ss bzw. 40, 40a) über mindestens eine Leitung (362, 362a bzw. 363,353a; mit der Hydraulikkammer (132 bzw. 133) des Stellgliedes (112-122 bzw. 123) des einen Rades einer Achse verbunden ist und der zwischen einem jeden Zylinder und der anderen Seite des betreffenden Kolbens befindliche Raum (35,35a bzw. 41,4IaJ über mindestens eine Leitung (361,361a bzw. 364,364a; mit der Hydraulikkammer (131 bzw. 134) des Stellgliedes (111-121 bzw. 114-124) des anderen Rades derselben Achse verbunden ist.
3. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder der Leitungen (361, 362, 363, 364) zur Ausbildung der Verbindungen mindestens eine Abzweigleitung (371, 372,373,374 bzw, 371 a, 372a, 373«, 374«; abgezweigt ist, die jeweils in den gleichen Zylinder (31,31a bzw, 33,33a; wie die betreffende Leitung (361,362,363, 364 bzw. 361a, 362a, 363a, 364a; an einer Stelle einmündet, in der sie durch den jeweiligen Kolben (28,29 bzw, 28a, 29«; verschlossen ist, wenn sich die Kolben in der Neutralstellung befinden und daß in den Abzweigleitungen Ventile (381, 382, 383, 384 bzw. 381a, 382a, 383a, 384a; liegen, die einen Flüssigkeitsdurchfluß nur in Richtung vom Zylinder (31,31a bzw. 33,33a; zur Leitung (361,362,363,364 bzw.361a,362a,363a,364a;hin gestatten.
4. Hydropneumatische Federung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (28, 29) entsprechend dem vorbestimmten Druckdifferenzverhältnis unterschiedliche Querschnitte besitzen und durch eine Stange (30) unmittelbar miteinander verbunden sind.
5. Hydropneumatische Federung nach den Ansprächen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (28a, 29a; über ein, das vorbestimmte Druckdifferenzverhältnis festlegendes Hebelgestänge (42, 43, 44, 45) oder dergleichen miteinander verbunden sind.
6. Hydropneumatische Federung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (28, 29 bzw. 28a, 29a; durch Federn (32, 34 bzw. 32a, 34a; in ihrer Neutralstellung gehalten sind.
7. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (1361, 1362, 1363, 1364) der Hydraulikkammer (131, 132, 133, 134) eines jeden Stellgliedes (111-121, 112-122, 113-123, 114-124) mit dem Lastenübertragungsregler (27) eine Dämpfungsdrossel (141,142,143,144) eingeschaltet ist.
8. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (1361, 1362, Π63, 1364) an den Hydraulikraum (151, 152, 153, 154) der hydropneumatischen Feder angeschlossen ist und daß die Dämpfungsdrossel aus einer zwischen dem Hydraulikraum und der Hydraulikkammer (131, 132, 133, 134) des betreffenden Stellgliedes (111-121,112-122, 113-123, 114-124) angeordneten Drosselöffnung (141,142,143,144) besteht.