DE3723239C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Len­ kerachse, insbesondere einer Schräglenkerachse, bei der zwischen wenigstens einem zur Radführung dienenden, be­ weglich angeordneten Lenker und dem Fahrzeugaufbau ein Federelement und ein Schwingungsdämpfer eingeschaltet ist, welcher ein Gehäuse, einen darin fest angeordneten ersten Lamellensatz, eine sich relativ zum Gehäuse dreh­ bar durch dieses erstreckende Achse und einen im Gehäu­ se befindlichen, zweiten Lamellensatz aufweist, der dreh­ fest mit der Achse verbunden ist und der mit dem ersten Lamellensatz zusammenarbeitet.

Aus der DE-PS 26 29 816 ist ein Lamellendämpfer für Kraft­ fahrzeuge der genannten Art bekannt, bei dem die Dämpfungs­ kennlinie des Lamellendämpfers in Abhängigkeit vom Fahr­ zustand des Fahrzeuges so geändert wird, daß ein Durch­ schlagen der Federung weitgehend verhindert wird und der Schwingungsdämpfer eine hohe Lebensdauer besitzt.

Diese Veränderung der Kennlinie des Lamellendämpfers wird dadurch erreicht, daß eine Anpreßscheibe als abgedichte­ ter Trennkolben ausgebildet ist und einen fluidgefüllten Raum begrenzt und dieser Raum mit einem als Druckregelor­ gan wirkenden, hydraulischen Dämpfer in Verbindung steht.

Bei dieser Konstruktion des Lamellendämpfers ist zur Ver­ änderung der Dämpfleistung ein zusätzlicher hydraulischer Dämpfer bzw. Drehflügeldämpfer oder ein Teleskop-Stoßdämp­ fer notwendig. Außerdem wird bei diesem Lamellendämpfer die Dämpfung durch Reibung erzielt, welche durch die Re­ lativbewegung zwischen den Lamellen entsteht, was zu­ sätzliche Maßnahmen zur Vermeidung einer Überhitzung er­ forderlich machen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln ein Kraftfahrzeug der genannten Art so weiterzubilden, daß sich der änderbare Drehwiderstand des Schwingungsdämp­ fers in Abhängigkeit von der Lenkerbewegung des entspre­ chenden Rades beim Einfedern bzw. Ausfedern ändert.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Freilauf, mit dem ein Teil eines der beiden Lamellensätze mit seinem zu­ geordneten Bauteil (Achse oder Gehäuse) kuppel- bzw. freigebbar ist, wird erreicht, daß der erfindungsgemäß bei dem Kraftfahrzeug vorgesehene Schwingungsdämpfer in der einen Drehrichtung, wenn der Teil der Lamellen über den Freilauf mit seinem Bauteil gekuppelt ist, eine här­ tere Dämpfung aufweist als in der anderen Richtung, wenn der Teil der Lamellen mittels des Freilaufs entkuppelt ist. Auf diese Weise läßt es sich beispielsweise errei­ chen, daß der Schwingungsdämpfer beim Einfedern, was ei­ ner Druckbelastung eines normalen Kolbenschwingungsdämp­ fers entspricht, eine weichere Dämpfung aufweist als beim Ausfedern des Rades, was bei einem herkömmlichen Kolbenschwingungsdämpfer eine Zugbelastung darstellt.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf einfache Weise durch eine entsprechende Wahl der An­ zahl der Lamellen eines der Lamellensätze, die über den Freilauf freigebbar bzw. kuppelbar sind, ein "Zug-Druck"- Verhältnis des Schwingungsdämpfers erreicht werden kann, das dem eines herkömmlichen Kolben- oder Teleskopdämpfers entspricht. Es bedarf daher sonst keiner besonderen Mo­ difikation der Achskonstruktion des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, um das gewohnte Fahrverhalten zu erreichen.

Eine zusätzliche Möglichkeit zur Beeinflussung des Zug- Druck-Verhältnisses besteht in der Verwendung eines vis­ kosen Mediums im Gehäuse des Schwingungsdämpfers, dessen Viskosität elektromagnetisch beeinflußbar ist. Man kann dann das Dämpfungsverhalten anhand der Feldstärke eines elektromagnetischen Felds steuern, in dem das viskose Medium liegt. Insbesondere kommt das Spulenfeld einer an den Schwingungsdämpfer angebauten Magnetspule in Be­ tracht. Diese eröffnet bei einfachem Aufbau vielseiti­ ge Steuerungsmöglichkeiten und insbesondere eine An­ passung der Dämpfung an unterschiedliche Beladungs- und Fahrbahnverhältnisse.

Das viskose Medium des erfindungsgemäßen Schwingungs­ dämpfers ist vorzugsweise eine Silikonverbindung von hoher Viskosität.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann der Schwin­ gungsdämpfer, z. B. unter Bildung eines Dämpferlagers, in ein Lager für den Lenker der Lenkerachse integriert oder fest am Fahrzeugaufbau montiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische aufgebrochene Darstellung eines Schwingungsdämpfers mit in­ tegriertem Freilauf;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schräglenker-Hin­ terachse mit Befestigung des Schwingungs­ dämpfers fest am Fahrzeugaufbau;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Schräg­ lenker-Hinterachse, deren Lenker mit je einem Schwingungsdämpfer enthaltenden Dämpferlagern an dem Fahrzeugaufbau an­ gelenkt sind;

Fig. 4 ein Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm ei­ nes Schwingungsdämpfers;

Fig. 5 ein Kraft-Weg-Diagramm eines Schwin­ gungsdämpfers.

Fig. 1 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Schwingungs­ dämpfers 46 der ein im wesentlichen kreiszylindrisches Ge­ häuse 24 mit einem Zylindermantel 26 und stirnseitigen Zylinderdeckel 28 hat. Das Gehäuse 24 umschließt eine mit­ tig und axial darin aufgenommene Achse 30, die in Buchsen 32 an den Zylinderdeckeln 28 unter Abdichtung drehbar ge­ lagert ist. Die Buchsen 32 sind zylindrisch und in mitti­ ger Anordnung einstückig an die Zylinderdeckel 28 ange­ formt, von denen sie nach außen abstehen. Die Achse 30 steht geringfügig über die Buchsen 32 über. An den Enden der aus dem Gehäuse 24 herausgeführten Achse 30 des Schwingungsdämp­ fers 46 greift je ein fest damit verbundener, radialer Hebel 60 an, der sich im wesentlichen horizontal nach vorn erstreckt. Der Hebel 60 läßt sich in Pfeilrichtung 62 verschwenken, wodurch die Achse 30 gedreht wird.

Der Zylindermantel 26 trägt auf seiner Innenseite einen Satz gehäusefester, im wesentlichen in Radialebenen lie­ gender Lamellen 36, deren Innendurchmesser einen Abstand von der Achse 30 hat.

Mit dieser ist ein zweiter Satz ebenfalls in Radialebe­ nen liegender Lamellen 38 verbunden, deren Außendurchmesser ei­ nen Abstand von dem Zylindermantel 26 hat. Es ist aber nur ein Teil der Lamellen 38 des zweiten Lamellensatzes starr mit der Achse 30 verbunden, und zwischen dem ande­ ren Teil 38′ des zweiten Lamellensatzes 38 und der Achse 30 ist ein Freilauf 68 eingeschaltet, der bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel als Rollenfreilauf ausgebildet ist. Der Freilauf 68 sperrt bei einer Drehung der Achse 30, wie sie durch die Bewegung des Schräglenkers bein Ausfedern des Rades auftritt, was der Belastung eines Kolben-Schwingungsdämpfers auf Zug entspricht. Die mit dem Freilauf 68 beschalteten Lamellen 38′ werden dann an die Achse 30 angekoppelt. In Gegendrehrichtung der Achse 30, wie sie aufgrund der Schräglenkerbewegung beim Einfedern des Rades auftritt, werden hingegen die Lamel­ len 38′ freigegeben. Sie tragen daher in dieser Phase, die der Belastung eines Kolben-Schwingungsdämpfers auf Druck entspricht, nicht zu der Dämpfungswirkung des Schwingungs­ dämpfers 46 bei, so daß dieser "im Druck" eine weichere Dämpfung hat als "im Zug". Das entspricht dem Zug-Druck- Verhältnis eines herkömmlichen Kolben-Schwingungsdämpfers.

Fig. 2 zeigt eine Schräglenker-Hinterachse, bei der zur Dämpfung des Lenkers 12 ein Schwingungsdämpfer 46 vorgesehen ist, der mittels eines Bügels 48 am Fahrzeugaufbau montiert ist. Am äußeren Ende des Hebels 60 ist eine Übertragungsstange 64 angelenkt, die sich schräg nach unten er­ streckt und mit ihrem anderen Ende gelenkig an dem in­ neren Gabelarm des Schräglenkers 12 an­ gebracht ist. Übertragungsstange 64 und Hebel 60 bilden so ein Kop­ pelgetriebe, das Schräglenkerbewegungen in eine Drehung der Achse 30 des Schwingungsdämpfers 46 umsetzt.

Fig. 3 zeigt eine Schräglenker-Hinterachse mit Lenkern 10 und 12 die zur Führung der Halbachsen 14 mit den nicht näher dargestellten Radlagern und Rädern dienen. Die Len­ ker 10 und 12 sind gegabelte Schräglenker. Sie sind mit an den beiden Gabelenden angeordneten Lagern 18 schwenkbar am Fahrzeugaufbau 20 gelagert und mittels einer kurz vor dem Gabelpunkt angreifenden Schraubendruckfeder 22 federnd gegen den Fahrzeugaufbau 20 abgestützt. In die Lager 18 sind Schwingungsdämpfer nach Fig. 1 integriert.

Im montierten Zustand ist die Achse 30 der Lager 18 fest mit dem Fahrzeugaufbau 20 verschraubt. Das Gehäuse 24 der Lager 18 ist mit einer Hartgummibeschichtung ver­ sehen und in eine Paßbohrung der Lenker 10 bzw. 12 einge­ preßt. Es wird so eine drehfeste, etwas abgefederte Ver­ bindung zwischen Gehäuse 24 und Lenker 10 bzw. 12 geschaffen.

Im Betrieb werden die Lenker 10 bzw. 12 bei einem Einfedern oder Ausfedern der Räder verschwenkt, wobei sich das Ge­ häuse 24 des Lagers 18 um die Achse 30 dreht.

Der entsprechenden Relativdrehung der Lamellensätze 36, 38 wird durch das viskose Medium ein Bremsmoment entgegen­ gesetzt, das die Lenkerbewegung dämpft und die eingetra­ gene kinetische Energie in Wärme umsetzt, wobei durch den erfindungsgemäßen vorgesehenen Freilauf ein Zug-Druck- Verhältnis des herkömmlichen Kolben-Schwingungsdämpfers nachgebildet wird.

Fig. 4 zeigt ein Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm und Fig. 5 ein Kraft-Weg-Diagramm des erfindungsgemäßen Schwin­ gungsdämpfers 46. Der schraffierte Bereich 70 in Fig. 5 entfällt aufgrund der Freilaufanordnung eines Teils 38′ der Lamellen 38, dank derer "im Zug" mehr Lamellen be­ wegt werden, und die Dämpfung entsprechend härter ist, als "im Druck". Durch die Zahl der mit dem Freilauf 68 beschalteten Lamellen 38′ läßt sich das Zug-Druck-Verhält­ nis des Viskose-Schwingungsdämpfers 46 in weiten Grenzen beeinflussen.

Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit, die Dämpfungscharakteristik zusätzlich durch Beeinflussung der Viskosität des Mediums in Viskose-Schwin­ gungsdämpfer zu steuern. Man verwendet hierzu ein in seinen Viskositätseigenschaften elektromagnetisch beein­ flußbares viskoses Medium, beispielsweise ein entsprechen­ des Silikonöl, und setzt es einem Magnetfeld von steuer­ bar veränderlicher Feldstärke aus.

Die Dämpfung kann dann anhand des Magnetfelds statisch und dynamisch in weiten Grenzen variiert werden. Es ver­ steht sich, daß die Beschriebene Freilaufanordnung und magnetische Dämpfungsbeeinflussung auch gleichzeitig für einen Schwingungsdämpfer in Betracht kommen.

Claims (4)

1. Kraftfahrzeug mit einer Lenkerachse, insbesondere einer Schräglenkerachse, bei der zwischen wenigstens einem zur Radfüh­ rung dienenden, beweglich angeordneten Lenker und dem Fahrzeug­ aufbau ein Federelement und ein Schwingungsdämpfer eingeschaltet ist, welcher ein Gehäuse, einen darin fest angeordneten ersten Lamellensatz, eine sich relativ zum Gehäuse drehbar durch dieses erstreckende Achse und einen im Gehäuse befindlichen, zweiten Lamellensatz aufweist, der drehfest mit der Achse verbunden ist und der mit dem ersten Lamellensatz zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) mit einem viskosen Medium gefüllt ist, daß zwischen einem Teil (38′) der Lamellen des zwei­ ten Lamellensatzes (38) und der Achse (30) oder zwischen einem Teil der Lamellen des ersten Lamellensatzes (36) und dem Gehäuse (24) ein Freilauf (68) angeordnet ist, der in der einen Relativ­ drehrichtung von Achse (30) und Gehäuse (24) unter Ankoppelung des von ihm erfaßten Teils (38′) des zweiten Lamellensatzes (38) an die Achse (30) oder des entsprechenden Teils des ersten Lamel­ lensatzes (36) an das Gehäuse (24) die Achse (30) sperrt und in der anderen Relativdrehrichtung von Achse (30) und Gehäuse (24) den von ihm erfaßten Teil (38′) des zweiten Lamellensatzes (38) oder den entsprechenden Teil des ersten Lamellensatzes (36) frei­ gibt.

2. Kraftfahrzeug mit einer Lenkerachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwiderstand des Schwin­ gungsdämpfers (46) bei einer dem Einfedern des Rades ent­ sprechenden Lenkerbewegung (Belastung auf Druck) geringer ist als bei einer dem Ausfedern des Rades entsprechen­ den Lenkerbewegung (Belastung auf Zug).

3. Kraftfahrzeug mit einer Lenkerachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das viskose Medium im Gehäuse (24) des Schwingungsdämpfers (46) elektromagne­ tisch beeinflußbar und einem elektromagnetischen Feld von steuerbar veränderlicher Feldstärke ausgesetzt ist.

4. Kraftfahrzeug mit einer Lenkerachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das viskose Medium eine Silikonverbindung von hoher Viskosität ist.