DE4004133A1 - Federungs-/daempfungssystem fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Federungs-/Dämpfungssystem für Kraftfahrzeuge, bei dem zum Erzielen eines praktisch beliebigen Federungs-/Dämpfungsverhaltens die Feder-/ Dämpferkombination über einen Führungskörper angesteuert wird, der - rollend oder gleitend - eine Kurvenscheibe oder eine entsprechende Kulisse mit vorgegebenem Kurven­ verlauf abtastet. Entsprechend den jeweils vorliegenden geometrischen Verhältnissen zwischen der Ausrichtung des ggfs. hydropneumatisch ausgeführten Federbeins, der Aus­ richtung der das betreffende Rad tragenden mit dem Federbein gelenkig verbundenen Schwinge, Anordnung eines Abstützhebels zwischen der erwähnten Schwinge und dem erwähnten Führungskörper bzw. dem betreffenden Ende des Federbeins und Ausrichtung des - vorgegebenen - Kurven­ verlaufs an der Kurvenscheibe bzw. der Kulisse bezogen auf den Verlauf der Fahrbahn kann durch entsprechendes Verdrehen von Kurvenscheibe bzw. Kulisse das Federungs-/ Dämpfungsverhalten kontinuierlich geändert werden. - Eine Änderung des Federungs-/Dämpfungsverhaltens bei diesem vorbekannten, in der DE-OS 36 35 232 beschriebenen Federungs­ system kann allerdings nur im Rahmen eines fest vorgegebenen Kurvenverlaufs an der Kurvenscheibe bzw. der Kulisse erfolgen und muß im übrigen auch bedarfsweise von Hand vor­ genommen werden; eine automatische Einstellung des Federungs-/ Dämpfungsverhaltens im Hinblick auf eine jeweils gegebene Fahrsituation, also im Hinblick auf jeweilige Beladung oder Last des Fahrzeugs, auf dessen Geschwindigkeit und auf die Eigenart der jeweils befahrenen Fahrbahn ist nicht möglich.

Im Automobilbau werden bis heute die Feder- und Dämpfer- Elemente direkt von den radführenden Teilen (Achsen, Dreieckslenker etc.) angesteuert. Ein von einem linearen Zusammenhang zwischen Federkraft und Einfederungsweg abweichendes Federungsverhalten ist nur durch aufwendige Feder- und Dämpfer-Elemente zu erzielen und das auch nur in stark eingeschränktem Maß. Für Fahrwerksmanipulationen (wie z. B. weicheres oder härteres Federungsverhalten oder Absenken der Karosserie), die ohne Austauschen von Teilen vorgenommen werden sollen, gilt ähnliches, darüberhinaus dann auch noch mit der zusätzlichen Einschränkung, daß teilweise ein konstant bleibendes Federungs-/Dämpfungs- Verhältnis nicht gewährleistet ist.

Bei Motorrädern ist die Entwicklung bereits einen Schritt weiter: Mit Hilfe von Hebelumlenkung (Yamaha, Honda) sind auch progressive Hinterradfederungen möglich. Die Klasse der hierdurch zu verwirklichenden Funktionen des Federungs­ verhaltens ist jedoch ebenfalls starken Einschränkungen unterworfen. Eine speziell bei Motorrädern sehr wichtige "einfache" Fahrwerksmanipulation, nämlich die Anpassung an den Zwei-Personen-Betrieb, wird jedoch im Regelfall immer noch durch ähnlich untaugliche Maßnahmen wie Erhöhung der Federvorspannung versucht. Bei diesen Maßnahmen bleibt das Feder-/Dämpfer-Verhältnis jedoch nicht konstant, was dazu führt, daß (speziell bei leichteren Motorrädern) die Dämpfung oft überlastet ist und das Motorrad sich bei ent­ sprechenden Fahrbahnunebenheiten aufschaukeln kann. Da die Erhöhung der Rückstellkraft nur in einem relativ bescheidenen Maß möglich ist, leiden stark beladene Motorräder deshalb oft zum Durchschlagen der Federung. Zur Lösung der hier nur beispielsweise für den Betrieb von Motorrädern an­ gedeuteten Probleme kann mit dem Federungssystem nach der erwähnten DE-OS 36 35 232 durchaus eine gewisse Verbesserung erzielt werden.

Weiterhin ist ein sogenanntes regelbares Federelement für die Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, bekannt, bei dem das Federelement beispielsweise eine hydropneumatische Feder sein kann, die einerseits mit dem Radführungsglied und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist (DE-OS 26 04 809). - Es ist bekannt, daß zum Vermeiden des den Fahrkomfort mindernden Aufschaukelns von Nickschwingungen beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten die Eigenfrequenz an der Vorderachse nicht höher, sondern zweckmäßigerweise eher niedriger sein soll als an der Hinterachse. Bei relativ niedriger Fahr­ geschwindigkeit werden beim Überfahren einer Fahrbahn­ unebenheit die hinteren Fahrzeugräder gegenüber den vorderen Fahrzeugrädern gewissermaßen verzögert angestoßen, so daß die Vorder- und Hinterachse phasenverschoben schwingen. Hierbei müßte die Lagerung der Vorderachse niederfrequenter ausgebildet werden, damit die schneller schwingende Hinter­ achse möglichst schnell in gleiche Phase wie die Vorderachse gerät, wobei die Nickschwingung abklingt. Demgegenüber werden bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Vorder- und Hinter­ räder beim Überfahren einer Fahrbahnunebenheit in erheblich geringerem Zeitabstand, praktisch nahezu gleichzeitig angestoßen. Deshalb sollte im Falle dieses Fahrzustandes die Eigenfrequenz an der Vorderachse jeweils gleich groß mit der Eigenfrequenz an der Hinterachse sein. Aus diesen Gründen ist es zweckmäßig, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Eigenfrequenz von Vorder- und Hinter­ achse an die jeweilige Geschwindigkeit des Fahrzeugs an­ zupassen. Im Fall der erwähnten DE-OS 26 04 809 wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß mit dem Feder­ element ein Stellglied zusammenwirkt, das seinerseits über eine Verstellvorrichtung mit einem Stellmotor zur Verstellung der Federrate des Federelementes in Verbindung steht, wobei durch die Verstellung die resultierende Feder­ rate der Radaufhängung bezogen auf ein Rad in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit verändert wird. Die im Fall dieser Druckschrift vorgeschlagene Lösung zur bedarfsweisen Veränderung des Federverhaltens ist jedoch äußerst kompliziert und benötigt relativ viele und kostspielige Bauteile, weswegen sich diese Lösung bis heute in der Praxis nicht einführen konnte.

Seit einigen Jahren bemüht man sich in der Kraftfahrzeug­ technik auch besonders darum, das in den entsprechenden Fahrsituationen auftretende, mehr oder weniger starke Schlingern des Fahrzeugs soweit wie möglich zu verhindern oder - was noch besser ist - einem sich möglicherweise anbahnenden Schlingern von vornherein vorzubeugen. Im Hin­ blick auf diese Problematik liefert die EP 01 90 978 A1 einen interessanten Vorschlag, der - soweit ersichtlich - sich bisher aber noch nicht in der Praxis eingeführt hat. Im Fall der Lösung nach dieser Druckschrift sind die Schwingarme bzw. Lenker der einzeln aufgehängten Räder der Vorderachse über Zwischenglieder (Hebel und Lenker) mit dem Zylinder bzw. der Kolbenstange einer Kolben-Zylinder- Anordnung verbunden, deren beide Einlässe für Hydraulik­ flüssigkeit über eine von einem Elektroventil ver­ schließbare Leitung miteinander verbunden sind. Darüber­ hinaus sind die beiden Einlässe der Kolben-Zylinder- Anordnung mit dem einen bzw. anderen von zwei hydropneumati­ schen Federelementen verbunden, wie sie bereits seit langem aus der Federungstechnik für Kraftfahrzeuge bekannt sind.

Die hydropneumatisch arbeitende Antischlingereinrichtung nach der EP 01 90 978 A1 bringt zweifellos Vorteile gegen­ über den bisher bekannten und auch allgemein eingesetzten, mit einem Torsionsfederstab arbeitenden mechanischen, als sogenannte Querstabilisatoren bezeichneten Einrichtungen. Aber auch im Fall dieser hydropneumatisch arbeitenden Antischlingereinrichtung wird das Federungsverhalten nur stufig zwischen der einen oder der anderen von zwei mög­ lichen Federungsstufen geschaltet, abhängig beispiels­ weise von der Geschwindigkeit und dem Ausmaß einer Lenkungs­ verstellung und unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Eine kontinuierliche Anpassung an wechselnde Fahrsituationen im Hinblick auf stets optimale Abstimmung des Fahrwerks ist auch in dieser Einrichtung nicht möglich.

Im Zusammenhang mit dem hier angesprochenen Problemkreis sei weiter auch auf die DE-OS 25 55 565 hingewiesen, die einen Kurvenstabilisator für Kraftfahrzeuge betrifft. Dieser Kurvenstabilisator soll die Anwendung einer sogenannten Variofederung ermöglichen, die die beim schnellen Durch­ fahren einer Kurve, aber auch beim starken Bremsen auf­ tretenden Lageveränderungen der Karosserie des Kraftfahr­ zeugs, welche in der ungleichen Beanspruchung der Schwingungs­ dämpfer ihre Ursache haben, voll auszugleichen geeignet sein soll. Um die Lage des Fahrzeuges sowohl in einer Kurve, als vorzugsweise auch bei starken positiven und negativen Beschleunigungen zu halten und die zusätzlichen Beschleuni­ gungskräfte auf die Schwingungsdämpfer abzufangen, sind die Druckräume der Schwingungsdämper nach dieser Druck­ schrift über getrennt steuerbare Verbindungsleitungen an einen Druckgasgeber, insbesondere einen Druckgasspeicher angeschlossen, wobei ein vorzugsweise in Fahrtrichtung und senkrecht dazu auf Beschleunigungen ansprechender Sensor vorgesehen ist, über den die Verbindungen zwischen dem Druckgaspeicher und den Druckräumen der Schwingungsdämpfer zur Stabilisierung des Kraftfahrzeuges auf der Straße geöffnet oder geschlossen werden, je nach der Größe der Beschleunigungskräfte in den benannten Richtungen. -

Wenngleich der mit dem Kurvenstabilisator nach der DE-OS 25 55 565 erzielbare technische Fortschritt nicht zu verkennen ist, weist doch auch diese Lösung grundsätzlich den Nachteil auf, daß die Schwingungsdämpfung nur in den einen oder anderen von zwei fest vorgegebenen Zuständen steuerbar ist und eine kontinuierliche und damit optimale Anpassung an die jeweilige Fahrsituation nicht möglich ist.

Technisch wesentlich weitergehend ist demgegenüber der Vorschlag nach der DE-OS 35 24 863, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Federhärte (Federsteifigkeit), insbesondere bei Fahrzeugen, zum Gegenstand hat. Hinter­ grund für den Anmeldungsgegenstand nach dieser Druckschrift ist die Tatsache, daß Federungssysteme heute gebräuchlicher Fahrzeugtypen, insbesondere Personenfahrzeuge üblicherweise bezüglich der Federhärte und der Dämpferhärte auf einen mittleren Betriebsfall optimiert werden, wobei Parameter konstruktiv festgelegt werden und - abgesehen von Alterungs­ erscheinungen - im Fahrbetrieb dann unverändert bleiben. Da dies in extremen Betriebsfällen, beispielsweise bei leerem Fahrzeug oder voll beladenem Fahrzeug oder bei sich ändernden Bewegungsparametern des Fahrzeugs (schnelle Kurvenfahrt, Bremsen, Beschleunigen, komfortable Autobahn­ fahrt und dgl.) nicht bei allen solchen Betriebszuständen eine optimale Federung oder Dämpfung des Federungssystems ergibt, ist es auch schon bekannt, zwischen mehreren Dämpfereinstellungen oder Federsteifigkeiten umzuschalten. Hierzu ist aber eine Langzeitanpassung des Federungssystems (und ggfs. des Dämpfersystems, auch in das Federungssystem in beliebiger Weise integriert oder Bestandteil desselben) nicht möglich und vor allen Dingen ist eine selbständige Einstellung auf verschiedene Fahrbahnzustände oder Fahr­ weisen in feiner Anpassung nicht möglich, da lediglich stufig zwischen überlicherweise nur zwei Betriebszuständen in den Kennlinien der Feder- und/oder Dämpfungssysteme umgeschaltet werden kann. - Im Zusammenhang mit dem Anmeldungsgegenstand dieser Druckschrift ist weiterhin die bekannte Tatsache interessant, daß bei Radaufhängungen in Fahrzeugen sogenannte aktive Dämpfermittel vorgesehen werden können (s. Aufsatz "Active Damping in Road Vehicle Suspension Systems", veröffentlicht in der Zeitschrift "Vehicle Systems Dynamics", 12/1983, Seiten 291 bis 316). Auf diese Veröffentlichung wird im übrigen auch deshalb verwiesen, weil grundlegende Überlegungen auch in theoretisch ausführlicher Form insbesondere für aktive Dämpfungseigen­ schaften dort aufgeführt sind.

Im Fall des Gegenstandes nach der erwähnten DE-OS 35 24 863 wird einer Gesamtkonzeption für ein Federungssystem, ggfs. mit separaten oder integrierten Dämpfungsmitteln, zu schaffen vorgeschlagen, welches einerseits durch Adaption, also ein Lärmverhalten an jeweilige Bewegungsabläufe, bei­ spielsweise Fahrbahnzustände und dgl. eine selbstätige Anpassung findet, andererseits aber in der Lage ist, dann, wenn es erforderlich ist, auch sofort auf eine ent­ sprechende andere Federsteifigkeit, etwa Verhärtung bei unerwartet schneller Kurvenfahrt, umzuschalten. - Verfahren und Vorrichtung nach dieser Druckschrift sollen den Vor­ teil bieten, daß bei besonders einfachem Aufbau durch die sich ergebenden Möglichkeiten einer variablen Steifigkeit in Verbindung mit einer variablen Dämpfung sowie ggfs. einer schnellen Niveauregelung, die in das System integriert sein kann, sowohl eine langsame, kontinuierliche adaptive Anpassung des Federungssystems in seinem Steifigkeitsver­ halten möglich ist, als auch schnelle Umschaltungen auf beispielsweise höhere Steifigkeiten in Notsituationen sofort verwirklicht werden können. Dabei wird insgesamt nur sehr wenig von außen heranzuführende Energie benötigt, die ausschließlich Steuerungsenergie ist, also nicht dafür verwendet werden muß, etwa betriebsabhängig durch Zuführung von Druckmittel bestimmte Rückfedereigenschaften sicherzustellen, mit Ausnahme einer wahlweise der Gesamt­ federkonzeption zuordnungsfähigen Niveauregeleinrichtung. Unabhängig davon soll jedenfalls zusätzlich auch die Möglichkeit bestehen, dem Federungskonzept eine schnell reagierende Niveauregelung zuordnen zu können.

Um im Fall des Gegenstandes nach der DE-OS 35 24 863 durch Adaption an die jeweils vorwiegenden Bewegungsabläufe, beispielsweise Fahrbahnzustände und dgl., eine selbstätige Anpassung vornehmen zu können, wird dort eine kontinuierliche Feineinstellung des Gesamtvolumens unter Berücksichtigung der jeweiligen Last- und Bewegungsparameter zur Optimierung der Federsteifigkeit für längere Zeiträume im Sinne einer adaptiven Anpassung vorgeschlagen. - Zusätzlich zu einer schlagartigen Umschaltung zwischen zwei Volumina der betreffenden Zylinderkammer beispielsweise bei unerwartet schneller Kurvenfahrt bzw. in Notsituationen. - Das Verfahren und die Vorrichtung nach der DE-OS 35 24 863 sind technisch aufwendig und kostspielig und bedürfen bezüglich ver­ schiedener Details äußerster Präzision bei der Herstellung der benötigten Bauelemente.

Im Hinblick auf die Problematik einer möglichst kontinuier­ lich erfolgenden Anpassung von Federung und Dämpfung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, offenbart weiterhin die DE-OS 34 42 497 eine interessante Lösung für eine lastabhängige Federung und Dämpfung für Fahrzeuge, die aus einem hydraulisch wirkenden Schwingungsdämpfer und einer Gasfeder besteht, wobei die Gasfeder mehrere Federräume aufweist, welche über ein Ventil miteinander verbindbar sind, während zur Einhaltung einer vorgegebenen Höhe des Fahrzeugaufbaues zur Fahrbahn eine Niveauregeleinrichtung angeordnet ist. Diese lastabhängig wirkende Federung und Dämpfung soll bei möglichst einfachem und kostengünstigem Aufbau eine hohe Funktionssicherheit gewährleisten und darüberhinaus und insbesondere stufenlos veränderbar sein. Hierzu wird nach dieser Druckschrift vorgeschlagen, daß mindestens zwei Federräume der Gasfeder über eine Drossel­ einrichtung miteinander verbunden sind, wodurch eine zu­ sätzlich und gleichzeitig zur hydraulischen Dämpfung wirkende Gasdämpfung gebildet wird und mittels der Niveau­ regeleinrichtung die Gasdämpfung stufenlos lastabhängig wirkt und durch entsprechende Bemessung der Drosselein­ richtung die maximale Gasdämpfungsarbeit im wesentlichen der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaues zugeordnet ist. Auf diese Weise soll eine stufenlos lastabhängig wirkende Federung und Dämpfung für Fahrzeuge geschaffen sein. Der hydraulischen Dämpfung des Schwingungsdämpfers wird dem­ nach lediglich eine Gasdämpfung überlagert, die dadurch gebildet ist, daß zwischen den Federräumen der Gasfeder eine Drosseleinrichtung vorgesehen wird. Zur wirksamen Dämpfung der beim Überfahren von Bodenunebenheiten am gefederten Fahrzeugaufbau auftretenden Bewegungen ist die maximale Gasdämpfungsarbeit im wesentlichen der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaues zugeordnet. Diese Eigenfrequenz liegt nach den Angaben in dieser Druckschrift in der Größenordnung von 1 Hz, während die Eigenfrequenz für die Achsdämpfung bei etwa 10 Hz liegt. Insbesondere für die stark wechselnde gefederte Masse, die der Fahrzeugauf­ bau mit und ohne Zuladung darstellt, wird durch die Zuordnung der maximalen Gasdämpfung zur Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaues eine gute Dämpfung sowohl bei wenig beladenem als auch bei voll beladenem Fahrzeug erzielt. Während die hydraulische Dämpfung unabhängig vom Druck im Federsystem ist, steigt die Gasdämpfung und die dynamische Federrate ohne besondere Steuerung stufenlos mit dem Druck an. Auf diese Weise läßt sich durch die Kombination von hydraulischer Dämpfung und Gasdämpfung ein Fahrzeug auf besonders einfache Weise stufenlos lastabhängig dämpfen und stabilisieren. Dennoch ist aber auch im Fall der Lösung nach dieser Druckschrift eine über einen weiten Bereich frei einstellbare Dämpfungscharakteristik und noch viel mehr eine entsprechende Federungscharakteristik nicht möglich.

Im Rahmen der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstellung muß schließlich noch auf die DE-OS 26 15 430 hingewiesen werden, die ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen mit federnder Radaufhängung und mit Ein­ richtungen zur Veränderung der Bodenfreiheit betrifft. In diesem Zusammenhang ist es bei Fahrzeugen mit hydropneu­ matischer Federung bekannt, diese unabhängig von der Beladung im Hinblick auf eine konstante Bodenfreiheit, also ein konstantes Niveau zu regeln, wobei zusätzlich verschiedene Höhenlagen von Hand einstellbar sind. Im Fall der DE-OS 26 15 430 soll demgegenüber die Aufgabe gelöst werden, ein Fahrzeug dieser Art dahingehend weiterzubilden, daß sich für dieses ein möglichst geringer Luftwiderstands­ beiwert ergibt, um auf diesem Wege Einfluß auf den Kraft­ stoffverbrauch zu nehmen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Bodenfreiheit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit derart geregelt ist, daß sie mit zu­ nehmender Geschwindigkeit abnimmt. Durch ein derartiges Tiefersetzen des Fahrzeuges mit zunehmender Geschwindig­ keit läßt sich eine Verbesserung des Luftwiderstands­ beiwertes erreichen, da sich eine Verkleinerung der Wirbel­ zone zwischen gefedertem Fahrzeugteil , also Fahrzeugaufbau, und der Fahrbahn ergibt. Die Verringerung des Luftwiderstands­ beiwertes hat bezogen auf eine vorgegebene, im höheren Geschwindigkeitsbereich liegende Geschwindigkeit einen geringeren Leistungsbedarf der Antriebsmaschine des Fahrzeuges zur Folge, was zu einem entsprechend geringeren Energiebedarf im Hinblick auf die Einhaltung dieser Vorgabe­ geschwindigkeit führt. - In weiterer Ausgestaltung dieses grundsätzlichen Erfindungsgedankens nach dieser Druck­ schrift kann die Bodenfreiheit unter Berücksichtigung der Beschaffenheit der Fahrbahn geregelt sein, um un­ erwünschte Bodenkontakte des gefederten Fahrzeugteiles zu vermeiden. Unabhängig davon kann auch bei tiefer gesetztem Fahrzeug, insbesondere bei höheren Geschwindig­ keiten, die Federhärte höher eingestellt werden. Darüber­ hinaus ist es selbstverständlich zweckmäßig, wenn beim Halten eine konstruktiv vorgegebene Bodenfreiheit gegeben ist, um für das Ein- und Aussteigen jeweils gleiche Verhältnisse vorliegen zu haben. - Insbesondere bei hydropneumatischer Federung läßt sich in Ausgestaltung der Erfindung nach dieser Druckschrift die Bodenfreiheit unter Berücksichtigung der Größe der Bodenunebenheiten in einfacher Weise regeln, und zwar dadurch, daß der System­ druck entsprechend verändert wird.

Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Federungs-/Dämpfungssysteme für Kraftfahrzeuge, wie sie einleitend zum Stand der Technik beschrieben worden sind, insoweit zu verbessern, daß - ggfs. unabhängig voneinander - Federungs- und Dämpfungsverhalten in bezogen auf die Anforderungen der Praxis beliebigem Ausmaß und insbesondere kontinuierlich eingestellt werden können, so daß im Gegen­ satz zu allen vorbekannten Lösungen tatsächlich eine optimale Anpassung des Federungs-/Dämpfungssystems an die jeweilige Fahrsituation möglich ist. Darüberhinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine funktionssichere, wenig komplizierte und kostengünstige Lösung zu finden.

Lösung

Zur Lösung der vorstehend umrissenen Aufgabe wird bei einem Federungs-/Dämpfungssystem für Kraftfahrzeuge, beispielsweise mit hydropneumatischer Federung, bei dem das Federungs-/Dämpfungsverhalten über einen an einer Kurvenscheibe bzw. an einer Kulisse abrollenden oder gleitenden Führungskörper gesteuert wird, entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 erfindungs­ gemäß vorgeschlagen, daß eine Mehrzahl von in vorbestimmten, zueinander parallelen Ebenen hintereinanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen ist, daß ferner Mittel zum zeitweiligen Entlasten der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vom Führungskörper vorgesehen sind, und daß Stellmittel zum quer zur Ebene der Steuerbewegung des Führungskörpers erfolgenden Verstellen der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen sind, so daß der Führungskörper stets einer vorbestimmten Kurvenscheibe bzw. Kulisse zu­ geordnet ist.

Anstelle der möglichen Verwendung einer Mehrzahl gesonderter, je für sich hergestellter und entsprechend hintereinander auf einem gemeinsamen Träger, z. B. einer Lagerachse, befestigter und je für sich hergestellter Kurvenscheiben bzw. Kulissen ist es entsprechend dem Vorschlag nach Anspruch 2 vorzugsweise auch möglich, die hintereinander liegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen als in Verstell­ richtung durchgehenden, einheitlichen Steuerkörper mit dreidimensional ausgedehnter Steuerfläche auszubilden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es dann möglich, daß die Stellmittel für den Steuerkörper mit der drei­ dimensional ausgedehnten Steuerfläche zum kontinuierlichen Verstellen des Steuerkörpers eingerichtet sind, gemäß dem Vorschlag nach Anspruch 3.

Anhand der Fig. 1 bis 4 der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden weiter erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Anwendung der Erfindung bei einem Personen­ kraftwagen mit einzeln aufgehängten, angetriebe­ nen Vorderrädern und hydropneumatischer Federung,

Fig. 2 den Erfindungsgegenstand in größerem Maßstab in schematischer Darstellung,

Fig. 3 eine Darstellung der wesentlichen geometrischen Verhältnisse der Konstruktion nach Fig. 2, und

Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem Chassis 2, das einen Motor 3 trägt zum Antrieb einzeln aufgehängter Vorderräder 4 und 5. Die Vorderräder 4 und 5 sind an Schwingarmen 6, 7 bzw. 8, 9 (sogenannte Dreieckslenker oder Querlenker) in an sich bekannter Weise vertikal bewegbar gelagert.

An den obenliegenden Schwingarmen 8 und 9 greift zwischen dem jeweiligen, am Rahmen 2 befindlichen Schwinglager 10 bzw. 11 für die Schwingarme 8 und 9 das eine Ende eines Lenkers 12 bzw. 13 an, dessen anderes Ende eine Laufrolle 14 bzw. 15 als Führungskörper für eine von mehreren hinter­ einanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen 16 bzw. 17 trägt. Die Lenker 12, 13 sind über entsprechende Gelenk­ zapfen oder dgl. 18 bzw. 19 mit dem Schwingarm 8 bzw. 9 gelenkig verbunden, während die Kurvenscheiben bzw. Kulissen 16, 17 am Rahmen 2 gelagert sind.

An den die Laufrollen 14, 15 tragenden Enden der Lenker 12, 13 greift die Kolbenstange 20 bzw. 21 eines an sich bekannten hydropneumatischen Federelementes 22 bzw. 23 an. Die die Federkugel 24 bzw. 25 mit der Gasfeder tragenden Zylinder 26 bzw. 27 sind an sich bekannter Weise am Rahmen 2 befestigt, und zwar im Hinblick auf die in Fig. 1 dar­ gestellte Ausführungsform der Erfindung derart, daß eine gewisse Schwenkbeweglichkeit der Zylinder 26, 27 in der Schwenkebene der Lenker 12, 13 gegeben ist.

Durch entsprechende Wahl und ggfs. Verstellung der Kurven­ scheiben bzw. Kulissen 16, 17 kann, wie im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird, das Federungs-/Dämpfungs­ verhalten in weiten Grenzen und ggfs. auch kontinuierlich verändert werden.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung das hydropneumatische Federelement 23 mit Federkugel 25, Zylinder 26 und Kolben­ stange 21. Während das eine mit 28 bezeichnete Ende des Federelementes 23 am Chassis oder Rahmen 2 über ein Schwenk­ lager 29 gelagert ist, ist das freie Ende 30 der Kolben­ stange 21 über ein Schwenklager 31 mit dem betreffenden Ende des Lenkers 13 schwenkbar verbunden. Das andere Ende des Lenkers 13 greift am Gelenkzapfen 19 an, der den Lenker 13 mit dem Schwingarm 9 gelenkig verbindet. Bereits anhand der Darstellung in Fig. 2, mehr noch aber anhand der Darstellung in Fig. 3 ist zu erkennen, daß entsprechend dem Kurvenverlauf der jeweiligen Kurvenscheibe 17 und dessen Ausrichtung zum möglichen Weg der Laufrolle 15 in der Schwenkebene des Lenkers 13 sehr unterschiedliche Kraftübertragungsverhältnisse zwischen dem Schwingarm 9 und dem hydraulischen Federelement 23 bestehen, so daß dementsprechend unterschiedliche Federungs-/Dämpfungs­ verhältnisse in weiten Grenzen einstellbar sind und damit das Federungs-/Dämpfungsverhalten des Fahrzeugs der jeweiligen Fahrsituation entsprechend optimal angepaßt werden kann.

Zur weiteren Erläuterung der sich aus der Geometrie der Konstruktion nach Fig. 2 und 3 ergebenden Verhältnisse sei ergänzend auf die entsprechenden Ausführungen in der deutschen Offenlegungsschrift 36 35 232 hingewiesen.

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäß vorgesehenen Steuer­ körper 32, der eine dreidimensional ausgedehnte Steuer­ fläche 33 besitzt. Die Steuerfläche 33 kann aufgefaßt werden als eine Mehrzahl in zueinander parallelen Ebenen hintereinanderliegender Kurvenscheiben 34 bis 45, die allerdings als etwa in Richtung des Pfeiles 46 ineinander übergehend angesehen werden können. Entsprechend dem jeweiligen Kurvenverlauf in der betreffenden, durch den Pfeil 47 bezeichneten Schwenkebene von Kolbenstange 48 eines im übrigen nicht weiter dargestellten Federelementes, insbesondere hydropneumatischen Federelementes und mit einem ebenfalls nicht dargestellten Schwingarm eines gefederten Rades eines Fahrzeuges verbundenem Lenker 49 wird sich entsprechend den vorstehend erläuterten Verhältnissen ein jeweils anderes Federungs-/Dämpfungs­ verhalten für die gefederte Masse des Fahrzeugs ergeben.

Da entsprechend der Größe der abzufedernden Masse ent­ sprechende Drücke zwischen der mit 50 bezeichneten Lauf­ rolle als Führungskörper am Lenker 49 und der Steuerfläche 33 bestehen werden, ist es zum Verstellen des Steuer­ körpers 32 mit der Steuerfläche 33 zweckmäßig, auf geeignete Weise zuvor die Steuerfläche 33 bzw. den Steuer­ körper 32 von der Anlage durch die Laufrolle 50 zu ent­ lasten. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer gesonderten Kolben-Zylinder-Anordnung 54 geschehen, die im Fall einer entweder bedarfsweise von Hand vorzunehmenden oder aber auch automatisch gesteuerten Verstellung des Federungs-/Dämpfungs­ verhaltens, also Verstellung des Steuerkörpers 32, beispiels­ weise am Lenker 49 angreift und für den Zeitraum der beab­ sichtigten Verstellung den Lenker in der zuletzt eingenomme­ nen Position um einen vorgegebenen Drehpunkt schwenkbar hält.

Währenddessen kann der Steuerkörper 32 um ein geringfügiges, ausreichendes Maß von der Laufrolle in Richtung des Pfeiles 51 abgehoben werden, so daß mit geeigneten Ver­ stellmitteln, z. B. ebenfalls Kolben-Zylinder-Anordnungen, eine Verstellung des Steuerkörpers 32 in Richtung des Pfeiles 52 erfolgen kann. - Unabhängig von der zuvor beschriebenen Verstellmöglichkeit kann es außerdem noch zweckmäßig sein, zusätzlich eine Verstellmöglichkeit durch Verschwenken des Steuerkörpers 32 um eine Drehachse 53 durchzuführen, womit ersichtlich weitere Variationsmöglich­ keiten für ein gewünschtes Federungs-/Dämpfungsverhalten erzielbar sind. - Nach einer Verstellung des Steuerkörpers 32 muß selbstverständlich die Kolben-Zylinder-Anordnung 54 wieder entlastet und der Steuerkörper 32 wieder in direkten Anlagekontakt zu der Laufrolle 50 gebracht werden und im übrigen und insbesondere über die Übertragung großer Kräfte erlaubende Konstruktionselemente mit dem Rahmen bzw. Chassis 2 fest verbunden sein. Beispielsweise können in diesem Zusammenhang aus dem Werkzeugmaschinenbau bekannte großflächige Keilverbindungen mit Vorteil eingesetzt werden.

Claims (3)

1. Federungs-/Dämpfungssystem für Kraftfahrzeuge, beispiels­ weise mit hydropneumatischer Federung, bei dem das Federungs-/Dämpfungsverhalten über einen an einer Kurven­ scheibe bzw. an einer Kulisse abrollenden oder gleitenden Führungskörper gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß eine Mehrzahl von in vorbestimmten, zueinander parallelen Ebenen hintereinanderliegenden Kurven­ scheiben bzw. Kulissen vorgesehen ist,
• b) daß ferner Mittel zum zeitweiligen Entlasten der Kurven­ scheiben bzw. Kulissen vom Führungskörper vorgesehen sind, und
• c) daß Stellmittel zum quer zur Ebene der Steuer­ bewegung des Führungskörpers erfolgenden Verstellen der Kurvenscheiben bzw. Kulissen vorgesehen sind, so daß der Führungskörper stets einer vorbestimmten Kurvenscheibe bzw. Kulisse zugeordnet ist.

2. Federungs-/Dämpfungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinanderliegenden Kurvenscheiben bzw. Kulissen als in Verstellrichtung durchgehender, einheitlicher Steuerkörper mit dreidimensional ausgedehnter Steuer­ fläche ausgebildet sind.

3. Federungs-/Dämpfungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel zum kontinuierlichen Verstellen des Steuerkörpers ein­ gerichtet sind.