DE4004204C2

DE4004204C2 - Hydropneumatisches Federungssystem mit Kippausgleich

Info

Publication number: DE4004204C2
Application number: DE19904004204
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Dr Runkel
Original assignee: Hemscheidt Fahrwerktechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Hemscheidt Fahrwerktechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1990-02-12
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2010-02-13
Also published as: DE4004204A1

Description

Die Erfindung betrifft ein hydropneumatisches Federungssy stem für Fahrzeuge.

Ein Problem bei Fahrzeugen (LKW und auch PKW) ist, daß sich bei Kurvenfahrten das Fahrzeug entgegen der Kurvenrichtung neigt. Bei einer Linkskurve neigt sich das Fahrzeug nach rechts und bei einer Rechtskurve nach links. Diese Erschei nung wird durch die wirkenden Fliehkräfte hervorgerufen. Die Folge der entgegengesetzten Neigung ist, daß bei schnelleren Kurvenfahrten ein unsicheres Fahrgefühl ent steht und auch eine dementsprechende Fahrweise, wodurch sich ein Unfallrisiko ergibt.

Zur Vermeidung dieses Risikos sind bereits die folgenden Maßnahmen vorgeschlagen worden.

Die DE 34 27 508 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Federung von geländegängigen Fahrzeugen. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei hydraulischen Arbeitszylindern und zwei mechanischen Federn, wobei die Arbeitszylinder stets mit einstellbaren Dämpfungseinrichtungen und mechanischen Federn zusammenarbeiten und selbst allenfalls geringe Federkräfte erzeugen.

Eine weitere Federung wird in dem DE-GM 19 63 704 beschrieben. Hier sind vier herkömmliche Federbeine, bestehend aus jeweils einer mechanischen Tragfeder und einem Arbeitszylinder, derart zusammengeschaltet, daß sie entweder im normalen Straßeneinsatz unabhängig voneinander in bekannter Weise wirken oder im harten Geländeeinsatz jeweils diagonal gegenüberliegende Federbeine in Linie eines diagonal wirkenden Stabilisators gleiche Federbewegungen und benachbarte Federbeine im Sinne einer Ausgleichsfeder entgegengesetzte Federbewegungen ausführen können.

Weiterhin sind Maßnahmen bekannt, durch die entgegengesetzt zur Kurvenfahrt, abhängig von der Fahrgeschwindigkeit und der Drehwinkeländerung des Lenkrades, die Stoßdämpfer des Fahrzeugs entsprechend härter eingestellt werden, d. h., bei einer Linkskurve werden auf der rechten Seite die Dämpfer härter eingestellt und bei einer Rechtskurve die linken. Durch diese Maßnahme wird ein Kippen des Fahrzeuges um seine Längsachse etwas unterdrückt.

Bei Einsatz eines Systems, das eine Nivellierung des Fahr zeuges, d. h. der Bodenfreiheit, zuläßt, wird die entspre chende Seite des Fahrzeuges in seinem Niveau angehoben, d. h., bei einer Linkskurve wird die rechte Seite und bei einer Rechtskurve die linke Seite angehoben.

Die Federsteifigkeit der Fahrzeugfederung wird auf der entsprechenden Seite erhöht, d. h. bei Linkskurven rechts und bei Rechtskurven links.

Derartige Fahrzeugnivellierungen haben den Nachteil, daß entsprechende Sensoren, Regel- und Verstelleinheiten vorhanden sein müssen. Diese Regel- und Verstelleinheiten müssen so ausgelegt werden, daß in einer extrem kurzen Zeitspanne die Verstellung erfolgen kann. Diese Bedingung ist teilweise nur mit einem hohen technischen Aufwand zu realisieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydropneumatisches Federungssystem zu schaffen, das eine sich automatisch an die Fahrbedingungen des Fahrzeuges anpassende Stabilisierung bewirkt, das ohne zusätzliche Sensoren auskommt und keine aufwendige Regeleinheit benö tigt.

Erfindungsgemäß wird dies mit einem hydropneumatischen Federungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht.

Durch Verwendung der hydro-pneumatischen Federspeicher, deren Kennlinie unter Belastung einen steil ansteigenden (sich verhärtenden, progressiven) und bei Entlastung einen flach abfallenden (weichen, degressiven) Verlauf aufweist, wird der (fliehkraftbedingten) Einfederung auf der Kurvenaußenseite ein rasch zunehmender Widerstand entgegengesetzt. Gleichzeitig nimmt die Radlast auf der Kurveninnenseite ab, und die hydropneumatische Feder wird dort in einem Bereich betrieben, in dem nur geringe Änderungen der Steifigkeit mit der Ausfederung auftreten. Dabei wird verhindert, daß auf der entlasteten Seite (verringerter Gewichts- bzw. Massenanteil) die Eigenfrequenz

des entlasteten Rades ansteigt und die immer vorhandenen Fahrbahnanregungen zur Resonanz der Radschwingung ("Trampeln"), Verlust der Bodenhaftung und die Kippneigung erhöhenden Stößen auf den Fahrzeugaufbau führen.

Damit erhöht die Erfindung die Fahrsicherheit bei Kurvenfahrt, indem die zwar verringerte, aber weiter vorhandene Kurvenneigung dem Fahrer die dynamische Fahrsituation signalisiert, die damit einhergehende Absenkung der Federsteife am entlasteten Rad aber gleichzeitig dessen Laufruhe und Fahrbahnkontakt verbessert und insgesamt die Kippneigung des so ausgerüsteten Fahrzeuges verringert.

Der Grad der Verringerung der Kurvenneigung ebenso wie der der Verringerung der Kippneigung ist dabei für gegebene Fahrzeug- und Kurvenkenngrößen unter anderem durch die Parameter: Flächenverhältnis der Druck- und Zugfläche der Kolbenzylindereinheiten, Volumen, Vorspanndruck und Betriebspunkt der zugeordneten Federspeicher, definiert vorgebbar.

Wird das erfindungsgemäße Federungssystem in ein Fahrzeug eingebaut, wird die Kippachse durch die Fahrzeuglängsachse gebildet. Die Erfindung beruht dabei auf dem Wirkungsprinzip, daß beispielsweise bei Durchfahren einer Linkskurve, wobei die Fliehkräfte bewirken, daß die rechte Seite des Fahrzeuges und damit dessen Federung stärker belastet und die linke Seite entlastet werden, daß auf der rechten Seite die Stützkraft des Zylinders erhöht und auf der linken Seite reduziert wird, so daß sich das Fahrzeug bei einer Kurvenfahrt, d. h. hier bei einer Linkskurve, nicht nach der entgegengesetzten Seite, der rechten Seite im vorliegenden Fall, neigt, sondern das Fahrzeug sich etwas in seiner Niveaulage absenkt. Hierdurch wird die Kippsicherheit und damit die Fahrsicherheit bei der Kurvenfahrt zusätzlich erhöht, da der Schwerpunkt des Fahrzeuges damit abgesenkt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen, hydropneumatischen Federungssystems,

Fig. 2 bis 5 weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federungssystems bei Einbau in mehrachsige Fahrzeuge.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei zwei Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 die Kolben-Zylinderein heiten einer Fahrzeugachse darstellen, wobei die linke Kolben-Zylindereinheit 1 auf der linken Seite einer durch die Fahr zeuglängsachse gebildeten Kippachse X-X und die rechte Kolben-Zylindereinheit 2 auf der rechten Seite der Kippachse X-X angeordnet ist. Die beiden Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 bestehen aus einem Zylinder 3, in dem ein Kolben 4 axial beweglich geführt ist. Der Kolben 4 ist mechanisch mit einer Kolbenstange 5 verbunden, die gegen den Zylinder 3 über eine Umfangsdich tung 6 abgedichtet nach außen abgeführt ist. An ihrem frei nach außen geführten Ende besitzt die Kolbenstange 5 ein Anschlußstück 7 und auch der Zylinder 3 weist an seinem gegenüberliegenden, geschlossenen Ende ein Anschlußstück 8 auf. Vorzugsweise ist das Anschlußstück 7 der Kolbenstange 5 an einer "gefederten Masse", beispielsweise einem Fahr zeugrahmen, befestigbar, während das Anschlußstück 8 des Zylinders 3 mit einer "ungefederten Masse", insbesondere einem nur strichpunktiert angedeuteten Fahrzeugrad 9 ver bindbar ist. Der Kolben 4 jeder der Kolben-Zylindereinhei ten 1, 2 weist eine Stirnfläche 10 sowie einen auf die Stirnfläche 10 wirkenden Druckraum 11 auf. Zwischen der Kolbenstange 5 und dem Zylinder 3 ist ein Ringraum 12 ausgebildet, der auf eine in der Flächengröße gegenüber der Stirnfläche 10 verkleinerten, auf der anderen Kolbenseite liegenden Ringfläche 13 des Kolbens 4 wirkt. Der Kolben 4 ist im Bereich zwischen seiner Stirnfläche 10 und seiner Ringfläche 13 gegenüber dem Zylinder 3 durch eine Umfangs dichtung 14 abgedichtet. Innerhalb der Kolbenstange 5 ist ein axial verlaufender Verbindungskanal 15 ausgebildet, der aus dem Druckraum 11 durch die Kolbenstange 5 hindurch nach außen führt. Der Ringraum 12 jeder Kolben-Zylindereinheit 1, 2 wird über einen axialen Kanal 16 in der Kolbenstange 5 nach außen geführt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Druckräume 11 der Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 mit den Ringräumen 12 untereinander hydraulisch verbunden sind. Das heißt, im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druck raum 11 der linken Kolben-Zylindereinheit 1 mit dem Ring raum 12 der rechten Kolben-Zylindereinheit 2 hydraulisch verbunden und der Druckraum 11 der rechten Kolben-Zylinder einheit 2 ist mit dem Ringraum 12 der linken Kolben-Zylin dereinheit verbunden. Weiterhin ist nun gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die beiden jeweils hydraulisch miteinander verbundenen Druckräume der Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 jeweils an einem mit einem kompressiblen Medium gefüllten Federspeicher 20, 21 angeschlossen sind. Hierbei ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der untere Federspeicher 20 mit dem Druckraum 11 der rechten Kolben-Zylindereinheit 2 und dem Ringraum 12 der linken Kolben-Zylindereinheit 1 verbunden und der obere Federspeicher 21 ist mit dem Druck raum 11 der linken Kolben-Zylindereinheit 1 und dem Ringraum 12 der rechten Kolbenzylindereinheit 2 verbunden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Feder speicher 20, 21, die mit einem kompressiblen Medium gefüllt sind, als pneumatische Federspeicher ausgebildet. Diese Federspeicher besitzen ein Zylindergehäuse 22, in dem ein Trennkolben 24 schwimmend, d. h. frei beweglich, geführt ist. Dieser Trennkolben 24 trennt innerhalb des Zylinderge häuses 22 eine mit dem kompressiblen Medium, insbesondere Druckluft, gefüllte Federkammer 26 von einem Ausgleichsraum 28. Vorteilhafterweise besitzt der Federspeicher zudem einen in die Federkammer 26 mündenden Füllanschluß 30. Der Trennkolben 24 ist über eine Umfangsdichtung 32 gegen die Innenwandung des Zylindergehäuses 22 abgedichtet. Durch den Anschluß der Federspeicher 20, 21 mit ihren Ausgleichsräu men 28 jeweils an die beiden Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 in der oben dargestellten Weise, sind auch die beiden Aus gleichsräume 28 der Federspeicher mit Hydraulikmedium wie auch die Druckräume 11 und die Ringräume 12 gefüllt. Der Trennkolben 24, der Federspeicher 20, 21 wird gegen die pneumatische Federwirkung des in der Federkammer 26 enthal tenen Mediums verschoben. Dabei beaufschlagt das kompressi ble Medium den Trennkolben 24 von der Seite der Federkammer 26 her mit einem pneumatischen Druck P₁ während das Hydrau likmedium in dem Ausgleichraum 28 mit einem Druck P₂ gegen den Kolben 24 wirkt. Vorzugsweise kann jeder der Federspei cher als Druckwandler ausgebildet sein, so daß der pneuma tische Druck P₁ kleiner, und zwar vorzugsweise wesentlich kleiner als der hydraulische Druck P₂ ist. Hierzu ist der Trennkolben 24 vorzugsweise mit zwei unterschiedlich großen Druckflächen 34 und 36 ausgebildet. Die der Federkammer 26 zugekehrte, von dem pneumatischen Druck P₁ beaufschlagte, erste Druckfläche 34 ist dabei vorzugsweise größer als die gegenüberliegende, von dem hydraulischen Druck P₂ beauf schlagte zweite Druckfläche 36.

Um diese Flächendifferenz zu gewährleisten, ist der Trenn kolben 24 mit einer Trennkolbenstange 38 verbunden, die sich durch den Ausgleichsraum 28 hindurch sowie über eine Umfangsdichtung 40 abgedichtet aus dem Zylindergehäuse 22 nach außen erstreckt. Somit ist der Ausgleichsraum 28 ringförmig zwischen dem Zylindergehäuse 22 und der Trenn kolbenstange 38 angeordnet. Über eine Variation des Ver hältnisses zwischen dem Innenquerschnitt des Zylindergehäu ses 22 und dem Querschnitt der Trennkolbenstange 38 läßt sich hierbei durch das Druckverhältnis P₁ : P₂ verändern.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der Federspeicher 20 mit den Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 so geschaltet, daß der bei der Kolben-Zylindereinheit 1 auf die Ringfläche 13 und bei der Kolben-Zylindereinheit 2 auf die Stirnfläche 10 wirkt. In umgekehrt gleicher Weise ist der Federspeicher 21 geschaltet und wirkt somit auf die Ringfläche 13 der Kol ben-Zylindereinheit 2 und auf die Stirnfläche 10 der Kol ben-Zylindereinheit 1.

Macht nun ein Fahrzeug, in dem das erfindungsgemäße Fede rungssystem gemäß Fig. 1 in der dargestellten Weise einge baut ist, eine seitliche Rollbewegung, z. B. um die Achse X-X nach der linken Seite hin, so wird die Kolben-Zylinder einheit 1 zusammengedrückt. Hierdurch wird das Hydraulik medium aus dem Druckraum 11 verdrängt und strömt in den Federspeicher 21, so daß dessen Trennkolben 24 eingeschoben wird und der Gasdruck in der Federkammer 26 ansteigt und so auch der Druck des Hydraulikmediums im Ausgleichsraum 28 des Federspeichers 21 und somit auch im Druckraum 11 der linken Kolben-Zylindereinheit 1. Da der Ringraum 12 der rechten Kolben-Zylindereinheit 2 ebenfalls mit dem Aus gleichsraum 28 der Federkammer 21 verbunden ist, steigt auch im Ringraum 12 der rechten Kolben-Zylindereinheit 2 der Druck des Hydraulikmediums an. Gleichzeitig wird auch beim Zusammenfahren der Kolben-Zylindereinheit 1 der Ring raum 12 dieser Kolben-Zylindereinheit 1 größer und es strömt das Hydraulikmedium aus dem Federspeicher 20 bzw. aus dem Ausgleichsraum 28 dieses Federspeichers in den Ringraum 12 der Kolben-Zylindereinheit 1, wodurch der Druck im Federspeicher 20 abfällt und somit auch in dem Druckraum 11 der rechten Kolben-Zylindereinheit 2. Es stellen sich demnach in den einzelnen Kolben-Zylindereinheiten 1, 2 folgende Druckverhältnisse ein:

In der Kolben-Zylindereinheit 1 steigt im Druckraum 11 der Druck an und im Ringraum 12 fällt der Druck etwas ab. Da nun der höhere Druck im Druckraum 11 auf die gesamte Kol ben-Stirnfläche 10 und der geringere Druck im Ringraum 12 auf die Kolben-Ringfläche 13 wirkt, wird somit die Tragfä higkeit der Kolben-Zylindereinheit 1 größer, wie bei einer hydraulischen Schaltung, bei der die Räume 11 und 12 direkt miteinander verbunden sind. Folgende Beziehung zeigt dies:

Tragkraft der Kolben- Zylindereinheit=
Druck im Druckraum 11 (P11) mal
Kolben-Stirnfläche 10 (A10) minus
Druck im Ringraum 12 (P12) mal
Kolben-Ringfläche 13 (A13).

oder - in Kurzbezeichnung geschrieben -

F_z1 = P11×A10-P12×A13

Da P11 größer wird und P12 kleiner, wird die gesamte Trag kraft der Kolben-Zylindereinheit 1 größer, wie bei einer Schaltung, bei der die Drücke P11 und P12 gleich sind und in ihrer Höhe gleich ansteigen.

Folgender Zahlenvergleich verdeutlicht dies:

mit erfindungsgemäßer Ausführung:

P11=200 bar
A10=40 cm²
P12=190 bar	A13=20 cm²

F_z1=200×40-20×190=4200 kp

ohne erfindungsgemäße Ausführung:

P11=200 bar
A10=40 cm²
P12=200 bar	A13=20 cm²

F_z=200×40-200×20=4000 kp

In der Zylinder-Kolbeneinheit 2 fällt der Druck im Raum 11 (P11) ab und im Raum 12 (P12) steigt er an. Auch hier gilt die Beziehung:

F_z2=P11×A10-P12×A13

mit erfindungsgemäßer Ausführung:

P11=190 bar
A10=40 cm²
P12=200 bar	A13=20 cm²

F_z2=190×40-200×20=3600 kp

ohne erfindungsgemäße Ausführung:

P11=200 bar
A10=40 cm²
P12=200 bar	A13=20 cm²

F_z2=200×40-200×20=4000 kp

Wie der obige Zahlenvergleich zeigt, steigt die Tragfähig keit der Kolben-Zylindereinheit 1 an und die Tragfähigkeit der Kolben-Zylindereinheit 2 fällt ab, d. h. auf der linken Seite wird die Feder härter und auf der rechten Seite weicher. Durch diesen Effekt sinkt das Fahrzeug bei einer seitlichen Rollbewegung nach links nicht nur auf der linken Seite ein, sondern (durch die weichere Feder auf der rech ten Seite) ebenfalls auch rechts. Hierdurch wird in weite ren Grenzen eine seitliche Neigung des Fahrzeuges unter drückt.

Der gleiche Effekt tritt auch bei einer Kurvenfahrt auf, da sich das Fahrzeug, hervorgerufen durch die Fliehkräfte, seitlich neigt. Durch das Absinken des gesamten Fahrzeugni veaus wird die Stabilität bei Kurvenfahrt erhöht, da der Schwerpunkt des Fahrzeuges tiefer liegt.

Beim schnellen Überfahren eines Hindernisses wirkt der erfindungsgemäße Ausgleich praktisch nicht. Dies ist sehr erwünscht und darin begründet, daß beim schnellen Aus- und Einschieben eines Zylinders die hydraulischen Drosselverlu ste im gesamten hydropneumatischen Federungssystem entspre chend groß werden. Bedingt durch die hydraulischen Verluste sind in dem anderen Zylinder der Druckanstieg bzw. der Druckabfall in den einzelnen Räumen nicht so groß.

Weiterhin tritt noch der Effekt auf, daß z. B. wenn das linke Rad durch ein Schlagloch fährt und somit der Druck im Druckraum 11 stark abfällt, ebenfalls der Druck im Ringraum 12 abfällt, jedoch dieser Druckabfall auf die kleinere Ringfläche 13 wirkt. Die Tragfähigkeit der Kolben-Zylinder einheit 2 wird etwas größer und fährt hierdurch etwas auseinander. Da der Druckraum 11 in der Kolben-Zylinderein heit 2 jedoch wesentlich größer ist als der Ringraum 12 der Einheit 1, aus dem beim Auseinanderfahren ja Öl verdrängt wird, fällt der Druck im Druckraum 1 der Einheit 2 schnell ab. Vom Druckspeicher 20 muß das Differenzvolumen vom Ringraum 12 oder Einheit 1 zu Raum 11 der Einheit 2 (d. h. das Kolbenstangenvolumen der Einheit 2) nachgefüllt werden. Durch den Druckabfall im Druckwandler ist nach kurzem Weg beim Auseinanderfahren des Zylinders der Einheit 2 das Kräftegleichgewicht wieder hergestellt. Das Fahrzeug neigt sich also nicht so stark zur linken Seite hin.

Überfährt z. B. das linke Rad eine Bodenwelle, so wird der Zylinder der Einheit 1 eingeschoben und im Druckraum 11 steigt der Druck an, einmal hervorgerufen durch die Dros selverluste des sehr schnell aus dem Druckraum 11 ausströ menden Öles (hydraulisches Medium) und zum anderen durch den Druckanstieg im Druckwandler 21. Im Ringraum 12 der Einheit 1 fällt der Druck ab, da sich dieser Raum vergrö ßert. Im Ringraum 12 der Einheit 2 steigt der Druck ent sprechend an und im Druckraum 11 fällt er ab. Hierdurch wird die Tragfähigkeit der Einheit 2 kleiner. Die Einheit 2 versucht zusammenzufahren. Da jedoch aus dem Druckraum 11 der Einheit 2 eine große Ölmenge verdrängt werden muß, sind auch die Drosselverluste entsprechend hoch. Dieser Effekt verhindert, daß sich das Fahrzeug schnell nach der Seite neigt. Da das schnelle Überfahren eines Hindernisses ein kurzzeitiges Ereignis ist, ist die Erfindung beim Überfah ren eines Schlagloches oder einer Bodenwelle nicht von Nachteil.

Der wesentliche Einfluß der Erfindung ist bei der seitli chen Neigungsbewegung gegeben, da bei einer seitlichen Neigungsbewegung eine Kolben-Zylindereinheit zusammenge drückt und die andere Kolben-Zylindereinheit auseinanderge zogen wird. Hierdurch fällt einmal in der Kolben-Zylinder einheit, die auseinandergezogen wird, der Druck unter der Kolben-Stirnfläche ab, und zum anderen ist durch den Druck abfall im Ringraum der anderen Einheit ein zusätzlicher Druckabfall gegeben. Die Tragfähigkeit der Kolben-Zylinder einheit nimmt also stark ab. Weiterhin ist die seitliche Neigungsbewegung ein relativ langsamer Ein- und Ausschiebe vorgang der Zylinder, und somit sind die hydraulischen Drosselverluste entsprechend gering, die ja einer Verschie bung der Zylinder entgegenstehen.

In dem Bild 1 ist noch die hydraulische Schaltung darge stellt, hierbei ist mit P die Druckleitung und mit T die Tankleitung gekennzeichnet.

Die Ventile 41, 42 sind hydraulisch angesteuerte Blockier- Schaltventile. Durch ein Signal S1 werden sie in die Sperr schaltung geschaltet und somit die Druckräume 11 gesperrt und ein Einfedern ist nicht mehr möglich. Sind die Ventile 41, 42 in der Sperrstellung, so kann durch die Ventile 43 und 44 die Verbindung innerhalb einer Kolben-Zylinderein heit zwischen dem Druckraum 11 und dem Ringraum 12 herge stellt werden. Somit hat man eine hydropneumatische Fede rung ohne erfindungsgemäße Ausbildung.

Die Ventile 45, 46, 47 und 48 sind Nivellier-Schaltventile. Zum Nivellieren des Fahrzeuges werden die Ventile 41 und 42 in die Sperrstellung geschaltet und die Ventile 43 und 44 in die Durchflußstellung.

Die Ventile 49, 50 sind lastabhängig einstellbare Drossel ventile.

Elemente 51 und 52 sind Wegmeßsysteme, die die Niveaulage des Fahrzeuges feststellen.

In den Fig. 2 bis 5 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugsziffern versehen. Fig. 2 beispielhaft ein zweiachsiges Fahrzeug, bei dem die Vorderachse und Hinterachse mit dem erfindungsgemäßen System ausgerüstet sind.

Fig. 3 zeigt ein dreiachsiges Fahrzeug. Hierbei ist die Vorderachse und die zweite Hinterachse mit dem erfindungs gemäßen System ausgerüstet.

Fig. 4 zeigt ein vierachsiges Fahrzeug. Hierbei ist die erste Vorderachse und die zweite Hinterachse mit dem erfin dungsgemäßen System ausgerüstet.

Es ist selbstverständlich auch möglich, bei mehrachsigen Fahrzeugen alle Achsen mit dem erfindungsgemäßen System auszurüsten.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße System so ausgeführt werden, daß z. B. das erste linke Vorderrad mit dem letzten rechten Hinterrad und das erste rechte Vorderrad mit dem letzten linken Hinterrad verschaltet wird. Die erfindungs gemäße hydraulische Verbindung der einzelnen Kolben-Zylin dereinheiten 1, 2 wird also in der Diagonalen des Fahrzeu ges ausgeführt.

Fig. 5 zeigt hierzu die Schaltung für ein zweiachsiges Fahrzeug.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen eine Nivelliereinrichtung mit gleicher Wirkungsweise wie bei Bild 1, jedoch ist zusätz lich ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 53 vorgesehen. Die Funktionsweise ist folgende:

Mit dem Ventil 45 wird das entsperrbare Rückschlagventil geöffnet. Je nach Schaltstellung von Ventil 46 wird entwe der der jeweilige Zylinder mit der Druckleitung P verbunden oder mit der Tankleitung T. Im geschlossenen Zustand sind die Ventile 45, 46 so geschaltet, daß ein Durchfluß zur Tankleitung gegeben ist.

Claims

1. Hydropneumatisches Federungssystem für Fahrzeuge, bestehend aus mindestens einer auf jeweils einer Seite einer Kippachse X-X angeordneten Kolben-Zylinder einheit (1; 2) mit jeweils einem in einem Zylinder (3) beweglich geführten Kolben (4), wobei der Kolben (4) beidseitig mit einem Hydraulikmedium beaufschlagt wird, und seine beaufschlagten Kolbenflächen (10, 13) aus einer Kolben-Stirnfläche (10) und einer gegenüber dieser flächenmäßig kleineren, auf der anderen Kolben seite liegenden Kolben-Ringfläche (13) bestehen und die die Kolben-Stirnflächen beaufschlagenden Hydrau lik-Druckräume (11) jeder Kolben-Zylindereinheit (1 bzw. 2) mit den die Kolben-Ringflächen (13) beauf schlagenden Hydraulik-Ringräumen (12) der anderen Kolben-Zylindereinheit (2 bzw. 1) derart hydraulisch verbunden sind, daß sich in den verbundenen Druckräumen gleiche Drücke einstellen, sowie die hydraulisch miteinander verbundenen Druckräume (11; 12) der Kolben-Zylindereinheiten (1; 2) jeweils gemeinsam an einen mit einem kompressiblen Medium gefüllten Federspeicher (20, 21) angeschlossen sind.

2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspeicher (20; 21) aus einem Zylindergehäuse (22) bestehen, in dem ein Trennkolben (24) schwimmend geführt ist, und das Zylindergehäuse (22) in eine mit dem kompressiblen Medium gefüllte Federkammer (26) und einen mit dem hydraulischen Medium gefüllten Aus gleichsraum (28) unterteilt.

3. Federungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Druck (P₁) in der Federkammer (26) kleiner ist als der hydraulische Druck (P₂) innerhalb der Kolben-Zylindereinheiten (1, 2).

4. Federungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkolben 24 als Druckwandler mit zwei unterschied lichen großen Druckflächen (34; 36) ausgebildet ist, wobei die der Federkammer (26) zugekehrte, von dem pneumatischen Druck (P₁) beaufschlagte erste Druckflä che (34) größer als die gegenüberliegende, von dem hydraulischen Druck (P₂) beaufschlagte, zweite Druck fläche (36) ist.

5. Federungsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkolben (24) mit einer derart durch den Aus gleichsraum (28) hindurch abgedichtet aus dem Zylin dergehäuse (22) nach außen geführten Trennkolbenstange (38) verbunden ist, daß der Ausgleichsraum (28) ring förmig zwischen dem Zylindergehäuse (22) und der Trennkolbenstange (38) gebildet ist.

6. Federungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (22) mechanisch von den Kolben-Zylin dereinheiten (1; 2) getrennt angeordnet ist, wobei ein in den Ausgleichsraum (28) mündender Anschluß des Zylindergehäuses (22) jedes Federspeichers (20; 21) über eine externe Leitungsverbindung mit den Kolben- Zylindereinheiten (1; 2) verbunden ist.

7. Federungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der externen Leitungsverbindung ein insbesondere lastabhängig einstellbares Dämpfungsventil (49; 50) angeordnet ist.

8. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kolben-Zylindereinheit (1) an dem linken Rad mindestens einer Fahrzeugachse befestigt ist, und die andere Kolben-Zylindereinheit (2) an dem rechten Rad mindestens einer Fahrzeugachse.

9. Federungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Räder derselben Fahrzeugachse zugeordnet sind, und daß mindestens zwei Fahrzeugachsen vorhanden sind.

10. Federungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Fahrzeugachsen vorhanden sind und jeweils die eine Kolben-Zylindereinheit (1) an einem Rad einer der Achsen angeordnet ist und die mit dieser hydraulisch verbundene andere Kolben-Zylindereinheit (2) mit dem auf der anderen Seite der Fahrzeuglängs achse X-X liegenden Rad der anderen Fahrzeugachse.

11. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen zwischen den Druckkammern (11) und den Ringräumen (12) der Kolben-Zylinderein heiten (1; 2) hydraulisch angesteuerte Abstellventile (41, 42) zum Blockieren der Leitungen angeordnet sind.

12. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verbindungskanals (15) des Druckraumes (11) jeder Kolben-Zylindereinheit (1; 2) und der Ausgang des axialen Kanals (16) des Ringraumes (12) jeder Kolben-Zylindereinheit (1; 2) durch eine mit jeweils einem Abschaltventil (43; 44) absperrbare Verbindungsleitung verbunden ist.

13. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen der Druckräume (11) zur Druckversorgungsleitung P bzw. zur Tankleitung T Schaltventile (45; 46; 47; 48) zum Nivellieren der Kolben-Zylindereinheiten (1; 2) vorgesehen sind.