EP1750958A1 - Stabiliser arrangement for a motor vehicle with an adjustable oscillating support - Google Patents

Stabiliser arrangement for a motor vehicle with an adjustable oscillating support

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EP1750958A1
EP1750958A1 EP05750827A EP05750827A EP1750958A1 EP 1750958 A1 EP1750958 A1 EP 1750958A1 EP 05750827 A EP05750827 A EP 05750827A EP 05750827 A EP05750827 A EP 05750827A EP 1750958 A1 EP1750958 A1 EP 1750958A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
cylinder
stabilizer
check valve
stabilizer arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05750827A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Metin Ersoy
Jens Vortmeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1750958A1 publication Critical patent/EP1750958A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G2206/11—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link
    • B60G2206/111—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link of adjustable length

Definitions

  • the invention relates to a stabilizer arrangement for a motor vehicle, an adjustable piston-cylinder unit being arranged at the ends of the stabilizer, which is connected in an articulated manner to a resilient wheel carrier part.
  • variable-length piston-cylinder units arranged between the stabilizer and motor vehicle body show a piston which is movably held in the cylinder with a continuous piston rod, the piston dividing the cylinder into a first and a second cylinder chamber.
  • the first and the second cylinder chamber are connected to one another via an external by-pass line arranged outside the cylinder, which can be locked and unlocked by means of a valve, a switchable valve being arranged in this line.
  • Parallel to this by-pass line are two further inner by-pass lines, each of which connects an end region of the cylinder to a center region of the cylinder.
  • the connections of the two further inner by-pass lines are spaced apart from one another in the central area, a check valve being arranged in each case in these inner by-pass lines in such a way that hydraulic fluid can only flow from the central area of the cylinder into the end area of the cylinder becomes.
  • the connection of the outer by-pass line is open, the piston can move freely in the cylinder, so that the stabilizer effect is eliminated.
  • the piston can only move in the direction of the central position, since there is no hydraulic fluid in the central area or from the end areas via the check valves can reach another end area. As soon as the piston reaches its central position, it is held in this position, since fluid exchange between the cylinder chambers is no longer possible.
  • a particular disadvantage of this embodiment is that the central position in which the piston is held and thus a stabilizing effect is not precisely defined. There are considerable tolerances due to the connection dimensions and the connection bores.
  • a by-pass line which can be locked and unlocked by means of a valve, connects two cylinder chambers separated by a piston to one another in their end regions outside the cylinder.
  • two compression springs are arranged inside the cylinder, which are supported against the respective cylinder base.
  • a connecting line is arranged in the piston, in which two counter-acting check valves are arranged.
  • the object of the invention is therefore to provide a stabilizer arrangement for a motor vehicle with a switchable piston-cylinder unit, which has a simple design with a precisely determinable position for fixing the pistons.
  • a stabilizer arrangement for a motor vehicle has a stabilizer connected to the vehicle body, which is connected to a resilient wheel carrier part on each side of the vehicle by means of a piston-cylinder unit.
  • the piston-cylinder units consist at least of a piston movably arranged in a cylinder, which divides the cylinder into a first and a second cylinder chamber, and are articulated at one end at one end of the stabilizer and at the other end to the resilient wheel carrier part.
  • a connecting line is formed in the piston of the piston-cylinder unit, which connects the first and second in each case.
  • a one-way check valve is arranged in the connecting line, the piston being movable into at least one end position. Due to the check valve arranged in the connecting line connecting the two cylinder chambers, the hydraulic fluid can only pass from one cylinder chamber to the other, but not in the opposite direction. This means that when a load is applied to the piston, for example by a spring-in or rebound movement, the piston in the cylinder can only move in one direction, provided there is no further connection between the two cylinder chambers.
  • the piston is moved into an end position, which is advantageously formed by the cylinder housing itself or a stop arranged separately in or on the cylinder. This end position is precisely defined and can always be repeated.
  • a by-pass line connecting the two cylinder chambers is arranged outside the two cylinder chambers, a further valve being arranged in this by-pass line, which valve blocks the flow of hydraulic fluid in this by-pass line or can release.
  • an electromagnetically operable check valve can preferably be used, which acts in the opposite direction relative to the check valve arranged in the piston.
  • Hydraulic fluid flows from one cylinder chamber to the other cylinder chamber via the by-pass line, whereas when the piston reverses motion, the hydraulic fluid flows through the Connection line in the piston from one cylinder chamber to the other cylinder chamber.
  • the stabilizer coupled to the piston-cylinder units is deactivated, so that the wheels of one axle can interlock with one another.
  • the piston is double-acting with a continuous piston rod, as a result of which the same cross-section is given in the first and second cylinder chambers, so that no further compensation elements are required.
  • the piston rod is only formed on one side of the piston, as a result of which the piston-cylinder unit is constructed much smaller and thus takes up less space.
  • a compensating piston with a compressed gas chamber is necessary, for example, to take up the displaced hydraulic fluid which cannot be taken up by the other cylinder chamber.
  • a further possible embodiment of the invention is provided when using two pistons arranged separately in the cylinder, an inner cylinder for receiving a compensating piston and the pressure compensating chamber being arranged between the pistons.
  • One of the two pistons is articulated on the stabilizer, whereas the other piston is articulated on a wheel carrier part.
  • Both pistons are provided with a check valve according to the invention and can only move in the same direction in their respective end position when the by-pass line, which represents a connection between the cylinder chambers, is blocked. When the bypass line is unlocked, however, both pistons can move freely in the cylinder.
  • FIG. 1 a schematic illustration of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units for a motor vehicle
  • FIG. 2 a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention in a first embodiment with a continuous piston rod
  • FIG. 3a a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units with an existing stabilizer effect
  • 3b a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units with the stabilizer effect switched off and a sprung wheel
  • FIG. 3 c a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units with the stabilizer effect switched off and a sprung-out wheel
  • FIG. 4 a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention in a second embodiment with a pressure compensation chamber
  • FIG. 5 a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention in a third embodiment with double piston and pressure compensation chamber.
  • FIG. 1 An exemplary schematic stabilizer arrangement is shown in FIG. 1, wherein a stabilizer 1 is held on a vehicle body 3 so that it can pivot in bearing positions 2. At its ends, the stabilizer is articulated to a piston-cylinder unit 4. At its end facing away from the stabilizer 1, the piston-cylinder unit 4 is articulated to a resilient wheel carrier part, for example to a shock absorber part 6 connected to a vehicle wheel 5.
  • the piston-cylinder units 4 replace fixed pendulum supports and in the first exemplary embodiment shown in FIG. 2 are advantageously designed as synchronous cylinders.
  • a piston 8 arranged in a cylinder 7 has a two-sided piston rod 9, the first
  • Piston rod side 9a emerges from cylinder 7 and is provided at its end with a receptacle 10 for articulated connection to stabilizer 1.
  • the second piston rod side 9b runs in one in the cylinder 7 arranged sleeve 11, wherein the sleeve 11 is integrally formed with the cylinder 7.
  • the sleeve 11 can be screwed into the cylinder 7 as a separate component, for example.
  • the sleeve 11 is provided with a further receptacle 12 for articulated connection to the shock absorber 6.
  • the piston 8 divides the cylinder into a first and a second cylinder chamber 7a and 7b, the volume of the second cylinder chamber 7b being zero in the end position of the piston 8 shown in FIG.
  • the piston 8 is in this end position in contact with the cylinder bottom 13.
  • a connecting line 14 is formed in the piston 8, in which a spring-loaded check valve 15 is arranged.
  • two connecting lines 14, each with a check valve 15, are shown, the number of connecting lines 14 being able to be chosen as desired in accordance with the requirements for the volume flow.
  • a flow of the hydraulic fluid provided in the cylinder 7 is possible from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a, whereas the flow is blocked in the opposite direction.
  • the piston 8 is sealed off from the cylinder 7 by means of seals 16.
  • the first and second cylinder chambers 7a, 7b are connected to one another via a by-pass line 17 arranged outside the cylinder 7.
  • a connection bore 19, 20 is provided in the cylinder base 13, 18, which are led out laterally from the cylinder 7.
  • An electromagnetically switchable second check valve 21 is arranged in the by-pass line 17, this check valve 21 in the unlocked switching position, in which the check valve 21 is energized, the flow from the second Locks cylinder chamber 7b in the first cylinder chamber 7a and allows in the opposite direction. If the electromagnetically switchable check valve 21 is de-energized, the flow is blocked both from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a via the by-pass line 17 and in the opposite direction.
  • the electromagnetically switchable check valve 21 has a plug connection 22 for signal and current transmission for actuating the electromagnet. The direction of action of the check valve 21 is opposite to the check valve 15 arranged in the piston 8.
  • a limit switch 23 is arranged to play the end position.
  • Cylinder chamber 7a can get into the second cylinder chamber 7b. In this position, the piston-cylinder units 4, 4 'are held in the position shown in Fig. 3a, so that the full stabilizer effect is present. For this reason, forces and moments can be transferred from one side of the vehicle to the other in order to reduce the tendency of the vehicle to roll.
  • the check valve 21 If the check valve 21 is now energized, the check valve is unlocked, so that 17 hydraulic fluid from the by-pass line first cylinder chamber 7a can flow into the second cylinder chamber 7b. Since hydraulic fluid can also flow from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a via the check valve 15 arranged in the piston 8, the piston 8 is freely movable in the cylinder 7. This state is present in both piston-cylinder units 4, 4 ', so that the stabilizer 1 has no effect. According to a deflection ⁇ of a wheel shown in FIG. 3b, the cylinder 7 is pulled up via the upper receptacle 12, whereas the piston 8 remains in its position with the piston rod 9 via the lower receptacle 10. No torque is applied to the stabilizer 1, so that no torque is transmitted to the other side of the vehicle.
  • the rebound movement is transmitted to the stabilizer 1 via the piston-cylinder unit 4, in which the piston 8 bears against the cylinder base 13 in its end position.
  • the stabilizer 1 rotates without torque transmission to the other side of the vehicle, since the piston 8 in the piston-cylinder unit 4 'is also freely movable when the check valve 21 is energized and is pulled in the cylinder 7 in the direction of the cylinder bottom 18. In this way, it is possible to increase the axis interlock.
  • This energized state of the check valves 21 of the two piston-cylinder units 4, 4 'with a reinforced axle lock is used, among other things, when driving a vehicle off-road.
  • the check valves 21 on the piston-cylinder units 4, 4 ' are de-energized so that the check valve 21 is blocked and the flow of hydraulic fluid into both Directions, that is, from the first cylinder chamber 7a into the second cylinder chamber 7b and vice versa. Only hydraulic fluid can now flow from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a via the check valve 15 arranged in the piston 8. This means that the piston 8 in the cylinder 7 only in the direction of
  • Cylinder base 13 can move. Due to the deflection and rebound movements of the vehicle wheels 5, which are transmitted to the cylinder 7 and the piston rod 9, the piston rod 9 or the piston 8 is pressed in the direction of the cylinder base 13, since the other direction of movement of the piston 8 is known to be blocked. The piston 8 is so far in the direction of
  • End position acts, a high repeatability for reaching the end position is guaranteed, which at the same time ensures the functional reliability of the stabilizer after it has been switched on. It is also important here that the system does not need any electrical source or actuator to get to its initial position. At the same time, a fail-safe function is ensured since, in the event of a power failure, the check valve 21 is blocked, so that the piston 8 moves in its end position and the stabilizer function is ensured. This unit, in which no other changes to the stabilizer are necessary, thus forms a closed, self-sufficient system.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the design of the adjustable pendulum support according to the invention.
  • the piston-cylinder unit 4 does not have a continuous piston rod, but a compensating piston 30 on the side of the second cylinder chamber 7b, which is arranged movably in the second cylinder chamber 7b via a seal 31.
  • the compensating piston 30 with the compressed gas chamber 32 is necessary due to the different displacement volumes of the two cylinder chambers 7a and 7b.
  • the remaining structure of the arrangement and the mode of operation correspond to the embodiment shown in FIG. 2.
  • the check valve 15 arranged in the piston 8 is also present here, as is the by-pass line 17 and the second electromagnetically switchable check valve 21 arranged in the by-pass line 17.
  • the piston 8 is also a fixed one here Stop for the end position of the piston 8 is given.
  • a major advantage of this arrangement is the reduced outer dimensions of the pendulum support and the installation space thus required.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of an adjustable pendulum support according to the invention with a double piston 9, 91 and a pressure compensation chamber 32.
  • an independently movable piston rod 9 and 91 is arranged both on the stabilizer side and on the vehicle body side, each having a piston 8 and 81 have.
  • Connection line 14, 14a formed with a check valve 15, 15a arranged therein, wherein both check valves 15, 15a are oriented in the same direction of action, based on the cylinder 7.
  • the two pistons 8, 81 have a cylinder 33 firmly inserted into them by means of, for example, gluing, soldering or pressing in.
  • the compensating piston 30 is movably arranged in this inner cylinder 33, which is only open on one side, and the compressed gas chamber 32 is located.
  • the second cylinder chamber 7b is located directly adjacent.
  • the inner cylinder 33 also forms the stop for the lower piston 8 facing the stabilizer.
  • the by-pass line 17 not only connects the first and second
  • a further connecting line 34 is provided outside the cylinder 7, which connects the second cylinder chamber 7b with the connects the fourth cylinder chamber 7c facing away from the piston 81 located fourth cylinder chamber 7d.
  • adjustable pendulum supports it would also be conceivable to implement the essential idea of this invention in a rotary design, for example with a pivoting space which is subdivided by a pivotable wing provided with check valves. Such a system could then be integrated directly into a stabilizer.

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Abstract

A stabiliser for a motor vehicle has a stabiliser (1) tied to the car body and connected on each side of the vehicle to a piston-cylinder unit (4, 4') by means of a wheel suspension element. Each of the piston-cylinder units (4, 4') comprises at least one piston (8) arranged so as to slide in a cylinder (7), the piston (8) subdividing the cylinder (7) into a first and a second mutually separated cylinder chambers (7a, 7b). One end of the piston-cylinder units (4, 4') is joined in an articulated manner to one end of the stabiliser (1) and the other end is joined in an articulated manner to the wheel suspension element. The invention is characterised in that at least one connection line (14) is arranged in the at least one piston (8) and connects the first and second cylinder chambers (7a, 7b), in that a one-way return valve (15) is arranged in the at least one connection line (14) and in that the piston (8) can be moved into at least one end position

Description

Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit verstellbarer Pendelstütze Stabilizer arrangement for a motor vehicle with adjustable pendulum support
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei an den Enden des Stabilisators jeweils eine verstellbare Kolben-Zylinder- Einheit angeordnet ist, die gelenkig mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist.The invention relates to a stabilizer arrangement for a motor vehicle, an adjustable piston-cylinder unit being arranged at the ends of the stabilizer, which is connected in an articulated manner to a resilient wheel carrier part.
Für einen hohen Fahrkomfort werden in modernen Kraftfahrzeugen weiche Aufbaufedern eingesetzt. In Kombination mit entsprechend ausgelegtenFor a high level of driving comfort, soft body springs are used in modern motor vehicles. In combination with appropriately designed
Dämpfern wird so ein verbesserter Bodenkontakt bei Fahrbahnunebenheiten gewährleistet. Die dabei auftretende nachteilige Erhöhung des Wankwinkels in Kurven wird durch den Einsatz von Stabilisatoren kompensiert, wobei die Stabilisatoren am Fahrzeugaufbau festgelegt sind und an den Enden über jeweils eine Pendelstütze an einem federnden Radträgerteil, z.B. einem Querlenker oder einer Starrachse, gelenkig angebunden sind. Durch den Einsatz von Stabilisatoren verringert sich allerdings die mögliche Achsverschränkung, da sie ein gegensinniges Einfedern der Räder einer Achse einschränken. Daher ist es insbesondere für geländegängige Fahrzeuge, sogenannte SUV's wünschenswert, eine Möglichkeit zu schaffen, dieIn this way, dampers are guaranteed better ground contact in the event of uneven road surfaces. The disadvantageous increase in the roll angle that occurs in curves is compensated for by the use of stabilizers, the stabilizers being fixed to the vehicle body and at the ends via a pendulum support on a resilient wheel carrier part, e.g. a wishbone or a rigid axle are articulated. The use of stabilizers, however, reduces the possible axle offset, since they restrict the wheels of one axle from compressing in the opposite direction. Therefore, it is particularly desirable for off-road vehicles, so-called SUVs, to create a possibility that
Stabilisatorfunktion während der Geländefahrt zu beeinflussen. Durch den Einsatz von schaltbaren Komponenten kann dies gewährleistet werden, so dass die Räder einer Achse unabhängig voneinander einfedern können. Auf diese Weise halten alle Räder des Fahrzeuges Bodenkontakt und können Vortriebskräfte übertragen.To influence the stabilizer function during off-road driving. This can be ensured by using switchable components, so that can independently compress the wheels of an axle. In this way, all wheels of the vehicle keep in contact with the ground and can transmit propulsive forces.
Eine Möglichkeit schaltbare Komponenten einzusetzen besteht in der Verwendung von hydraulisch längenveränderlichen Stellelementen, wie beispielsweise Kolben-Zylinder-Einheiten, an Stelle von festen Pendelstützen, wie dies beispielsweise in der US 5,217,245 offenbart ist. Die zwischen Stabilisator und Kraftfahrzeugaufbau angeordneten längenveränderlichen Kolben-Zylinder-Einheiten zeigen einen im Zylinder beweglich gehaltenen Kolben mit durchgehender Kolbenstange, wobei der Kolben den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt. Die erste und die zweite Zylinderkammer sind über eine außerhalb des Zylinders angeordnete äußere, mittels eines Ventils sperr- und entsperrbare By-Pass-Leitung miteinander verbunden, wobei in dieser Leitung ein schaltbares Ventil angeordnet ist.One possibility of using switchable components is to use hydraulic length-adjustable adjusting elements, such as piston-cylinder units, instead of fixed pendulum supports, as is disclosed, for example, in US Pat. No. 5,217,245. The variable-length piston-cylinder units arranged between the stabilizer and motor vehicle body show a piston which is movably held in the cylinder with a continuous piston rod, the piston dividing the cylinder into a first and a second cylinder chamber. The first and the second cylinder chamber are connected to one another via an external by-pass line arranged outside the cylinder, which can be locked and unlocked by means of a valve, a switchable valve being arranged in this line.
Parallel zu dieser By-Pass-Leitung sind zwei weitere innere By-Pass-Leitungen angeordnet, welchen jeweils einen Endbereich des Zylinders mit einem Mittenbereich des Zylinders verbinden. Im Mittenbereich sind die Anschlüsse der zwei weiteren inneren By-Pass-Leitungen voneinander beabstandet, wobei in diesen inneren By-Pass-Leitungen jeweils ein Rückschlagventil derart angeordnet ist, dass ausschließlich ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit aus dem Mittenbereich des Zylinders in den Endbereich des Zylinders ermöglicht wird. Bei einer geöffneten Verbindung der äußeren By-Pass-Leitung kann sich der Kolben im Zylinder frei bewegen, so dass die Stabilsatorwirkung aufgehoben ist. Befindet sich der Kolben außerhalb der Mittenlage und wird die äußere By-Pass-Leitung geschlossen, kann sich der Kolben lediglich in Richtung der Mittenlage bewegen, da von den Endbereichen über die Rückschlagventile keine Hydraulikfüssigkeit in den Mittenbereich oder den anderen Endbereich gelangen kann. Sobald der Kolben seine Mittenlage erreicht, wird er in dieser festgehalten, da kein Flüssigkeitsaustausch zwischen den Zylinderkammern mehr möglich ist.Parallel to this by-pass line are two further inner by-pass lines, each of which connects an end region of the cylinder to a center region of the cylinder. The connections of the two further inner by-pass lines are spaced apart from one another in the central area, a check valve being arranged in each case in these inner by-pass lines in such a way that hydraulic fluid can only flow from the central area of the cylinder into the end area of the cylinder becomes. When the connection of the outer by-pass line is open, the piston can move freely in the cylinder, so that the stabilizer effect is eliminated. If the piston is outside the central position and the outer by-pass line is closed, the piston can only move in the direction of the central position, since there is no hydraulic fluid in the central area or from the end areas via the check valves can reach another end area. As soon as the piston reaches its central position, it is held in this position, since fluid exchange between the cylinder chambers is no longer possible.
Nachteilig an dieser Ausführung ist insbesondere, dass die Mittenlage in welcher der Kolben festgehalten und damit eine Stabilisator Wirkung herstellt wird, nicht präzise definiert werden kann. Es sind hier erhebliche Toleranzen auf Grund der Anschlussmaße und der Anschlussbohrungen gegeben.A particular disadvantage of this embodiment is that the central position in which the piston is held and thus a stabilizing effect is not precisely defined. There are considerable tolerances due to the connection dimensions and the connection bores.
Eine weitere Ausführung einer schaltbaren Pendelstütze für eineAnother version of a switchable pendulum support for one
Stabilisatoranordnung eines Kraftfahrzeuges ist in der US 4,973,077 offenbart, wobei auch hier außerhalb des Zylinders eine mittels eines Ventils sperrbare und entsperrbare By-Pass-Leitung zwei von einem Kolben getrennte Zylinderkammern in ihren Endbereichen miteinander verbindet. Beiderseits des Kolbens sind innerhalb des Zylinders zwei Druckfedern angeordnet, die sich gegen den jeweiligen Zylinderboden abstützen. In dem Kolben ist hierbei eine Verbindungsleitung angeordnet, in welcher zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile angeordnet sind. Wenn der Kolben sich außerhalb seiner Mittenlage befindet, erlauben diese Rückschlagventile bei gesperrter By- Pass-Leitung einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den beidenStabilizer arrangement of a motor vehicle is disclosed in US Pat. No. 4,973,077, here, too, a by-pass line, which can be locked and unlocked by means of a valve, connects two cylinder chambers separated by a piston to one another in their end regions outside the cylinder. On both sides of the piston, two compression springs are arranged inside the cylinder, which are supported against the respective cylinder base. In this case, a connecting line is arranged in the piston, in which two counter-acting check valves are arranged. When the piston is out of its central position, these check valves allow fluid exchange between the two when the bypass line is blocked
Zylinderkammern, so dass sich der Kolben mittels der Federkraft der Druckfedern in seine Mittenlage bewegen kann. In der Mittelage wird der Kolben dort gehalten, da die Rückschlagventile in dem Kolben geschlossen sind und so kein Flüssigkeitsaustausch mehr stattfinden kann. In dieser Stellung ist die Stabilisatorwirkung vorhanden.Cylinder chambers so that the piston can move into its central position by means of the spring force of the compression springs. In the middle position, the piston is held there, since the check valves in the piston are closed and no more fluid exchange can take place. The stabilizer effect is present in this position.
Nachteilig an dieser Anordnung ist wiederum, dass die Mittelage des Kolbens für die Stabilisatorlage nicht genau definiert werden kann. Zusätzlich zu den im System vorhandenen Toleranzen - insbesondere können die Federn unterschiedliche Werte aufweisen - kommt der Verschleiß der Federn, der zu zusätzlichen Abweichungen von der Mittenlage führt. Zudem ist diese Anordnung sehr aufwendig aus vielen Einzelteilen bestehend gestaltet.A disadvantage of this arrangement is that the center position of the piston for the stabilizer position cannot be precisely defined. In addition to the Tolerances existing in the system - in particular the springs can have different values - there is wear of the springs, which leads to additional deviations from the center position. In addition, this arrangement is very complex consisting of many individual parts.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer schaltbaren Kolben-Zylinder-Einheit zu schaffen, welche einen einfach gestalteten Aufbau mit einer genau bestimmbaren Lage zum Festsetzen der Kolben aufweist.The object of the invention is therefore to provide a stabilizer arrangement for a motor vehicle with a switchable piston-cylinder unit, which has a simple design with a precisely determinable position for fixing the pistons.
Die Aufgabe wird durch eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Stabilisator mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a stabilizer arrangement for a motor vehicle with a stabilizer having the features of the main claim. Advantageous training and further education are given by the subclaims.
Eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug weist einen am Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator auf, der auf jeder Fahrzeugseite mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist. Die Kolben-Zylinder-Einheiten bestehen dabei zumindest aus einem in einem Zylinder beweglich angeordneten Kolben, welche den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt, und sind einenends an einem Ende des Stabilisator und anderenends an dem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden. Erfindungsgemäß ist in dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit jeweils eine Verbindungsleitung ausgebildet, welche die jeweils erste und zweite miteinander verbindet. In dieserA stabilizer arrangement for a motor vehicle has a stabilizer connected to the vehicle body, which is connected to a resilient wheel carrier part on each side of the vehicle by means of a piston-cylinder unit. The piston-cylinder units consist at least of a piston movably arranged in a cylinder, which divides the cylinder into a first and a second cylinder chamber, and are articulated at one end at one end of the stabilizer and at the other end to the resilient wheel carrier part. According to the invention, a connecting line is formed in the piston of the piston-cylinder unit, which connects the first and second in each case. In this
Verbindungsleitung ist ein in eine Richtung wirkendes Rückschlagventil angeordnet wobei der Kolben in zumindest eine Endstellung bewegbar ist. Bedingt durch das in der die beiden Zylinderkammern verbindenden Verbindungsleitung angeordnete Rückschlagventil kann die Hydraulikflüssigkeit lediglich von einer Zylinderkammer in die andere gelangen, aber nicht in umgekehrter Richtung. Dies bedeute, dass bei Beaufschlagung des Kolben mit einer Last, beispielsweise durch eine Ein- oder Ausfederbewegung, kann sich der Kolben im Zylinder ausschließlich in eine Richtung bewegen, sofern zwischen den beiden Zylinderkammer keine weitere Verbindung besteht. Der Kolben wird dabei in eine Endstellung bewegt, welche vorteilhafter Weise durch das Zylindergehäuse selbst oder einen im oder am Zylinder separat angeordneten Anschlag gebildet ist. Diese Endstellung ist präzise definiert und immer wiederholbar anzufahren.A one-way check valve is arranged in the connecting line, the piston being movable into at least one end position. Due to the check valve arranged in the connecting line connecting the two cylinder chambers, the hydraulic fluid can only pass from one cylinder chamber to the other, but not in the opposite direction. This means that when a load is applied to the piston, for example by a spring-in or rebound movement, the piston in the cylinder can only move in one direction, provided there is no further connection between the two cylinder chambers. The piston is moved into an end position, which is advantageously formed by the cylinder housing itself or a stop arranged separately in or on the cylinder. This end position is precisely defined and can always be repeated.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist außerhalb der beiden Zylinderkammern eine die beiden Zylinderkammern verbindende By-Pass- Leitung angeordnet, wobei in dieser By-Pass-Leitung ein weiteres Ventil angeordnet ist, welches den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit in dieser By- Pass-Leitung sperren oder freigeben kann. Vorzugsweise kann hierbei ein elektromagnetisch betätigbares Rückschlagventil eingesetzt werden, welches relativ zum im Kolben angeordneten Rückschlagventil in entgegengesetzter Richtung wirkt.In a particularly advantageous embodiment, a by-pass line connecting the two cylinder chambers is arranged outside the two cylinder chambers, a further valve being arranged in this by-pass line, which valve blocks the flow of hydraulic fluid in this by-pass line or can release. In this case, an electromagnetically operable check valve can preferably be used, which acts in the opposite direction relative to the check valve arranged in the piston.
Befindet sich das in der By-Pass-Leitung angeordnete Rückschlagventil in einer entsperrten Stellung und gibt damit den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit von einer in die andere Zylinderkammer frei, ist der Kolben im Zylinder frei beweglich. Bei Bewegung des Kolbens in der einen Richtung kann dieIf the check valve in the by-pass line is in an unlocked position and thus releases the flow of hydraulic fluid from one cylinder chamber to the other, the piston can move freely in the cylinder. If the piston moves in one direction, the
Hydraulikflüssigkeit über die By-Pass-Leitung von der einen Zylinderkammer in die andere Zylinderkammer fließen, wohingegen bei einer Bewegungsumkehr des Kolbens die Hydraulikflüssigkeit über die Verbindungsleitung im Kolben von der einen Zylinderkammer in die andere Zylinderkammer gelangt. Der mit den Kolben-Zylinder-Einheiten gekoppelte Stabilisator ist dabei außer Wirkung gesetzt, so dass sich die Räder einer Achse gegeneinander verschränken können.Hydraulic fluid flows from one cylinder chamber to the other cylinder chamber via the by-pass line, whereas when the piston reverses motion, the hydraulic fluid flows through the Connection line in the piston from one cylinder chamber to the other cylinder chamber. The stabilizer coupled to the piston-cylinder units is deactivated, so that the wheels of one axle can interlock with one another.
Wird nun die By-Pass-Leitung gesperrt, kann die Hydraulikflüssigkeit zwischen den Zylinderkammern nur noch in einer Richtung ausgetauscht werden, so dass sich der Kolben auch nur in eine Richtung bewegen kann. Bedingt durch die Ein- und Ausfederbewegung der Räder werden die Kolben dadurch bis in eine Endstellung bewegt, aus der sie sich nicht mehr herausbewegen können. In dieser Stellung kommt dann die Stabilisatorwirkung, bei welcher Kräfte von der einen Fahrzeugseite auf die andere übertragen werden, wieder vollständig zum tragen. Der Vorteil dieser Anordnung ist dabei, dass die Stabilisatorwirkung ohne den Einsatz von Aktuatoren, wie beispielweise Hydraulikpumpen, wieder hergestellt werden kann. Wird die elektromagnetische Betätigung des Rückschlagventiles in der By-Pass-Leitung derart eingesetzt, dass im stromlosen Zustand das Rückschlagventil sich in der gesperrten Stellung befindet, ist eine Sicherheitsfunktion geschaffen, da bei Stromausfall das System selbsttätig die Stabilisatorwirkung wieder herstellt.If the by-pass line is now blocked, the hydraulic fluid between the cylinder chambers can only be exchanged in one direction, so that the piston can only move in one direction. Due to the deflection and rebound movement of the wheels, the pistons are moved to an end position from which they can no longer move. In this position, the stabilizer effect, in which forces are transmitted from one side of the vehicle to the other, is fully effective again. The advantage of this arrangement is that the stabilizer effect can be restored without the use of actuators, such as hydraulic pumps. If the electromagnetic actuation of the non-return valve in the by-pass line is used in such a way that the non-return valve is in the blocked position when de-energized, a safety function is created because the system automatically restores the stabilizer effect in the event of a power failure.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Kolben doppeltwirkend mit einer durchgehenden Kolbenstange ausgebildet, wodurch in der ersten und der zweiten Zylinderkammer ein gleicher Querschnitt gegeben ist, so dass keine weiteren Ausgleichelemente benötigt werden.In a preferred embodiment, the piston is double-acting with a continuous piston rod, as a result of which the same cross-section is given in the first and second cylinder chambers, so that no further compensation elements are required.
In einer weiteren Ausführung ist die Kolbenstange lediglich einseitig am Kolben ausgebildet, wodurch die Kolben-Zylinder-Einheit wesentlich kleiner aufgebaut ist und somit einen kleineren Einbauraum beansprucht. Da bei dieser Ausführung allerdings beiderseits des Kolbens verschieden große Querschnitte des Verdrängungsvolumens existieren, ist ein Ausgleichskolben mit einer Druckgaskammer notwendig, um beispielsweise diejenige verdrängte Hydraulikflüssigkeit aufzunehmen, welche nicht von der jeweils anderen Zylinderkammer aufgenommen werden kann.In a further embodiment, the piston rod is only formed on one side of the piston, as a result of which the piston-cylinder unit is constructed much smaller and thus takes up less space. There with In this version, however, cross sections of the displacement volume of different sizes exist on both sides of the piston, a compensating piston with a compressed gas chamber is necessary, for example, to take up the displaced hydraulic fluid which cannot be taken up by the other cylinder chamber.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung ist bei Verwendung von zwei im Zylinder getrennt angeordneten Kolben gegeben, wobei zwischen den Kolben ein innerer Zylinder zur Aufnahme eines Ausgleichkolbens und der Druckausgleichskammer angeordnet ist. Einer der beiden Kolben ist an dem Stabilisator angelenkt, wohingegen der andere Kolben an einem Radträgerteil angelenkt ist. Beide Kolben sind mit einem erfindungsgemäßen Rückschlagventil versehen und können sich bei gesperrter By-Pass-Leitung, welche eine Verbindung zwischen den Zylinderkammern darstellt, lediglich in die gleiche Richtung in ihre jeweilige Endstellung bewegen. Bei entsperrter By- Pass-Leitung können sich hingegen beide Kolben im Zylinder frei bewegen.A further possible embodiment of the invention is provided when using two pistons arranged separately in the cylinder, an inner cylinder for receiving a compensating piston and the pressure compensating chamber being arranged between the pistons. One of the two pistons is articulated on the stabilizer, whereas the other piston is articulated on a wheel carrier part. Both pistons are provided with a check valve according to the invention and can only move in the same direction in their respective end position when the by-pass line, which represents a connection between the cylinder chambers, is blocked. When the bypass line is unlocked, however, both pistons can move freely in the cylinder.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele nochmals näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of various exemplary embodiments. In the accompanying drawings:
Fig.l: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten für ein Kraftfahrzeug, Fig. 2: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben- Zylinder-Einheit in einer ersten Ausführungsform mit durchgehender Kolbenstange,1: a schematic illustration of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units for a motor vehicle, FIG. 2: a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention in a first embodiment with a continuous piston rod,
Fig.3a: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei vorhandener Stabilisatorwirkung, Fig. 3b: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei ausgeschalteter Stabilisatorwirkung und einem eingefedertem Rad, Fig. 3 c: eine schematische Darstellung einer Stabilisator anordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei ausgeschalteter Stabilisatorwirkung und einem ausgefedertem Rad, Fig. 4: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben- Zylinder-Einheit in einer zweiten Ausführungsform mit einer Druckausgleichskammer, Fig. 5: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben- Zylinder-Einheit in einer dritten Ausführungsform mit Doppelkolben und Druckausgleichskammer.3a: a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units with an existing stabilizer effect, 3b: a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units with the stabilizer effect switched off and a sprung wheel, FIG. 3 c: a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units with the stabilizer effect switched off and a sprung-out wheel, FIG. 4: a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention in a second embodiment with a pressure compensation chamber, FIG. 5: a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention in a third embodiment with double piston and pressure compensation chamber.
Eine beispielhafte schematische Stabilisatoranordnung ist in Fig. 1 dargestellt, wobei ein Stabilisator 1 in Lagerstellen 2 schwenkbeweglich an einem Fahrzeugaufbau 3 gehalten ist. An seinen Enden ist der Stabilisator jeweils gelenkig mit einer Kolben- Zylinder- Einheit 4 verbunden. An ihrem dem Stabilisator 1 abgewandten Ende ist die Kolben-Zylinder-Einheit 4 jeweils gelenkig mit einem federnden Radträgerteil, beispielsweise mit einen an einem Fahrzeugrad 5 angebundenen Stoßdämpferteil 6 verbunden.An exemplary schematic stabilizer arrangement is shown in FIG. 1, wherein a stabilizer 1 is held on a vehicle body 3 so that it can pivot in bearing positions 2. At its ends, the stabilizer is articulated to a piston-cylinder unit 4. At its end facing away from the stabilizer 1, the piston-cylinder unit 4 is articulated to a resilient wheel carrier part, for example to a shock absorber part 6 connected to a vehicle wheel 5.
Die Kolben-Zylinder-Einheiten 4 ersetzen hierbei feste Pendelstützen und sind in dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel vorteilhaft als Gleichlaufzylinder ausgebildet. Ein in einem Zylinder 7 angeordneter Kolben 8 besitzt dabei eine zweiseitige Kolbenstange 9, wobei die ersteThe piston-cylinder units 4 replace fixed pendulum supports and in the first exemplary embodiment shown in FIG. 2 are advantageously designed as synchronous cylinders. A piston 8 arranged in a cylinder 7 has a two-sided piston rod 9, the first
Kolbenstangenseite 9a aus dem Zylinder 7 heraustritt und an ihrem Ende mit einer Aufnahme 10 zur gelenkigen Anbindung an den Stabilisator 1 versehen ist. Die zweite Kolbenstangenseite 9b verläuft in einer im Zylinder 7 angeordneten Hülse 11, wobei die Hülse 11 mit dem Zylinder 7 einstückig ausgebildet ist. Alternativ kann die Hülse 11 in den Zylinder 7 als separates Bauteil beispielsweise eingeschraubt sein. An dem dem Stoßdämpfer 6 zugewandten Ende ist die Hülse 11 mit einer weiteren Aufnahme 12 zur gelenkigen Verbindung mit dem Stoßdämpfer 6 versehen.Piston rod side 9a emerges from cylinder 7 and is provided at its end with a receptacle 10 for articulated connection to stabilizer 1. The second piston rod side 9b runs in one in the cylinder 7 arranged sleeve 11, wherein the sleeve 11 is integrally formed with the cylinder 7. Alternatively, the sleeve 11 can be screwed into the cylinder 7 as a separate component, for example. At the end facing the shock absorber 6, the sleeve 11 is provided with a further receptacle 12 for articulated connection to the shock absorber 6.
Der Kolben 8 unterteilt den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer 7a und 7b, wobei in der in Figur 2 gezeigten Endstellung des Kolbens 8 das Volumen der zweiten Zylinderkammer 7b Null ist. Der Kolben 8 befindet sich in dieser Endstellung in Anlage an den Zylinderboden 13. Im Kolben 8 ist eine Verbindungsleitung 14 ausgebildet, in welcher ein federbelastetes Rückschlagventil 15 angeordnet ist. In der gezeigten Darstellung nach Figur 2 sind zwei Verbindungsleitungen 14 mit jeweils einem Rückschlagventil 15 gezeigt, wobei die Anzahl der Verbindungsleitungen 14 beliebig entsprechend den Anforderungen an den Volumenstromes gewählt werden kann. In der hier gezeigten Einbaulage ist ein Durchfluß der im Zylinder 7 vorgesehenen Hydraulikflüssigkeit von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a möglich, wohingegen der Durchfluß in umgekehrter Richtung gesperrt ist. Der Kolben 8 ist mittels Dichtungen 16 gegenüber dem Zylinder 7 abgedichtet.The piston 8 divides the cylinder into a first and a second cylinder chamber 7a and 7b, the volume of the second cylinder chamber 7b being zero in the end position of the piston 8 shown in FIG. The piston 8 is in this end position in contact with the cylinder bottom 13. A connecting line 14 is formed in the piston 8, in which a spring-loaded check valve 15 is arranged. In the illustration shown in FIG. 2, two connecting lines 14, each with a check valve 15, are shown, the number of connecting lines 14 being able to be chosen as desired in accordance with the requirements for the volume flow. In the installation position shown here, a flow of the hydraulic fluid provided in the cylinder 7 is possible from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a, whereas the flow is blocked in the opposite direction. The piston 8 is sealed off from the cylinder 7 by means of seals 16.
Die erste und zweite Zylinderkammer 7a, 7b sind über eine außerhalb des Zylinders 7 angeordnete By-Pass-Leitung 17 miteinander verbunden. Hierzu ist in den Zylinderboden 13, 18 jeweils eine Anschlußbohrung 19, 20 vorgesehen, die seitlich aus dem Zylinder 7 herausgeführt sind. In die By-Pass-Leitung 17 ist ein elektromagnetisch schaltbares zweites Rückschlagventil 21 angeordnet, wobei dieses Rückschlagventil 21 in der entsperrten Schaltstellung, in welcher das Rückschlagventil 21 bestromt ist, den Durchfluß von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a sperrt und in umgekehrter Richtung ermöglicht. Ist das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21 stromlos, wird der Durchfluß sowohl von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a über die By-Pass-Leitung 17 gesperrt als auch in umgekehrter Richtung. Das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21 verfügt über einen Steckanschluß 22 zur Signal- und Stromübertragung zur Betätigung des Elektromagneten. Die Wirkrichtung des Rückschlagventils 21 ist entgegengesetzt zu dem im Kolben 8 angeordneten Rückschlagventil 15.The first and second cylinder chambers 7a, 7b are connected to one another via a by-pass line 17 arranged outside the cylinder 7. For this purpose, a connection bore 19, 20 is provided in the cylinder base 13, 18, which are led out laterally from the cylinder 7. An electromagnetically switchable second check valve 21 is arranged in the by-pass line 17, this check valve 21 in the unlocked switching position, in which the check valve 21 is energized, the flow from the second Locks cylinder chamber 7b in the first cylinder chamber 7a and allows in the opposite direction. If the electromagnetically switchable check valve 21 is de-energized, the flow is blocked both from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a via the by-pass line 17 and in the opposite direction. The electromagnetically switchable check valve 21 has a plug connection 22 for signal and current transmission for actuating the electromagnet. The direction of action of the check valve 21 is opposite to the check valve 15 arranged in the piston 8.
Im Zylinderboden 13, welcher als Anschlag für den Kolben 8 in derIn the cylinder bottom 13, which acts as a stop for the piston 8 in the
Endstellung dient, ist ein Endschalter 23 zur Wiedergabe der Endstellung angeordnet.Serves end position, a limit switch 23 is arranged to play the end position.
In der Ausgangsstellung liegen die Kolben 8 der beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 4, 4' an dem als Anschlag dienenden Zylinderboden 13 an und das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil ist stromlos, d.h. das Rückschlagventil 21 ist gesperrt, so dass durch die By-Pass-Leitung 17 keine Hydraulikflüssigkeit strömen kann. In dieser Stellung werden die Kolben 8 am Zylinderboden 13 gehalten, da durch das Rückschlagventil 15 bzw. die Verbindungsleitung 14 keine Hydraulikflüssigkeit von der erstenIn the starting position, the pistons 8 of the two piston-cylinder units 4, 4 'rest against the cylinder base 13 serving as a stop, and the electromagnetically switchable check valve is de-energized, i.e. The check valve 21 is blocked so that no hydraulic fluid can flow through the by-pass line 17. In this position, the pistons 8 are held on the cylinder base 13, since no hydraulic fluid from the first is carried out by the check valve 15 or the connecting line 14
Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b gelangen kann. In dieser Stellung werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' in der in Fig. 3a gezeigten Stellung gehalten, so dass die volle Stabilisatorwirkung vorhanden ist. Es können daher von einer Fahrzeugseite auf die andere Kräfte und Momente übertragen werden, um die Wankneigung des Fahrzeuges zu verringern.Cylinder chamber 7a can get into the second cylinder chamber 7b. In this position, the piston-cylinder units 4, 4 'are held in the position shown in Fig. 3a, so that the full stabilizer effect is present. For this reason, forces and moments can be transferred from one side of the vehicle to the other in order to reduce the tendency of the vehicle to roll.
Wird nun das Rückschlagventil 21 bestromt, wird das Rückschlagventil entsperrt, so dass durch die By-Pass-Leitung 17 Hydraulikflüssigkeit von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b strömen kann. Da über das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 Hydraulikflüssigkeit auch von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a strömen kann, ist der Kolben 8 im Zylinder 7 freibeweglich. Dieser Zustand liegt bei beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4 'vor, so dass der Stabilisator 1 keine Wirkung entfaltet. Gemäß einer in Fig. 3b gezeigten Einfederung α eines Rades wird der Zylinder 7 über die obere Aufnahme 12 hochgezogen, wohingegen der Kolben 8 mit der Kolbenstange 9 über die untere Aufnahme 10 in seiner Position verharrt. Der Stabilisator 1 wird mit keinem Drehmoment beaufschlagt, so dass kein Drehmoment auf die andere Fahrzeugseite übertragen wird.If the check valve 21 is now energized, the check valve is unlocked, so that 17 hydraulic fluid from the by-pass line first cylinder chamber 7a can flow into the second cylinder chamber 7b. Since hydraulic fluid can also flow from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a via the check valve 15 arranged in the piston 8, the piston 8 is freely movable in the cylinder 7. This state is present in both piston-cylinder units 4, 4 ', so that the stabilizer 1 has no effect. According to a deflection α of a wheel shown in FIG. 3b, the cylinder 7 is pulled up via the upper receptacle 12, whereas the piston 8 remains in its position with the piston rod 9 via the lower receptacle 10. No torque is applied to the stabilizer 1, so that no torque is transmitted to the other side of the vehicle.
Federt ein Fahrzeugrad 5 um einen Weg ß gemäß Fig. 3c aus, wird die Ausfederbewegung über die Kolben-Zylinder-Einheit 4, bei der der Kolben 8 in seiner Endposition am Zylinderboden 13 anliegt, auf den Stabilisator 1 übertragen. Der Stabilisator 1 verdreht sich dabei ohne Drehmomentenübertragung auf die andere Fahrzeugseite, da der Kolben 8 in der Kolben-Zylinder-Einheit 4 ' bei bestromtem Rückschlagventil 21 ebenfalls frei beweglich ist und im Zylinder 7 in Richtung des Zylinderbodens 18 gezogen wird. Es ist so eine verstärkte Achsverschränkung möglich. Dieser bestromte Zustand der Rückschlagventile 21 der beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 4, 4' mit einer verstärkten Achsverschränkung wird unter anderem bei einer Geländefahrt eines Fahrzeuges verwendet.3c, the rebound movement is transmitted to the stabilizer 1 via the piston-cylinder unit 4, in which the piston 8 bears against the cylinder base 13 in its end position. The stabilizer 1 rotates without torque transmission to the other side of the vehicle, since the piston 8 in the piston-cylinder unit 4 'is also freely movable when the check valve 21 is energized and is pulled in the cylinder 7 in the direction of the cylinder bottom 18. In this way, it is possible to increase the axis interlock. This energized state of the check valves 21 of the two piston-cylinder units 4, 4 'with a reinforced axle lock is used, among other things, when driving a vehicle off-road.
Soll nun beispielsweise für eine Straßenfahrt die Stabilisatorwirkung wiederhergestellt werden, werden die Rückschlagventile 21 an den Kolben- Zylinder-Einheiten 4, 4' stromlos geschaltet, so dass das Rückschlagventil 21 jeweils gesperrt ist und den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit in beide Richtungen, also von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b und umgekehrt, sperrt. Es kann nun über das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 lediglich Hydraulikflüssigkeit von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a strömen. Dies bedeutet, dass sich der Kolben 8 im Zylinder 7 lediglich in Richtung desIf, for example, the stabilizer effect is to be restored for a road trip, the check valves 21 on the piston-cylinder units 4, 4 'are de-energized so that the check valve 21 is blocked and the flow of hydraulic fluid into both Directions, that is, from the first cylinder chamber 7a into the second cylinder chamber 7b and vice versa. Only hydraulic fluid can now flow from the second cylinder chamber 7b into the first cylinder chamber 7a via the check valve 15 arranged in the piston 8. This means that the piston 8 in the cylinder 7 only in the direction of
Zylinderbodens 13 bewegen kann. Durch die Ein- und Ausfederbewegungen der Fahrzeugräder 5, welche auf den Zylinder 7 und die Kolbenstange 9 übertragen werden, wird die Kolbenstange 9 bzw. der Kolben 8 in Richtung des Zylinderbodens 13 gedrückt, da die andere Bewegungsrichtung des Kolbens 8 bekanntlich blockiert ist. Der Kolben 8 wird soweit in Richtung desCylinder base 13 can move. Due to the deflection and rebound movements of the vehicle wheels 5, which are transmitted to the cylinder 7 and the piston rod 9, the piston rod 9 or the piston 8 is pressed in the direction of the cylinder base 13, since the other direction of movement of the piston 8 is known to be blocked. The piston 8 is so far in the direction of
Zylinderbodens 13 gedrückt, bis der Kolben 8 am Zylinderboden 13 anliegt. Dies stellt die Endstellung des Kolbens 8 dar. Es ist nun wieder die Ausgangslage erreicht.Pressed cylinder bottom 13 until the piston 8 abuts the cylinder bottom 13. This represents the end position of the piston 8. The starting position is now reached again.
Da der Zylinderboden 13 als feste Anlage für den Kolben 8 in seinerSince the cylinder bottom 13 as a fixed system for the piston 8 in its
Endstellung wirkt, ist damit eine hohe Wiederholgenauigkeit für das Erreichen der Endstellung gewährleistet, womit gleichzeitig die Funktionssicherheit des Stabilisators nach dessen Zuschaltung sichergestellt wird. Wesentlich ist hierbei auch, dass das System ohne jegliche elektrische Quelle oder Aktuator auskommt, um in seine Ausgangslage zu gelangen. Dabei wird gleichzeitig eine Fail-Safe-Funktion gewährleistet, da bei Stromausfall das Rückschlagventil 21 gesperrt wird, so dass der Kolben 8 sich in seiner Endstellung bewegt und die Stabilisatorfunktion gewährleistet wird. Diese Baueinheit, bei der im übrigen keine Änderungen am Stabilisator notwendig sind, bildet somit ein geschlossenes autarkes System.End position acts, a high repeatability for reaching the end position is guaranteed, which at the same time ensures the functional reliability of the stabilizer after it has been switched on. It is also important here that the system does not need any electrical source or actuator to get to its initial position. At the same time, a fail-safe function is ensured since, in the event of a power failure, the check valve 21 is blocked, so that the piston 8 moves in its end position and the stabilizer function is ensured. This unit, in which no other changes to the stabilizer are necessary, thus forms a closed, self-sufficient system.
Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gestaltung der verstellbaren Pendelstütze. Die Kolben-Zylinder-Einheit 4 besitzt hierbei keine durchgehende Kolbenstange, sondern auf der Seite der zweiten Zylinderkammer 7b einen Ausgleichskolben 30, der in der zweiten Zylinderkammer 7b beweglich über eine Dichtung 31 angeordnet ist. Auf der der zweiten Zylinderkammer 7b abgewandten Seite des Ausgleichskolbens 30 befindet sich ein Druckgasraum 32, der mit einem kompressiblen Gas gefüllt ist.Fig. 4 shows a further embodiment of the design of the adjustable pendulum support according to the invention. The piston-cylinder unit 4 does not have a continuous piston rod, but a compensating piston 30 on the side of the second cylinder chamber 7b, which is arranged movably in the second cylinder chamber 7b via a seal 31. On the side of the compensating piston 30 facing away from the second cylinder chamber 7b there is a compressed gas space 32 which is filled with a compressible gas.
Durch den Verzicht auf die durchgehende Kolbenstange ist auf Grund der unterschiedlichen Verdrängungsvolumen der beiden Zylinderkammern 7a und 7b der Ausgleichkolben 30 mit dem Druckgasraum 32 notwendig. Der übrige Aufbau der Anordnung und die Funktionsweise entspricht der in der Fig. 2 gezeigten Ausführung. Das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 ist hier ebenso vorhanden, wie die By-Pass-Leitung 17 und das in der By-Pass- Leitung 17 angeordnete zweite elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21. Mittels des Zylinderbodens 13 ist hier für den Kolben 8 ebenso ein fester Anschlag für die Endstellung des Kolbens 8 gegeben. Wesentlicher Vorteil dieser Anordnung sind dabei die verringerten äußeren Abmessungen der Pendelstütze und der somit benötigte Einbauraum.By dispensing with the continuous piston rod, the compensating piston 30 with the compressed gas chamber 32 is necessary due to the different displacement volumes of the two cylinder chambers 7a and 7b. The remaining structure of the arrangement and the mode of operation correspond to the embodiment shown in FIG. 2. The check valve 15 arranged in the piston 8 is also present here, as is the by-pass line 17 and the second electromagnetically switchable check valve 21 arranged in the by-pass line 17. By means of the cylinder bottom 13, the piston 8 is also a fixed one here Stop for the end position of the piston 8 is given. A major advantage of this arrangement is the reduced outer dimensions of the pendulum support and the installation space thus required.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung einer verstellbaren Pendelstütze mit einem Doppelkolben 9, 91 und einer Druckausgleichskammer 32. In dem Zylinder 7 ist dabei sowohl stabilisatorseitig als fahrzeugaufbauseitig eine unabhängig voneinander bewegbare Kolbenstange 9 und 91 angeordnet, die jeweils einen Kolben 8 und 81 besitzen. In beiden Kolben 8, 81 ist jeweils zumindest eine5 shows a further embodiment of an adjustable pendulum support according to the invention with a double piston 9, 91 and a pressure compensation chamber 32. In the cylinder 7, an independently movable piston rod 9 and 91 is arranged both on the stabilizer side and on the vehicle body side, each having a piston 8 and 81 have. There is at least one in each of the two pistons 8, 81
Verbindungsleitung 14, 14a mit einem darin angeordneten Rückschlagventil 15, 15a ausgebildet, wobei beide Rückschlagventile 15, 15a in die gleiche Wirkrichtung, bezogen auf den Zylinder 7, ausgerichtet sind. Zwischen den beiden Kolben 8, 81 ist im Zylinder 7 ein mittels beispielsweise Kleben, Löten oder Einpressen innerer Zylinder 33 fest eingesetzt, wobei in diesem inneren, lediglich einseitig offenen Zylinder 33 der Ausgleichskolben 30 beweglich angeordnet ist sowie sich der Druckgasraum 32 befindet. Auf der dem Druckgasraum abgewandten Seite des Ausgleichskolbens 31 befindet unmittelbar angrenzend die zweite Zylinderkammer 7b. Der innere Zylinder 33 bildet auch gleichzeitig den Anschlag für den unteren, dem Stabilisator zugewandten Kolben 8.Connection line 14, 14a formed with a check valve 15, 15a arranged therein, wherein both check valves 15, 15a are oriented in the same direction of action, based on the cylinder 7. Between The two pistons 8, 81 have a cylinder 33 firmly inserted into them by means of, for example, gluing, soldering or pressing in. The compensating piston 30 is movably arranged in this inner cylinder 33, which is only open on one side, and the compressed gas chamber 32 is located. On the side of the compensating piston 31 facing away from the compressed gas space, the second cylinder chamber 7b is located directly adjacent. The inner cylinder 33 also forms the stop for the lower piston 8 facing the stabilizer.
Die By-Pass-Leitung 17 verbindet nicht nur die erste und zweiteThe by-pass line 17 not only connects the first and second
Zylinderkammer 7a, 7b miteinander, sondern stellt auch gleichzeitig eine Verbindung mit einer zwischen dem Kolben 81 und dem innerem Zylinder 33 ausgebildeten dritten Zylinderkammer 7c dar. Zusätzlich ist außerhalb des Zylinders 7 noch eine weitere Verbindungsleitung 34 vorgesehen, welche die zweite Zylinderkammer 7b mit der auf der dritten Zylinderkammer 7c abgewandten Seite des Kolbens 81 befindlichen vierten Zylinderkammer 7d verbindet. Das in der By-Pass-Leitung 17 angeordnete elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21, welches hier lediglich angedeutet ist, sperrt in der gesperrten Stellung den Durchfluß zwischen allen drei Zylinderkammer 7a, 7b und 7c, so dass sich beide Kolben 8, 81 lediglich in eine, gemeinsame Richtung bewegen können, bis sie beide in ihrer Endstellung am Anschlag anliegen und dort verharren. Der Kolben 8 liegt dabei am inneren Zylinder 33 an und der Kolben 81 am Zylinderboden 13 des Zylinders 7. Wird das Rückschlagventil 21 dagegen freigegeben, sind beide Kolben 8, 81 im Zylinder 7 freibeweglich, so dass eine vergrößerte Achsverschränkung ohne Stabilisatorwirkung möglich wird. Im übrigen ist die Funktionsweise dieser Ausführung mit dem Doppelkolben mit den Ausführungen nach Fig. 2 und Fig. 4 identisch. Eine weitere mögliche Weiterbildung ist die Integration der By-Pass-Leitung 17 oder auch der Verbindungsleitung 34 des dritten Ausführungsbeispieles in den Zylinder 7, so dass ggf. separate Bauteile entfallen können.Cylinder chamber 7a, 7b with each other, but also simultaneously represents a connection with a third cylinder chamber 7c formed between the piston 81 and the inner cylinder 33. In addition, a further connecting line 34 is provided outside the cylinder 7, which connects the second cylinder chamber 7b with the connects the fourth cylinder chamber 7c facing away from the piston 81 located fourth cylinder chamber 7d. The electromagnetically switchable check valve 21 arranged in the by-pass line 17, which is only indicated here, blocks the flow between all three cylinder chambers 7a, 7b and 7c in the blocked position, so that both pistons 8, 81 only fit into one, can move together until they both rest in their end position and stop there. The piston 8 rests on the inner cylinder 33 and the piston 81 on the cylinder bottom 13 of the cylinder 7. On the other hand, if the check valve 21 is released, both pistons 8, 81 are freely movable in the cylinder 7, so that an enlarged axle lock without stabilizer effect is possible. Otherwise, the mode of operation of this embodiment with the double piston is identical to that of FIGS. 2 and 4. Another possible further development is the integration of the by-pass line 17 or also the connecting line 34 of the third exemplary embodiment in the cylinder 7, so that separate components may be omitted.
Anstelle der verstellbaren Pendelstützen wäre es auch denkbar, die wesentliche Idee dieser Erfindung in einer rotatorischen Ausbildung umzusetzen, beispielsweise mit einem Schwenkraum, der durch einen mit Rückschlagventilen versehenen schwenkbaren Flügel unterteilt wird. Ein derartiges System könnte dann direkt in einem Stabilisator integriert werden. Instead of the adjustable pendulum supports, it would also be conceivable to implement the essential idea of this invention in a rotary design, for example with a pivoting space which is subdivided by a pivotable wing provided with check valves. Such a system could then be integrated directly into a stabilizer.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Stabilisator Lagerstelle Fahrzeugaufb au, 4 ' Kolben-Zylinder-Einheit Fahrzeugrad Stoßdämpferteil Zylindera erste Zylinderkammerb zweite Zylinderkammerc dritte Zylinderkammerd vierte Zylinderkammer Kolben Kolbenstangea Kolbenstangenseiteb Kolbenstangenseite0 Aufnahme1 Hülse2 Aufnahme3 Zylinderboden4 Verbindungsleitung4a Verbindungsleitung5 Rucks chlagventil5a Rückschlagventil6 Dichtung7 By-Pass-Leitung 18 ZylinderbodenStabilizer Bearing position vehicle body, 4 'piston-cylinder unit vehicle wheel shock absorber part cylindera first cylinder chamberb second cylinder chamberc third cylinder chamberd fourth cylinder chamber piston piston rod a piston rod side b piston rod side 0 intake1 sleeve2 intake3 cylinder base4 connecting line4a connecting line5 check valve5a check valve6 seal7 by-pass line 18 cylinder base
19 Anschlußbohrung19 connection hole
20 Anschlußbohrung20 connection hole
21 Rückschlagventil21 check valve
22 Steckanschluß22 plug connection
23 Endschalter23 limit switches
30 Ausgleichskolben30 compensating pistons
31 Dichtung31 seal
32 Druckgasraum32 compressed gas space
33 innerer Zylinder33 inner cylinder
34 Verbindungsleitung34 connecting line
81 Kolben81 pistons
91 Kolbenstange α Einfederweg ß Ausfederweg 91 Piston rod α spring deflection ß spring deflection

Claims

Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit verstellbarer PendelstützePatentansprüche Stabilizer arrangement for a motor vehicle with adjustable pendulum support
1. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit - einem an dem Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator (l), welcher - auf jeder Fahrzeugseite mit jeweils einer Kolben-Zylinder-Einheit (4; 4') mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist, wobei die Kolben-Zylinder- Einheiten (4, 4 ') - jeweils zumindest aus einem in einem Zylinder (7) beweglich angeordneten Kolben (8) bestehen, welcher den Zylinder (7) in eine erste und eine zweite voneinander getrennte Zylinderkammer (7a, 7b) unterteilt, und - jeweils einenends an einem Ende des Stabilisators (1) und anderenends an einem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Kolben (8) jeweils zumindest eine, die erste und zweite Zylinderkammer (7a, 7b) verbindende, Verbindungsleitung (14) ausgebildet ist, wobei in der jeweils zumindest einen Verbindungsleitung (14) ein in eine Richtung wirkendes Rückschlagventil (15) angeordnet ist und das der Kolben (8) in zumindest eine Endstellung bewegbar ist. 1. Stabilizer arrangement for a motor vehicle with - a stabilizer (l) connected to the vehicle body, which - is connected on each side of the vehicle with a piston-cylinder unit (4; 4 ') to a resilient wheel carrier part, the piston-cylinder Units (4, 4 ') - each consist of at least one piston (8) movably arranged in a cylinder (7), which divides the cylinder (7) into a first and a second cylinder chamber (7a, 7b) which are separate from each other, and - are each articulated at one end to one end of the stabilizer (1) and at the other end to a resilient wheel carrier part, characterized in that in the at least one piston (8) in each case at least one connecting line (7) connecting the first and second cylinder chambers (7a, 7b) 14), wherein in each case at least one connecting line (14) a one-way check valve (15) is arranged and the piston (8) in at least one end ellung is movable.
2. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb der Zylinderkammern (7a, 7b) eine die beiden Zylinderkammern (7a, 7b) verbindende By-Pass-Leitung (17) angeordnet ist, wobei in der By-Pass-Leitung (17) ein Ventil angeordnet ist.2. Stabilizer arrangement for a motor vehicle according to claim 1, characterized in that outside of the cylinder chambers (7a, 7b) is arranged a by-pass line (17) connecting the two cylinder chambers (7a, 7b), wherein in the by-pass Line (17) a valve is arranged.
3. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil den Durchfluß von der ersten in die zweite Zylinderkammer (7a, 7b) und/oder in umgekehrter Weise ermöglicht oder sperrt.3. Stabilizer arrangement for a motor vehicle according to claim 2, characterized in that the further valve enables or blocks the flow from the first into the second cylinder chamber (7a, 7b) and / or in the reverse manner.
4. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als ein Rückschlagventil (21) ausgebildet ist.4. Stabilizer arrangement for a motor vehicle according to claim 2 or 3, characterized in that the valve is designed as a check valve (21).
5. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in der By-Pass-Leitung (17) angeordnete Rückschlagventil (21) relativ zu dem zumindest einen im Kolben (8) angeordneten Rückschlagventil (15) in entgegengesetzter Richtung wirkt.5. Stabilizer arrangement according to claim 4, characterized in that the check valve (21) arranged in the by-pass line (17) acts in the opposite direction relative to the at least one check valve (15) arranged in the piston (8).
6. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in der By-Pass-Leitung (17) angeordnete Rückschlagventil (21) sperrbar oder entsperrbar ist. 6. Stabilizer arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the check valve (21) arranged in the by-pass line (17) can be locked or unlocked.
7. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in der By-Pass-Leitung (17) angeordnete Rückschlagventil (21) mittels einer elektromagnetischen Betätigung entsperrbar oder sperrbar ist.7. Stabilizer arrangement according to claim 6, characterized in that the check valve (21) arranged in the by-pass line (17) can be unlocked or locked by means of an electromagnetic actuation.
8. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) bei entsperrtem in der By-Pass-Leitung (17) angeordnetem Rückschlagventil (21) im Zylinder (7) freibeweglich ist und bei gesperrtem Rückschlagventil (21) lediglich in Richtung eines Endanschlages bewegbar ist.8. Stabilizer arrangement according to claim 4, characterized in that the piston (8) when unlocked in the by-pass line (17) arranged check valve (21) in the cylinder (7) is freely movable and when the check valve (21) is locked only in the direction an end stop is movable.
9. Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Endstellung des Kolbens (8) durch das Zylindergehäuse oder einen, das Zylindergehäuse verschließenden, Zylinderboden (13) gebildet wird.9. Stabilizer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one end position of the piston (8) is formed by the cylinder housing or a cylinder base (13) which closes the cylinder housing.
10. Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Endstellung des Kolbens (8) durch einen separaten im oder am Zylindergehäuse angeordneten Anschlag gebildet wird.10. Stabilizer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one end position of the piston (8) is formed by a separate stop arranged in or on the cylinder housing.
11. Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinder (7) ein Endschalter (23) angeordnet ist. 11. Stabilizer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a limit switch (23) is arranged in the cylinder (7).
12. Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) doppeltwirkend mit einer durchgehenden Kolbenstange (9) ausgebildet ist.12. Stabilizer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (8) is double-acting with a continuous piston rod (9).
13. Stabilisator anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) am Kolben (8) einseitig ausgebildet ist und ein Ausgleichskolben (30) mit einem Druckgasraum (32) zum Ausgleich von Volumenänderungen im Zylinder (7) angeordnet ist.13. Stabilizer arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that the piston rod (9) on the piston (8) is formed on one side and a compensating piston (30) with a compressed gas space (32) to compensate for volume changes in the cylinder (7) is arranged.
14. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kolben (81) mit einer zweiten Kolbenstange (91) im Zylinder angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Kolben (8) und dem zweiten Kolben (81) ein innerer Zylinder (33) ausgebildet ist, der den Ausgleichkolben (30) und den Druckgasraum (32) aufnimmt. 14. Stabilizer arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that a second piston (81) with a second piston rod (91) is arranged in the cylinder, an inner between the first piston (8) and the second piston (81) Cylinder (33) is formed, which receives the compensating piston (30) and the compressed gas chamber (32).
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