SE507531C2 - Stötdämparanordning vid en hjulupphängning hos ett fordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 (J | LÜ “<5 (Fl C; J ._.:.

Signaler från givarna överförs vanligen till en elektronisk reglerenhet som styr och påverkar egenskaperna hos de i hjulupphängriingssystemet ingående komponenterna, såsom fjädrar, stötdämpare och krängningshärrirnare.

Det är således förut känt att kombinera stötdämpare och fiädringsdon till en stötdäm- pande/íjädrande enhet, exempelvis i form av en hydraulisk stötdämpare med omgi- vande skruvfiåder (spiralfiäder) av stål.

Det är också förut känt att kombinera en krängningshärnrnare med ett separat kolv- cylinder-don, som år inrättat att - i beroende av åtminstone en fordonsparameter - reglera lcrängriingshänirnarens inverkan på hjulupphängningssystemet. Ett sådant separat kolv-cylinder-don kräver dock för sin inmontering och för att kunna utföra sin arbetsrörelse ett icke obetydligt utrymme i fordonet. Vid bakaxeln sitter ofta bensintanken i vägen för ett sådant don, och framtill i fordonet måste donet få plats under motorn vilket ofta är mycket problematiskt.

Helt allmänt kan konstateras att erforderligt utrymme för ett sådant kolv-cylinder- don inte står till förfogande i många av dagens konstruktivt mycket kompakt byggda motorfordon, inte minst när det gäller personbilar. Ett huvudändamål med uppfin- ningen är därför att åstadkomma en kompakt stötdämparanordning för hjulupphäng- ningen hos ett fordon, speciellt ett motorfordon av personbilstyp, där fjädringsver- kan, stötdämpning och krängningshämmande verkan åstadkommes på ett samordnat sätt med hjälp av en enda konstruktivt sarnmanbyggd enhet. Grundprincipen skall därvid vara att enheten är uppbyggd omkring stötdämparen som ju under alla för- hållanden måste få plats i området av hjulupphängningen. Stötdämparanordningen enligt uppfinningen skall också vara så kompakt att den får plats såväl vid fordonets framhjul som vid bakhjulen.

Ett ytterligare ändamål är att stötdämparanordningen skall vara så utförd att fjäd- ringsrörelsen, stötdämpningsrörelsen och den laängriingsmotverkande rörelsen sker i samma riktning, d.v.s. längs en gemensam verkningslinje. 10 15 20 25 30 b) G1 J) -<| LH (N ...år Såsom framgått ovan skall stötdämparanordningen vara så utformad att den erbjuder ett effektivt medel som på ett utrymmesinbesparande sätt förmår att aktivt motverka sidolutning hos det aktuella fordonet när detta framfores genom en kurva.

Hittills har stötdämpare i kombination med lufttjädrar främst kommit till användning i bakvagrisupphängxiingar, men stötdärnparanordningen enligt uppfinningen skall genom att den utgör en konstruktivt sammanbyggd enhet kunna användas likaväl i ett fordons framvagxisupphängriing som i bakvagnsupphängningen. Luftijädring har på senare år kommit att användas alltmer bland annat därför att den erbjuder en mjuk vertikal fjädring som ger en förbättrad åkkomfort. En olägenhet med lufttjädring är emellertid också att den medför en ökad lcrängriingsbenägenhet, varför speciellt luft- fiädring bör kombineras med aktiva laängiingshämxnande åtgärder för att åkkomfor- ten och vägegenskaperna skall bli mycket goda också vid kurvköming.

Sammanfattningsvis kan man säga att uppfinningen syftar till att erbjuda en stöt- dämparanordning med samrna fiädringsegenskaper hela tiden oberoende av fordonets aktuella lastfall, d.v.s. oberoende av storleken på de belastningskrafter som verkar på och skall tas om hand av hjulupphängningen för ifrågavarande fordonshjul.

Ovannärrmda ändamål och därmed sammanhängande konstruktiva problem uppnås respektive löses enligt uppfinningen därigenom att stötdämparanordningen uppvisar de i patentlcravets 1 kännetecknande del angivna särdragen.

Primärt utmärkande för stötdämparanordningen enligt uppñnningen är således att íjädringsdonet är en lufttjäder (ett luftkuddedon) som omger själva stötdämparen, och att i ett ringforrnigt utrymme mellan stötdämparen och luftfjädern är monterad en ringformig kolv-cylinder-anordning som omger stötdämparen och som på insidan är ansluten till stötdämparen, och på utsidan är ansluten till lfiädem. Kolven i denna kolv-cylinder-anordning är då en ringkolv som står i förbindelse med en till hjulupphängningen hörande krängningshäinrnare. 10 15 20 25 30 are < D *Q 01 0.1 ...å En väsentlig fördel med en stötdämparanordning enligt uppfinningen är alltså att densamma genom att den utgör en konstruktivt sammanbyggd enhet effektivt und- viker de inbyggnadsproblem som följer med monteringen av hittills kända separata extra komponenter för åstadkommande av aktiv stötdämpning med användning av pneumatiska eller hydrauliska arbetscylindrar samverkande med exempelvis en krängningshärnmare.

Föredragna utföringsformer av stötdärnparanordningen enligt uppfinningen kan vidare uppvisa de i kraven 2-9 angivna särdragen.

I kravet 2 anges speciellt hur kolv-cylinder-anordningen lärnpligen kan vara kon- struktivt utförd för att anordningens ytterdirnension i tvärled (d.v.s. dess diameter- mått) skall kunna hållas nere i möjligaste mån.

Luftijädems konstruktiva utförande kan lämpligen vara av det i kravet 5 respektive 6 angivna slaget. Kolv-cylinder-anordningen är lärnpligen en hydraulisk anordning av det i kravet 8 angivna slaget.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare under hänvisning till på de bifogade rit- ningarna visade utföringsexempel. För ritningarna gäller att: fig. 1 i partiellt längdsnitt visar en stötdämparanordning enligt uppfinningen; fig. 2 i sidovy och diametralt tvärsnitt visar den i stötdämparanordningen enligt fig. 1 ingående stötdämparen med tillhörande fastsättningsmuttrar; fig. 3 i axiellt längdsnitt visar den yttre cylinderväggen till kolv-eylinder-anord- ningen enligt uppfinningen; fig. 4 i axiellt längdsnitt visar ett skede av ihopmonteringen av kolv-cylinder-anord- ningen enligt uppfinningen; fig. 5 i axiellt längdsnitt visar det avslutande skedet av ihopmonteringen av kolv- cylinder-anordningen enligt uppfinningen; 10 15 20 25 (ri CJ “<1 (II (JJ --5~ fig. 6 i sidovy och axiellt längdsnitt visar kolv-cylinder-anordningen i fixerat monte- ringsläge på utsidan av stötdämparen, före monteringen av den omgivande luftfiä- dem; och fig. 7 i större skala visar ett tvärsnitt vid linjen A-A i ñg. 6.

I fig. 1 visas en med 2 allmänt betecknad stötdärnparanordning enligt uppfinningen.

Stötdärnparanordningen är inrättad för aktiv fjädring/stötdämpning vid en hjulupp- hängning hos ett fordon av vilket i figuren endast visas ett parti av ett hjulhus 4.

Stötdärnparanordningen är avsedd att vara monterad mellan hjulhuset 4 och en icke visad hjulbärdel for ett icke heller visat fordonshjul vars hjulupphängriing återfinns i hjulhuset 4. Stötdämparanordningen 2 omfattar tre huvudkomponenter, nämligen innerst en hydraulisk teleskopstötdämpare 6, en stötdämparen omgivande lufttjäder 8, och en stötdämparen ävenledes omgivande kolv-cylinder-anordning 10 som är anordnad i det ringfonniga utrymmet 12 mellan stötdämparen 6 och luftfjädem 8.

Den hydrauliska teleskopstötdärnparen 6 omfattar en arbetscylirider 14 och en ur densamma axiellt utskjutande kolvstång 16 vars ändparti 18 via ett icke visat elas- tiskt fjädrande organ, såsom en gummikudde, är fast i karossen vid hjulhusets 4 insida. I sin nedre ände är arbetscylindem 14 försedd med ett konventionellt fäste 20 medelst vilket stötdämparen är förbunden med en här icke visad hjuluppbärande del.

Stötdämparen 6 har också vid sin nedre del en lastavkännande appd-ventil 22 (air pressure proportional damper valve).

Insidan av den ringforrnade kolv-cylinder-anordningen 10 är via en ringforrnig stöd- fläns 24 ansluten till stötdämparens 6 cylinderhus 14, och utsidan av kolv-cylinder- anordningen 10 är i sin tur ansluten till ett ringfonnigt kantparti 26 av lufiäderns 8 såsom nillmembran utförda elastiska nedre del 28. Kolv-cylinder-anordningen 10 innefattar vidare en axiellt fram-och-åter förskjutbar ringkolv 30 från vars i figuren nedre ände skjuter ut en axiell förlängningsdel 32 i vars nedre ände är fastsatt ett konsolliknande fäste 34 för en här icke visad krängningshärnrnare. 10 15 20 30 U 1 C.) *J (TI C: J -A Kolv-cylinder-anordningen 10 omfattar dels en rörformig inre cylindervägg 36, dels en rörforrnig yttre cylindervägg 38 som är koaxiell med cylindervåggen 36 och anordnad på radiellt avstånd fiån sistnämnda vägg. Den med en kolvring 40 i sin övre ände försedda ringkolven 30 är axiellt förskjutbar i det ringforrniga cylinder- rummet 42 mellan den inre cylinderväggen 36 och den omgivande yttre cylinder- väggen 38. Den ringforrniga stödflänsen 24 på insidan av den inre cylinderväggen 36 är utförd i ett stycke med denna cylindervägg. Stödflänsen 24 arrligger mot ett på ut- sidan av stötdärnparens 6 cylinderhus 14 fast anbragt, ringformigt ansatsorgan 43 omfattande två med varandra ihopskruvade fastsättriingsmuttrar 44 och 46. De i figuren övre kantpartierna av cylinderväggama 36 och 38 är tätt förbundna med varandra via ett ringforrnigt cylinderlock eller topplock 48 längs vars omkretskanter cylinderväggarnas 36, 38 respektive kantpanier är överkragade. Ringformiga tryck- tätningar 50, 52 och 54 är anordnade i runtomgående spår på insidan av ringkolven 30, på insidan av den yttre cylinderväggen 38, och på insidan av den ringformiga stödflänsen 24. Det runtomgående spåret för trycktämingen 52 är upptaget i den inâtvända ytan av ett ringformigt ansatsorgan 56 vid insidan av den yttre cylinder- väggen 38. Detta mot utsidan av ringkolven 30 anliggande ansatsorgan 56 utgör ändanslag för ringkolvens 30 kolvring 40 i dess axiella rörelse i cylinderrurnmet 42.

Den med 8 allmänt betecknade luftfjädern omfattar dels ett tryckhållande, stelt hus 58, dels en till husets 58 nedre ringforrnade ändparti 60 tätt ansluten elastisk luftbälg 62 av rullmembrantyp. Luftbälgen 62 har ett övre kantparti 64 som medelst ett runtomgående spännband 66 är tätt anslutet mot utsidan av tryckhusets 58 nedre ändparti 60. Luftbälgen 62 har vidare ett inre, i tvärsnitt U-forrnigt kantparti 68 som genom innerdelen 26 är tätt anslutet mot utsidan av kolv-cylinder-anordningen 10.

Detta kantparti 68 följer med kolv-cylinder-anordningen i dess fjädringsrörelse i förhållande till hjulhuset 4. Det stela tryckhållande huset 58, som består av den klockforrnade övre delen 70 och det därmed ihopsvetsade ringformiga ändpartiet 60, är genom ringflänsen 72 fäst vid den till stötdämparen 6 hörande, i hjulhuset 4 in- fasta kolvstången 16. 10 15 20 25 30 G7 531 (rr Över det axiella området eller avsnittet mellan bälgkantpartiets 68 infasmingsställe och sin åt krängningshänunaren vända ändkant 74 är den yttre cylinderväggen 38 på utsidan försedd med en runtomgående, utåt konkav uppmllningsyta 76 som bildar stödyta för den såsom rullrnembran utförda luftbälgens 62 elastiska nedre membran- väggdel 28.

Kolv-cylinder-anordningen 10 ingår i ett system för reglerad aktiv krängningsdärnp- ning och är en hydraulisk anordning vars hydraulvätskeflöde lämpligen styrs med hjälp av en särskild ventil. Den trycksatta hydraulvätskan i cylinderrurnmet 42, på de axiellt motstående sidorna av kolvringen 40, erhåller sitt tryck fiån en hydraulpump, som lärnpligen kan vara en pump som ingår i ett till fordonets styrinrättning hörande servostyrsystem.

Sarnmartfatttringsvis skall understrykas att stötdämparanordningen 2 utgör en konstruktivt sammanbyggd enhet vari luftfjädem 8, stötdämparen 6 och den kräng- ningshämmande kolv-cylinder-anordningen 10 är integrerade på ett mycket utrym- mesinbesparande sätt. En underleverantör kan då tillverka stötdämparanordningen såsom integrerad, komplett enhet, och leverera densamma till en fordonstillverkare, helt klar för inmontering i aktuellt fordon, vilket är en väsentlig fördel för fordons- tillverkaren.

I fig. 2 visas hur fastsättrringsmuttraina 44 och 46 anbringas på utsidan av stötdäm- parens 6 cylinderhus 14. Den inre muttern 44 fastskruvas på utsidan av en utvändigt gängad rörhylsa 78 som är fast anbragt på cylinderhuset 14. Därefter kan den yttre muttern 46, såsom närmare frarngår av fig. 6, inskruvas i axiell riktning på utsidan av muttern 44 som bildar lägesfixerande ansatsorgan för kolv-cylinder-anordningen 10.

I fig. 3 visas att den rörforrniga yttre cylinderväggen 38 är försedd med en invändig cylinderfoderhylsa 80 som är fäst vid cylinderväggen medelst en svets 82 i området av ändkanten 74. 10 f_)"l CD .\ <1 (TI Uxl J ...s I fig. 4 visas hur kolvringen 40 anbringas vid den övre ändkanten av ringkolven 30 och sedan fixeras medelst en låsskruv 84.

I fig. 5 visas hur den inre cylinderväggens 36 och den yttre cylinderväggens 38 kant- partier 86 och 88 fastlcragas över innerkanten respektive ytterkanten av det ringfor- miga cylinderlocket eller topplocket 48.

I fig. 6 visas slutligen hur den på utsidan av stötdämparen 6 monterade kolv-cy1in- der-anordningen 10 fixeras i avsett läge genom att ytterrnuttem 46 skruvas fast på innermuttern 44. Ringkolven 30 befinner sig i detta fall i sitt översta läge i cylinder- rummet 42.

Claims (9)

10 15 20 25 507 531 Patentkrav

1. Stötdämparanordning (2) omfattande en stötdämpare (6) kombinerad med ett fjäd- ringsdon (8), vilken stötdämparanordning är inrättad för aktiv fiädring/stötdämpning vid en hjulupphängning hos ett fordon, kännetecknad av att tjädringsdonet utgörs av en stötdämparen (6) omgivande luftfjäder (8), och att i ett ringformigt utrymme (12) mellan stötdämparen och luftijädem är anordnad en stötdämparen omgivande kolv- cylinder-anordning (10) vilken är ansluten å ena sidan till stötdämparen (6), och å andra sidan till lufttjädem (8), och vilkens kolv utgör en ringkolv (30) som är anslu- ten till en med hjulupphängningen förbunden krängningshämrnare.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att kolv-cylinder-anordningen (10) omfattar dels en rörfonnig inre cylindervägg (36) som på insidan är försedd med ett mot stötdämparen (6) tätande, ringforrnigt stöd (24) ansatt mot ett på utsidan av stötdämparen fast anbragt, iingforxriigt ansatsorgan (43), dels en rörfonnig yttre cylindervägg (3 8), som är koaxiell med den inre cylinderväggen och anordnad på radiellt avstånd utanför densamma och som vid sin mot fordonsunderredet (4) vända ände är tätt ansluten (48) till den inre cylinderväggens (3 6) angränsande ände, och att den i utrymmet (42) mellan cylinderväggama (36, 38) förskjutbara ringkolven (3 O) är en rörforrnig kolv försedd med en kolvring (40) i sin mot fordonsunderredet vända ände.

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att trycktätningar (50, 52) är anord- nade å ena sidan mellan den inre cylinderväggens (36) utsida och ringkolvens (30) insida, och å andra sidan mellan den yttre cylinderväggens (38) insida och ringkol- vens utsida.

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att den yttre cylinderväggen (38) är på insidan försedd med ett mot ringkolvens utsida tätande, ringformigt ansatsorgan (56) som bildar ändanslag för ringkolvens kolvring (40). 10 15 20 (Yi e: ~ 4 Qïl m, -tà 10

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att luftfjädem (8) omfat- tar dels ett tryckhållande, stelt hus (58) vars mot fordonsunderredet vända ändparti är fast vid en till stötdämparen (6) hörande, i fordonet infast kolvstång (16), dels en till husets (58) från fordonsunderredet bortvända ändparti (60) tätt ansluten elastisk luftbälg (62) av rullrnembrantyp, vilken luftbälg har ett till utsidan av kolv-cylinder- anordningen (10) tätt anslutet kantpam' (68) som följer kolv-cylinder-anordningen i dess axiella rörelse i förhållande till fordonsunderredet (4).

6. Anordning enligt krav 5 i kombination med något av kraven 2-4, kännetecknad av att luftbälgens (62) till kolv-cylinder-anordningen (10) anslutna kantparti (68) är fast på utsidan av den yttre cylinderväggen (38), som över det axiella avsnittet mel- lan bälgkantpaniets (68) infasmingsställe och sin åt lcrängningshänunaren vända ändkant (74), på utsidan är försedd med en nmtomgående, i diametralsnitt sett utåt konkav upprullningsyta (76) för den såsom nillrnembran utförda elastiska luftbâlgens (62) membranvägg (28).

7. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att stötdämparen (6) är en teleskopstötdämpare med en i fordonet (4) infást kolvstång (16).

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kolv-cylinder- anordningen ( 10) ingår i ett system for reglerad aktiv krängningsdämpning och ut- görs av en hydraulisk anordning vars hydraulvätskeflöde styrs medelst en prioritets- ventil, varvid hydraulvätskan erhåller sitt tryck från en hydraulpump, som företrädes- vis är en pump ingående i ett till fordonets styrinrättning hörande servostyrsystem.

9. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den utgör en stötdämpande anordning (2) vari fiädringsdonet (8), stötdämparen (6) och den lcräng- ningshämrnande kolv-cylinder-anordningen (10) är integrerade till en konstruktivt sammanbyggd enhet.