WO2018152558A1 - Kraftfahrzeug und verfahren zum betrieb des kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2018152558A1
WO2018152558A1 PCT/AT2018/060047 AT2018060047W WO2018152558A1 WO 2018152558 A1 WO2018152558 A1 WO 2018152558A1 AT 2018060047 W AT2018060047 W AT 2018060047W WO 2018152558 A1 WO2018152558 A1 WO 2018152558A1
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chassis
wheels
spring element
hydraulic
lever
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PCT/AT2018/060047
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Alexander Pieper
Jürgen Kälberer
Martin Lackner
Original Assignee
ML Motorsport GmbH
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    • B60G2300/27—Racing vehicles, e.g. F1

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle with a chassis on which at least one left front wheel, a right front wheel, a left rear wheel and a right rear wheel are arranged, and a method for operating the motor vehicle.
  • Q represents the modal matrix and q a vector of the generalized coordinates of the dynamic system.
  • the influence of the aforementioned coupling can be shown mathematically exactly by the transformation of the stiffness matrix into the main coordinates.
  • K represents the general stiffness matrix on the basis of the generalized coordinates and ⁇ 2 the new stiffness matrix diagonalized by the modal matrix. Due to the conventional concept of suspension, all diagonal entries, such as spring stiffnesses of the main coordinates, are generally affected by more than one spring physically present in the system. Each change in rigidity thus has an effect on several eigenmodes or the resulting main coordinates.
  • damping matrix (C) can be expressed as a linear combination of the mass () and stiffness matrix (K) derived from the system.
  • a motor vehicle and a method for operating the motor vehicle according to the claims In the motor vehicle according to the invention a passive interconnection of the front and rear axle is made, which allows any restoring force, which is based on relative speed (damping) or relative displacement (suspension) of all four wheels to the chassis to initiate in the overall system in special forms of movement.
  • the peculiarity is that each element which can generate restoring forces is respectively positioned / controlled in the system such that the restoring force is realized precisely when the system moves in a vibration mode in which a minimum, maximum or kinetic caliper point Energy is achieved.
  • kinetic eigenmodes each correspond to a balanced movement of the entire suspension.
  • the balanced motion of the entire system can be mathematically identified with it by precisely in these motion forms the time derivative of the total momentum and total spin is identical zero and thus the mass matrix is exclusively diagonally occupied by description in the kinetic eigenmodes / coordinates.
  • each eigenmodes of the chassis is to be countered with at least one restoring force, therefore, in a system with four wheels, at least four elements must exist which initiate restoring forces against precisely these forms of movement through a targeted interconnection of all wheel movements. Since the kinetic eigenmodes of each other are linearly independent and suspension and damping forces are introduced in the desired concept exclusively in these eigenmodes, no coupling of the system can result. From a mathematical point of view, the kinetic eigenmodes are perpendicular to each other.
  • the mass distribution is symmetrical on both sides and the system focus of the chassis is in the resting state exactly on the plane of symmetry between the two Radaufstandsriosen an axis. Simplified, therefore, the single axis can be represented as a bar, which has a center of gravity centered between the two Radaufstands.
  • the kinetic eigenmodes have the property that the amount of displacement of each individual wheel in a eigenmode is identical.
  • a motor vehicle is designed with a chassis. On the chassis at least a left front wheel, a right front wheel, a left rear wheel and a right rear wheel is arranged, wherein at least one wheel suspension is formed by means of which each of the wheels in the compression direction and rebound direction is adjustable relative to a fixed point on the chassis and a spring system is designed for suspension of the wheels.
  • a restoring force is characterized in that it counteracts the direction of movement of the system.
  • the kinetic eigenmodes: rolling, nodding, stroke and entanglement correspond to the previously defined eigenmodes in each of which there is a minimum, maximum or a saddle point of the kinetic energy.
  • first pitch spring element a second pitch spring element, a first roll spring element, a second roll spring element and a first parallel spring element are formed.
  • the individual wheels are coupled to each other via the spring system,
  • Chassis are adjusted in Ausfederettigorides and / or the two right wheels are moved relative to the chassis in the springing, and
  • each not this direction of movement spring elements are not or only slightly above the rest load loaded.
  • the motor vehicle according to the invention has the advantage that at least one own spring element can be formed for each of the described kinetic eigenmodes.
  • the spring rate of each of these eigen modes can be set separately.
  • it can be achieved, for example, that the resistance to the entanglement of both axes, in spite of other very rigidly executed eigenmodes, is as small as possible.
  • a particularly advantageous roadholding of all four wheels can thus be ensured for every driving condition. That during a pure movement in the kinetic eigenform A all other spring elements, the restoring forces in the modes B, C and D do not cause stress, applies to a motor vehicle with minimal tolerances about its rest position.
  • An embodiment may also be advantageous in accordance with which the displacement of each individual wheel or the movement pattern of individual axles is removed by means of hydraulic cylinders and shading of all wheel movements is made possible by hydraulic lines connected thereto.
  • at least two closed hydraulic systems must be formed, since only compressive forces are transmitted. can be.
  • Special spring elements, such as reservoirs may optionally be integrated directly into the respective closed hydraulic system.
  • hydraulic systems are well suited to exchange the information about the current state of motion, such as position / speed, the front axle and the displacements of the rear axle with each other.
  • a second parallel spring element is formed, which is loaded over a rest load addition, when the chassis is moved parallel upwards and all wheels are adjusted relative to the chassis in Ausfederraumraum, with exclusively this movement, the remaining spring elements not be burdened beyond the rest load.
  • a first diagonal spring element is formed, which is loaded beyond a resting load, when
  • a second diagonal spring element is formed, which is loaded beyond a rest load, when
  • the right front wheel, and / or the left rear wheel are adjusted relative to the chassis in Ausfederrich- direction, and / or
  • the left front wheel and / or the right rear wheel are adjusted in the springing direction relative to the chassis
  • each spring element forms a closed hydraulic system is and wherein the respective spring element is also coupled into the closed hydraulic system.
  • hydraulic systems are well suited to couple the individual wheels of the front axle and the individual wheels of the rear axle, since hydraulic hoses can be easily installed in the chassis.
  • the spring elements which generate restoring forces based on shifts of the wheels, in each case by a surge tank, such as a spring ball, for example, an electric actuator or a metallic component, which has a sufficient elasticity, is realized.
  • the spring element prefferably be designed as a spring ball which has a hydraulic side coupled to the hydraulic system and a spring side filled with gas, the hydraulic side and the gas-filled spring side being separated from one another by means of a membrane.
  • the gas-filled spring side can be filled with nitrogen.
  • a throttle valve is formed, which acts as a damper.
  • This measure not only a suspension of the entire chassis can be realized, but also a highly effective damping can be realized exactly in their own forms.
  • the attenuation can also be set individually for each of the eigen forms independently or preset.
  • the two front wheels are coupled to each other by means of a mechanical system and the two rear wheels are coupled to each other by means of a mechanical system, wherein at least a plurality of hydraulic chambers are integrated in the mechanical systems, wherein in each case one hydraulic chamber of the hydraulic cylinder Front wheels with one of the hydraulic chambers of the hydraulic cylinder the rear wheels and with each one of the spring elements flow connected.
  • a mechanical system is well suited for coupling the left and right wheels of the front axle and the left and right wheels of the rear axle and that the individual mechanical systems of the front axle or the rear axle by means of the Hyd rauliksy system well together can be coupled.
  • each hydraulic cylinder a hydraulic chamber is formed and that a correspondingly large number of hydraulic cylinders is used.
  • a plurality of hydraulic chambers are formed on only one hydraulic cylinder.
  • the mechanical system of the front wheels and the mechanical system of the rear wheels each have at least one lever which is mounted in a central pivot point on the chassis, wherein the lever has a first lever arm, which is coupled to the hydraulic cylinder.
  • the advantage here is that such a lever is easy to implement and the individual wheels can be easily coupled together.
  • the lever has a second lever arm, which is coupled to the left wheel and having a third lever arm, which is coupled to the right wheel, wherein in particular the second lever arm and / or the third lever arm as can serve the first lever arm, to which the hydraulic cylinder is coupled.
  • the central pivot point is mounted vertically adjustable on the chassis, and that a second hydraulic cylinder is formed, by means of which the central pivot point is coupled to a arranged on the chassis fixed point.
  • a left lever is formed, which is mounted on a first fixed point of the chassis, wherein the left lever is coupled by means of a second lever arm with the left wheel and a right lever is formed, which at another Fixed point of the chassis is mounted, wherein the right lever is coupled by means of a second lever arm with the right wheel, wherein the hydraulic cylinder with the first lever arm of the left lever and the first lever arm of the right lever is coupled.
  • a first hydraulic cylinder is coupled to the first lever arm of the left lever and the first lever arm of the right lever and that a second hydraulic cylinder is coupled to a third lever arm of the left lever and a third lever arm of the right lever, wherein the third Lever arm of the left lever and the third lever arm of the right lever are arranged so that with simultaneous and rectified displacement of the two front wheels or with simultaneous and rectified displacement of the two rear wheels, the distance between the two crosspoints of the second hydraulic cylinder remains the same.
  • the individual wheels are mechanically decoupled from each other, for example by means of an independent suspension on the chassis, wherein each of the wheels is respectively coupled by means of at least one hydraulic cylinder with one of the fixed points, wherein in each case a hydraulic chamber of the hydraulic cylinder the wheels is fluidly connected to one of each of the hydraulic chambers of the hydraulic cylinder of the remaining wheels and to each one of the spring elements, so that all the wheels are operatively connected to each of the spring elements.
  • two hydraulic cylinders are formed per wheel, wherein at least one of the two hydraulic cylinders has four hydraulic chambers.
  • the advantage here is that such hydraulic cylinder with four hydraulic chambers can be simple and inexpensive and can be achieved with only two hydraulic cylinders complete decoupling of the individual spring shapes.
  • At least one hydraulic cylinder is formed per wheel, wherein at least five hydraulic chambers per wheel must be formed.
  • the advantage here is that such hydraulic cylinders can be simple and inexpensive and space-saving without mechanical coupling of individual wheel movements complete decoupling of the individual kinetic modes can be achieved.
  • an inventive method for operating the motor vehicle is provided.
  • a hydraulic cylinder has a cavity in which a piston is received, which is coupled to a piston rod, which is frontally guided by the hydraulic cylinder to the outside.
  • the hydraulic cylinder at least one hydraulic chamber is formed, which is delimited by the piston and the cavity in the hydraulic cylinder.
  • the volume of the hydraulic chamber can be changed and thus a hydraulic fluid can be displaced from the hydraulic chamber or be included in this.
  • a hydraulic chamber is formed, wherein upon displacement of the piston, the volume in the first hydraulic chamber is increased and the volume in the second hydraulic chamber is simultaneously reduced.
  • two hydraulic cylinders have a common piston rod, each having a piston and thereby four hydraulic chambers are formed, wherein upon displacement of the piston rod, the volume of two hydraulic chambers is increased and the volume of two hydraulic chambers is reduced.
  • Such a structure is also referred to as a hydraulic cylinder with four hydraulic chambers.
  • a hydraulic cylinder with more than four hydraulic chambers can be formed in the above manner, a hydraulic cylinder with more than four hydraulic chambers.
  • a chassis in the sense of this document includes all structures which are suitable for arranging a plurality of wheels thereon.
  • the chassis has a frame on which the body of the motor vehicle is constructed.
  • the body is self-supporting and the chassis does not have its own frame.
  • the two associated spring elements such as first pitch spring element and second pitch spring element; first scroll spring element and second scroll spring element;
  • the first parallel spring element and the second parallel spring element can each also be realized in that in each case only one corresponding spring element is formed, which can act both in a first direction and in a second direction.
  • the first and second direction can be realized for example by train and pressure on a spring system.
  • a double-acting spring cylinder can be realized, wherein the hydraulic piston of the spring cylinder is coupled with a return spring acting in both directions and the first hydraulic chamber of the spring cylinder with a first hydraulic line, for example, rollers left, and the second hydraulic chamber of the spring cylinder with the associated second hydraulic line, for example rollers on the right, is coupled.
  • the first and the second pitch spring element can be realized by only one component, which acts as a first spring element in a first direction and acts as a second spring element in a second direction.
  • Such systems are considered equivalent and therefore also included in the scope of protection.
  • a fixed point is formed on the main body of the chassis on which the movable parts are arranged.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a motor vehicle
  • Figure 2 is a schematic representation of a first embodiment of a suspension of the motor vehicle with a mechanical system for coupling the two front wheels and the two rear wheels.
  • Fig. 3 is a schematic representation of the first embodiment of the suspension of
  • Fig. 4 is a schematic representation of the first embodiment of the suspension of
  • Fig. 5 is a schematic representation of the first embodiment of the suspension of
  • Fig. 6 is a schematic representation of the first embodiment of the suspension of
  • Figure 7 is a schematic representation of a second embodiment of the suspension of the motor vehicle with a mechanical system for coupling the two front wheels and the two rear wheels.
  • Figure 8 is a schematic representation of a third embodiment of the suspension of the motor vehicle with a mechanical system for coupling the two front wheels and the two rear wheels.
  • 10 is a schematic representation of a fifth embodiment of the suspension of the motor vehicle with a mechanical system for coupling the two front wheels and the two rear wheels.
  • Figure 11 is a schematic representation of a sixth embodiment of the suspension of the motor vehicle with a mechanical system for coupling the two front wheels and the two rear wheels.
  • Fig. 12 is a schematic representation of the shading of the individual chambers of the hydraulic cylinder of the embodiments two to six;
  • Figure 13 is a schematic representation of another embodiment of the suspension of the motor vehicle with a purely hydraulic system for coupling the two front wheels and the two rear wheels.
  • Fig. 14 is a schematic representation of the shading of the individual chambers of the hydraulic cylinder of the embodiment with the purely hydraulic system for coupling the individual wheels.
  • the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names.
  • the motor vehicle 1 shows a schematic plan view of a motor vehicle 1.
  • the motor vehicle 1 has a chassis 2 on which a left front wheel 3, a right front wheel 4, a left rear wheel 5 and a right rear wheel 6 are arranged as seen in the main driving direction.
  • the invention relates to all types of motor vehicles 1, which are intended to move on paved roads, unpaved roads or in open terrain.
  • the motor vehicle 1 may already have its functionality according to the invention, if some Vehicle parts, such as the engine, are not yet installed.
  • the individual wheels 3, 4, 5, 6 can be arranged on the chassis 2 by means of any desired wheel guidance kinematics, for example an independent wheel suspension.
  • a spring system 7 is provided, by means of which the individual wheels 3, 4, 5, 6 are adjustably arranged on the chassis 2.
  • the spring system 7 bumps can be intercepted by the wheels 3, 4, 5, 6 and thus the chassis 2 are kept as quiet as possible while driving. Since the Rad arrangementskinematik often no perfect braking and Anfahrnickaus GmbH on both axes, and a roll axis in center of gravity can be realized, the use of a spring system 7 often also leads to the effect that the motor vehicle 1 in dynamic driving maneuvers by the longitudinal and transverse forces is moved from its rest position. For example, if the stationary vehicle is accelerated in the main direction of travel, the chassis will rotate about a pitch axis 8 to the rear. The front part of the chassis 2 will lift up or the front wheels 3, 4 will rebound and the rear part of the chassis 2 will be slightly lower or the rear wheels 5, 6 will deflect. Prerequisite here is a starting compensation of less than 100% on both axes.
  • the chassis 2 When the motor vehicle 1 is moved at a constant speed and a braking maneuver is initiated, the chassis 2 will rotate in the pitch axis 8 to the front. An acceleration force acts in the center of gravity 9 of the motor vehicle 1. The front part of the chassis 2 will hereby slightly lower or the front wheels 3, 4 will deflect and the rear part of the chassis 2 will easily lift or the rear wheels 5, 6 are rebound. This requires a brake-gap compensation of less than 100% on both axles.
  • the chassis 2 will rotate about a roll axis 10 in the direction of travel to the left or to the right. For example, if a left turn is initiated, the chassis 2 will rotate to the right due to centrifugal forces about the roll axis 10, or the right wheels 4, 6 will deflect and the left wheels 3, 5 will rebound. When initiating a right turn the chassis 2 due to the centrifugal forces around the roll axis 10 after On the left, the right wheels 4, 6 will spring out and the right wheels 3, 5 will spring inwards. Provided here is that the roll axis 10 leads below the center of gravity 9.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the motor vehicle 1, wherein in the upper part of Fig. 2, a front axle 11 according to the viewing plane XI - XI of Fig. 1 is shown schematically and in the lower part of Fig. 2, a rear axle 12 according to the display plane XII - XII is shown in Fig. 1.
  • the spring system 7 of the motor vehicle 1 is particularly clearly visible.
  • the individual wheels 3, 4, 5, 6 are arranged on the chassis 2 in such a way that they can shift in the compression direction 13 or in the rebound direction 14 relative to the chassis 2.
  • jounce direction 13 or compression is thereby an upward move of the wheel 3, 4, 5, 6 referred to and as rebound direction 14 or rebound a move down the wheel 3, 4, 5, 6th
  • the spring system 7 may comprise a mechanical system 15 of the front wheels 3, 4 and a mechanical system 16 of the rear wheels 5, 6, which are coupled together by means of a hydraulic system.
  • the mechanical system 15 of the front wheels 3, 4 and the mechanical system 16 of the rear wheels 5, 6 can, as shown in FIG. 2, have a basically similar construction.
  • a left lever 17 and a right lever 18 are formed, which are each mounted rotatably about a central pivot point 19 at a fixed point 20 on the chassis 2.
  • the left lever 17 has a first lever arm 21, a second lever arm 22 and a third lever arm 23.
  • the right lever 18 has a first lever arm 24, a second lever arm 25 and a third lever arm 26.
  • the left lever 17 and the right lever 18 may be formed the same on the front axle 11 and on the rear axle 12.
  • the second lever arm 22 of the left Lever 17 is coupled to the left wheel 3, 5 and that the second lever arm 25 of the right lever 18 is coupled to the right wheel 4, 6.
  • the wheels 3, 4, 5, 6 are arranged by means of a control arm 27 at a further fixed point 20 on the chassis 2.
  • the choice of the wheel guide basically has no influence on the shadowing shown.
  • a push rod 28 can serve to transmit power between the transverse link 27 and the second lever arm 22, 25 of the levers 17, 18.
  • a first hydraulic cylinder 29 is arranged, which is coupled to the two first lever arms 21, 24. Furthermore, it can be provided that both the first lever arm 21 of the left lever 17 and the first lever arm 24 of the right lever 18 are arranged above the central pivot point 19, so that upon movement of both the left wheels 3, 5 and the right wheels 4th , 6 in the same direction, the length of the first hydraulic cylinder 29 is changed. When moving the left wheel 3, 5 and the right wheel 4, 6 in the opposite direction by the same amount of the first hydraulic cylinder 29 is not length-changed, but only moved in parallel.
  • a second hydraulic cylinder 30 is arranged, which with the third lever arm 23 of the left lever 17 and the third lever arm 26 of right lever 18 is coupled.
  • the third lever arm 23 of the left lever 17 may in this case be arranged below the central pivot point 19 of the left lever 17 and the third lever arm 26 of the right lever 18 may be arranged above the pivot point 19 of the right lever 18. If the two third lever arms 23, 26 are the same length, with an equal displacement of the left wheels 3, 5 and the right wheels 4, 6 by the same amount, the length of the second hydraulic cylinder 30 is not changed, but this is only parallel postponed.
  • the first hydraulic cylinder 29 of the front axle 11 and the first hydraulic cylinder 29 of the rear axle 12 each have three hydraulic chambers.
  • the second hydraulic cylinder 30 of the front axle 11 and the second hydraulic cylinder 30 of the rear axle 12 each have two hydraulic chambers.
  • the individual hydraulic chambers of the individual hydraulic cylinders 29, 30 are, as shown schematically in Fig. 2, interconnected. - I i
  • a first pitch spring element 31, a second pitch spring element 32, a first roll spring element 33, a second roll spring element 34 and a first parallel spring element 35 are formed.
  • the individual spring elements 31, 32, 33, 34, 35 are coupled to associated hydraulic lines 36, 37, 38, 39, 40.
  • the hydraulic lines 36, 37, 38, 39, 40 each connect one of the chambers of one of the two hydraulic cylinders 29, 30 of the front axle 11 to a chamber of one of the hydraulic cylinders 29, 30 of the rear axle 12 with each other.
  • the mechanical movements are represented by arrows with solid lines.
  • the hydraulic movements are indicated by arrows with dashed lines.
  • Fig. 3 when rolling to the left, respectively in a corresponding movement of the two left wheels 3, 5 in the compression direction 13, the hydraulic fluids and levers are moved so that the second scroll spring element 34 is charged beyond its rest load addition.
  • the Load on the first roll spring element 33 is reduced. If such a movement of the rolling takes place exclusively about the roll axis 10, the two pitch spring elements 31, 32 and the first parallel spring element 35 are theoretically not loaded beyond their rest load. However, due to geometric or tolerance-related influences, it can happen that the remaining spring elements 31, 32, 35 are slightly loaded beyond their rest load. Ideally, however, this additional load of the unaffected spring elements is less than 5% of the additional load of the spring element responsible for the respective movement.
  • the individual directions of movement are reversed, with the first roller spring element 33 being loaded beyond its rest load.
  • the spring elements 31, 32, 33, 34, 35 are designed in the form of a spring ball, which has a hydraulic side 41 and a spring side 42, which are separated from one another by a diaphragm 43.
  • the spring side 42 may in this case be filled with a pressurized gas, such as compressed air or preferably nitrogen, whereby the spring function is achieved by compressing the gas.
  • a throttle valve 44 may be arranged, which is used as a damper.
  • Fig. 5 the parallel compression of all four wheels 3, 4, 5, 6 is shown together. As can be seen from FIG. 5, in such a movement only the first parallel spring element 35 is loaded beyond its rest load.
  • Fig. 6 a Verschränkungshunt is shown, wherein the left front wheel 3 and the right rear wheel 6 are moved in the compression direction 13. Since no spring element is provided for such movement in the present embodiment, this movement can go free of equip, the inner resistance of the mechanical system or the inner resistance of the hydraulic lines can act as damping.
  • FIGS. 7 to 11 show further and, if appropriate, separate variants of the chassis 2 with a combination of mechanical system 15, 16 and hydraulic system, again using the same reference numerals or component designations for the same parts as in the preceding FIGS. 1 and 2 become.
  • FIGS. 7 and 8 are based on the principle of the exemplary embodiment of FIG. 2, wherein the mode of operation will not be explained further for the sake of brevity, since this is clearly evident from the figures.
  • the movable bearing shown in FIG. 7 on which the individual wheels 3, 4, 5, 6 are arranged, are purely for the schematic representation of the freedom of movement of the individual wheels 3, 4, 5, 6.
  • the individual wheels 3, 4, 5, 6 can be connected to the chassis 2 by all possible types of wheel guides.
  • chassis concepts are shown in which a central lever 45 is formed, on which both the left wheel 3, 5 and the right wheel 4, 6 are arranged and which at the longitudinal center of the chassis 2 its central pivot point 19th and is connected to a fixed point 20 of the chassis 2. Furthermore, in the exemplary embodiments of FIGS. 9 to 11, a first lever arm 46 of the central lever 45 is formed, which is coupled to the first hydraulic cylinder 29. Furthermore, a second lever arm 47 is formed, which is coupled to the left wheel 3, 5 and a third lever arm 48, which is coupled to the right wheel 4, 6.
  • the second lever arm 47 and the third lever arm 48 can simultaneously serve as the first lever arm 46.
  • the first hydraulic cylinder 29 may be coupled directly to the second lever arm 47 or to the third lever arm 48, whereby a separate first lever arm 46 for passing a pivoting movement of the central lever 45 to the first hydraulic cylinder 29 may be omitted.
  • first hydraulic cylinder 29 serves to receive an unequal movement of the left wheel 3, 5 and the right wheel 4, 6.
  • second hydraulic cylinder 30 may be provided which engages in the region of the central pivot point 19 of the central lever 45 and which is designed to receive a simultaneous movement of both front wheels 3, 4 or both rear wheels 5, 6.
  • the embodiment according to FIG. 10 is based on the basic concept of the exemplary embodiment according to FIG. 9. As can be seen from FIG. 10, it can be provided that, unlike the basic concept according to the exemplary embodiment according to FIG. 9, not a first hydraulic cylinder 29 is provided, but that two first hydraulic cylinders 29 are provided, wherein the number of hydraulic chambers per hydraulic cylinder 29 is reduced accordingly.
  • Fig. 11 shows a further possible embodiment of the chassis 2, which is based on a similar principle of the central lever 45 as the embodiments of FIGS. 9 and 10.
  • this embodiment will not be described in more detail, since the mechanical relationships are clearly evident from the figure.
  • FIGS. 12a to 12h the hydraulic connection of the individual spring elements with the individual chambers of the hydraulic cylinders or the connection of the individual chambers of the hydraulic cylinders with each other is shown schematically. Furthermore, the individual wheels are 3, 4, 5, 6, wherein the direction of movement of the wheels is shown, which leads to the loading on the rest load addition of the respective spring element.
  • FIG. 12a the wheel movement for responding to the first pitch spring element 31 is shown, the volume of the hydraulic chambers P7 and P16 being reduced by such a wheel movement, and the hydraulic fluid being guided into the first pitch spring element 31 by means of the hydraulic line 36 of the first pitch spring element 31 ,
  • Fig. 12b the wheel movement for responding the second pitch spring element 32 is shown, wherein by such a wheel movement, the volume of the hydraulic chambers P8 and P15 is reduced and the hydraulic fluid is guided by means of the hydraulic line 37 of the second pitch spring element 32 in the second pitch spring element 32.
  • FIG. 12c the wheel movement for the response of the second roller spring element 34 is shown, wherein the volume of the hydraulic chambers P2 and P10 is reduced by such a wheel movement and the hydraulic fluid is guided into the second roller spring element 34 by means of the hydraulic line 39 of the second roller spring element 34 ,
  • FIG. 12d the wheel movement for responding to the first roll spring element 33 is shown, the volume of the hydraulic chambers PI and P9 being reduced by such a wheel movement and the hydraulic fluid being guided into the first roll spring element 33 by means of the hydraulic line 38 of the first roll spring element 33 ,
  • Fig. 12e the wheel movement for the response of the first parallel spring element 35 is shown, wherein by such a wheel movement, the volume of the hydraulic chambers P5 and P13 is reduced and the hydraulic fluid is conducted by means of the hydraulic line 40 of the first parallel spring element 35 in the first parallel spring element 35.
  • FIG. 12f The wheel movement for actuating the second parallel spring element 49 is illustrated in FIG. 12f, the volume of the hydraulic chambers P6 and P14 being reduced by such a wheel movement and the hydraulic fluid being conducted into the second parallel spring element 49 by means of the hydraulic line 50 of the second parallel spring element 49.
  • FIG. 12g the wheel movement for the response of the second diagonal spring element 53 is shown, wherein the volume of the hydraulic chambers P4 and PI 1 is reduced by such a wheel movement and the hydraulic fluid is guided by means of the hydraulic line 54 of the second diagonal spring element 53 into the second diagonal spring element 53.
  • FIG. 12h the wheel movement for the response of the first diagonal spring element 51 is shown, wherein the volume of the hydraulic chambers P3 and P12 is reduced by such a wheel movement and the hydraulic fluid is guided into the first diagonal spring element 51 by means of the hydraulic line 52 of the first diagonal spring element 51.
  • Fig. 13 shows a further possible embodiment of the chassis 2, wherein in this system, no mechanical connection between the left wheel 3, 5 and the right wheel 4, 6, but the wheels 3, 4, 5, 6 a mechanically detached from each other independent suspension and there is a purely hydraulic connection between the individual wheels 3, 4, 5, 6.
  • FIGS. 14a to 14h The associated with this embodiment shading of the individual chambers of the hydraulic cylinder with the individual spring elements is shown in Figures 14a to 14h.
  • the spring elements of FIGS. 14a to 14h correspond to the spring elements of FIGS. 12a to 12h, whereby four hydraulic chambers are always coupled to one another by the purely hydraulic shading instead of two hydraulic chambers.
  • the respective shading will not be described in detail since it can be seen exactly from FIGS. 14a to 14h in conjunction with the detailed description of FIGS. 12a to 12h.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrgestell (2) an welchem zumindest ein linkes Vorderrad (3), ein rechtes Vorderrad (4), ein linkes Hinterrad (5) und ein rechtes Hinterrad (6) angeordnet sind, wobei ein Federsystem (7) ausgebildet ist, mittels welchem jedes der Räder (3, 4, 5, 6) in Einfederrichtung (13) und in Ausfederrichtung (14) relativ zu einem Fixpunkt (20) am Fahrgestell (2) verstellbar ist. Weiters ist ein erstes Nickfederelement (31), ein zweites Nickfederelement (32), ein erstes Rollfederelement (33), ein zweites Rollfederelement (34) und ein erstes Parallelfederelement (35) ausgebildet sind, wobei die einzelnen Räder (3, 4, 5, 6) über das Federsystem (7) derart miteinander gekoppelt sind, dass bei einer Bewegung des gesamten Fahrwerks ausschließlich in einer der kinetischen Eigenformen, die jeweils nicht diese Bewegungsrichtung betreffenden Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) nicht oder nur geringfügig über die Ruhebelastung hinaus belastet sind.

Description

Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrgestell an welchem zumindest ein lin- kes Vorderrad, ein rechtes Vorderrad, ein linkes Hinterrad und ein rechtes Hinterrad angeordnet sind, sowie ein Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeuges.
Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge mit konventionellen Radaufhängungen bekannt, bei welchem nahe jeden Rades jeweils ein unabhängiges Feder- sowie Dämpferelement Rückstellkräfte, resultierend aus Relativbewegungen der Radaufhängung zum Fahrzeugaufbau, einleitet.
Im Allgemeinen kann konzeptionell bedingt keine Verstellung eines einzelnen Feder- sowie Dämpferelementes vorgenommen werden, ohne gleichzeitig eine Änderung von mehreren Ei- genschwingungsformen des Systems herbeizuführen. Diese grundlegende Eigenschaft liegt allgemein nicht nur bei expliziter Verstellung eines Elementes, sondern ebenfalls bei nichtlinearen Kennlinien jeweiliger Elemente über den Radhub vor.
Physikalisch exakt lässt sich dieser Umstand damit erklären, dass selbst in einem konservati- ven, ungedämpften, System durch das gewählte Konzept die Rückstellkräfte der einzelnen Federelemente nicht jeweils ausschließlich in einer Hauptkoordinate des Systems angreifen. Die Hauptkoordinaten, auch Normalkoordinaten genannt, sind hierbei vektoriell und durch
gekennzeichnet. Q stellt in diesem Zusammenhang die Modalmatrix und q einen Vektor der generalisierten Koordinaten des dynamischen Systems dar. Der Einfluss der zuvor erwähnten Kopplung lässt sich mathematisch exakt durch die Transformation der Steifigkeitsmatrix in die Hauptkoordinaten zeigen.
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K stellt hierbei die allgemeine Steifigkeitsmatrix auf Grundlage der generalisierten Koordinaten dar und Ω2 die durch die Modalmatrix diagonalisierte neue Steifigkeitsmatrix. Durch das konventionelle Konzept der Federung sind alle Diagonaleinträge, wie etwa Federsteifigkeiten der Hauptkoordinaten, im Allgemeinen durch mehr als eine physisch im System vorhandene Feder beeinflusst. Jede Änderung einer Steifigkeit hat somit Einfluss auf mehrere Eigenformen bzw. die resultierenden Hauptkoordinaten.
In einem dissipativen, gedämpften, System, mit dem zuvor beschriebenen Konzeptansatz, kann zudem generell nicht vorausgesetzt werden, dass die resultierende Dämpfungsmatrix (C) aus einer Linearkombination von der sich aus dem System ergebenen Massen- ( ) und Steifigkeitsmatrix (K) ausdrücken lässt.
C Μ + β K Aus diesem Grund kann im Allgemeinen für ein gedämpftes System dieser Art eine Modalezerlegung generell nicht sichergestellt und somit keine Hauptkoordinaten identifiziert werden. Eine unabhängige Einstellung einzelner Schwingungsformen ist somit gar vollkommen ausgeschlossen. Diese aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeuge weisen so den Nachteil auf, dass bei harter Einstellung der Federung Bodenunebenheiten nur schlecht abgefedert werden können und bei weicher Einstellung der Federung das Fahrzeug eine verschlechterte Roll Stabilität und eine verschlechterte Nickstabilität aufweist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine unabhängige Einstellung aller vier Eigenformen des Fahrwerks ermöglicht und so den Anspruch eines hohen Komforts für die Insassen und gleichzeitig bestmöglichem Fahrbahnkontakt realisiert.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeuges gemäß den Ansprüchen gelöst. Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird eine passive Verschaltung der Vorder- und Hinterachse hergestellt, welche es ermöglicht jede Rückstellkraft, die auf Relativgeschwindigkeit (Dämpfung) oder Relativverschiebung (Federung) aller vier Räder zum Fahrgestell beruht, im Gesamtsystem in speziellen Bewegungsformen einzuleiten. Die Besonderheit besteht darin, dass jedes Element, welches Rückstellkräfte erzeugen kann, jeweils so im System positioniert/angesteuert wird, dass die Rückstellkraft genau dann realisiert wird, wenn das System sich in einer Schwingungsform bewegt in der ein Minimum, Maximum oder ein Sattelpunkt der kinetischen Energie erreicht wird. Genau diese Bewegungsformen, welche im Weiteren als„kinetische Eigenformen" bezeichnet werden, entsprechen jeweils einer ausgewuchteten Bewegung des gesamten Fahrwerks. Die ausgewuchtete Bewegung des Gesamtsystems lässt sich mathematisch damit identifizieren indem genau in diesen Bewegungsformen die zeitliche Ableitung des Gesamtimpulses und Gesamtdralls identisch null ist und somit die Massenmatrix durch Beschreibung in den kinetischen Eigenformen/Koordinaten ausschließlich diagonal besetzt ist.
In einem Fahrwerk mit vier relativen Freiheitsgraden zum Fahrgestell, hierbei ist die Lenkung unberücksichtigt, lassen sich vier unabhängige Eigenformen bestimmen die der zuvor dargestellten Eigenschaft entsprechen. Setzt man voraus, dass jeder Eigenformen des Fahrwerks mindestens eine Rückstellkraft entgegengebracht werden soll, müssen bei einem System mit vier Rädern daher mindestens vier Elemente existieren die durch eine gezielte Verschaltung aller Radbewegungen Rückstellkräfte gegen eben diese Bewegungsformen einleiten. Da die kinetischen Eigenformen voneinander linear unabhängig sind und Federungs- sowie Dämpfungskräfte im angestrebten Konzept ausschließlich in diesen Eigenformen eingeleitet werden, kann keine Kopplung des Systems resultieren. Unter mathematischen Gesichtspunkten stehen die kinetischen Eigenformen senkrecht aufeinander. Durch die Verteilung der Rückstellkraft jedes Elementes auf eine der kinetischen Eigenformen wird sichergestellt, dass während der Schwingung in der kinetischen Eigenform A kein Element, welches in der kinetischen Eigenform B, C, oder D Rückstellkräfte erzeugt, Arbeit in der kinetischen Eigenform A verrichtet. A, B, C und D sind hierbei lediglich als Platzhalter aufgeführt. Die Aussage gilt so- mit für jedes Element und jede Eigenform. Ein Energieaustausch zwischen Feder- und/oder Dämpferelementen unterschiedlicher kinetischer Eigenformen ist somit ausgeschlossen. Aufgrund der gewählten Konstruktion sind alle Eigenformen unabhängig voneinander einstellbar. Da die Bauform eines Fahrwerks im Normalfall symmetrisch zur längs zur Fahrtrichtung liegenden Mittelebene ist, ist auch die Massenverteilung zu beiden Seiten symmetrisch und der Systemschwerpunkt des Fahrwerks liegt im Ruhezustand exakt auf der Symmetrieebene zwischen den beiden Radaufstandspunkten einer Achse. Vereinfacht lässt sich daher die einzelne Achse als Balken darstellen, welcher einen Schwerpunkt mittig zwischen den beiden Radaufstandspunkten aufweist. Ausgewuchtete Bewegungen einer einzelnen Achse bzw. eines zuvor beschriebenen Balkens bestehen genau dann, wenn eine reine Rotation um den Systemschwerpunkt, auch als Wankbewegung/wechselseitige Bewegung bezeichnet, oder eine reine translatorische Verschiebung des System Schwerpunktes, auch als Hubbewegung/gleichseitige Bewegung bezeichnet, ausgeführt werden. Durch diese Bewegung entsteht keine zeitliche Änderung des Gesamtimpulses oder -dralls einer Achse.
Da die Vorder- und Hinterachse im Allgemeinen nicht die identische Masseverteilung im Raum vorweisen, muss bei der Verschattung von vorne nach hinten darauf geachtet werden, dass die Aktivierung der einzelnen Elemente immer genau dem oben genannten Anspruch entspricht.
Unter der Annahme eines stark vereinfachten Modells mit zwei identisch ausgebildeten Achsen, weisen die kinetischen Eigenformen die Eigenschaft auf, dass der Betrag der Verschie- bung jedes einzelnen Rades in einer Eigenform identisch ist.
Da die Ergebnisse für die ausgewuchteten Eigenformen dieses Sonderfalls mit einer exakten Drehung des Gesamtsystems um die Längs- und Querachse sowie einem reinen Hub aller Räder oder einer wechselseitigen Verschränkung beider fiktiven Achsen mit gleichem Betrag entspricht, werden die in der Realität bei unterschiedlichen Masseverteilungen vorliegenden Eigenformen, welche dem vereinfachten Modell häufig ähnlichen sind, oftmals ebenfalls als Wank-, Nick-, Hub- und Verschränkungsschwinungen bezeichnet. Der Betrag der Verschiebungen aller Räder während einer ausgewuchteten Bewegungsform/kinetischen Eigenform des Gesamtsystems ist jedoch ausschließlich in diesem idealisierten Modell identisch. Zur Vereinfachung der Formulierung wird, trotz des zuvor erläuterten Umstands, in der weiteren Darstellung die oben genannte Bezeichnung ebenfalls verwendet. Erfindungsgemäß ist ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrgestell ausgebildet. Am Fahrgestell ist zumindest ein linkes Vorderrad, ein rechtes Vorderrad, ein linkes Hinterrad und ein rechtes Hinterrad angeordnet, wobei zumindest eine Radaufhängung ausgebildet ist, mittels welchem jedes der Räder in Einfederrichtung und in Ausfederrichtung relativ zu einem Fixpunkt am Fahrgestell verstellbar ist und wobei ein Federsystem zur Federung der Räder ausgebildet ist.
Des Weiteren wird durch mindestens vier voneinander getrennten Verschattungen aller vier Radbewegungen jeweils ein Einleiten von mindestens einer Rückstellkraft pro kinetischer Roll-, Nick-, Hub- und Verschränkungseigenform in das System realisiert. Eine Rückstell- kraft ist hierbei dadurch gekennzeichnet, dass diese der Bewegungsrichtung des Systems entgegen wirkt. Die kinetischen Eigenformen: Rollen, Nicken, Hub und Verschränkung entsprechen den zuvor definierten Eigenformen in denen jeweils ein Minimum, Maximum oder ein Sattelpunkt der kinetischen Energie vorliegt. Um den zuvor dargestellten Anspruch zu erfüllen und eine vollständige Entkopplung zu erzielen, müssen alle im Weiteren dargestellten Verschattungen gleichzeitig vorliegen.
Des Weiteren sind ein erstes Nickfederelement, ein zweites Nickfederelement, ein erstes Rollfederelement, ein zweites Rollfederelement und ein erstes Parallelfederelement ausgebildet. Die einzelnen Räder sind über das Federsystem derart miteinander gekoppelt,
- dass das erste Nickfederelement über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell um eine Nickachse nach vorne rotiert, wobei die beiden Vorderräder in Einfederrichtung relativ zum Fahrgestell verstellt werden und/oder die beiden Hinterräder relativ zum Fahrgestell in Ausfederrichtung verstellt werden, und
- dass das zweite Nickfederelement über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell um eine Nickachse nach hinten rotiert, wobei die beiden Vorderräder relativ zum Fahrgestell in Ausfederrichtung verstellt werden und/oder die beiden Hinterräder relativ zum Fahrgestell in Einfederrichtung verstellt werden, und
- dass das erste Rollfederelement über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell um eine Rollachse nach rechts rotiert, wobei die beiden linken Räder relativ zum
Fahrgestell in Ausfederrichtung verstellt werden und/oder die beiden rechten Räder relativ zum Fahrgestell in Einfederrichtung verstellt werden, und
- dass das zweite Rollfederelement über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell um die Rollachse nach links rotiert, wobei die beiden linken Räder relativ zum Fahrgestell in Einfederrichtung verstellt werden und/oder die beiden rechten Räder relativ zum Fahrgestell in Ausfederrichtung verstellt werden, und
- dass das erste Parallelfederelement über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell parallel nach unten verstellt wird, wobei alle Räder relativ zum Fahrgestell in Einfederrichtung verstellt werden,
wobei bei einer Bewegung des Fahrgestells ausschließlich in einer der obgenannten Bewegungsrichtungen, die jeweils nicht diese Bewegungsrichtung betreffenden Federelemente nicht oder nur geringfügig über die Ruhebelastung hinaus belastet sind.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist den Vorteil auf, dass für jede der beschriebenen kinetischen Eigenformen mindestens ein eigenes Federelement ausgebildet sein kann. Somit kann die Federrate jeder einzelnen dieser Eigenformen separat eingestellt werden. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass der Widerstand gegen die Verschränkung beider Achsen, trotz anderer sehr steif ausgeführter Eigenformen, möglichst gering ist. Eine besonders vorteilhafte Straßenlage aller vier Räder kann so zu jedem Fahrzustand gewährleistet werden. Dass während einer reinen Bewegung in der kinetischen Eigenform A alle anderen Federelemente, die Rückstellkräfte in den Eigenformen B, C und D hervorrufen nicht belastet werden, gilt für ein Kraftfahrzeug mit minimalen Toleranzen um seine Ruhelage. Durch geo- metrisch bedingte bzw. toleranzbedingte Einflüsse kann es jedoch vorkommen, dass die restlichen Federelemente geringfügig über ihre Ruhebelastung hinaus belastet werden. Im Idealfall beträgt diese zusätzliche Belastung der nicht betroffenen Federelemente jedoch unter 5 % der Zusatzbelastung des für die jeweilige Bewegung verantwortlichen Federelementes. Alle zuvor dargestellten Ausführungen gelten ebenfalls für Dämpfungselemente.
Vorteilhaft kann auch eine Ausprägung sein, gemäß welcher die Verschiebung jedes einzelnen Rades oder die Bewegungsform einzelner Achsen mittels Hydraulikzylindern abgenommen wird und durch daran angeschlossene Hydraulikleitungen eine Verschattung aller Radbe- wegungen ermöglicht wird. Es sei darauf hingewiesen, dass in diesem Fall für jede Eigenform, die in beide Richtungen mit Rückstellkräften kontrolliert werden soll, mindestens zwei geschlossene Hydrauliksysteme ausgebildet werden müssen, da lediglich Druckkräfte übertra- gen werden können. Spezielle Federelemente, wie etwa Ausgleichsbehälter können gegebenenfalls direkt in das jeweilige geschlossene Hydrauliksystem integriert werden. Insbesondere hydraulische Systeme eigenen sich gut dazu, um die Information über den aktuellen Bewegungszustand, wie etwa Position/Geschwindigkeit, der Vorderachse und die Verschiebungen der Hinterachse untereinander auszutauschen.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn ein zweites Parallelfederelement ausgebildet ist, welches über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell parallel nach oben verstellt wird und dabei alle Räder relativ zum Fahrgestell in Ausfederrichtung verstellt werden, wobei bei ausschließlich dieser Bewegung die restlichen Federelemente nicht über die Ruhebelastung hinaus belastet werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein erstes Diagonalfederelement ausgebildet ist, welches über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn
- das linke Vorderrad, und/oder das rechte Hinterrad relativ zum Fahrgestell in Ausfederrichtung verstellt werden, und/oder
- das rechte Vorderrad und/oder das linke Hinterrad relativ zum Fahrgestell in Einfederrichtung verstellt werden,
wobei bei ausschließlich dieser Bewegung die restlichen Federelemente nicht über die Ruhe- belastung hinaus belastet werden.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass ein zweites Diagonalfederelement ausgebildet ist, welches über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn
- das rechte Vorderrad, und/oder das linke Hinterrad relativ zum Fahrgestell in Ausfederrich- tung verstellt werden, und/oder
- das linke Vorderrad und/oder das rechte Hinterrad relativ zum Fahrgestell in Einfederrichtung verstellt werden,
wobei bei ausschließlich dieser Bewegung die restlichen Federelemente nicht über die Ruhebelastung hinaus belastet werden.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die einzelnen Räder mittels Hydraulikzylindern und daran angeschlossenen Hydraulikleitungen miteinander gekoppelt sind, wobei je Federelement ein geschlossenes Hydrauliksystem ausgebildet ist und wobei das jeweilige Federelement ebenfalls in das geschlossene Hydrauliksystem eingekoppelt ist. Insbesondere hydraulische Systeme eigenen sich gut dazu, um die einzelnen Räder der Vorderachse und die einzelnen Räder der Hinterachse miteinander zu koppeln, da Hydraulikschläuche einfach im Fahrgestell verlegt werden können.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Federelemente, welche Rückstellkräfte auf Grundlage von Verschiebungen der Räder erzeugen, jeweils durch einen Ausgleichsbehälter, wie etwa einer bspw. Federkugel, einen elektrischen Aktuator oder ein metallisches Bauteil, welches eine ausreichende Elastizität aufweist, realisiert wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass das Federelement als Federkugel ausgebildet ist, welche eine mit dem Hydrauliksystem gekoppelte Hydraulikseite und eine mit Gas gefüllte Federseite aufweist, wobei die Hydraulikseite und die mit Gas gefüllte Federseite mittels einer Membran voneinander getrennt sind. Vorzugsweise kann die mit Gas gefüllte Feder- seite mit Stickstoff gefüllt sein. Von Vorteil ist hierbei, dass bei einer derartigen Federkugel eine wichtige Eigenschaft des federnden Stickstoffgases zunutze gemacht wird, nämlich das Gesetz von Boyle-Mariotte, wonach das Produkt aus Druck und Volumen einer gegebenen Menge Gas immer konstant ist. Je mehr das Gas komprimiert wird, je geringer also sein Volumen wird, umso mehr Druckkraft ist nötig, um eine bestimmte Radbewegung zu bewirken.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn im Hydrauliksystem, vorzugsweise dem Federelement vorgeschalten, ein Drosselventil ausgebildet ist, welches als Dämpfer wirkt. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme nicht nur eine Federung des gesamten Fahrwerks realisiert werden kann, sondern ebenfalls eine höchst effektive Dämpfung exakt in den Eigenfor- men realisiert werden kann. Zusätzlich kann so die Dämpfung ebenfalls individuell für jede der Eigenformen unabhängig eingestellt werden bzw. voreingestellt sein.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die beiden Vorderräder mittels einem mechanischen System miteinander gekoppelt sind und die beiden Hinterräder mittels einem mechani- sehen System miteinander gekoppelt sind, wobei in die mechanischen Systeme jeweils zumindest mehrere Hydraulikkammern eingebunden sind, wobei jeweils eine Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders der Vorderräder mit einer der Hydraulikkammern des Hydraulikzylinders der Hinterräder und mit jeweils einem der Federelemente Strömungsverbunden ist. Von Vorteil ist hierbei, dass sich ein mechanisches System gut zum Koppeln des linken und rechten Rades der Vorderachse bzw. des linken und rechten Rades der Hinterachse eignet und dass die einzelnen mechanischen Systeme der Vorderachse bzw. der Hinterachse mittels dem Hyd- rauliksy stem gut miteinander gekoppelt werden können. Hierbei kann vorgesehen sein, dass je Hydraulikzylinder eine Hydraulikkammer ausgebildet ist und dass eine entsprechend große Anzahl von Hydraulikzylindern verwendet wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass mehrere Hydraulikkammern an nur einem Hydraulikzylinder ausgebildet sind. Ist die Radführung des linken Rades kinematisch unabhängig von der des rechten Rades, wie etwa bei der Einzelradaufhängung, übernimmt das mechanische System zur Kopplung beider Radbewegungen einer Achse keine Radführungseigenschaften. In Verbund- oder Starrachskonzepten, in denen beide Räder einer Achse aufgrund der Radführungselemente kinematisch verbunden sind, kann gegebenenfalls der Umstand ausgenutzt werden, dass keine separate mechanische Kopplung unabhängig von der Radführung erfolgen muss. Von Vorteil ist hierbei, dass durch jede mechanische Kopplung von einzelnen Radbewegungen, mindestens ein hydraulischer Kreislauf entfallen kann.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das mechanische System der Vorderräder und das mecha- nische System der Hinterräder jeweils zumindest einen Hebel aufweisen, welcher in einem zentralen Drehpunkt am Fahrgestell gelagert ist, wobei der Hebel einen ersten Hebelarm aufweist, welcher mit dem Hydraulikzylinder gekoppelt ist. Von Vorteil ist hierbei, dass ein derartiger Hebel einfach realisierbar ist und die einzelnen Räder einfach miteinander gekoppelt werden können.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass der Hebel einen zweiten Hebelarm aufweist, welcher mit dem linken Rad gekoppelt ist und einen dritten Hebelarm aufweist, welcher mit dem rechten Rad gekoppelt ist, wobei insbesondere der zweite Hebelarm und/oder der dritte Hebelarm gleichzeitig als erster Hebelarm dienen können, an welchem der Hydrau- likzylinder gekoppelt ist.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der zentrale Drehpunkt am Fahrgestell höhenverstellbar gelagert ist, und dass ein zweiter Hydraulikzylinder ausgebildet ist, mittels welchem der zentrale Drehpunkt mit einem am Fahrgestell angeordneten Fixpunkt gekoppelt ist.
In einer Alternativvariante kann vorgesehen sein, dass jeweils ein linker Hebel ausgebildet ist, welcher an einem ersten Fixpunkt des Fahrgestells gelagert ist, wobei der linke Hebel mittels einem zweiten Hebelarm mit dem linken Rad gekoppelt ist und ein rechter Hebel ausgebildet ist, welcher an einem weiteren Fixpunkt des Fahrgestells gelagert ist, wobei der rechte Hebel mittels einem zweiten Hebelarm mit dem rechten Rad gekoppelt ist, wobei der Hydraulikzylinder mit dem ersten Hebelarm des linken Hebels und dem ersten Hebelarm des rechten He- bels gekoppelt ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein erster Hydraulikzylinder mit dem ersten Hebelarm des linken Hebels und dem ersten Hebelarm des rechten Hebels gekoppelt ist und dass ein zweiter Hydraulikzylinder mit einem dritten Hebelarm des linken Hebels und einem dritten Hebelarm des rechten Hebels gekoppelt ist, wobei der dritte Hebelarm des linken Hebels und der dritte Hebelarm des rechten Hebels so angeordnet sind, dass bei gleichzeitiger und gleichgerichteter Verschiebung der beiden Vorderräder bzw. bei gleichzeitiger und gleichgerichteter Verschiebung der beiden Hinterräder, der Abstand zwischen den beiden Koppelpunkten des zweiten Hydraulikzylinders gleich bleibt. Von Vorteil ist hierbei, dass durch einen derartigen Aufbau die einzelnen beschriebenen Bewegungszustände entkoppelt werden können.
In einer weiteren Alternativvariante kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Räder beispielsweise mittels einer Einzelradaufhängung in deren Bewegung mechanisch voneinander entkoppelt am Fahrgestell angeordnet sind, wobei jedes der Räder jeweils mittels zumindest einem Hydraulikzylinder mit einem der Fixpunkte gekoppelt ist, wobei jeweils eine Hydraulikkammer des Hydraulikzylinders eines der Räder mit jeweils einer der Hydraulikkammern des Hydraulikzylinders der restlichen Räder und mit jeweils einem der Federelemente strömungs- verbunden ist, sodass alle Räder mit jedem der Federelemente wirkungsverbunden sind. Von Vorteil ist hierbei, dass bei einer derartigen Ausgestaltung des Kraftfahrzeuges die einzelnen Räder ausschließlich hydraulisch miteinander gekoppelt sind und somit platzaufwändige mechanische Konstruktionen entfallen können. Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass pro Rad zwei Hydraulikzylinder ausgebildet sind, wobei zumindest einer der beiden Hydraulikzylinder vier Hydraulikkammern aufweist. Von Vorteil ist hierbei, dass derartige Hydraulikzylinder mit jeweils vier Hydraulikkammern einfach und kostengünstig aufgebaut sein können und mit nur zwei Hydraulikzylindern eine vollständige Entkopplung der einzelnen Federformen erreicht werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass pro Rad mindestens ein Hydraulikzylinder ausgebildet ist, wobei mindestens fünf Hydraulikkammern pro Rad ausgebildet sein müssen. Von Vorteil ist hierbei, dass derartige Hydraulikzylinder einfach und kostengünstig aufgebaut sein können und Platzsparend ohne mechanische Kopplung einzelner Radbewegungen eine vollständige Entkopplung der einzelnen kinetischen Eigenformen erreicht werden kann. Weiters ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeuges vorgesehen.
Ein Hydraulikzylinder weist einen Hohlraum auf, in welchem ein Kolben aufgenommen ist, welcher mit einer Kolbenstange gekoppelt ist, die stirnseitig durch den Hydraulikzylinder nach außen geführt ist. Im Hydraulikzylinder ist zumindest eine Hydraulikkammer ausgebil- det, welche durch den Kolben und den Hohlraum im Hydraulikzylinder begrenzt ist. Durch Verschieben der Kolbenstange und damit des Kolbens kann das Volumen der Hydraulikkammer verändert werden und damit eine Hydraulikflüssigkeit aus der Hydraulikkammer verdrängt werden bzw. in diese aufgenommen werden. Weiters kann auch vorgesehen sein, dass beidseitig des Kolbens eine Hydraulikkammer ausgebildet ist, wobei bei Verschiebung des Kolbens das Volumen in der ersten Hydraulikkammer vergrößert wird und das Volumen in der zweiten Hydraulikkammer gleichzeitig verkleinert wird. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass zwei Hydraulikzylinder eine gemeinsame Kolbenstange mit jeweils einem Kolben aufweisen und dadurch vier Hydraulikkammern gebildet sind, wobei bei Verschiebung der Kolbenstange das Volumen von zwei Hydraulikkammern vergrößert wird und das Volumen von zwei Hydraulikkammern verkleinert wird. Ein derartiges Gebilde wird auch als Hydraulikzylinder mit vier Hydraulikkammern bezeichnet. Natürlich kann auf die obengenannte Weise auch ein Hydraulikzylinder mit mehr als vier Hydraulikkammern gebildet werden.
Ein Fahrgestell im Sinne dieses Dokumentes umfasst alle Baulichkeiten, welche dazu geeignet sind, um mehrere Räder daran anzuordnen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Fahrgestell einen Rahmen aufweist, an welchem die Karosserie des Kraftfahrzeuges aufgebaut ist. Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass die Karosserie selbsttragend ist und das Fahrgestell keinen eigenen Rahmen aufweist.
Die beiden jeweils zusammengehörenden Federelemente, wie etwa erstes Nickfederelement und zweites Nickfederelement; erstes Rollfederelement und zweites Rollfederelement; erstes Parallelfederelement und zweites Parallelfederelement können jeweils auch dadurch realisiert werden, dass jeweils nur ein entsprechendes Federelement ausgebildet ist, welches sowohl in eine erste Richtung als auch in eine zweite Richtung wirken kann. Die erste und zweite Richtung kann beispielsweise durch Zug und Druck auf ein Federsystem realisiert sein. Bei einem hydraulischen Systemen kann beispielsweise ein doppelt wirkender Federzylinder realisiert sein, wobei der Hydraulikkolben des Federzylinders mit einer in beide Richtung wirkenden Rückstellfeder gekoppelt ist und die erste Hydraulikkammer des Federzylinders mit einer ersten Hydraulikleitung, beispielswiese Rollen links, und die zweite Hydraulikkammer des Federzylinders mit der zugehörigen zweiten Hydraulikleitung, beispielswiese Rollen rechts, gekoppelt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, können das erste und das zweite Nickfederelement durch nur ein Bauteil realisiert sein, welches in eine erste Richtung als erstes Federele- ment wirkt und in eine zweite Richtung als zweites Federelement wirkt. Derartige Systeme sind als äquivalent anzusehen und daher ebenfalls vom Schutzumfang mitumfasst.
Ein Fixpunkt ist am Hauptkörper des Fahrgestells ausgebildet, an welchem die bewegbaren Teile angeordnet sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeuges;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Federung des Kraftfahrzeuges mit einem mechanischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Federung des
Kraftfahrzeuges, wobei die Bewegungen beim Rollen visualisiert sind;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Federung des
Kraftfahrzeuges, wobei die Bewegungen nicken Rollen visualisiert sind;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Federung des
Kraftfahrzeuges, wobei die Bewegungen parallelen Einfedern Rollen visualisiert sind;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Federung des
Kraftfahrzeuges, wobei die Bewegungen bei der Verschränkung visualisiert sind;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Federung des Kraftfahrzeuges mit einem mechanischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Federung des Kraftfahrzeuges mit einem mechanischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder; eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Federung des Kraftfahrzeuges mit einem mechanischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder; Fig. 10 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Federung des Kraftfahrzeuges mit einem mechanischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder; Fig. 11 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels der Federung des Kraftfahrzeuges mit einem mechanischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder; Fig. 12 eine schematische Darstellung der Verschattung der einzelnen Kammern der Hydraulikzylinder aus den Ausführungsbeispielen zwei bis sechs;
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Federung des Kraftfahrzeuges mit einem rein hydraulischen System zur Kopplung der beiden Vorderräder und der beiden Hinterräder;
Fig. 14 eine schematische Darstellung der Verschattung der einzelnen Kammern der Hydraulikzylinder aus dem Ausführungsbeispiel mit dem rein hydraulischen System zur Kopplung der einzelnen Räder. Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un- ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein Fahrgestell 2 auf, an welchem in Hauptfahrrichtung gesehen ein linkes Vorderrad 3, ein rechtes Vorderrad 4, ein linkes Hinterrad 5 und ein rechtes Hinterrad 6 angeordnet sind. Die Erfindung betrifft sämtliche Arten von Kraftfahrzeugen 1, welche zum Bewegen auf befestigten Straßen, unbefestigten Straßen oder auch im freien Gelände vorsehen sind. Das Kraftfahrzeug 1 kann bereits dann seine erfindungsgemäße Funktionalität aufweisen, wenn einige Fahrzeugteile, wie etwa der Motor, noch nicht verbaut sind. Die einzelnen Räder 3, 4, 5, 6 können mittels einer beliebigen Radführungskinematik, beispielsweise einer Einzelradaufhängung, am Fahrgestell 2 angeordnet sein. Weiters ist ein Federsystem 7 vorgesehen, mittels welchem die einzelnen Räder 3, 4, 5, 6 verstellbar am Fahrgestell 2 angeordnet sind.
Durch das Federsystem 7 können Bodenunebenheiten von den Rädern 3, 4, 5, 6 abgefangen werden und somit das Fahrgestell 2 während dem Fahren möglichst ruhig gehalten werden. Da durch die Radführungskinematik häufig kein vollkommener Brems- und Anfahrnickausgleich an beiden Achsen, sowie eine Rollachse in Schwerpunktshöhe realisiert werden kann, führt der Einsatz eines Federsystems 7 häufig ebenfalls zu dem Effekt, dass das Kraftfahrzeug 1 bei dynamischen Fahrmanövern durch die auftretenden Längs- und Querkräfte aus seiner Ruhelage bewegt wird. Wenn beispielsweise das stehende Fahrzeug in Hauptfahrtrichtung beschleunigt wird, so wird das Fahrgestell um eine Nickachse 8 nach hinten rotieren. Der vordere Teil des Fahrgestells 2 wird sich dabei anheben bzw. die vorderen Räder 3, 4 werden ausfedern und der hintere Teil des Fahrgestells 2 wird sich dabei leicht absenken bzw. die hinteren Räder 5, 6 werden einfedern. Vorausgesetzt ist hierbei ein Anfahrnickausgleich von unter 100% an beiden Achsen.
Wenn das Kraftfahrzeug 1 mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird und ein Bremsmanö- ver eingeleitet wird, so wird das Fahrgestell 2 in die Nickachse 8 nach vorne rotieren. Eine Beschleunigungskraft wirkt hierbei im Schwerpunkt 9 des Kraftfahrzeuges 1. Das Vorderteil des Fahrgestells 2 wird sich hierbei leicht absenken bzw. die vorderen Räder 3, 4 werden einfedern und das Hinterteil des Fahrgestells 2 wird sich leicht anheben bzw. die hinteren Räder 5, 6 werden ausfedern. Vorausgesetzt ist hierbei ein Bremsnickausgleich von unter 100% an beiden Achsen.
Wenn das Fahrzeug 1 sich aus einer Geradeausfahrt mit konstanter Geschwindigkeit heraus in eine Kurve bewegt, so wird das Fahrgestell 2 um eine Rollachse 10 in Fahrtrichtung gesehen nach links oder nach rechts rotieren. Wenn beispielsweise eine Linkskurve eingeleitet wird, so wird das Fahrgestell 2 aufgrund der Fliehkräfte um die Rollachse 10 nach rechts rotieren bzw. werden die rechten Räder 4, 6 einfedern und die linken Räder 3, 5 ausfedern. Beim Einleiten einer Rechtskurve wird das Fahrgestell 2 aufgrund der Fliehkräfte um die Rollachse 10 nach links rotieren bzw. werden die rechten Räder 4, 6 ausfedern und die rechten Räder 3, 5 einfe- dern. Vorausgesetzt ist hierbei, dass die Rollachse 10 unterhalb des Schwerpunktes 9 herführt.
Die obig beschriebenen Bewegungen der Räder 3, 4, 5, 6 können ebenfalls aufgrund von Bo- denunebenheiten eingeleitet werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeuges 1, wobei im oberen Teil der Fig. 2 eine Vorderachse 11 gemäß der Betrachtungsebene XI - XI aus Fig. 1 schematisch dargestellt ist und im unteren Teil der Fig. 2 eine Hinterachse 12 gemäß der Darstellungsebene XII - XII aus Fig. 1 gezeigt ist.
In Fig. 2 ist das Federsystem 7 des Kraftfahrzeuges 1 besonders gut ersichtlich. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die einzelnen Räder 3, 4, 5, 6 derart am Fahrgestell 2 angeordnet, dass sie sich in Einfederrichtung 13 bzw. in Ausfederrichtung 14 relativ zum Fahrgestell 2 verschie- ben können. Als Einfederrichtung 13 bzw. Einfedern wird dabei ein nach oben bewegen des Rades 3, 4, 5, 6 bezeichnet und als Ausfederrichtung 14 bzw. Ausfedern ein nach unten bewegen des Rades 3, 4, 5, 6.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann das Federsystem 7 ein mechanisches System 15 der Vorderrä- der 3, 4 und ein mechanisches System 16 der Hinterräder 5, 6 umfassen, welche mittels einem hydraulischen System miteinander gekoppelt sind. Das mechanische System 15 der Vorderräder 3, 4 und das mechanische System 16 der Hinterräder 5, 6 können, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeweils ein linker Hebel 17 und ein rechter Hebel 18 ausgebildet sind, welche jeweils um einen zentralen Drehpunkt 19 drehbar an einem Fixpunkt 20 am Fahrgestell 2 gelagert sind.
Der linke Hebel 17 weist einen ersten Hebelarm 21, einen zweiten Hebelarm 22 und einen dritten Hebelarm 23 auf. Der rechte Hebel 18 weist einen ersten Hebelarm 24, einen zweiten Hebelarm 25 und einen dritten Hebelarm 26 auf. Der linke Hebel 17 bzw. der rechte Hebel 18 können an der Vorderachse 11 und an der Hinterachse 12 gleich ausgebildet sein. Weiters ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der zweite Hebelarm 22 des linken Hebels 17 mit dem linken Rad 3, 5 gekoppelt ist und dass der zweite Hebelarm 25 des rechten Hebels 18 mit dem rechten Rad 4, 6 gekoppelt ist. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Räder 3, 4, 5, 6 mittels einem Querlenker 27 an einem weiteren Fixpunkt 20 am Fahrgestell 2 angeordnet sind. Die Wahl der Radführung hat grundsätzlich jedoch keinen Ein- fluss auf die dargestellte Verschattung. Eine Druckstange 28 kann zur Kraftübertragung zwischen dem Querlenker 27 und dem zweiten Hebelarm 22, 25 der Hebel 17, 18 dienen.
Weiters kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Hebelarm 21 des linken Hebels 17 und dem ersten Hebelarm 24 des rechten Hebels 18 ein erster Hydraulikzylinder 29 angeord- net ist, welcher mit den beiden ersten Hebelarmen 21, 24 gekoppelt ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass sowohl der erste Hebelarm 21 des linken Hebels 17 als auch der erste Hebelarm 24 des rechten Hebels 18 oberhalb des zentralen Drehpunktes 19 angeordnet sind, sodass bei einer Bewegung sowohl der linken Räder 3, 5 als auch der rechten Räder 4, 6 in gleiche Richtung die Länge des ersten Hydraulikzylinders 29 verändert wird. Bei Bewegung des linken Rades 3, 5 und des rechten Rades 4, 6 in entgegengesetzter Richtung um den gleichen Betrag wird der erste Hydraulikzylinder 29 nicht längenverändert, sondern nur parallel verschoben.
Weiters kann vorgesehen sein, dass zwischen dem dritten Hebelarm 23 des linken Hebels 17 und dem dritten Hebelarm 26 des rechten Hebels 18 ein zweiter Hydraulikzylinder 30 ange- ordnet ist, welcher mit dem dritten Hebelarm 23 des linken Hebels 17 und mit dem dritten Hebelarm 26 des rechten Hebels 18 gekoppelt ist. Der dritte Hebelarm 23 des linken Hebels 17 kann hierbei unterhalb des zentralen Drehpunktes 19 des linken Hebels 17 angeordnet sein und der dritte Hebelarm 26 des rechten Hebels 18 kann oberhalb des Drehpunktes 19 des rechten Hebels 18 angeordnet sein. Wenn die beiden dritten Hebelarme 23, 26 gleich lang sind, wird bei einer gleich gerichteten Verschiebung der linken Räder 3, 5 und der rechten Räder 4, 6 um den gleichen Betrag, die Länge der zweiten Hydraulikzylinders 30 nicht verändert, sondern wird dieser nur parallel verschoben.
Der erste Hydraulikzylinder 29 der Vorderachse 11 und der erste Hydraulikzylinder 29 der Hinterachse 12 weisen jeweils drei Hydraulikkammern auf. Der zweite Hydraulikzylinder 30 der Vorderachse 11 und der zweite Hydraulikzylinder 30 der Hinterachse 12 weisen jeweils zwei Hydraulikkammern auf. Die einzelnen Hydraulikkammern der einzelnen Hydraulikzylinder 29, 30 sind, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, miteinander verbunden. - I i
Weiters sind im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein erstes Nickfederelement 31, ein zweites Nickfederelement 32, ein erstes Rollfederelement 33, ein zweites Rollfederelement 34 und ein erstes Parallelfederelement 35 ausgebildet. Die einzelnen Federelemente 31, 32, 33, 34, 35 sind mit zugehörigen Hydraulikleitungen 36, 37, 38, 39, 40 gekoppelt.
Die Hydraulikleitungen 36, 37, 38, 39, 40 verbinden jeweils eine der Kammern eines der beiden Hydraulikzylinder 29, 30 der Vorderachse 11 mit einer Kammer eines der Hydraulikzylinder 29, 30 der Hinterachse 12 miteinander. Durch Verschiebung der Räder 3, 4, 5, 6 in Ein- federrichtung 13 bzw. in Ausfederrichtung 14 werden die einzelnen Federelemente 31, 32, 33, 34, 35 unterschiedlich belastet.
Durch die in Fig. 2 dargestellte geometrische Formgebung bzw. Verschattung des Federsystems 7 können die einzelnen Nickbewegungen bzw. Rollbewegungen bzw. Parallelfederbewe- gungen und auch die Verschränkung voneinander entkoppelt werden, wobei j edes der Federelemente 31, 32, 33, 34, 35 zum Federn genau einer dieser Bewegungen vorgesehen ist. Somit kann beispielsweise für das Rollen für das Nicken und für das parallele Einfedern eine unterschiedliche Federate bzw. auch eine unterschiedliche Dämpfungsrate festgelegt werden. Die Funktionsweise einzelner Federungen wird anhand der schematischen Darstellungen in den Figuren 3 bis 6 näher erläutert.
In der Darstellung nach Fig. 3 sind die mechanischen Bewegungen bzw. die Hydraulikströme bei einer Rollbewegung nach links dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind die einzelnen Elemente des Kraftfahrzeuges 1 nicht mit Bezugszeichen versehen, sondern wird auf die de- taillierte Darstellung der Fig. 2 verwiesen.
Die mechanischen Bewegungen werden anhand Pfeilen mit durchgehenden Linien dargestellt. Die hydraulischen Bewegungen werden anhand Pfeilen mit strichlierten Linien dargestellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden beim Rollen nach links, respektive bei einer entsprechenden Bewegung der beiden linken Räder 3, 5 in Einfederrichtung 13 die Hydraulikflüssigkeiten und Hebel so verschoben, dass das zweite Rollfederelement 34 über seine Ruhebelastung hinaus belastet wird. Gleichzeitig kann vorgesehen sein, dass bei einer derartigen Bewegung die Belastung am ersten Rollfederelement 33 reduziert wird. Wenn eine derartige Bewegung des Rollens ausschließlich um die Rollachse 10 stattfindet, werden die beiden Nickfederelemente 31, 32 und das erste Parallelfederelement 35 theoretisch nicht über ihre Ruhebelastung hinaus belastet. Durch geometrisch bedingte bzw. toleranzbedingte Einflüsse kann es jedoch vor- kommen, dass die restlichen Federelemente 31, 32, 35 geringfügig über ihre Ruhebelastung hinaus belastet werden. Im Idealfall beträgt diese zusätzliche Belastung der nicht betroffenen Federelemente jedoch unter 5 % der Zusatzbelastung des für die jeweilige Bewegung verantwortlichen Federelementes. Beim Rollen nach rechts drehen sich die einzelnen Bewegungsrichtungen um, wobei das erste Rollfederelement 33 über seine Ruhebelastung hinaus belastet wird.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Federelemente 31, 32, 33, 34, 35 in Form einer Federkugel ausgebildet sind, welche eine Hydraulikseite 41 und eine Federseite 42 aufweist, die durch eine Membrane 43 voneinander getrennt sind. Die Federseite 42 kann hierbei mit einem unter Druck gesetzten Gas, wie etwa Druckluft oder vorzugsweise Stickstoff, gefüllt sein, wobei durch Komprimierung des Gases die Federfunktion erreicht wird. Weiters kann an jedem der Federelemente 31, 32, 33, 34, 35 ein Drosselventil 44 angeordnet sein, welches als Dämpfer eingesetzt wird.
In der Fig. 4 sind die Bewegungen des Nickens nach vorne um die Nickachse 8 respektive das entsprechende Einfedern der beiden Vorderräder 3, 4 dargestellt.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird hierbei nur das erste Nickfederelement 31 über seine Ruhe- Stellung hinaus belastet. Beim Nicken nach hinten sind die eingezeichneten Bewegungsrichtungen wieder genau umgekehrt.
In Fig. 5 ist das parallele Einfedern aller vier Räder 3, 4, 5, 6 gemeinsam dargestellt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird bei einer derartigen Bewegung nur das erste Parallefederelement 35 über seine Ruhebelastung hinaus belastet. In Fig. 6 ist eine Verschränkungsbewegung dargestellt, wobei das linke Vorderrad 3 und das rechte Hinterrad 6 in Einfederrichtung 13 bewegt werden. Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kein Federelement für eine derartige Bewegung vorgesehen ist, kann diese Bewegung frei von statten gehen, wobei der Innen wider stand des mechanischen Systems bzw. der Innen wider stand der Hydraulikleitungen als Dämpfung wirken kann.
In den Figuren 7 bis 11 sind weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsvarianten des Fahrgestells 2 mit einer Kombination aus mechanischem System 15, 16 und hydraulischen System dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 verwendet werden.
Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Der Übersichtlichkeit halber sind bei diesen Ausführungsbeispielen die Hydraulikleitungen nicht direkt eingezeichnet, sondern sind die einzelnen Hydraulikkammern (PI bis P16) der Hydraulikzylinder 29, 30 durchnummeriert, wobei in den Figuren 12a bis 12h ein Schaltplan für die einzelnen Hydraulikleitungen und die einzelnen Federelemente angegeben ist.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 7 und 8 basieren auf dem Prinzip des Ausführungsbei- spiels der Fig. 2, wobei die Funktionsweise der Kürze halber nicht weiter erläutert wird, da diese eindeutig aus den Figuren ersichtlich ist.
Die in der Fig. 7 dargestellten Loslager an welchen die einzelnen Räder 3, 4, 5, 6 angeordnet sind, dienen rein zur schematischen Darstellung der Bewegungsfreiheit der einzelnen Räder 3, 4, 5, 6. Die einzelnen Räder 3, 4, 5, 6 können durch alle möglichen Arten von Radführungen mit dem Fahrgestell 2 verbunden sein.
In den Figuren 9 bis 11 sind Fahrwerkskonzepte dargestellt, in welchen ein zentraler Hebel 45 ausgebildet ist, an welchem sowohl das linke Rad 3, 5 als auch das rechte Rad 4, 6 angeordnet sind und welcher an der Längsmitte des Fahrgestells 2 seinen zentralen Drehpunkt 19 aufweist und mit einem Fixpunkt 20 des Fahrgestells 2 verbunden ist. Weiters ist in den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 bis 11 ein erster Hebelarm 46 des zentralen Hebels 45 ausgebildet, welcher mit dem ersten Hydraulikzylinder 29 gekoppelt ist. Weiters ist ein zweiter Hebelarm 47 ausgebildet, welcher mit dem linken Rad 3, 5 gekoppelt ist und ein dritter Hebelarm 48, welcher mit dem rechten Rad 4, 6 gekoppelt ist.
Der zweite Hebelarm 47 bzw. der dritte Hebelarm 48 kann gleichzeitig als erster Hebelarm 46 dienen. Mit anderen Worten ausgedrückt kann der erste Hydraulikzylinder 29 direkt mit dem zweiten Hebelarm 47 oder mit dem dritten Hebelarm 48 gekoppelt sein, wodurch ein eigener erster Hebelarm 46 zur Weitergabe einer Schwenkbewegung des zentralen Hebels 45 an den ersten Hydraulikzylinder 29 entfallen kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Hydraulikzylinder 29 zur Aufnahme einer ungleichseitigen Bewegung des linken Rades 3, 5 und des rechten Rades 4, 6 dient. Weiters kann ein zweiter Hydraulikzylinder 30 vorgesehen sein, welcher im Bereich des zentralen Drehpunktes 19 des zentralen Hebels 45 angreift und welcher zur Aufnahme einer gleichzeitigen Bewegung beider Vorderräder 3, 4 oder beider Hinterräder 5, 6 ausgebildet ist.
Das Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 10 basiert auf dem Grundkonzept des Ausfüh- rungsbeispiels nach Fig. 9. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass anders als beim Grundkonzept entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 nicht ein erster Hydraulikzylinder 29 vorgesehen ist, sondern dass zwei erste Hydraulikzylinder 29 vorgesehen sind, wobei die Anzahl der Hydraulikkammern pro Hydraulikzylinder 29 entsprechend reduziert ist.
Fig. 11 zeigt ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel des Fahrgestells 2, welches auf einem ähnlichen Prinzip des zentralen Hebels 45 wie die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 9 und 10 beruht. Der Kürze halber wird auch dieses Ausführungsbeispiel nicht näher beschrieben, da die mechanischen Zusammenhänge aus der Figur eindeutig ersichtlich sind.
In den Fig. 12a bis 12h ist die hydraulische Verbindung der einzelnen Federelemente mit den einzelnen Kammern der Hydraulikzylinder bzw. die Verbindung der einzelnen Kammern der Hydraulikzylinder untereinander schematisch dargestellt. Weiters sind die einzelnen Räder 3, 4, 5, 6 dargestellt, wobei die Bewegungsrichtung der Räder dargestellt ist, welche zum Belasten über die Ruhebelastung hinaus des jeweiligen Federelementes führt.
In der Fig. 12a ist die Radbewegung zum Ansprechen des ersten Nickfederelementes 31 dar- gestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P7 und P16 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 36 des ersten Nickfederelementes 31 in das erste Nickfederelement 31 geführt wird.
In der Fig. 12b ist die Radbewegung zum Ansprechen des zweiten Nickfederelementes 32 dargestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P8 und P15 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 37 des zweiten Nickfederelementes 32 in das zweite Nickfederelement 32 geführt wird.
In der Fig. 12c ist die Radbewegung zum Ansprechen des zweiten Rollfederelementes 34 dar- gestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P2 und P10 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 39 des zweiten Rollfederelementes 34 in das zweite Rollfederelement 34 geführt wird.
In der Fig. 12d ist die Radbewegung zum Ansprechen des ersten Rollfederelementes 33 dar- gestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern PI und P9 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 38 des ersten Rollfederelementes 33 in das erste Rollfederelement 33 geführt wird.
In der Fig. 12e ist die Radbewegung zum Ansprechen des ersten Parallelfederelementes 35 dargestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P5 und P13 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 40 des ersten Parallelfederelementes 35 in das erste Parallelfederelement 35 geführt wird.
In der Fig. 12f ist die Radbewegung zum Ansprechen des zweiten Parallelfederelementes 49 dargestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P6 und P14 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 50 des zweiten Parallelfederelementes 49 in das zweite Parallelfederelement 49 geführt wird. In der Fig. 12g ist die Radbewegung zum Ansprechen des zweiten Diagonalfederelementes 53 dargestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P4 und PI 1 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 54 des zweiten Diagonalfederelementes 53 in das zweite Diagonalfederelement 53 geführt wird.
In der Fig. 12h ist die Radbewegung zum Ansprechen des ersten Diagonalfederelementes 51 dargestellt, wobei durch eine derartige Radbewegung das Volumen der Hydraulikkammern P3 und P12 verkleinert wird und die Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikleitung 52 des ersten Diagonalfederelementes 51 in das erste Diagonalfederelement 51 geführt wird.
Fig. 13 zeigt ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel des Fahrgestells 2, wobei bei diesem System keine mechanische Verbindung zwischen dem linken Rad 3, 5 und dem rechten Rad 4, 6 besteht, sondern die Räder 3, 4, 5, 6 eine mechanisch voneinander losgelöste Einzelradaufhängung aufweisen und eine rein hydraulische Verbindung zwischen den einzelnen Rä- dem 3, 4, 5, 6 gegeben ist.
Die zu diesem Ausführungsbeispiel zugehörige Verschattung der einzelnen Kammern der Hydraulikzylinder mit den einzelnen Federelementen ist in den Figuren 14a bis 14h dargestellt. Die Federelemente der Figuren 14a bis 14h entsprechen den Federelementen der Figu- ren 12a bis 12h, wobei durch die rein hydraulische Verschattung anstatt zweier Hydraulikkammem immer vier Hydraulikkammern miteinander gekoppelt sind. Der Kürze halber wird die jeweilige Verschattung nicht genau beschrieben, da diese aus den Figuren 14a bis 14h in Verbindung mit der detaillierten Beschreibung zu den Figuren 12a bis 12h genau ersichtlich ist.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8, 1, oder 5,5 bis 10. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
B e z u g s z e i c h e n a u f s t e l l u n g
Kraftfahrzeug 31 erstes Nickfederelement
Fahrgestell 32 zweites Nickfederelement linkes Vorderrad 33 erstes Rollfederelement rechtes Vorderrad 34 zweites Rollfederelement linkes Hinterrad 35 erstes Parallelfederelement rechtes Hinterrad 36 Hydraulikleitung erstes Nickfe¬
Feder System derelement
Nickachse 37 Hydraulikleitung zweites Nickfe¬
Schwerpunkt derelement
Rollachse 38 Hydraulikleitung erstes Rollfe¬
Vorderachse derelement
Hinterachse 39 Hydraulikleitung zweites Rollfe¬
Einfederrichtung derelement
Ausfederrichtung 40 Hydraulikleitung erstes Parallelfemechanisches System Vorderräder derelement
mechanisches System Hinterräder 41 Hydraulikseite
linker Hebel 42 Federseite
rechter Hebel 43 Membran
zentraler Drehpunkt Hebel 44 Drosselventil
Fixpunkt 45 zentraler Hebel
erster Hebelarm linker Hebel 46 erster Hebelarm zentraler Hebel zweiter Hebelarm linker Hebel 47 zweiter Hebelarm zentraler Hebel dritter Hebelarm linker Hebel 48 dritter Hebelarm zentraler Hebel erster Hebelarm rechter Hebel 49 zweites Parallelfederelement zweiter Hebelarm rechter Hebel 50 Hydraulikleitung zweites Paraldritter Hebelarm rechter Hebel lelfederelement
Querlenker 51 erstes Diagonalfederelement
Druckstange 52 Hydraulikleitung erstes Diagonalerster Hydraulikzylinder federelement
zweiter Hydraulikzylinder 53 zweites Diagonalfederelement 54 Hydraulikleitung zweites Diagonalfederelement
PlbisP32 Hydraulikkammer

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrgestell (2) an welchem zumindest ein linkes
Vorderrad (3), ein rechtes Vorderrad (4), ein linkes Hinterrad (5) und ein rechtes Hinterrad (6) angeordnet sind, wobei zumindest eine Radaufhängung ausgebildet ist, mittels welchem jedes der Räder (3, 4, 5, 6) in Einfederrichtung (13) und in Ausfederrichtung (14) relativ zu einem Fixpunkt (20) am Fahrgestell (2) verstellbar angeordnet ist und wobei ein Federsystem (7) zur Federung der Räder (3, 4, 5, 6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Nickfederelement (31), ein zweites Nickfederelement (32), ein erstes Rollfederelement (33), ein zweites Rollfederelement (34) und ein erstes Parallelfederelement (35) ausgebildet sind, wobei die einzelnen Räder (3, 4, 5, 6) über das Federsystem (7) derart miteinander gekoppelt sind,
- dass das erste Nickfederelement (31) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um eine Nickachse (8) nach vorne rotiert, wobei die beiden Vorderräder (3, 4) in Einfederrichtung (13) relativ zum Fahrgestell (2) verstellt werden und/oder die beiden Hinterräder (5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, und
- dass das zweite Nickfederelement (32) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um eine Nickachse (8) nach hinten rotiert, wobei die beiden Vorderräder (3, 4) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden und/oder die beiden Hinterräder (5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden, und
- dass das erste Rollfederelement (33) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um eine Rollachse (10) nach rechts rotiert, wobei die beiden linken Räder (3, 5) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden und/oder die beiden rechten Räder (4, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden, und
- dass das zweite Rollfederelement (34) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um die Rollachse (10) nach links rotiert, wobei die beiden linken Räder (3, 5) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden und/oder die beiden rechten Räder (4, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, und
- dass das erste Parallelfederelement (35) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) parallel nach unten verstellt wird, wobei alle Räder (3, 4, 5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden, wobei bei einer Bewegung des Fahrgestells (2) ausschließlich in einer der obgenannten Bewegungsformen, die jeweils nicht diese Bewegungsformen betreffenden Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) nicht oder nur geringfügig über die Ruhebelastung hinaus belastet sind.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Parallelfederelement (49) ausgebildet ist, welches über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) parallel nach oben verstellt wird und dabei alle Räder (3, 4, 5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, wobei bei ausschließlich dieser Bewegung die restlichen Federelemente (32, 33, 34, 35, 51, 53) nicht über die Ruhebe- lastung hinaus belastet werden.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Diagonalfederelement (51) ausgebildet ist, welches über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn
- das linke Vorderrad (3), und/oder das rechte Hinterrad (6) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, und/oder
- das rechte Vorderrad (4) und/oder das linke Hinterrad (5) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden,
wobei bei ausschließlich dieser Bewegung die restlichen Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 53) nicht über die Ruhebelastung hinaus belastet werden.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Diagonalfederelement (53) ausgebildet ist, welches über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn
- das rechte Vorderrad (4), und/oder das linke Hinterrad (5) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, und/oder
- das linke Vorderrad (3) und/oder das rechte Hinterrad (6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden,
wobei bei ausschließlich dieser Bewegung die restlichen Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 51) nicht über die Ruhebelastung hinaus belastet werden. vv w
WO 2018/152558 PCT7AT2018/060047
- 29 -
5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Räder (3, 4, 5, 6) mittels Hydraulikzylindern (29, 30) und daran angeschlossenen Hydraulikleitungen (36, 37, 38, 39, 40, 50, 52, 54) miteinander gekoppelt sind, wobei je Federelement (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) ein geschlossenes Hydrauliksystem ausge- bildet ist und wobei das jeweilige Federelement (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) ebenfalls in das geschlossene Hydrauliksystem eingekoppelt ist.
6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) als Federkugel ausgebildet ist, welche eine mit dem Hydrauliksys- tem gekoppelte Hydraulikseite (41) und eine mit Gas gefüllte Federseite (42) aufweist, wobei die Hydraulikseite (41) und die mit Gas gefüllte Federseite (42) mittels einer Membran (43) voneinander getrennt sind.
7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Hydrau- liksystem, vorzugsweise dem Federelement (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) vorgeschalten, ein
Drosselventil (44) ausgebildet ist, welches als Dämpfer wirkt.
8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorderräder (3, 4) mittels einem mechanischen System (15) miteinander gekoppelt sind und die beiden Hinterräder (5, 6) mittels einem mechanischen System (16) miteinander gekoppelt sind, wobei in die mechanischen Systeme (15, 16) jeweils zumindest zwei Hydraulikzylinder (29, 30) mit mehreren Hydraulikkammern (PI - P32) eingebunden sind, wobei jeweils eine Hydraulikkammer (PI - P32) des Hydraulikzylinders (29, 30) der Vorderräder mit einer der Hydraulikkammern (PI - P32) des Hydraulikzylinders (29, 30) der Hinterräder und mit jeweils einem der Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) strömungsverbunden ist.
9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische System (15) der Vorderräder (3, 4) und das mechanische System (16) der Hinterräder (5, 6) jeweils zumindest einen Hebel (17, 18, 45) aufweisen, welcher in einem zentralen Drehpunkt (19) am Fahrgestell (2) gelagert ist, wobei der Hebel (17, 18, 45) einen ersten Hebelarm (21, 24, 46) aufweist, welcher mit dem Hydraulikzylinder (29, 30) gekoppelt ist. vv w
WO 2018/152558 PCT7AT2018/060047
- 30 -
10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (45) einen zweiten Hebelarm (47) aufweist, welcher mit dem linken Rad (3, 5) gekoppelt ist und einen dritten Hebelarm (48) aufweist, welcher mit dem rechten Rad (4, 6) gekoppelt ist, wobei insbesondere der zweite Hebelarm (47) und/oder der dritte Hebelarm (48) gleichzeitig als ers- ter Hebelarm (46) dienen können, an welchem der Hydraulikzylinder (29) gekoppelt ist.
11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Drehpunkt (19) am Fahrgestell (2) höhenverstellbar gelagert ist, und dass ein zweiter Hydraulikzylinder (30) ausgebildet ist, mittels welchem der zentrale Drehpunkt (19) mit einem am Fahr- gesteil (2) angeordneten Fixpunkt (20) gekoppelt ist.
12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein linker Hebel (17) ausgebildet ist, welcher an einem ersten Fixpunkt (20) des Fahrgestells (2) gelagert ist, wobei der linke Hebel (17) mittels einem zweiten Hebelarm (22) mit dem linken Rad (3, 5) gekoppelt ist und ein rechter Hebel (18) ausgebildet ist, welcher an einem weiteren Fixpunkt (20) des Fahrgestells (2) gelagert ist, wobei der rechte Hebel (18) mittels einem zweiten Hebelarm (25) mit dem rechten Rad (4, 6) gekoppelt ist, wobei der Hydraulikzylinder (29) mit dem ersten Hebelarm (21) des linken Hebels (17) und dem ersten Hebelarm (24) des rechten Hebels (18) gekoppelt ist.
13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Hydraulikzylinder (29) mit dem ersten Hebelarm (21) des linken Hebels (17) und dem ersten Hebelarm (24) des rechten Hebels (18) gekoppelt ist und dass ein zweiter Hydraulikzylinder (30) mit einem dritten Hebelarm (23) des linken Hebels (17) und einem dritten Hebelarm (26) des rechten Hebels (18) gekoppelt ist, wobei der dritte Hebelarm (23) des linken Hebels (17) und der dritte Hebelarm (26) des rechten Hebels (18) so angeordned sind, dass bei gleichzeitiger und gleichgerichteter Verschiebung der beiden Vorderräder (3, 4) bzw. bei gleichzeitiger und gleichgerichteter Verschiebung der beiden Hinterräder (5, 6), der Abstand zwischen den beiden Koppelpunkten des zweiten Hydraulikzylinders (30) gleich bleibt.
14. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Räder (3, 4, 5, 6) mittels einer Einzelradaufhängung in deren Bewegung mechanisch voneinander entkoppelt am Fahrgestell (2) angeordnet sind, wobei jedes der Räder (3, 4, 5, 6) jeweils mittels zumindest einem Hydraulikzylinder (29, 30) mit einem der Fixpunkte (20) gekoppelt ist, wobei jeweils eine Hydraulikkammer (PI - P32) des Hydraulikzylinders (29, 30) eines der Räder (3, 4, 5, 6) mit jeweils einer der Hydraulikkammern (PI - P32) des Hydraulikzylinders (30) der restlichen Räder (3, 4, 5, 6) und mit jeweils einem der Federele- mente (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) strömungsverbunden ist, sodass alle Räder (3, 4, 5, 6) mit jedem der Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) wirkungsverbunden sind.
15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass pro Rad (3, 4, 5, 6) zwei Hydraulikzylinder (29, 30) ausgebildet sind, wobei zumindest einer der beiden Hyd- raulikzylinder (29, 30) vier Hydraulikkammern (PI - P32) aufweist.
16. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges (1) mit einem Fahrgestell (2) an welchem zumindest ein linkes Vorderrad (3), ein rechtes Vorderrad (4), ein linkes Hinterrad (5) und ein rechtes Hinterrad (6) angeordnet sind, wobei zumindest eine Radaufhängung aus- gebildet ist, mittels welchem jedes der Räder (3, 4, 5, 6) in Einfederrichtung (13) und in Ausfederrichtung (14) relativ zu einem Fixpunkt (20) am Fahrgestell (2) verstellbar angeordnet ist und wobei ein Federsystem (7) zur Federung der Räder (3, 4, 5, 6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Räder (3, 4, 5, 6) über das Federsystem (7) derart miteinander gekoppelt sind,
- dass ein erstes Nickfederelement (31) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um eine Nickachse (8) nach vorne rotiert, wobei die beiden Vorderräder (3, 4) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden und/oder die beiden Hinterräder (5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, und
- dass ein zweites Nickfederelement (32) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um eine Nickachse (8) nach hinten rotiert, wobei die beiden Vorderräder (3, 4) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden und/oder die beiden Hinterräder (5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden, und
- dass ein erstes Rollfederelement (33) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um eine Rollachse (10) nach rechts rotiert, wobei die beiden linken Räder (3, 5) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden und/oder die beiden rechten Räder (4, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden, und
- dass ein zweites Rollfederelement (34) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) um die Rollachse (10) nach links rotiert, wobei die beiden linken Räder (3, 5) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden und/oder die beiden rechten Räder (4, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Ausfederrichtung (14) verstellt werden, und
- dass ein erstes Parallelfederelement (35) über eine Ruhebelastung hinaus belastet wird, wenn das Fahrgestell (2) parallel nach unten verstellt wird, wobei alle Räder (3, 4, 5, 6) relativ zum Fahrgestell (2) in Einfederrichtung (13) verstellt werden,
wobei bei einer Bewegung des Fahrgestells (2) ausschließlich in einer der obgenannten Bewe- gungsformen, die jeweils nicht diese Bewegungsformen betreffenden Federelemente (32, 33, 34, 35, 49, 51, 53) nicht oder nur geringfügig über die Ruhebelastung hinaus belastet werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114364549A (zh) * 2019-05-22 2022-04-15 马里奥·罗兰多·纳瓦雷特 陆地车辆

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3068023A (en) * 1957-11-26 1962-12-11 Daimler Benz Ag Equalization spring system for vehicles, especially motor vehicles
US5915701A (en) * 1993-12-30 1999-06-29 Kinetic Limited Vehicle suspension system
GB2460860A (en) * 2008-06-12 2009-12-16 Trysome Ltd A vehicle including a suspension system with a damper assembly acting transversely to dampen both heave and roll; and a damper assembly for such a vehicle
DE202011106615U1 (de) * 2011-06-30 2012-03-16 Piotr Kubinski Wankbewegungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug
US20140238795A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Mclaren Automotive Limited Damper unit
WO2015078190A1 (zh) * 2013-11-27 2015-06-04 徐光中 一种车辆悬架单元以及互连悬架系统
CN106427459A (zh) * 2016-11-03 2017-02-22 管中林 实现防俯仰抗侧倾交叉升降消扭的液压互联悬架系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7686309B2 (en) 2004-07-30 2010-03-30 Kinetic Pty. Ltd. Hydraulic system for a vehicle suspension

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3068023A (en) * 1957-11-26 1962-12-11 Daimler Benz Ag Equalization spring system for vehicles, especially motor vehicles
US5915701A (en) * 1993-12-30 1999-06-29 Kinetic Limited Vehicle suspension system
GB2460860A (en) * 2008-06-12 2009-12-16 Trysome Ltd A vehicle including a suspension system with a damper assembly acting transversely to dampen both heave and roll; and a damper assembly for such a vehicle
DE202011106615U1 (de) * 2011-06-30 2012-03-16 Piotr Kubinski Wankbewegungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug
US20140238795A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Mclaren Automotive Limited Damper unit
WO2015078190A1 (zh) * 2013-11-27 2015-06-04 徐光中 一种车辆悬架单元以及互连悬架系统
CN106427459A (zh) * 2016-11-03 2017-02-22 管中林 实现防俯仰抗侧倾交叉升降消扭的液压互联悬架系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114364549A (zh) * 2019-05-22 2022-04-15 马里奥·罗兰多·纳瓦雷特 陆地车辆

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