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Dokumentenidentifikation DE3925074A1 01.02.1990
Titel Aufhängesystem für ein Kraftfahrzeug
Anmelder Mazda Motor Corp., Hiroshima, JP
Erfinder Takehara, Shin;
Morita, Toshiki;
Edahiro, Takshi;
Kumada, Hiroyoshi, Hiroshima, JP
Vertreter Louis, D., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., 8183 Rottach-Egern; Pöhlau, C., Dipl.-Phys., 8500 Nürnberg; Lohrentz, F., Dipl.-Ing., 8130 Starnberg; Segeth, W., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8500 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 28.07.1989
DE-Aktenzeichen 3925074
Offenlegungstag 01.02.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.1990
IPC-Hauptklasse B60G 11/26
Zusammenfassung Ein hydropneumatisches Aufhängesystem für ein Fahrzeug umfaßt eine hydraulische Zylinder/Kolben-Einheit, die zwischen den Fahrzeugaufbau sowie jedes der Räder geschaltet ist, und eine Mehrzahl von Gasfedern, die entsprechend dem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer der Zylinder/Kolben-Einheit eine Federkraft hervorbringen. Jede Gasfeder weist eine Fluid- sowie eine Gaskammer auf, die in einem Gehäuse abgegrenzt und voneinander durch eine bewegbare Trennwand getrennt sind. Die Fluidkammer ist mit der Hydraulikkammer der hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit verbunden. Der obere Endabschnitt der Kolbenstange ist mittels einer Lagereinheit am Fahrzeugaufbau abgestützt. Die Kolbenstange ist mit einem Hydraulikkanal versehen, der sich axial durch die Kolbenstange erstreckt und dessen unteres Ende in der Hydraulikkammer der Zylinder/Kolben-Einheit mündet. An einem oberen Teil der Kolbenstange ist unterhalb der Lagereinheit ein Stützglied befestigt. Die oberen Endabschnitte der Gehäuse der Gasfedern sind an dem Stützglied fest angebracht, und die Fluidkammer einer jeden Gasfeder steht mit dem Hydraulikkanal in der Kolbenstange über einen im Stützglied ausgebildeten Hydraulikkanal in Verbindung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydropneumatisches Aufhängesystem für ein Kraftfahrzeug, das mit einer zwischen einen Fahrzeugaufbau sowie ein Rad geschalteten Zylinder/ Kolben-Einheit und einer Gasfeder ausgestattet ist, welche entsprechend dem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer der Zylinder/Kolben-Einheit eine Federkraft ausübt.

Obwohl ein Aufhängesystem für ein Kraftfahrzeug im allgemeinen eine Kombination aus einer mechanischen Feder und einem Stoßdämpfer umfaßt, ist aus der US-PS 41 62 091 ein hydropneumatisches Aufhängesystem bekannt, bei dem zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Rad eine hydraulische Zylinder/Kolben-Einheit vorgesehen ist, wobei eine Gasfeder vorhanden ist, die in Übereinstimmung mit dem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer der Zylinder/Kolben-Einheit eine Federkraft hervorbringt.

Die Gasfeder weist eine Fluidkammer sowie eine Gaskammer auf, die in einem Gehäuse abgegrenzt und voneinander durch eine bewegbare Trennwand getrennt sind, wobei die Fluidkammer mit der Hydraulikkammer der hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit in Verbindung steht. Die Gasfeder muß derart angeordnet werden, daß dann, wenn sich der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer auf Grund einer Abwärts- oder Rückprallbewegung des Rades ändert, die bewegbare Trennwand zu einer Position verlagert oder verformt werden kann, in welcher die Gasfeder eine Federkraft entsprechend dem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer hervorbringen kann. Zu diesem Zweck muß das Volumen des Gehäuses groß sein. Wenn aber das Gehäuse ein großes Volumen hat, so wird jedoch die Gesamtabmessung der Gasfeder erhöht. Da es äußerst schwierig ist, für die Gasfeder einen integrierten großen Raum in der Nähe der hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit bereitzustellen, ist man gezwungen, der Gasfeder eine komplizierte Gestalt zu geben, was die Freiheit in der konstruktiven Auslegung und Ausbildung des Aufhängesystems begrenzt sowie zur Erhöhung der Fertigungskosten der Gasfeder beiträgt.

Im Hinblick auf die obigen Feststellungen zum Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein hydropneumatisches Aufhängesystem zu schaffen, das einen erhöhten Freiheitsgrad in der Auslegung und Anordnung der Aufhängung bietet und mit niedrigen Kosten gefertigt werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein hydropneumatisches Aufhängesystem für ein Kraftfahrzeug geschaffen, das eine hydraulische Zylinder/Kolben-Einheit, die zwischen den Fahrzeugaufbau sowie jedes der Räder geschaltet ist und einen Zylinder enthält, der zusammen mit einem in diesem verschiebbar aufgenommenen Kolben eine Hydraulikkammer begrenzt, eine mit dem Kolben verbundene und aus dem Zylinder aufwärts herausragende Kolbenstange und eine Mehrzahl von Gasfedern, von denen jede eine Fluid- sowie eine Gaskammer aufweist, die in einem zylindrischen Gehäuse abgegrenzt sowie voneinander durch eine bewegbare Trennwand getrennt sind, wobei die Fluidkammer mit der Hydraulikkammer der hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit in Verbindung steht, so daß jede Gasfeder eine Federkraft in Übereinstimmung mit dem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer der Zylinder/Kolben-Einheit hervorbringt, umfaßt. Diese Aufhängung ist dadurch gekennzeichnet, daß der obere Endabschnitt der Kolbenstange mittels einer Lagereinheit am Fahrzeugkörper abgestützt ist, daß die Kolbenstange mit einem in dieser axial verlaufenden Fluidkanal versehen ist, dessen unteres Ende in die Hydraulikkammer der Zylinder/ Kolben-Einheit einmündet, daß ein Stützglied an einem oberen Teil der Kolbenstange unterhalb der Lagereinheit befestigt ist und daß die oberen Endabschnitte der Gehäuse der Gasfedern am Stützglied angebracht sind, wobei die Fluidkammer einer jeden Gasfeder mit dem Fluidkanal in der Kolbenstange über einen im Stützglied ausgebildeten Fluidkanal in Verbindung steht.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht eines Aufhängesystems in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Aufhängesystem;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Stützglied, das in dem Aufhängesystem zur Anwendung kommt;

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 3;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 3;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Aufhängesystem ausgerüsteten Fahrzeugs;

Fig. 7 den Hydraulikkreis zur Steuerung des Aufhängesystems;

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines abgewandelten Aufhängesystems gemäß der Erfindung;

Fig. 9 ein Diagramm für ein Beispiel der Beziehung zwischen der Schwingungsfrequenz und dem Dämpfungskoeffizienten des Aufhängesystems.

Die Fig. 6 zeigt ein Fahrzeug, das mit einem Aufhängesystem in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Hierbei ist eine hydraulische Zylinder/Kolben-Einheit 6 zwischen den Fahrzeugaufbau 2 und jedes der Räder 4 eingeschaltet, d.h. das rechte Vorderrad 4FR, das linke Vorderrad 4FL, das rechte Hinterrad 4RR und das linke Hinterrad 4RL. Die Kennwerte der Aufhängung werden durch Zu- und Abführen von Hydraulikfluid zu und von den hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheiten 6 verändert.

Jede dieser Zylinder/Kolben-Einheiten 6 umfaßt einen Zylinder 12, in dem eine Hydraulikkammer 14 abgegrenzt ist, einen in dieser Kammer 14 verschiebbar aufgenommenen Kolben 14 und eine mit dem Kolben einstückig ausgebildete Kolbenstange 8, die aus dem Zylinder 12 nach oben herausragt. Die Kolbenstange 8 ist mit dem Fahrzeugaufbau 2, der Zylinder 12 ist mit einem Fahrzeugrad 4 über eine Radstütze 16 verbunden. Mit der Hydraulikkammer 14 steht über einen durch die Kolbenstange 8 hindurch ausgebildeten Hydraulikkanal eine Gasfeder 18 in Verbindung, welche eine Fluidkammer 24 sowie eine Gaskammer 22 umfaßt, die in einem Gehäuse 19 abgegrenzt und voneinanderr durch eine bewegbare Trennwand 20 getrennt sind, wobei die Fluidkammer 24 mit der Hydraulikkammer 14 in Verbindung steht.

Wie die Fig. 7 zeigt, sind drei Gasfedern 18 für jedes der Vorderräder 4FR und 4FL vorgesehen, während zwei Gasfedern 18 für jedes der Hinterräder 4RR und 4RL vorhanden sind. Die Gasfedern 18 für jedes Rad sind mit der Hydraulikkammer 14 parallel zueinander durch eine Hydraulikleitung 26 verbunden. Jede Gasfeder 18 ist an die Hydraulikleitung 26 über eine Drossel 28 mit einer Verengung angeschlossen. Die Kombination der hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit 6 und der Gasfeder 18 erfüllt auf Grund der Stoßdämpfung durch die Gasfeder 18 und der Dämpfungswirkung der Drossel 28 die Funktion eines Kraftfahrzeug-Aufhängesystems.

Das Hydraulikfluid 35 wird den Zylinder/Kolben-Einheiten 6FR und 6FL durch eine vordere Hochdruckleitung 30F zu- bzw. von diesen abgeführt, während das Hydraulikfluid 35 für die Zylinder/Kolben-Einheiten 6RR und 6RL der Hinterräder durch eine hintere Hochdruckleitung 30R zu- bzw. abgeführt wird. Eine Hydraulikpumpe 32 fördert das Hydraulikfluid 35 von einem Vorratsbehälter 34 unter Druck in eine gemeinsame Hochdruckleitung 30 und zu der hinteren sowie vorderen Hochdruckleitung 30R sowie 30F, die mit der gemeinsamen Hochdruckleitung 30 verbunden sind.

Die gemeinsame Hochdruckleitung 30 ist mit einem Filter 36, einem Rückschlagventil 38, einem Hauptspeicher 40 und einem Hydraulik-Druckmesser 42 für das System in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite aus versehen. Die Hydraulikpumpe 32 ist mit einem Entlastungsventil 44 ausgestattet, das das Hydraulikfluid zur Saugseite zurückführt, wenn der Druck auf der Druckseite abnormal ansteigt.

Die vordere Hochdruckleitung 30F verzweigt sich in eine linke FL-Hochdruckleitung 30FL und eine rechte FR-Hochdruckleitung 30FR, die jeweils mit den Hydraulikkammern 14 für die Zylinder/Kolben-Einheiten 6 für das linke sowie rechte Vorderrad 4FL und 4FR verbunden sind. Diese Zylinder/Kolben-Einheiten 6 werden als die linke Vorderrad-Zylinder/Kolben-Einheit 6FL und die rechte Vorderrad-Zylinder/Kolben-Einheit 6FR im folgenden bezeichnet, und gleicherweise werden die Zylinder/Kolben-Einheiten 6 für das linke sowie rechte Hinterrad als die linke Hinterrad-Zylinder/Kolben-Einheit 6RL sowie die rechte Hinterrad-Zylinder/Kolben-Einheit 6RR bezeichnet.

In gleichartiger Weise verzweigt sich die hintere Hochdruckleitung 30R in die RL-Hochdruckleitung 30RL und die RR-Hochdruckleitung 30RR, die jeweils mit den Hydraulikkammern 14 der linken sowie rechten Hinterrad-Zylinder/Kolben-Einheit 6RL- bzw. 6RR verbunden sind. Von der vorderen sowie hinteren Hochdruckleitung 30F und 30R zweigen jeweils eine vordere sowie eine hintere Pilot- oder Steuerleitung 46F bzw. 46R ab, die mit Magnetventilen 48 in Verbindung stehen.

Jede der Hochdruckleitungen 30FR, 30FL, 30RR und 30RL ist mit einem Strömungsregelventil 52, das mit einem eingebauten Ausgleichventil 50 versehen ist, mit einem druckbetätigten Auf-Zu-Ventil 54, mit einem Entlastungsventil 56 sowie mit einem hydraulischen Druckmesser 58 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite aus verbunden. Die Entlastungsöffnung eines jeden Entlastungsventils 56 ist an eine Rücklaufleitung 60F oder 60R angeschlossen. Ferner sind die Rücklauföffnungen der Druckausgleichventile 50 sowie die Magnetventile 48 an die Rücklaufleitungen 60F oder 60R angeschlossen. Jede dieser Rücklaufleitungen 60F und 60R ist mit einem Rücklaufspeicher 62 versehen.

Die beiden vorderen und hinteren Rücklaufleitungen 60F und 60R sind an eine gemeinsame Rücklaufleitung 60 angeschlossen, die über eine Kühlleitung 64 zum Vorratsbehälter 34 führt. Die gemeinsame Rücklaufleitung 60 steht mit der gemeinsamen Hochdruckleitung 30 über eine erste sowie zweite Entlastungsleitung 66 bzw. 68 in Verbindung. In der ersten Entlastungsleitung 66 liegt ein unbelastetes Entlastungsventil 70, während die zweite Entlastungsleitung 68 mit einem zündungsabhängigen Ventil 72 ausgestattet ist, welches mit dem Zündschalter der Maschine gekoppelt ist. Die erste Entlastungsleitung 66 ist an einer stromauf vom Rückschlagventil 38 liegenden Stelle an die gemeinsame Hochdruckleitung 30 angeschlossen, während der Anschluß der zweiten Entlastungsleitung 68 an die gemeinsame Hochdruckleitung 30 an einem stromab vom Rückschlagventil 38 befindlichen Teil liegt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Aufhängesystems dieser Ausführungsform erläutert.

Das unbelastete Entlastungsventil 70, das zündungsabhängige Ventil 72, das Magnetventil 48 und das Strömungsregelventil 52 arbeiten unter der Steuerung von seiten eines Steuergeräts 74 (Fig. 6). Die Ausgänge des Hydraulik-Druckmessers 42 des Systems, der Druckmesser 58 für die jeweiligen Zylinder/Kolben-Einheiten 6, der Beschleunigungsfühler 76, die Einfederbeschleunigungen für die Räder 4FR, 4FL, 4RR und 4RL erfassen, sowie der Fahrzeug-Niveaufühler 78, die das Fahrzeugniveau, d.h. den Hub der Kolben in den Zylinder/Kolben-Einheiten 6, für jedes Rad feststellen, werden dem Steuergerät 74 eingegeben. Es sei bemerkt, daß lediglich der Druckmesser 58, der Beschleunigungsfühler 76 und der Fahrzeug-Niveaufühler 78 für das linke Hinterrad 4RL in Fig. 6 gezeigt sind. Das Steuergerät 74 regelt die Zu- und Abfuhr des Hydraulikfluids 35 auf der Basis des Innendrucks des Zylinders 12, der Einfederbeschleunigung und des Fahrzeugniveaus, die durch die Druckmesser 58, die Beschleunigungsfühler 76 und die Fahrzeug-Niveaufühler 78 erfaßt werden.

Während die Magnetventile 48 durch das Steuergerät 74 geschlossen gehalten werden, kann das Hydraulikfluid in den Steuerleitungen 46F und 46R nicht auf die druckbetätigten Auf-Zu-Ventile 54 wirken, die mit den Steuerleitungen 46F sowie 46R verbunden sind und normalerweise geschlossen gehalten werden; diese Ventile 54 werden geöffnet, wenn ein vorbestimmter Betätigungsdruck an ihrer Betätigungsdruck- Aufnahmeöffnung 54a ansteht. Demzufolge werden, solange die Magnetventile 48 geschlossen gehalten werden, die druckbetätigten Auf-Zu-Ventile 54 im Schließzustand gehalten. Während diese Ventile 54 geschlossen sind, zeigt das Aufhängesystem dieser Ausführungsform Kennwerte auf der Grundlage der Federkonstanten der Gasfedern 18 und des Strömungswiderstandes der Drosseln 28, der auf deren Verengungen zurückzuführen ist. Das bedeutet, daß das Aufhängesystem in diesem Zustand als eine sog. passive Aufhängung wirkt.

Wenn andererseits das Steuergerät 74 die Magnetventile 48 öffnet, so wirkt der Druck des Hydraulikfluids 35 auf die Betätigungsdruck-Aufnahmeöffnung 54a der druckbetätigten Auf-Zu-Ventile 54, die geöffnet werden, solange die Hydraulikpumpe 32 u. dgl. normal arbeiten. Wenn die Auf-Zu- Ventile 54 geöffnet werden und das Hydraulikfluid 35 in die Hydraulikkammern 14 der Zylinder/Kolben-Einheiten 6 eingeleitet wird, während die Strömungsregelventile 52 in einem durch das Steuergerät 74 bestimmten Ausmaß geöffnet und die Kolben abwärts (nach links bei Betrachtung von Fig. 7) verlagert worden sind, wird die Verlagerung der Kolben 10 durch das in die Hydraulikkammern 14 eingeführte Hydraulikfluid 35 begrenzt und die dynamische Federkonstante des Aufhängesystems erhöht. Somit führt das Zu- und Abführen des Hydraulikfluids zu und von den Hydraulikkammern 14 der Zylinder/Kolben-Einheiten 6 zum gleichen Ergebnis, das erhalten werden kann, wenn die Federkonstante der Gasfedern 18 und der Strömungswiderstand der Drosseln 28 geändert werden, womit das Aufhängesystem dieser Ausführungsform in diesem Zustand als eine sog. aktive Aufhängung arbeitet. Das Fahrzeugniveau kann für jedes Rad durch Regelung der Menge an Hydraulikfluid 35 in der Hydraulikkammer 14 der Zylinder/Kolben-Einheit 6, die dem Rad zugeordnet ist, justiert werden.

Wenn der vom Hydraulik-Druckmesser 42 des Systems erfaßte Druck in der Hochdruckleitung 30 einen vorgegebenen Wert überschreitet, dann bringt das Steuergerät 74 das unbelastete Entlastungsventil 70 zum Öffnen, so daß das Hydraulikfluid 35 zum Vorratsbehälter 34 zurückgeführt und der Druck in der Hochdruckleitung 30 an einem abnormalen Anstieg gehindert wird. Ferner bewirkt das Steuergerät 40 ein Schließen des zündungsabhängigen Ventils 72 nur, wenn der Zündschalter angeschaltet ist, so daß dieses Ventil geöffnet wird, wenn die Maschine stillgesetzt wird, womit der Druck in der Hochdruckleitung 30 abgesenkt wird.

Wenn der Hydraulikdruck stromauf vom Strömungsregelventil 52 auf Grund von beispielsweise einem Bruch der Hochdruckleitung 30 abnormal abgesenkt wird, so können die druckbetätigten Auf-Zu-Ventile 54 nicht mit einem vorbestimmten Betätigungsdruck versorgt werden, selbst wenn die Magnetventile 48 offen sind, womit die Ventile 54 im Schließzustand bleiben. In diesem Zustand befindet sich das Aufhängesystem in dem oben erwähnten passiven Zustand. Selbst in diesem passiven Zustand hält das Aufhängesystem die grundsätzlichen Funktionen einer Aufhängung aufrecht, weshalb folglich dieser Zustand kein Problem bei einem Fahren des Fahrzeugs aufwirft.

Wird das Fahrzeug geparkt und die Maschine stillgesetzt, so wird auch die Hydraulikpumpe 32 stillgesetzt und das zündungsabhängige Ventil 72 geöffnet, weshalb der vorbestimmte Betätigungsdruck nicht auf die Betätigungsdruck- Aufnahmeöffnung 54a der druckbetätigten Auf-Zu-Ventile 54 wirken kann. Insofern werden diese Ventile 54 geschlossen, selbst wenn an den Magnetventilen 48 ein Funktionsfehler vorliegt und diese offengehalten werden, womit die Situation, daß das Hydraulikfluid 35 allmählich aus den Zylinder/Kolben-Einheiten 6 abfließt und das Fahrzeugniveau vermindert wird, mit Sicherheit vermieden werden kann.

Die konkrete Konstruktion desjenigen Teils, der das rechte Vorderrad 4FR abstützt, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1-5 im folgenden beschrieben. Die die anderen Räder abstützenden Teile entsprechen im wesentlichen denjenigen, die in den Fig. 1-5 gezeigt sind.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Kolbenstange 8 der Zylinder/ Kolben-Einheit 6FR elastisch mit dem Fahrzeugaufbau 2 durch eine Lagereinheit 80 verbunden, die eine Innenschale 82, eine Außenschale 64 sowie ein Gummipolster 86, das an den Schalen 82 und 84 befestigt ist, aufweist. Die Innenschale 82 ist an der Kolbenstange 8 an einer deren oberem Ende nahegelegenen Stelle, die Außenschale 84 ist am Fahrzeugaufbau 2 befestigt. Ein Stützarm 88, der die oberen Endabschnitte der drei Gasfedern, d.h. der ersten bis dritten Gasfeder 18a, 18b und 18c, lagert sowie ein Hülsenteil 90, das den oberen Endabschnitt des Zylinders 12 abdeckt, sind an der Kolbenstange 8 zwischen der Lagereinheit 80 und dem Zylinder 12 fest angebracht. Durch die Kolbenstange 8 erstreckt sich ein Hydraulikkanal 92, der über ein am oberen Ende der Kolbenstange 8 befestigtes Verbindungsstück 94 mit einer (nicht dargestellten) Zufuhrleitung für Hydraulikfluid verbunden ist. Der obere Endabschnitt der Kolbenstange 8 weist ein Gewinde auf, so daß die Kolbenstange 8 mit der Lagereinheit 80 durch eine auf das Gewinde geschraubte Mutter 8b verbunden wird.

Wie die Fig. 3 deutlich zeigt, stehen erste bis dritte Hydraulikkanäle 96a, 96b und 96c, die im Stützarm 88 ausgebildet sind, mit dem Hydraulikkanal 92 in der Kolbenstange 8 einerseits und mit den Hydraulikkammern 14 der jeweiligen Gasfedern 18a-18c andererseits in Verbindung. Das bedeutet, daß die in Fig. 7 gezeigte Hydraulikleitung 26 durch den Hydraulikkanal 92, der in der Kolbenstange 8 ausgebildet ist, und die Hydraulikkanäle 96a-96c, die im Stützarm 88 ausgebildet sind, bestimmt wird. Die Drosseln 28, d.h. die erste bis dritte Drossel 28a, 28b und 28c, sind am oberen Ende der jeweiligen Gasfedern 18a-18c befestigt, und jede Drossel ist ein rohrförmiges Bauteil, das mit einer in Fig. 4 deutlich erkennbaren Verengung 29 versehen ist.

Wie die Fig. 3-5 zeigen, umfaßt der Stützarm 88 einen rohrförmigen Hauptkörper 88a und ein mit diesem einstückig ausgebildetes Flanschteil 88b. Der Hauptkörper 88a ist mit einem Durchgangsloch 89 versehen, in das die Kolbenstange 8 eingepaßt wird. In der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 89 ist eine Ringkehle 89a ausgebildet, während die Hydraulikkanäle 96a-96c Durchbohrungen sind, deren eine Enden zur Ringkehle 89a und deren andere Enden in der äußeren Seitenfläche des Flanschteils 88b offen sowie hier durch Stopfen 88c verschlossen sind. Wie aus der Fig. 4 deutlich hervorgeht, geht die Drossel 28 an einem zwischenliegenden Teil des Hydraulikkanals 96 in diesen ein. Ferner ist die Kolbenstange 8 mit einer Durchbohrung 8a versehen, die sich diametral durch die Kolbenstange 8 erstreckt, so daß sie mit dem Hydraulikkanal 92 in Verbindung ist, und die in der Ringkehle 89a mündet. Das bedeutet, daß die Hydraulikkammern 24 der einzelnen Gasfedern 18a-18c mit dem Hydraulikkanal 92 in der Kolbenstange 8 über die jeweiligen Drosseln 28a-28c, die jeweiligen Hydraulikkanäle 96a-96c, die Ringkehle 89a und die Durchbohrung 8a in Verbindung stehen. Jede Gasfeder 18 ist durch ein Paar von Schrauben 88d am Stützarm 88 befestigt, wobei die Schrauben in ein Paar von Gewindebohrungen, welche in der oberen Wand der Gasfeder 18 ausgebildet sind, durch Löcher im Flanschteil 88b hindurch eingeschraubt werden.

Das Gehäuse 19 einer jeden Gasfeder 18 hat eine zylindrische Gestalt, während die bewegbare Trennwand 20 der Gasfeder die Form eines Kolbens hat. Die erste bis dritte Gasfeder 18a-18c sind rund um die Zylinder/Kolben-Einheit 6 in Berührung mit- und parallel zueinander angeordnet, wobei sie untereinander durch eine plattenartige Verbindungsklammer 98, welche an die unteren Endabschnitte der Gehäuse 19 angeschweißt wird, verbunden sind.

Da bei dieser Ausführungsform mehrere Gasfedern 18 für jede Zylinder/Kolben-Einheit 6 vorgesehen sind, kann das Volumen des Gehäuses, das zur Aufnahme der Schwankung im Volumen der Gaskammer 22 ausreichend ist, um die auf Grund einer Abwärts- oder Rückprallbewegung des Rades hervorgerufene Druckschwankung in der Hydraulikkammer 14 der Zylinder/Kolben-Einheit 6 aufzunehmen, gewährleistet werden, selbst wenn das Volumen des Gehäuses 19 einer jeden Gasfeder 18 nur gering ist. Weil ferner das Gehäuse 19 einer jeden der Gasfedern 18 eine zylindrische und äußerst einfache Gestalt hat, kann die Gasfeder mit niedrigen Kosten gefertigt werden. Durch die gebündelte Anordnung der Gasfedern 18 um die Zylinder/Kolben-Einheit 6 herum können darüber hinaus die Gasfedern in dem Raum untergebracht werden, in welchem bei einem ü blichen Aufhängesystem der Federbeinbauart die Schraubenfeder angeordnet ist. Weil des weiteren bei dieser Ausführungsform die Gasfedern 18 durch den Stützarm 88 am oberen Ende abgestützt und untereinander am unteren Ende durch die Verbindungsklammer 98 zusammengeschlossen sind, wird die Steifigkeit in der Befestigung der Gasfedern 18 erhöht und kann die Resonanz dieser Federn verhindert werden.

Die Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Bei dieser Abwandlung sind alle Zylinder/Kolben-Einheiten 6 mit einem Paar von Gasfedern 18 (einer ersten sowie zweiten Gasfeder 18a und 18b) versehen, obwohl in Fig. 8 lediglich die Zylinder/Kolben-Einheit 6FR für das rechte Vorderrad 4FR gezeigt ist. Die Verengung 29a der Drossel 28a, durch die die erste Gasfeder 18a mit der Hydraulikkammer 14 der Zylinder/Kolben-Einheit 6FR verbunden ist, ist stärker eingezogen als die Verengung 29b der Drossel 28b, die die zweite Gasfeder 18b mit der Hydraulikkammer 14 der Zylinder/Kolben-Einheit 6FR verbindet.

Wenn der Kolben 10 in der Hydraulikkammer 14 mit einer relativ hohen Frequenz, z.B. 10 Hz, hin- und hergeht, so fließt das Hydraulikfluid 35 durch die Hydraulikleitung 26 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit, weshalb der Strömungswiderstand an der Verengung 29a der Drossel 28a, die relativ eng ist, erhöht wird, so daß die Dämpfungswirkung der Drossel 28 vermindert wird und im wesentlichen lediglich die andere Drossel 28b die Dämpfungswirkung hervorbringt. Wenn dagegen der Kolben 10 mit einer relativ niedrigen Frequenz, z.B. 1 Hz, hin- und hergeht, so fließt das Hydraulikfluid 35 durch die Hydraulikleitung 26 mit einer relativ geringen Geschwindigkeit, weshalb das Fluid 35 ruhig und gleichförmig durch die beiden Drosseln 28a sowie 28b fließt, so daß beide Drosseln 28a, 28b die Dämpfungswirkung hervorbringen. Im letztgenannten Fall wird der Dämpfungskoeffizient des gesamten Systems im Vergleich zum erstgenannten Fall vergrößert, weil die erste Drossel 28a mit der stärker eingezogenen Verengung 29a, die einen großen Dämpfungskoeffizienten hat, als ein Dämpfer wirkt. Geht der Kolben 10 mit einer zwischen den oben genannten beiden Frequenzen liegenden Frequenz hin und her, so ändert sich der Dämpfungskoeffizient des gesamten Systems mit der Frequenz, wie in Fig. 9 gezeigt ist.

Das Aufhängesystem gemäß dieser Abwandlung zeigt eine hohe Dämpfungswirkung gegen eine Schwingung von niedriger Frequenz und eine niedrige Dämpfungswirkung gegen eine Schwingung von hoher Frequenz. Da die Resonanzfrequenz des Rollens (der Querneigung), des Längsneigens und der Auf- sowie Abwärtsbewegung etwa 1 Hz beträgt, wird gefordert, daß das Aufhängesystem eine hohe Dämpfungswirkung gegen die Schwingung von etwa 1 Hz hervorbringt. Andererseits wird von dem Aufhängesystem gefordert, eine niedrige Dämpfungswirkung gegen die Schwingung mit einer Frequenz, die höher als etwa 3-4 Hz ist und auf einem Stoßen gegen die Straßenoberfläche rührt, zu bieten. Zu diesem Zweck ist das Aufhängesystem gemäß der vorstehend beschriebenen Abwandlung vorzuziehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Hydropneumatisches Aufhängesystem für ein Kraftfahrzeug mit einer hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit (6), die zwischen den Fahrzeugaufbau (2) sowie jedes der Räder (4) geschaltet ist und einen Zylinder (12) enthält, der zusammen mit einem in diesem verschiebbar aufgenommenen Kolben (10) eine Hydraulikkammer (14) bestimmt, mit einer mit dem Kolben (10) verbundenen, vom Zylinder aufwärts herausragenden Kolbenstange (8) und mit einer Mehrzahl von Gasfedern (18), von denen jede eine Fluidkammer (24) sowie eine Gaskammer (22) enthält, die in einem zylindrischen Gehäuse (19) abgegrenzt und voneinander durch eine bewegbare Trennwand (20) getrennt sind, wobei die Fluidkammer (24) mit der Hydraulikkammer (14) der hydraulischen Zylinder/Kolben- Einheit (6) in Verbindung steht, so daß jede Gasfeder eine dem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer der Zylinder/Kolben-Einheit entsprechende Federkraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Endabschnitt der Kolbenstange (8) mittels einer Lagereinheit (80) am Fahrzeugaufbau (2) abgestützt ist, daß die Kolbenstange (8) mit einem in dieser axial verlaufenden Hydraulikkanal (92) versehen ist, dessen unteres Ende in die Hydraulikkammer (14) der Zylinder/Kolben-Einheit (6) mündet, daß ein Stützglied (88) an einem oberen Teil der Kolbenstange unterhalb der Lagereinheit (80) befestigt ist und daß die oberen Endabschnitte der Gehäusee (19) der Gasfedern (18) am Stützglied (88) befestigt sind, wobei die Fluidkammer (24) einer jeden Gasfeder mit dem Hydraulikkanal (92) in der Kolbenstange über einen im Stützglied ausgebildeten Hydraulikkanal (96) in Verbindung steht.
  2. 2. Aufhängesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (88) ein im wesentlichen rohrförmiges Bauteil mit einem Durchgangsloch (89) aufweist und der obere Endabschnitt der Kolbenstange (8) in das Durchgangsloch eingesetzt sowie in diesem befestigt ist.
  3. 3. Aufhängesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs (89) des Stützglieds (88) eine Ringkehle (89a) ausgebildet ist, daß die Kolbenstange (8) mit einer diese diametral durchsetzenden Durchbohrung (8a), welche mit dem Hydraulikkanal (92) in der Kolbenstange in Verbindung steht, versehen ist und daß das Stützglied an der Kolbenstange so befestigt ist, daß der Hydraulikkanal (92) in der Kolbenstange mit der Ringkehle (89a) über die Durchbohrung (8a) in Verbindung steht.
  4. 4. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (88) mit einer Mehrzahl von Hydraulikkanälen (96a, 96b, 96c) versehen ist, von denen jeder am einen Ende zur Ringkehle (89a) und am anderen Ende zur unteren Fläche des Stützglieds offen ist, wobei die oberen Endabschnitte der Gehäuse (19) der Gasfedern (18) mit der unteren Fläche des Stützglieds in Berührung sind.
  5. 5. Aufhängesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidkammern (24) in jeder der Gasfedern (18) mit einem der Hydraulikkanäle (96) im Stützglied (88) über eine Drossel (28) mit einer Verengung (29) verbunden sind.
  6. 6. Aufhängesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Verengung (29a) wenigstens einer Drossel zu derjenigen der Verengung (29b) der anderen Drosseln unterschiedlich ist.
  7. 7. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (88) mit einem vom rohrförmigen Bauteil zur Innenseite des Fahrzeugaufbaus hin sich erstreckenden Flanschteil (88b) versehen ist und die Gasfedern (18) an der unteren Seite des Flanschteils angebracht sind.
  8. 8. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (80) ein auf der Seite des Fahrzeugaufbaus befindliches, mit dem Fahrzeugaufbau verbundenes ringförmiges Schalenteil (84) umfaßt, daß mit der Kolbenstange (8) ein kolbenstangenseitiges ringförmiges Schalenteil (82) verbunden ist, daß ein ringförmiges elastisches Element (86) zwischen die Schalenteile (82, 84) eingefügt sowie mit diesen verbunden ist und daß das Stützglied (88) zwischen den unteren Teil der Zylinder/Kolben-Einheit (6) sowie das kolbenstangenseitige ringförmige Schalenteil (82) eingefügt und an diesem durch ein Bauteil (8b) gehalten ist, das mit einem Gewindeabschnitt der Kolbenstange (8) verschraubt ist.
  9. 9. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (19) der Gasfedern (18) an ihren unteren Teilen durch eine als Ring ausgebildete Verbindungsklammer (98) verbunden sind.
  10. 10. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Zylinders (12) der Zylinder/Kolben-Einheit (6) mit einem das Rad (4) drehbar lagernden Stützglied (16) verbunden ist.
  11. 11. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkanal (92) in der Kolbenstange (8) mit einer Hydraulikfluid (35) zuführenden sowie abführenden Leitung (26) durch ein am oberen Ende der Kolbenstange gehaltenes Verbindungsstück (94) verbunden ist.
  12. 12. Aufhängesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfedern (18) in der Nähe der Zylinder/Kolben-Einheit (6) um diese herum angeordnet sind.






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