DE1255515B - Stabilisierungseinrichtung bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

DEUTSCHES VMWW^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 63 c - 42

Nummer: 1 255 515

Aktenzeichen: B 47863 11/63 c

J 255 515 Anmeldetag: 15. Februar 1958

Auslegetag: 30. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Stabilisierungseinrichtung bei Kraftfahrzeugen für zwischen der gefederten Masse (Fahrzeugrahmen) und der ungefederten Masse (Fahrzeugräder) angeordneten, mit Strömungsmittel arbeitenden Federn, z. B. hydropneumatischen Federn, in denen der Druck durch Lagenausgleichsventile gesteuert wird, welche ihrerseits von auf Fahrzeugbelastung sowie Straßenbedingungen ansprechenden Mitteln regelbar sind, und bei der eine Verzögerungseinrichtung für das Ansprechen der Lagenausgleichsventile sowie eine auf Trägheitskräfte ansprechende, auf die Verzögerungseinrichtung einwirkende Masse vorgesehen sind, um deren Verzögerung zu verringern, wenn sie sich auf Grund auf Trägheitskräften außerhalb ihrer Ruhelage befindet.

Derartige hydropneumatische Federungen sind bekannt und weisen im allgemeinen Ventile auf, die zur automatischen Aufrechterhaltung der Horizontallage den Druck in den zwischen den Fahrzeugrädern und dem Wagenkasten (Chassis) vorgesehenen Einzelfedern einregeln und dafür sorgen, daß die Bodenfreiheit und die Eigenfrequenz die richtigen Werte beibehalten. Wenn diese Ventile so ausgebildet wären, daß sie bei allen äußeren Erregungen augenblicklich ansprechen würden, müßten jede Straßenunregelmäßigkeit und jede zeitweilige Änderung der Lastverteilung auf die verschiedenen Räder zu einer Betätigung der Ventile führen, wobei dann dauernde Schwingungen des Fahrzeuges um seine Ruhelage und ein übermäßiger Verbrauch des unter Druck stehenden Strömungsmittels auftreten würden.

Infolge der Zeitkonstanten des Systems könnte die Korrektur dann auch nur auftreten, wenn die Räder ihre Ausgangsstellung bezüglich des Chassis wieder eingenommen haben, wodurch dann im Fall periodischer Erregungen und bestimmter Bewegungen des Fahrzeuges dauernde Schwingungserscheinungen mit der maximal von den Anschlägen der Federung ermöglichten Amplitude auftreten würden.

Einen gewissen Fortschritt zeitigen Anlagen, die eine Dämpfungs- oder Verzögerungsvorrichtung aufweisen, die dem Zweck dient, die Druckänderungen in den Einzelfedern zu verzögern. Dies kann beispielsweise durch eine Abbremsung der Ventilbewegungen geschehen, so daß die Druckänderungen nur auftreten, wenn das Steuersignal, d. h. eine relative Lageänderung zwischen den Rädern und dem Wagenkasten bezüglich einer zuvor festgelegten Lage, eine genügende Zeit andauert. Eine derartige konstante Verzögerung besitzt den erheblichen Nachteil, daß beim plötzlichen Bremsen, bei einer plötzlichen Stabilisierungseinrichtung bei Kraftfahrzeugen

Anmelder:

The Bendix Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
Stanley Irving MacDuff,

Curtis LeRoy Brown, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Februar 1957 (642 723),

vom 18. März 1957 (646 910) 2

Beschleunigung oder beim Durchfahren von Kurven das Chassis in der Regel relativ zur Straße eine falsche Lage einnimmt. Erst infolge der verzögernden Wirkung der Dämpfungsanordnung wird diese falsche Lage nach und nach oder überhaupt nicht korrigiert.

Eine bekannte Einrichtung verwendet eine auf Trägheitskräfte ansprechende Vorrichtung in Form eines Pendels. Wird das Pendel über längere Zeit aus seiner Ruhestellung herausgedrückt, wie es beispielsweise bei einer Kurvenfahrt der Fall ist, wird über ein Gestänge eine Ventilanordnung betätigt, die das Chassis in seine urspüngliche Lage zurückführt. Wenn aber nach einer Kurvenfahrt wieder eine gerade Strecke befahren wird, pendelt das Massenpendel infolge Massenkraft um seinen Aufhängungspunkt, wodurch die Ventilanordnung umgesteuert wird. Obwohl nun eine gerade Strecke befahren wird, neigt sich das Chassis so, als ob sich eine neue Kurve mit entgegengesetzter Krümmung anschließen würde. Erst nachdem das Pendel mehrmals um seinen Aufhängungspunkt hin- und hergependelt ist, nachdem also das Chassis sich mehrmals nach beiden Richtungen mit abnehmender Amplitude geneigt hat, kommt das Pendel und somit auch das Chassis zur Ruhe. Eine große Gefahr besteht bei dieser Vorrichtung dann, wenn eine S- oder eine Z-Kurve durchfahren wird. In diesen Fällen kann nämlich eine Steuerung der Ventile erst dann eintreten, wenn das Pendel eine andere Lage eingenommen hat, da dieses Pendel

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nämlich unmittelbar mit dem Steuergestänge der Ventile verbunden ist.

Es ist fernerhin eine automatische Federverstllung bekanntgeworden, bei der die Lagenausgleichsventile durch ein Kommando gesteuert werden, welches auf die Relativlage zwischen Rädern und Fahrzeugrahmen anspricht, und weiterhin durch ein zweites Kommando, welches auf Grund von Trägheitskräften erzeugt wird, wobei das letztgenannte Kommando die erstere Einstellung beim Fehlen von Trägheitskräften abbremst und bei deren Anwesenheit verstärkt. Diese Anordnung weist ebenfalls einige Nachteile auf, und es kann bei ihr insbesondere vorkommen, daß unter bestimmten Bedingungen, nämlich wenn der Einfluß der Trägheitskräfte den Einfluß der statischen Kräfte überwiegt, daß das Fahrzeug noch stärker in der falschen Richtung geneigt wird, als es beim vollkommenen Fehlen einer derartigen Anordnung eintreten würde. Aus Fahrsicherheitsgründen ist eine derartige automatische Federverstellung nicht zulässig.

Schließlich ist es auch schon bekannt, sogenannte Niveauregelventile vorzusehen, die über eine Feder von der Radaufhängung verstellt werden, wobei ein Dämpfer angreift und somit die Verstellung verzögert ist. Die Niveauregelventile steuern den Flüssigkeitszustand und -ablauf zu den hydropneumatischen Abfederungen und regeln dadurch den Druck in den Strömungsmittelfedern. Eine auf Trägheitskräfte ansprechende Einrichtung ist jedem Niveauregelventil zugeordnet.

Diese Anordnung ist wiederum insofern nachteilig, als hier die auf die Trägheitskräfte ansprechende Masse direkt auf einen Steuerhebel des Lagenausgleichsventils einwirkt. Die Wirkung dieser Trägheitsmasse greift somit in die Wirkung der Blattfeder ein, welche die Höhe der gefederten Masse bezüglich der ungefederten Masse des Fahrzeuges angibt. Wenn die auf Trägheitskräfte ansprechende Masse auf Grund von Trägheitskräften aus ihrer Ruhelage heraus bewegt wird, wirkt das Ausgleichsventil dahingehend, daß die Höhe der gefederten Masse bezüglich der ungefederten Masse erhöht oder erniedrigt wird, selbst wenn diese Höhe bereits auf dem richtigen Wert liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Stabilisierungseinrichtungen anhaftenden Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, die bei Fahrbahnunebenheiten nicht anspricht, die langsam anspricht, wenn keine oder kaum Trägheitskräfte im Fahrzeug auftreten, und die sofort, ohne jede Verzögerung, anspricht, wenn das Fahrzeug einer erhöhten, einstellbaren Trägheitskraft unterworfen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzögerungseinrichtung aus einem an sich bekannten Drosselventil besteht und die auf Trägheitskräfte ansprechende Masse zur Regelung der Drosselwirkung des Drosselventils dient und daß der auf Trägheitskräfte ansprechenden Masse oder dem hiervon abhängigen Drosselventil Dämpfungseinrichtungen zur Verzögerung der Rückbewegung der Masse oder des Drosselventils in die Ruhelage zugeordnet sind.

Diese Anordnung verbürgt, daß die Wirkung der auf die Trägheitskräfte ansprechenden Masse sich nicht störend auf jene Einrichtungen auswirkt, die auf Veränderungen der Fahrzeugbelastung oder Straßen-

zustände ansprechen. Das Lagenausgleichsventil arbeitet daher nur in Abhängigkeit von diesen Belastungs- und Zustandsveränderungen. Die auf Trägheitskräfte ansprechende Masse steuert beim Gegenstand der Erfindung nur die Geschwindigkeit des Vorganges beim Lagenausgleich.

In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorgesehen, daß die Dämpfungseinrichtung mindestens einen Zylinder aufweist, in dem ein die Bewegung der Verzögerungseinrichtung steuernder, den Ausschlägen der auf Trägheitskräfte ansprechenden Masse aus der Mittellage unterliegender Kolben verschiebbar gelagert ist, wobei die durch den Kolben getrennten Kammern über Kanäle miteinander in Verbindung stehen, die eine freie Strömung des Dämpfungsmediums gestatten, wenn sich der Kolben in einer Richtung bewegt, die einer Verringerung der Verzögerungswirkung der Verzögerungseinrichtung entspricht, und die bei entgegengesetzter Kolbenbewegung die Strömung drosseln.

Auf diese Weise wird folgendem Mangel abgeholfen. Wenn ein mit gedämpfter hydropneumatischer Federung versehenes Fahrzeug aus einer Kurve herauskommt, bleibt es wegen der unterschiedlich korrigierten Drücke in den Einzelfedern eine Zeitlang danach noch entgegengesetzt zur Kurvenrichtung geneigt. Auf diese Weise fährt das Fahrzeug in falscher Lage in die nachfolgende Kurve ein, und da keine Zeit für eine Lagekorrektur zur Verfügung steht, wird ein Teil der Kurve mit verstärkter Schräglage durchfahren. Dieser Nachteil wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung beseitigt, da die Dämpfungsvorrichtung nach dem Verschwinden der Trägheitskräfte noch eine genügende Zeit außer Betrieb gehalten wird.

Die Erfindung kann vorteilhaft bei solchen Kraftfahrzeugen verwendet werden, bei denen in der zur Stabilisierungseinrichtung gehörenden Dämpfungseinrichtung zwei Zylinder vorgesehen sind, die von der auf Trägheitskräfte ansprechenden Masse voneinander unabhängig bewegbare Kolben aufweisen.

Schließlich ist ein weiteres Merkmal der Erfindung darin zu sehen, daß dem ersten und zweiten Lagenausgleichsventil nur eine auf Trägheitskräfte ansprechende Masse zugeordnet ist, welche zur Beseitigung der Verzögerung im Ansprechen der ersten und zweiten Lagenausgleichsventile mit der Dämpfungseinrichtung verbunden ist.

In den Zeichnungen sind nachfolgend beschriebene, verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die nur als Beispiele zu werten sind und nicht den Schutzbereich der Erfindung begrenzen sollen. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische schematische Ansicht der wichtigsten Teile des Fahrwerks und der hydropneumatischen Federung eines Straßenfahrzeuges einschließlich einer Stabilisierungseinrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Federung und des zugeordneten hydraulischen Kreises, wobei das auf längs- und quergerichtete Trägheitskräfte ansprechende Stellglied ein Pendel ist, welches in einer horizontalen Ebene schwingen kann und in der Ruhelage schräg zur Längsachse des Fahrzeuges gelagert ist,

F i g. 3 einen Schnitt durch eines der Lagenausgleichsventile und der zugeordneten Trägheitssteuerung in einer ersten Ausführungsform, wobei das zu

dieser Steuerung gehörige Pendel so angeordnet ist, daß es nur auf quergerichtete Trägheitskräfte anspricht,

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der F i g. 3 zur Erläuterung der Zusammenarbeit der beiden vorderen Lagenausgleichsventile und

F i g. 5 einen Schnitt in einer Horizontalebene durch eine andere Ausführungsform des Lagenausgleichsventils und der Trägheitssteuerung, wobei der zugeordnete hydraulische Kreis schematisch dargestellt ist.

Zum Zweck einer vereinfachten Beschreibung soll die nachfolgende Terminologie verwendet werden, um die Lagen des Fahrzeuges zu beschreiben: Der Ausdruck »seitwärts geneigt« bezeichnet die Lage des Fahrzeuges, wenn es sich beim Durchfahren einer Kurve unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach der Kurvenaußenseite neigt. Der Ausdruck »vorwärts geneigt« beschreibt die nach vorn gerichtete Nickbewegung des Fahrzeuges unter dem Einfluß der kinetischen Energie bei einer Bremsung. Mit dem Ausdruck »rückwärts geneigt« wird die bei einer plötzlichen Beschleunigung auftretende Setzbewegung des Fahrzeuges an den Hinterrädern bezeichnet. Des weiteren sollen unter dem Ausdruck »Steuersignal« in der nachfolgenden Beschreibung die Abstandsänderungen verstanden sein, die sich bezüglich einer Normallage (die verstellbar sein kann) zwischen zwei Punkten des Fahrzeuges einstellen, von denen der eine fest mit den ungefederten Fahrzeugmassen (mit den Rädern) und der andere mit den gefederten Massen des Fahrzeuges (Fahrzeugrahmen und Aufbau) verbunden ist. Diese als Steuersignal bezeichnete Abweichung wird mit Hilfe eines Gestänges zu den Lagenausgleichsventilen übertragen, um diese zu betätigen. Die Lagenausgleichsventile sind Ventile der Art, die in der Literatur vielfach auch als Niveauregelventile bezeichnet werden.

Aus F i g. 1, welche die Gesamtanordnung der Federung zeigt, ist erkennbar, daß jedem Rad 10 über einen inneren Aufhängearm 12 oder 14 (Vorderrad) oder ein Achsgehäuse 16 (Hinterrad) eine hydropneumatische Einzelfeder 18 zugeordnet ist. F i g. 2 zeigt, daß jede Einzelfeder 18 ein Gehäuse 20 aufweist, welches durch eine Membran 22 in einen Druckgasraum und einen Hydraulikraum 28 unterteilt ist. Der an die Membran 22 angrenzende Hydraulikraum grenzt ferner an einen Kolben 26, der in einem Hydraulikzylinder 24 gleiten kann. In dem Hydraulikraum 28 ist ein Drosselventil 30 angeordnet. Eine Stange 32 verbindet jeden der Kolben 26 mit einem der Aufhängearme 12 und 14 oder dem Achsgehäuse 16, während die Hydraulikzylinder 24 mit dem Fahrzeugchassis verbunden sind. Die Einzelfedern arbeiten somit gleichzeitig als Dämpfer. Das Fahrzeug ist mit einem hydraulischen Zentralsystem (F i g. 1) versehen, zu dem eine Pumpe 34, ein Akkumulatorladeventil 38 und ein Akkumulator 40 gehören. Das vom Akkumulator 40 kommende Druckmittel gelangt über eine Leitung 42 zu einem hinteren Lagenausgleichsventil 44 und einem doppeltwirkenden vorderen Lagenausgleichsventil 46, welches aus zwei getrennten, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Ventilen 48 und 50 besteht. Der Rücklauf des Druckmittels zum Sammelbehälter 36 erfolgt über die jedem Lagenausgleichsventil zugeordneten Rücklaufleitungen 51.

Das hintere Lagenausgleichsventil 44 steuert gleich-

zeitig die zwei Einzelfedern 18 für die beiden Hinterräder über die Leitung 52, während die vorderen Lagenausgleichsventile 48 und 50 über eine Leitung 54 bzw. 56 je eine Einzelfeder 18 für jedes Vorderrad steuern. Die Betätigung der vorderen Lagenausgleichsventile 48 und 50 erfolgt über Gestänge 58 und 60, die beispielsweise als Verbindung zwischen den inneren Aufhängearmen 12 und 14 der Vorderräder angeordnet sein können, um zu den Lagenausgleichsventilen ein Steuersignal zu übertragen, welches von der Relativlage zwischen den Rädern und dem Chassis abhängt. Das hintere Lagenausgleichsventil 44 wird mit einem hinteren Gestänge 62 betätigt, welches in der Mitte einer Torsionsstange 64 befestigt ist, die die Außenenden des Hinterachsgehäuses 16 verbindet.

Das Steuersignal kann gleichfalls von einem Gestänge abgeleitet werden, welches in der Mitte des Hinterachsgehäuses 16 befestigt ist. Die vordere Aufhängung ist ebenfalls mit einem Rollbewegungen unterdrückenden Torsionsstab 66 versehen.

Das hintere Lagenausgleichsventil 44 und die zwei vorderen Lagenausgleichsventile 48 und 50 sind einander ähnlich, so daß bei der nachfolgenden Be-Schreibung nur auf eines der Ventile eingegangen zu werden braucht. F i g. 3 zeigt eines der vorderen Ventile im Schnitt, während F i g. 4 die Zwischenverbindung zwischen den beiden vorderen Ventilen zeigt. Die Übertragung des Steuersignals erfolgt mit Hilfe einer Blattfeder 68 oder einer sonstigen elastischen Anordnung. Die Bewegungen des Endes der Blattfeder 68 werden zu einem Verzögerungskolben 70 übertragen, um den letzteren mit einem Einlaßventil 72 oder einem Auslaßventil 74, von denen der Verzögerungskolben 70 in der Ruhestellung um einen bestimmten Betrag entfernt ist, in Berührung zu bringen. Die beiden Ventile 72 und 74 ermöglichen einen Zufluß oder Abfluß des unter Druck stehenden Strömungsmittels der Feder 18. Durch einen solchen Strömungsmittelaustausch wird ein Anheben oder Absenken des Wagenkastens bewirkt. Die beiden sich gegenüberliegenden Kammern 76 und 78 der Verzögerungsvorrichtung sind mit einem Kanal 80 miteinander verbunden, in welchem eine Einschnürung vorgesehen ist, die durch einen drehbaren, zusammen mit der Einschnürung die eigentliche Verzögerungseinrichtung bildenden Ventilkörper 82 verändert werden kann. Die Betätigung dieses Ventilkörpers 82 erfolgt mit einem Pendel 84, dessen Masse 86 frei in einer horizontalen Ebene schwingen kann. Wenn die Masse 86 nur unter dem Einfluß ihres Gewichtes steht, bleibt sie in einer Ruhestellung, in der das Lagenausgleichsventil nur mit einer Verzögerung arbeiten kann. Diese Verzögerungszeit ist die Zeit, die der Verzögerungskolben 70 benötigt, um den Zwischenraum bis zum Einlaß- oder Auslaßventil 72 bzw. 74 zu durchlaufen, während eine bestimmte Menge des Dämpfungsmediums durch die Einschnürung fließt. Wenn jedoch die Masse 86 Trägheitskräften unterworfen wird, dreht sich der Ventilkörper 82, und es vermindert sich der Widerstand für das durch den Kanal 80 strömende Dämpfungsmedium sehr stark. Die Ansprechverzögerung des Lagenausgleichsventils auf die ihm zugeführten Steuersignale verschwindet, und es ist die Ansprechgeschwindigkeit der Federung nur noch begrenzt durch die Leistungsfähigkeit des hydraulischen Kreises. Das Pendel 84 der F i g. 1 und 3 ist so an-

geordnet, daß seine Ruhestellung in der Längssymmetrieebene des Fahrzeuges liegt, so daß das Pendel nur auf Zentrifugalkräfte anspricht, die in den Kurven auftreten und das Pendel nach außen drücken. Wenn die Ruhelage in der Querebene des Fahrzeuges liegt, spricht das Pendel auf Beschleunigungen und Verzögerungen beim Starten und Bremsen an. Im Fall der F i g. 2 schließlich, bei der sich die Ruhelage des Pendels in einer mittleren Ebene befindet, die in einem Winkel zur Längsebene und zur Querebene steht, spricht das Pendel auf beide Arten von Kräften mit einer möglicherweise verschiedenen Empfindlichkeit an.

Eine ähnliche mit Trägheitskräften arbeitende Steuerung kann gleichfalls beim hinteren Lagenausgleichsventil 44 an einer Stelle angebracht werden, die die rückwärtigen Neigungen erfassen kann.

Es sei im übrigen darauf hingewiesen, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, als Fühler für die Trägheitskräfte Pendel zu verwenden; vielmehr können auch andere Vorrichtungen, wie beispielsweise Fliehkraftgewichte u. dgl., diesem Zweck dienen.

F i g. 4 zeigt, daß das Pendel 84 mit zwei zur Verzögerungseinrichtung gehörenden Ventilkörpern 82 gleichzeitig die Ansprechgeschwindigkeit der zwei vorderen Lagenausgleichsventile 48 und 50 steuern kann. Die Ventilkörper 82 werden von einer gemeinsamen Spindel 88 getragen, an der die Pendelstange befestigt ist.

F i g. 3 zeigt Zentrierfedern 90, welche die Aufgabe haben, das Pendel 84 in die Ruhestellung zurückzuführen. Der Anfangsdruck der Zentrierfedern 90 läßt sich einstellen, um die untere Grenze der Trägheitskräfte festzulegen, bei denen noch ein Stabilisierungsvorgang ausgelöst wird.

Um sicherzustellen, daß die Lagenausgleichsventile das Fahrzeug bei Aufhören der Trägheitskräfte genauso schnell in die Ruhelage zurückführen wie die Trägheitskräfte verschwinden, d. h., daß der Ventilkörper 82 noch nicht sofort drosselt, sind zusätzliche Dämpfungsvorrichtungen 92 vorgesehen, welche die Rückkehr des Pendels 84 (oder der Pendel, wenn die Trägheitskräfte auf Pendel verschiedener Ausrichtung ansprechen) steuern. Diese Dämpfungsvorrichtungen 92 ermöglichen dem Pendel, sich unter Zusammendrückung der Zentrierfeder 90 frei aus der Ruhelage zu entfernen, verzögern aber die Rückkehr in die Ruhelage, wenn die Trägheitskräfte aufhören. Die F i g. 3 zeigt zwei Dämpfungsvorrichtungen, die dazu dienen, die Rückkehrbewegung des Pendels 84 von links oder von rechts in die Gleichgewichtsstellung abzubremsen.

Jede der Dämpfungsvorrichtungen besteht aus einem Zylinder 94, welcher durch einen Kolben 100 in zwei Kammern 96 und 98 unterteilt ist. Die Kolbenstange 102 wird durch eine Feder 104 an der Masse 86 in Anlage gehalten. Ein hydraulischer Kurzschlußkanal 106 verbindet die Kammern 96 und 98 und ermöglicht dem Kolben 100, sich im Sinn einer Zusammendrückung der Feder 104 aus der Ruhestellung fort zu bewegen. Der Kurzschlußkanal 106, welcher in der Kammer 96 an einer Stelle einmündet, an der sich der Kolben 100 in seiner Ruheoder Mittelstellung befindet, unterbricht die Verbindung zwischen den beiden Kammern, sobald sich der Kolben 100 von seiner Ruhestellung weg zum Pendel hin bewegt. Ein Rückschlagventil 108 in dem Kanal 110 zwischen den Kammern 96 und 98 ermög-

licht dem Kolben 100 eine freie Verstellbewegung in Richtung auf die Masse 86. Ein einstellbares Nadelventil 112 bremst die Rückkehr des Kolbens 100 in seine Ruhestellung. Wenn die auf Trägheitskräfte ansprechende Vorrichtung nur in einer Richtung arbeiten soll, kann die Hälfte der mit Federn arbeitenden Zentriervorrichtung 90 und eine der Dämpfungsvorrichtung 92 in Fortfall kommen, um durch einen festen Anschlag ersetzt zu werden. Der hydraulische Kurzschlußkreis 106 kann dann ebenfalls fortfallen.

Die soweit beschriebene Fahrzeugfederung arbeitet wie folgt:

Jede den Ruhezustand ändernde Belastungsänderung des Fahrzeuges hat die Übertragung eines Steuersignals zu den Lagenausgleichsventilen 44, 46 zur Folge. Infolge des von der Verzögerungsvorrichtung 82 dargebotenen Widerstandes äußert sich dieses Steuersignal zunächst nur als Formveränderung an der Blattfeder 68. Wenn das Steuersignal eine genügende Zeit bestehenbleibt, durchläuft der Kolben 70 der Verzögerungsvorrichtung den ihn vom Einlaßventil 72 oder vom Auslaßventil 74 trennenden Zwischenraum, um dann der oder den Einzelfedern 18 hydraulisches Strömungsmittel in solchem Maße zu- oder abzuführen, daß das Steuersignal wieder aufgehoben wird. Auf einer geraden Straße, bei der sich die Räder auf Grund von Straßenunregelmäßigkeiten anheben oder absenken, bewirkt das Steuersignal nur eine Verformung der Blattfeder 68, ohne daß diese Verformungen genügend lange andauern, um eine Zufuhr oder Abfuhr des Strömungsmittels an den Einzelfedern 18 hervorzurufen. Die Lagenausgleichsventile haben eine sehr geringe Ansprechgeschwindigkeit wegen der Verzögerung, mit der die Verzögerungsvorrichtung 82 auf die Betätigung der Ein- und Auslaßventile einwirkt. Sobald das Fahrzeug jedoch in eine Kurve hineinfährt, wirken die Zentrifugalkräfte, die das Fahrzeug zur Außenseite drücken möchten, gleichfalls auf das oder die Pendel 84 der vorderen Lagenausgleichsventile 46. Das Pendel 84 entfernt sich aus seiner Ruhestellung, drückt eine der Zentrierfedern 90 zusammen und verstellt im wesentlichen ohne Widerstand den Kolben 100 des Dämpfers 92. Das zu den Lagenausgleichsventilen 46 übertragene Signal wird nun augenblicklich ausgeführt, da die Verengung im Kanal 80 durch die Drehung des Ventilkörpers 82 unter dem Einfluß des Pendels 84 beseitigt ist. Die Einzelfeder 18 an dem in der Kurve innenliegenden Rad wird mit dem Auslaß und die Einzelfeder 18 des außenliegenden Rades mit dem Druckmitteleinlaß verbunden. Auf diese Weise wird ein Moment erzeugt, welches der seitlichen Neigung entgegenwirkt. Wenn dieses Moment genügend lange andauert, gelangt die Karosserie in ihre normale, geradlinige Lage zurück, in der die Steuersignale verschwunden sind.

Wenn das Fahrzeug aus der Kurve herausfährt, verursacht das Moment, welches durch die Druckungleichheit der inneren und äußeren Einzelfedern hervorgerufen wird, daß das Fahrzeug eine seitliche Neigung in entgegengesetzter Richtung erhält. Da der Dämpfer 92 das Pendel 84 aus der Ruhestellung fernhält, wird das von der seitlichen Neigung hervorgerufene Steuersignal augenblicklich zu den Lagenausgleichsventilen übertragen, wodurch eine augenblickliche Entlastung der bei der vorangegangenen Kurve außenliegenden Einzelfeder 18 und des weite-

ren auch eine Zufuhr von Strömungsmittel zur gegenüberliegenden Einzelfeder 18 erfolgt, wodurch das Fahrzeug in seine Ruhelage zurückkehrt. Nach einer gewissen Zeit hat die das Pendel 84 einwirkende Kraft der Zentrierfedern 90 das Pendel trotz der Gegenwirkung der Dämpfungsvorrichtung 92 in die Ruhelage zurückgebracht. Die Ansprechgeschwindigkeit der Lagenausgleichsventile wird somit wieder klein, so daß die Frequenz der Druckänderungen in den Einzelfedern vermindert und eine Steuerung durch Erregung von kurzer Dauer verhindert wird.

Die in der F i g. 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung enthält im Prinzip die gleichen Bauelemente wie die zuvor besprochene Ausführungsform.

Der Hauptunterschied gegenüber der zuvor besprochenen Ausführungsform besteht darin, daß die Anordnung nach dem Verschwinden der Trägheitskräfte eine bestimmte Zeit von der Dämpfungsvorrichtung unbeeinflußt bleibt.

F i g. 5 zeigt ein Lagenausgleichsventil 210, welches so eingebaut ist, daß es gleichzeitig zwei Einzelfedern 212, 214 (die sowohl nebeneinander oder auch an der gleichen Seite des Fahrzeuges angeordnet sein können) steuert. Das Lagenausgleichsventil 210 ist an einen hydraulischen Hauptkreis angeschlossen, zu dem eine Pumpe 216, ein Sammelbehälter 218, ein Uberströmventil 220 und ein Akkumulator 222 gehören. Jede der Einzelfedern 212, 214, die mit den bisher beschriebenen Einzelfedern 18 übereinstimmen, besteht aus einem Gehäuse 224, welches durch eine Membran 226 in einen Druckluftraum und einen Hydraulikraum 232 unterteilt ist. Ein Hydraulikzylinder 228, in welchem ein Kolben 230 gleitet, steht mit dem Hydraulikraum 232 über ein Drosselventil 234 in Verbindung. An jedem der Kolben 230 befestigte Aufhängestangen 236 sind mit ihrem anderen Ende an einem Bauelement angelenkt, welches fest mit dem Rad verbunden ist, während der Hydraulikzylinder 228 fest am Fahrzeugchassis angebracht ist. Jede Einzelfeder 212,214 kann dank des Drosselventils 234 gleichzeitig als Dämpfer arbeiten.

Am Lagenausgleichsventil 210 sind eine Einlaßöffnung 238, eine Auslaßöffnung 240 und zwei Steueröffnungen 242 und 244 angeordnet, welche über einen Kanal 246 miteinander verbunden sind. Das Steuersignal, welches die Relativlage zwischen dem Fahrzeugkasten und den Rädern wiedergibt, wird über ein elastisches Zwischenstück, welches als Blattfeder 248 dargestellt ist, zum Lastenausgleichsventil 210 übertragen. Dieses Steuersignal wirkt über einen Hebel 252 auf den Kolben der Verzögerungsvorrichtung 250 ein. Die beiden Kammern 300 und 304 an den Stirnseiten dieses Kolbens sind über Kanäle 300 und 304 sowie eine später beschriebene Dämpfungsvorrichtung miteinander verbunden. Es ist ersichtlich, daß der Kolben zunächst einen bestimmten Zwischenraum durchlaufen muß, bevor er das Einlaßventil 254 oder das Auslaßventil 256 betätigen kann, um an den Einzelfedern 212 und 214 Druckmittel zuzuführen oder abzulassen. Die Zufuhr oder die Abfuhr von Druckmittel aus dem Hydraulikraum 232 der Einzelfedern hat zur Folge, daß sich die Stützkraft am Wagenkasten ändert und der Wagenkasten gegenüber dem zugeordneten Rad angehoben oder abgesenkt wird.

Die Ansprechgeschwindigkeit des Lagenausgleichs-

ventils 210 läßt sich mit einer besonderen Dämpfungseinrichtung verändern. Diese Dämpfungseinrichtung, die durch Trägheitskräfte gesteuert wird, besteht, wie F i g. 5 zeigt, aus zwei Zylindern 260 und 262, in welchem als wesentliche Elemente der Dämpfungseinrichtung Kolben 264 und 266 gleiten können und durch Federn 272 und 274 gegen Zylinderstirnflächen 268 bzw. 270 gedrückt werden. Jeder der beiden Kolben 264 und 266 ist mit einem engen ίο Kanal 276 durchbohrt und außerdem mit einem Kanal 278 mit einem Rückschlagventil 280 versehen. Die genannten Kanäle und Bohrungen stellen in jedem Zylinder 260 und 262 eine Verbindung zwischen den durch den Kolben 264 bzw. 266 getrennten Kammern 281 und 283 her. Aus der Zeichnung ist unmittelbar zu erkennen, daß das Strömungsmittel frei durch die Kolben 264, 266 hindurchströmen kann, wenn diese in Richtung einer Zusammendrückung der Federn 272, 274 bewegt werden, wähao rend der Rücklauf, bei dem die Federn 272, 274 die Kolben 264, 266 in ihre Ruhestellung zurückbringen und gegen die Zylinderstirnflächen 286, 270 drücken, gedrosselt wird.

An einer die Zylinder 260 und 262 und die Kolben 264, 266 axial durchsetzenden Welle 284 ist ein Pendel mit einer auf Trägheitskräfte ansprechenden Masse 282 befestigt, welches bei Pendelungen eine Schraubenbewegung ausführt, auf Grund von schraubenförmigen Auskehlungen in der Welle 284 und dem Gehäuse und dazwischen angeordneten Führungskugeln 290. Diese Schraubverbindung kann auch durch eine Anordnung ersetzt werden, bei der ein Schieber mittelbar oder unmittelbar mit der Welle des Pendels verbunden ist. An der Welle 290 des Pendels sind innerhalb der Kammern 283 zwei Widerlager 286 und 288 angebracht, durch die die Kolben 264 und 266 entgegen den Federn 272 und 274 verschiebbar sind.

An jedem Kolben 264 und 266 befindet sich eine breite Ringnut 292, die in Ruhestellung der Kolben 264 bzw. 266 und in deren verschobener Stellung mit einer schmaleren Ringnut 296 bzw. 294 des Zylinders 260 bzw. 262 in Verbindung steht. Neben der Ringnut 296 bzw. 294 liegt, durch einen schmalen Steg getrennt, eine zweite Ringnut 294' bzw. 296', welche in den Zylinder 260 bzw. 262 eingearbeitet ist und von der Ringnut 292 des Kolbens 264 bzw. 266 in dessen Ruhestellung nicht überdeckt wird, während bei Auswärtsbewegung des Kolbens 264 bzw. 266 die Ringnuten 296, 294' bzw. 294, 296' von der Ringnut 292 überdeckt und dadurch verbunden sind. Die Leitung 298 verbindet die beiden Ringnuten 294 und 294' untereinander und mit der Kammer 300, welche von dem Ventilgehäuse und von der einen Stirnfläche des Kolbens 250 der Verzögerungsvorrichtung begrenzt wird. Die Leitung 302 verbindet die beiden Ringnuten 296 und 296' untereinander und mit der Kammer 304, die von dem Ventilgehäuse und der anderen Stirnfläche des Kolbens 250 begrenzt wird. Die Stege zwischen den Ringnuten 296, 294' bzw. 294, 296' lassen einen größeren Innendurchmesser frei, als ihn die Zylinderbohrung hat.

Zwischen jedem der Kolben 264 und 266 und den erwähnten Stegen besteht somit an den Stellen 306 ein radiales Spiel, um einen gedrosselten Abfluß zwischen den Kammern 300 und 304 zu ermöglichen, wenn die Kolben 264 und 266 an der Zylinderstirnfläche anliegen. Dieses radiale Spiel an den Stellen

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Claims (1)

306 entspricht der Einschnürung am Ventilkörper 82 der Ausführung nach F i g. 3. Auf diese Weise kann der Kolben der Verzögerungseinrichtung beim Auftreten und Bestehenbleiben eines Steuersignals, welches nicht durch Trägheitskräfte begleitet ist, langsam verstellt werden, um das Einlaß- oder Auslaßventil 254 oder 256 zu betätigen. Das radiale Spiel an den Stellen 306 kann selbstverständlich auch durch Rinnen ersetzt werden, die in den Wänden der Kolben 264 oder 266 anzuordnen sind, oder auch durch eine den Kolben 250 durchquerende Bohrung. Die Drosselung an den Stellen 306 entfällt, wenn der Kolben 264 bzw. 266 aus seiner Ruhestellung ausgelenkt wird. Die soweit beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Bei im Ruhezustand befindlichem Fahrzeug hat jede Belastungsänderung eine Verstellung des Wagenkastens gegenüber den Rädern und eine Übertragung eines Steuersignals zu einem oder mehreren Lagenausgleichsventilen zur Folge. Auf Grund des Widerstandes am Kolben 250 der Verzögerungseinrichtung wird dieses Steuersignal anfänglich nur als Deformation der Blattfeder 248 übertragen. Wenn das Steuersignal eine genügend lange Zeit bestehenbleibt, bewirkt die entsprechende am Kolben 250 angreifende Kraft, daß dieser den Zwischenraum durchläuft, der ihn vom Einlaßventil 254 bzw. dem Auslaßventil 256 trennt, so daß der Druck in den Einzelfedern 212 bzw. 214 so lange geändert wird, bis das Steuersignal wieder einen Wert Null annimmt. Wenn das Fahrzeug auf gerader Straße fährt und die Räder sich nur durch Straßenunregelmäßigkeiten auf und ab bewegen, verformt das Steuersignal nur die Blattfeder 248; die kurze Dauer dieser Erregungen hat jedoch keine Zufuhr oder Abfuhr von Druckmittel an den Einzelfedern zur Folge. Bei einer Fahrt auf gerader Straße hat das Lagenausgleichsventil 210 eine geringe Ansprechempfindlichkeit auf Grund der Zeitkonstanten der Verzögerungsvorrichtung 250, welche die Betätigung des Einlaß- und Auslaßventils verzögert. Wenn das Fahrzeug längsgerichteten Trägheitskräften unterliegt und sich bei plötzlichen Beschleunigungen oder Verzögerungen nach vorwärts oder rückwärts neigt, wirken die gleichen Kräfte auch auf die Masse 282 des Pendels ein, um dieses aus seiner Ruhestellung herauszubewegen. Diese Bewegung ist von einer axialen Verschiebung der Welle 284 begleitet. Wenn das Pendel sich aus seiner Gleichgewichtsstellung bezüglich der Richtung der eingezeichneten Pfeile nach unten entfernt, bewegt sich die Welle 284 nach unten und nimmt den Kolben 266 mittels des Widerlagers 288 mit, wobei dann das Flüssigkeitsvolumen in der Kammer 281 den Kolben 266 über das Rückschlagventil 280 frei durchqueren kann. Die Verstellung des Kolbens 266, die von einer Zusammendrückung der Feder 274 begleitet ist, stellt eine Verbindung zwischen den Ringnuten 294 und 296' des Zylinders 262 her. Auf diese Weise kommen die Kammern 300 und 304 der Verzögerungsvorrichtung unmittelbar miteinander in Verbindung, so daß die Ansprechverzögerung ausgeschaltet wird. Die Vorrichtung spricht somit augenblicklich auf die Steuersignale an, so daß auch augenblicklich eine Zu- oder Abfuhr des unter Druck stehenden Strömungsmittels an den Einzelfedern erfolgt. Wenn die Masse 282 sich aus ihrer Ruhestellung in entgegengesetzter Richtung entfernt, wird die Welle 284 nach oben verschoben, um den Kolben 264 über das Widerlager 286 anzuheben, die Feder 272 zusammenzudrücken und die Ringnuten 296 und 294' des Zylinders 260 über die Kolbenringnut 292 zu verbinden. Besonders wichtig ist bei dieser Anordnung, daß das Pendel mit der Masse 282 in entgegengesetzter Richtung frei in seine Ruhestellung zurückkehren kann, ohne dabei sofort die erhöhte Ansprechempfindlichkeit des Lagenausgleichsventils 210 zu verändern. Der enge Kanal 276 im Kolben 264 bzw. 266 sorgt dafür, daß die Feder 272 bzw. 274 den Kolben 264 bzw. 266 nur langsam in die Drosselstellung zurückbringt, in der die Einschnürung an der Stelle 306 wieder wirkt. Wenn somit die Trägheitskräfte nicht mehr am Fahrzeug angreifen, bleibt die Verzögerungsvorrichtung für einen genügend großen Zeitraum ausgeschaltet, innerhalb dessen ein entgegengesetzt gerichtetes Steuersignal augenblicklich am Lagenausgleichsventil 210 zur Einwirkung kommen kann, um den Strömungsmittelinhalt in den Einzelfedern 212 und 214 zu verändern. Die dargestellte Anordnung zeigt ein einziges Lagenausgleichsventil 210 für zwei nebeneinanderliegende Einzelfedern. Es ist somit unnötig, ein Pendel zu verwenden, welches auf quergerichtete Trägheitskräfte (Zentrifugalkräfte) anspricht. Es ist aber offensichtlich, daß man für jede der vorderen Einzelfedern ein gesondertes Lagenausgleichsventil verwenden kann, um seitliche Neigungen des Fahrzeuges zu korrigieren. Wenn dann das Fahrzeug in eine Kurve hineinfährt, hat die an der Masse 282 des Pendels angreifende Zentrifugalkraft zur Folge, daß die Welle 284 in axialer Richtung versetzt wird und je nach der Richtung der Pendelauslenkung den Kolben 264 oder den Kolben 266 mitnimmt. Da die Bewegung eines einzigen Kolbens bereits ausreicht, um die Verzögerung auszuschalten, erfolgt die Lagenkorrektur augenblicklich. Man kann auch ein einziges Lagenausgleichsventil für Vorder- und Hinterrad der gleichen Seite verwenden, wobei dann das Pendel nur auf quergerichtete Kräfte ansprechbar sein muß. Im Fall einer Federung, bei der zwei verschiedene Lagenausgleichsventile den Druck in den Einzelfedern von nebeneinanderliegenden Rädern regeln, ergibt sich am Ende einer Kurve ein Druckunterschied in den zwei Einzelfedern, welcher notwendig ist, um der Zentrifugalkraft entgegenzuwirken, die den Wagenkasten während der Kurvenfahrt in eine Schräglage bringen will. Die engen Kanäle 276 verzögern die Rückkehr der Kolben 264 und 266 an die Zylinderstirnflächen 268 und 270 derart, daß die den Lagenausgleichsventilen zugeführten Steuersignale das Fahrzeug in die horizontale Lage zurückbringen können. Mit Hilfe eines entsprechenden Gestänges kann auch ein Pendel 282 verwendet werden, welches sich in mehreren Ebenen verstellen kann. Patentansprüche:

1. Stabilisierungseinrichtung bei Kraftfahrzeugen für zwischen der gefederten Masse (Fahrzeugrahmen) und der ungefederten Masse (Fahrzeugräder) angeordneten, mit Strömungsmittel arbeitenden Federn, z. B. hydropneumatischen oder pneumatischen Federn, in denen der Druck durch Lagenausgleichsventile gesteuert wird, welche