DE580404C - Vorrichtung zur Stossdaempfung eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents 577 404 ist eine Stoßdämpferkonstruktion, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die neben der Stoßdämpfung die Aufgabe hat, eine Drehung des Fahrzeugaufbaues um die Längsachse zu verhindern, mit anderen Worten, den Fahrzeugaufbau stets in zur Fahrbahn annähernd paralleler Lage zu halten. Zur Erzielung dieser Wirkung werden gemäß dem Patent 577 4°4 Stoßdämpfer beliebiger Bauart verwandt, die in bekannter Weise in Richtung der Federentlastung mit großer, dagegen in Richtung der Federbelastung mit verminderter oder ausgeschalteter Wirkung arbeiten. Min-

ig destens zwei solche auf beiden Wagenseiten angeordnete Stoßdämpfer sind derart miteinander verbunden, daß sie bei gleichläufiger Bewegung in der gewünschten normalen Weise als Stoßdämpfer arbeiten, während sie bei gegenläufiger Bewegung zum Zwecke der Stabilisierung des Fahrzeugs in beiden Bewegungsrichtungen volle oder stark regulierte Wirksamkeit aufweisen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung und Ausbildung des Gegenstandes des Patents 577404 bei Verwendung von Flüssigkeitsstoßdämpfern. Es gelangen hierbei Stoßdämpfer zur Verwendung, die in Richtung der Federentlastung nach ihrer Hochdruckseite hin mit stark regulierter Wirkung und in Richtung der Federbelastung nach ihrer sogenannten Niederdruckseite hin mit schwach regulierter oder ausgeschalteter Wirkung arbeiten.

Die erstrebte Wirkung wird in den Ausführungsbeispielen des Patents 577404 bei Verwendung derartiger Flüssigkeitsstoßdämpfer dadurch erreicht, daß man den in der Hochdruckkairmner jedes einzelnen Stoßdämpfers entstehenden Druck durch eine Verbindungsleitung auf ein Element des gegenüberliegenden Stoßdämpfers zur Einwirkung bringt, durch dessen Betätigung die Wirkungslosigkeit oder geringe Wirksamkeit der Niederdruckstufe des gegenüberliegenden Stoßdämpfers in eine volle Dämpfungswirkung verwandelt wird.

Der Nachteil einer derartigen Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die stabilisierende Wirkung, die von dem gerade nach der Hochdruckseite arbeitenden Stoßdämpfer ausgeübt wird, keine vollständige ist, sondern nur dem Grad der eingestellten Dämpfwirkung des Stoßdämpfers in seiner Hochdruckphase entspricht. .

Die Erfindung ermöglicht zur Vermeidung dieses Nachteils eine vollständige Trennung der stabilisierenden und stoß dämpfenden

Wirkung, insbesondere während der Hochdruckphase des Stoßdämpfers. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, einerseits einen vollkommenen Stabilisierungseffekt zu erreichen und andererseits unabhängig hiervon die Wirkung des Stoßdämpfers in weiten Grenzen zu regulieren.

Ein weiterer Nachteil der Konstruktion des Patents 577 404 besteht darin, daß der stabilisierende Effekt stets dann eintritt, wenn die Stoßdämpfer gegenläufige - Bewegungen ausführen, unabhängig davon, ob diese aus einer Drehung des Fahrzeugaufbaues um seine Längsachse oder aus ungleichläufigen '5 Bewegungen der Fahrzeugachse gegen den Rahmen resultieren. So kann der Fall eintreten, daß, wenn beispielsweise ein Rad über eine Erhöhung und das andere Rad gleichzeitig durch eine Vertiefung der Fahrbahn rollt, das aufwärts bewegte Rad vollkommen blockiert wird, wodurch unangenehme Stoßwirkungen auf die Karosserie auftreten. _;

Die Erfindung bedeutet also auch insofern eine weitere Verbesserung des Gegenstandes des Patents 577 404, als bei vorliegender Konstruktion durch eine besondere Vorrichtung eine Ausschaltung der stabilisierenden ' Wirkung im Bereich der Radbewegungen möglich geworden ist.

In Fig. ι bis 6 sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt:

Fig. ι zeigt den Erfindungsgegenstand, bestehend aus zwei doppelt wirkenden rotierenden Stoßdämpfern.

Fig. 2 stellt den Erfindungsgegenstand unter Verwendung zweier doppelt wirkender pulsierender Stoßdämpfer dar. Fig. 3 zeigt im Schema die Arbeitsweise der Stoßdämpfer beim Umlegen der Karosserie.

Fig. 4 und 5 zeigen die Anbringungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes am +5 Fahrzeug.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung des Kolbenventils.

Der in Fig. 1 dargestellte Stabilisator ist aus der Verbindung zweier doppelt wirkender rotierender Stoßdämpfer/, r entstanden/Jedes Stoßdämpfergehäuse 1 wird durch eine Trennwand und durch den Flügelkolben 2 in den Hochdruckraum Hr bzw. Hl und den Niederdruckraum Nr bzw. Nl sowie in den Nachfüllraum N geteilt. Mit Hochdruckraum wird im Rahmen der Erfindung derjenige Arbeitsraum des Stoßdämpfers bezeichnet, welcher bei Betätigung des Stoßdämpfers in Richtung der Federentlastung in Funktion tritt und in welchem entsprechend der starken Dämpfwirkung des Stoßdämpfers in dieser Bewegungsrichtung verhältnismäßig hohe Drücke auftreten. Entsprechend wird mit Niederdruckraum derjenige Arbeitsraum des Stoßdämpfers bezeichnet, welcher bei Betätigung in Richtung der Federbelastung in Wirksamkeit tritt und in welchem gewöhnlich nur verhältnismäßig geringe oder keine Drücke auftreten. Der Hochdruckraum steht mit dem Nachfüllraum durch den Kanal 3 in Verbindung, der durch das Rückschlagventil 4 nach dem Nachfüllraum hin verschlossen werden kann. Die Bohrung 3 kann durch eine auswechselbare Düse 5 beliebig stark gedrosselt werden.

Der Niederdruckraum steht durch die Bohrung 6 mit dem Nachfüllraum in Verbindung. Die beiden Stoßdämpfer sind durch zwei Rohrleitungen 7 miteinander verbunden; das eine Ende jeder Rohrleitung ist an den Hochdruckraum angeschlossen, während das andere Ende in eine Bohrung 6^a des gegenüberliegenden Stoßdämpfers einmündet, die mit dem Überströmkanal 6 in Verbindung steht. In der Bohrung 6° ist ein Kolbenventil 8 beweglich angeordnet, das nach erfolgter Betätigung den Durchflußkanal 6 abdrosselt und gleichzeitig durch eine L-förmige Bohrung die Verbindung der Bohrung 6° mit dem Niederdruckraum herstellt.

Im linken Stoßdämpfergehäuse 1 der Fig. 1 ist das Ventil 8 in seiner normalen Stellung gezeichnet; die auf der Niederdruokseite des Stoßdämpfers verdrängte Flüssigkeit kann ungehemmt in den Nachfüllraum abfließen.

Im rechten Stoßdämpfergehäuse r der Fig. ι dagegen ist die Lage des Ventils 8 nach seiner Betätigung zu erkennen; der Verbindungskanal 6 ist nunmehr gesperrt; die durch die- angeschlossene Rohrleitung^ aus dem Raum Hl herausgedrückte Flüssigkeit kann über die Bohrung 6^a und die L-förmige Bohrung im Kolbenventil 8 in den Niederdruckraum Nr abfließen. Die Betätigung des Ventils 8 erfolgt immer dann, wenn die Hochdruckseite des gekoppelten Stoßdämpfers mit Wirksamkeit arbeitet. Die Rückkehr des Kolbenventils in seine normale Lage, die bei dem Stoßdämpfer 1 der Fig. 1 veranschaulicht ist, vollzieht sich automatisch, sobald der von der gegenüberliegenden Hochdruckkammer wirkende Druck fortfällt und ein geringes Flüssigkeitsquantum in Richtung der gegenüberliegenden Hochdruckseite durch die L-förmige Bohrung fließt und hierbei das Ventil in seine normale Lage mitreißt.

Die Arbeitsweise der Stoßdämpfer bei den verschiedenen Bewegungsarten des Fahrzeugs ist nun folgende:

Führt ein Rad beispielsweise beim Überfahren einer Unebenheit der Straße eine

schnelle Auf- und Abwärtsbewegung aus, so wird der angeschlossene Stoßdämpfer mit großer Geschwindigkeit zunächst nach dem Niederdruckraum, sodann nach dem Hochdruckraum hin betätigt. Bei der Bewegung nach der Niederdruckseite fließt die vom Flügelkolben 2 verdrängte Flüssigkeit ungehemmt durch die Bohrung 6 in den nicht ganz gefüllten Nachfüllraum ab. Der gleichzeitig auf der Hochdruckseite vom Kolben freigegebene Raum würde normalerweise vom Nachfüllraum aus über die Bohrung 3 und das geöffnete Kugelventil 4 mit Flüssigkeit nachgefüllt werden. Durch den Einbau der Düse 5 wird jedoch der Nachfüllstrom derart gedrosselt, daß die während der schnellen Aufwärtsbewegung des Rades verfügbare Zeit nicht annähernd ausreicht, um auch nur eine teilweise Nachfüllung des Hochdruckraumes zu bewirken. Somit findet der Kolben bei seiner Rückkehrbewegung nach der Hochdruckseite hin, also während der Abwärtsbewegung des Rades, einen flüssigkeitsleeren Raum vor, den er annähernd

s5 widerstandslos durchmessen kann. Da somit während der schnellen Radbewegungen im Hochdruckraum des Stoßdämpfers keine Wirkung eintreten kann, kann auch keine' Betätigung des Kolbenventils 8 im angeschlossenen Stoßdämpfer erfolgen. Es wird also mit Hilfe der Drosselung des Nachfüllstromes erreicht, daß die Radbewegungen, ob sie gleichzeitig oder zeitlich getrennt, gleichläufig oder gegenläufig erfolgen, vollständig ungedämpft und ohne Einfluß auf das gesamte System bleiben.

Während des Auf- und Abwärtsschwingens der Karosserie, wenn also die Stoßdämpfer gleichläufige Bewegungen ausführen, bleibt die Kopplung der Stoßdämpfer auf ihre Wirkungsweise ohne Einfluß.

Bei der Abwärtsbewegung der Karosserie arbeiten die Stoßdämpfer in Richtung der Niederdruckseite. Die Kolben vermögen in bekannter Weise die Flüssigkeit widerstandslos aus dem Niederdruckraum durch die Bohrung 6 iri den Nachfüllraum zu verdrängen. Währenddessen hat sich der Hochdruckraum wieder restlos aufgefüllt, da die Düse 5 derart dimensioniert ist, daß die hierzu notwendige Zeit bei den verhältnismäßig langsamen Bewegungen der Karosserie vollkommen ausreicht.

Bei der Aufwärtsbewegung der Karosserie arbeiten die Stoßdämpfer in entgegengesetzter Richtung nach der Hochdruckseite hin. Die im Hochdruckraum verdrängte Flüssigkeit kann also durch die Bohrung im Ventil 8 und die angeschlossene Rohrleitung über das betätigte Ventil 8 in den Niederdruckraum der Stoßdämpfer abfließen. Unter der Voraussetzung der gleichläufigen Bewegung der Stoßdämpfer und unter der Bedingung der gleichen Volumenverdrängung beider Stoßdämpfer kann das auf der Hochdruckseite des einen Stoßdämpfers verdrängte Flüssigkeitsquantum auf der Niederdruckseite des anderen Stoßdämpfers restlos aufgenommen werden. Bei der Aufwärtsbewegung der Karosserie findet somit nur eine Verschiebung der Flüssigkeit von der Hochdruckkammer nach der Niederdruckkammer statt, die bei entsprechender Bemessung der Rohrleitungen praktisch widerstandslos erfolgt.

In Fig. 2, die eine an anderer Stelle noch zu beschreibende Ausführung des Erfindungsgegenstandes darstellt, ist die Stellung der Ventile 8 bei der Aufwärtsbewegung der Karosserie eingezeichnet.

Versucht der Fahrzeugaufbau eine Drehung um seine Längsachse auszuführen, arbeiten also die Stoßdämpfer in gegenläufigem Sinne, so versperrt der nach der Hochdruckseite hin arbeitende Stoßdämpfer durch die Betätigung des Ventils 8 auf der Niederdruckseite des gegenüberliegenden Stoßdämpfers die einzige Abfhißmöglichkeit der gleichzeitig aus dem Hochdruck- und Niederdruckraum ■ verdrängten Flüssigkeit. Die Kolben arbeiten somit in einem mit Flüssigkeit gefüllten geschlossenen Raum gegeneinander. Eine gegenläufige Bewegung der Stoßdämpfer, d. h. ein Umlegen des Fahrzeugs ist überhaupt nur dann möglich, wenn die Kolben mit etwas Spiel in den Zylinder eingepaßt sind, so daß die aus den Arbeitsräumen verdrängte Flüssigkeit zwischen Kolben und Zylinderwandung hindurchgepreßt werden kann. Bewegen sich jedoch die Kolben vollkommen schließend in ihren Zylindern, so ist auch die geringste gegenläufige Bewegung der Stoßdämpfer sofort blockiert, d. h. das Fahrzeug ist vollkommen stabilisiert.

Fig. ι zeigt das Verhalten des Stabilisators, wenn das Fahrzeug beim Befahren einer Linkskurve (s. Fig. 3) sich umzulegen versucht. n₀

Aus der Beschreibung der Erfindung an Hand der Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine vollkommene Stabilisierung selbst bei Ausschaltung der Stoßdämpfung in beiden Bewegungsrichtungen zu erreichen ist. Die Unabhängig- keit des stabilisierenden Effektes von der dämpfenden Wirkung schafft außerdem die Möglichkeit, die Dämpfung in beiden Richtungen mit Hilfe der bekannten Drosselvorrichtung zu regeln.

In Fig. 2, die den Erfindungsgegenstand aus zwei doppelt wirkenden pulsierenden

Stoßdämpfern entstanden zeigt, kann die Wirksamkeit . der Stoßdämpfer bei Federbelastung durch das Drosselelement 9, bei Federentlastung durch Drosselelement 10 bestimmt werden. Durch das Drosselelement ii, das in die Verbindung der Hochdruckkammer mit dem Nachfüllraum eingeschaltet ist, kann die Ein- und Ausschaltung bzw; die Regelung des stabilisierenden Effektes erfolgen. Ist das Ventil 11 ganz geöffnet und die durch das Ventil, 10 geregelte Drosselung ebenfalls beseitigt, so kann bei gegenläufiger Bewegung der Stoßdämpfer die aus dem Hochdruckraum verdrängte Flüssigkeit widerstandslos in den Nachfüllrautn gelangen. Da gleichzeitig infolge der Drucklosigkeit im Hochdruckraum keine Betätigung des Kolbenventils der angeschlossenen Niederdruckseite des anderen Stoßdämpfers stattfinden kann, arbeiten somit beide Stoßdämpfer ohne Wirksamkeit, d. h. die ,Stabilisierung sowie die Stoßdämpfung sind ausgeschaltet. Ist das Regelorgan 11 nur teilweise geöffnet, so findet eine mehr oder weniger starke Beeinträchtigung des stabilisierenden Effektes statt, entsprechend der Drosselung der durch das Ventil 11 abfließenden Flüssigkeit.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des Ventils 8, bei welcher die Drosselung der Hochdruckseite nicht durch das Drosselelement 10, sondern durch die enge Bohrung 12 erfolgt. Da die Drosselung nur in der Flußrichtung Hochdnickraum—Niederdruckraum zu erfolgen hat, ist noch ein Kugelventil 13 vorgesehen, daß die L-förmige Bohrung des Ventils nun nach der Niederdruckseite hin verschließt und einen ungedrosselten Abfluß der Flüssigkeit in der Richtung Niederdruckraum—Hochdruckraum ermöglicht.

Fig. 4 zeigt eine versetzte Anordnung der Stoßdämpfer an den beiden Wagenseiten, wodurch nicht allein die Drehung der Karosserie um die Längsachse, sondern auch deren Schwingung um die Querachse (Nickschwingung) abgebremst werden. Die Anordnung der Stoßdämpfer an der Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs nach Fig. S soll nur eine Dämpfung dieser Nickschwingungen bewirken. In entsprechender Weise können auch je ein gekoppeltes Stoßdämpferpaar vorn und hinten an derselben Wagenseite angebracht sein. (Fig. 5).

Es seien noch einmal die Verbesserungen zusammengefaßt, die durch die vorliegende Konstruktion gegenüber dem Erfindungsgegenstand des Patents 577 404 erzielt worden sind:

i. Unabhängigkeit des stabilisierenden Effektes von der stoß dämpfenden Wirkung.

Hierdurch wird eine vollkommene Stabilisierung und eine unbeschränkte Regulierung der stoßdämpfenden Wirkung in beiden. Richtungen ermöglicht.

2. Ausschaltung der Wirksamkeit der Stoßdämpfer im Bereich der Rad- bzw. Achsschwingungen. Hierdurch wird das Einschalten des Stabilisators während der Achsbewegungen -vermieden und weiterhin die Möglichkeit geschaffen, den Stoßdämpfer auf stärkste Wirkung einzustellen (s. Patent 577404), ohne nachteilige Folgen in Kauf nehmen zu müssen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Vorrichtung zur Stoßdämpfung eines Fahrzeugs mit Stoßdämpfern auf jeder Wagenseite, die sich gegenseitig beeinflüssen, nach Patent 577 404, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flüssigkeitsstoßdämpfern vor jedem Niederdruckraum (M bzw. Nr) ein Ventil (Kolbenventil 8) vorgesehen ist, welches vom Hochdruckraum (Hr bzw. Hl) des gegenüberliegenden Stoßdämpfers (r bzw. I) aus betätigt wird und infolgedessen die Verbindung dieses Niederdruckraumes (Nl bzw. Nr) mit der zugehörigen Nachfüllkamtner (N) sperrt und gleichzeitig die Verbindung mit dem Hochdruckraum (Hr bzw. Hl) des gegenüberliegenden Stoßdämpfers (r bzw. /) herstellt, in der Weise, daß bei gegenläufiger Bewegung der Stoßdämpferkolben jeder Wagenseite eine Stabilisierung des Fahrzeugs erzielt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Arbeiten des Stoßdämpfers bei gleichen Kolbenwegen in der Hochdruckkammer dasselbe Flüssigkeitsquantum verdrängt wird wie in den angeschlossenen Niederdruckräumen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine L-förmige Bohrung im Drosselventil (8).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die L-förmige Bohrung nach der Niederdruckseite hin durch ein Rückschlagventil (13) verschlossen ist, so daß die Flüssigkeit in Richtung des Niederdruckraumes nur durch eine zweite enge Bohrung (12) unter starker Drosselung fließen kann (Fig. 6).
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Arbeitsräume mit Nachfüllräumen in Verbindung stehen und die Verbindung des Niederdruck-

   raumes mit dem Nachfüllraum durch Betätigung des Kolbenventils (8) getrennt wird.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ein Rückschlagventil (4) verschlossene Verbindungsleitung zwischen Nachfüllraum und Hochdruckraum ein Drosselelement (5) zur Drosselung des Nachfüllstromes aufweist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen