DE102004025806B4

DE102004025806B4 - Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit verstellbarer Pendelstütze

Info

Publication number: DE102004025806B4
Application number: DE102004025806A
Authority: DE
Inventors: Metin Prof. Dr. Ersoy; Jens Vortmeyer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: WO2005113273A1; CN100537284C; JP4728328B2; EP1750958A1; KR20070032652A; JP2008500227A; US20080067769A1; DE102004025806A1; US7828307B2; CN1960887A

Abstract

Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit
– einem an dem Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator (1), welcher
– auf jeder Fahrzeugseite mit jeweils einer Kolben-Zylinder-Einheit (4; 4') mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4')
– jeweils zumindest aus einem in einem Zylinder (7) beweglich angeordneten Kolben (8) bestehen, welcher den Zylinder (7) in eine erste und eine zweite voneinander getrennte Zylinderkammer (7a, 7b) unterteilt, und
– jeweils einenends an einem Ende des Stabilisators (1) und anderenends an einem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
– in dem zumindest einen Kolben (8) jeweils zumindest eine, die erste und zweite Zylinderkammer (7a, 7b) verbindende, Verbindungsleitung (14) ausgebildet ist, wobei in der jeweils zumindest einen Verbindungsleitung (14) ein in eine Richtung wirkendes Rückschlagventil (15) derart angeordnet ist, dass Hydraulikflüssigkeit lediglich in einer Richtung von einer in die andere Zylinderkammer (7a, 7b) gelangen kann und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
Für einen hohem Fahrkomfort werden in modernen Kraftfahrzeugen weiche Aufbaufedern eingesetzt. In Kombination mit entsprechend ausgelegten Dämpfern wird so ein verbesserter Bodenkontakt bei Fahrbahnunebenheiten gewährleistet. Die dabei auftretende nachteilige Erhöhung des Wankwinkels in Kurven wird durch den Einsatz von Stabilisatoren kompensiert, wobei die Stabilisatoren am Fahrzeugaufbau festgelegt sind und an den Enden über jeweils eine Pendelstütze an einem federnden Radträgerteil, z. B. einem Querlenker oder einer Starrachse, gelenkig angebunden sind. Durch den Einsatz von Stabilisatoren verringert sich allerdings die mögliche Achsverschränkung, da sie ein gegensinniges Einfedern der Räder einer Achse einschränken. Daher ist es insbesondere für geländegängige Fahrzeuge, sogenannte SUV's wünschenswert, eine Möglichkeit zu schaffen, die Stabilisatorfunktion während der Geländefahrt zu beeinflussen. Durch den Einsatz von schaltbaren Komponenten kann dies gewährleistet werden, so dass die Räder einer Achse unabhängig voneinander einfedern können. Auf diese Weise halten alle Räder des Fahrzeuges Bodenkontakt und können Vortriebskräfte übertragen.
Eine Möglichkeit schaltbare Komponenten einzusetzen besteht in der Verwendung von hydraulisch längenveränderlichen Stellelementen, wie beispielsweise Kolben-Zylinder-Einheiten, an Stelle von festen Pendelstützen, wie dies beispielsweise in der US 5,217,245 A offenbart ist. Die zwischen Stabilisator und Kraftfahrzeugaufbau angeordneten längenveränderlichen Kolben-Zylinder-Einheiten zeigen einen im Zylinder beweglich gehaltenen Kolben mit durchgehender Kolbenstange, wobei der Kolben den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt. Die erste und die zweite Zylinderkammer sind über eine außerhalb des Zylinders angeordnete äußere, mittels eines Ventils sperr- und öffnenbare By-Pass-Leitung miteinander verbunden, wobei in dieser Leitung ein schaltbares Ventil angeordnet ist. Parallel zu dieser By-Pass-Leitung sind zwei weitere innere By-Pass-Leitungen angeordnet, welchen jeweils einen Endbereich des Zylinders mit einem Mittenbereich des Zylinders verbinden. Im Mittenbereich sind die Anschlüsse der zwei weiteren inneren By-Pass-Leitungen voneinander beabstandet, wobei in diesen inneren By-Pass-Leitungen jeweils ein Rückschlagventil derart angeordnet ist, dass ausschließlich ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit aus dem Mittenbereich des Zylinders in den Endbereich des Zylinders ermöglicht wird. Bei einer geöffneten Verbindung der äußeren By-Pass-Leitung kann sich der Kolben im Zylinder frei bewegen, so dass die Stabilsatorwirkung aufgehoben ist. Befindet sich der Kolben außerhalb der Mittenlage und wird die äußere By-Pass-Leitung geschlossen, kann sich der Kolben lediglich in Richtung der Mittenlage bewegen, da von den Endbereichen über die Rückschlagventile keine Hydraulikflüssigkeit in den Mittenbereich oder den anderen Endbereich gelangen kann. Sobald der Kolben seine Mittenlage erreicht, wird er in dieser festgehalten, da kein Flüssigkeitsaustausch zwischen den Zylinderkammern mehr möglich ist.
Nachteilig an dieser Ausführung ist insbesondere, dass die Mittenlage in welcher der Kolben festgehalten und damit eine Stabilisatorwirkung herstellt wird, nicht präzise definiert werden kann. Es sind hier erhebliche Toleranzen auf Grund der Anschlussmaße und der Anschlussbohrungen gegeben.
Eine weitere Ausführung einer schaltbaren Pendelstütze für eine Stabilisatoranordnung eines Kraftfahrzeuges ist in der US 4,973,077 A offenbart, wobei auch hier außerhalb des Zylinders eine mittels eines Ventils öffnen- und sperrbare By-Pass-Leitung zwei von einem Kolben getrennte Zylinderkammern in ihren Endbereichen miteinander verbindet. Beidseits des Kolbens sind innerhalb des Zylinders zwei Druckfedern angeordnet, die sich gegen den jeweiligen Zylinderboden abstützen. In dem Kolben ist hierbei eine Verbindungsleitung angeordnet, in welcher zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile angeordnet sind. Wenn der Kolben sich außerhalb seiner Mittenlage befindet, erlauben diese Rückschlagventile bei gesperrter By-Pass-Leitung einen Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Zylinderkammern, so dass sich der Kolben mittels der Federkraft der Druckfedern in seine Mittenlage bewegen kann. In der Mittelage wird der Kolben dort gehalten, da die Rückschlagventile in dem Kolben geschlossen sind und so kein Flüssigkeitsaustausch mehr stattfinden kann. In dieser Stellung ist die Stabilisatorwirkung vorhanden.
Nachteilig an dieser Anordnung ist wiederum, dass die Mittelage des Kolbens für die Stabilisatorlage nicht genau definiert werden kann. Zusätzlich zu den im System vorhandenen Toleranzen, insbesondere können die Federn unterschiedliche Werte aufweisen, kommt der Verschleiß der Federn, der zu zusätzlichen Abweichungen von der Mittenlage führt. Zudem ist diese Anordnung sehr aufwendig aus vielen Einzelteilen bestehend gestaltet.
Eine ähnliche Ausführung einer Stabilisatoranordnung wird in der DE 101 34 715 A1 offenbart, wobei auf jeder Fahrzeugseite Kolben-Zylinder-Einheiten mit einem federnden Radträgerteil verbunden sind. Die Kolben-Zylinder-Einheiten weisen jeweils einen Kolben auf, der den Zylinder in erste und zweite Zylinderkammern unterteilt, wobei in jedem Kolben zwei Verbindungsleitungen angeordnet sind. In den Verbindungsleitungen ist jeweils ein Ventil derart vorgesehen, dass je nach Bewegungsrichtung ein Ventil den Durchfluss sperrt und ein Ventil den Durchfluss freigibt. Innerhalb des Zylinders sind zudem endseitig zwei als Feder oder Elastomerkörper ausgebildete Ein- und Ausfederanschläge vorgesehen, die die Endposition des Kolbens dämpfen. Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass der Kolben in keiner definierten Stellung festgesetzt werden kann, da die Ein- und Ausfederanschläge elastisch ausgebildet sind und somit keine definierte Position wiedergeben. Zudem kann der Kolben in dieser Stellung auch nicht fest positioniert werden, da die Anordnung der Ventile stets einen Durchfluss in beide Richtungen durch den Kolben hindurch gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer schaltbaren Kolben-Zylinder-Einheit zu schaffen, welche einen einfach gestalteten Aufbau mit einer genau bestimmbaren Lage zum Festsetzen der Kolben aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
Eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug weist einen am Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator auf, der auf jeder Fahrzeugseite mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist. Die Kolben-Zylinder-Einheiten bestehen dabei zumindest aus einem in einem Zylinder beweglich angeordneten Kolben, welche den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt, und sind einenends an einem Ende des Stabilisator und anderenends an dem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden. Erfindungsgemäß ist in dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit jeweils eine Verbindungsleitung ausgebildet, welche die jeweils erste und zweite Zylinderkammer miteinander verbindet. In dieser Verbindungsleitung ist ein in eine Richtung wirkendes Rückschlagventil angeordnet wobei der Kolben in zumindest eine Endstellung bewegbar ist.
Bedingt durch das in der die beiden Zylinderkammern verbindenden Verbindungsleitung angeordnete Rückschlagventil kann die Hydraulikflüssigkeit lediglich von einer Zylinderkammer in die andere gelangen, aber nicht in umgekehrter Richtung. Dies bedeutet, dass sich bei Beaufschlagung des Kolbens mit einer Last, beispielsweise durch eine Ein- oder Ausfederbewegung, der Kolben im Zylinder ausschließlich in eine Richtung bewegen kann, sofern zwischen den beiden Zylinderkammer keine weitere Verbindung besteht. Der Kolben wird dabei in eine Endstellung bewegt, welche in vorteilhafter Weise durch das Zylindergehäuse selbst oder einen im oder am Zylinder separat angeordneten Anschlag gebildet ist. Diese Endstellung ist präzise definiert und immer wiederholbar anzufahren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist außerhalb der beiden Zylinderkammern eine die beiden Zylinderkammern verbindende By-Pass- Leitung angeordnet, wobei in dieser By-Pass-Leitung ein weiteres Ventil angeordnet ist, welches den Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit in dieser By-Pass-Leitung sperren oder freigeben kann. Vorzugsweise kann hierbei ein elektromagnetisch betätigbares Rückschlagventil eingesetzt werden, welches relativ zum im Kolben angeordneten Rückschlagventil in entgegengesetzter Richtung wirkt.
Befindet sich das in der By-Pass-Leitung angeordnete Rückschlagventil in einer entsperrten Stellung und gibt damit den Durchfluß von Hydraulikfüssigkeit von einer in die andere Zylinderkammer frei, ist der Kolben im Zylinder frei beweglich. Bei Bewegung des Kolbens in der einen Richtung kann die Hydraulikflüssigkeit über die By-Pass-Leitung von der einen Zylinderkammer in die andere Zylinderkammer fließen, wohingegen bei einer Bewegungsumkehr des Kolbens die Hydraulikflüssigkeit über die Verbindungsleitung im Kolben von der einen Zylinderkammer in die andere Zylinderkammer gelangt. Der mit den Kolben-Zylinder-Einheiten gekoppelte Stabilisator ist dabei außer Wirkung gesetzt, so dass sich die Räder einer Achse gegeneinander verschränken können.
Wird nun die By-Pass-Leitung gesperrt, kann die Hydraulikflüssigkeit zwischen den Zylinderkammern nur noch in einer Richtung ausgetauscht werden, so dass sich der Kolben auch nur in eine Richtung bewegen kann. Bedingt durch die Ein- und Ausfederbewegung der Räder werden die Kolben dadurch bis in eine Endstellung bewegt, aus der sie sich nicht mehr herausbewegen können. In dieser Stellung kommt dann die Stabilisatorwirkung, bei welcher Kräfte von der einen Fahrzeugseite auf die andere übertragen werden, wieder vollständig zum tragen. Der Vorteil dieser Anordnung ist dabei, dass die Stabilisatorwirkung ohne den Einsatz von Aktuatoren, wie beispielsweise Hydraulikpumpen, wieder hergestellt werden kann. Wird die elektromagnetische Betätigung des Rückschlagventils in der By-Pass-Leitung derart eingesetzt, dass im stromlosen Zustand das Rückschlagventil sich in der gesperrten Stellung befindet, ist eine Sicherheitsfunktion geschaffen, da bei Stromausfall das System selbsttätig die Stabilisatorwirkung wieder herstellt.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Kolben doppeltwirkend mit einer durchgehenden Kolbenstange ausgebildet, wodurch in der ersten und der zweiten Zylinderkammer ein gleicher Querschnitt gegeben ist, so dass keine weiteren Ausgleichelemente benötigt werden.
In einer weiteren Ausführung ist die Kolbenstange lediglich einseitig am Kolben ausgebildet, wodurch die Kolben-Zylinder-Einheit wesentlich kleiner aufbaut und somit einen kleineren Einbauraum beansprucht. Da bei dieser Ausführung allerdings beidseits des Kolbens verschieden große Querschnitte des Verdrängungsvolumens existieren, ist eine Ausgleichskolben mit einer Druckgaskammer notwendig, um beispielsweise diejenige verdrängte Hydraulikflüssigkeit aufzunehmen, welche nicht von der jeweils anderen Zylinderkammer aufgenommen werden kann.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung ist bei Verwendung von zwei im Zylinder getrennt angeordneten Kolben gegeben, wobei zwischen den Kolben ein innerer Zylinder zur Aufnahme eines Ausgleichkolbens und der Druckausgleichskammer angeordnet ist. Einer der beiden Kolben ist an dem Stabilisator angelenkt, wohingegen der andere Kolben an einem Radträgerteil angelenkt ist. Beide Kolben sind mit einem erfindungsgemäßen Rückschlagventil versehen und können sich bei gesperrter By-Pass-Leitung, welche eine Verbindung zwischen den Zylinderkammern darstellt, lediglich in die gleiche Richtung in ihre jeweilige Endstellung bewegen. Bei entsperrter By-Pass Leitung können sich hingegen beide Kolben im Zylinder frei bewegen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele nochmals näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten für ein Kraftfahrzeug,
2: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben-Zylinder-Einheit in einer ersten Ausführungsform mit durchgehender Kolbenstange,
3a: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei vorhandener Stabilisatorwirkung,
3b: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei ausgeschalteter Stabilisatorwirkung und einem eingefedertem Rad,
3c: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben-Zylinder-Einheiten bei ausgeschalteter Stabilisatorwirkung und einem ausgefedertem Rad,
4: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben-Zylinder-Einheit in einer zweiten Ausführungsform mit einer Druckausgleichskammer,
5: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben-Zylinder-Einheit in einer dritten Ausführungsform mit Doppelkolben und Druckausgleichskammer.
Eine beispielhafte schematische Stabilisatoranordnung ist in 1 dargestellt, wobei ein Stabilisator 1 in Lagerstellen 2 schwenkbeweglich an einem Fahrzeugaufbau 3 gehalten ist. An seien Enden ist der Stabilisator jeweils gelenkig mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 4 verbunden. An ihrem dem Stabilisator 1 abgewandten Ende ist die Kolben-Zylinder-Einheit 4 jeweils gelenkig mit einem federnden Radträgerteil, beispielsweise mit einen an einem Fahrzeugrad 5 angebundenen Stoßdämpferteil 6 verbunden.
Die Kolben-Zylinder-Einheiten 4 ersetzen hierbei feste Pendelstützen und sind in dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel vorteilhaft als Gleichlaufzylinder ausgebildet. Ein in einem Zylinder 7 angeordneter Kolben 8 besitzt dabei eine zweiseitige Kolbenstange 9, wobei die erste Kolbenstangenseite 9a aus dem Zylinder 7 heraustritt und an ihrem Ende mit einer Aufnahme 10 zur gelenkigen Anbindung an den Stabilisator 1 versehen ist. Die zweite Kolbenstangenseite 9b verläuft in einer im Zylinder 7 angeordneten Hülse 11, wobei die Hülse 11 mit dem Zylinder 7 einstückig ausgebildet ist. Alternativ kann die Hülse 11 in den Zylinder 7 als separates Bauteil beispielsweise eingeschraubt sein. An dem Stoßdämpfer 6 zugewandten Ende ist die Hülse 11 mit einer weiteren Aufnahme 12 zur gelenkigen Verbindung mit dem Stoßdämpfer 6 versehen.
Der Kolben 8 unterteilt den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer 7a und 7b, wobei in der in 2 gezeigten Endstellung des Kolbens 8 das Volumen der zweiten Zylinderkammer 7b Null ist. Der Kolben 8 befindet sich in dieser Endstellung in Anlage an den Zylinderboden 13. Im Kolben 8 ist eine Verbindungsleitung 14 ausgebildet, in welcher ein federbelastetes Rückschlagventil 15 angeordnet ist. In der gezeigten Darstellung nach 2 sind zwei Verbindungsleitungen 14 mit jeweils einem Rückschlagventil 15 gezeigt, wobei die Anzahl der Verbindungsleitungen 14 beliebig entsprechend den Anforderungen an den Volumenstromes gewählt werden kann. In der hier gezeigten Einbaulage ist ein Durchfluß der im Zylinder 7 vorgesehenen Hydraulikflüssigkeit von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a möglich, wohingegen der Durchfluß in umgekehrter Richtung gesperrt ist. Der Kolben 8 ist mittels Dichtungen 16 gegenüber dem Zylinder 7 abgedichtet.
Die erste und zweite Zylinderkammer 7a, 7b sind über eine außerhalb des Zylinders 7 angeordnete By-Pass-Leitung 17 miteinander verbunden. Hierzu ist in den Zylinderboden 13, 18 jeweils eine Anschlußbohrung 19, 20 vorgesehen, die seitlich aus dem Zylinder 7 herausgeführt sind. In die By-Pass-Leitung 17 ist ein elektromagnetisch schaltbares zweites Rückschlagventil 21 angeordnet, wobei dieses Rückschlagventil 21 in der entsperrten Schaltstellung, in welcher das Rückschlagventil 21 bestromt ist, den Durchfluß von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a sperrt und in umgekehrter Richtung ermöglicht. Ist das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21 stromlos, wird der Durchfluß sowohl von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a über die By-Pass-Leitung 17 gesperrt als auch in umgekehrter Richtung. Das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21 verfügt über einen Steckanschluß 22 zur Signal- und Stromübertragung zur Betätigung des Elektromagneten. Die Wirkrichtung des Rückschlagventils 21 ist entgegengesetzt zu dem im Kolben 8 angeordneten Rückschlagventil 15.
Im Zylinderboden 13, welcher als Anschlag für den Kolben 8 in der Endstellung dient, ist ein Endschalter 23 zur Wiedergabe der Endstellung angeordnet.
In der Ausgangsstellung liegen die Kolben 8 der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' an dem als Anschlag dienenden Zylinderboden 13 an und das elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil ist stromlos, d. h. das Rückschlagventil 21 ist gesperrt, so dass durch die By-Pass-Leitung 17 keine Hydraulikflüssigkeit strömen kann. In dieser Stellung werden die Kolben 8 am Zylinderboden 13 gehalten, da durch das Rückschlagventil 15 bzw. die Verbindungsleitung 14 keine Hydraulikflüssigkeit von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b gelangen kann. In dieser Stellung werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' in der in 3a gezeigten Stellung gehalten, so dass die volle Stabilisatorwirkung vorhanden ist. Es können daher von einer Fahrzeugseite auf die andere Kräfte und Momente übertragen werden, um die Wankneigung des Fahrzeuges zu verringern.
Wird nun das Rückschlagventil 21 bestromt, wird das Rückschlagventil entsperrt, so dass durch die By-Pass-Leitung 17 Hydraulikflüssigkeit von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b strömen kann. Da über das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 Hydraulikflüssigkeit auch von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a strömen kann, ist der Kolben 8 im Zylinder 7 freibeweglich. Dieser Zustand liegt bei beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' vor, so dass der Stabilisator 1 keine Wirkung entfaltet. Gemäß einer in 3b gezeigten Einfederung α eines Rades wird der Zylinder 7 über die obere Aufnahme 12 hochgezogen, wohingegen der Kolben 8 mit der Kolbenstange 9 über die untere Aufnahme 10 in seiner Position verharrt. Der Stabilisator 1 wird mit keinem Drehmoment beaufschlagt, so dass kein Drehmoment auf die andere Fahrzeugseite übertragen wird.
Federt ein Fahrzeugrad 5 um einen Weg β gemäß 3c aus, wird die Ausfederbewegung über die Kolben-Zylinder-Einheit 4, bei der der Kolben 8 in seiner Endposition am Zylinderboden 13 anliegt, auf den Stabilisator 1 übertragen. Der Stabilisator 1 verdreht sich dabei ohne Drehmomentenübertragung auf die andere Fahrzeugseite, da der Kolben 8 in der Kolben-Zylinder-Einheit 4' bei bestromten Rückschlagventil 21 ebenfalls frei beweglich ist und im Zylinder 7 in Richtung des Zylinderbodens 18 gezogen wird. Es ist so eine verstärkte Achsverschränkung möglich. Dieser bestromte Zustand der Rückschlagventile 21 der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' mit einer verstärkten Achsverschränkung wird unter anderem bei einer Geländefahrt eines Fahrzeuges verwendet.
Soll nun für eine beispielsweise Straßenfahrt die Stabilisatorwirkung wiederhergestellt werden, werden die Rückschlagventile 21 an den Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' stromlos geschaltet, so dass das Rückschlagventil 21 jeweils gesperrt ist und den Durchfluß von Hydraulikfüssigkeit in beide Richtungen, also von der ersten Zylinderkammer 7a in die zweite Zylinderkammer 7b und umgekehrt, sperrt. Es kann nun über das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 lediglich Hydraulikflüssigkeit von der zweiten Zylinderkammer 7b in die erste Zylinderkammer 7a strömen. Dies bedeutet, dass sich der Kolben 8 im Zylinder 7 lediglich in Richtung des Zylinderbodens 13 bewegen kann. Durch die Ein- und Ausfederbewegungen der Fahrzeugräder 5, welche auf den Zylinder 7 und die Kolbenstange 9 übertragen werden, wird die Kolbenstange 9 bzw. der Kolben 8 in Richtung des Zylinderbodens 13 gedrückt, da die andere Bewegungsrichtung des Kolbens 8 bekanntlich blockiert ist. Der Kolben 8 wird soweit in Richtung des Zylinderbodens 13 gedrückt, bis der Kolben 8 am Zylinderboden 13 anliegt.
Dies stellt die Endstellung des Kolbens 8 dar. Es ist nun wieder die Ausgangslage erreicht.
Da der Zylinderboden 13 als feste Anlage für den Kolben 8 in seiner Endstellung wirkt, ist damit eine hohe Wiederholgenauigkeit für das Erreichen der Endstellung gewährleistet, womit gleichzeitig die Funktionssicherheit des Stabilisators nach dessen Zuschaltung sichergestellt wird. Wesentlich ist hierbei auch, dass das System ohne jegliche elektrische Quelle oder Aktuator auskommt, um in seine Ausgangslage zu gelangen. Dabei wird gleichzeitig eine Fail-Safe-Funktion gewährleistet, da bei Stromausfall das Rückschlagventil 21 gesperrt wird, so dass der Kolben 8 sich in seiner Endstellung bewegt und die Stabilisatorfunktion gewährleistet wird. Diese Baueinheit, bei der im übrigen keine Änderungen am Stabilisator notwendig sind, bildet somit ein geschlossenes autarkes System.
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gestaltung der verstellbaren Pendelstütze. Die Kolben-Zylinder-Einheit 4 besitzt hierbei keine durchgehende Kolbenstange, sondern auf der Seite der zweiten Zylinderkammer 7b einen Ausgleichskolben 30, der in der zweiten Zylinderkammer 7b beweglich über eine Dichtung 31 angeordnet ist. Auf der der zweiten Zylinderkammer 7b abgewandten Seite des Ausgleichskolbens 30 befindet sich ein Druckgasraum 32, der mit einem kompressiblen Gas gefüllt ist.
Durch den Verzicht auf die durchgehende Kolbenstange ist auf Grund der unterschiedlichen Verdrängungsvolumen der beiden Zylinderkammern 7a und 7b der Ausgleichkolben 30 mit dem Druckgasraum 32 notwendig. Der übrige Aufbau der Anordnung und die Funktionsweise entspricht der in der 2 gezeigten Ausführung. Das im Kolben 8 angeordnete Rückschlagventil 15 ist hier ebenso vorhanden, wie die By-Pass-Leitung 17 und das in der By-Pass-Leitung 17 angeordnete zweite elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21. Mittels des Zylinderbodens 13 ist hier für den Kolben 8 ebenso ein fester Anschlag für die Endstellung des Kolbens 8 gegeben. Wesentlicher Vorteil dieser Anordnung sind dabei die verringerten äußeren Abmessungen der Pendelstütze und der somit benötigte Einbauraum.
Die 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung einer verstellbaren Pendelstütze mit einem Doppelkolben 9, 91 und einer Druckausgleichskammer 32. In dem Zylinder 7 ist dabei sowohl stabilisatorseitig als fahrzeugaufbauseitig eine unabhängig voneinander bewegbare Kolbenstange 9 und 91 angeordnet, die jeweils einen Kolben 8 und 81 besitzen. In beiden Kolben 8, 81 ist jeweils zumindest eine Verbindungsleitung 14, 14a mit einem darin angeordnetem Rückschlagventil 15, 15a ausgebildet, wobei beide Rückschlagventile 15, 15a in die gleiche Wirkrichtung, bezogen auf den Zylinder 7, ausgerichtet sind. Zwischen den beiden Kolben 8, 81 ist im Zylinder 7 ein mittels beispielsweise Kleben, Löten oder Einpressen innerer Zylinder 33 fest eingesetzt, wobei in diesem inneren, lediglich einseitig offenen Zylinder 33 der Ausgleichskolben 30 beweglich angeordnet ist sowie sich der Druckgasraum 32 befindet. Auf der dem Druckgasraum abgewandten Seite des Ausgleichskolbens 31 befindet unmittelbar angrenzend die zweite Zylinderkammer 7b. Der innere Zylinder 33 bildet auch gleichzeitig den Anschlag für den unteren, dem Stabilisator zugewandten Kolben 8.
Die By-Pass-Leitung 17 verbindet nicht nur die erste und zweite Zylinderkammer 7a, 7b miteinander, sondern stellt auch gleichzeitig eine Verbindung mit einer zwischen dem Kolben 81 und dem innerem Zylinder 33 ausgebildeten dritten Zylinderkammer 7c dar. Zusätzlich ist außerhalb des Zylinders 7 noch eine weitere Verbindungsleitung 34 vorgesehen, welche die zweite Zylinderkammer 7b mit der auf der dritten Zylinderkammer 7c abgewandten Seite des Kolbens 81 befindlichen vierten Zylinderkammer 7d verbindet. Das in der By-Pass-Leitung 17 angeordnete elektromagnetisch schaltbare Rückschlagventil 21, welches hier lediglich angedeutet ist, sperrt in der gesperrten Stellung den Durchfluß zwischen allen drei Zylinderkammer 7a, 7b und 7c, so dass sich beide Kolben 8, 81 lediglich in eine, gemeinsame Richtung bewegen können, bis sie beide in ihrer Endstellung am Anschlag anliegen und dort verharren. Der Kolben 8 liegt dabei am inneren Zylinder 33 an und der Kolben 81 am Zylinderboden 13 des Zylinders 7. Wird das Rückschlagventil 21 dagegen freigegeben, sind beide Kolben 8, 81 im Zylinder 7 freibeweglich, so dass eine vergrößerte Achsverschränkung ohne Stabilisatorwirkung möglich wird. Im übrigen ist die Funktionsweise dieser Ausführung mit dem Doppelkolben mit den Ausführungen nach 2 und 4 identisch.
Eine weitere mögliche Weiterbildung ist die Integration der By-Pass-Leitung 17 oder auch der Verbindungsleitung 34 des dritten Ausführungsbeispieles in den Zylinder 7, so dass ggf. separate Bauteile entfallen können.
Anstelle der verstellbaren Pendelstützen wäre es auch denkbar, die wesentliche Idee dieser Erfindung in einer rotatorischen Ausbildung umzusetzen, beispielsweise mit einem Schwenkraum, der durch einen mit Rückschlagventilen versehenen schwenkbaren Flügel unterteilt wird. Ein derartiges System könnte dann direkt in einem Stabilisator integriert werden.

1: Stabilisator
2: Lagerstelle
3: Fahrzeugaufbau
4, 4': Kolben-Zylinder-Einheit
5: Fahrzeugrad
6: Stoßdämpferteil
7: Zylinder
7a: erste Zylinderkammer
7b: zweite Zylinderkammer
7c: dritte Zylinderkammer
7d: vierte Zylinderkammer
8: Kolben
9: Kolbenstange
9a: Kolbenstangenseite
9b: Kolbenstangenseite
10: Aufnahme
11: Hülse
12: Aufnahme
13: Zylinderboden
14: Verbindungsleitung
14a: Verbindungsleitung
15: Rückschlagventil
15a: Rückschlagventil
16: Dichtung
17: By-Pass-Leitung
18: Zylinderboden
19: Anschlußbohrung
20: Anschlußbohrung
21: Rückschlagventil
22: Steckanschluß
23: Endschalter
30: Ausgleichskolben
31: Dichtung
32: Druckgasraum
33: innerer Zylinder
34: Verbindungsleitung
81: Kolben
91: Kolbenstange
α: Einfederweg
β: Ausfederweg

Claims

Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit – einem an dem Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator (1), welcher – auf jeder Fahrzeugseite mit jeweils einer Kolben-Zylinder-Einheit (4; 4') mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') – jeweils zumindest aus einem in einem Zylinder (7) beweglich angeordneten Kolben (8) bestehen, welcher den Zylinder (7) in eine erste und eine zweite voneinander getrennte Zylinderkammer (7a, 7b) unterteilt, und – jeweils einenends an einem Ende des Stabilisators (1) und anderenends an einem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass – in dem zumindest einen Kolben (8) jeweils zumindest eine, die erste und zweite Zylinderkammer (7a, 7b) verbindende, Verbindungsleitung (14) ausgebildet ist, wobei in der jeweils zumindest einen Verbindungsleitung (14) ein in eine Richtung wirkendes Rückschlagventil (15) derart angeordnet ist, dass Hydraulikflüssigkeit lediglich in einer Richtung von einer in die andere Zylinderkammer (7a, 7b) gelangen kann und – dass der Kolben (8) in zumindest eine Endstellung bewegbar ist, in welcher der Kolben (8) festlegbar ist und an einem Anschlag anliegt.
Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb der Zylinderkammern (7a, 7b) eine die beiden Zylinderkammern (7a, 7b) verbindende By-Pass-Leitung (17) angeordnet ist, wobei in der By-Pass-Leitung (17) ein Ventil angeordnet ist.
Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil den Durchfluß von der ersten in die zweite Zylinderkammer (7a, 7b) und/oder in umgekehrter Weise ermöglicht oder sperrt.
Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als ein Rückschlagventil (21) ausgebildet ist.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in der By-Pass-Leitung (17) angeordnete Rückschlagventil (21) relativ zu dem zumindest einen im Kolben (8) angeordneten Rückschlagventil (15) in entgegengesetzter Richtung wirkt.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in der By-Pass-Leitung (17) angeordnete Rückschlagventil (21) sperrbar oder entsperrbar ist.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in der By-Pass-Leitung (17) angeordnete Rückschlagventil (21) mittels einer elektromagnetischen Betätigung entsperrbar oder sperrbar ist.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) bei entsperrtem in der By-Pass-Leitung (17) angeordnetem Rückschlagventil (21) im Zylinder (7) freibeweglich ist und bei gesperrtem Rückschlagventil (21) lediglich in Richtung eines Endanschlages bewegbar ist.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Endstellung des Kolbens (8) durch das Zylindergehäuse oder einen, das Zylindergehäuse verschließenden Zylinderboden (13) gebildet wird.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Endstellung des Kolbens (8) durch einen separaten im oder am Zylindergehäuse angeordneten Anschlag gebildet wird.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinder (7) ein Endschalter (23) angeordnet ist.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) doppeltwirkend mit einer durchgehenden Kolbenstange (9) ausgebildet ist.
Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) am Kolben (8) einseitig ausgebildet ist und ein Ausgleichskolben (30) mit einem Druckgasraum (32) zum Ausgleich von Volumenänderungen im Zylinder (7) angeordnet ist.
Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kolben (81) mit einer zweiten Kolbenstange (91) im Zylinder angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Kolben (8) und dem zweiten Kolben (81) ein innerer Zylinder (33) ausgebildet ist, der den Ausgleichkolben (30) und den Druckgasraum (32) aufnimmt.