DE1158385B - Verfahren und Einrichtung zur Aufhaengung von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufhängung von Fahrzeugen, wobei mittels eines Servomotors die relative Lage der einzelnen Abstützpunkte des Fahrzeugs auf dem Untergrund mit Bezug auf den eigentlichen Fahrzeugkörper, beispielsweise mit Bezug auf das Fahrgestell, geändert wird.

Aufgaben der Fahrbequemlichkeit und der Stabilität von Fahrzeugen, beispielsweise von Kraftfahrzeugen, werden durch Fahrzeugaufhängungen gelöst, die im allgemeinen aus verformbaren Systemen bestehen, die elastische Glieder aufweisen, mittels welcher die Fahrzeugräder am Fahrzeugrahmen angeordnet sind.

Sobald ein Fahrzeugrad beim Überfahren eines Hindernisses an das Hindernis anstößt, übt der Fahrzeugrahmen auf die betreffende Radaufhängung eine bestimmte größere Reaktionskraft aus als bei normaler Fahrbahn. Diese Erhöhung der vom Fahrzeugrahmen ausgeübten Reaktionskraft bewirkt bestimmte Bewegungen des Fahrzeugrahmens und Änderungen hinsichtlich der Radhaftung am Untergrund. Infolge der ihm eigenen Trägheit versucht ein auf ein Hindernis auftrefiendes Fahrzeugrad, sich um einen größeren Betrag vom Untergrund abzuheben, als der tatsächlichen Höhe des Hindernisses entsprechen würde, da das Hindernis sozusagen als Sprungbrett wirkt. Da ein solches Fahrzeugaufhängungssystem im allgemeinen elastisch ausgeführt wird, hat jeder durch Untergrundunebenheiten mit Bezug auf das Fahrzeug ausgeübte Stoß das Bestreben, periodische Schwingungen aufzuschaukeln, die nur unter gewissen Schwierigkeiten zu dämpfen sind. Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der soeben geschilderten Nachteile bekannter Fahrzeugaufhängungen.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die gegenseitige relative Lage der Fahrzeugräder und des Fahrzeugs nicht nur von der Schwerkraft und den Reaktionskräften eines elastischen Systems auf Grund von Untergrundunebenheiten abhängig zu machen, sondern mit Bezug auf das Fahrzeug innere Kräfte derart wirksam werden zu lassen, daß jedes Fahrzeugrad in jedem Augenblick jeweils diejenige Stellung mit Bezug auf den Fahrzeurahmen einnimmt, welche es einnehmen muß, um sicherzustellen, daß der Fahrzeugrahmen stets eine konstante Lage in einer zum Untergrund parallelen mittleren Ebene einnimmt.

Es ist bereits eine Fahrzeugaufhängung bekanntgeworden, bei welcher der Ausgleich der inneren Reaktionskräfte des Fahrzeugs jeweils nachträglich im Sinne einer Beseitigung bzw. Änderung derselben Verfahren und Einrichtung
zur Aufhängung von Fahrzeugen

Anmelder:
Societe Anonyme Andre Citroen, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 4. Januar und 26. Dezember 1957
(Nr. 728 884 und Nr. 754 681)

erfolgt. Dabei erfolgt dieser Ausgleich in der Weise, daß jeweils nach Passieren einer Untergrundunebenheit die auf diese Weise in die Fahrzeugaufhängung eingeleitete Stoßenergie in dem Augenblick zur gegenseitigen relativen Bewegung der einzelnen Aufhängungselemente benutzt wird, wenn der hierfür erforderliche Energiebetrag groß genug geworden ist.

Im Gegensatz zu der bekannten Fahrzeugaufhängung, bei welcher ein Ausgleich also jeweils nach Passieren einer Untergrundunebenheit erfolgt, wird bei der Fahrzeugaufhängung nach der Erfindung dieser Ausgleich bereits vorgenommen, bevor die betreffende Untergrundunebenheit erreicht ist.

Die Erfindung besteht bei Verfahren der eingangs beschriebenen Art somit darin, daß die Höhen der jeweils in Bewegungsrichtung vor den Abstützungspunkten gelegenen einzelnen Untergrundunebenheiten jeweils mittels eines Wahrnehmungsgerätes erfaßt und die aufgenommenen Werte dazu benutzt werden, um den Servomotor mit einer von der Fahr-Zeuggeschwindigkeit abhängigen Verzögerung so zu steuern, daß die Lage dieser einzelnen Abstützungspunkte mit Bezug auf das Fahrzeug jeweils zum erforderlichen Zeitpunkt entsprechend eingestellt ist.
Gemäß der Erfindung ist das Fahrzeug mit einem Speicher für potentielle Energie versehen, welcher durch die Antriebsmaschine des Fahrzeugs auf Potential gehalten werden kann, wobei ferner gemäß der

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Erfindung eine Einrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe es möglich ist, diese potentielle Energie dazu zu verwenden, um die jeweilige relative Lage der einzelnen Fahrzeugräder bzw. ihrer Halteglieder mit Bezug auf den Fahrzeugrahmen zu ändern.

Dieser Energiespeicher kann beispielsweise in Form eines mechanischen Energiespeichers gegeben sein und kann aus einer Anzahl besonders angeordneter Federn bestehen. Er könnte beispielsweise auch die Form eines kinetischen Speichers haben und von einer Anzahl ein- und auskuppelbarer Schwungräder gebildet sein. Der Energiespeicher kann aber auch hydraulisch, pneumatisch, hydropneumatisch, hydromechanisch oder auch als elektrischer Speicher ausgeführt sein. Beispielsweise könnten auch jedem Fahrzeugrad ein oder mehrere Gegengewichte zugeordnet sein, deren Bewegungen mit den Bewegungen der Fahrzeugräder so gekoppelt sein könnten, daß die Komponente der durch ihre Bewegungen erzeugten Trägheitskräfte stets gleich und von entgegengesetztem Vorzeichen wie die durch die Bewegungen der einzelnen Fahrzeugräder hervorgerufenen Trägheitskräfte sind. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß auf diese Weise eine den Fahrzeugrädern mittels einer fest auf dem Fahrzeugrahmen angeordneten Energiequelle mitgeteilte Bewegung den Schwerpunkt des Fahrzeugrahmens nicht verschieben kann. Auf diese Weise ist also eine Einrichtung geschaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, die Fahrzeugräder mit Bezug auf den Fahrzeugrahmen zu verschieben, wobei ausschließlich mit Bezug auf das Fahrzeug innere Kräfte zur Anwendung kommen.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe es möglich ist, die in dem Energiespeicher enthaltene Energie so zu verwenden, daß sie in geeigneter Weise auf die verschiedenen Fahrzeugräder so wirkt, daß dieselben genau irgendwelchen Unebenheiten des Untergrundes zu folgen vermögen, über welchen das Fahrzeug sich bewegt. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Meßeinrichtung, mit deren Hilfe die Untergrundunregelmäßigkeiten entweder unmittelbar oder mittelbar gemessen werden und mit deren Hilfe die gewonnenen Meßwerte einem Servomotor zugeführt werden, welcher die einzelnen Fahrzeugaufhängungsglieder steuert. Diese Meßeinrichtung könnte beispielsweise in jeweils einem den einzelnen Fahrzeugrädern zugeordneten Tastrad von geringer Masse bestehen. Sie kann aber auch in einem Echolot¹ der Interferenzbauart bestehen, welches nach dem Prinzip der Reflexion elektromagnetischer, Ultraschall- oder Lichtwellen arbeitet.

Falls die einzelnen Höhen der verschiedenen Untergrundunebenheiten mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in einem bestimmten Abstand jeweils vor den einzelnen Fahrzeugrädera gemessen werden, müssen die von den einzelnen Meßgeräten gelieferten Höhenmeßwerte mit einer bestimmten Verzögerung an die Auswertungsstelle geliefert werden, wobei diese Verzögerung von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist. Gemäß der Erfindung ist es aber auch möglich, den Abstand vor dem jeweiligen Fahrzeugrad, in welchem die betreffende Höhenmessung vorgenommen wird, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern. In jedem Fall wird also erreicht, daß die Ankunft des Meßsignals an der Auswertungsstelle zeitlich dem Weg angepaßt ist. der vom Fahrzeugrad zurückgelegt wird, nachdem die Meßsteile abgetastet wurde und bis das Hindernis bzw. diese Meßstelle selbst unter das Fahrzeugrad gelangt.

Gemäß einer vereinfachten Form der Erfindung kann es genügen, zur Herbeiführung der erforderlichen Korrekturbewegungen die Druckänderungen im Innern eines hydraulischen oder hydropneumatischen Aufhängungssystems auszunutzen, im Falle einer derartigen Anwendung der Erfindung werden ίο diese Druckänderungen, die nichts anderes als die unmittelbaren Aufzeichnungen der Untergrundunebenheiten darstellen, unmittelbar dazu benutzt, um ein Servo-Steuergerät so zu betätigen, daß diese Unebenheiten jeweils durch entsprechende Rückführungsbewegungen ausgeglichen werden.

Im Falle der Anwendung der erstgenannten Ausführungsform der Erfindung (d. h. der Anwendung von Meßsignalen, die in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verzögert sind) können die Anzeigen der Meßeinrichtung auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden, der mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, wobei die Magnetaufzeichnung mittels einer Ableseeinrichtung ausgewertet wird, die ihrerseits längs des Aufzeichnungsträgers mit Bezug auf die Aufzeichnungsstelle in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verschiebbar ist, wodurch die Trägheit der Einrichtung kompensiert werden kann.

Falls eine hydraulische Fahrzeugaufhängung angewandt wird, müssen die elektrischen Meßsignale in hydraulische Signale umgewandelt werden, mit deren Hilfe es möglich ist, auf einzelne Kraftkolben einzuwirken, mit deren Hilfe in jedem Augenblick die Gleichgewichtslage des Fahrzeugs geregelt wird, so daß eine Änderung dieser Gleichgewichtslage vermieden wird.

Zu diesem Zweck sind gemäß vorliegender Erfindung ein oder mehrere Elektromagnete vorgesehen, die in Abhängigkeit von den durch die Meßeinrichtung gelieferten Meßwerten erregt werden und die dazu benutzt werden, um jeweils eine wirksame Kolbenfläche der verschiedenen, die Fahrzeuggleichgewichtslage regelnden doppeltwirkenden Kraftkolben in Verbindung mit einer hydraulischen Energiequelle zu bringen, welche von einem Motor unter einem bestimmten konstanten Druck gehalten wird. Dabei muß berücksichtigt werden, daß wegen der Trägheit der einzelnen Fahrzeugräder und der Trägheit ihrer verschiedenen Ankopplungssysteme mit Bezug auf den Fahrzeugrahmen und mit Rücksicht auf die Trägheit, die Zähigkeit und die Elastizität des hydraulischen Systems die von der Meßeinrichtung gelieferten Höhenunterschiedsmeßwerte nicht nach einer linearen Beziehung in Druckänderungen umgesetzt werden dürfen.

Weiterhin kann der Fall eintreten, daß das Fahrzeug so plötzlich auf ein Hindernis auftrifft, daß im Augenblick nicht genügend Verschiebungsenergie zur Verfügung steht, um das betreffende, mit dem Hindernis in Berührung kommende Fahrzeugrad über dieses Hindernis hinweg anzuheben, ohne daß die Lage des Fahrgestells geringfügig beeinflußt wird. Es wird infolgedessen vorteilhaft sein, die verschiedenen Unebenheits-Höhenanzeigen nicht unmittelbar in Drucksignale umzuwandeln, sondern einen elektrischen Integrator einzuschalten, mit dessen Hilfe es möglich ist, in Abhängigkeit von der augenblicklichen

Fahrzeugsieiiung dem jeweils im Augenblick zu erwartenden Zustand des Untergrundes jeweils die beste Reaktionsbewegung auszulösen.

Ein nach den bisherigen Überlegungen ausgestattetes Fahrzeug wäre jedoch nicht in der Lage, zwischen Untergrundunebenheiten in Form von Hindernissen und zwischen Profiländerungen des Untergrundes infolge von Abhängen oder Steigungen zu unterscheiden. Um, falls dies gewünscht wird, die Meßergebnisse des die Höhenunterschiede von Untergrundunebenheiten anzeigenden Meßgerätes zu korrigieren, müßte ein zweites, mit Bezug auf das erste Meßgerät schräg angeordnetes Meßgerät vorgesehen sein, welches Änderungen hinsichtlich der Neigung des Untergrundes aufnehmen müßte und desse*i Meßergebnisse zur Korrektur der Meßergebnisse des erstgenannten Meßgerätes verwendet werden müßten, um zu verhindern, daß sich infolge von Neigungsänderungen des Untergrundes unrichtige Verschiebungen der Fahrzeugräder mit Bezug auf Untergrundunebenheiten ergeben.

Aus den obigen Darlegungen ist zu ersehen, daß im Gegensatz zu den bekannten Fahrzeugaufhängungen, mit welchen versucht wird, den Fahrzeugrahmen soweit als möglich von Untergrundunebenheiten zu isolieren, indem die Massen der nicht aufgehängten Teile so klein als möglich gehalten werden und indem zwischen diese Teile und die aufgehängten Teile möglichst elastische Glieder eingeschaltet werden, die Auf Grund des soeben gegebenen Beispiels ist zu ersehen, daß es sich bei der Fahrzeugaufhängung gemäß der Erfindung um eine sogenannte aktive Faürzeugaufhängung handelt, deren Grundprinzip völlig verschieden von denjenigen der bisher bekannten passiven Fahrzeugaufhängungen ist.

Des weiteren ist zu sehen, daß die Einrichtungen gemäß der Erfindung auch zur Änderung der vertikalen Stellung eines Fahrzeugs mit Bezug auf bestimmte Untergrundbedingungen und daß diese Einrichtungen auch gleichzeitig mit einer üblichen elastischen Fahrzeugaufhängung benutzt werden können, wobei die erfindungsgemäße Einrichtung entweder parallel oder in Serie zu den bekannten Einrichtungen geschaltet werden kann. Mit anderen Worten: Die erfindungsgemäße Aufhängung kann, anstatt die Verschiebung der einzelnen Fahrzeugräder mit Bezug auf den Fahrzeugrahmen ganz vorzunehmen, nur zur Unterstützung dieser Verschiebung verwendet werden, wobei die an sich bekannten elastischen Aufhängungsglieder dann dazu dienen, die Energiemenge zu vermindern, die aus der inneren Energiequelle des Fahrzeugs entnommen werden muß, um die Untergmndunebenheiten auszugleichen. Die Einrichtung nach der Erfindung kann entweder zwischen die Räder des aufzuhängenden Fahrzeugs und ein elastisches, die Räder vom Fahrzeugrahmen trennendes Aufhängungssystem geschaltet werden, oder sie kann zwischen den Fahrzeugrahmen und ein

allerdings zum Aufschaukeln von Schwingungen 30 elastisches System geschaltet werden, welches die

neigen, gemäß vorliegender Erfindung konstruierte Fahrzeuge sich selbsttätig den Untergrundunebenheiten anpassen, indem die Aufhängungsglieder bewußt verschoben werden, wodurch das Fahrzeug zwangläufig eine unveränderliche Lage mit Bezug auf eine mittlere Bewegungsebene einnimmt, die ihrerseits durch eine mittlere Unterdrungebene bestimmt wird. Weiterhin geht aus obigen Darlegungen hervor, daß die erfindungsgemäßen Mechanismen zur Einstellung der Fahrzeugräder mit Bezug auf den Fahrzeugrahmen solche Bewegungen hervorrufen, die keine Schwingungen aufschaukeln können. Weiterhin ergibt sich, daß das Verhältnis zwischen den aufgehängten Massen und den nicht aufgehängten Massen die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs nach der Erfindung in keiner Weise beeinflußt und daß es infolgedessen möglich ist, im Hinblick auf diese Verhältnisse beliebig leichte Fahrzeuge zu bauen. Weiterhin zeigt sich, daß bei der Anordnung gemäß der Erfindung der Radhaftungsdruck am Untergrund jeweils konstant ist und daß infolgedessen die Fahrzeughaftung am Untergrund und folglich auch die Kurvenfestigkeit des Fahrzeugs durch Untergmndunebenheiten nicht beeinflußt werden können.

Um ein Beispiel zu nennen, sei darauf hingewiesen, daß ein gemäß der Erfindung ausgeführtes Fahrzeug, wenn es mit hoher Geschwindigkeit längs einer ebenen und geraden Straße fährt, durch plötzliches Anlaufen an einen Randstein bezüglich seiner Straßenhaftung nicht beeinflußt würde, da diejenigen Fahrzeugräder, welche mit dem Randstein in Berührung kommen, selbsttätig in Richtung auf den Fahrzeugrahmen angehoben würden, so daß ihr Haftungsdruck auf der Oberkante des Randsteins nicht größer wäre als der Haftungsdruck, welchen sie unmittelbar vorher auf der Straße hatten, so daß das Fahrzeug als Ganzes genau in der bisherigen Fahrzeugebene verharren würde.

erfindungsgemäße Fahrzeugaufhängung von den Rädern trennt. Die Tätigkeit des an sich bekannten elastischen Aufhängungssystems besteht dann darin, irgendwelche technische Unvollkommenheiten des erfindungsgemäßen Aufhängungssystems auszugleichen. Die Erfindung ist in Verbindung mit allen Fahrzeugarten anwendbar. Sie kann in Verbindung mit Motorrädern, Lastkraftwagen, geländegängigen Fahrzeugen auf Rädern oder auf Gleisketten und in Verbindung mit Schnellbooten oder Wasserflugzeugen angewandt werden, deren Fahrzeugkörper auf Schwimmern gelagert sind. Die letztgenannte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist besonders wichtig, da Schnellboote, beispielsweise Renn-Motorboote im allgemeinen bei bewegter See stark an Geschwindigkeit einbüßen. Wenn aber die Schwimmer von Rennbooten gemäß der Erfindung am Fahrzeugkörper aufgehängt werden, dann behält das Fahrzeug trotz etwaiger starker Dünung eine horizontale Lage, wobei entweder die Wellenwanderungsgeschwindigkeit der Dünung mit Bezug auf die Bootsgeschwindigkeit vernachlässigt werden kann oder wobei dieselbe durch eine entsprechende Einstellung der Meßwert-Speichereinrichtung kompensiert werden kann.

Die Erfindung ist weiterhin auf Flugzeuge anwendbar, wobei es keine Rolle spielt, ob es sich um mit Rädern, Gleisketten, Schwimmern, Kufen oder Ski ausgestattete Flugzeuge handelt. Diese Anwendung der Erfindung ist deshalb von besonderer Wichtigkeit, da durch sie die Einfachheit, Sicherheit und Bequemlichkeit beim Starten und Landen erheblich erhöht wird. Während des Abhebens beim Start und während des Aufsetzens beim Landen ändert sich das Verhältnis des von den Rädern getragenen Fahrzeuggewichts und des vom aerodynamischen Auftrieb getragenen Fahrzeuggewichts fortgesetzt zwischen 0 und 100%. Daraus ergibt sich, daß mit herkömm-

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magnetische Wellen in Richtung auf den Untergrand abstrahlt und den jeweiligen Abstand des Untergrandes vom Wahrnehmungsgerät durch die Phasenverschiebung der zurückgeworfenen Echosignale er-5 mittelt. Die vom Wahrnehmungsgerät aufgefangenen Echosignale werden mittels eines elektronischen Umformers 12 in lineare Spannungsschwankungen umgesetzt, die ihrerseits einer Induktionsspule 13 zugeführt werden, die auf einen magnetischen Aufzeiehnungs-

lichen Mitteln keine Flugzeugaufhängung konstruiert
werden kann, die beim Abheben im Start oder beim
Aufsetzen während des Landens mit gleicher Wirksamkeit arbeiten würde. Diese durch die technischen
Gegebenheiten unvermeidbare Unvollkommenheit
bekannter Flugzeugaufhängungen bildet die Ursache
für eine große Anzahl von Unfällen und macht den
Bau von außerordentlich langen Betonrollfeldern
notwendig bzw. die Anlage von großen Hafenflächen

für die Landung von Wasserflugzeugen erforderlich. io träger in Form eines endlosen Drahtes 14 wirkt.

Im Gegensatz dazu ist ein mit einer Aufhängung Dieser Draht läuft über Rollen 15 und 16, deren

gemäß vorliegender Erfindung ausgestattetes Flug- Drehzahl in Abhängigkeit von der Fahrzeugge-

zeug ohne weiteres in der Lage, selbst auf einem schwindigkeit geregelt wird. Die Magnetisierung des

Flugplatz mit unebener Landefläche oder auf einer Aufzeichnungsdrahtes 14 beeinflußt ihrerseits eine Wasserfläche bei bewegter See zu landen, da die 15 Aufnahmespule 17.

Aufhängung gemäß der Erfindung die Wirkung hat, Die relative Lage der Aufnahmespule 17 längs des daß der jeweils aufgehängte Fahrzeugkörper völlig Aufzeichnungsdrahtes 14 mit Bezug auf die Aufvon den Untergrundunebenheiten isoliert wird. zeichnungsspule 13 wird mittels eines Zentrifugal-Der Zweck einer Flugzeugaufhängung besteht reglers 18 eingestellt. Die von der Aufnahmespule 17 nicht nur darin, die Wirkungen der Untergrandun- 20 aufgenommene Anzeige wird einem Übertragungsebenheiten mit Bezug auf den Flugzeugkörper auszu- gerät 19 zugeführt, welches einen Elektromagnet 20 gleichen, sondern vor allem auch darin, den Stoß speist. Dieser steuert den Steuerschieber des Servoabzufangen, der während des Landens beim Auf- motors 9 über einen Gelenkhebel 21.
setzen des Flugzeugs auf dem Rollfeld auftritt und Aus obigen Darlegungen geht hervor, daß durch der durch eine Vertikalkomponente der Flugzeug- 25 die gezeigte Anordnung die Untergrandunebenheiten geschwindigkeit hervorgerufen wird. mittels des mit der jeweils erforderlichen Verzögerang Gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrer An- betätigten Steuerschiebers in Drucksignale umgewendung auf die Aufhängung von Flugzeugen ist es wandelt werden, so daß dem Fahrzeugrad durch den jedoch möglich, zu erreichen, daß ein Flugzeug beim jeweiligen hydraulischen Druck in jedem Augenblick Aufsetzen nicht eine zum Untergrund parallel ver- 30 diejenige Stellung mit Bezug auf den Fahrzeuglaufeinde horizontale Bahn durchläuft, sondern daß rahmen mitgeteilt wird, die es einnehmen würde, wenn dasselbe eine sich tangential an den Untergrand an- es selbst der Untergrandunebenheit folgen würde,
schmiegende Kurve durchläuft, wobei diese Kurve In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, den eine Funktion des jeweiligen Wertes der Vertikal- Servomotor außerdem mit Hilfe von Regelgliedern kraftresültate ist, die ihrerseits wiederum durch die 35 zu betätigen, die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anStärke des beim Aufsetzen des Flugzeugs auf den sprechen, so daß die jeweils zur Regelung der rela-Untergrund auftretenden Stoßes gemessen werden tiven Lage der einzelnen Abstützungspunkte des kann. Fahrzeugs am Untergrand mit Bezug aus das Fahr-Eine Ausführungsform einer Fahrzeugaufhängung zeug selbst aufgewandte Energie nicht nur proportiogemäß der vorhegenden Erfindung wird nunmehr 40 nal zur quantitativen Anzeige des Wahrnehmungsbeispielsweise unter Bezug auf die Zeichnungen be- gerätes ist, sondern außerdem auch proportional zur schrieben, in welchen Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wodurch die Trägheit

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rad- der Fahrzeugmasse berücksichtigt wird,
aufhängung eines Straßenfahrzeugs zeigt und Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt den Aufbau und Fig. 2 eine schematische Darstellung der allge- 45 die Wirkungsweise eines nach dem Radarprinzip meinen Anordnung eines Unebenheits-Höhenmeß- arbeitenden Gerätes, welches sich für den gewünschgerätes gemäß der Erfindung zeigt. ten Zweck eignet, d. h. mit welchem es möglich ist, Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Bei- in jedem Augenblick die Höhe zwischen einer mittspiel der Erfindung ist ein Fahrzeugrad 1 mittels leren Untergrandebene und dem Fahrzeugrahmen an eines gelenkig gelagerten Winkelhebels 3/4 am Fahr- 50 einem Punkt zu messen, der mit Bezug auf die Bezeugrahmen 2 aufgehängt, wobei der Schenkel 4 des wegungsrichtung des Fahrzeugs vor einem Fahrzeug-Winkelhebels an einem Kolben 5 angelenkt ist. rad liegt und mit welchem es möglich ist, eine zur Der Kolben 5 gleitet in einem Zylinder 6, welchem jeweils gemessenen Höhe proportionale Ausgangsvon einem Behälter 7 her Druckflüssigkeit zugeführt spannung der Servosteuerung der Fahrzeugauf wird, die mittels einer motorisch angetriebenen 55 hängung zuzuführen, wobei diese der Servosteuerung Pumpe 8 unter Druck gesetzt wird. Die Zuführung zugeführte Regelspannung mittels eines die Fahrder Druckflüssigkeit zum Zylinder 6 erfolgt über
einen Servomotor 9 mit vier Zuführungskanälen, wodurch es möglich ist, die Druckflüssigkeit jeweils auf
eine der beiden Kolbenflächen des doppelt wirkenden 60
Kolbens wirken zu lassen bzw. die Druckflüssigkeit
zum Vorratsbehälter 10 zurückzuführen.

Der Steuerschieber des Servomotors 9 wird gemäß
der Erfindung mittels eines Wahrnehmungsgerätes
gesteuert, welches die Untergrandunebenheiten erfaßt. 65 bereich aussenden, wobei diese Wellen jeweils in Dieses Gerät kann beispielsweise von einem nach Form von einzelnen, sich wiederholenden Wellendem Radarprinzip arbeitenden kombinierten Geber stoßen abgestrahlt werden, deren Dauer jeweils und Empfänger 11 gebildet sein, welcher elektro- einige Vollschwingungen umfaßt und wobei die Ab-

zeuggeschwindigkeit berücksichtigenden Meßwertspeichers in der bereits erläuterten Weise verzögert wird.

Die in Fig. 2 schematisch angedeutete Anordnung weist einen Geber 30 auf, der eine der betreffenden Radzahl des Fahrzeugs entsprechende Anzahl von Wellenabstrahlern 31 auf ihre Eigenfrequenz derart erregt, daß dieselben Wellen im Überschallfrequenz-

strahlung mit niedriger Wiederholungsfrequenz stattfindet. Die Anordnung weist außerdem eine gleiche Anzahl von Empfängern 40 auf, die jeweils von einem ihnen zugeordneten, auf die Geberfrequenz abgestimmten Wellenempfänger 41 ein Signal empfangen, welches den einzelnen, vom Untergrund zurückgeworfenen Echosignalfolgen entspricht. Diese Wellenempfänger sind jeweils den zugehörigen Gebern zugeordnet.

Die Echosignale liegen jeweils mit Bezug auf die abgestrahlten Signalfolgen um eine Zeitdauer außer Phase, die jeweils proportional der Höhe zwischen dem Untergrund und dem Fahrzeugrahmen ist;

Die Echosignale werden in geeigneter Weise verstärkt und ausgesiebt, und außerdem wird die Signalaufnahme während der Sendeperioden gesperrt.

Die Phasenverschiebung zwischen den abgestrahlten Signalfolgen und den aufgenommenen Echosignalen wird mittels eines besonderen Schaltkreises in eine Spannung umgewandelt, die der jeweiligen Höhe entspricht, und diese Spannung wird moduliert und auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger 51 aufgezeichnet.

Ein verschiebbar angeordneter Ablesekopf 52 befindet sich jeweils in Abhängigkeit von der Fahr-Zeuggeschwindigkeit in der Bewegungsrichtung in größerem oder kleinerem Abstand längs des Aufzeichnungsträgers von dem Aufzeichnungskopf 49 entfernt, so daß unter Berücksichtigung der jeweiligen Verlustzeiten das Signal jeweils richtig in demjenigen Augenblick abgelesen wird, in welchem die gewünschte Einstellung des Fahrzeugabstützungspunktes auf dem Untergrund mit Bezug auf-den Fahrzeugrahmen zu erfolgen hat.

Die von dem Lesekopf gelieferte Ausgangsspannung wird mittels eines Kraftverstärkers 50 in geeigneter Weise verstärkt und der Servosteuerung der Fahrzeugaufhängung zugeführt.

In Fig. 2 ist zu ersehen, daß der magnetische Auf- ;: zeichnungsträger, d. h. der Meßwertspeicher, in Form einer endlosen Schleife eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials gegeben ist, welche in geeigneter Weise in Umlauf gesetzt wird, wobei die einzelnen Aufzeichnungsstellen dieser Schleife, nachdem sie unter dem festen Aufzeichnungskopf 49 hindurchgelaufen sind, unter dem Lesekopf 52 hindurchlaufen, dessen relative Stellung zum Aufzeichnungskopf 49 durch ein Korrekturgerät 53 eingestellt wird, welches seinerseits auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anspricht. Die einzelnen Aufzeichnungsstellen des Aufzeichnungsträgers 51 kehren sodann, nachdem sie unter einem Löschkopf 54 hindurchgelaufen sind, zum Aufzeichnungskopf 49 zurück.

Der Lesekopf 52 liest also die auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger 51 aufgezeichneten Angaben jeweils nach Ablauf einer Zeitspanne ab, deren Länge durch das Korrekturgerät bestimmt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die soeben beispielsweise dargelegte Schaltung beschränkt. Vielmehr können auch andere, dem Fachmann bekannte Schaltungen und Anordnungen zur Erreichung des erfindungsgemäß angestrebten Zwecks verwendet werden.

So können beispielsweise die einzelnen Schaltstufen der benutzten elektronischen Schaltung auch von Transistoren gebildet werden.

Weiterhin kann beispielsweise als Schallabstrahler und Echoaufnehmer jeweils ein und dasselbe Gerät verwendet werden, wobei bemerkt wird, daß lediglich zur Vereinfachung des Verständnisses der Beschreibung beim dargelegten Beispiel für diesen Zweck zwei getrennte Einrichtungen beschrieben worden sind.

Weiterhin wird bemerkt, daß zur Abstandsmessung selbstverständlich auch eine Tonfrequenz verwendet werden kann, wobei lediglich bemerkt wird, daß bei Anwendung von Tonfrequenzen außer dem Nachteil, daß dieselben hörbar sind, es schwieriger ist, dieselben auszusieben und daß außerdem, infolge des Auftretens stehender Wellen auch Fading-Erscheinungen bei der Aufnahme der reflektierten Wellen vorkommen können.

Die Verwendung von Ultraschall von wesentlich höherer Frequenz als angegeben ist nicht von Vorteil, da dann die Übertragungsverluste in Luft störend in Erscheinung treten. Außerdem bestünde dann die Gefahr, daß Frequenzbereiche verwendet werden könnten, die bereits für menschliche und tierische Organismen gefährlich werden.

Die oben beispielsweise erläuterte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Anwendung der Erfindung auf ein Straßenfahrzeug. Es wurde jedoch bereits oben darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt ist, sondern daß die Anwendung der Erfindung auf Flugzeuge und andere Fahrzeuge, die mit Rädern, Kufen, Schwimmern od. dgl. ausgestattet sind, von größter Wichtigkeit ist.

Über den Wortlaut der Ansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung und des Ausführungsbeispiels dienen nur der Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Aufhängung von Fahrzeugen, wobei mittels eines Servomotors die relative Lage der einzelnen Abstützpunkte des Fahrzeugs auf dem Untergrund mit Bezug auf den eigentlichen Fahrzeugkörper, beispielsweise mit Bezug auf das Fahrgestell, geändert wird, dadurch gekennzeich net, daß die Höhen der jeweils in Bewegungsrichtung vor den Abstützungspunkten gelegenen einzelnen Untergrundunebenheiten jeweils mittels eines Wahrnehmungsgerätes erfaßt und die aufgenommenen Werte dazu benutzt werden, um den Servomotor mit einer von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Verzögerung so zu steuern, daß die Lage dieser einzelnen Abstützungspunkte mit Bezug auf das Fahrzeug jeweils zum erforderlichen Zeitpunkt entsprechend eingestellt ist.

2. Fahrzeugaufhängung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die Höhen der jeweils in Fahrzeugbewegungsrichtung vor den einzelnen Fahrzeugabstützungspunkten befindlichen Untergrundunebenheiten mit Bezug auf eine normale Untergrundebene erfassendes Wahrnehmungsgerät, beispielsweise in Form eines mit elektromagnetischen Wellen betriebenen Echolotes (11, 12, 13, 14, 17, 19, 20), eines mechanisch, optisch, mit Ultraschall, elektronisch oder auf geeignete Weise betriebenen Wahrnehmungsgerätes, das jeweils diesen erfaßten Höhenwerten ent-

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sprechende Steuerimpulse liefert, die einem vorzugsweise hydraulisch wirkenden Servomotor (9, 6, 5) zugeführt werden, welcher in an sich bekannter Weise Steuerglieder (3, 4) betätigt, die ihrerseits die relative Lage der Fahrzeugab-Stützpunkte mit Bezug auf den Fahrzeugkörper im Sinne der jeweils erforderlichen Korrekturbewegung verändern.

3. Fahrzeugaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängungskräfte in Form hydraulisch-pneumatischer Kräfte gegeben sind und von einer motorisch betriebenen Pumpe (8) geliefert werden, die Flüssigkeit in einen mit kompressiblem Gas gefüllten Windkessel (7) drückt, von wo diese Flüssigkeit unter der Steuerung eines Steuerschiebers (9) jeweils wahlweise mit einer Kolbenseite des doppeltwirkenden Kraftkolbens (5) eines Servomotors (6, 5) in Zusammenwirkung kommt, der über entsprechende Verbindungsglieder (4, 3) derart mit dem ihm zugeordneten Fahrzeugabstützungspunkt (1) gekuppelt ist, daß dessen relative Lage zum Fahrzeug (2) durch die jeweilige Kolbenstellung bestimmt wird.

4. Fahrzeugaufhängung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (9) des Servomotors (6, 5) elektrisch betätigt wird.

5. Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den jeweils erfaßten Höhenwerten entsprechenden Steuerimpulse des Wahrnehmungsgerätes (11, 12, 13) dem Servomotor (9, 6, 5) über einen in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit betriebenen Speicher (13, 14, 15, 16, 17) übertragen werden, derart, daß die Steuerimpulse dem Servomotor mit einer von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Verzögerung mitgeteilt werden.

6. Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch ein nach dem Radarprinzip arbeitendes Wahrnehmungsgerät, dessen Geber (31) Ultxaschallimpulsfolgen mit bestimmter Wiederholungsfrequenz in Richtung auf den Untergrund abstrahlt und dessen Empfänger (41) die vom Untergrund zurückgeworfenen Echoimpulsfolgen aufnimmt und dieselben über einen Übertrager (40) und einen Kraftverstärker (5) in Form von Steuerspannungen einem den Servomotor steuernden Steuerkopf (60) zuführt, wobei diese Steuerspannungen entsprechend den jeweils erfaßten Untergrundunebenheiten moduliert und entsprechend der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit verzögert sind.

7. Anwendung der Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 2 bis 6 auf nicht mit Rädern ausgestattete Fahrzeuge, wie z. B. Gleiskettenfahrzeuge, Kufenfahrzeuge, Schlittenfahrzeuge, Schwimmerfahrzeuge, insbesondere auf Flugzeuge oder Schnellboote.

8. Anwendung der Fahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 auf Flugzeuge derart, daß die Servomotor-Steuerung die Vertikalkomponente der Flugzeuggeschwindigkeit beim Landen so berücksichtigt, daß das Flugzeug eine sich an den Landeplatz tangential anschmiegende Kurve durchläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1082 626;
österreichische Patentschrift Nr. 182966.

Hierau 1 Blatt Zeichnungen.

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