DE2108563A1 - Hydropneumatische Radaufhängung mit Qüerstabihsierung bei einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. V. Beyer
Dipl.-Wirtsch.-Inc. B.Jochem

Prankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Strasse 18

In Sachen:

Industrial Development
Company Establishments
Vaduz / Liechtenstein
Hauptstrasse 35

Hydropneumatisch^ Radaufhängung mit Querstabil'isierung bei einem Kraftfahrzeug.

Priorität der französischen Patentanmeldung ITr. 70 06 441 vom 24. Februar 1970

Die Erfindung betrifft eine zydropneumatische Radaufhängung mit Querstabilisierung bei einem Kraftfahrzeug mit je einem an einen pneumatischen Druckapeicher angeschlossenen i

hydraulischen Kraftzylinder für jedes Fahrzeugrad, dessen mit einem Radlenker mechanisch verbundener Kolben als dreifach wirkender Differentialkolben ausgebildet ist uj·«' ■ innerhalb des an der Karosserie festen Zylinders drei mit ■Druckflüssigkeit gefüllte Arbcitükammorn abteilt,,von denen die eine an den pneumatischen Druckspeicher angeschlossen ist, während die anderen, von entgegengesetzt gerichteten Ringflächen des Kolben^ begrenzten "Arbeite- . kammern überkrouz mit den entsprechenden Arbeitokammorn <ioz KraftZylinders für daa gegenüberliegend« Had verbunden aind·

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Bei einer bekannten Radaufhängung der vorgenannten Art ergeben sich bei der Herstellung dec KraftZylinders beträchtliche Schwierigkeiten, weil die.verschieden großen Bohrungsabschnitte des Zylinders und die mit diesen dichtend zusammenarbeitenden Kolbenflächen äußerst genau bearbeitet werden müssen, und zwar sowohl was das dia-• metrale Spiel wie auch die Ausrichtung anbetrifft· In der Praxis ist die Verwirklichung dieser Forderungen. , ■; mit den bisher bekannten Mitteln außerordentlich koctW;. ·' spielig und wenig sicher· ' -.. .-'

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten der ' · bekannten Radaufhängung mit einer besonders einfachen und robusten Konstruktion zu beseitigen. Erfindungsgerajaß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Differentialkolben zwei hintereinander angeordnete, dichtend inner-· halb des Zylinders geführte zylindrische Teile umfaßt, zwischen denen axial formschlüssig verbunden, aber in Querrichtung beweglich ein mit Mitteln zur Abdichtung gegen den übrigen Kolbenteil versehener Schwimmring : angeordnet ist, der mit seiner zylindrischen Außenfläche dichtend in einem erweiterten Bohrungsteil dee Zylinders gleitet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bestehen die beiden zylindrischen Teile des Kolbens aus einem Stück ^; mit einem dazwischen gelegenen Ringflansch größeren Durchmessers, gegen deosen eine Seite sich ein an der einen Stirnseite des Schwimmringes angeordneter »Dichtungs- .' ring anlegt, während ein entsprechender weiterer Dichtungsring an der anderen Stirnseite des Schwimmringes gegen einen Ringkragen an einem auf den ,Kolben aufgeschraubten Stützring dichtet.

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Nach einem anderen Auöccataltungsinorkmal der Erfindung int der Kolben mit einer axial geteilten Kugelpfanne versehen ist, welche den Kugelkopf einer mit einem ungefederten Teil wie beispielsweise einer Trag- oder £adachse der Radaufhängung verbundenen und den einen Teil .· der Kugelpfanne in einer Bohrung durchsetzenden Kugel- , ■·' stange gelenkig aufnimmt· Dank dieser Anordnung kann y die Kuppelstange in doppeltem Sinne auf den Kblfeen » λ :*- des KraftZylinders wirken, d.h. sowohl stoßen wie auch, f ziehen. Umgekehrt kann der Kolben des Kraft Zylinders ilai : ' \ j einen wie im anderen Sinne auf die Kuppelstange ein- * *:'; wirken, wie dies insbesondere zur Querstabilisierung . , des Fahrzeugs erforderlich ist. ■

In weiterer Ausbildung der vorerwähnten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kugelpfanne im · Inneren des Kolbens im axialen Bereich des Schwimmringes angeordnet. Diese Anordnung ist besonders * : _;. günstig für die im Betrieb auftretenden Querbeanepruchungen··

Was schließlich die Abdichtung der Gleitflächen betrifft, mittels welcher der Kolben von der einen der ringförmigen · ^: hydraulischen Arbeitskammern für die Querstabilisierung '.'^:r in die freie Atmosphäre ragt, so können hierzu an sich bekannte Einrichtungen wie beispielsweise ein Satz auf- ■ ( einander folgender Dichtungsringe aus elastischem Material mit dazwischen liegenden Metüllscheiben verwendet werden, ' die in eine ringförmige Ausnehmung der Zylinderbohrung ,4 eingesetzt sind. . ' * · ^

Die Erfindung gestattet nicht nur die einfache Herstellung eines robusten und billigen Kraftzylinders für "die Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, sondern außerdem eine beträchtliche Verminderung der Gesamtabmessungen dieses Elementes. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft bei der

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Montage der Radaufhängung ab Fahrzeug aus, vor allem wenn es sich um einen Lastkraftwagen handelt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert· Es zeigen?

Pig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kraftzylinder nach der Erfindung für die Hinterachse eines Fahrzeugs,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Anordnung von zwei JCraftzylindern nach der Erfindung bei einzeln aufgehängten Vorderrädern und

Fig. 3 in schematischer perspektivischer Darstellung eine gesamte Radaufhängung nach der Erfindung für ein Fahrzeug mit einzeln aufgehängten Vorderrädern und einer durchgehenden Hinterachse.

In der Zeichnung sind verschiedene Teile eines Kraftfahrzeuges,beispielsweise eines Lastwagens dargestellt, dessen Aufhängung und 'Querstabilisierung ölpneumatisch arbeitet, wie dies im Prinzip beispielsweise aus der französischen Patentschrift 1 574· 856'bekannt ist. Einer Beschreibung dieses Prinzips im einzelnen bedarf es deshalb nicht mehr.

Es gentigt daran zu erinnern, daß ah federn Rad bzw. einem jeden Achnende ein hydropneumatisclier Kraftzylinder 1 angreift, bei welchem ein dreifach wirkender Differentialkolben innerhalb des an der Karosserie festen Zylinders gleitet und dabei drei voneinan^er^etrennto ölkammern 23 und 24 voneinander abteilt (Fig. 1).

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Die Erfindung betrifft in erster Linie die konstruktive Gestaltung des KraftZylinders 1 wie dies auf Pie· 1 hervorgeht .

Der Kolben nach der Erfindung besteht aus einem Körper 101, der an seinen Enden zwei zylindrische Teile 102 und 102 aufweist, von denen der erste dichtend in einer Bohrung des festen Zylinders 105 gleitet, während der zweite den entgegengesetzten Boden 1OG desselben Zylinders durchragt. Die Abdichtung des gleitenden Teils 103 zwischen der äußeren Atmosphäre und der ölkammer 24 erfolgt durch einen Satz steifer Ringscheiben 107 und dazwischen ange- ' ordneter elastischer Dichtungsringe 108.

In mittleren Teil an der Basis des gleitenden Teils 102 trägt der Kolbenkörper 101 einen Ringflansch 109 größeren Durchmessers, der nach außen überragt. Gegen die innere Stirnfläche der von dem Ringflansch 109 gebildeten Schulter liegt ein Dichtungsring 110 an, der in eine Ringnut an dor einen Stirnseite eines Schwimmringes 111 eingesetzt ist. Dieser Ring ist aus Metall und besitzt an seiner entgegengesetzten Stirnseite eine ähnliche Ringnut, in welche ein weiterer Dichtungsring 112 eingesetzt ist. Dieser dichtet gegen die eine Seite des Ringkragens ( 113 an einen metallischen Stüfczring 114, der auf den Kolben 101 hinter dem Schwimmring 111 aufgeschraubt ist.

Dank dieser Anordnung ist der Schwimmring 111 mit dem Kolben 101 in axialer Richtung fesb verbunden, vermag sich jedoch in Querrichtung begrenzt zu bewegen, wobei die Abdichtung dieser Relativbewegung durch die beiden Dichtungsringe 110 und 112 sichergestellt ist.

Die zylinderische Außenfläche des Schwimmringes 111 gleitet dichtend in einer Bohrung 11*T innerhalb des

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feeten Zylinders IO5.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung befindet sich im Inneren des Kolbens 101 in Höhe des Schwimmringes die eine Hälfte 116 einer Kugelpfanne, gegen welche sich der Kugelkopf 117 am Ende einer Kuppelstange 118 abstützt. Hinter dem Kugelkopf 117 ist ein die zweite Hälfte der Kugelpfanne bildender Ring 119 eingesetzt, der zusammen mit der Pfannenhälfte 116 ein festes Lager innerhalb des Kolbens 101 bildet und in seinem Inneren den Kugelkopf 117 umschließt. Trotzdem vermag die Kuppelstange 118 im Verhältnis zur Langsachse des Kolbens 101 zu schwenken, jedoch ist die Verbindung mit dem Kolben formschlüssig. Mit anderen Worten, die Kuppelstange 118 kann sowohl gegen den Kolben drücken wie an diesem ziehen und vermag bei dessen Bewegung Kräfte in der einen oder · anderen Richtung aufzunehmen.

Die Befestigung der Pfannenhälfte 116 und des Pfannenrings 119 im Inneren des Kolbens 101 erfolgt mit Hilfe einer Zwischenhülse 120, die durch eine in dem Teil 103 des Kolbens eingeschraubte Gewindebuchse festgehalten ist.

Ein elastischer Balg 122 schützt den gesamten Mechanismus gegen Verschmutzung von außen und gestattet dabei ein freies Schwingen der Kuppelstange 118.

Am entgegengesetzten Ende des Kraftzylinders 1 ist dac Zylindergehäuse 105 fest verbunden mit dem Gehäuse 123 eines pneumatischen Druckspeichers 10 bekannter Bauart, der das Druckgas-kissen der Aufhängung enthält. D^s Druckgaskissen wirkt unmittelbar auf das öl in der ölkammer 13.

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Im übrigen sind die Ringkammorn 25 und 24, die zur Querstabilisierung dienen, mittels nicht gezeigter Leitungen über Kreuz mit den entsprechenden Kammern einen anderen Kraftzj'linders 1 der Radaufhängung verbunden. Die hydraulische Schaltung ist die gleiche wie die bei der bekannten Radaufhängung nach der französischen Patentschrift 1 574 856.

Man erkannt, daß der Kraftzylinder 1 nach der Erfindung (Fig. 1) große praktische Vorteile mit eich bringt. Vor allem stellt er eine ausgezeichnete Abdichtung swicch.cn den drei ölkammern 15» 23 und 24 und der äußeren Atmosphäre sicher, ohne daß es erforderlich ist, bei dor " Bearbeitung eine besondere Pluchtungsgonauigkeit zwischen den Bohrungen 104, 115 und der öffnung im Boden 106 des Zylinders einzuhalten. Desweiteren begünstigt die Anordnung des Kugelkopfes 117 in Höhe des Schwimmringes 111 _f d.h. im Zentrum des Kolbens, eine gute Aufnahme der im Betrieb auftretenden Querkräfte. Endlich kann, wie man sieht, der Kraftzylinder 1 mit stark verminderten Abmessungen ausgeführt werden, was seinen Einbau in das Fahrzeug erleichtert.

Einbaubeispiele sind gleichfalls in der Zeichnung dargestellt . . {

LIn Fig. 2 ist die Anbringung der Kraft zylinder 1 an den lenkbaren Vorderrädern 124 eines Lastwagens gezeigt. "Dort sitzt der Gelenkbolzen 125 einer jeden Kuppelstange 118 am entsprechenden unteren Querlenker 126 einer Einzelradaufhängung. Demgegenüber ist das Sylindergehäuse 105 Acc KraftZylinders 1 am Chassis befestigt, ebenso wie die Gclenkbolzen 127 äer oberen Querlenker 128· Die beiden Kraftzylinder 1 der Vorderradaufhängung liegen in derselben Vertikalebene, wobei ihre Achsen 129 nach oben konvergieren·

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Was min die Kraft zylinder 1 dor Aufhängung für die Hinterachse 130 (Pie· 1 und 3) anbetrifft, so rind diese nach " vorn gerichtet mit schwacher Neigung zur Horizontalen. Ein jeder dieser Kraftzylinder ißt mittels eines Golcnkbolzens 125 ^an seiner Kuppelstange 1.18 an eine Dreiockcchwinge I3I angelenkt, die eine Winkelurilenkung schafft. Diese Schwinge vieist an ihren anderen beiden Scheitelpunkten einerseits einen Gelenkbolzen 132 auf, der mittels eines Lagerbocks 133 ^am Chassis 134- des Fahrzeugs befestigt ist und andererseits einen Kuppelbolzen 135 für eine in der Länge verstellbare Koppel 136» deren anderes Ende mittels eines Bolzens 137 an der Hinterachse I30 angreift. Aus Fig. 1 ist zu sehen, daß diese Anordnung eine axiale Gleitbewegung des Kolbens 101 in Richtung des Doppelpfeils 138 bewirkt, wenn sich die Hinterachse 130 beim Ein- und Ausfedern der Radaufhängung in Richtung des Doppelpfeils 139 in senkrechter Richtung bewegt·

Aus Fig. 3 ist· ersichtlich, wie die Kraftzylinder 1 nach der Erfindung die hierzu erforderlichen Abmessungen des Fahrzeuges klein zu halten vermögen.

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Claims (5)

1. Patent ansprüc he

   QHy Hydropneumatisch^ Radaufhängung mit Querstabilisierung bei einem Kraftfahrzeug mit je einem an einen pneumatischen Druckspeicher angeschlossenen hydraulischen Kraftzylinder für jedes Fahrzeugrad, dessen mit einem Radlenker mechanisch verbundener Kolben als dreifach wirkender Differentialkolben ausgebildet ist und inner- ^ halb des an der Karosserie festen Zylinders drei mit " Druckflüssigkeit gefüllte Arbeitskaamern abteilt, von denen die eine an den pneumatischen Druckspeicher angeschlossen ist, während die anderen, von entgegengesetzt gerichteten Ringflächen des Kolbens begrenzten Arbeitskammern überkreuz mit den entsprechenden Arbeitskammern des KraftZylinders für das gegenüberliegende Rad verbunden sind, 'dadurch g*ekennzeichn e t , daß der Differentialkolben (101) zwei hintereinander angeordnete, dichtend innerhalb des Zylinders geführte zylindrische Teile (102, 103) umfaßt, zwischen denen axial formschlüssig verbunden, aber in Querrichtung beweglich ein mit Mitteln (110, 112) zur Abdichtung i

   gegen den übrigen Kolbenteil (1091 113) versehener Schwimmring (111) angeordnet ist, der mit seiner zylindrischen Außenfläche dichtend in einem erweiterten Bohrungsteil des Zylinders (105) gleitet.
2. 2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden zylindrinchen Teile (102, 103) des KoJLbcns (101) aus-einem Stück mit einem dazwischen gelegenen Ringflansch (109) größeren Durchmessers bestehen, gegen dessen eina Seite \ sich ein an der einen Stirnseite des Schwimmringes (111) angeordneter DichtujigarinflL (TIPI Jtnlegt, während ein

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   entsprechender weifcci'er Dichfcunscring (112) an der anderen Stirnseite dos Schwimmringes (111) gegen einen Einckrascri ) an einem auf den Kolben aufgeschraubten Stift zring dichtet.
3. 3. Hadaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch' 5 s kennzeichnet , daß der Kolben (101) mit einer axial geteilten Kugelpfanne (116, 119) versehen ist, welche den Kugelkopf (11?) ei.ner mit einem ungefederten Teil der Radaufhängung (126*, 130) verbundenen und den einen Teil (119) der Kugelpfanne in einer Bohrung durchsetzenden Kuppelstange (119) gelenkig aufnimmt.
4. 4-, Radaufhängung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Kugelpfanne (116,119) im Inneren des Kolbens (101) im axialen Bereich des Schwimmringes (111) angeordnet ist.
5. 5. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Kolbenteil (103), der eine der Arbeitskammera (24) von der äußeren Atmosphäre abtrennt, innerhalb des Zylinders (105) durch mehrere aufeinander folgend^ Dichtungsringe (108) aus elastischem Material mit dazwinchen liegenden Metallscheiben (107) abgedichtet ist, die in eine ringförmige Erweiterung ä.er Zylinderbohrung eingesetzt sind.

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