DE2411797A1 - Fahrzeughoehe-regelvorrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-fng. H. MITSCHERLICK Dipl.-lng.-K. GUNSCHMANN

Dr. rer. nat. W. KÖRBER Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22

SteinsdorfstraBe 10 «(0811) »29 66 84

12, März 197H

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
5 ,5-Chome, Yae su, Chuo-ku
Tokyo / Japan

Patentanmeldung

Fahrzeughöhe-Regelvorrichtung

Die Erfindung betrifft selbsttätige Fahrzeughöhe-Regelvorrichtungen für Kraftfahrzeuge oder ähnliche Fahrzeuge,
die unter Öldruck oder durch den Druck eines anderen Fluids automatisch Höhenveränderungen des Fahrzeugs kompensieren.

Gewöhnlich sind Fahrzeughöhe-Regelvorrichtungen der beschriebenen Art mit ölhydraulischen Zylindereinheiten ausgerüstet, die zwischen dem Karosserierahmen und den Rädern

40 9 838/0355

241179?

des Fahrzeugs im Fluidkreislauf parallel zu den gewöhnlichen Teleskopstoßdämpfern angeordnet sind und in Wirkung treten, wenn eine ^lagerung der Radaufhängungsglieder bei einer Veränderung der Höhe des Fahrzeugs festgestellt wird. Eine solche Anordnung hat sich insofern als nachteilig erwiesen, als sie natürlich zusätzlichen Raum unter der Karosserie des Fahrzeugs für den Einbau der ölhydraulischen Zylindereinheiten erfordert und eine optimale Anordnung der Radaufhängungen ziemlich schwierig macht.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer neuen und verbesserten Fahrzeughöhe-Regelvorr.ichtung der beschriebenen Art, welche den vorerwähnten Nachteil überwindet und bei welcher Teleskopstoßdämpfer, die gewöhnlich zwischen dem Karosserierahmen und den Rädern des Fahrzeugs angeordnet sind, und speziell so gebaut sind, daß sie sowohl als Hydrozylindereinheiten als auch zur selbsttätigen Fahrzeughöheregelung geeignet sind, verwendet werden.

Ferner gehört zur Aufgabe der Erfindung die Schaffung einer selbsttätigen Fahrzeughöhe-Regelvorrichtung der beschriebenen Art, bei der die Stoßdämpfereinheiten je mit einem Regelventil einfacher Bauart ausgerüstet sind, das dazu dient, jedes Lecken von Arbeitsmedium aus' den Stoßdämpfern heraus zu verhindern.

Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen und zwar zeigen:

4QSS38/0355

Fig. 1 einen ölhydraulischen Kreislauf in schematischer Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig» 2 eine Ansicht im axialen Schnitt eines der Teleskopstoßdämpfer, die den Hauptteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Höheregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge besitzt einen Satz von vier Stoßdämpfern 1,2,3 und H-, die zwischen dem Karosserierahmen F eines Kraftfahrzeugs und den Vorderrad- und Hinterradpaaren (nicht gezeigt) angeordnet sind. Die Stoßdämpfer sind je teleskopisch mit einem äusseren Rohrkörper oder Zylinder'5 ausgebildet, der an seinem unteren Ende mit dem zugeordneten Rad verbunden ist, und einem inneren Rohrkörper oder Zylinder 6, der im Aussenzylinder 5 gleitbar und an seinem oberen Ende mit dem Karosserierahmen F verbunden ist. Der Aussenzylinder 5 ist an seiner Seitenwand mit einer Drucköleinlaßöffnung 8 und mit einer Ölauslaßöffnung 11 versehen, welch letztere oberhalb der Einlaßöffnung 8 angeordnet ist. Die Einlaßöffnungen 8 der Aussenzylinder 5 der Stoßdämpfer sind mit einer gemeinsamen Druckölleitung 8A verbunden, die von der Förderöffnung einer Druckölpumpe 7 ausgeht und ein Druckbegrenzungsventil 9 enthält. Die Auslaßöffnungen 11 der Aussenzylinder 5 sind dagegen mit einer gemeinsamen ölauslaßleitung HA verbunden, die in einen ölbehälter 10 mündet. Ein Druckspeicher 12, der eine Druckgaskammer enthält, ist oberhalb jedem der Innenzylinder 6 in Verbindung mit dem Innenraum desselben angeordnet. Die zwei Innenzylinder 6, die am Karosserierahmen F auf dessen rechten

409 8 38/0355

bzw, linken Seite befestigt sind, haben miteinander Strömungsverbindung durch eine Fluidleitung 16 mit einer öffnung 18.

Nachfolgend wird der Aufbau der Teleskopstoßdämpfer, die alle von der gleichen Bauart sind, in Verbindung mit Fig, 2 beschrieben, welche einen der Stoßdämpfer im Schnitt, nämlich den dem linken Hinterrad zugeordneten Stoßdämpfer 3, zeigt.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist der Innenzylinder 6 zur vertikalen Gleitbewegung mit Bezug auf den Aussenzylinder 5 durch ein rohrförmiges Lagerelement bzw, eine Hülse 20 gelagert, die fest im offenen oberen Teil des Aussenzylinders 5 angeordnet ist und einen Kolben 21 enthält, der am unteren Ende des Innenzylinders 6 befestigt und in dem Aussenzylinder 5 gleitbar ist, um den Innenraum desselben in eine obere und in eine untere ölkammer a und b zu unterteilen. Der Gleitkolben 21 ist mit einem gewöhnlichen Pufferventil 22 versehen, das dazu dient, die Fluidverbindung zwischen der oberen und der unteren ölkammer a bzw, b zu regeln. Ferner wird die obere Ölkammer a im Aussenzylinder 5 in Fluidverbindung mit einer weiteren ölkammer c, die durch den Innenzylinder 6 begrenzt wird, durch öffnungen 23 in der Wand des Innenzylinders gehalten.

Das Gleitlager bzw, die Hülse 20 weist eine obere und eine untere Ringnut 24 bzw. 25 auf, die an ihrem Innenumfang vorgesehen sind und normalerweise in Verbindung mit der ölauslaßöffnung 11 bzw, mit der öleinlaßöffnung 8 des Aussenzylinders 5 gehalten werden. In den Stegteilen 2 6, 2 7 und 28 der Innenumfangsflache der Lagerhülse 20 sind Dichtungen 29, 30 und 31 vorgesehen. Der mittlere Stegteil 27,

409838/0355

der eine bestimmte axiale Breite hat, bildet ein ölregelventil V in Zusammen wirkung mit einer öffnung 32, die sich durch die benachbarte Seitenwand des Innenzylinders 6 erstreckt. Hierbei ist zu erwähnen, daß die Öffnung 32 in ihrer Größe so bemessen ist, daß sie der Ölströmung durch sie hindurch einen grösseren Widerstand entgegensetzt als das Pufferventil 22.

In Fig, 2 ist ferner mit 33 eine Schwingachse bezeichnet, die zur Lagerung eines Hinterrades dient und an ihrem Basisende am Rahmen F angelenkt ist, wie bei 34 angegeben. Die Schwingachse 33 ist ferner zwischen ihren Enden mit dem unteren Ende des Aussenzylinders 5 des zugeordneten Stoßdämpfers 3 gelenkig verbunden, wie bei 35 angegeben, und trägt an ihrem freien Ende ein Hinterrad (nicht gezeigt).

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der vorangehend beschriebenen Höherege!vorrichtung beschrieben. Im normalen Zustand ist, wenn das Fahrzeug in seiner normalen Höhe gehalten wird, die Öffnung 32 im Innenzylinder 6 durch das Gleitlager 20 verdeckt, die sich innerhalb des axialen Bereiches des mittleren Stegteiles der Gleithülse befindet, wie in Fig. 2 gezeigt, so daß die obere und die untere Ringnut 2h bzw. 25 im Gleitlager 20 keine Strömungsverbindung miteinander und mit der Ölkammer σ haben. Hierbei ist zu erwähnen, daß die untere Ringnut 25 ständig unter Öldruck gehalten wird, da sie mit der Druckölleitung 8A in Verbindung steht, welches in der Nut 25 gehaltene Drucköl das Bestreben hat, zur Niederdruckseite zu lecken und insbesondere zum oberen Ende des Gleitlagers 20. Da jedoch die obere Ringnut 2t zwischen der unteren Ringnut 25 und dem oberen Ende des Gleitlagers 20 liegt und ständig mit

409338/0355

demAislaßölkanal HA in Verbindung gehalten wird, kann das Drucköl in der unteren Ringnut 25 nur in die Auslaßölleitung HA austreten, jedoch niemals durch das obere Ende des Gleitlagers 20 herauslecken, selbst wenn es aus der unteren Ringnut 25 nach oben lecken kann.

Es sei nun angenommen, d£> die Höhe des Fahrzeugs unter das normale Niveau durch eine vertikal nach unten gerichtete Kraft herabgesetzt wird, die auf den Rahmen F wirkt, und mit der Fahrgast- und/oder Gepäckbelastung zunimmt. Unter diesen Bedingungen wird der Innenzylinder 6 jedes der Stoßdämpfer 1-4 mit Bezug auf den Aussenzylinder nach unten bewegt und wird die Ölöffnung 32 schließlich von der Unterkante des mittleren Stegteils 27 des Gleitlagers 20 wegbewegt, so daß sie zur unteren Ringnut 25 in dem letzteren offen ist. Dies hat zur Folge, daß die ölkammer c im Innenzylinder 6 in Strömungsverbindung mit der Druckölleitung 8A über die ölöffnung '32 und die untere Ringnut 25 gebracht wird, welch letztere ständig mit der Druckolexnlaßleitung 8A in Verbindung steht, so daß Drucköl von der ölpumpe 7 zur Ölkammer c gefördert wird und von dieser zur oberen und zur unteren ölkammer a und b im Aussenzylinder 5 über die Öffnungen 23 und das Pufferventil 22, um einen Öldruck sowohl auf die obere als auch auf die untere Endfläche des gleitbaren Kolbens 21 auszuüben. Der Kolben 21 wird daher, da seine obere friliegende Fläche kleiner als die untere freiliegende Fläche ist, nach oben getrieben, bis die Ölöffnung 32 wieder in ihre normale Stellung zurückgeführt und wieder durch den mittleren Stegteil 27 des Gleitlagers 20 verschlossen worden ist, um die Ölkammer c im Innenzylinder 6 zu entlasten. Gleichzeitig hiermit wird die Fahrzeughöhe wieder auf ihr normales Niveau gebracht und kommt der Kolben 21 zum Stillstand,

4 0 9 3 3 3/0355

um die normale Höhe des Fahrzeugs beizubehalten.

Wenn dagegen die nach unten gerichtete Last auf dem Rahmen F herabgesetzt wird, um die Fahrzeughöhe über das normale Niveau zu erhöhen, wird diesesmal die ölöffnung 32 im inneren Zylinder 6 zur oberen Ringnut 2U im Gleitlager 20 freigegeben, um die ölkammer c mit der ölauslaßleitung HA in Verbindung zu bringen, so daß sich der Kolben 21 abwärtsbewegen kann, bis die normale Fahrzeughöhe wieder hergestellt ist. Hierbei ist zu erwähnen, daß die beschriebene Funktion des Ausgleichs der Fahrzeughöhe von jedem der Stoßdämpfer 1, 2, 3 und 1 unabhängig voneinander ausgeführt wird, so daß eine seitliche Neigung des Rahmens F als Folge einer einseitigen Belastung oder plötzlichen Bremsung wirksam durch die erfindungsgemäße Höheregelvorrichtung in selbsttätiger Weise korrigiert werden kann.

Wenn die Räder des Fahrzeugs auf- und abschwingen-, beispielsweise während der Fahrt des Fahrzeugs über eine unregelmässige Fahrbahnoberfläche, werden die dem jeweiligen Rad zugeordneten Stoßdämpfer 1, 2, 3' und 4 unabhängig voneinander verlängert und verkürzt und in jedem der Stoßdämpfer setzt das Pufferventil 22 einen geeigneten Strömungswiderstand dem öl entgegen, das zwischen der oberen und der unteren ölkammer a und b, die miteinander durch die ölkammer c verbunden sind," hin- und herströmt, so daß Schwingungen und/oder Stöße, die dem Rahmen F mitgeteilt werden, wirksam wie bei den herkömmlichen Stoßdämpfern gemildert werden. Bei dieser teleskopischen Arbeitsweise der Stoßdämpfer 1, 2,3 und M- kann die ölöffnung 32 in der Seitenwand des Innenzylinders 6 manchmal zur oberen bzw. unteren Ringnut 24 bzw, 25 frei werden. In diesen Fällen jedoch ist die durch die öffnung 32 fliessende ölmenge sehr beschränkt wegen

409338/0355

der verhältnismässig hohen Frequenz der teleskopischen Wirkung der Stoßdämpfer und wegen des beträchtlichen Widerstandes der öffnung 32 gegen hindurchtretendes Öl, so daß die Fahrzeughöhe im wesentlichen unverändert bleibt.

Wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt, wird der Rahmen in kontinuierlicher Weise unter der Wirkung der Fliehkraft seitlich geneigt, so daß er an der radial inneren Seite absinkt, während er auf der radial äusseren Seite angehoben wird. Wenn in einer solchen Situation der Fahrzeughöhe-Kompensationsvorgang der Teleskopstoßdämpfer 1-4 langsam vor sich gehen soll, muß der RekompensatxonsVorgang der Stoßdämpfer,wenn nachfolgend die Kurvenrichtung des Fahrzeugs umgekehrt wird, in einem beträchtlichen Maße verzögert werden. Diese Verzögerung in der Wirkungsweise könnte in Kombination mit dem Bestreben des Fahrzeugs, sich unter der Wirkung der Fliehkraft, die nun ihre Richtung geändert hat, in der entgegengesetzten Richtung zu neigen, eine ungewöhnliche Seitenneigung des Fahrzeugs verursachen, wodurch dessen Fahrt gefährdet wird.

Zur Vermeidung der durch die Seitenneigung entstehenden Gefahr werden die zwei rechten bzw, die zwei linken Stoßdämpfer 2 und 1 bzw. 4 und 3 bei der dargestellten Ausführungsform durch die Ölleitung 16, in der sich eine öffnung 18 befindet, in Strömungsverbindung miteinander gehalten. Bei dieser Anordnung kann, wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt und die entgegengesetzten Seiten des Rahmens F angehoben bzw, abgesenkt werden, öl durch die Druckölleitung 8A in die Stoßdämpfer gefördert werden, die auf der einen oder der anderen Seite des Fahrzeugs angeordnet sind, beispielsweise in die Stoßdämpfer 1 und 3, welches öl das Bestreben hat, durch die Ölleitungen zu den Stoßdämpfern 2 und t zu fliessen, die auf der ent-

409838/0355

gegengesetzten Seite des Fahrzeugs angeordnet sind. Andererseits wird der Druck in den Stoßdämpfern 2 und 4 durch deren Ableitung über die Ölleitung HA herabgesetzt, so daß aus den Stoßdämpfern eins und drei austretendes öl durch die öffnungen 18 in die jeweiligen Stoßdämpfer 2 und 4 fliessen kann, um sofort einen Zustand hydraulischen Gleichgewichts zwischen den Stoßdämpfern 1 und 3 einerseits und den Stoßdämpfern 2 und 4 andererseits herzustellen. Auf diese Weise werden die Stoßdämpfer 1-4 von ihrer Fahrzeughöhe-Ausgleichsfunktion entlastet, so daß das Fahrzeug Kurven in der gleichen Weise befahren kann, wie dies bei einem gewöhnlichen Fahrzeug der Fall ist, das nicht mit einer Höheregelvorrichtung ausgerüstet ist.

Wenn die beiden Stoßdämpfer auf der einen oder der anderen Seite des Fahrzeugs wegen einer einseitigen Belastung verkürzt werden, können sie in der üblichen Weise in Funktion treten, um die Veränderung in der Höhe des Fahrzeugs auf dieser Seite zu kompensieren, da die beiden Stoßdämpfer auf der anderen Seite diesesmal unverlängert bleiben zum Unterschied von denjenigen auf der radial" inneren Seite, wenn das Fahrzeug sich in Kurvenfahrt befindet, und da das Bestreben des den verkürzten Stoßdämpfern zugeführten Drucköls durch die Ölleitungen 16 zu den Stoßdämpfern auf der entgegengesetzten Seite auszutreten, durch die öffnung 18 in den Ölleitungen 16 eine wirksame Gegenwirkung erfährt.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, dienen bei der erfindungsgemäßen Höheregelvorrichtung die Teleskopstoßdämpfer 1-4 nicht nur dazu, Stöße und Schwingungen der Fahrzeugkarosserie, wie sie durch eine unrege!massige

409838/0355

Fahrbahnfläche verursacht werden, zu mildern, sondern sie erfüllen auch wirksam die Aufgabe, eine Höhenänderung des Fahrzeugs selbsttätig zu kompensieren. Die Verwendung solcher Doppelzweck-Stoßdämpfer bringt .wesentIbhe Vorteile insofern, als die Zahl der Bauelemente der Vorrichtung insgesamt entsprechend herabgesetzt wird, so daß eine solche Vorrichtung mit geringstmöglichen Kosten hergestellt werden kann, und ausserdem sind im Gegensatz zu den herkömmlichen Höheregelvorrichtungen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine zusätzlichen Räume unter der Fahrzeugkarosserie für den Einbau erforderlich, so daß die Radaufhängeorgane frei unter dem Rahmen F in Stellungen angeordnet werden können, die normalerweise bei gewöhnlichen Fahrzeugen wünschenswert ist, Ausserdem besitzt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das ölregelventil V in jedem der Stoßdämpfer - H eine obere und eine untere Ringnut 24 bzw. 25, die ständig mit den ölauslaß- bzw. Einlaßöffnungen 11 bzw. 8 in Verbindung gehalten werden, wie beschrieben. Diese Anordnung ist deswegen vorteilhaft, da keine teueren Hochdruck-^ ichtungselemente verwendet werden müssen, weil Drucköl, das gegebenenfalls aus der unteren Ringnut 25 herausleckt, niemals zur Aussenseite der Stoßdämpfereinheit gelangen kann, selbst wenn diese zur ölauslaßöffnung 11 oder weiter zu einer anderen Stoßdämpfereinheit leckt.

Obwohl im Vorangehenden eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche:

409838/0355

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1« frahrzeughöhe-Rege!vorrichtung zur Verwendung in einem !fahrzeug, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, ge-V kennzeichnet durch hydraulische Teleskopstoßdämpfer (1 - ¹O, die zwischen dem Rahmen (F) und den Rädern des Fahrzeugs angeordnet sind und je einen Innenzylinder (6), einen Aussenzylinder (5), der auf dem Innenzylinder gleitbar ist und mit diesem -in Strömungsverbindung gehalten wird, ferner ein Pufferventil (22) aufweist, das die Aufgabe hat, dem Fluid im Stoßdämpfer bei der Strömung zwischen dem Innenzylinder und dem Aussenzylinder während einer relativen Gleitbewegung dieser Zylinder mit Bezug aufeinander einen Strömungswiderstand entgegenzusetzen, sowie eine Fluideinlaßöffnung (8) in der Seitenwand des Aussenzylinders, die mit einer Druckfluidquelle (7) in Verbindung steht, ferner eine Fluidauslaßöffnung (11) in der Seitenwand des Aussenzylinders (5), die mit der Aussenluft in Verbindung steht, und ein Regelventil (V) zwischen dem Innenzylinder und dem Aussenzylinder, durch welches die Fluideinlaßöffnung (8) mit dem Inneren des Stoßdämpfers bei dessen Verkürzung unter eine bestimmte axiale Länge in Verbindung gebracht werden kann und die Fluidauslaßöffnung (11) mit dem Inneren des Stoßdämpfers bei dessen Verlängerung über eine bestimmte axiale Länge in Verbindung gebracht werden kann, welches Regelventil (V) so beschaffen ist, daß es der Fluidströmung einen grösseren Widerstand entgegensetzt als das Pufferventil (22)

   409838/0355

   Fahrzeughöhe-Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (V) eine obere und eine untere Ringnut (24 bzw. 25) an der Innenseite des Aussenzylinders (5) in einem bestimmten vertikalen Abstand voneinander sowie eine Durchtrittsöffnung (32) aufweist, die in der Seitenwand des Innenzylinders (6) in einer solchen Lage vorgesehen ist, daß sie durch den Stegteil zwischen der oberen und der unteren Ringnut (24 bzw. 25) verschlossen gehalten wird, so lange der Stoßdämpfer seine normale Länge beibehält, wobei die obere Ringnut bzw. die untere Ringnut mit der Ölauslaßöffnung bzw. Öleinlaßöffnung in Verbindung steht.

   Der Patentanwalt

   4Ü9838/Q355