WO2000056562A1

WO2000056562A1 - Verspannungsregleranordnung für ein fahrzeug

Info

Publication number: WO2000056562A1
Application number: PCT/EP2000/001683
Authority: WO
Inventors: Enno Duplitzer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2001-09-23
Also published as: DE19912898C1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verspannungsregleranordnung für ein Fahrzeug, das einen von vier Rädern getragenen Aufbau aufweist, wobei je zwei Räder, die einander diametral gegenüberliegen, ein Diagonalradpaar bilden. Eine solche Verspannungsregleranordnung soll so ausgebildet werden, dass sie einen einfachen Aufbau aufweist und eine rasche Regelung gewährleistet. Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäss jedem Rad ein Druckraum (6, 7, 8, 9) zugeordnet, in dem ein mit einer am Rad angreifenden Radlast korrelierter Fluiddruck herrscht, wobei bei jedem Diagonalradpaar die zugehörigen Druckräume jeweils mit Ventilmitteln (12, 23) gekoppelt sind, derart, dass die Ventilmittel in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen der Summe der Drücke in den Druckräumen des einen Diagonalradpaares (7, 8) und der Summe der Drücke in den Druckräumen des anderen Diagonalradpaares (6, 9) betätigt werden und dabei die Druckräume mit dem in der Summe höheren Druckniveau mit einem Niederdruckreservoir (18) und die Druckräume mit dem in der Summe niedrigeren Druckniveau mit einer Hochdruckquelle (16, 17) verbinden.

Description

Verspannungsregleranordnung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Verspannungsregleranordnung f r ein Fahrzeug, das einen von vier Abstutzelementen, z.B. Radern, getragenen Aufbau aufweist.

Da sich die räumliche Anordnung einer Ebene durch drei Raumpunkte eindeutig definieren laßt, ist bei einem Fahrzeugaufbau, der vier Rader bzw. Abstutzelemente aufweist und somit an vier Raumpunkten abgestutzt ist, das Abstutzsystem des Fahrzeugaufbaus, z.B. den Radern zugeordnete Luftfedern, statisch uberbesti mt . Insbesondere stehen zur Bestimmung von vier Abstutzkraften nur drei Gleichungen zur Verfugung: Gewichtskraftverteilung (die Summe der Radlasten entspricht dem Fahrzeuggewicht, d.h. der statischen Belastung des Aufbaus) Nickmomentverteilung (die aus den Radlasten resultierenden Momente bezuglich der Nickachse bzw. Querachse des Fahrzeuges müssen sich in der Summe aufheben) , Wankmomentverteilung (die aus den Radlasten resultierenden Momente bezuglich der Wankachse bzw. Langsachse des Fahrzeuges müssen sich m der Summe aufheben) . Beispielsweise kommt es, wenn sich eines der Rader außerhalb der durch die anderen drei Rader gebildeten Ebene abstutzt, zu einer sogenannten „Verspannung* , bei der die Radlastverteilung dazu fuhrt, daß ein Fahrzeugaufbau bezuglich einer Diagonalen, die durch diametral gegenüberliegend am Aufbau angeordnete Fahrzeugräder verlauft, Biegebelastungen ausgesetzt ist. Diese „Verspannungen" charakterisieren sich dadurch, daß die Summe der Radlasten diagonal angeordneter Abstützelemente bzw. Räder für beide Diagonalen ungleich sind. Mit anderen Worten: Die Radlast vorne links plus die Radlast hinten rechts ist ungleich der Radlast vorne rechts plus der Radlast hinten links.

Eine solche Verspannung des Fahrzeugaufbaues kann erheblichen Einfluß auf das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeuges (z.B. Untersteuern oder Übersteuern bei Kurvenfahrt eines Kraftwagens) haben. Beispielsweise kann es dazu kommen, daß ein Niveauregulierungssystem, dem nur die drei vorgenannten Gleichungen zur Verfügung stehen, am Abstützelement vorne links (relativ zur Fahrtrichtung) eine Kraft einregelt, die um einen Wert +X von einer Kraft abweicht, die sich bei einer idealen bzw. verspannungsfreien Kräfteverteilung an allen Abstützelementen einstellen würde. Um ein Nickmoment und ein Wankmoment auszuschalten, müssen die Kräfte an den anderen Abstützelementen wie folgt korrigiert werden: vorne rechts um

-X, hinten links um -X, hinten rechts um +X . Es ist klar, daß sich ein derart verspanntes Fahrzeug in Linkskurven anders verhält als in Rechtskurven, zumal sich der Betrag des Wertes X zufällig ergibt.

Bei Fahrzeugen, deren Räder mit rein passiven Kraftelementen, z.B. mit herkömmlichen Stoßdämpfer-Feder- Aggregaten, am Aufbau abgestützt sind, kann es nur aufgrund äußerer Einflüsse zu relativ kleinen Verspannungswerten kommen. Im Unterschied dazu kann es bei Fahrzeugen, deren Räder mit aktiven Kraftelementen, z.B. mit steuerbaren Luftfedern, am Aufbau abgestützt sind und die ein Regelungssystem zur Beeinflussung bzw. Steuerung der Kraftelemente aufweisen, z.B. ein Niveauregulierungssystem oder ein aktives Luftfederungssystem, im Rahmen der Regelung aufgrund der statischen Überbestimmung zu großen Werten für die Verspannung kommen, die sich außerdem durch die permanent ablaufende Regelung ständig ändern können. Um den Einfluß dieser Verspannungen auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges zu reduzieren, werden

Verspannungsregleranordnungen verwendet. Eine solche Verspannungsregleranordnung hat zum Ziel, die Verspannung des die Räder tragenden Aufbaus auf den Wert „Null* einzuregeln, bzw. klein zu halten (je nach Reglerbauart), das heißt, daß an den vier Rädern eine Radlastverteilung eingeregelt wird, bei der die Summen der Radlasten diagonal angeordneter Räder gleich sind. Durch die Berücksichtigung der Aufbauverspannung wird für die Bestimmung der vier Radlasten somit eine vierte Gleichung zur Verfügung gestellt .

Aus der WO 93/01948 ist eine Verspannungsregleranordnung bekannt. Dort ist jedem der vier Fahrzeugräder ein doppeltwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat zugeordnet, wobei jedes dieser Kolben-Zylinder-Aggregate einen Zylinder enthält, in dem durch einen im Zylinder verstellbaren Kolben zwei fluidbefüllte Kammern, nämlich eine obere Kammer und eine untere Kammer, voneinander getrennt sind. Da das jeweilige Kolben-Zylinder-Aggregat das jeweilige Rad am Fahrzeugaufbau abstützt, ergeben sich die Relativbewegungen zwischen Kolben und Zylinder durch die jeweilige Relativlage des Rades zum Aufbau. Bei der bekannten Verspannungsregleranordnung sind die Kolben- Zylinder-Aggregate von Rädern, die auf einer Diagonalen des Fahrzeuges angeordnet sind (Diagonalradpaar) miteinander gekoppelt, indem jedes Diagonalradpaar zwei Verbindungsleitungen aufweist, die kreuzweise jeweils die obere Kammer des einen mit der unteren Kammer des anderen Kolben-Zylinder-Aggregates kommunizierend verbinden. In diesen Verbindungsleitungen sind pneumatisch gefederte Hydraulik ittelspeicher angeordnet, die im wesentlichen dynamische Radlaständerungen abfedern. Auf diese Weise wird ein stationärer Druckausgleich zwischen den jeweils gekoppelten Kammern ermöglicht, der dazu führt, daß Radlastverschiebungen, wie sie z.B. bei Kurvenfahrt und beim Bremsen auftreten können, stationär nur geringe Kolbenbewegungen und somit auch nur geringe Aufbaubewegungen bewirken.

Die bekannte Verspannungsregleranordnung weist außerdem ein Ausgleichsaggregat auf, das als doppeltwirkendes Kolben- Zylinder-Aggregat ausgebildet ist, in dem zwei miteinander antriebsverbundene Kolben in zwei voneinander getrennten Zylindern vier Kammern ausbilden. Jeder dieser Kammern ist eine der Verbindungsleitungen, die eine obere und eine untere Kammer der den Diagonalradpaaren zugeordneten Kolben-Zylinder-Aggregaten verbindet, zugeordnet bzw. mit dieser kommunizierend verbunden. Dabei sind die vier Verbindungsleitungen den vier Kammern des Ausgleichsaggregates so zugeordnet, daß bei einem Diagonalradpaar die eine Verbindungsleitung an dem einen Kolben und die andere Verbindungsleitung am anderen Kolben gleichgerichtet angreifen, wobei die beiden Verbindungsleitungen des einen Diagonalradpaares in entgegengesetzter Richtung an den Kolben angreifen als die Verbindungsleitungen des anderen Diagonalradpaares. Auf diese Weise bewirkt eine Lastzunahme an einem der Kolben- Zylinder-Aggregat des einen Diagonalradpaares im Ausgleichsaggregat eine Verstellung der Kolben, wodurch sich im Fluidkreis des belasteten Kolben-Zylinder- Aggregates ein Druckabfall und im Fluidkreis des anderen Diagonalradpaares ein Druckanstieg auf denselben Lastwert einstellt, so daß schließlich die Summe der Radlasten bei den Diagonalradpaaren gleich sind und somit der Fahrzeugaufbau verspannungsfrei ist. Aus der US 5 601 306 wird eine Weiterbildung der vorgenannten Verspannungsregleranordnung gezeigt, bei der durch das Ausgleichsaggregat ein Ventil betätigt wird, über das sämtliche Kammern der einzelnen Kolben-Zylinder- Aggregate mit einem relativ drucklosen Reservoir und mit einer Druckquelle verbunden werden können. Dieses Ventil ist Bestandteil einer Niveauregulierung und ermöglicht es, den Druck in den separaten, jeweils einem Diagonalradpaar zugeordneten Fluidkreisen gleichzeitig zu erhöhen oder zu erniedrigen, um ein gewünschtes Aufbauniveau für das Fahrzeug einzustellen. Das Ventil der Niveauregulierung ist dabei mit dem Ausgleichsaggregat der

Verspannungsregleranordnung derart gekoppelt, daß für den Fall, daß eine Verspannung auftritt und noch nicht ausgeregelt worden ist, das besagte Ventil der Niveauregulierung sämtliche Anschlüsse sperrt, so daß keine Niveauverstellung durchführbar ist, solange eine Verspannung auftritt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine andere Verspannungsregleranordnung anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist und eine rasche Regelung gewährleistet .

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Verspannungsregleranordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei Fahrzeugen, deren Räder mit einem fluidischen, das heißt mit einem hydraulischen oder mit einem pneumatischen, Stellglied am Fahrzeugaufbau abgestützt sind, Druckräume dieser Stellglieder, in denen jeweils ein mit der Radlast des zugehörigen Rades korrelierter Druck herrscht, bei den Diagonalradpaaren derart miteinander zu koppeln, daß in Abhängigkeit einer Differenz zwischen den Summen der Drucke m den Druckraumen bei den Diagonalradpaaren einerseits die Druckraume des Diagonalradpaares mit dem höheren Druckniveau entspannt und andererseits die Druckraume des Diagonalradpaares mit dem niedrigeren Druckniveau aufgeladen werden. Zu diesem Zweck betätigen die Druckraume der Diagonalradpaare m Abhängigkeit der Druckdifferenz, die sich zwischen den Druckraumen des einen Diagonalradpaares und den Druckraumen des anderen Diagonalradpaares ausbildet, Ventilmittel, derart, daß die Druckraume des Diagonalradpaares, dessen Druckraume m der Summe das höhere Druckniveau aufweisen, mit einem Niederdruckreservoir und die Druckraume des Diagonalradpaares, dessen Druckraume m der Summe das niedrigere Druckniveau aufweisen, mit einer Hochdruckquelle verbunden werden. Auf diese Weise kann die Druckdifferenz zwischen den Diagonalradpaaren rasch abgebaut werden, so daß m allen Druckraumen rasch Drucke eingeregelt werden können, die bewirken, daß die Summe der Radlasten diagonal angeordneter Abstutzelemente bzw. Rader bei beiden Diagonalradpaaren gleich groß ist, so daß keine Verspannung mehr auftritt.

Im Unterschied zu den bekannten

Verspannungsregleranordnungen kommt die erfmdungsgemaße Anordnung mit jeweils einer Verbmdungsleitung zwischen den Druckraumen eines Diagonalradpaares aus, so daß hier ein vereinfachter Aufbau vorliegt. Außerdem kann die erfmdungsgemaße Anordnung eine Verspannung besonders rasch ausregeln, da bei einer Druckdifferenz zwischen den Druckraumen der Diagonalradpaare das Druckniveau der einen Druckraume gesenkt und gleichzeitig das Druckniveau der anderen Druckraume angehoben wird. Darüber hinaus arbeitet die Erfindung nach dem Servo-Pr zip, so daß aufgrund der ausgebildeten Kraftverstärkungswirkung die einzelnen Stellmittel, Schaltmittel und Komponenten, wie z.B. hydraulische Aktuatoren, relativ klein dimensioniert werden können.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Verspannungsregleranordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine schaltplanartige Prinzipdarstellung für eine erfindungsgemäße Verspannungsregleranordnung und

Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1, jedoch einer anderen Ausführungsform der Verspannungsregleranordnung .

Die Verspannung eines Fahrzeugaufbaus ist die Differenz aus der Summe der Radlasten der einen Fahrzeugdiagonalen und der Summe der Radlasten der anderen Fahrzeugdiagonalen. Die Verspannung des Aufbaus ist Null, wenn die Radlastsummen beider Diagonalradpaare gleich groß sind. Mit der nachfolgend beschriebenen Verspannungsregleranordnung soll die Verspannung auf den Wert Null eingeregelt werden. Es ist klar, daß die vorliegende Erfindung nicht nur bei Straßenfahrzeugen, sondern auch bei Schienenfahrzeugen anwendbar ist, um beispielsweise Verspannung in einem die Räder enthaltenden Fahrzeugaufbau, z.B. Radgestell oder Drehgestell, auszuregeln.

Einander entsprechende Bauteile und Elemente sind in den Fig. 1 und 2 gleich bezeichnet.

Entsprechend Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Verspannungsregleranordnung 1, die in Fig. 1 durch einen mit unterbrochenen Linien gebildeten Rahmen gekennzeichnet ist, vier Radkraftstellglieder 2, 3, 4, 5 auf, die jeweils ein nicht dargestelltes Rad eines Fahrzeuges an einem Aufbau des Fahrzeuges abstützen. Ein solches Stellglied kann beispielsweise ein Luftfederbalg sein. Die Stellglieder 2, 3, 4, 5 sind dabei so mit den zugehörigen Rädern und dem Fahrzeugaufbau gekoppelt, daß in einem Druckraum 6, 7, 8, 9 der Stellglieder 2, 3, 4, 5 in einem darin enthaltenen Fluid, z.B. Luft, ein Druck herrscht, der ^'mit einer am jeweiligen Rad angreifenden Radlast korreliert bzw. dazu proportional ist.

Je zwei Druckkammern 6, 9 bzw. 7, 8, die jeweils den am Fahrzeugaufbau diametral gegenüberliegend angeordneten Rädern (Diagonalradpaar) zugeordnet sind, sind jeweils über eine Verbindungsleitung 10 bzw. 11 kommunizierend miteinander verbunden. Auf diese Weise herrscht in den diagonal zueinander angeordneten Druckkammern 6, 9 bzw. 7, 8 jeweils derselbe Druck, mit der Folge, daß auch an den zugehörigen Rädern dieselbe Radlast angreift. Insoweit sind die beiden Druckkammern 6, 9 bzw. 7, 8 jeweils eines der Diagonalradpaare zueinander parallel geschaltet.

Über ihre Verbindungsleitung 10 sind die Druckkammern 6, 9 des einen Diagonalradpaares an ein erstes Ventil 12 angeschlossen. Die Verbindungsleitung 10 kommuniziert zu diesem Zweck mit einem ersten Anschluß 13 und einem zweiten Anschluß 61 des ersten Ventils 12. An einen dritten Anschluß 14 des ersten Ventils 12 ist eine Hochdruckleitung

15 angeschlossen, die das Ventil 12 mit einem Druckspeicher

16 verbindet. Der Druckspeicher 16 ist an eine Druckseite einer Pumpe 17 angeschlossen, die den Druckspeicher 16 permanent oder bedarfsabhängig auflädt. Eine Saugseite der Pumpe 17 kommuniziert mit einem relativ drucklosen Niederdruckreservoir 18, das bei der Verwendung von Luft als Druckfluid auch die atmosphärische Umgebung des Fahrzeuges sein kann. Ein vierter Anschluß 19 des ersten Ventils 12 ist mit einer Niederdruckleitung 20 verbunden, über die das erste Ventil 12 mit dem Reservoir 18 kommuniziert .

Im ersten Ventil 12 ist ein erstes Schaltelement 21 verstellbar gelagert. Bei der in Fig. 1 dargestellten Normallage des Schaltelementes 21 sind sämtliche Anschlüsse 13, 14, 19, 61 des ersten Ventils 12 gesperrt. Wenn das Schaltelement 21 entsprechend Fig. 1 nach oben verstellt wird, sind die parallel geschalteten Druckkammern 6, 9 über ihre Verbindungsleitung 10 durch die Niederdruckleitung 20 mit dem Reservoir 18 verbunden. Wenn sich das Schaltelement 21 entsprechend Fig. 1 nach unten verstellt, sind die Druckkammern 6, 9 über ihre Verbindungsleitung 10 durch die Hochdruckleitung 15 mit dem Druckspeicher 16 verbunden.

In entsprechender Weise ist die Verbindungsleitung 11 der anderen parallel geschalteten Druckkammern 7, 8 an einen ersten Anschluß 22 und an einen zweiten Anschluß 62 eines zweiten Ventils 23 angeschlossen, dessen dritter Anschluß 24 mit der Niederdruckleitung 20 und dessen vierter Anschluß 25 mit der Hochdruckleitung 15 verbunden ist. Dementsprechend sind in der in Fig. 1 dargestellten Normallage eines zweiten Schaltelementes 26 ebenfalls sämtliche Anschlüsse 22, 24, 25, 62 des zweiten Ventils 23 gesperrt, wahrend bei einer Verstellung des Schaltelementes 26 entsprechend Fig. 1 nach oben die Druckkammern 7, 8 über ihre Verbmdungsleitung 11 durch die Hochdruckleitung 15 mit dem Druckspeicher 16 und bei einer Verstellung des Schaltelementes 26 entsprechend Fig. 1 nach unten durch die Niederdruckleitung 20 mit dem Reservoir 18 kommunizierend verbunden sind.

Die m Fig. 1 dargestellte Ausfuhrungsform, bei der die Druckkammern 6, 9 bzw. 7, 8 der Diagonalradpaare miteinander kommunizieren können, ist insbesondere für spezielle Anwendungsfalle geeignet, bei denen der Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus etwa im Schnittpunkt der Fahrzeugdiagonalen liegt. Denn wenn der Schwerpunkt von diesem Schnittpunkt abweicht, wurde z.B. eine stärkere Belastung der Vorderachse, d.h. der Druckkammern 6 und 7, der dann stattfindende diagonale Druckausgleich bewirken, daß sich der Fahrzeugaufbau vorn absenkt. In Verbindung mit einer Niveauverstelleinrichtung kann dies zwar ausgeglichen werden, wurde aber eine permanente Niveauregulierung zur Folge haben.

Um eine solche ununterbrochene Nachregelung zu vermeiden, werden bei einer anderen Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 die Verbmdungsleitungen 10 und 11 jeweils m zwei Teilabschnitte 10a und 10b bzw. 11a und 11b aufgeteilt, die jeweils an eine weiter unten beschriebene Ventilanordnung 54 bzw. 55. angeschlossen sind. Durch die Ventilanordnungen 54 und 55 sind die Teilabschnitte 10a, 10b und 11a, 11b unabhängig voneinander an die Ventile 12 und 23 angeschlossen. Die m Fig. 2 dargestellte

Verspannungsregleranordnung 1 ' arbeitet völlig unabhängig von einer Niveauverstelleinrichtung und hat insbesondere keinen Einfluß auf das Niveau und die Ausrichtung des Fahrzeugaufbaus .

Entsprechend Fig. 2 weisen die Ventilanordnungen 54 und 55 jeweils zwei parallele Zweige 56, 57 bzw. 58, 59 auf, an die jeweils beide Teilabschnitte 10a, 10b bzw. 11a, 11b angeschlossen sind. In jedem Zweig 56, 57, 58, 59 sind jeweils zwei Rückschlagventile 60 mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung angeordnet. Zwischen seinen Rückschlagventilen 60 ist der Zweig 56 an den ersten Anschluß 13 des Ventils 12 angeschlossen, wobei die Rückschlagventile 60 zum Ventil 12 hin sperren. Der Zweig 57 ist zwischen seinen Rückschlagventilen 60 an den zweiten Anschluß 61 des Ventils 12 angeschlossen, wobei die Rückschlagventile 60 vom Ventil 12 weg sperren. Dementsprechend ist der Zweig 58 zwischen seinen Rückschlagventilen 60 an den ersten Anschluß 22 des Ventils 23 angeschlossen, wobei die Rückschlagventile 60 zum Ventil 23 hin sperren. Schließlich ist der Zweig 59 zwischen seinen Rückschlagventilen 60 an den zweiten Anschluß 62 des Ventils 23 angeschlossen, wobei die Rückschlagventile 60 vom Ventil 23 weg sperren.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 kommuniziert jede Druckkammer 6, 7, 8, 9 über eine Druckleitung 27, 28, 29, 30 mit einem fluidischen Aktuator 31, 32, 33, 34. Ein solcher fluidischer Aktuator kann beispielsweise als einfachwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet sein. Jeder Aktuator 31, 32, 33, 34 enthält eine Druckkammer 35, 36, 37, 38, die über die jeweilige Druckleitung 27, 28, 29, 30 mit dem zugehörigen Druckraum 6, 7, 8, 9 kommuniziert. Über einen im Aktuator 31, 32, 33, 34 verstellbar gelagerten Kolben 39, 40, 41, 42 treiben die Aktuatoren 31, 32, 33, 34 eine Schaltstange 43 an, wobei die jeweils einem Diagonalradpaar zugeordneten Aktuatoren 31, 34 bzw. 32, 33 so miteinander gekoppelt sind, daß sie quasi parallel geschaltet sind und gleichgerichtet auf die Schaltstange 43 einwirken. Damit die Aktuatoren 31, 32, 33, 34 eine Kraft auf die Schaltstange 43 übertragen können, sind sie in entsprechender Weise am Fahrzeug befestigt, wobei diese Befestigung in Fig. 1 mit 44 und 45 symbolisiert ist.

Die Aktuatoren 31, 32, 33, 34 sind so angeordnet, daß die Aktuatoren 31 und 34 des einen Diagonalradpaares in entgegengesetzter Richtung auf die Schaltstange 43 einwirken als die Aktuatoren 32 und 33 des anderen Diagonalradpaares. Auf diese Weise befindet sich die Schaltstange 43 in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Normallage, wenn in den Druckkammern 35 und 38 des einen Diagonalradpaares in der Summe derselbe Druck herrscht wie in den Druckkammern 36 und 37 der dem anderen Diagonalradpaar zugeordneten Aktuatoren 32 und 33. Sobald jedoch eine Druckdifferenz zwischen der Drucksumme der dem einen Diagonalradpaar zugeordneten Druckkammern 35, 38 und der Drucksumme der dem anderen Diagonalradpaar zugeordneten Druckkammern 36, 37 auftritt, verstellt sich die Schaltstange 43 entsprechend den Fig. 1 und 2 mehr oder weniger nach oben oder nach unten.

Die Schaltstange 43 ist mit den Schaltelementen 21 und 26 der Ventile 12 und 23 gekoppelt, so daß eine Verstellung der Schaltstange 43 eine gleichzeitige simultane Verstellung der Schaltelemente 21 und 26 bewirkt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Variante können die Druckkammern 35, 38 bzw. 36, 37 bzw. die Aktuatoren 31, 34 bzw. 32, 33 der Diagonalradpaare jeweils zu einer Druckkammer bzw. zu einem Aktuator zusammengefaßt sein.

Die Schaltstange 43 ist durch Federmittel 46 in ihre Normallage vorgespannt. Außerdem können Dämpfermittel 47 vorgesehen sein, um eine entsprechende Dampfungswirkung für die Verstellbewegungen der Schaltstange 43 zu erzielen.

Dar ber hinaus kann jeder Druckraum 6, 7, 8, 9 der Stellglieder 2, 3, 4, 5 über Regelventile 48, 49, 50, 51 und entsprechende Hochdruckleitungen 52 und Niederdruckleitungen 53 direkt mit einer Hochdruckquelle oder mit einem Niederdrucktank verbunden werden, wobei der Niederdrucktank des Reservoir 18 und die Druckquelle der Druckspeicher 16 sein können. Die genannten Regelventile 48, 49, 50, 51 können dabei Bestandteil einer Niveauverstelleinrichtung sein, durch die das Niveau des Fahrzeugaufbaues auf einen vorbestimmten Wert eingestellt bzw. eingeregelt werden kann. Die erfmdungsgemaße Verspannungsregleranordnung arbeitet jedoch völlig unabhängig von einer derartigen Niveauverstelleinrichtung .

Die Funktionsweise der erf dungsgemaßen Verspannungsregleranordnung 1 ist im folgenden für die Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 erläutert. Die Ausfuhrung gemäß Fig. 1 arbeitet entsprechend, wobei zusätzlich die Kopplung der diagonalen Druckkammern 6, 9 bzw. 7, 8 stets für einen Druckausgleich sorgt.

Wenn das Fahrzeug beispielsweise durch eine Fahrbahnunebenheit verspannt wird, derart, daß das dem Stellglied 2 zugeordnete Rad einer größeren Radlast ausgesetzt ist als die Stellglieder 3, 4, 5 der anderen Rader, stellt sich zunächst m der Druckkammer 6 des Stellgliedes 2 ein erhöhter Fluiddruck ein. Außerdem herrscht dieser erhöhte Druck aufgrund der Druckleitung 27 schließlich auch m der Druckkammer 35 des zugehörigen Aktuators 31. Da dann die Drucksumme m den Druckkammern 35 und 38 großer ist als die Drucksumme den Druckkammern 36 und 37 der dem anderen Diagonalradpaar zugeordneten Aktuatoren 32, 33 ergibt sich bei gleichartigen Aktuatoren 31, 32, 33, 34 eine Druck- bzw. Kraftdifferenz, die die Schaltstange 43 entsprechend den Fig. 1 und 2 nach oben verstellt. Bei nach oben verstellter Schaltstange 43 werden im ersten Ventil 12 die Leitungsabschnitte 10a und 10b mit der Niederdruckleitung 20 und im zweiten Ventil 23 die Leitungsabschnitte 11a und 11b mit der Hochdruckleitung 15 verbunden. Mit der Folge, daß sich das m den Druckraumen 6 und 9 herrschende, der Summe relativ höhere Druckniveau aufgrund der Verbindung mit dem drucklosen Reservoir 18 absenkt, wahrend sich das m der Summe relativ tiefere Druckniveau der Druckraume 7 und 8 durch die Verbindung mit dem Druckspeicher 16 erhöht. Durch die Verbindung der Druckraume 6, 7, 8, 9 mit den Druckkammern 35, 36, 37, 38 ergibt sich eine Ruckkopplung, die die Druckdifferenz zwischen den summierten Drucken m den Druckkammern 35, 38 und somit den Druckraumen 6, 9 des einen Diagonalradpaares und den summierten Drucken m den Druckkammern 36, 37 und somit den Druckraumen 7, 8 des anderen Diagonalradpaares ausregelt, das heißt auf Null reduziert. Nach dem Regelungsvorgang herrscht somit den Druckraumen 7 und 8 der Summe derselbe Druck wie m den Druckraumen 6 und 9, so daß folglich an den diagonal angeordneten Radern m der Summe dieselbe Radlast wirkt.

Die Verb dungsleitungen 10 und 11 bzw. deren Teilabschnitte 10a, 10b, 11a, 11b sowie die Druckleitungen 27, 28, 29, 30 sind vorzugsweise so ausgebildet bzw. dimensioniert, daß ein Druckausgleich zwischen den Druckraumen 6 und 9 bzw. 7 und 8 sowie die Druckanpassung zwischen den Druckraumen 6, 7, 8, 9 und der jeweils zugeordneten Druckkammer 35, 36, 37, 38 jeweils gedrosselt erfolgt, so daß die erf dungsgemaße Verspannungsregleranordnung 1 vorzugsweise solche Verspannung ausregelt, die sich aufgrund langer anhaltender Verspannungen des Fahrzeugaufbaues ausbilden, während hochfrequente bzw. höherdynamische Verspannungsänderungen, wie sie z.B. durch die Wankmomentenaufteilung bei Kurvenfahrten entstehen, weitgehend unberücksichtigt bleiben.

Claims

Patentansprüche

1. Verspannungsregleranordnung für ein Fahrzeug, das einen von vier Rädern getragenen Aufbau aufweist, wobei je zwei Räder, die einander diametral gegenüberliegend am Aufbau angeordnet sind, ein Diagonalradpaar bilden, wobei jedem Rad ein Druckraum (6,7,8,9) zugeordnet ist, der derart mit dem Rad gekoppelt ist, daß in einem im Druckraum (6,7,8,9) enthaltenen Fluid ein mit einer am Rad angreifenden Radlast korrelierter Fluiddruck herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume (6,9) des einen Diagonalradpaares und die Druckräume (7,8) des anderen Diagonalradpaares mit Ventilmitteln (12,23) gekoppelt sind, derart, daß die Ventilmittel (12,23) in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen der Summe der Drücke in den Druckräumen (6,9) des einen Diagonalradpaares und der Summe der Drücke in den Druckräumen (7,8) des anderen Diagonalradpaares betätigt sind, wobei über die Ventilmittel (12,23) die das in der Summe höhere Druckniveau aufweisenden Druckräume (6,9) oder

(7,8) mit einem Niederdruckreservoir (18) und die das in der Summe niedrigere Druckniveau aufweisenden Druckräume

(7,8) oder (6,9) mit einer Hochdruckquelle (16,17) verbunden sind.

2. Verspannungsregleranordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jedem Rad ein fluidisches (hydraulisches oder pneumatisches) Stellglied (2, 3, 4, 5), z.B. Luftfederbalg, zugeordnet ist, das einerseits mit dem Fahrzeugaufbau und andererseits mit dem jeweiligen Rad gekoppelt ist und den jeweiligen Druckraum (6, 7, 8, 9) enthalt.

3. Verspannungsregleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ventilmittel ein erstes Ventil (12) und ein zweites Ventil (23) aufweisen,

- wobei ein erster Anschluß (13) und ein zweiter Anschluß

(61) des ersten Ventils (12) mit den dem einen Diagonalradpaar zugeordneten Druckraumen (6, 9) kommunizieren,

- wobei ein erster Anschluß (22) und ein zweiter Anschluß

(62) des zweiten Ventils (23) mit den dem anderen Diagonalradpaar zugeordneten Druckraumen (7, 8) kommunizieren,

- wobei ein dritter Anschluß (14) des ersten Ventils (12) und ein vierter Anschluß (25) des zweiten Ventils (23) mit der Hochdruckquelle (16, 17) kommunizieren,

- wobei ein vierter Anschluß (19) des ersten Ventils (12) und ein dritter Anschluß (24) des zweiten Ventils (23) mit dem Niederdruckreservoir (18) kommunizieren.

4. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

- daß jedem Druckraum (6, 7, 8, 9) ein separater fluidischer Aktuator (31, 32, 33, 34) zugeordnet ist, die jeweils eine Druckkammer (35, 36, 37, 38) enthalten, die jeweils mit einem der Druckraume (6, 7, 8, 9) kommunizieren,

- daß die dem einen Diagonalradpaar und dem anderen

Diagonalradpaar jeweils zugeordneten zwei Aktuatoren (31, 34) und (32, 33) jeweils mechanisch parallel geschaltet sind, - daß die parallel geschalteten Aktuatoren (31, 34) und die parallel geschalteten Aktuatoren (32, 33) mit entgegengesetzter Wirkrichtung an einer die Ventilmittel (12, 23) betätigenden Schaltstange (43) angreifen, derart, daß die Schaltstange (43) in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen den Druckkammern (35, 38) der einen parallel geschalteten Aktuatoren (31, 34) und den Druckkammern (36, 37) der anderen parallel geschalteten Aktuatoren (32, 33) aus ihrer Normallage verstellbar ist .

5. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Federmittel (46) vorgesehen sind, die die Schaltstange (43) in deren Normallage vorspannen.

6. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Dämpfermittel (47) vorgesehen sind, die die Verstellbewegungen der Schaltstange (43) dämpfen.

7. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die den Rädern zugeordneten Stellglieder (2, 3, 4, 5) jeweils als fluidisches Verdrängeraggregat ausgebildet sind.

8. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das jeweils einem Diagonalradpaar zugeordnete Ventil

(12, 23) als Proportionalregelventil ausgebildet ist.

9. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stellglieder (2, 3, 4, 5) Bestandteile einer Luftfederung und/oder einer Niveauverstelleinrichtung des Fahrzeuges sind.

10. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckräume (6, 7, 8, 9) mit an ein Reservoir und an eine Druckquelle angeschlossenen Regelventilen (48, 49, 50, 51) einer Niveauverstelleinrichtung kommunizieren.

11. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die kommunizierenden Verbindungen zwischen den Druckräumen (6, 9) und (7, 8) der Diagonalradpaare und zwischen den Druckräumen (6, 7, 8, 9) und der jeweils zugeordneten Druckkammer (35, 36, 37, 38) gedrosselt sind.

12. Verspannungsregleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckräume (6, 9) bzw. (7, 8) eines Diagonalradpaares über eine Ventilanordnung (54) bzw. (55) mit den Ventilmitteln (12) bzw. (23) verbunden sind, wobei jede Ventilanordnung (54, 55) zwei parallele Zweige (56, 57) und (58, 59) aufweist, in denen jeweils zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile (60) angeordnet sind, wobei zwischen den Rückschlagventilen (60) der Zweige (56, 57) und (58, 59) jeweils die Verbindungen zu den Ventilmitteln (12) bzw. (23) münden, wobei die Ruckschlagventile (60) so orientiert sind, daß zwischen den Druckraumen (6, 9) bzw. (7, 8) eines Diagonalradpaares kein Druckausgleich erfolgen kann und daß durch Betätigung der Ventilmittel (12, 23) ein Aufladen der Druckraume (6, 9) bzw. (7, 8) aus der Hochdruckquelle (16, 17) sowie ein Entladen der Druckraume (6, 9) bzw. (7, 8) m das Niederdruckreservoir (18) ermöglicht ist.