DE102014209328A1 - Wheel suspension for a tilting suspension and taillight, as well as procedures for its operation and suitably equipped vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Neigefahrwerks für ein schienenungebundenes Fahrzeug mit mindestens drei Rädern. Dieses umfasst wenigstens eine Radaufhängung, welche wenigstens zwei mit einem Rahmen oder Aufbau des Fahrzeugs koppelbare Radaufnahmen besitzt. Die Radaufnahmen sind zur Lagerung von zwei der parallel zueinander beabstandeten Rädern ausgebildet. Dabei ist eine Querneigung des Fahrzeugs in dessen jeweilige Lenkrichtung ermöglicht, indem wenigstens ein mit den Radaufnahmen korrespondierendes Neigungsmittel in seiner Länge verändert wird. Erfindungsgemäß ist das Neigungsmittel aus einem wenigstens ein verstellbares Ventil (9) besitzenden semi-aktiven Dämpfer (1) gebildet, wobei dessen Längenänderung (A, E) durch eine das Fahrzeug steuernde Person bewirkt wird. Dabei kann die Dämpfkraft und/oder Dämpfgeschwindigkeit des semi-aktive Dämpfers (1) durch eine Verstellung des Ventils (9) verändert werden. Weiterhin umfasst das Neigefahrwerk eine Pumpe (12), welche mit dem semi-aktiven Dämpfer (1) fluidleitend verbunden ist. Durch den Betrieb der Pumpe (12) kann ein Fluidfluss und/oder ein Fluiddruck innerhalb des semi-aktiven Dämpfers (1) erzeugt werden.The invention relates to a method for operating a tilting suspension for a rail-bound vehicle with at least three wheels. This comprises at least one wheel suspension which has at least two wheel receivers which can be coupled to a frame or construction of the vehicle. The wheel receivers are designed for mounting two of the wheels spaced parallel to each other. In this case, a transverse inclination of the vehicle in its respective steering direction is made possible by changing at least one inclination means corresponding to the wheel receivers in its length. According to the invention, the inclination means is formed from a semi-active damper (1) having at least one adjustable valve (9), the change in length of which (A, E) being effected by a person controlling the vehicle. In this case, the damping force and / or damping rate of the semi-active damper (1) by an adjustment of the valve (9) can be changed. Furthermore, the tilting suspension comprises a pump (12) which is fluid-conductively connected to the semi-active damper (1). By the operation of the pump (12), a fluid flow and / or a fluid pressure within the semi-active damper (1) can be generated.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Neigefahrwerks für ein schienenungebundenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Radaufhängung für ein Neigefahrzeug eines schienenungebundenen Fahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 2 sowie ein Neigefahrwerk für ein schienenungebundenes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5. Letztlich betrifft die Erfindung auch ein entsprechend ausgestattetes schienenungebundenes Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 6.The present invention relates to a method for operating a taillight for a rail-bound vehicle according to the preamble of
Einspurige Fahrzeuge weisen gegenüber mehrspurigen Fahrzeugen die Eigenart auf, dass deren Fahrverhalten dessen Querneigung verlangt, insbesondere in die jeweilige Lenkrichtung. Durch die Neigung des Fahrzeugs in Richtung Kurvenmittelpunkt wird eine entsprechende Kraft erzeugt, welche der auf das Fahrzeug einwirkenden Fliehkraft entgegenwirkt. Ohne Querneigung würde ein einspuriges Fahrzeug aus der Kurve heraus gekippt.Single-lane vehicles have compared to multi-lane vehicles the peculiarity that their driving behavior requires the bank, especially in the respective steering direction. Due to the inclination of the vehicle towards the center of the curve, a corresponding force is generated which counteracts the centrifugal force acting on the vehicle. Without a bank, a single-track vehicle would be tipped out of the curve.
Bei mehrspurigen, insbesondere an wenigstens einer Achse zweispurigen Fahrzeugen mit geringer Spurbreite ergibt sich ein ähnliches Problem. Hier reicht das aus Fahrzeuggewicht und Spurbreite resultierende Gegenmoment ab einer individuellen Kurvengeschwindigkeit nicht mehr aus. Im Ergebnis verliert oder verlieren das oder die kurveninneren Räder ihren Kontakt zum Untergrund und das Fahrzeug droht umzukippen.In multi-lane, especially on at least one axis two-lane vehicles with a narrow track width, a similar problem arises. Here, the counter-torque resulting from vehicle weight and track width is no longer sufficient from an individual cornering speed. As a result, loses or lose the curve or the inside wheels their contact with the ground and the vehicle threatens to tip over.
In Bezug auf mehrspurige Neigefahrzeuge ist daher festzustellen, dass diese sich in ihrer aufrechten Position generell in einem labilen Gleichgewichtszustand befinden. Folglich reicht bereits die kleinste Anregung aus, um derartige Fahrzeuge aus ihrer aufrechten Position zu kippen oder gar deren Umfallen zu provozieren. Neben der Herabsetzung des Fahrzeugschwerpunktes wurden derartige Fahrzeuge daher bereits mit einer Neigetechnik ausgestattet, wodurch deren Aufbau wie ein Motorrad in die Kurven gelegt wird. Die auf diese Weise mögliche Stabilisierung kann beispielsweise durch die das Fahrzeug lenkende Person und/oder über ein geeignetes Hilfsmittel erfolgen.With regard to multi-lane tilt vehicles, therefore, they are generally found to be in an unstable state of equilibrium in their upright position. Consequently, even the slightest excitation is enough to tip such vehicles out of their upright position or even provoke their overturning. In addition to the reduction of the vehicle's center of gravity, such vehicles were therefore already equipped with a tilting technology, whereby their structure is placed like a motorcycle in the curves. The possible stabilization in this way can be done, for example, by the person guiding the vehicle and / or by means of a suitable aid.
So ist aus der
Um die Aufhängung zu stabilisieren, sind zwei interagierende Hydraulikzylinder vorgesehen. Die Hydraulikzylinder sind V-förmig zueinander ausgerichtet, wobei sie sich jeweils zwischen dem Rahmen des Fahrzeugs und der oberen der beiden Querstreben erstrecken. Die jeweilige Neigung der Vorderradgabeln gegenüber dem Untergrund wird mechanisch auf ein mit einer Feder belastetes Schieberventil übertragen. Auf diese Weise ist die Durchflussmenge einer Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Hydraulikzylindern geregelt. Die durch einen Kolben getrennten oberen und unteren Druckkammern der beiden Hydraulikzylinder sind dabei kreuzweise über Hydraulikleitungen mit dem Schieberventil verbunden. Hierdurch werden die Hydraulikzylinder je nach Neigung des Fahrzeugs und entsprechender Stellung des Schieberventils jeweils entgegengesetzt ein- oder ausgefahren. Der hierfür erforderliche Hydraulikdruck wird durch eine kontinuierlich mitlaufende Hydraulikpumpe bereitgestellt.To stabilize the suspension, two interacting hydraulic cylinders are provided. The hydraulic cylinders are V-shaped aligned with each other, each extending between the frame of the vehicle and the upper of the two transverse struts. The respective inclination of the front forks against the ground is transmitted mechanically to a loaded with a spring slide valve. In this way, the flow rate of a hydraulic fluid between the two hydraulic cylinders is regulated. The separated by a piston upper and lower pressure chambers of the two hydraulic cylinders are connected crosswise via hydraulic lines with the slide valve. As a result, the hydraulic cylinders depending on the inclination of the vehicle and corresponding position of the spool valve in each case opposite or retracted. The hydraulic pressure required for this purpose is provided by a continuously running hydraulic pump.
Neben der notwendigen Stabilisierung soll so auch der Neigung des Fahrzeugs insofern entgegengewirkt werden, als dass dessen einfaches Aufrichten durch eine Gewichtsverlagerung der das Fahrzeug lenkenden Person ermöglicht ist.In addition to the necessary stabilization so the inclination of the vehicle should be counteracted insofar as that its easy erection is made possible by a shift in weight of the person steering the vehicle.
Die
Aus der
Um eine gleichzeitige Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der in Querrichtung benachbarten Schwingen zu ermöglichen, ist die Drehachse des Waagebalkens zudem an einer in Längsrichtung des Fahrzeugs verschieblichen, federbelasteten Lagerung angeordnet. In kritischen Fahrsituationen ist vorgesehen, dass die Schwingen entweder über Dämpfer oder durch eine auf die Lagerung der Schwingen wirkende Bremseinrichtung in ihrer Verschwenkbarkeit blockiert oder zumindest abgebremst werden. Weiterhin kann die Weite der Neigung des Fahrzeugs begrenzt werden, indem die Rotierbarkeit des jeweiligen Waagebalkens beeinflusst wird.In order to allow a simultaneous upward or downward movement of the transversely adjacent wings, the axis of rotation of the balance beam is also arranged on a displaceable in the longitudinal direction of the vehicle, spring-loaded bearing. In critical driving situations it is provided that the rockers are either blocked or at least braked by dampers or by a braking device acting on the bearings of the rockers. Furthermore, the width of the inclination of the vehicle can be limited by the rotatability of the respective balance beam is affected.
In Bezug auf die vorderen Räder sind deren Schwingen als sich zum Untergrund hin öffnende, C-förmige Profile ausgestaltet. Hierdurch ist eine Lenkbewegung der vorderen Räder ermöglicht, indem während einer Lenkbewegung jeweils eines der beiden vorderen Räder seitlich zwischen die Schenkel der zugehörigen C-förmigen Schwinge einschwenken kann. Jedes der beiden vorderen Räder ist durch eine der Schwingen in Kombination mit einer im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Strebe abgestützt. Die Streben besitzen an ihren den vorderen Rädern gegenüberliegenden oberen Enden jeweils einen Ausleger, welche mit an dem Rahmen des Fahrzeugs angelenkten Dreieckslenkern gelenkig verbunden sind. Demgegenüber sind die oberen Enden der Streben mit Lenkstangen verbunden, wodurch die Streben in einer taumelnden Bewegung um ihre jeweilige obere Lagerung über die Ausleger an den Dreieckslenkern herum rotierbar sind. Insbesondere durch diese Ausgestaltung der vorderen Aufhängung wird eine Selbstausrichtung des Fahrzeugs erreicht, wobei dieses durch das Gewicht der fahrenden Person aus einer seitlichen Neigung heraus wieder aufgerichtet wird.With respect to the front wheels, their wings are designed as underground opening C-shaped profiles. As a result, a steering movement of the front wheels is made possible by one of the two front wheels can swivel laterally between the legs of the associated C-shaped rocker during a steering movement. Each of the two front wheels is supported by one of the rockers in combination with a substantially vertically oriented strut. The struts have at their upper ends opposite the front wheels each have a boom, which are hingedly connected to the frame of the vehicle hinged wishbones. In contrast, the upper ends of the struts are connected to handlebars, whereby the struts are rotatable in a tumbling motion about their respective upper bearing over the arms on the wishbones. In particular, this embodiment of the front suspension, a self-alignment of the vehicle is achieved, this being erected by the weight of the person traveling from a lateral inclination out again.
Aus der
Die
Zur Durchführung des Verfahrens besitzt das Neigefahrzeug eine vordere Aufhängung, welche geeignet ist, um Roll- und Hubbewegungen voneinander zu entkoppeln. Die Aufhängung umfasst ein Paar Winkelhebel, an deren im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Armen jeweils ein Vorderrad befestigt ist. Dabei sind die Winkelhebel so mit dem Basiskörper des Neigefahrzeugs gekoppelt, dass diese sowohl Lenkbewegungen als auch eine Neigung der Vorderräder zulassen. Zwischen sich im Wesentlichen senkrecht erstreckenden Armen der Winkelhebel ist ferner eine Feder angeordnet, so dass die Neigung des einen Winkelhebels auf den jeweils anderen Winkelhebel übertragen wird. Durch die elastische Kopplung der beiden Winkelhebel sind diese zudem gegenläufig beweglich, indem die Feder entweder komprimiert oder gestreckt wird. Die Feder weist ein Haltemittel auf, so dass die Feder in Bezug auf ihre Verlagerung beim Neigen der beiden Winkelhebel gehalten werden kann. Im Ergebnis wird hierdurch erreicht, dass die Neigung der Winkelhebel entweder zugelassen wird oder aber in der Ausgangsstellung sowie jeder möglichen Neigestellung festlegbar ist. Sofern die Feder in ihrer Bewegung durch das Haltemittel blockiert ist, kann die Neigung der beiden Winkelhebel nur noch begrenzt gegen die Kraft der Feder erfolgen. To carry out the method, the tilting vehicle has a front suspension which is suitable for decoupling rolling and lifting movements from one another. The suspension comprises a pair of angle levers, on whose substantially horizontally oriented arms a respective front wheel is attached. The angle levers are coupled to the base body of the tilting vehicle so that they allow both steering movements and an inclination of the front wheels. Between substantially vertically extending arms of the angle lever, a spring is further arranged, so that the inclination of the one angle lever is transmitted to the other angle lever. Due to the elastic coupling of the two angle levers they are also movable in opposite directions by the spring is either compressed or stretched. The spring has a retaining means so that the spring can be held in relation to its displacement in tilting the two angle lever. As a result, this ensures that the inclination of the angle lever is either allowed or in the initial position and any possible tilt position can be determined. If the spring is blocked in its movement by the holding means, the inclination of the two angle lever can only be limited against the force of the spring.
Die
Der
Die
Weiterhin offenbart auch die
Aus der
Auch der
Die damit bekannten Konzepte für solche Neigefahrwerke basieren auf einer Radaufhängung wie etwa einer Längslenker- oder Doppelquerlenkeraufhängung; zumeist in Kombination mit einem Koppelglied. Das Koppelglied dient der mechanischen Verbindung der sich an einer Achse parallel gegenüberliegenden Aufhängungsseiten mit je wenigstens einem Rad. Auf diese Weise wird eine gegenläufige Radbewegung erzeugt, so dass der Aufbau gegenüber dem jeweiligen Untergrund geneigt werden kann.The known concepts for such tilt suspensions are based on a suspension such as a trailing arm or double wishbone suspension; mostly in combination with a coupling link. The coupling member serves for the mechanical connection of the suspension sides parallel to each other on an axle, each with at least one wheel. In this way, an opposite wheel movement is generated, so that the structure can be inclined relative to the respective ground.
Weiterhin wird in eine voll passive oder aktive Neigetechnik unterschieden. Hierbei stellen die voll passiven Neigefahrzeuge die einfachste Umsetzung dieser Technik dar. Bei dieser erfolgt das Neigen des Fahrzeugaufbaus zum Initiieren von Kurvenfahrten und zu dessen Stabilisieren wie bei einem Motorrad nur durch eine Lenkbewegung in Kombination mit einer entsprechenden Gewichtsverlagerung der das Fahrzeug lenkende Person. Aus diesem Grund sind derartige Systeme nur schwer zu fahren. Durch das zumeist höhere Gewicht und das Risiko eines etwaigen Überschlags funktionieren derartig einfach aufgebaute Neigefahrwerke zumeist nicht oder zumindest nicht zufriedenstellen.Furthermore, a distinction is made in a fully passive or active tilting technique. In this case, the tilting of the vehicle body to initiate cornering and to stabilize it as a motorcycle only by a steering movement in combination with a corresponding weight shift of the person steering the vehicle. For this reason, such systems are difficult to drive. Due to the usually higher weight and the risk of a possible rollover, such simply constructed tilt suspensions usually do not work or at least do not satisfy them.
Demgegenüber bieten voll aktive Neigemechanismen ein Maximum an Unterstützung, da der Neigewinkel des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt überwacht und bei Bedarf automatisch korrigiert wird. Diese Ausgestaltung erfordert einen geeigneten Aktuator, welcher die korrigierenden Eingriffe umsetzt und so auf die Radaufhängung überträgt. Hierfür ist eine permanente Kraftbeaufschlagung durch den Aktuator erforderlich, welcher hierfür entsprechend groß ausgebildet sein muss. Neben der damit einhergehenden Gewichtserhöhung sind zudem die hohen Kosten für eine derartige Neigetechnik zu nennen. Im Ergebnis lassen so ausgestattete Fahrzeuge zudem eine zumeist nur geringe Freude am Fahren aufkommen, was insbesondere aus dem unnatürlichen Fahrgefühl heraus resultiert.In contrast, fully active tilting mechanisms provide maximum support since the tilt angle of the vehicle is monitored at all times and automatically corrected as needed. This embodiment requires a suitable actuator, which implements the corrective interventions and thus transmits to the suspension. For this purpose, a permanent application of force by the actuator is required, which must be made correspondingly large for this purpose. In addition to the associated weight increase are also the high cost of such a tilting technique to call. As a result, vehicles equipped in this way also give rise to a mostly low level of driving pleasure, which results in particular from the unnatural driving feeling.
Angesichts der aufgezeigten Nachteile voll passiver und aktiver Neigesysteme bietet die Ausgestaltung der hierfür erforderlichen Technik daher durchaus noch Raum für Verbesserungen.In view of the disadvantages of fully passive and active tilting systems, the design of the technology required for this purpose therefore still offers room for improvement.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung für ein Neigefahrwerk eines schienenungebundenen Fahrzeugs sowie ein Neigefahrwerk und ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug aufzuzeigen, welches günstig zu realisieren ist und neben einem sicheren Fahrverhalten einen erhöhten Fahrspaß zulässt. Insbesondere soll ein Verfahren zum Betrieb eines Neigefahrwerks für ein schienenungebundenes Fahrzeug vorgestellt werden, durch welches ein sicheres Fahrverhalten bei gleichzeitig erhöhtem Fahrspaß ermöglicht wird.Against this background, the invention has the object to show a suspension for a tilting suspension of a rail vehicle and a tilting chassis and a suitably equipped vehicle, which is inexpensive to implement and in addition to safe driving allows increased driving pleasure. In particular, a method is to be presented for operating a tilting suspension for a rail-bound vehicle, by means of which a safe driving behavior combined with increased driving pleasure is made possible.
Die Lösungen des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe finden sich in einem Verfahren zum Betrieb eines Neigefahrwerks mit den Merkmalen von Anspruch 1. Der gegenständliche Teil dieser Aufgabe wird durch eine Radaufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 und ein Neigefahrwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie mit einem entsprechend ausgestatteten schienenungebundenen Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.The solutions of the procedural part of this task can be found in a method for operating a tilting chassis with the features of
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Hiernach wird nachfolgend ein Verfahren aufgezeigt, welches sich zum Betrieb eines Neigefahrwerks für ein schienenungebundenes Fahrzeug mit mindestens drei Rädern eignet. Hierzu umfasst das Neigefahrwerk zunächst eine Radaufhängung, welche wenigstens zwei mit einem Rahmen oder Aufbau des Fahrzeugs koppelbare Radaufnahmen besitzt. Bei der Radaufhängung kann es sich bevorzugt um eine solche handeln, wie sie an nachfolgender Stelle noch näher beschrieben wird. Die Radaufhängungen sind zur Lagerung von zwei der parallel zueinander beabstandeten Räder ausgebildet. Dabei ist eine Querneigung des Fahrzeugs in dessen jeweilige Lenkrichtung ermöglicht, indem wenigstens ein mit den Radaufnahmen korrespondierendes Neigungsmittel in seiner Länge verändert wird. Erfindungsgemäß ist besagtes Neigungsmittel aus einem in seiner Länge veränderbaren semi-aktiven Dämpfer gebildet. Dessen Längenänderung wird dabei durch eine das Fahrzeug steuernde Person bewirkt. Insofern besteht die Möglichkeit, dass der semi-aktive Dämpfer passiv durch die das Fahrzeug steuernde Person in seiner Länge verändert werden kann. Dies kann in vorteilhafter Weise durch eine Einleitung der Neige- bzw. Kippbewegung des Fahrzeugs über die Lenkung erfolgen.Hereinafter, a method is shown below, which is suitable for operating a tilting suspension for a rail-bound vehicle with at least three wheels. For this purpose, the tilting suspension initially comprises a wheel suspension which has at least two wheel receivers which can be coupled to a frame or construction of the vehicle. The suspension may preferably be one as described in more detail below. The suspensions are designed to support two of the parallel spaced wheels. In this case, a transverse inclination of the vehicle in its respective steering direction is made possible by changing at least one inclination means corresponding to the wheel receivers in its length. According to the invention said tilting means is formed from a variable in length semi-active damper. Its change in length is effected by a person controlling the vehicle. In this respect, there is the possibility that the semi-active damper can be passively changed by the person controlling the vehicle in its length. This can be done in an advantageous manner by initiating the tilting or tilting movement of the vehicle via the steering.
Unter einem semi-aktiven Dämpfer wird im Rahmen der Erfindung ein Dämpfer verstanden, dessen Dämpfungscharakteristik im laufenden Betrieb einstellbar ist. Dabei handelt es sich nicht um einen voll-aktiven Aktuator, welcher entsprechende Längenänderungen nur kraftbetätigt und somit aktiv erreichen kann. Vielmehr können die Längenänderungen des semi-aktiven Dämpfers rein mechanisch von außen initiiert werden, beispielsweise durch eine Betätigung der Lenkung (analog zum Motorrad) oder durch eine Gewichtsverlagerung der das Fahrzeug lenkenden Person. Die Verstellung des semi-aktiven Dämpfers verändert dabei vielmehr dessen Manipulationsmöglichkeit in Bezug seine Stauchung oder Streckung. Mit anderen Worten lässt der erfindungsgemäß verwendete semi-aktive Dämpfer eine Verstellung dahingehend zu, ob und/oder wie schnell dieser sich hinsichtlich seiner Länge dehnen oder stauchen lässt. Auf diese Weise kann die notwendige Stabilisierung des Fahrzeugs erfolgen, indem lediglich die Dämpfungscharakteristik des semi-aktiven Dämpfers automatisiert an die jeweilige Situation angepasst wird. Demgegenüber erfolgt die Neigung des Fahrzeugaufbaus in erster Linie auf Basis äußerer Einflüsse wie etwa der Betätigung der Lenkung (analog zum Motorrad) oder der Gewichtsverlagerung der das Fahrzeug lenkenden Person und nicht durch eine aktive Längenänderung des semi-aktiven Dämpfers.In the context of the invention, a semi-active damper is understood to mean a damper whose damping characteristic can be adjusted during operation. This is not a fully-active actuator, which can only correspondingly power-operated and thus actively achieve appropriate changes in length. Rather, the length changes of the semi-active damper can be initiated purely mechanically from the outside, for example by an actuation of the steering (analogous to the motorcycle) or by a weight shift of the person steering the vehicle. The adjustment of the semi-active damper changes rather its ability to manipulate in terms of its compression or extension. In other words, the semi-active damper used in the present invention makes an adjustment as to whether and / or how fast it can be stretched or compressed with respect to its length. In this way, the necessary stabilization of the vehicle can be done by only the damping characteristics of the semi-active damper is automatically adapted to the situation. In contrast, the tendency of the vehicle body primarily on the basis of external influences such as the operation of the steering (analogous to the motorcycle) or the weight shift of the person steering the vehicle and not by an active change in length of the semi-active damper.
Der semi-aktive Dämpfer besitzt wenigstens ein verstellbares Ventil, wobei die Dämpfkraft und/oder Dämpfgeschwindigkeit des semi-aktive Dämpfers durch eine Verstellung des Ventils veränderbar werden kann. Durch die Veränderung der Dämpfkraft und/oder der Dämpfgeschwindigkeit kann die Dämpferkennlinie des semi-aktive Dämpfers variiert werden.The semi-active damper has at least one adjustable valve, wherein the damping force and / or damping rate of the semi-active damper can be changed by an adjustment of the valve. By changing the damping force and / or the damping speed, the damper characteristic of the semi-active damper can be varied.
Dabei kann das Ventil bei Bedarf beispielsweise geschlossen werden, um den semi-aktive Dämpfer zu blockieren. Auf diese Weise kann die Kippbewegung des Fahrzeugs kontrolliert gestoppt werden. Dieses Stoppen ist analog dem beim Fahren eines Motor- oder Fahrrades bekannten "Fuß herausnehmen" zu sehen.If necessary, the valve can be closed, for example, to block the semi-active damper. In this way, the tilting movement of the vehicle can be controlled stopped. This stopping is analogous to the "take out foot" known when driving a motor or bicycle.
Weiterhin ist eine fluidleitend mit dem semi-aktive Dämpfer verbundene Pumpe vorgesehen. Hierdurch wird der ansonsten durch fahrerseitige Vorgaben wie etwa einer Gewichtsverlagerung oder einer Lenkbetätigung manipulierbare semi-aktive Dämpfer um eine automatisierte, den Fluidfluss betreffende aktive Eigenschaft ergänzt. In Abgrenzung zu voll-aktiven oder voll-passiven Dämpfern kann der erfindungsgemäße semi-aktive Dämpfer somit dessen Manipulation einerseits durch eine äußere Beeinflussung (Gewichtsverlagerung/Lenken) sowie beispielsweise eine Veränderung seiner Ventileinstellung und andererseits über eine aktive Druckerhöhung durch die Pumpe erlauben.Furthermore, a fluid-conducting connected to the semi-active damper pump is provided. As a result, the semi-active damper which can otherwise be manipulated by the driver's specifications, such as, for example, a weight transfer or a steering operation, is supplemented by an automatic active property relating to the fluid flow. In contrast to fully active or fully passive dampers, the semi-active damper according to the invention can thus allow manipulation on the one hand by an external influencing (weight shifting / steering) and, for example, a change in its valve setting and on the other hand by an active pressure increase by the pump.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt zunächst in der Verwendung eines quasi autonomen semi-aktiven Dämpfers, welcher keinerlei Kopplung mit anderen semi-aktiven Dämpfern erfordert. Weiterhin kann der semi-aktiven Dämpfer direkt als Dämpfungsmittel eingesetzt werden, um den geforderten Fahrkomfort und die notwendige Sicherheit zu gewährleisten. Hierdurch ergibt sich die Realisierung eines überaus kostengünstigen Neigesystems, welches zudem überaus positive Fahreigenschaften aufweist. So erfährt die das Fahrzeug lenkende Person in kritischen Fahrsituationen eine ausreichende Unterstützung, welche auf einer rein automatisierten Anpassung der Dämpfungscharakteristik basieren kann. Auf der anderen Seite lässt sich das so ausgestattete Fahrzeug auf natürliche Weise bewegen, da die angeforderte Querneigung nicht erst durch einen Aktuator aktiv eingestellt werden muss. Im Ergebnis wird so auch ein direktes und ursprüngliches Fahrverhalten ermöglicht, welches den Fahrspaß insgesamt erhöht.The particular advantage of the embodiment of the invention is first in the use of a quasi-autonomous semi-active damper, which does not require any coupling with other semi-active dampers. Furthermore, the semi-active damper can be used directly as a damping means to ensure the required ride comfort and the necessary safety. This results in the realization of an extremely cost tilt system, which also has extremely positive driving characteristics. Thus, the person steering the vehicle experiences sufficient support in critical driving situations, which can be based on a purely automated adaptation of the damping characteristic. On the other Page allows the vehicle so equipped to move in a natural way, since the requested bank does not need to be actively set by an actuator. As a result, a direct and original driving behavior is possible, which increases the overall driving pleasure.
Bei der Anordnung von zwei oder mehr semi-aktive Dämpfern kann besagte Pumpe selbstverständlich auch mit wenigstens zwei oder mehr von diesen fluidleitend verbunden sein. Die Pumpe ist dafür vorgesehen, dass durch deren Betrieb ein Fluidfluss innerhalb des semi-aktiven Dämpfers erzeugt werden kann. Auch kann die Pumpe bei Bedarf dazu genutzt werden, den Fluiddruck innerhalb des semi-aktive Dämpfers zu erhöhen.Of course, in the arrangement of two or more semi-active dampers, said pump may be fluidly connected to at least two or more of them. The pump is designed so that a fluid flow within the semi-active damper can be generated by their operation. Also, if needed, the pump can be used to increase the fluid pressure within the semi-active damper.
Durch den somit vorgebaren Fluidfluss und den damit veränderbaren Fluiddruck des semi-aktiven Dämpfers kann dieser vielfältige Aufgaben übernehmen:
So ist durch den semi-aktiven Dämpfer eine Unterstützung der das Fahrzeug fahrenden Person möglich, indem die Neigung des Fahrzeugs beispielsweise aus der aufrechten Position heraus aktiv eingeleitet werden kann.Due to the thus vorgebaren fluid flow and thus variable fluid pressure of the semi-active damper this can take on a variety of tasks:
Thus, a support of the person driving the vehicle is possible by the semi-active damper by the inclination of the vehicle can be actively initiated, for example from the upright position out.
Demgegenüber kann der semi-aktive Dämpfer in Kombination mit der Pumpe dazu genutzt werden, um als aktive Aufrichthilfe zu fungieren. Mit anderen Worten ist hierdurch grundsätzlich die ideale Neigung des Fahrzeugs aktiv vorgebbar, indem ein Zuviel an Neigung durch einen Eingriff des semi-aktiven Dämpfers korrigiert werden kann. Neben dem Aufrichten ist folglich auch ein Stehenbleiben des Fahrzeugs in seiner geneigten Position durchführbar.In contrast, the semi-active damper in combination with the pump can be used to act as an active Aufrichthilfe. In other words, in principle, the ideal inclination of the vehicle can be actively predetermined by correcting too much of an inclination by engaging the semi-active damper. In addition to the erection is consequently a stoppage of the vehicle in its inclined position feasible.
Insofern kann der erfindungsgemäß verwendete semi-aktive Dämpfer auch als semi-passiv-aktiv Dämpfer bezeichnet werden. Im Rahmen der Erfindung wird dieser trotz der zuvor beschriebenen möglichen Bandbreite seiner aktiven sowie passiven Eigenschaften durchgehend als semi-aktiver Dämpfer bezeichnet.In this respect, the semi-active damper used in the invention may also be referred to as a semi-passive active damper. In the context of the invention, this is consistently referred to as a semi-active damper in spite of the previously described possible range of its active and passive properties.
Sofern der semi-aktiven Dämpfer passiv – also ohne die Erzeugung einer Dämpfung – betrieben wird, ist das so ausgestattete Fahrzeug quasi wie ein einspuriges Fahrzeug zu führen. Auf diese Weise kann die jeweils notwendige Neigerichtung sowie die Stärke der Neigung über die Lenkung und/oder eine Gewichtsverlagerung eingeleitet werden.If the semi-active damper passive - ie without the generation of a damping - operated, the vehicle is equipped so quasi like a single-track vehicle to run. In this way, the respectively necessary direction of tilt and the strength of the inclination on the steering and / or a weight shift can be initiated.
Des Weiteren kann durch eine Variation der Dämpferkennlinie das Kipptempo und damit die Geschwindigkeit der Neigung des Fahrzeugs beispielsweise verringert werden, um dessen Stabilität und der Fahrkomfort insgesamt zu verbessern.Further, by varying the damper characteristic, the tipping speed and thus the speed of the vehicle's inclination can be reduced, for example, to improve its overall stability and ride comfort.
Letztlich kann ein Blockieren des semi-aktiven Dämpfer zum Stoppen einer Kipp- bzw. Neigebewegung genutzt werden, beispielsweise durch das Schließen des Ventils.Finally, blocking the semi-active damper can be used to stop a tilting or tilting movement, for example by closing the valve.
Auch ist die Erfindung auf eine Radaufhängung für ein Neigefahrwerk gerichtet, welches insbesondere für ein schienenungebundenes Fahrzeug Verwendung findet. Die Radaufhängung umfasst wenigstens zwei Radaufnahmen, welche zur Lagerung zweier parallel zueinander beabstandeter Räder ausgebildet sind. Die Räder sind über die Radaufnahmen beispielsweise mit einem Rahmen oder direkt mit dem Aufbau des Fahrzeugs koppelbar. Weiterhin ist wenigstens ein Neigungsmittel vorgesehen, welches entweder direkt oder indirekt mit den Radaufnahmen korrespondiert. Dabei ist das Neigungsmittel derart angeordnet, dass durch dessen Längenänderung eine Querneigung des Fahrzeugs in dessen jeweilige Lenkrichtung ermöglicht ist. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Neigungsmittel um einen semi-aktiven Dämpfer.The invention is also directed to a suspension for a tilting chassis, which is used in particular for a rail-unbound vehicle. The suspension comprises at least two wheel receivers, which are designed to support two parallel spaced wheels. The wheels can be coupled via the wheel receivers, for example with a frame or directly to the body of the vehicle. Furthermore, at least one tilting means is provided which corresponds either directly or indirectly with the wheel receivers. In this case, the inclination means is arranged such that, by its change in length, a transverse inclination of the vehicle in its respective steering direction is made possible. According to the invention, the tilting means is a semi-active damper.
Der semi-aktive Dämpfer besitzt wenigstens ein verstellbares Ventil. Besagtes Ventil ist bedarfsweise dazu vorgesehen, um die Dämpfkraft des semi-aktive Dämpfers durch eine Verstellung des Ventils zu verändern. Die Verstellung erfolgt dabei automatisiert. Hierfür können beispielsweise etwaige Parameter zur Fahrdynamik erfasst werden, aufgrund derer dann eine mögliche Ansteuerung des wenigstens einen Ventils erfolgt. Auf diese Weise wird ein überaus schlanker Aufbau für die Radaufhängung ermöglicht, da externe Ventilanordnungen wegfallen.The semi-active damper has at least one adjustable valve. Said valve is if necessary provided to change the damping force of the semi-active damper by an adjustment of the valve. The adjustment is done automatically. For this example, any parameters for driving dynamics can be detected, due to which then a possible control of the at least one valve takes place. In this way, a very slender construction for the suspension is possible because external valve assemblies are eliminated.
Ferner ist eine Pumpe angeordnet, welche über entsprechende Leitungen mit dem semi-aktiven Dämpfer fluidleitend verbunden ist. Ziel ist die Anregung eines Fluidflusses im Inneren des semi-aktive Dämpfers, welcher so durch den Betrieb der Pumpe bei Bedarf erzeugt werden kann. In Kombination mit wenigstens einem Ventil kann so ein weiter Dämpfungsbereich bereitgestellt werden, welcher von fast ohne Dämpfung bis hin zum geschlossenen Dämpfer ohne Möglichkeit seiner Längenänderung reicht. Je nach Bedarf kann durch die Pumpe ferner auch ein möglicher Fluiddruck aufgebaut werden, welcher die Dämpfungscharakteristik zusätzlich verändert.Further, a pump is arranged, which is fluid-conductively connected via corresponding lines with the semi-active damper. The aim is to stimulate a fluid flow inside the semi-active damper, which can be generated as required by the operation of the pump. In combination with at least one valve so can a further damping range can be provided, which ranges from almost no damping to the closed damper without possibility of its change in length. Depending on requirements, the pump can also be used to build up a possible fluid pressure which additionally changes the damping characteristic.
Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert und gelten für die erfindungsgemäße Radaufhängung entsprechend. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen hierzu verwiesen. Dies gilt im Übrigen auch für die nachfolgend genannten vorteilhaften Weiterbildungen in Bezug auf die grundsätzliche erfindungsgemäße Radaufhängung.The resulting advantages have already been explained previously in connection with the method according to the invention and apply correspondingly to the suspension according to the invention. For this reason, reference is made at this point to the previous comments on this. Incidentally, this also applies to the following advantageous developments with respect to the basic suspension according to the invention.
So kann es sich in vorteilhafter Weise bei dem semi-aktive Dämpfer um einen Hydraulikzylinder handeln. Da dieser mit einem nicht kompressiblen Fluid wie Öl betrieben wird, sind dessen Dämpfungseigenschaften sehr genau einstellbar. Durch den Einsatz wenigstens eines Ventils kann das im Inneren des semi-aktive Dämpfers angeordnete Öl dann in seinen Fließgeschwindigkeiten beeinflusst werden, um die erforderlichen Dämpfungseigenschaften zu realisieren. Auch kann der semi-aktive Dämpfer im Stand des Fahrzeugs derart über das Ventil geschlossen werden, dass keinerlei Ölfluss mehr möglich ist. Hierdurch wird das Fahrzeug in seiner Neigung festgelegt und kann problemlos ohne etwaiges Kippen abgestellt werden. Thus, the semi-active damper may advantageously be a hydraulic cylinder. Since this is operated with a non-compressible fluid such as oil, its damping properties are very accurately adjustable. By using at least one valve, the oil arranged in the interior of the semi-active damper can then be influenced in its flow rates in order to realize the required damping properties. Also, the semi-active damper in the state of the vehicle can be closed via the valve so that no oil flow is possible. As a result, the vehicle is set in its inclination and can be easily parked without any tilting.
Besonders bevorzugt können für die Radaufhängung zwei voneinander unabhängige semi-aktive Dämpfer vorgesehen sein. In dieser Konstellation ist dann jeder der semi-aktiven Dämpfer jeweils einer der Radaufnahmen zugeordnet. Diese Ausgestaltung kann dann dem Aufbau einer Einzelradaufhängung entsprechen, wobei jedes einzelne der beiden über die Radaufnahmen drehbar gelagerten Räder durch einen der semi-aktive Dämpfer gedämpft wird.Particularly preferably two independent semi-active dampers can be provided for the suspension. In this constellation, each of the semi-active damper is then assigned to each one of the wheel receivers. This embodiment can then correspond to the construction of an independent suspension, wherein each one of the two rotatably mounted on the wheel rotors wheels is damped by one of the semi-active damper.
Die vorgestellte Radaufhängung verfolgt die Idee, die das Fahrzeug lenkende Person dessen Steuerung und Neigung vornehmen zu lassen. Hierzu ist im Regelfall keinerlei Dämpfungskraft erforderlich, welche zudem das Fahrverhalten oder Fahrgefühl negativ beeinflussen könnte. Die Dämpfungskraft ist erst dann erforderlich, sofern eine kritische Fahrsituation vorliegt, in welcher die das Fahrzeug lenkende Person entsprechende Unterstützung benötigt. Diese resultiert aus dem Ansteuern des wenigstens einen Ventils, um die Dämpfungscharakteristik des semi-aktive Dämpfers zu verändern. Auch können bei Bedarf über die Pumpe kleine aktive Dämpfungskräfte zur Korrektur aufgebracht werden. Im Ergebnis wird so ein günstiges, sicheres und mit Freude zu fahrendes Neigesystem bereitgestellt.The proposed suspension pursues the idea of having the person steering the vehicle carry out its control and inclination. As a rule, no damping force is required for this, which could also adversely affect the driving behavior or driving feel. The damping force is only required if there is a critical driving situation in which the person guiding the vehicle needs appropriate support. This results from the driving of the at least one valve to change the damping characteristic of the semi-active damper. If required, small active damping forces can also be applied via the pump for correction. As a result, a favorable, safe and joyful to driving tilt system is provided.
Weiterhin ist die Erfindung auf ein Neigefahrwerk für ein schienenungebundenes Fahrzeug gerichtet, welches mindestens drei Räder aufweist. Das Neigefahrwerk umfasst hierfür wenigstens eine Radaufhängung. Bei der Radaufhängung kann es sich um eine Vordere oder hintere Radaufhängung handelt. Insbesondere kann es sich hierbei um eine wie zuvor beschriebene Radaufhängung handeln.Furthermore, the invention is directed to a tilting suspension for a rail vehicle, which has at least three wheels. The tilting suspension includes at least one wheel suspension for this purpose. The suspension may be a front or rear suspension. In particular, this may be a suspension as described above.
Hierbei besitzt die Radaufhängung des Neigefahrwerks wenigstens zwei mit einem Rahmen oder einem Aufbau des Fahrzeugs koppelbare Radaufnahmen, welche zur Lagerung von zwei der parallel zueinander beabstandeten Räder ausgebildet sind. Mit anderen Worten weist das Fahrzeug dann wenigstens zwei beispielsweise zu einer Vorderachse oder Hinterachse zusammengefasste Räder auf, welche entsprechend der jeweiligen Spurbreite des Fahrzeugs zueinander beabstandet sind. Weiterhin ist wenigstens ein mit den Radaufnahmen korrespondierendes Neigungsmittel vorgesehen. Dieses Neigungsmittel ist dabei derart angeordnet, dass durch dessen Längenänderung eine Querneigung des Fahrzeugs in dessen jeweilige Lenkrichtung ermöglicht ist.Here, the suspension of the tilt suspension has at least two coupled to a frame or a structure of the vehicle wheel receivers, which are designed to support two of the parallel spaced wheels. In other words, the vehicle then has at least two wheels combined, for example, to form a front axle or rear axle, which are spaced apart from one another according to the respective track width of the vehicle. Furthermore, at least one inclination means corresponding to the wheel receivers is provided. This inclination means is arranged such that by its change in length, a transverse inclination of the vehicle in its respective steering direction is made possible.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Neigungsmittel um einen semi-aktiven Dämpfer, welcher wenigstens ein verstellbares Ventil besitzt. Besagtes Ventil ist bedarfsweise dazu vorgesehen, um die Dämpfkraft des semi-aktive Dämpfers durch eine Verstellung des Ventils zu verändern. Weiterhin ist eine Pumpe vorgesehen, welche über entsprechende Leitungen mit dem semi-aktiven Dämpfer fluidleitend verbunden ist. According to the invention, the tilting means is a semi-active damper which has at least one adjustable valve. Said valve is if necessary provided to change the damping force of the semi-active damper by an adjustment of the valve. Furthermore, a pump is provided which is fluidly connected via corresponding lines with the semi-active damper.
Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Radaufhängung erläutert und gelten für das erfindungsgemäße Neigefahrwerk sowie das damit ausgestattete erfindungsgemäße schienenungebundene Fahrzeug mit einem solchen Neigefahrwerk entsprechend. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen hierzu verwiesen.The resulting advantages have already been explained previously in connection with the method and the suspension of the invention and apply to the invention Neigefahrwerk and thus equipped rail-bound vehicle according to the invention with such a tilt chassis accordingly. For this reason, reference is made at this point to the previous comments on this.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand wenigstens eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below with reference to at least one embodiment shown schematically in the figures. Show it:
Durch die Lagerung der Kombination aus Kolbenstange
Durch den Zylinderkolben
Um nun eine Ansteuerung des semi-aktiven Dämpfers
Bei der Pumpe
Die Pumpe
Um einen Ausgleich sowie eine Bevorratung an Fluid zu ermöglichen, kann der Fluidkreislauf
Durch die Ansteuerung des verstellbaren Ventils
Eine weitere Veränderung der Dämpfkraft und damit der Dämpfungscharakteristik des semi-aktiven Dämpfers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Semi-aktiver Dämpfer (Neigungsmittel) Semi-active damper (inclinator)
- 22
-
Zylinderrohr von
1 Cylinder tube of1 - 33
-
Kolbenstange von
1 Piston rod of1 - 44
-
Zylinderkolben in
2 von1 Cylinder piston in2 from1 - 55
-
Innenfläche von
2 Inside surface of2 - 66
-
Öffnung in
2 Opening in2 - 77
-
obere Druckkammer von
1 upper pressure chamber of1 - 88th
-
untere Druckkammer von
1 lower pressure chamber of1 - 99
-
Ventil in
10 Valve in10 - 10 10
- Fluidkreislauf Fluid circuit
- 1111
-
Bypass in
10 Bypass in10 - 1212
- Pumpe pump
- AA
- Ausfedern rebound
- Ee
- Einfedern compression
- FF
-
Dämpfkraft von
1 Damping force of1 - VV
-
Dämpfungsgeschwindigkeit von
1 Damping rate of1 - LL
-
Pumprichtung von
12 Pumping direction of12 - RR
-
Pumprichtung von
12 Pumping direction of12 - SS
- Dämpfungsbereich attenuation range
- xx
- Längsrichtung longitudinal direction
- yy
- Ordinate ordinate
- zz
- Abszisse abscissa
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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