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Stabilisierungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftwagen,
zum Ausgleich von Brems-und Beschleunigungsnickmomenten Die Erfindung bezieht sich
auf eine Stabilisierungseinrichtung für Fahzeuge, insbesondere Kraftwagen, zum Ausgleich,
Teilausgleich oder zur überkompensierung von Brems- und Beschleunigungsnickmomenten.
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Es sind bereits verschiedene Anordnungen bekannt, durch die dieses
Ziel in mehr oder weniger vollkommener Weise erreicht werden kann. Sie weisen durchweg
das Merkmal auf, daß die beim Bremsen bzw. Beschleunigen in der Radaufstandsfläche
entstehenden längshorizontalen Reibungskräfte bzw. deren Reaktionskräfte durch das
Rad und die Radführungsorgane in schräg ansteigender bzw. abfallender Richtung in
den Fahrzeugrumpf geleitet werden, so daß der Hebelarm, mit dem die resultierende
Kraft um den Schwerpunkt wirkt, gegenüber dem Hebelarm mit dem die längshorizontalen
Reibungskräfte um den Schwerpunkt wirken verkürzt ist und das Nickmoment je nach
der Länge und Lage des Hebelarms der resultierenden Kraft unter- oder oberhalb des
Schwerpunkts gering, Null oder sogar entgegengesetzt wirkend wird. Dieses Prinzip
setzt jedoch voraus, daß sich der Radaufstandspunkt beim Durchfedern nur senkrecht
zur gewünschten schrägen Kraftrichtung bewegen kann und daß sich außerdem die Bremse
unmittelbar am Rad bzw. das Ausgleichsgetriebe oder der sonstige Achsantrieb mit
dem Rad auf der gleichen starren Achse befindet. Liegt die Bremse statt im Rad im
abgefederten Fahrzeugteil oder ist das Ausgleichgetriebe oder der sonstige Achsantrieb
dort untergebracht, so ist die angestrebte »Schrägstützenwirkung« zwischen Radaufstandspunkt
und Schwerpunkt nicht erreichbar, da der Fußpunkt fehlt, in dem die aufrichtende
Komponente der schrägen Kraft eine Reaktionsmöglichkeit gegenüber der Fahrbahn findet.
Damit würde die Verringerung, Beseitigung oder Umkehrung der Brems- bzw. Beschleunigungsnickmomente
bei vielen Fahrzeugtypen neuerer Bauart nicht durchführbar sein, oder sie müßten
wieder auf außenliegende Bremsen und starre Antriebsachsen umgeändert werden, so
daß die bereits erreichte Verringerung der unabgefederten Massen hinfällig würde.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung, die auch
bei im abgefederten Fahrzeugteil untergebrachten Bremsen bzw. Achsantrieben die
besagte Stabilisierungswirkung ergibt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Statoren der Bremsen
und (bzw.) das Achsantriebsgehäuse gegenüber dem abgefederten Fahrzeugteil im Sinne
der Bremsrotordrehung und (bzw.) der Achsantriebsgehäuse-Mittelebene winkelbeweglich
gelagert sind und von den Statoren die Reaktion des vom Rad her durch die Gelenkwelle
in den Bremsrotor geführten Drehmoments und (bzw.) vom Achsantriebsgehäuse die Reaktion
des Antriebs- bzw. Verzögerungsmoments unter Abstützung gegenüber dem abgefederten
Fahrzeugteil an einen ebenfalls an diesem gelagerten Hebel oder Lenker weitergegeben
wird, der sie unmittelbar oder mittelbar über bekannte mechanische Elemente in Form
einer senkrechten Kraft auf das Rad überträgt.
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Die Stabilisierung beim Bremsvorgang mit Hilfe der im abgefederten
Fahrzeugteil untergebrachten Bremsen erfolgt somit bei einer Vorrichtung zum Ausgleich
von Bremsnickmomenten nach der Erfindung dadurch, daß die Reaktion des vom Rad her
durch die Gelenkwelle in den Bremsrotor geführten Drehmoments von einem gegenüber
dem abgefederten Fahrzeugteil im Sinne der Bremsrotordrehung winkelbeweglichen Bremsstator
aufgenommen wird, der sie unter Abstützung gegen den abgefederten Fahrzeugteil an
einen ebenfalls an diesem gelagerten Hebel oder Lenker weitergibt, welch letzterer
sie unmittelbar oder mittelbar über bekannte mechanische Elemente in Form einer
senkrechten Kraft unter Reaktion auf den abgefederten Fahrzeugteil auf das Rad überträgt.
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Die Stabilisierung beim Beschleunigen und Motorbremsen mit Hilfe des
im abgefederten Fahrzeugteil untergebrachten Achsantriebs erfolgt somit bei einer
Vorrichtung zum Ausgleich von Beschleunigungsnickmomenten nach der Erfindung dadurch,
daß die Reaktion des Antriebs- bzw. Verzögerungsmoments von einem gegenüber dem
abgefederten Fahrzeugteil im Sinne des Antriebs- bzw. Verzögerungsmoments winkelbeweglichen
Achsantriebsgehäuse aufgenommen wird, das sie unter Abstützung gegen den abgefederten
Fahrzeugteil an einen ebenfalls an diesem gelagerten
Hebel oder
Lenker weitergibt, welch letzterer sie unmittelbar oder mittelbar über bekannte
mechanische Elemente in Form einer senkrechten Kraft unter Reaktion auf den abgefederten
Fahrzeugteil auf das Rad überträgt.
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Die geschilderten Maßnahmen zur Stabilisierung beim Bremsen und Beschleunigen
können in einem Fahrzeug unabhängig voneinander oder verbunden durchgeführt werden,
im letzteren Fall zum großen Teil mit ein und denselben Elementen.
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An Hand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben.
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Die Figur zeigt in perspektivischer Ansicht das Schema einer Vorderradabstützung
mit innenliegenden Bremsen. Das Rad 1 ist mittels des rotierenden Stummels 2 in
der feststehenden Nabe 3 gelagert, die mit dem Achsschenkel 4 ein Stück bildet,
das durch die Querlenker 5 und 6 in den Lagern 7, 8, 9 und 10 gegenüber dem abgefederten
Fahrzeugteil geführt ist. Die Drehstabfeder 11 stützt dieses System ab. Am inneren
Ende des rotierenden Stummels 2 befindet sich ein Kreuzgelenk 12, das über eine
Welle 13 und das Kreuzgelenk 14 den Bremsrotor 15 antreibt, der durch das Lager
16 innerhalb eines Lagers 17 gelagert ist, durch welches der Bremsstator 18 gegenüber
dem abgefederten Fahrzeugteil Winkelbeweglichkeit erhält. Durch das Gelenk 19 ist
der Bremsstator mit einer kurzen Zugstange 20 verbunden, die durch das Gelenk 21
an einem Hebel 22 angreift, der am inneren Ende einer querliegenden, im abgefederten
Fahrzeugteil in Lagern 23 und 24 gelagerten Welle 25 sitzt. Deren äußeres Ende ist
nach Art eines Querstabilisators horizontal abgebogen und wirkt über ein mit Kugelgelenken
versehenes Zugglied 26 auf den Ouerlenker 5.
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Beim Bremsen des im Bilde nach links fahrenden Fahrzeugs entsteht
im Radaufstandspunkt R eine längshorizontale Reibungskraft entsprechend dem Pfeil
a, die vom Rad als Drehmoment durch den rotierenden Stummel 2, das Kreuzgelenk 12,
die Welle 13 und das Kreuzgelenk 14 auf den Bremsrotor 15 übertragen wird. Im Bremsstator
18 ergibt sich dadurch ein Reaktionsmoment, das als solches zwar dem Drehmoment
entgegengesetzt ist, den Bremsstatör aber im Sinne des Pfeiles b mitzunehmen sucht.
Vermöge der durch das Lager 17 bewirkten Entkoppelung gegenüber dem abgefederten
Fahrzeugteil kann es vom Bremsstator weiterübertragen werden, was hier über das
Gelenk 19, die Zugstange 20, das Gelenk 21 und den Hebel 22 auf die Welle 25 geschieht,
die im Sinne des Pfeiles c verdreht wird und mit ihrem abgebogenen Ende auf das
Zugglied 26 wirkt, welch letzteres auf den Querlenker 5 und damit auf das Rad 1
eine senkrechte Kraft ausübt, die entsprechend dem Pfeil d nach unten gerichtet
ist. Nachdem das Rad nur wenig in dieser Richtung nachgeben kann, entsteht im Lager
24 eine Reaktionskraft entsprechend dem Pfeile, die den abgefederten Fahrzeugteil
vorn gegenüber dem Bremsnickmoment aufzurichten sucht. Nach dem Lösen der Bremse
verschwinden alle geschilderten Kraftwirkungen; beim Durchfedern des Rades oszilliert
aber infolge der beschriebenen Koppelung der Bremsstator um das Lager 16. Die Drehstabfeder
11 sorgt zusammen mit den übrigen um die Querachse wirkenden Federn des Fahrzeugs
für die Rückführung in die Mittellage. Die Anordnung bedingt keine Radstands-und
Nachlaufänderungen und kann deswegen frei von diesen ausgeführt werden, obwohl sie
sie, soweit erwünscht oder aus anderen Gründen unvermeidbar, auch zuläßt. Wenn sie
mit einem bereits vorhandenen Querstabilisator kombiniert wird, wie er in der Figur
durch die gestrichelte Linie 27 angedeutet ist, erfordert sie nur einen bescheidenen
Mehraufwand, denn es kommt dann in der Hauptsache nur noch darauf an, zwischen den
Punkten 19 und 21 eine mechanische Verbindung herzustellen.
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Es ist leicht einzusehen, daß die Anordnung unter Austausch einiger
Begriffe und Vorzeichen auch zum Ausgleich, Teilausgleich oder Überausgleich von
Beschleunigungs- und Motorbremsnickmomenten dienen kann. In diesem Falle ist das
Teil 15 als Achsantrieb und das Teil 18 als Achsantriebsgehäuse anzusehen. Die Anordnung
kann auch als ein und dieselbe sowohl zum Ausgleich von Nickmomenten der Bremsen
wie Nickmomenten aus der Beschleunigung oder Motorbremsung benützt werden, wozu
es dann nur nötig ist, die Bremsstatoren mit dem Achsantriebsgehäuse zusammenzubauen
und gemeinsam gegenüber dem abgefederten Fahrzeugteil zu lagern. Je nach Anordnung
der Verbindungsglieder und Hebel kann die Einrichtung zur Stabilisierung an der
Vorder- oder Hinterachse vorgesehen werden. Bei Anwendung von Scheibenbremsen ist
es nicht nötig, den Bremsstator gegenüber dem Bremsrotor konzentrisch zu lagern.