DE1001602B

DE1001602B - Vorrichtung zur Federverstellung an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1001602B
Application number: DED14317A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans-Joachim Foerster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1953-02-10
Filing date: 1953-02-10
Publication date: 1957-01-24

Description

Vorrichtung zur Federverstellung an Kraftfahrzeugen Es ist bekannt, an Kraftfahrzeugen Vorrichtungen vorzusehen, durch welche die Vorspannung der Fahrzeugfederung verändert werden kann bzw. Hilfsfederungen ausgeschaltet werden können. Auch wurde schon vorgeschlagen, die Zu- und Abschaltung der Zusatzfedern durch Elektromotoren, beispielsweise über Gewindespindeln oder durch hydraulische Mittel, willkürlich durch den Fahrer zu bewerkstelligen. Weiterhin wurde der Vorschlag gemacht, die Zuschaltung der Zusatzfedern automatisch in Abhängigkeit von der Belastung, den Fahrverhältnissen, dem Radeinschlag od. dgl. vorzunehmen.
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung derartiger Federverstelleinrichtungen, bei welchen die Charakteristik der Fahrzeugfederung - gegebenenfalls unter Mitwirkung einer Hilfsfeder - in Verbindung mit einer von Hand beeinflußbaren oder selbsttätig wirkenden Einrichtung - wie Wagen.-lenkeng oder Fliehkrafteinwirkung - veränderlich ist, und besteht im wesentlichen darin, daß sowohl die Federn beider Fahrzeugseiten in an sich bekannter Weise willkürlich, insbesondere zum Ausgleich. wechselnder statischer Belastung, gemeinsam in gleichem Sinne, als auch die Federn jeder Fahrzeugseite selbsttätig, insbesondere zur Kurvenstabilisierung gesondert für sich bzw. die Federn beider Fahrzeugseiten in entgegengesetztem Sinne, verstellbar sind. Letzteres geschieht z. B. in an sich bekannter Weise durch die Fliehkraft einer auf dem Fahrzeug angeordneten Trägheitsmasse.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform . ist für die willkürliche und die selbsttätige Verstellung ein gemeinsames Steueraggregat vorgesehen. Die Verstellung erfolgt vorzugsweise durch eine Hildskraft, insbesondere hydraulisch. Die in Abhängigkeit von der Fliehkraft verstellte Trägheitsmasse wirkt ferner zweckmäßig wechselweise. in der einen oder anderen Richtung auf je einen Steuerschieber ein, welcher mittels einer vorzugsweise hydraulischen Hilfskraft die Verspannung der jeweils kurvenäußeren Federung steuert. Vorzugsweise sind zur kombinierten Steuerung der Federverstellvorrichtung zwei konzentrisch entgegengesetzt, insbesondere gegen Federwirkung verstellbare Steuerschieber mit zusammen wirkenden Steuerkanten für ein hydraulisches Hilfskraftmittel vorgesehen.
Durch die Erfindung kann mit einfachen, eine geringste Anzahl von Teilen aufweisenden Mitteln sowohl eine willkürliche als auch eine selbsttätige bzw. eine gemeinsame gleichgerichtete als auch eine voneinander unabhängige oder entgegengesetzt gerichtete Federverstellung erfolgen. Da die statische Belastung sich im allgemeinen nur von Fahrt zu Fahrt bzw. in größeren Zeitabständen ändert, ist es zur Vereinfachung der Verstellvorrichtung angemessen, hierfür lediglich eine willkürlich vom Fahrer zu bedienende Verstellung vorzusehen. Andererseits erfordert jedoch die zur Kurvenstabilisierung zu betätigende Federverstellung eine automatische Bedienung derselben, da es sich hierbei um eine während der Fahrt ständige Regelung der Federhärte bzw. Federkraft handelt. Durch die Verwendung eines Fliehkraftpendels kann jedoch auch die Automatik einer solchen Federverstellung verhältnismäßig einfach ausgebildet sein.
Die Verringerung der Neigung dies Wagenkastens bei Kurvenfahrt erhöht die Fahrbequemlichkeit vor allem der nicht am Lenkhandrad sitzenden Fahrgäste. Da Fliehkraft und Öldruck so aufeinander abgestimmt sein können, daß sie einander immer proportional sind und die Fliehkraft die maßgebende Größe für die Auswärtsneigung des Wagenkastens in der Kurve ist, kann erfindungsgemäß ein Waagerechthalten oder auch ein Gegensteuern des Rahmens gegenüber der Lage der Räder erzwungen werden. Gleichzeitig kann durch gemeinsame Verstellung der Federn. beider Fahrzeugseiten auch bei verschiedenen Fahrzeugbelastungen eine gleichbleibende Bodenhöhe des Fahrzeugs eingehalten werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Schaltanordnung einer erfindungsgemäßen Federverstellvorrichtung in Verbindung mit einer Pendelhalbachse und einer verstellbare Hilfsfederung und Fig.2 eine Ausführungsform, bei welcher die Hauptfederung verstellbar ausgebildet ist..
In Fig. 1 sind 10 z. B. die Hinterräder eines Kraftfahrzeuges, welche mittels Schwinghalhach,se 11 am Achsgetriebegehäuse 12 angelenkt sind, das seinerseits an den Rahmenlängsträgern 13 bzw. am Rahmenr querträger 14 in geeigneter Weise, z. B. elastisch, aufgehängt ist. An den Enden des Rahmenquerträgers 14 sind die zur Hauptfederung dienenden Schraubenfedern 15 abgestützt, deren untere Enden sich gegen die Schwinghalbachse 11 abstützen. Mit jeder der Federn wirkt ein Schwingungsdämpfer 16 zusammen.
Neben der Hauptfederung ist ferner je eine Drehstabfeder 18 vorgesehen, welche mittels eines Hebelgestänges 17 an die zugehörige Schwinghalbachse angelenkt ist und als Hilfsfederung für die Hauptfederung 15 dient. Das dem Hebelarm 17 entgegengesetzte Ende der Drehstabfeder trägt einen Hebelarm 19, der sich gegen einen Kolben 20 in einem Zylinder 21 abstützt. Der Kolben 20 ist im Zylinder 21 durch Öldruck verschiebbar angeordnet und wird durch die nachfolgend beschriebene Vorrichtung gesteuert. Auf dem Fahrzeug ist an geeigneter Stelle die in Fig. 1 vergrößert herausgezeichnete Trägheits- oder Fliehmasse 22 an einem Hebelarm 23 aufgehängt, der seinerseits z. B. mittels eines Gelenkes 24 am Rahmen 25 des Kraftfahrzeuges aufgehängt ist. Gegen den Hebel 23 stützen sich von entgegengesetzten Seiten die Schieber 26a und 26b ab, die in Hohlschiebern 27a und 27b verschiebbar gelagert sind. Die Schieber 27a und 27b sind in Zylindern 28a und 28b verschiebbar angeordnet, wobei sie durch Federn 29a, 29b nach auswärts gedrückt werden, so daß sie sich mit dem Anschlag 30a, 30b gegen die Endflächen des Zylinders 28a, 28b anlegen und hierbei einen Kolbenraum 31a, 31b bilden. Der innere Steuerkolben 26a bzw. 26b stützt sich seinerseits mittels einer Feder 32a, 32b gegen den Hohlzylinder 27a, 27b ab.
Das Drucköl wird durch eine Druckleitung 33, beispielsweise unter einem Druck von 60 at, zugeführt und einerseits in die Leitung 34 und andererseits in die Leitungen 35 bzw. 36 gefördert. Die Leitung 34 führt zu einem Steuerschieber 37, welcher elektromagnetisch durch eine Spule 38 gesteuert wird, die in einen von einem Schalter 40 bedienten Stromkreis 39 eingeschaltet ist. Vom Steuerschieber 37 führt eine Leitung 41 ab, die sich in zu den Druckräumen 31a bzw. 31b führenden Leitungen 42 und 43 verzweigt. In den äußeren Steuerschiebern 27a bzw. 27b sind Steuerbohrungen 44a, 45a, 46a bzw. 44b, 45b, 46b vorgesehen, während die Steuerschieber 26a und 26b Steuernuten 47a bzw. 47b aufweisen. In der gezeichneten Mittelstellung der Steuerschieber steht die Öffnung 44a mit der Leitung 35 bzw. die Öffnung 44b mit der Leitung 36 in Verbindung, ist jedoch gegen die Steuernut 47a bzw. 47b durch den Steuerschieber 26a bzw. 26b abgeschlossen. Von den mit der Steuernut 47a bzw. 47b verbundenen Bohrungen 45a bzw. 45b führen Leitungen 48a bzw. 48b zu den Steuerzylindern 21 der Federverstellvorrichtung.
Die Steueröffnungen 46a bzw. 46b, welche in der gezeichneten Mittellage mit den Steuernuten 47a bzw. 47b in Verbindung stehen, steuern eine Rückleitung 49, die in den Ölbehälter 50 zurückführt, aus der auch mittels einer Pumpe das Drucköl der Leitung 33 entnommen werden kann.
In der gezeichneten Mittellage stehen die Fahrzeugzylnder 21 der beiden Fahrzeugseiten über die Leitungen 48a bzw. 48b mit der Rückleitung 49 in: Verbindung, sind also drucklos. Die Drehstabfedern 18 sind daher nicht oder auf geringste Spannung vorgespannt.
Sollen: die Hilfsfedern 18, z. B. zum Ausgleich hoher Fahrzeugbelastung, zu der Hauptfederung 15 zugeschaltet werden, so wird der Schalter 40 geschlossen. Dies bewirkt, daß der Steuerschieber 37 nach rechts bewegt wird; hierdurch kann das Drucköl über die Leitungen 33, 34, 41, 42 und 43 in die Druckräume 31a bzw. 31v gelangen und infolgedessen den äußeren Steuerschieber 27a bzw. 27b nach innen gegen die Wirkung der Federn 29a bzw. 29b verstellen. Dadurch werden die Steuernuten 47a bzw. 47b der inneren Steuerschieber gegen die Steueröffnungen 46a bzw. 46b bzw. gegen die Rückleitung 49 abgeschlossen und über die Öffnungen 44a bzw. 44b mit den Druckleitungen 35 bzw. 36 verbunden. Das Drucköl kann. somit über die Leitungen 48a bzw. 48b in die Zylinder 21 der Federverstellvorrichtung gelangen und die Drehstabfedern 18 zuschalten bzw. auf hohe Spannung vorspannen.
Fährt das Fahrzeug durch eine Kurve, so daß die Trägheitsmasse 22 nach der einen oder anderen Seite ausschlägt, so wird einer der beiden inneren Schieber 26a bzw. 26b gegen die Wirkung der Federn 32a bzw. 32b verschoben. Wird beispielsweise die Trägheitsmasse 22 infolge der Fliehkraft in Pfeilrichtung a verschwenkt, so wird dadurch infolge der Verschiebung des Schiebers 26a nach links die Druckleitung 35 mit der Leitung 48a verbunden und dadurch der linke Federverstellzylinder 21 mit Drucköl beliefert. Es wird infolgedessen die Hilfsfederung der kurvenäußeren Fahrzeugseite zugeschaltet bzw. auf hohe Spannung gebracht. Die kurveninnere Federung wird dagegen durch die Verstellung der Trägheitsmasse nicht beeinflußt. Durch entsprechende Bemessung und Verstellung der Federn kann erreicht werden, daß die Schrägstellung des Wagenkastens in der Kurve gegebenenfalls vollständig ausgeglichen wird.
Bei einem Ausschlag der Trägheitsmasse in Pfeilrichtung b wird eine entsprechende Verstellung der Hilfsfeder auf der entgegengesetzten Fahrzeugseite erzielt.
Wie ersichtlich, wird durch dieselbe Federverstellvorrichtung bzw. durch das gleiche Steueraggregat einerseits eine gleichzeitige Verstellung der Fahrzeugfedern beider Fahrzeugseiten und andererseits eine selbsttätige einseitige Verstellung in Abhängigkeit von der Kurvenfahrt erzielt.
Der gesteuerte Servodruck ist hierbei proportional der Fliehkraft. Statt oder zusätzlich zur Hinterachse kann eine entsprechende Anordnung auch an der Vorderachse vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann auch ein Stabilisator mit Zusatzfedern und deren Verstellung so verbunden sein, daß bei Kurvenfahrt die Differenz der Federvorspannungen auf die Zusatzfedern gegeben wird.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß das als Servokraft wirkende Drucköl nicht auf die Hilfsfederung, sondern auf die Hauptfederung gegeben wird. Zu diesem Zweck stützt sich die Hauptfeder 15 gegen eine Fed=erauflage 51 an der schwingbaren Halbachse il bzw. an einer entsprechend starren Achse ah, wobei die Federauflage 51 durch einen Kolben 52 innerhalb des Zylinders 53 verstellbar ist. Die Zuleitung des Drucköles über die Leitung 48b (bzw. 48a) kann in geeigneter Weise über biegsame Rohrleitungen oder über Bohrungen in der Schwinghalbachse od. dgl. erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Veränderung der Charakteristik von Kraftfahrzeugfederungen, insbesondere mit unabhängigen Rädern, wobei die Charakteristik gegebenenfalls unter Mitwirkung einer Hilfsfeder in Verbindung mit einer von Hand beeinflußbaren oder selbsttätig wirkenden Einrichtung - wie Wagenlenkung oder Fliehkrafteinwirkung - veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Federn (18 bzw. 15) beider Fahrzeugseiten in an sich bekannter Weise willkürlich, insbesondere zum Ausgleich wechselnder statischer Belastung, gemeinsam in gleichem Sinne, als auch die Federn (18 bzw. 15) jeder Fahrzeugseite selbsttätig, insbesondere zur Kurvenstabilisierung, gesondert für sich bzw. die Federn beider Fahrzeugseiten in entgegengesetztem Sinne verstellbar sind.
2. Vorrichtung zur selbsttätigen Federverstellung an Kraftfahrzeugen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Betätigung der Federverstellvorrichtung in an sich bekannter Weise durch die Fliehkraft einer auf dem Fahrzeug angeordneten Trägheitsmasse (22) erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die willkürliche als auch die selbsttätige Verstellung hydraulisch gesteuert wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die willkürliche und die selbsttätige Verstellung ein gemeinsames Steueraggregat vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der Fliehkraft verstellte Trägheitsmasse (22) wechselweise in der einen oder anderen Richtung auf je einen Steuerschieber (26a, 26b) einwirkt, welcher mittels einer vorzugsweise hydraulischen Hilfskraft die Vorspannung der jeweils kurvenäußeren, Federung steuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur kombinierten Steuerung der Federverstellvorrichtung zwei konzentrische entgegengesetzt - vorzugsweise gegen Federwirkung (32a, 29a, 32b, 29b) verstellbare Steuerschieber (26a, 27a, 26b, 27b) - mit zusammen wirkenden Steuerkanten für ein hydraulisches Hilfskraftmittel vorgesehen sind..
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden entgegengesetzt verstellbaren Steuerschieber (26a bzw. 26b) unmittelbar mechanisch durch eine Trägheitsmasse (22), der andere durch das gesteuerte Hilfskraftmittel, z. B. mittels eines elektromagnetisch gesteuerten Schalters (37) für das Hilfskraftmittel, gesteuert wird. B.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung in an sich bekannter Weise auf eine Hilfsfeder, z. B. eine an eine Schwinghalbachse angeschlossene Torsionsfeder (18) wirkt (Fig. 1).
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (52) auf die Hauptfederung (15) dies Fahrzeuges wirkt (Fig. 2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 708 559.