DE2036233A1 - Achsanordnung, insbesondere für Personenkraftwagen - Google Patents

Description

• Achsanordnung, insbesondere für Personenkraftwagen Die Erfindung geht von einer bekannten Achsanordaung mit inem Querstabilisator aus, der einen mit den Rädern über gleichgerichtet. Hebelarme verbundenen Torsionastab enthält. Die erfindungsgemäße Achsanordnung ist insbesondere für Personenkraftwagen bestimmt, Jedoch kann sie immer dann mit Vorteil Einsatz finden, wenn infolge von der Belastung des Fahrzeuges abhängiger, ungünstiger Schwerpunktslage des Fahrzeuges durch einen Querstabillsator daftir gesorgt werden muß, daß das Fahrzeug ein erwünschtes, in der Regel neutrales Fahrverhalten zeigt. Bekaantlich neigt ein frontlastiges Fahrzeug, dessen Schwerpunkt also vor der Radstandsmitte liegt, beim Kurvenfahren zur Untersteuerung während ein hecklastiges Fahrzeug übersteuernd ist. Ii ersten Falle ordnet ian der Hint.rachse einen Querstabilisator zu, der durch Radlastübertragung von dem kurvenäußeren auf das kurveninnere Rad den Schräglaufwinkel der Räder an der zugeordneten achse vergrößert und damit dem Schräglaufwinkel der Vorderräder annähert. Bei einen hecklastigen Fahrzeug ordnet man dagegen den Querstabilisator der Vorderachse zu, so daß er den Schräglaufwinkel der Vorderräder vergrößert.
• Wie bereits aus dieser ersten Schilderung bekannter Eigenschaften von Querstabilisatoren hervorgeht, besteht infolge der Abhängigkeit des Jeweiligen Steuerungsverhaltens des Fahrzeuges von der Lauge. seines Schwerpunktes Bedarf an einer Achsanordnung, die auch einer sich durch unterschiedliche Belastungen ändernden Schwerpunktslage Rechnung trägt. Während beispielsweise ein mit einem Frontmotor ausgerüstetes Fahrzeug frontlastig sein wird, wenn es nar mit dem Bahrer besetzt ist, kann es ein neutrales Fahrverhalten zeigen oder sogar zur ilberseuerung neigen, wenn es mit fünf Personen besetzt ist, von denen drei auf der hinteren Sitzbank Platz genommen haben. In diesem letztgenannten Belastungsfall des als Beispiel dienenden Fahrzeuges wiiktsich der zur Kompensation der Untersteuerungstendenz der Hinterachse zugeordnete Querstabilisator sogar nachteilig aus, da er die nun ohnehin infolge der Schwerpunktslage vorhandene Neigung zur Übersteuerung noch unterstützt.
• In der Erkenntnis, daß die bekannten, mit einem Querstabilisator ausgerüsteten Achsanordnungen nur für einen bestimmten Belastungsfall des Fahrzeuges optimal ausgelegt sind, während se bei anderen Belastungszuständen sogar nachteilig wirken können, hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Achsanordnung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die der Tatsache der Merschiebung des Fahrzeugschwerpunktes zwischen den beiden Achsen Rechnung trägt. Die erfindungsgemäße Achsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Torsionsstab Mittel zugeordnet sind, die bei ihrer Betätigung die Übertragung von Radlasten durch den Torsionsstab zumindest begrenzen.
• Ehe auf konstruktive Ausführungen der Erfindung im einzelnen eingegangen wird, soll zunächst auf verschiedene allgemeine Gesichts punkte der Erfindung hingewiesen werden. Das Erfindungsprinzip läßt sich beispielsweise so anwenden, daß bei einer Belastungsänderung, die den Übergang von der Untersteuerung oder der Übersteuerung zu dem gewünschten - in der Regel neutralen - Fahrverhalten zur Folge hat, der Querstabilisator beispielsweise von Hand mittels eines Hebels hinsichtlich der tbertragung von Radlasten von dem kurvenäußeren aut das kurveninnere Rad unwirksam gemacht wird. Es ist aber auch möglich, die Radlastübertragung nur zu begrenzen. Insbesondere für den letztgenannten Fall lassen.
• sich besonders einfache Konstruktionen zur automatischen Unwirksammachung des Querstabilisators hinsichtlich der Radlastübertragung bei geänderten Delastungsverhältnissen angeben. Man kann nämlich als Maß für diese Belastungsänderung beispielsweise eine bestimmte Einfederung im Bereich der Achse ausnutzen, der der Querstabilisator zugeordnet ist.
• Konstruktiv läßt sich diese Unterbindung oder Begrenzung der Radlastübertragung durch den Torsionsstab beispielsweise dadurch verifizieren, daß die Xittej einen mit dem Torsionsstab starr verbundenen, sich radial erstreckenden und mit einem am Fahrzeug festen Anschlag zusammenwirkenden Hebel enthalten.
• Sobald sich dieser Hebel gegen den Anschlag legt, wird die weitere, von dem kurvenäußeren Rad erzeugte Tordierung innerhalb des Uorsionsstabes nicht mehr auf das andere Rad übertragen.
• Bei der eben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Übergang von dem Fahrverhalten des Fahrzeuges bei dem der Querstabilisator wirksam sein muß, zu einem erwünschten Fahrverhalten, also in der Regel dem neutralen Fahrverhalten, infolge einer Belastungsänderung der Querstabilisator aber nur hinsichtlich der Übertragung von Radlasten von dem kurvenäußeren zu dem kurveninneren Rad unwirksam gemacht. Die vorzugsweise im Bereich der Achsmitte durch den Hebel beim Wirksamwerden des Anschlages erfolgende Blockierung des Querstabilisators hat eine linderung der Punktion desselben zur Folge. Während nämlich bisher über den Torsionsstab eine Radlastübertragung von dem kurvenäußeren zum kurveninneren Rad erfolgte, wirkt nunmehr der Torsionsstab praktisch wie eine Zusatzfederung, da er jetzt als aus zwei in der Mitte eingespannten Torsionsstäben zusammengesetzt betrachtet werden kann. Dieser automatische Übergang von einem echten Querstabilisator zu einer Zusatzfederung ist insofern besonders vorteilhaft, als es konstruktiv sehr schwierig ist, ohne zusätzlich zu den Fahrzeughauptfedern vorhandene Federanordnungen sowohl bei Teilbelastung als auch bei voller 13elastung des Fahrzeuges eine progressive Federung sic,herzu stellen. Allein durch entsprechende Gestaltung der Fahrzeughauptfedern läßt sich dieses Problem nur schwer lösen. Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung gestattet es demgegenüber, die Fahrzeugfederung stark progressiv zu gestalten, da bei Belastungsänderungen, die erfordern, den Querstabilisator wirkungslos zu machen, automatisch durch diesen eine Zusatzfederung bewirkt wird0 Erwähnt sei noch eine weiters günstige Eigenschaft dieser Ausführungsform der Erfindung: Da der Anschlag nicht nur bei der Kurvenfahrt und praktisch neutralen Fahrverhalten, sondern auch bei sehr starken Belastungen wirksam wird, hat die Anordnung dann eine Art Niveauregelung zur Folge in der Weise, daß das Fahrzeug nicht so stark einfedert. Man hat also jetzt eine härtere Federung als vorher, wodurch der mit diesem Wirksamwerden des Anschlages verbundene Wegfall der Wirkung des Torsionsstabes als Querstabilisator weitgehend kompensiert wird.
• Zusammenfassend läßt sich'also feststellen, daß durch die konatruktiv einfachen erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Achsanordnung geschaffen ist, die - außer ihrer normalen Aufgabe als Achse - drei Aufgaben löst: Sie gestattet, das Steuerungsverhalten des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Belastung desselben zu beeinflussen, sie wirkt dabei ferner als erwünschte Zusatzfederung und sie dient schließlich zur Niveauregelung bei starken Belastungen.
• Insbesondere beim Abschalten der Wirkung des Torsionsstabes als Querstabilisator wird man den Anschlag durch eine mit einem Betätigungshebel verbundene Kurvenscheibe bilden, die in die von dem Hebel bei der Übertragung von Radlasten überstrichene Bahn hineinschwenkbar gelagert ist. Dabei ist aber auch die Möglichkeit gegeben, die Mittel mit einer Betätigung zu versehen, die ein Druckmedium ausnutzt. Es handelt sich dann also beispielsweise um eine pneumatische oder hydraulische Einrichtung; gegebenenfalls kann auch eine kombinierte Einrichtung Verwendung finden. Weiterhin ist eine elektrische Betätigung möglich.
• Eine konstruktiv sehr einfache Ausführungsform der Erfindung für den Fall des automatischen Unwirksammachens der Wirkung des Torsionsstabes als Querstabilisator besteht darin, daß der Anschlag in die von dem Hebel bei der Übertragung von Radlasten oberhalb einer vorbestimmten Belastung der Achsanordnung (Einfederung) überstrichene Bahn hineinragend fest angeordnet ist.
• Hier wird also, wie bereits eingangs erwähnt, die Einfederung an der betreffenden Achsanordnung als Maß für die Schwerpunktslage benutzt.
• Verständlicherweise läßt sich eine Vielzahl konstruktiver Ausführungsmöglichkeiten angeben Beispeilsweise kann der Torsionsstab aus zwei mit jeweils einem der Hebelarme verbundenen Einzelstäben in fluchtender Anordnung durch eine Drehbewegungen übertragende Kupplung zusammengesetzt sei. Dieser zusammengesetzte Torsionsstab wird, hinsichtlich seiner Wirkung als Querstabilisator also nicht durch Festhalten vorzugsweise in seinem mittleren Bereich zwischen den Rädern ausgeschaltet, sondern durch Aufhebung der Verbindung zwischen seinen beiden Einzel stäben. Sollen die Einzel stäbe nach Aufhebung ihrer Verbindung wiederum als Zusatzfedern wirken, 80 müssen hierfür zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um die Einzel stäbe im Bereich ihrer einander zugekehrten Enden einzuspannen.
• Man kaun diesZ Kupplung als solche fest machen, beispielsweise muffenartig ausbilden, und mit dem bereits- mehrfach beschriebenen Hebel zum Aufbringen einer Betätigungskraft versehen. Es ist jedoch auch möglich, die Kupplung ausrückbar auszubilden, also beispielsweise mit zwei Hälften, von denen jede mit einem der Einzelstäbe des Torsionsstabes in Verbindung steht. Das Ein-und Ausrücken dieser Kupplung kann wieder auf verschiedene Weise, beispielsweise unter Verwendung eines Druckmittels oder elektromagnetisch, geschehen.
• Eine andere Ausführungsform dieser Kupplung sieht die Bildung derselben durch eine aufhebbare Elensverbindung für die beiden Einzel stäbe vor.
• Besonders zweckmäßig ist es, das Fahrzeug sowohl vorne als auch hinten mit der erfindungsgemäßen Achsanordnung aus zu rüsten, da dann die Nöglichkeit besteht, sowohl bei einem Übersteuern als auch bei cinem Untersteuern die jeweils erforderliche Stabilisierungsmaßnahme zu treffen und bei dem gewünschten Fahrverhalten, also dem neutralen Fahrverhalten, die Stabilisierung abzuschalten. Ist das Fahrzeug infolge des augenblicklichen 3elastungszustandes untersteuert, ist dann nur der Stabilisator in der hinteren Achsanordnung wirksam; umgekehrt ist der Stabilisator in der vorderen Achsanordnung wirksam, wenn das Fahrzeug hecklastig ist.
• Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall einer Schräglenker-Hinterradachsanordnung. Dabei zeigt Figur 1 in Aufsicht den dem linken Hinterrad zugeordneten Teil der Achsanordnung; der dem rechten Hinterrad zugeordnete Teil der Anordnung ist symmetrisch ausgebaut.
• Figur 2 gibt eine Ansicht in Richtung II in Figur 1 wieder, während die Figuren 3 und 4 die zum Unwirksammachen des Querstabilisators dienende Hebel-Anschlag-Kombination, teilweise im Schnitt, beschreibt. Figur 5 schließlich zeigt eine zum Festlegen des Hebels dienende Konstruktionseinzelheit.
• Betrachtet man zunächst die Aufsicht nach Figur 1, so ist der Achsschenkel 1 für das in bekannter Weise ausgeführte und daher nicht dargestellte linke Hinterrad ln,ebenfalls bekannter Weise mittels des Schräglenkers 2 an dem Tragrohr 3 gehalten. Diese Halterung erfolgt über das elastische Lager 4 bekannter Ausführung und den als Hebelarm wirkenden, mit dem Schräglenker 2 verschraubten torsions- und biegeweichen Zwischensteg 5, der im Bereich seines vorderen (in der Figur oberen) Endes mit dem in dem Tragrohr 3 geführten, als' Querstabilisator dienenden Torsionsstab 6 verbunden ist. Die Verbindung erfolgt über die auf das in der Figur linke Kerbverzahnungsende 7 des Torsionsstabes 6 aufgeschraubte Befestigungshülse 8; zur seitlichen Abstützung des Zwischensteges 5 dienen ferner Gummipuffer 9 und 10. Die beschriebene Befestigung hat in Verbindung mit dem elastischen Lager ß zur Folge, daßbei Änderungen der Neigung des Schräglenkers 2 der Querstabilisator 6 auf Torsion beansprucht wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Torsionsstab 6 aus zwei fluchtenden Einzelstäben 6a und 6b zusammengesetzt ist, die miteinander drehjest sowie mit jeweils einem der Hinterräder verbunden sind.
• Das hat zur Folge, daß bei Kurvenfahrten eine Radlastübertragung von dem kurvenäußeren Rad der Hinterachse zu dem kurveninneren Rad über den Torsionsstab 6 erfolgt.
• Die in dem Beispiel vorausgesetzte Zuordnung eines Querstabilisators zu der Hinterachse des Fahrzeuges bedeutet, daß das Fahrzeug normalerweise frontlastig ist, d.h. zur Untersteuerung neigt. Diese neigung kann bei einer starken Belastung der hinteren Sitzbank und des Kofferraumes jedoch umschlagen in eine Übersteuerungsneigung, so daß dann der der Hinterachse zugeordnete Querstabilisator sogar unerwünscht ist. Erfindungsgemäß sind daher Maßnahmen getroffen, die - in diesem Ausführungsbeispiel von Hand - gestatten, den Torsionsstab als Querstabilisator unwirksam zu machen. Das gezeigte Bespiel der Erfindung ist so ausgelegt, daß dann der Torsionsstab:6 als Zusatzfederung wirkt, die die im Bereich der Achsschenkel wirkenden Fahrzeughauptfedern unterstützt. Diese Maßnahmen sind aus den Figuren 2, 3 und 4 ersichtlich.
• Wie insbesondere Figur 4 zeigt, sind die einander zugekehren Enden der beiden Einzelstäbe 6a und 6b drehfest in eine Muffe 11 eingesteckt, die in Umfangsrichtung gleitend in das Tragrohr 3 eingesetzt ist. In die Muffe 11 ist, wie besonders deutlich Figur 3 erkennen läßt, der Hebel 12 mit seinem konischen Ende durch die Schraubverbindung 13 fest hineingezogen. Torsionsbennspruchungen des Torsionsstabes 6 äußern sich demgemäß in einer Schwenkung des Hebels 12; drei verschiedene Stellungen sind in Figur 2 angedeutet. Dem Hebel 12 ist nun ein Anschlag zugeordnet, der durch eine mittels des Handhebels 14 in den Weg des hebels 12 hineinschwenkbare Kurvenscheibe 15 gebildet ist.
• Die Anordnung 14, 15 ist also schwenkbar in der Halterung 16 gelagert, die am Rahmen des Fahrzeuges festgelegt ist. Wie die Aufsicht nach Figur 4 zeigt, sind Handhebel 14 und Kurvenscheibe 15 auch in Richtung des Doppelpfeiles verschiebbar, wodurch einer unerwünschten 3betätigung allein durch Umlegen des Handhebels 14 vorgebeugt ist. Die Teile 14 and 15 sind demgemäß in einer drehbaren Verschiebemuffe 17 zusammengefaßt.
• Figur 3 gibt die Schwenkstellung der Anordnung 14, 15 wieder, in der die Kurvenscheibe 15 als Anschlag für den Hebel 12 wirkt.
• Der entsprechenden Stellung des Handhebels 14 ist eine Arretierlasche 18 zugeordnet, die mittels Schrauben 19 und 20 mit der Bodengruppe des Fahrzeuges verschraubt ist. Eine Aufsicht auf diese Lasche zeigt Figur 5.
• In der in Figur 3 angenommenen relativen Lage des Hebels 12 und der Kurvenscheibe 15, die einen ebenen Auflagebereich 21 für den Hebel 12 besitzt, iet die Radlastübertragung von dem kurvenäußeren zu dem kurveninneren Rad über den zusammengesetzten Gorsionsstab 6 unterbunden9 da die Übertragung von Torsionsbewegungen nicht mehr möglich ist. Die Teile 11, 12 und 15 wirken aber jetzt in einer Drehrichtung wie eine feste Einspannung für die beiden Einzelstäbe 6a und 6b9 so daß diese nunmehr zusätzliche Torsionsfedern für die einzelnen Hinterräder darstellen. Um hier identische Federwirkungen für die bciden Hinterräder zu erzielen ist der Hebel 12 in der Mitte des Torsionsstabes 6 angeordnet und sind die beiden Einzelstäbe 6a und 6b identiaoh ausgebildet.
• Man erkennt ferner, daß der Hebel 12 Schwenkbewegungen außexbei Kurvenfahrten auch dann ausführt9 wenn sich die Belastung der Räder des Fahrzeuges gleichsinnig und gleichmäßig verändert. Es ist daher möglich, beispielsweise bei sehr starken Belastungen der Hinterachse durch Betätigen des Handhebels 14 die Wirkung des Torsionsstabes 6 als Querstabilisator abzuschalten und ihn dafür als Zusatzfederung zusätzlich zu den Hauptfedern wirksam werden zu lassen.

Claims (11)

A n s p r ü c h e

1. Achsanordnung, insbesondere für Personenkraftwagen, mit einem Querstabilisator, der einen mit den Rädern über gleichgerichtete Hebelarme verbundenen Torsionsstab enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Torsionsstab (6) Mittel (12, 15) zugeordnet sind, die bei ihrer Betätigung die Übertragung von Radlasten durch den Torsionsstab (6) zumindest begrenzen.

2. Achsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen mit dem Torsionsstab (6) starr verbundenen, sich radial erstreckenden und mit einem Anschlag (13) zusammenwirkenden Hebel (12) enthalten.

3. Achsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch eine mit einem 3etätigungshebel (14) verbundene Kurvenscheibe (15) gebildet ist, die in die von dem Hebel (12) bei der Übertragung von Radkasten überatrichene Bahn hineinschwenkbar gelagert ist,

4, Achsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag in die von dem Hebel (12) bei der Übertragung von Radlasten oberhalb einer vorbestimmten Belastung der Achsanordnung (Einfederung) überstrichene Bahn hineinragend fest angeordnet ist.

5. Achsanordnung nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (6) aus zwei mit Jeweils einem der Hebelarme (5) verbundenen Einzelstäben -(6a, 6b) in fluchtender Anordnung durch eine Drehbewegungen übertragende Kupplung (11) zusammengesetzt ist.

6. Achsanordnang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung durch eine aufhebbare Klemmverbindung für die Einzelstäbe gebildet ist.

7. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (12) an der Kupplung (11) befestigt ist.

8. Achsanordnung nach den AnsprEchen 1 und 59 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ausrückbar ausgebildet ist.

9. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der Ansprüche 1 bis 3 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Handbetatigung (14) enthalten.

10. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der Ansprüche 1 bis 3 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Betätigung enthalten, d.ie ein Druckniedium ausnutzt.

11. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem.

der Ansprüche 1 bis 3 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine elektrische Betätigung aufweisen.