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Im Niveau geregeltes Kraftfahrzeug
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Gattung.
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Um den Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges weitgehend unabhängig
von der Fahrzeugbelastung in eine gewünschte Lage, insbesondere eine Horizontallage
mit etwa konstantem Abstand des Fahrzeugbodens von einer Fahrbahn zu bringen, ist
es üblich, zur Abfederung entweder nur einer oder beider Fahrzeugachsen niveaugeregelte
Federn zu verwenden (z.B. DT-AS 1 505 454, DT-OS 2 305 037).
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Dabei wird mittels eines zwischen Fahrzeugaufbau und Achse allgeordneten
Niveau oder Höhenreglers, der das belastungsabhängige Absenken des Fahrzeugaufbaus
erfaßt, die wirksame Länge der niveaugergelten Federn ausgesteuert. Die niveaugeregelten
Federn enthalten hydraulische oder auch hydro-pneumatische Vorrichtungen, welche
- ausgesteuert durch den Niveauregler - aus einer zugeordneten Druckmedium-Quelle
gespeist werden. Häufig bestehen niveaugeregelte Federn aus einer Kombination aus
Schraubenfedern und hydraulischen Kolben-Zylinder-Eintheiten (z.B. DT-AS 1 241 717).
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Bekanntlich werden die Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeuges durch
seine Beladung nicht unwesentlich verändert. Das gilt auch für Kraftfalirzeuge mit
niveauger-igelten Achsen. Unter anderem tritt bei Belastung des Fahrzeughecks -
insbesondere bei Fhrzeugen mit Fronmotor - infolge der dabei stattfindenden Verlagerung
des Fahrzeugschwerpunkte eine sich mit zunehmender Belastung verstärkande Neigung
züm Übersteuern auf, so daß ein beispielsweise bei Leerlast neutral- oder untersteuerndes
Kraftfahrzeug bei Vollast plötzlich übersteuert beziehungsweise ein ansich nur leicht
übersteuerndes Kraftfahrzeug bei Vollast plötzlich stark übersteuert. Solche Veränderungen
im Fahrverhalten sind unerwünscht, weil sie ein erhöhtes Unfallrisiko in sich bergen.
Diese Veränderungen sind u.a. darauf zurückzuführen, daß beim Beladen eines Kraftfahrzeuges
mit Fronmotor an der Vorderachse eine nur geringe und an der Hinterachse eine größe
Radlaständerung eintritt, mit der Folge, daß sich der Achsschräg lauf der Hinterachse
bei Belastung entsprechend stark und der der Vorderachse nur wenig vergrößert, weil
die sich eins-tellenden Rad-beziehungsweise Achsschräglaufwinkel bekanntlich u.a.
auch von der jeweiligen Radlast abhängen. Für das Eigenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges,
das heißt für die Frage ob dieses über- und untersteuert, ist aber bekanntlich der
Unterschied zwischen dem Schräglaufwinkel der Vorderachse und der Hinterachse maßgeblich.
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Bei nicht niveaugeregelten Kraftfahrzeugen ist es bekannt (z.B.
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BT-OS 2 523 121), zur Verringerung dieser lastabhängigen Veränderen
im Figenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges die Arme eines U-For-Stabilisators über
gelenkig daran befestigte Zwischenhebel derart an den Radführungsgliedern der Hinterachse
bnziehungsweise am Fahrzeugaufbau anzulenken, daß sich bei Leerlast ein kleiner
und bei Vollant infolge der Einfederung ein großer wirksamer Stabilisatorhebelarm
ergibt. Das Rollrückstellmoment der Hinterachse wird dadurch mit zunehmender Beladung
des Fahrzeuges kleiner, so daß bei Rollneigung des voll beladenen Kraftfahrzeuges
eine - im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen - kleine Radlaständerung auftritt,
mit der Folge, daß sich an der Hinterachse ein
entsprechend kleinerer
Achsschräglaufwinkel einstellt. Da die Rollneigung des Fahrzeuge infolge der geringeren
Rollmomentabstützung an der Hinterachse zunimmt, wird andererseits das Rollrückstellmoment
an der Vorderachse größer, so daß sich dort ein - im Vergleich zu konventionellen
Fahrzeugen - größerer Achsschräglaufwinkel einstellt. Die Verkleinerung des Hinterachsschnglaufs
einerseits und die gleichzeitige Vergrößerung des Vorderachsschräglaufwinkels andererseits
führen zurl Abbau der Übersteuereigung bei Vollast und machen somit das Eingenlenkverhalten
des Fahrzeuges weitgehend unabhangig vom jeizeiligen Beladungszustand. Voraussetzung
für die Funktionsweise dieser bekannten Stabilisator-Anlenkung ist, daß die Beladung
des Fahrzeuges ein einfedern des Fahrzeugaufbaus zur Folge hat, weil dadurch die
Verkleinerung oder Vergrößerung des wirksamen Stabilisatorhebelarms bewirkt wird.
Bei niveaugeregelten Achsen tritt ein solcher zuladeabhängiger @r Einfederweg nicht
auf beziehungsweise er ist - wenn nur eine der beiden Achsen im Niveau geregelt
wird-- so gering, daß er zur geschilderten Rollrückstellmomenten-Steuerung nicht
geeignet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuladeabhängige Veränderung
des Eigelenkverhaltens eines Kraftfahrzeuges der im Oberbegriff des Pat-intanspruchs
1 genannten Art zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Es wird also dafür gesorgt, daß die wirksame Länge der Stabilisatorarme
lastabhängig verändert wird, obgleich eine Einfederung des Fahrzeugaufbaus infolge
der Beladung nicht stattfindet.
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Erfinduns--wesentiiche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüche angegeben, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
eine des Neigungsänderung der Stabilisatorarne bewirkende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
vorgesehen ist, welche druckmäßig mit dem hydraulischen Niveauregler verbunden Ist,
so daß ihre wirksame Länge vom Hydraulikdruck im Niveauregelsystem,
welcher
der Beladung des Fahrzeuges proportional ist, bestimmt wird. Eine besondere Druckmedium-Quelle
sowie eine besondere Regeleinrichtung für die Vertellvorrichtung ist somit nicht
erforderlich, so daß sich der Aufwand für die gewünschte Neigungsänderung der Stabilisatorarme
im wesentlichen auf die Bereitstellung einer druckmediumbetätigten Verstellvorrichtung
beschränkt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag
der Erfindung die die Neigungsänderung der Stabilisatorarme bewirkende Verstellvorrichtung
zusätzlich auch fahrgeschwindigkeitsabhängig aussteuerbar ist, nämlich derart, daß
die Neigung der Stabilisatorarme bei Vollast und Höchstgeschwindigkeit am geringsten
und bei Leerlast und niedrigen Geschwindigkeit am größsten ist.
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Druch eine Derartige Ausbildung der Verstelleinrichtung wird das Eigenlenkverhalten
das Kraftfahrzeuges fahrgeschwindigkeitsabhän-Ig derart beeinfludt, da e bi niedrigen
Fahrgeschwindigkeiten, die beispielsweise im Stadtverkehr oder kurvenreicheren Strecken
bei Überlandfahrten auftreten, eine direktere Lenkwirkung (mehrübersteuernd) und
bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, die beispielsweise auf Autobahnen auftreten,
eine indirektere Lenkwirkung (mehr untersteuernd) aufweist.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles werden die Erfindung und vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.
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In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Figur 1 die niveaugeregelte
Hinterachse eines Kraft fahrzeuges mit einer VerstellvorrichtIulg zum Verändern
der teigung der Stabilisatorarme, Figur 2 die perspektivische Darstellung einer
ersten Ausbildungsform der Stabilisatoranlenkung und Figur 3 die perspektivische
Darstellung einer weiteren Ausbildungsform der Stabilisatoranlenkung.
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Figur 1 zeigt die Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, deren mit 9 bezifferten
Räder über Längslenker 8 am sicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 2 schwenkbar
angelenkt sind. Die Anlenkstellen der Längslenker sind mit 81 beziffert. Die Abfederung
der Hinterachse erfolgt mit Hilfe von niveaugeregelten Federn, welche im Bereich
der nicht ;eiter bezifferten Achsen der Fahrzeugräder 9 an den Längslinkern 8 angreifen.
In Prinzip kann jede Art von niveaugeregelten Federn verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel
ist eine Kombination von nichtgeregelten Schraubenfedern 11 und einer in ihrer wirksamen
Länge verstellbaren hydraulischen Vorrichtung 12 dargestellt, wobei der Druckmediumanschluß
der hydraulischen Vorrichtung mit 121 beziffert ist. Ein nicht weIter dargestellter,
zwischen Fahrzeugaufbau 2 und Achse angeordneter hydraulischer Niveauregler steuert
auf bekannte Weise die Versorgung der hydraulischen Vorrichtung 12 mit der für die
gewünschte Niveaulage erforderlichen Hydraulikmenge. Da die Art der Niveauregelung
für die Erfindung une heblich ist, sind Einzelheiten des Niveauregelsystems nicht
weiter dargestellt. Die dargestellte Hinterachse der Kraftfahrzeuges ist mit einem
U-Form-Stabilisator 1 ausgerüstet, dessen Stabilisaterarme mit 1.2 beziffert sind.
Im Ausführungsbeispiel sind die freien Enden der Stabilisatorarme über einem gelenkig
an ihnen augreifenden Zwischenhebel 7 am Längslenker 8 angelenkt.
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Der in Figur 1 nicht weiter erkenubare, um eine quer zur Fahrzeuglängsachse
verlaufende Achse drehbar gelagerte Stabilisatormittelteil 1.1 steht dasegen mit
dem Fahrzeugaufbau 2 in Verbindung. Um die Stabilisatorwirkung (Rollmomentenabstützung)
des Stabilisators erfindungsgemäß durch Neigungsveränderung der Stabilisatorarme
verstellen zu können, ist der Mittelteil 1.1 des Stabilisators nicht direkt, sondern
über besondere Febelarme 3, die in den mit 10 bezifferten Anlenkstellen sch enkbar
am Fahrzeugaufbau 2 gelagert sind, am Fahrzeugaufbau angelenkt. Der Stabilisatormittelteil
1.1 ist an den freien Enden dieser Hebelarme 3 in den Lagerstellen 4 drehbar gelagert.
Mittels einer in ihrer Länge beladungsabhängig veränderbaren Verstellvorrichtung
5 wird der Mittelteil des Stabilisators 1 je nach Beladung des Fahrzeuges selbsttätig
mehr oder
weniger stark angehoben oder abgesenkt, wodurch die Stabilisatorarme
1.2 in ihrer Neigung gegen die Fahrbahn verändert werden, und zwar derart, daß die
Stabilisatorarme bei Leerlast stärker geneigt sind als bei Vollast. Zur Verdeutlichung
dieser Verhältnisse ist in Figur 1 die Stellung der Stabilisatorarme 1.2 bei Vollast
voll ausgezogen und bei Leerlast gestrichelt dargestellt.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß figur 2 sind die beiden Hebelarme 3 im
Bereich ihrer nicht schwenkbaren Enden durch ein steifes Rohr 6 o. ä. formsteif
miteinander verbunden. Dieses Rohr ist in den Lagerstellen 10 drehbar am Fahrzeugaufbau
2 gelagert, so daß ein Verdrehen dieses Rohres ein entsprechendes Verschwenken der
Eebelarme 3 zur Folge hat. Das lastabhängige Schwenken wird im gezeigten Ausführungsbeispiel
durch eine an dem einen der beiden Hebelarme 3 angreifende Verstellvorrichtung 5
bewirkt. Erforderlichenfalls - zum Beispiel zur Erzielung einer größeren Stellkraft
oder zur Erzielung symetrischer Lastverhältnisse - können auch an beiden Hebelarmen
Verstellvorrichtungen angreifen. Es ist auch möglich, das erforderliche Schwenken
der Hebelarme 3 durch eine das Rohr 6 unmittelbar verdrehende Verstellvorrichtung
zu bewirken.
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Diese Variante ist in Figur 2 strichliert eingezeichnet und mit 5'
beziffert.
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Im Ausführungsbeis,iel gemäß Figur 3 sind die Enden der Hebelarme
3 dagegen direkt in den Lagerstellen 10 schwenkbar am Fahrzeugaufbau 2 angelenkt.
Im Bereich ihrer nichtangelenkten schwenkbaren Enden sind die Hebelarme dagegen
durch ein steifes Rohr o. ä. 6 formsteif miteinander verbunden. Mittig am Rohr 6
greift in diesein Ausführungsbeispiel eine Verstellvorrichtung 5 an, durch deren
lastabhängige Längenänderung die Hebelarme 3 und damit auch die Stabilisatorarme
1.2 im erforderlichen Umfang in ihrer Neigung gemindert werden. 14an erkennt, daß
die Stabilisatorarme in den Figuren 1 und 2 nach rechts und in Figur 3 nach links,
das heißt in Fahrtrichtung, weisen. Ob die eine oder die andere Ausführungsform
genfählt wird, hängt vom zur Verfügung stehenden Bauraum oder auch von der erforderlichen
Stabilisatorlage ab. Für die Anwendung
der erfindungsgemäßen lastabhingigen
Neigungsänderung der Stabilisatorarme spielen diese Unterschiede keine Rolle.
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Als Verstellvorrichtung könnte im Prinzip jede Einrichtung gewählt
werden, die eine ausreichende Verstellkraft zur Verfügung stellt und lastabhängig
ausgesteuert werden kann. Von besonderem Vorteil ist es jedoch, wenn als Verstellvo-richtung
eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit eingesetzt wird. Der sich in einem Biveauregelsystem
einstellende Druck des Druckmediums ist bekanntlich bei Vollast groß und bei Leerlast
klein. In der Erkenntnis, daß der sich einstellende Druck dieses Druckmediums somit
ein Maß für die Belastung des Fahrzeuges darstellt, kann somit der Druck des Druckmediums
im Niveauregelsystem dazu benutzt werden, die wirksame Länge einer als hydraulische
Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Verstellvorrichtung lastabhängig zu verstellen.
In den Ausführungsbeispielen ist die Verstellvorrichtung als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
dargestellt, deren mit dem Niveauregelsystem in Verbindung stehender hydraulischer
Anschluß mit 51 beziffert ist.
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In entsprechender gleise ist auch der hydraulische Anschluß der hydraulischen
lorrichtung 12 der Fahrzeugfederung nur angedeutet und mit 121 beziffert. Sowohl
der hydraulische Anschluß 51 als auch der hydraulische Anschluß 121 steht mit dem
nicht weiter dargestellten hydraulischen Niveauregler des Niveauregelsystems in
Verbindung.
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In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 3 sind die Hebelarme
3 in eine Lage gebracht worden, in der die Stabilisatorarme 1.2 in ihrer vollen
Länge wirksam sind. Diese Konstellation würde beispielsweise bei voll beladendem
Fahrzeug vorliegen. In Figur 2 - und gestrichelt auch in Figur 1 - sind die Hebelarme
dagegen so geschwenkt, daß die Stabilisatorarme 1.2 relativ stark gegen die Fahrbahn
geneigt sind. Die für die Stabilisatorwirkung des Stabilisators 1 maßgebliche wirksame
Hebelarmlänge der Stabilisatorarme verkürzt sich dadurch von a auf b, was eine entsprechende
Vergrößerung der Stabilisatorwirkung bedeutet. Entsprechend vergrößert sich auch
das Rollrückstellmoment und der Reifenschräglaufwinkel dieser Achse.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Verstellvorrichtung 5 nicht
nur ladungsabhängug, sondern zusätzlich auch fahrgeschwindigkeitsabhängig ausgesteuert
wird und zwar derart, daß die Neigung der Stabilisatorarme bei Leerlast und niedriger
Geschwindigkeit am größten und bei Vollast und Höchstgeschwindigkeit am geringsten
ist. Die Darstellungen gemäß den Figuren 1 und 3, in denen die Stabilisatorarme
zumindest annähernd waagerrecht verlaufen, sollten also zum Beispiel bei Vollast
und Höchstgeschwindigkeit vorliegen.
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Die vorgeschlagene beladungsabhängige Neigungsänderung der Stabilisatorarme
ist sowohl bei Fahrzeugen anwendbar, in denen bei.
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de Achsen niveaugeregelt sind, als auch bei solchen Fahrzeugen, in
denen beispielsweise nur die Hinterachse mit niveaugeregelten Die Erfindung wurde
anhand eines an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges angeordneten Stabilisators
erläutert. Um die gewünschte Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens zu erzielen,
ist es natürlich auch möglich, die Anlenkung eines an der Vorderachse des Fahrzeuges
befindlichen Stabilisators in entsprechender Weise zu beeinflussen. Es versteht
sich, daß dabei die Neigungsünderung genau umgekehrt verlaufen muß, das heißt bei
Vollant Muß die wirksame Länge der Stabilisatorarme möglichst klein und bei Leerlast
möglichst groß sein. Es ist auch möglich sowohl an der Verderachse als auch an der
Hinterachse entsprechende Maßnahmen zu treffen.
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L e e r s e i t e