DE3212702A1

DE3212702A1 - Niveaugeregelte achsanordnung

Info

Publication number: DE3212702A1
Application number: DE19823212702
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Bufler; Guenter Dipl Ing Klaus
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-04-05
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1983-10-20

Description

Niveaugeregelte Aohsanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine niveaugeregelte Achsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeuges ist es aus Kostengründen weit verbreitet, nur an einer der beiden Fahrzeugachsen eine Niveauregelung vorzusehen, insbesondere an der Achse, an der sich Änderungen in der Beladung des Fahrzeuges sonst am stärksten auswirken, wobei gelegentlich durchaus üblich ist, die Regelung dieser einen Achse in Abhängigkeit von den Verhältnissen an der nicht geregelten Achse vorzunehmen (z. B. DE-OS 23 64 339).
Im allgemeinen wir dann, wenn nur an einer Achse das Niveau geregelt wird auch nur ein Niveauregler an der Achse angeschlossen, durch den dann die niveauregelnden Federanordnungen beider Räder der Achse beaufschlagt werden. Wenn eine solche Einpunktregelung besonders kostengünstig sein soll, dann wird dieser Niveauregler zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem einen der beiden Achsführungslenker der geregelten Achse angeordnet. Für die meisten Betriebsfälle des Fahrzeuges ergeben sich dadurch durchaus befriedigende Ergebnisse. Bei Rollneigung des Fahrzeuges, z. B. beim Durchfahren von Kurven führt diese einseitige Anordnung des Niveaureglers jedoch zu an sich unbegründeten, unerwünschten Niveauregelvorgängen.
Diese Asymmetrie Yterschlechtert das Fahrverhalten während dieses Betriebs zustandes.
Solche Nachteile werden vermieden, wenn dieser eine Niveauregler achsmittig angeordnet wird, wie dies beispielsweise aus der DE-OS 20 51 807 oder DE-OS 24 56 424 bekannt ist. Bei Einzelradaufhängung ist in diesen Fällen jedoch ein U-Stabstabilisator oder ein ähnliches Glied erforderlich, eo daß eine solche Anordnung des einzigen Niveaureglers in vielen Fällen nicht möglich ist, es sei denn, man ist bereit auch in diesen Fällen, bei denen zur Erzielung der gewünschten Fahreigenschaften an sich die Verwendung eines Stabilisators nicht erforderlich ist, den zusätzlichen Aufwand für den Einbau eines Stabilisators zu betreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten niveaugeregelten Achsen zu beseitigen und eine niveaugeregelte Achsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß trotz der Verwendung nur eines Niveaureglers ohne Einsatz eines Stabilisators asymmetrische Regelvorgänge, z. B. bei Rollneigung des Fahrzeuges verhindert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der eingesetzte einzige Niveauregler wird also nicht so angeordnet, daß er Relativbewegungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Fahrwerk erfaßt, sondern derart, daß er die beim Be- oder Entladen des Fahrzeuges durch Ein- bzw. Ausfedern der Räder auftretenden Relativbewegungen (Winkeländerungen) von an den beiden Rädern der Achse angreifenden Radihhrungsgliedern (z. B. Querlenker) oder Spurstangen bei gelenkten Achsen erfaßt und zur Regelung ausnutzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand einiger in der Z@@chnu@ @ @chematisch dargestellter Ausführungspeispiele wird die Er Indung nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen Figuren 1 bis @ die @@ Fahrzeuglängsrichtung ge sehene Ansicht einer Achsanordnung, bei der ein Niveauregler in unterschiedlicker Weise an Querlenkern der Achse angreift und Figuren 4 bis entsprechende Ansichten einer Achsanordnung, bei denen der Niveauregler jedoch an Spurstangenteilen der Achse angelenkt ist.
Die Räder 11 und 12 der Achse sind jeweils über untere Querlenker 21 und 22 sowie über nur schematisch angedeutete Federbeine oder Dämpferbeine 3 am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau oder Fahrzeugrahmen 8 o. ä. angelenkt* Eventuell vorgesehene Stabilisatoren oder längskräfteübertragende Zugstreben o. ä. sind nicht dargestellt, Insbesondere sind auch die für die Niveauregulierung dieser Achse eingesetzten Federelemente, bei denen es sich um für solche Fälle üblicherweise eingesetzte Luftfedern, hydropneumatische Feuern o. ä. handeln kann, nicht dargestellt.
Für die beiden Räder der Achse ist ein gemeinsamer Niveauregler 5 vorgesehen, durch den das erforderliche Eoch- oder Runterpumpen der vorerwähnten@niveauregulierenden Federelemente veranlaßt wird.
Abweichend von sonst üblichen Anordnungen, bei denen der Niveauregler zwischen den Fahrzeugaufbau o. ä. und eines der ein- und ausfedernden Radführungsgliedern angeordnet ist, ist der Niveauregler hier so angeordnet, daB er die beim Ein- und Ausfedern der Räder auftretenden Schwenkbewegungen von auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordneten Querlenkern bzw. Spurstangenteilen auswertet.
Demzufolge steht das Gehäuse des Niveaureglerss mit auf der einen Fahrzeugseite angeordneten ein- und ausschwenkenden Gliedern in Verbindung, während das zugehörige Betätigungsglied des Niveaureglers mit auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite liegenden ein- und ausschwenkenden Gliedern in Verbindung steht. So steht in den Achsanordnungen gemäß den Figuren 1 bis 3 das Gehäuse des Niveaureglers mit dem einen, dem linken Querlenker 21 und das zugehörige Betätigungsglied des Niveaureglers mit dem anderen, dem rechten Ouerlenker 22 in Verbindung. Beide sind dabei derart angeordnet, daß beim gegensinnigen Ein- und Ausfedern der beiden Räder 11 und 12 zumindest annähernd keine Relativbewegung und beim Ein- oder Ausfedern. nur eines Rades sowie beim gleichsinnigen Ein- oder Ausfedern beider Räder 11 und 12 eine ein Niveauregeln bewirkende Relativbewegung wischen dem Gehäuse und dem Betätigungsglied des Niveaureglers stattfindet.
-Im Ausführung.sbeispiel gemäß Figur 1 ist ein teleskopartig ausgebildeter Niveauregler mit einem zylinderartigen Gehäuse 51 und einem kolbenstangenartigen Betätigungsglied 52 vorgesehen, welche jeweil-s über. .einen Lagerbock 7.o=. ä. an den beiden Querlenkern -21 und 22 angelenkt sind Es .ist leicht erkennbar, daß das kolben--artige Betätigungsglied 52 beim Ein- und Aus federn nur.eines Rades sowie beim gleichsinnigen Ein- oder Ausfedern beider Räder 11, 12 entweder tiefer in das zylinderartige Gehäuse 51 hinein oder aber aus diesem Gehäuse weiter-- herausgezogen wird. Beim gegensinnigen Ein- und Ausfedern der beiden Räder, z. B. beim Kurvenfahren des Fahrzeuges, wenn also z. B. der linke Querlenker. 21 aus- und der rechte Querlenker 22 einfedert. .-wie dies z. B. in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist dann wird zwischen Gehäuse 51 und Betätigungsstange 52 nur dann eine ein Niveauregeln bewirkende Relativbewegung auftreten, wenn-die - gegensinnigen Schwenkbewegungen der beiden Querlenker dabei unterschiedlich groß sind Bei den übrigen Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Niveauregler 5 vorgesehen, dessen Betätigungsglied nicht teleskopartig, sondern als um eine Schwenkachse schwenkbarer Betätigungshebel ausgebildet ist.
In den Aus führungsbei spielen gemäß den Figuren 2 und 3 ist das Gehäuse 53 dieses Niveaureglers starr am Querlenker 21 des einen Rades 11 befestigt, während der Betätigungshebel 54 am Querlenker 22 des anderen Rades 12 angelenkt ist. Diese Anlenkung erfolgt unter Verwendung eines Kraftilbertragungsgliedes 6, hier in Form einer Zug- und Druckstange, dessen eines Ende am freien Ende des Betätigungshebels 54 und dessen anderes Ende an einem Lagerbock 7 angelenkt ist, der starr am Querlenker 22 befestigt ist. Dieser Lagerbock 7 erstreckt sich - wie auch in den übrigen relevanten Ausführungsbeispielen - quer zur Längserstreckung des Querlenkers und liegt dabei in dessen Schwenkebene.
Ee ist leicht erkennbar, daß sich beim Ein- und Ausschwenken des Querlenkers 21 die räumliche Lage des Gehäuses 53 und damit auch die der Schwenkachse des BetEtigungshebels 54 verändert. In gleicher Weise verändert sich beim Ein- und Ausschwenken des rechten Querlenkers 22 der Anlenkpunkt A des Kraftübertragungsgliedes 6. Es ist somit leicht erkennbar, daß insbesondere dann, wenn das Fahrzeug beladen oder entladen wird, was mit einem entsprechenden Ein- bzw. Ausfedern der beiden Räder verbunden ist, der Betätigungshebel 54 relativ zum Gehäuse 53 verschwenkt wird, weil sich beim Be- bzw. Entladen des Fahrzeuges die räumlichen Lagen von Gehäuse 53 bzw. Anlenkpunkt des Kraftübertragungsgliedes 6 am Lagerbock 7 verändern.
Es ist insbesondere aus Fig. 2 jedoch auch leicht erkennbar, daß bei Rollneigung des Fanrzeuges, z. 3. beim Durchfahren von Kurven, wo das eine Rad ein- und das andere Rad ausfedert, ein unerwünschter Regelvorgang nicht stattfindet. Zwar findet auch bei Rollneigung des Fahrzeuges natürlich eine räumliche Verlagerung des Gehäuses 53 sowie des vorerwähnten Anlenkpunktes des Kraftübertragungsgliedes statt, jedoch erfolgt die Verlagerung jeweils in die gleiche Richtung. Wenn - wie in Fig. 2 z. B. vorausgesetzt -die gegensinnigen Schwenkbewegungen der beiden Querlenker 21 bzw.
22 bei Rollneigung zumindest annähernd gleich groß sind, wird bei den in Fig. 2 dargestellten Verhältnissen das durch die beiden Anlenkpunkte B der beiden Querlenker sowie die beiden Anlenkpunkte A des Kraftübertragungsgliedes 6 gebildete Viereck AABE lediglich zu einem Parallelogramm verschoben. Zwischen dem Gehäuse 53 und dem Betätigungshebel 54 findet dabei zumindest annähernd keine Relativverschwenkung statt, 8o daß auch keine Regelung ausgelöst wird. In Fig. 2 ist die Rollneigung des Fahrzeuges gestrichelt angedeutet und die jeweiligen Stellungen der beiden Querlenker mit 21' bzw. 22' und die Lage des Betätigungshebels mit 54' angedeutet.
Die bei Niveauregulierungen eingesetzten Federelemente besitzen im allgemeinen eine progressive Federkennung,was bedeutet, daß bei Kurvenfahrten (Rollneigung) das entlastete kurveninnere Rad stärker ausfedert als das zusätzlich belastete kurvenäußere Rad einfedert, so daß bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung auch bei Rollneigung des Fahrzeuges eine gewisse Relativverschwenkung des Betätigungshebels 54 stattfindet, so daß der Niveauregler 5 während der Kurvenfahrt abregelt (auf Normalniveau), es sei denn, daß die Kurvenfahrt kürzer ist als eine üblicherweise vorgesehene Regler-Verzögerungszeit. Eine unter diesen Bedingungen stattfindende Niveauregelung bei Kurvenfahrt hätte zur Folge, daß das Fahrzeug bei anschließender Geradeausfahrt zunächst etwas zu tief steht, so daß erst wieder eine Aufregelung erfolgen muß.
Dieses ungewollte, wenn auch nur noch vergleichsweise geringe Regeln bei Rollneigung kann in vorteilhafter Weise dadurch beseitigt oder zumindest weiter verringert werden, daß - wie in Fig. 3 dargestellt - der Abstand zwischen den Schwenkachsen B der beiden Querlenker 21 bzw. 22 kleiner gemacht wird als der Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten A des Kraftübertragungsgliedes 6 am Betätigungshebel 54 bzw. am Lagerbock 7. Bei einer solchen Anordn @@g, bei der die Punkte AABB in Ruhestellung ein Trapez bilden, bei dem die Strecke AA größer ist als die Strecke BB, werden @ aufgrund d@r progressiven Federuung unterschiedlich großen Ein- bzw. Ausschwenkbowegungen der beiden Querlenker durch entsprechend symmetrische räumliche Verlagerung der Anlenkpunkte des Eraftübertragungs6liedes 6 ausgeglichen, so daß eine Relativschwenkung des Betätigungshebels 54 zum Gehäuse 53 nicht stattfindet.
Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Achsanordnungen kann es sich sowohl um gelenkte als auch um nicht gelenkte Achsen handeln.
Bei gelenkten Achsanordnungen mit geteilter Spurstange, bei denen also wie in den Figuren 4 bis 8 dargestellt jeweils ein Spurstangenteil 41 mit dem einen Rad und ein zweites Spurstangenteil 42 mit dem anderen Rad bzw. dessen Radträger etc. in Verbindung steht, können die in den Figuren 1 bis 3 getroffenen Maßnahmen auch in der Weise abgewandelt werden, daß in sinngemäßer Weise das Gehäuse des Niveaureglers mit dem einen Spurstangenteil und das Betätigungsglied mit dem anderen Spurstangenteil in Verbindung gebracht wird. Die Spurstangenteile müssen beim Ein- und Aus federn der Fahrzeugräder nämlich äbnlich wie die Querlenker ebenfalls Schwenkbawegungen vollführen, die in völlig analoger Weise wie zuvor geschildert zur Niveauregelung ausgenutzt werden können.
In Fig. 4 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches in seiner Funktionsweise dem Ausführunsbeispiel gemäß Fig. 2 entspricht. Bei durch das Lenkrad ausgelöste Lenkbewegungen der Spurstangenteile 41 und 42 wird der Niveauregler 5 sowie das Kraftübertragungsglied 6 in entsprechender Weise hin-und herbewegt, ohne daß damit eine Relativversohwenkung des Betätigungshebels 54 zum Gehäuse 53 verbunden wäre. Eine während des Lenkvorganges unter Umständen auftretende V-förmige Anwinklung der beiden Spurstangenteile würde nicht weiter stören, da sie lediglich eine Drehbewegung des Gehäuses 53 um die praktisch senkrechte Drehachse AM verursachen würde.
In den Figuren 5 bis 8 sind einige weitere Varianten der Niveauregler-Anlenkung dargestellt. Diesen Äusführungsbeispielen ist gemein, daß das als sohwenkbarer Betätigungshebel 55 ausgebildete Betätigungsglied des Niveaureglers in seiner Grundstellung nicht - wie in den Figuren 2 bis 4-quer zur Querlenker bzw. Spurstangenausrichtung steht, sondern zumindest annähernd parallel dazu verläuft und mit seinem freien Ende auf dem Spurstangenteil gleitend aufliegt. Grundsätzlich ist diese Anordnung natürlich auch denkbar, wenn der Niveauregler mit den Querlenkern zusammenwirkt.
Der Betätigungshebel 55 muß bei einer solchen Anordnung über eine nicht weiter dargestellte, z. B. im Gehäuse 53 angeordnete Federvorrichtung auf das Spurstangenteil 42 gedrtickt werden.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 stützt sich das freie Ende des Betätigungshebels über eine breite Gleit- oder Abwälzfläche 56 auf dem Spurstangenteil ab. Auch bei dieser Anordnung machen sich bei Lenkbewegungen eventuell auftretende V-förmige Anwinklungen beider Spurstangenteile 41, 42 (Draufsicht) nicht störend bemerkbar, weil sie durch die vergleichsweise breite Gleit- oder Abwälzfläche 56 kompensiert werden.
Auch bei Anordnungen dieser Art ist es möglich, das bei Rollneigung des Fahrzeuges auftretende unterschiedliche große Ein-und Ausschwenken der beiden Querlenker bzw. der beiden Spurstangenteile so zu kompensieren, daß trotzdem keine Relativverschwenkung des Betätigungshebels 55 zum Gehäuse 53 stattfindet. Dies kann wie z. B. in Fig. 6 dargestellt, dadurch geschehen, daß das freie Ende des Betätigungshebels 55 auf einer konkav gebogenen Gleitfläche 9 aufliegt, wodurch unterschiedlich große gegenläufige Schwenkbewegungen der beiden Spurstangenteile bzw. der beiden Querlenker wirkungsvoll kompensiert werden können, so daß auch bei Rolineigung des Fahrzeuges unerwünschte Regelvorgänge nicht stattfinden.
In den Figuren 7 und 8 ist eine Achsanordnung bei Geradeausfahrt sowie bei Kurvenfahrt dargestellt, die im wesentlichen mit der Anordnung gemäß Fig. 6 fibereinstimmt. Während im Beispiel gemäß Fig. 6 die Schwenkachse des Betätigungshebels 55 zumindest annähernd fahrzeugmittig verläuft, ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Gehäuse 53 und damit auch die Schwenkachse des Betätigungshebels 55 etwas weiter von der Fahrzeugmitte entfernt auf dem Spurstangenteil 41 montiert. In diesem Falle ist es erforderlich, die konkav gebogene Gleitfläche 9 asymmetrischer auszubilden, um den gewUnachten Effekt zu erzielen. Die Kontur der gebogenen Gleitfläche hängt unter anderem von der Progressivität der verwendeten Federelemente sowie von der gewählten Lage des Gehäuses 53 bzw. der Gleitfläche 9 ab.
Die zentrale Niveauregelanlage (Einpunktregulierung) der dargestellten niveaugeregelten Achsanordnung wirkt in üblicher Weise auf eine Ausgleichs federung mit pneumatischen oder hydropneumatischen Radfederelementen, die über eine Querleitung mit einander verbunden sind, um so ZU verhindern, daß die eine Seite des Fahrzeuges mehr und die andere Seite weniger hoch- bzw. runtergepumpt wird. Eine Rollmomentabstttzung während der Fahrt kann, wie bekannt, z. B. mit Hilfe einer beschleunigungs- oder druckdifferenzabhängig steuerbaren Ventilvorrichtung erfolgen, die den Querfluß in der Querleitung im Bedarfsfalle unterbindet. Selbstverständlich ist es auch möglich, die erforderliche Rollmomentabstützung zusätzlich oder statt dessen mit Hilfe eines Stabilisators vorzunehmen.
Leerseite

Claims

ANSPRttCHE Niveaugeregelte Achsanordnung mit nur einem Niveauregler für die beiden unabhängig voneinander ein- und aus federnden Räder der Achse, welche jeweils entweder über zumindest einen Querlenker am Fahrzeugrahmen o. ä. angelenkt sind oder - bei gelenkten Rädern - mit einem Spurstangenteil einer geteilten Spurstange in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (51/52) des Niveaureglers (5) mit dem einen Querlenker (21) oder Spurstangenteil (41) und das Betätigungsglied (52/54) des Niveaureglers mit dem anderen Querlenker (22) oder Spurstangenteil (42) in Verbindung steht, wobei beide derart angeordnet sind, daß beim gegensinnigen Ein-und Ausfedern der beiden Räder (11, 12) zumindest annähernd keine und beim Ein- oder Ausfedern nur eines Rades sowie beim gleichsinnigen Ein- oder Aus federn beider Räder eine ein Niveauregeln bewirkende Relativbewegung zwischen Gehäuse (51/53) und Betätigungsglied (52/54) stattfindet.
2. Niveaugeregelte Achsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines teleskopartig ausgebildeten Niveaureglers mit einem zylinderartigen Gehäuse (51) und einem kolbenstangenartigen Betätigungßglied (52).
3. Niveaugeregelte Achaanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (51) und Betätigungsglied (52) jeweils an Lagerböcken (7) o. ä. angelenkt sind, die an den Querlenkern (21, 22) bzw. Spurstangenteilen (41, 42) starr befestigt sind und sich in deren Schwenkebene quer zu deren Längserstreckung erstrecken.
4. Niveaugeregelte Acnsanordnung nach Anspruch 1, mit einem Niveauregler, dessen als Betätigungshebel ausgebildetes Betätigungsglied zwecks Niveauregelung um eine Schwenkachse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (53) starr am Querlenker (21) oder Spurstangenteil (41) des einen Rades (11) befestigt ist, während der BetEtigungshebel (54) am Querlenker (22) oder Spurstangenteil (42) des anderen Rades (12) angelenkt ist.
5. Niveaugeregelte Achsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Betätigungshebels (54) über ein Xraftubertragungsglied (6) - ggf. unter Zwischenschaltung eines Lagerbocks (7) o. ä. - am Querlenker (22) oder Spurstangenteil (42) des anderen Rades (12) angelenkt ist.
6. Niveaugeregelte Achsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Schwenkachsen (B) der beiden Querlenker (21, 22) oder Spurstangenteilen (41, 42) kleiner ist als der Abstand zwischen den Anlenkpunkten (A) des Kraftübertragungsgliedes (6) am Eetatigungshebel (54) sowie am Lagerbock (7).
7. Niveaugeregelte Achsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (53) starr am Querlenker (21) oder Spurstangenteil (41) des einen Rades (11) befestigt ist und daß der Betätigungshebel (55) mit seinem freien Ende auf dem Querlenker (22) oder dem Spurstangenteil (42) des anderen Rades (12) gleitend aufliegt.
8. Niveaugeregelte Achsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Betätigungshebels (55) auf einer konkav gebogenen Gleitfläche (9) aufliegt.