DE3225418C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für den Bremskraftregler eines Kraftfahrzeugs mit Halbschwingach­ sen, bestehend aus starren Verbindungsstangen, deren Ge­ samtlänge größer als der Abstand ihrer Befestigungspunkte an den Halbschwingachsen ist, wobei die Verbindungsstangen mit ihrem einen Ende schwenkbar an den Halbschwingachsen derselben Achse gelagert und mit ihrem anderen Ende gelen­ kig miteinander verbunden sind.

Eine derartige Betätigungsvorrichtung zeigt die DE-OS 25 03 160. Die dort verwendeten Verbindungsstangen zur Steuerung der Betätigungsvorrichtung sind als Drehstäbe ausgebildet. Sie erleiden in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeugs eine Torsion und müssen deshalb aus hochwer­ tigen Stählen hergestellt werden. Dazu kommt noch als nach­ teilig, daß die bekannte Vorrichtung bei mit einem Diffe­ rentialgetriebe integrierten Achsen aus räumlichen Gründen nicht verwendbar ist.

Ähnliches gilt für die Betätigungsvorrichtung nach dem DE- GM 19 14 964, die ebenfalls mit Drehstäben arbeitet.

Bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeugs ergibt sich eine zusätzliche Belastung einer Fahrzeugseite und eine Entlastung der anderen Seite. Dabei kommt es zu einer relativen Teilverdrehung der festen Achsen gegenüber der abgefederten Masse des Fahr­ zeugs. Die feste Achse bildet eine feste Verbindung ihrer linken und rechten Seite, so daß in Kurven die Durchfede­ rung der festen Achse zur Betätigung des Bremsdruckreglers nicht mit ausreichender Wirkung herangezogen werden kann, so daß die Bremsdruckregelung ungenügend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betätigungs­ vorrichtung der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, daß bei einfachem und preiswertem Aufbau ohne Verwendung von Qualitätsstählen eine möglichst geringe Beeinflussung des Bremskraftreglers infolge von Belastungs­ änderungen beim Durchfahren von Kurven entsteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch ge­ kennzeichneten Merkmale. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus. Sie bietet die Möglichkeit, gewöhnli­ che Stähle zu verwenden anstelle von Qualitätsstählen, wie sie für Torsionsstäbe benötigt werden. Vor allem aber kön­ nen bei einem Fahrzeug mit Halbschwingachsen nachteilige Änderungen des Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Be­ lastung des Fahrzeugs beim Durchfahren von Kurven erheblich vermindert werden. Die Verstellung des Betätigungshebels entspricht der Neigung der abgefederten Massen des Fahr­ zeugs beim Durchfahren von Kurven, dem Winkel γ, der prak­ tisch immer kleiner als Eins ist. Diese Herabsetzung wird erfindungsgemäß durch Ersetzen des dem Winkel γ proportio­ nalen Hubs Δ Z, der Durchfederung mit einer Halbschwing­ achse durch den Hub Δ = erreicht, welcher der zweiten Potenz dieses Winkels γ beim Erfassen der Durchfederung von zwei Halbachsen derselben Achse proportional ist. Wenn der erste Auflagepunkt des Ausschwenkens der Verbindungsstange und des Armes des elastischen Elements in oder nahe der Ebene liegt, die durch die Schwenkachse der Verbindungs­ stange von Halbachsen und dem zweiten Auflagepunkt des Ausschwenkens der Verbindungsstange und des Betätigungs­ hebels des Belastungsreglers liegt, ist die Änderung Δ = für beide Kurvenrichtungen etwa gleich.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht der Betäti­ gungsvorrichtung,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seiten­ ansicht,

Fig. 3 und 4 schematisch die Funktion der Vorrichtung bei der Fahrt des Fahrzeugs durch eine Kurve.

Auf Halbschwingachsen 4 und 6 sind Konsolen 3 und 5 be­ festigt, auf denen über Gummielemente 7 starre Verbin­ dungsstangen 1 und 2 mit einem Ende gelagert sind. Die zweiten Enden der Stangen sind durch weitere Gummielemente 7 schwenkbar miteinander verbunden. Die Schwenkachse A der kürzeren Verbindungsstange 1 gegenüber der Halbschwingach­ se 4, die Schwenkachse C der längeren Verbindungsstange 2 gegenüber der Halbschwingachse 6 und die Schwenkachse B der beiden Verbindungsstangen 1, 2 an der Verbindungsstel­ le verlaufen parallel zur Schwenkachse der Halbschwingach­ sen 4 und 6. Die Abstände r und r′ der Schwenkachsen A und C von dem Schwenkpunkt 0 der Halbschwingachsen 4 und 6 sind gleich, wobei die Summe der Längen der Verbindungs­ stangen 1, 2 größer ist als die größte Entfernung ihrer Schwenkachsen A, C auf den Halbschwingachsen 4 und 6. Auf dem längeren gekröpften Teil der Verbindungsstange 2 ist ein elastisches Element 8 vorgesehen, an dessen Hebel 9 ein Verbindungsglied 10 und ein Stab 11 um einen ersten Schwenkpunkt E gelagert sind. Das freie Stabende ist über ein weiteres Verbindungsglied 10′ um einen zweiten Schwenkpunkt F mit einem Betätigungshebel 12 eines Bremskraftreglers 13 gelenkig verbunden. Der Betätigungshebel 12 ist um die Schwenkachse G schwenkbar am Bremskraftregler 13 gelagert. Der erste Schwenkpunkt E des Hebels 9 gegenüber dem Stab 11 liegt in oder in der nächsten Nähe der Ebene, die durch den Schwenkpunkt 0 der Halbschwingachsen 4 und 6 und durch den zweiten Schwenkpunkt F des Betätigungshebels 12 gegen­ über dem Stab 11 definiert ist. Der Bremskraftregler 13 ist an der abgefederten Masse des Fahrzeugs befestigt, deren Schwerpunkt T in der senkrechten Symmetrieebene des Fahrzeugs liegt (Fig. 4).

Die Koppelung der Halbschwingachsen 4 und 6 mittels der starren Verbindungsstangen 1 und 2 ist in der Querrichtung des Fahrzeugs stabil. Zur Verbesserung der Stabilität in Fahrzeuglängsrichtung ist der gekröpfte Teil der längeren Verbindungsstange 2 mit Konsolen 15 und 16 versehen, auf denen über Gummiglieder 17 Stabilisierungsstangen 14 und 14′ um die Schwenkpunkte P ₁ und P ₂ schwenkbar gelagert sind. Die zweiten Enden dieser Stabilisierungsstangen 14, 14′ sind um Schwenkpunkte P ₃ und P ₄ in Konsolen 19 und 18 an der abge­ federten Masse 20, z.B. an einem Querträger des Fahrzeugs gelagert. Die Stabilisierungsstangen 14 und 14′ sind gleich lang und zueinander parallel. Die Abstände a, a′ der Schwenkpunkte P ₃, P ₄ auf dem Querträger von der senk­ rechten Mittelebene sind gleich der, die durch den Schwenkpunkt 0 der Halbschwingachsen 4 und 6 führt. Die Schwenkpunkte P ₁ und P ₂ der Stabilisierungsstangen 14 und 14′ sind um die Strecke b voneinander entfernt, die durch eine Ebene in zwei Hälften geteilt wird, welche durch die Achse P der zweiten Verbindungsstange 2 führt.

Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Bei Vergrößerung oder Verminderung der Belastung des Fahr­ zeugs und der Halbschwingachsen 4 und 5, die einen Teil der ungefederten Massen des Fahrzeugs bilden, kommt es zur Neigung ihrer Achsen 0 ₁, 0 ₂ um den Schwenkpunkt 0, und zwar entweder in Richtung zum Schwerpunkt T der gefederten Masse um den Winkel +α oder in Richtung vom Schwerpunkt T weg um den Winkel -α. Dadurch kommt es zur Vergrößerung oder Verminderung der Abstände zwischen den abgefederten und den ungefederten Massen des Fahrzeugs.

Die starren Verbindungsstangen 1 und 2 sind mittels der Konsolen 3 und 5 an den Halbschwingachsen 4 und 6 befestigt, wodurch sie mit der ungefederten Masse des Fahrzeugs verbunden sind. Weil der Bremskraftregler 13 an der gefederten Masse des Fahrzeugs befestigt ist und sein Betätigungshebel 12 über den Stab 11 und den Hebel 9 des elastischen Elements 8 mit den Verbindungsstangen 1 und 2 gekoppelt ist, wird bei Änderungen der Abstände zwischen den abgefederten und den ungefederten Massen der Betäti­ gungshebel 12 um die Schwenkachse G entweder in Richtung zum oder vom Schwenkpunkt T verschwenkt. Diese Schwenkbe­ wegung wird zur Regelung des Eintrittsdrucks P _v in den Bremskraftregler 13 auf den geregelten Bremsdruck P _r aus­ genutzt.

Bei symmetrischen und identischen Belastungsänderungen der beiden Halbschwingachsen 4, 6 kommt es zu gleichgroßen Änderungen der Neigung ihrer Achsen 0 ₁, 0 ₂ um den Winkel +α oder -α. Gleichzeitig verursacht diese Änderung eine hori­ zontale Verschiebung der Schwenkpunkte P ₁, P ₂ der Stabili­ sierungsstangen 14, 14′. Damit eine ungefähr gleiche Ver­ tikalverschiebung der Schwenkpunkte P ₁, P ₂ entsteht, ist der Abstand r der Schwenkachse A der kürzeren Verbindungs­ stange 1 gleich dem Abstand r′ der Schwenkachse C der längeren Verbindungsstange 2 von der vertikalen Mittelebe­ ne. Bei gleichen Verschiebungen der Schwenkpunkte P ₁, P ₂ in beliebiger Richtungen, z. B. in die Lagen P _1′, P _2′, wer­ den die Stabilisierungsstangen 14, 14′ um jeweils gleiche Winkel β ₁, β ₂ ausgelenkt, wobei die Verbindungslinie der Punkte P _1′, P _2′ zur Verbindungslinie der Punkte P ₁, P ₂ parallel verläuft. Aus diesem Grund kommt es zu keiner Verdrehung des elastischen Elements 8 und unerwünschte Hubbewegungen des Betätigungshebels 12 des Bremskraftreg­ lers 13 werden verhindert. Bei Kurvenfahrten verschieben sich die Schwenkpunkte P ₃, P ₄ der Anlenkung der Stabili­ sierungsstangen 14, 14′ an der gefederten Fahrzeugmasse 20 gegenüber ihren Ausschwenkpunkten P ₁, P ₂ auf der längeren Verbindungsstange 2.

Weil die Punkte P ₃,P ₄ symmetrisch zur Vertikalebene X sind, die durch den Schwenkpunkt 0 der Halbachsen 4, 6 führt, und die Punkte P ₁,P ₂ symmetrisch zu der durch die Achse P der längeren starren Verbindungsstange 2 führenden Ebene angeordnet sind, ist diese Verschiebung minimal.

In Fig. 4 ist die Vorrichtung nur durch Verbindungslinien der Projektionen der Schwenkachsen A, B,C, G und der Schwenkpunkte E, F dargestellt, wobei der Punkt D den festen Punkt auf der Verbindungslinie der Achsen C, B und die Verbindungslinie E, D das elastische Element 8 dar­ stellt. Bei Kurvenfahrt kommt es zur Achslasterhöhung der einen Halbschwingachse 6 und zur Entlastung der zweiten Halb­ schwingachse 4 und zur relativen Verdrehung der abgefeder­ ten Masse des Fahrzeugs um den Schwenkpunkt 0 um einen Winkel γ gegenüber diesen Halbschwingachsen 4, 6. Durch die Drehbewegung der abgefederten Masse des Fahrzeugs, die durch die Bewegung ihres Schwerpunktes T in den Punkt T ₁ um den Winkel γ bezeichnet wurde, kommt es zu einer ent­ sprechenden Verdrehung des angekoppelten Bremskraftreglers 13. Bei dieser Verdrehung bewegt sich die Projektion des zweiten Schwenkpunktes F auf der Kreislinie mit dem Radius OF, die aus der Projektion des Schwenkpunktes 0 der Halb­ achsen 4, 6 in den Punkt F ₁ umgeschrieben wurde. Gleich­ zeitig bewegt sich die Projektion des zweiten Schwenkpunk­ tes F auf der Kreislinie mit dem Radius EF, die aus dem Schwenkpunkt E umschrieben wurde, in den Punkt F ₂. Mit Rücksicht auf die Vorspannung des elastischen Elementes 8 ändert sich die Lage des ersten Schwenkpunktes E, wenn das Fahrzeug in einer Kurve abgebremst wird. Da der erste Schwenkpunkt E in oder nahe der Ebene liegt, die durch den zweiten Schwenkpunkt F und den Schwenkpunkt 0 der Halbschwing­ achse 4, 6 definiert ist, und da die Verbindungslinie der Projektion der Schwenkachse G und des zweiten Schwenkpunk­ tes F senkrecht zur Verbindungslinie der Projektionen der Punkte E,F ist, stellt die Entfernung ganz oder in etwa den Hub Δ des zweiten Schwenkpunktes F um die Achse G bei Kurvenfahrt dar. Gegenüber dem relativen Hub Δ Z, der Schwenkachse A oder C der starren Verbindungsstangen 1, 2, die mit den Halbschwingachsen 4, 6 fest verbunden sind, der dem Verdrehwinkel γ der abgefederten Masse proportional ist, ist dieser Hub Δ = der zweiten Potenz dieses Winkels proportional, der in der Praxis bedeutend kleiner als Eins ist.

Durch diese Abhängigkeit des Hubs Δ von der zweiten Potenz des Verdrehwinkels γ und die Bedingungen für die Lage des ersten Schwenkpunktes E gegenüber der durch den zweiten Schwenkpunkt F und den Schwenkpunkt 0 definierten Ebene wird deshalb die Empfindlichkeit der Vorrichtung bei Kur­ venfahrten beträchtlich herabgesetzt und die Fahrsicher­ heit beim Bremsen beträchtlich erhöht.

Das Abtasten des Hubs zum Verdrehen des Betätigungshebels 12 von dem ersten Schwenkpunkt E des Hebels 9 gegenüber dem Stab 11, wo die Entfernung des ersten Schwenkpunktes E von der Schwenkachse C der längeren Verbindungsstange 2 auf der Halbschwingachse 6 kleiner ist als die Entfernung der Schwenkachse B der beiden starren Verbindungsstangen 1, 2 an der Stelle ihrer Verbindung von der Schwenkachse C der längeren starren Verbindungsstange 2 auf der Halbschwing­ achse 6, wird auch die entsprechende Herabsetzung des Hubes des zweiten Punktes F durch das Schwenken des Betätigungshebels 12 des Bremskraftreglers 13 bei der Neigung der Halbschwingachsen 4, 6 selbständig um den Winkel +α oder -α erreicht.

Die parallelen Stabilisierungsstangen 14, 14′ verursachen bei Belastungsänderung der Halbschwingachsen 4, 6 keine unerwünschte Beeinflussung des Hubes des Betätigungshebels 12 des Bremskraftreglers 13, die durch Teildrehung des elastischen Glieds 8 bewirkt wurde.

Claims (3)

1. Betätigungsvorrichtung für den Bremskraftregler (13) eines Kraftfahrzeuges mit Halbschwingachsen (4,6), bestehend aus starren Verbindungsstangen (1, 2), deren Gesamtlänge größer als der Abstand ihrer Befestigungs­ punkte an den Halbschwingachsen (4,6) ist, wobei die Verbindungsstangen (1, 2) mit ihrem einen Ende schwenk­ bar an den Halbschwingachsen (4, 6) derselben Achse ge­ lagert und mit ihrem anderen Ende gelenkig miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die erste Verbindungsstange (1) sich vertikal nach aufwärts erstreckt, während die zweite Verbin­ dungsstange (2) aus einem vertikalen Abschnitt glei­ cher Länge und einem horizontalen Teil besteht, der an seinem freien Ende mit dem oberen Ende der ersten Verbindungsstange (1) elastisch verbunden ist,
• - daß an dem horizontalen Teil der zweiten Verbindungs­ stange (2) ein Hebel (9) elastisch angelenkt ist, der hierzu an seinem einen Ende ein elastisches Element (8) aufweist,
• - daß der Hebel (9) an seinem anderen Ende in einem ersten Schwenkpunkt (E) gelenkig mit einem Verbin­ dungsglied (10, 11, 10′) verbunden ist, welches sei­ nerseits in einem zweiten Schwenkpunkt (F) gelenkig an den Betätigungshebel (12) des Bremskraftreglers (13) angelenkt ist, und
• - daß der erste Schwenkpunkt (E) in oder in nächster Nähe einer Ebene liegt, die durch den Schwenkpunkt (0) der Halbschwingachsen (4, 6) und durch den zweiten Schwenkpunkt (F) des Betätigungshebels (12) gegenüber dem Verbindungsglied (10, 11, 10′) gegeben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (1, 2) in Längsrichtung des Fahrzeugs durch mindestens eine Stabilisierungsstange (14, 14′) elastisch an der abgefederten Masse (20) des Fahrzeuges abgestützt sind, wobei die achsseitige An­ lenkung der Stabilisierungsstange(n) (14, 14′) an den horizontalen Teil der zweiten Verbindungsstange (2) über Flansch(e) (15, 16) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verbindungen durch Gummi-Elemente (7, 17) gebildet sind.