DE4135928A1 - Stabilisierungsanordnung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisierungsanordnung für Kraft­ fahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentan­ spruch 1.

Eine Stabilisierungsanordnung dieser Art ist aus FR-PS 25 76 850 bekannt.

Bei dieser Konstruktion sind die beiden Federelemente durch hydro-pneumatische Federn gebildet, die über flexible Leitungen an jeweils einer Zylinderkammer des Zylinder-Kolben-Aggregates angeschlossen sind.

Beide Leitungen sind über eine einen Überströmweg bildende Ver­ bindungsleitung gegenseitig verbunden, in der ein seitenkraft­ abhängig ansteuerbarer Sperrschieber zwischengeschaltet ist, der bei Geradeausfahrt die Verbindung beider Zylinderkammern aufrechterhält. Demgemäß spricht beim Geradeausfahren die Sta­ bilisierungsanordnung weder bei Wechselfederung noch bei ein- oder gleichseitigem Einfedern an.

Bei Kurvenfahrt hingegen unterbricht der Sperrschieber den Überströmweg. Dadurch arbeitet der Kolben des Zylinder-Kol­ ben-Aggregates gegen eine der hydro-pneumatischen Federn, wo­ durch die Karosserie stabilisiert wird.

Diese Stabilisierungsanordnung erfordert zusätzlichen Einbau­ raum zur Unterbringung der hydro-pneumatischen Federn; ganz abgesehen von dem dafür notwendigen technischen und montage­ mäßigen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisie­ rungsanordnung in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 technisch zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wirken somit die Feder­ elemente unmittelbar auf den Zylinder des Zylinder-Kolben-Ag­ gregates, so daß auf den Einsatz von hydraulisch arbeitenden Übertragungsmitteln zwischen diesem und den Federelementen und auf deren hydro-pneumatische Auslegung verzichtet werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruches 2. Sie bietet den Vorteil, die Federele­ mente in die Stützstange integrieren und damit auf eine zum Zylinder-Kolben-Aggregat externe, aufbauseitige Federabstützung verzichten bzw. kompakt bauen zu können.

Eine Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 3 bietet den Vorteil, die Federelemente bzw. die Stabilisatorwirkung bei gleichzeitig festgelegtem Kolben des Zylinder-Kolben-Aggregates zu blockieren.

In den weiteren Zylinder vorteilhaft zu integrierende Feder­ elemente sind Gegenstand des Patentanspruches 4.

Die Anordnung der Stützstangen kann derart getroffen sein, daß die Stabilisierungswirkung mit einer lediglich einarmigen Schwinge erreicht wird, sofern die eine Stützstange am ent­ sprechenden Lenker oberhalb seiner aufbauseitigen Lagerachse und die andere Stützstange unterhalb der Lagerachse des ihr zugeordneten Lenkers angelenkt ist.

Eine bevorzugte Stützstangenanordnung ist Gegenstand des Pa­ tentanspruches 5, indem sie den Vorteil einer übereinstimmenden und im Falle einer Querlenkerachse gegebenenfalls symmetrischen Lenkerausbildung für die Radaufhängungen bietet.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 6 ermög­ licht es, einer Fahrzeugachse bei blockiertem Zylinder-Kolben- Aggregat und/oder bei blockierter Wechselfederung Lenkbewe­ gungen aufzuprägen, die im Rahmen der in der aufbauseitigen Lenkerlagerung gegebenen Elastizität möglich sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisiert dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Rückansicht einer mit einer integrierten Stabilisierungsanordnung ausgestatteten Fahr­ zeugachse,

Fig. 2 eine Draufsicht der Stabilisierungsanordnung, verkürzt dargestellt,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer Stützstrebe entlang der Linie III-III der Fig. 2, in größerem Maßstab als Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Fahrzeugachse, beispielsweise eine nicht angetriebene Hinterachse, gezeigt, die z. B. als Dämpferbein­ achse ausgelegt ist. Ihre unabhängigen Radaufhängungen weisen als Radführungsglieder je Radträger 10 bzw. 12 einen unteren Querlenker 14 bzw. 16 auf, die aufbauseitig jeweils um eine liegende, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Lenker­ achse 18 bzw. 20 verschwenkbar gelagert sind.

Die beispielsweise Dreieckslenker bildenden Querlenker 14, 16 sind jeweils an einem unteren, radträgerseitigen Traggelenk 22 bzw. 24 angelenkt.

Den Radträgern 10 bzw. 12 ist als weiteres Radführungsglied jeweils ein nur in Fig. 1 gezeigter Stoßdämpfer 26 bzw. 28 zu­ geordnet, dessen Dämpferrohr 30 mit seinem unteren Ende am Radträger 10 bzw. 12 befestigt und dessen Kolbenstange 32, was nicht dargestellt ist, am Fahrzeugaufbau elastisch abgestützt ist.

Außerdem ist jedem Radträger 10 bzw. 12 eine mit 34 bezeichne­ te, die Radspur bestimmende Spurstange zugeordnet, die einer­ seits bei 36 am Fahrzeugaufbau und andererseits bei 38 am Rad­ träger 10 bzw. 12 angelenkt ist. Dabei befindet sich der rad­ trägerseitige Spurstangenanlenkpunkt 38 ungefähr in Höhe des radträgerseitigen Traggelenkes 24 bzw. 22.

Anstelle der erläuterten Radaufhängungen könnten diese auch eine Doppelquerlenker- eine Federbein- oder Raumlenkeranordnung aufweisen.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die der Fahrzeugachse zugeordnete, als Ganzes mit 44 bezeichnete Stabilisierungsanordnung zwischen deren unabhängigen Radaufhängungen 46 und 48 vorgesehen. Diese weist einen als Ganzes mit 50 bezeichneten, sich zwischen bei­ den Radaufhängungen 46 und 48 erstreckenden und, gemäß Fig. 2, bezogen auf die Fahrtrichtung F, hinter der Raddrehachse 52 liegenden Stabilisator auf. Dieser stützt sich über in einer gemeinsamen Fahrzeugquerebene a-a liegende Stützstangen 54 und 56 an jeweils einem der Querlenker 14 bzw. 16 im Abstand ober­ halb ihrer aufbauseitigen Lenkerachse 18 bzw. 20 ab.

Zu diesem Zweck sind die Querlenker 14 und 16 im Bereich ihres inneren Lenkerendes mit einem nach oben ragenden Hebelarm 14′ bzw. 16′ ausgestattet, an deren freiem Ende jeweils eine der Stützstangen 54 bzw. 56 angelenkt ist.

Die Stützstangen 54 und 56 sind mit ihrem der Fahrzeugquermitte zugerichteten Stangenende jeweils an einem Hebelarm 58 bzw. 60 einer doppelarmigen Schwinge 62 angelenkt, die um eine vorzugs­ weise in der Fahrzeugquermitte angeordnete und sich in Fahrzeug­ längsrichtung erstreckende Achse 64 verschwenkbar ist.

Die Stützstange 54 weist ein Zylinder-Kolben-Aggregat 66 auf, dessen Zylinder 68 an beiden Stirnenden von einer Kolbenstange 70 eines Kolbens 72 durchsetzt ist. Die beiden Zylinderkammern 74 und 76 sind über einen Überströmweg miteinander verbunden. Dieser ist vorzugsweise durch einen den Kolben 72 durchsetzen­ den Kanal 78 gebildet, der mittels eines bei 79 angedeuteten, querkraftabhängig steuerbaren Ventils verschließbar ist. Die beidseitig aus dem Zylinder 68 herausgeführte Kolbenstange 70 bewirkt ein gleichbleibendes Volumen der Zylinderkammern 74 und 76 beim Flüssigkeitsaustausch.

Der Zylinder 68 ist stirnseitig an jeweils einem vorzugsweise durch eine Schraubenfeder 80 bzw. 82 gebildeten Federelement abgestützt. Die Schraubenfedern 80, 82 sind vorzugsweise vor­ gespannt zwischen dem Zylinder 68 und einem Widerlager ange­ ordnet.

Die Widerlager sind vorzugsweise durch die Stirnwände 84 und 86 eines weiteren Zylinders 88 gebildet, der einen Bestandteil der Stützstange 54 bildet und mit seinem einen Stirnende beispielsweise am Hebelarm 14′ des Querlenkers 14 angelenkt ist. Damit sind die Schraubenfedern 80, 82 in die Stützstange 54 integriert.

Der Zylinder 68 des Zylinder-Kolben-Aggregates 66 ist im weiteren Zylinder 88 gegen die Wirkung der Schraubenfedern 80, 82 axial verschiebbar gelagert, die versuchen, den Zylinder 68 im weiteren Zylinder 88 ständig in einer Mittellage zu halten.

Beide Zylinder 68, 88 sind vorzugsweise miteinander zu verb­ locken, um, wie weiter unten im einzelnen noch erläutert wird, in Abhängigkeit von größeren Querbeschleunigungen bzw. von der Seitenneigung des Aufbaus den Stabilisator 50 blockieren zu können.

Zu diesem Zweck übernimmt der Zylinder 68 im Zylinder 88 die Funktion eines Kolbens, durch den bei Axialverlagerung eine im Zylinder 88 vorhandene, hydraulische Flüssigkeit von dessen einer Zylinderkammer in die andere Zylinderkammer verdrängt wird, wobei deren gegenseitige Verbindung ab einer bestimmten Querbeschleunigung unterbrochen wird.

Die Verbindung beider Zylinderkammern 90, 92 ist hierbei durch einen zwischen beiden Zylindern 68, 88 vorhandenen Ringkanal 95 geschaffen, wobei der Zylinder 68 beispielsweise mittels zwei­ er, an dessen Umfang sitzender Führungsringe 94 und 96 im Zy­ linder 88 geführt ist. Während dabei der Führungsring 94 in Achsrichtung durchlässig ausgebildet ist, weist der Führungs­ ring 96 vorzugsweise mehrere axiale Verbindungskanäle 97 auf, die beispielsweise mittels einer ansteuerbaren Ventilvorrich­ tung 98 gemeinsam verschließbar sind. Zur Aufrechterhaltung des Volumens beider Zylinderkammern 90 und 92 beim Flüssigkeitsaus­ tausch ist die Kolbenstange 70 auch beidseitig aus den Zylinder­ stirnwänden 84 und 86 herausgeführt.

Die erläuterte Konstruktion arbeitet folgendermaßen:
Bei Geradeausfahrt sind die Ventile 79 und 98 geöffnet. Bei einseitiger Ein- und Ausfederung sowie Wechselfederung der Radaufhängungen 46 und 48 kann sich der Kolben 72 des Zylin­ der-Kolben-Aggregates 66 in dessen Zylinder 68 hin- und her­ verschieben. Damit ist keine Stabilisatorwirkung vorhanden. Bei gleichseitiger Ein- und Ausfederung verschiebt sich der Kolben 72 im Zylinder 68 nicht.

Bei Kurvenfahrt wird beispielsweise querbeschleunigungsabhängig oder über einen Lenkwinkelsensor zunächst nur das Kolbenventil 78 geschlossen. Demgemäß wird der Kolben 72 im Zylinder 68 fest­ gestellt, so daß dieser im weiteren Zylinder 88 axial verlagert wird.

Dies geschieht gegen die Wirkung einer der Schraubenfedern 80 bzw. 82, die dann, in Verbindung mit dem weiteren Zylinder 88 als Widerlager, die Stabilisatorfunktion erfüllt, wobei eine konstante Stabilisatorwirkung erreicht wird. Dabei ergibt sich ein progressiver Kennlinienverlauf, sobald nach entsprechender Verlagerung des Zylinders 68 dieser sich von der einen, vorge­ spannten Schraubenfeder 80 bzw. 82 wegbewegt, indem sich der Widerstand der anderen Feder dann entsprechend erhöht.

Dabei resultiert aus der Anlenkung der Stützstangen 54 und 56 an den Querlenkern 14 und 16 zugleich ein Mitlenkeffekt der Fahrzeughinterachse, indem über die am eingefederten Querlenker 14 oder 16 angreifende Stützstange 54 oder 56 an diesem eine im wesentlichen horizontal gerichtete Abstützkraft wirksam wird, die den Querlenker 14 oder 16, infolge seiner aufbauseitigen, elastischen Lagerung, bezogen auf dessen Lenkerachse 18 bzw. 20, radial nach außen drückt.

Bedingt durch die Anlenkung des betreffenden Radträgers 10 bzw. 12 an der Spurstange 34 wird dabei dieser und damit das be­ treffende Rad in Vorspurrichtung entsprechend verstellt. Beim ausgefederten Querlenker bewirkt die Abstützkraft eine Verla­ gerung, bezogen auf die Lenkerachse 18 bzw. 20, radial nach innen und damit eine Verstellung des Rades in Nachspur.

Übersteigt die Querbeschleunigung bzw. Seitenneigung des Fahr­ zeugaufbaues eine bestimmte Größe, wird zusätzlich das Ventil 98 sensorgesteuert geschlossen, so daß Kolben 72 samt Zylinder 68 im weiteren Zylinder 88 festgestellt sind. Dadurch ist die Wechselfederung der Fahrzeugachse blockiert. Dies führt dann zwangsläufig noch zu einer Verstärkung der Lenkbewegungen der Querlenker 14 und 16.

Claims (6)

1. Stabilisierungsanordnung für Kraftfahrzeuge mit einer Fahr­ zeugachse, die durch einander gegenüberliegende, unabhängige Radaufhängungen gebildet ist, von denen jede einen um eine liegende Achse verschwenkbaren Lenker aufweist, der mit einem um die jeweilige Lenkerachse schwenkbaren Hebelarm fest ver­ bunden ist, bei der die beiden Hebelarme über Stützstangen an einer Schwinge derart angelenkt sind, daß bei wechselseitigem Federn die Stützstangen auf diese im Sinne gegenläufiger Schwenkbewegung einwirken und bei der eine der Stützstangen durch ein zwischengeschaltetes Zylinder-Kolben-Aggregat län­ genveränderbar ist, dessen beiden, über einen Kolben getrennten Zylinderkammern über einen im Querschnitt veränderlichen Über­ strömweg verbunden sind, und das, bezogen auf den gesperrten Überströmweg, über gegeneinander wirkende Federelemente auf eine der jeweiligen Länge der Stützstange entsprechende Aus­ federlänge als Mittellage vorspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (Schraubenfedern 80; 82) auf dem Zylinder (68) des Zylinder-Kolben-Aggregats (66) abgestützt sind.

2. Stabilisierungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinder-Kolben-Aggregat (66) samt Federelementen (Schraubenfedern 80; 82) in einem weiteren Zylinder (88) axial verstellbar angeordnet ist, und daß eine den Kolben (72) des Zylinder-Kolben-Aggregates (66) tragende Kolbenstange (74) dessen Zylinder (68) an beiden Stirnenden durchsetzt, wobei sie mit ihrem einen Stangenende, eine Stirnwand (86) des weiteren Zylinders (88) durchsetzend, an der Schwinge (62) und das die­ ser gegenüberliegende Ende des weiteren Zylinders (88) am He­ belarm (14′) eines Lenkers (14) angelenkt ist.

3. Stabilisierungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Zylindern (68; 88) ein durch ein seiten­ kraftabhängig ansteuerbares Ventil (98) sperrbarer Ringkanal (95) angeordnet und der weitere Zylinder (88) mit einer Flüs­ sigkeit gefüllt und an beiden Stirnenden (84, 86) von der Kol­ benstange (70) durchsetzt ist.

4. Stabilisierungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente vorgespannte Schraubenfedern (80; 82) sind.

5. Stabilisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstangen (54; 56) lenkerseitig jeweils oberhalb des aufbauseitigen Lenkerlagers und schwingenseitig an jeweils ei­ nem Schwingenarm (58; 60) angelenkt sind.

6. Stabilisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstangen (54; 56) an jeweils einem Querlenker (14; 16) angelenkt sind, dessen radträgerseitiger Gelenkpunkt (22 bzw. 24) im wesentlichen in Höhe des radträgerseitigen Gelenk­ punktes (38) einer Spurstange (34) liegt.