DE1007190B - Vorrichtung zum Schraegstellen des Fahrzeugoberbaues eines Kraftfahrzeuges nach der Kurveninnenseite - Google Patents

Vorrichtung zum Schraegstellen des Fahrzeugoberbaues eines Kraftfahrzeuges nach der Kurveninnenseite

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DE1007190B
DE1007190B DED18276A DED0018276A DE1007190B DE 1007190 B DE1007190 B DE 1007190B DE D18276 A DED18276 A DE D18276A DE D0018276 A DED0018276 A DE D0018276A DE 1007190 B DE1007190 B DE 1007190B
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Dipl-Ing Josef Mueller
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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Description

DEUTSCHES
Es sind schon Vorrichtungen an Kraftfahrzeugen vorgeschlagen worden, welche ein Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues nach der Kurveninnenseite entgegen der Fliehkraft bewirken. Die bekannten Einrichtungen sind jedoch in der Regel insofern unvollkommen, als sie erst in Wirkung treten, wenn, das Fahrzeug bereits in die Kurve einzufahren beginnt, wodurch im Augenblick des Überganges aus der Geraden in die Kurve der Fahrzeugoberbau noch nicht nach der Innenseite geneigt ist.
Es wurde zwar auch des weiteren schon vorgeschlagen, die Drehung des Wagenkastens um seine Längsachse unabhängig vom Lenkausschlag vorzusehen, wobei zur Auslösung der Schrägstellung eine durch seitliches Bewegen der Lenksäule gesteuerte Hilfskraft verwendet wird.
Ein solches seitliches Bewegen der Lenksäule ist jedoch sowohl konstruktiv als auch in Hinsicht auf die Betätigungsweise unzweckmäßig.
Die Erfindung sieht demgegenüber eine solche Steuerung der das Schrägstellen des Wagenkastens bewirkenden Einrichtung vor, daß die für die Steuerung erforderliche Bewegung, welche der Fahrer ausführen muß, der angestrebten Wirkung des Schrägstellens so angepaßt ist, daß der Fahrer schon rein gefühlsmäßig diese Bewegung ausführt, ohne hierzu besondere Überlegungen anzustellen. Demgemäß besteht die Erfindung zu einem wesentlichen Teil darin, daß das Lenkbedienungsglied zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues um eine im wesentlichen horizontale in Fahrtrichtung verlaufende Achse in einem der gewählten Schrägstellung entsprechenden Drehsinn schwenkbar ist, während es zur Lenkung des Fahrzeuges um eine ungefähr lotrechte Achse in entsprechendem Drehsinn schwenkbar ist.
Das Lenkbedienungsglied kann hierbei als doppelarmiger Hebel ausgebildet sein, welcher mittels eines mit lotrechter Achse versehenen Gelenkes für die Lenkung an eine um eine etwa waagerechte Achse für die Schrägstellung des Fahrzeugoberbaues drehbare Stange oder Welle angelenkt ist und daß an den Hebel außerhalb des Gelenkes ein Gestänge derart angelenkt ist, daß das Gestänge beim Verschwenken des Hebels um das Gelenk zur Ausführung der Lenkbewegung in ungefähr waagerechter Richtung verstellt wird.
Zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues wirkt in einfachster und zweckmäßigster Weise unmittelbar auf die Fahrzeugfedern, vorzugsweise Torsionsfedern, eine Vorrichtung, indem die rahmenseitige Federwiderlager im Sinne einer Spannung und Entspannung der Federn verstellt werden. Die Vorrichtung kann gleichzeitig auf die Federn beider Räder einer Fahrzeugseite einwirken.
Vorrichtung
zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues
eines Kraftfahrzeuges
nach der Kurveninnenseite
Anmelder:
Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136
Dipl.-Ing. Josef Müller. Stuttgart,
ist als Erfinder genannt worden
Will der Fahrer beispielsweise in eine Rechtskurve einfahren, so betätigt er das Lenkbedienungsglied, das als einfacher doppelarmiger Hebel nach Art einer Motorradlenkung ausgebildet sein kann, zunächst derart, daß er das Lenkbedienungsglied um die waagerechte Achse, und zwar zweckmäßig nach rechts (im Uhrzeigersinn) verschwenkt und hierauf die Lenkbewegung durch Drehen des Lenkbedienungshebels um eine senkrechte Achse ausführt.
Die Betätigung der Vorrichtung zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues erfolgt vorteilhaft durch eine z. B. hydraulische Hilfskraft, welche die Widerlager der Federn der einen oder anderen Fahrzeugseite entgegen der Federwirkung so verstellt, daß die Räder der Kurvenaußenseite relativ zum Fahrzeug stärker gegen den Boden gedrückt werden.
Vorzugsweise wird auch die Lenkung ·— insbe^ sondere mit Rücksicht auf einen eventuellen kleineren Lenkungswinkel am Lenkbedienungsglied — durch ein Servohilfsniittel unterstützt, indem die Lenkbewegung der Räder einerseits direkt vom Fahrer und andererseits mit Hilfe der Servokraft durchgeführt wird.
Zweckmäßig sieht des weiteren die Erfindung eine Abhängigkeit der Scheinwerferstellung von der Betätigung der Vorrichtung zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues in der Kurve derart vor, daß gleichzeitig mit dem Schrägstellen, des Fahrzeugoberbaues auch der Scheinwerfer in die Kurve geschwenkt und somit diese schon vor dem Einfahren, des Fahrzeuges in die Kurve beleuchtet wird.
Eine für die Straßenlage besonders vorteilhafte Bauart ergibt sich, wenn sowohl die Vorderräder als
TOJ 506/261
- auch die Hinterräder derart mit Bezug auf den Fahrzeugoberbau aufgehängt sind, daß sie sich beim Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues ebenfalls nach der Innenseite der Kurve neigen. Dadurch werden den Rädern günstigere Abstützbedingungen am Boden gegeben. Die Resultierende aus dem Raddruck und der durch die Fliehkraft hervorgerufenen Seitenkraft kommt mehr in die Radebene zu liegen, und der Fahrzeugschwerpunkt wird zugleich nach der Innenseite der Kurve zusätzlich verlagert. Diese Verlagerung des Schwerpunktes ist nicht nur für die Verringerung der Kippgefahr, sondern auch vor allem für die Gleichmäßigkeit der Radbelastung von wesentlicher Bedeutung, wodurch die Straßenlage des Fahrzeuges derjenigen eines Fahrzeuges mit erheblich größerer Spurweite angenähert wird.
Gleichzeitig läßt sich durch schmale Spur und weiche wechselseitige Federung eine niedrigere Wankschwingungszahl und damit geringe Schüttelneigung erreichen.
Durch die Anordnung eines doppelarmigen Lenkbedienungsgliedes ergibt sich ferner eine freie unbehinderte Einstellungsmoglichke.it für den Fahrer sowie eine gute Sicht, da ein hinderndes Lenkrad nicht vorhanden ist. Getriebeschaltung, Winker- und Hornbetätigung kann vom Lenkbedienungsglied aus erfolgen, ohne daß die Hand von letzterem weggenommen werden muß. Gleichzeitig ergibt sich eine gute Lesbarkeit der Instrumente. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung das Verhalten eines Fahrzeuges mit durch Lenkervierecke geführten Rädern und ohne die erfindungsgemäße Einrichtung zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues,
Fig. 2 in schematischer Darstellung das Verhalten eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen. Einrichtung zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues nach der Kurveninnenseite,
Fig. 3 ein Diagramm der Seitenführungskraft der Räder in Abhängigkeit von der Radbelastung und
Fig. 4 das Fahrgestell eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeuges in schematischer, perspektivischer Darstellung.
Fährt das in Fig. 1 von hinten gesehene Fahrzeug in eine Rechtskurve, so entsteht infolge der im Schwerpunkt S angreifenden Fliehkraft F und dem Gewicht G eine Resultierende Q, welche die bei Geradeausf ahrt gleichmäßigen Raddrücke Q1 und Q2 bei einer Spurweite q entsprechend den Hebelarmen qi und q.-, verändert, wobei Q1 = qzlq · Q und Q2 = qjq · Q wird, Der Schwerpunkt 5 wird hierbei in der Regel außerdem (was jedoch in der Zeichnung nicht besonders dargestellt ist) nach der Kurvenaußenseite des Fahrzeuges etwas verlagert. Die Die gleichmäßige Verteilung des Raddruckes ist insofern von besonderer Bedeutung, als, wie Versuche gezeigt haben (Fig. 3), die Seitenführungskraft H der Reifen nicht proportional mit dem Raddruck P zunimmt, sondern bis zu einem Maximum steigt und hierauf wieder absinkt.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß der hierfür maximal zulässige Raddruck erst bei wesentlich größeren Fliehkräften erreicht wird. Es wird also der Gefahr eines Rutschens und Schleuderns in. der Kurve wirksam entgegengearbeitet.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 werden so^ wohl die Vorderräder W3 10& als auch die Hinterräder 11°,, 11& des Fahrzeuges je durch zwei übereinander angeordnete Lenker, von denen die unteren Lenker 12a und 126 bzw. 13° und 136 dargestellt sind, mit Bezug auf den Fahrzeugoberbau (z. B. einen Rahmen oder selbsttragenden Wagenkasten) unabhängig voneinander geführt. In der Zeichnung ist angenommen, daß sämtliche Räder angetrieben sind, wie durch die Radantriebswellen 9 angedeutet ist; doch kann natürlich, auch die Anordnung derart getroffen sein, daß nur die Vorder- oder die Hinterräder einen Antrieb erhalten. Der Motor kann an beliebiger Stelle, z. B. vorn oder im Heck des Fahrzeuges, untergebracht sein. Die Abfederung erfolgt durch Drehstabfedern 14«, 14& für die Vorderräder bzw. 15", 156 für die Hinterräder, wobei die Drehfedern in den Achsen der vorgenannten Lenker in Längsrichtung des Fahrzeuges neben- und hintereinander angeordnet sind. Sie stützen sich hierbei mittels Hebelarme 16a, 166 gegen als Federwiderlager dienende Kolben innerhalb eines Servozylinders 17 ab, welcher etwa in der Mitte zwischen der Vorder- und der Hinterachse in Querrichtung unter dem Fußboden des Fahrzeuges angeordnet ist.
Zur Lenkung der Vorderräder ist ein vor dem Fahrersitz 18 angeordnetes Lenkbedienungsglied 19 vorgesehen, welches nach Art eines Motorradlenkers als Doppelhebel mit Handgriffen ausgebildet ist und einerseits um eine ungefähr senkrechte Achse A-A und andererseits um eine ungefähr waagerechte Achse B-B verschwenkbar ist. Zu diesem Zweck ist der Doppelhebel 19 mittels eines lotrechten Gelenkes 20 an einer Welle 21 angeordnet, welche einen Hebelarm 22 trägt, der durch ein Gestänge 23 mit einem Hebel 24 einer Welle 25 verbunden ist, die ein im Steuerteil 26 untergebrachtes Steuerorgan am Servozylinder
17 verstellt.
Des weiteren ist der Doppelhebel 19 mittels eines Kugelgelenkes 27 an eine Stange 28 angelenkt, welche an einen Hebel 29 einer senkrechten Welle 30 gelenkig angeschlossen ist. Auf der Lenkwelle 30 sitzt der Lenkhebel 31, welcher in üblicher Weise das drei-
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Ungleichmäßigkeit in der Verteilung der Raddrücke 55 teilige Lenkgestänge 32 für die Vorderräder bedient.
Durch die Stange 28 wird gleichzeitig eine Steuervorrichtung 33 für einen Servozylinder 34 betätigt, welcher die von Hand ausgeübte Steuerkraft unterstützt, indem der von der Hilfskraft verstellte, im Zylinder 34 gleitende Kolben über einen Hebelarm 35 an den Lenkhebel 31 des Lenkgestänges angeschlossen ist.
Die Welle 21 trägt auf einer Verlängerung 36 einen Hebelarm 37, welcher über ein Gestänge 38 an den Hebelarm 39 einer den Scheinwerfer 40 tragenden Welle 41 angelenkt ist.
Soll der Wagen in eine Kurve, z. B. in eine Rechtskurve R einfahren, so schwenkt der Fahrer zunächst das Lenkbedienungsglied 19 in Pfeilrichtung b um die ungefähr waagerechte Achse B-B im Uhrzeigersinn,
ist um so ungünstiger, je schmaler, und um so günstiger, je breiter die Spur ist. So ist z. B. bei einem Fahrzeug mit der größeren Spurweite die Verteilung entsprechend dem günstigeren Hebelverhältnis T1 : r2 wesentlich gleichmäßiger, wie durch die Kräfte R1 und R2 angedeutet ist.
Wird jedoch der Fahrzeugoberbau mit den Rädern in der Kurve nach einwärts gelegt (entsprechend Fig. 2), so kann infolge der Verlagerung des Schwerpunktes von S0 nach S1 erreicht werden, daß bei schmaler Spurweite q das Hebelverhältnis qjq% wesentlich günstiger als im Falle der Fig. 1 wird, z. B. gleichgünstig wie bei einem ohne Einrichtung zur Schrägstellung in der Kurve ausgerüsteten Fahrzeug mit der größeren Spurweite r.
also im gleichen Sinne, in welchem sich der Wagenkasten nach der Kurveninnenseite neigen soll. Dadurch wird über das Gestänge 21, 22, 23, 24, 25 die Steuervorrichtung 26 für den Servozylinder 17 betätigt, wodurch der auf die Hebelarme 16ß wirkende KoIl)Oi in Pfeilrichtung χ nach auswärts gedruckt wird. Dadurch werden die Drehfedern 14° und 15" stärker vorgespannt bzw. die Führungslenker 12a und 13a nach abwärts gedrückt. Dies bewirkt gleichzeitig, wie in Fig. 2 angedeutet, ein Schrägstellen, des Fahrzeugoberbaues 42 und damit gleichzeitig einen negativen, nach der Kurveninnenseite gerichteten Sturz der Außenräder 10°, lla sowie auch einen positiven Sturz der Innenräder 10ö, 11*, was gleichzeitig eine kurven versteif ende Wirkung der Reifen hervorruft.
Gegebenenfalls kann gleichzeitig mit der Verstellung der kurvenäußeren Federn eine entgegengesetzte Verstellung (Entspannung) der kurveninneren Federn erfolgen. Auch können zusätzlich zu den verstellbaren Federn weitere Federn, z. B. Schraubenfedern, vorgesehen sein, welche die Räder unmittelbar gegen den Fahrzeugoberbau abstützen.
Gleichzeitig mit der Schrägstellung des Fahrzeugoberbaues wird auch der Scheinwerfer 40 mittels des Gestänges 21, 36, 37, 38 und 39 um seine senkrechte Schwenkachse 41 nach rechts in Pfeilrichtung y in die zu durchfahrende Kurve verschwenkt.
Sobald das Fahrzeug in die Kurve einfahren soll, wird das Lenkbedienuugsglied 19 um die ungefähr lotrechte Achse A-A in Pfeilrichtung α verschwenkt. Hierdurch wird mittels des Gestänges 28, 29, 30, 31 das Lenkgestänge 32 der Räder derart verstellt, daß sich die gelenkten. Vorderräder 10", 10ft in die Kurve einstellen. Gleichzeitig wird durch die Steuervorrichtung 33 der Kolben im Zylinder 34 derart beeinflußt, daß er die Lenkbewegung des Handrades bis zum eingesteJlten Lenkausschlage, über den Hebel 35 unterstützt. Hierdurch kann trotz der an sich geringen Lenkeinschläge im Lenkbedienungsglied eine sehr leichtgängige Lenkung erreicht werden. to
Zur Stabilisierung der Mittellage des Wagenkastens können besondere Rastvorrichtungen oder Zentrierfedern vorgesehen sein, z. B. derart, daß die Federn den Wagenkasten mit einer bestimmten Kraft in der Mittellage halten und die Verstellung erst eintritt, wenn die Verstellkraft die Größe der erwähnten Federkraft erreicht hat.

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues eines Kraftfahrzeuges, welche zwar vom Lenkbedienungsglied, z. B. Lenkhandrad, aus, aber zeitlich unabhängig von der Lenkbetätigung zu betätigen ist, indem das Lenkbedienungsglied zwei Bewegungen ausführen kann, von denen die eine Bewegung die Vorrichtung zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues und die andere die Lenkung betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkbedienungsglied (19) zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues um eine im wesentlichen horizontale in Fahrtrichtung verlaufende Achse (B-B) in einem der gewollten Schrägstellung entsprechenden Drehsinn (b) schwenkbar ist, während es zur Lenkung des Fahrzeuges um eine ungefähr lotrechte Achse (A-A) in. entsprechendem Drehsinn (a) schwenkbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkbedienungsglied als doppelarmiger Hebel (19) ausgebildet ist, welcher mittels eines mit lotrechter Achse (A-A) versehenen Gelenkes (20) für die Lenkung an eine um eine etwa waagerechte Achse für die Schrägstellung des Fahrzeugoberbaues drehbare Stange oder Welle (21) angelenkt ist und daß an den Hebel
(19) außerhalb des Gelenkes (20) ein Gestänge (28) derart angelenkt ist, daß das Gestänge beim Verschwenken des Hebels (19) um das Gelenk
(20) zur Ausführung der Lenkbewegung (a) in ungefähr waagerechter Richtung verstellt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues in an sich bekannter Weise auf die Fahrzeugfedern, vorzugsweise Fahrzeugtorsionsfedern (14a, 146; 15a, 15*), einwirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie gleichzeitig auf die Fahrzeugfedern, vorzugsweise Torsionsfedern, beider Räder einer Fahrzeugseite einwirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängig voneinander — z. B. mittels Querlenker oder Pendelhalbachsen — aufgehängten Räder durch in Längsrichtung des Fahrzeuges — z. B. im rahmenseitigen Gelenk der Lenker (12°, 12*; 13tt, 13*) oder Halbachsen — angeordnete verstellbare Drehfedern (14°, 146; 15er, 156) abgefedert werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn in an sich bekannter Weise durch eine Servokraft verstellt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Federn durch ein gemeinsames, z. B. in der Mitte zwischen den Fahrzeugachsen angeordnetes Verstellgetriebe, vorzugsweise einen quer angeordneten Verstellzylinder (17), verstellt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder derart mit Bezug auf den Fahrzeugoberbau, insbesondere durch übereinander angeordnete Lenker, aufgehängt sind, daß bei Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues auch die Räder nach der Innenseite der Kurve geneigt werden (Fig. 2).
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkbedienungsglied (19) die Lenkung sowohl unmittelbar (31) als auch durch eine Servoeinrichtung (35, 34) betätigt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihr eine Vorrichtung (37, 38, 39) zum Einschwenken der Fahrzeugscheinwerfer (40) in die Kurve gekuppelt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine die waagerechte Schwenkachse des Lenkbedienungsgliedes (19) bestimmende Stange (21, 36) einerseits einen Hebel (22), der mittels eines Gestänges (23, 24, 25) die Vorrichtung (17) zum Schrägstellen des Fahrzeugoberbaues betätigt und andererseits einen Hebel (37) trägt, der mittels eines Gestänges (38, 39) an den oder die um eine lotrechte Achse schwenkbaren Scheinwerfer (40) angeschlossen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 444 705, 679 966, 900.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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