DE10107522C2 - Stabilisator für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stabilisator für Kraftfahr­ zeuge, bestehend aus einem im Wesentlichen U-förmigen Hohl­ profil, dessen U-Basis an den Fahrzeugaufbau und dessen U-Schenkeln ggf. unter Zwischenschaltung von Lenkern, Koppelstangen od. dgl. an die Vorderachse oder Hinterachse des Kraftfahrzeuges angeschlossen sind.

Stabilisatoren für Kraftfahrzeuge sind Federelemente, deren Mittelteil an dem Fahrzeugaufbau und deren Enden ggf. unter Zwischenschaltung von Lenkern, Koppelstangen, Stoßdämpfern od. dgl. an die. Radachse angeschlossen sind. Solche Stabilisatoren dienen dazu, bei Kurvenfahrt die Seiten­ neigung des Fahrzeugaufbaus zu verringern. Sie sind regel­ mäßig U-förmig ausgebildet und bewirken, dass bei Anheben eines Rades ein Torsionsmoment entsteht, aus dem eine Reaktionskraft in dem betreffenden Anlenkpunkt des Stabilisators an dem Fahrzeugaufbau resultiert, welche den Fahrzeugaufbau zurückzudrehen versucht. Stabilisatoren können auch so angeordnet werden, dass sie die bei Kurven­ fahrt auftretenden Radlaständerungen verkleinern. So stützen sich Stabilisatoren beim Anheben eines Rades derart an dem Fahrzeugaufbau ab, dass das andere Rad herunter­ gedrückt wird. Dadurch wird eine weichere Querfederung bei vorgegebener Hubfederung erzielt.

Die bekannten Stabilisatoren bestehen regelmäßig aus einem Voll- oder Hohlprofil aus hochwertigem Stahl, um die auftretenden Beanspruchungen und insbesondere Torsions­ spannungen einwandfrei aufzunehmen, die verhältnismäßig hoch werden können. Solche Stabilisatoren sind in gewichts­ mäßiger Hinsicht verhältnismäßig schwer und müssen auf die jeweilige Fahrzeugklasse abgestimmt sein. Ferner treten infolge der aufzunehmenden Torsionsbeanspruchungen häufig Geräuschbelästigungen in den Anbindungsbereichen mit dem Fahrzeugoberbau auf, weil die Anbindung regelmäßig über Gummi/Metall-Elemente erfolgt.

Ein Stabilisator für Kraftfahrzeuge der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der DE 197 58 292 A1 bekannt. Um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen ist in den wesentlichen Stabilisatorabschnitten eine Schwingfestigkeitsoptimierung durchgeführt, dadurch dass die einzelnen Stabilisatorabschnitte so dimensioniert sind, dass in den wesentlichen Stabilisatorabschnitten eine quasi-gleiche Schwingfestigkeit vorhanden ist. Dazu kann im torsionsspannungsdominaten Stabilisatorabschnitt der Außen­ durchmesser des Stabilisators kleiner als im normal­ spannungsdominanten Stabilisatorabschnitt sein.

Außerdem kennt man eine Ausgleichsfederung für Straßen­ fahrzeuge mit an Schwinghebeln aufgehängten Laufrädern. Die Schwinghebel sind fest verbunden mit Halbwellen, wobei zur weiteren Fahrzeugabfederung über die Halbwellen Schrauben­ federn geschoben sind, deren innere Enden mit dem Gehäuse fest verbunden sind (vgl. DE 12 31 578 B).

Ferner ist eine Achsanordnung für ein einachsiges Fahrzeug mit in Fahrtrichtung längsverschieblich angeordneten Rädern bekannt. Dabei werden im Bereich der Achsanordnung auch Torsionsfedern erwähnt, welche auf die beiden Enden der Achse aufgeschoben sind (vgl. US 3 764 157).

Schließlich kennt man eine Achsanordnung für Kraftfahr­ zeuge, welche an einem an zwei Lagerböcken befestigten Tragstück angeordnet ist. Das Tragstück umfasst ein Achs­ getriebegehäuse sowie ein vorderes Gehäuserohr. Mit dem vorderen Gehäuserohr ist ein Querstück fest verbunden. In den Enden des Querstücks sind mittels geeigneter Lager­ zapfen Lenkerarme um eine Querachse schwenkbar gelagert. Diese Lenkerarme tragen an ihren Enden die Radträger für die Räder und sind durch als Tragfedern dienende Schrauben­ federn gegen den Fahrzeugoberbau abgefedert. Die Lager­ zapfen der Lenkerarme sind durch eine in der Achse inner­ halb des Querstücks untergebrachte Torsionsfeder miteinander verbunden. Führen die Räder bzw. die Lenkerarme einander entgegengesetzte Hubbewegungen aus, kann sich das gesamte Achssystem, insbesondere bestehend aus dem Tragstück mit dem Querstück zusammen mit den Rädern und den Lenkerarmen um die Längsschwenkachse verschwenken (vgl. DE 15 30 551 A.)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Stabilisa­ tor der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, der sich durch eine einfache und funktionsgerechte Bauweise sowie durch Anpassungsfähigkeit an verschiedene Fahrzeug­ typen auszeichnet und zudem die Möglichkeit einer Gewichts­ reduzierung bietet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Stabilisator dadurch, dass zumindest die U-Basis zumindest einen in Profillängsrichtung verlaufenden Längsschlitz aufweist und im Längsschlitzbereich eine an dem Hohlprofil befestigte Torsionsfeder zur Aufnahme von Torsions­ beanspruchungen besitzt. Dabei kann die Torsionsfeder als Stabfeder oder die U-Basis umgebende Schraubenfeder ausgebildet sein, die mit ihren Federenden in dem Längs­ schlitz der U-Basis verankert ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zunächst einmal zur Folge, dass die von dem Stabilisator aufzunehmenden Beanspruchungen und insbe­ sondere Torsionsbeanspruchungen primär von der Torsions­ feder und lediglich sekundär von dem Hohlprofil aufgenommen werden. Folglich kann bei der Fertigung des Hohlprofils auf die Verwendung von hochwertigem Stahl verzichtet werden, ist darüber hinaus eine Querschnitts- und Wandstärken­ reduzierung möglich, so dass eine erhebliche Gewichts­ ersparnis erreicht wird. Als Werkstoffe kommen neben herkömmlichem Stahl auch Metalle wie beispielsweise Aluminium od. dgl. in Frage, um eine weitere Gewichts­ reduzierung und im Übrigen Kostenersparnis zu erreichen. Die Torsionsfeder selbst zeichnet sich nicht nur durch hohe Lebensdauer aus, sondern auch durch eine verhältnismäßig einfach einstellbare Rückstellkraft, um die Neigung des Fahrzeugaufbaus zu verringern und die abhebenden Räder wieder auf die Fahrbahn zu drücken. Sofern es sich bei der Torsionsfeder um eine Schraubenfeder handelt, lässt sich die Rückstellkraft über die Anzahl der Windungen und Draht­ stärke variieren. Stets kann der erfindungsgemäße Stabilisator für verschiedene Fahrzeugtypen bzw. -klassen Verwendung finden, weil in Anpassung an die jeweilige Fahrzeugklasse oder den jeweiligen Fahrzeugtyp lediglich der Einsatz einer dafür geeigneten Torsionsfeder erforder­ lich ist. Außerdem lässt sich nunmehr eine Anbindung des Stabilisators an den Fahrzeugaufbau erreichen, ohne dass ein Durchrutschen der U-Basis durch die zur Befestigung dienenden Gummi/Metall-Elemente zu befürchten ist. Insoweit wird auch eine beachtliche Reduzierung der Arbeitsgeräusche erreicht, weil die auftretenden Beanspruchungen im Wesentlichen von der Torsionsfeder und nicht von dem Hohlprofil aufgenommen werden.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im Folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, dass die Torsions­ feder den Längsschlitz überbrückt, also praktisch in den Endbereichen des Längsschlitzes der U-Basis an dem Hohl­ profil befestigt ist. - Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können auch die U-Schenkel des Hohlprofils in Schenkellängsrichtung verlaufende Längsschlitze aufweisen. Dadurch ist eine Anbindung der U-Schenkel an Lenker, Koppelstangen od. dgl. mit Hilfe von Gummi- oder Elastomer- Lagern möglich, jedenfalls unter Verzicht auf sonst übliche Kugelgelenke. Dadurch wird eine kraftschlüssige Übertragung der Reaktionskräfte ohne Reibung und folglich Verschleiß erzeugende Bewegungen der Verbindungselemente erreicht. Ferner ist eine wartungsfreie Anbindung des Stabilisators gewährleistet. Das Hohlprofil kann grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen, besitzt vorzugsweise jedoch einen rohrförmigen oder kastenförmigen Querschnitt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stabilisator in schemati­ scher Draufsicht,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 im Bereich der U-Basis und

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 ohne Torsionsfeder.

In den Figuren ist ein Stabilisator für Kraftfahrzeuge dargestellt, der in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem im Wesentlichen U-förmigen Hohlprofil 1 besteht, dessen U- Basis 2 an dem Fahrzeugaufbau und dessen U-Schenkel 3 an die Vorderachse oder Hinterachse des Kraftfahrzeuges anschließbar sind. Die U-Basis 2 weist zumindest einen in Profillängsrichtung verlaufenden Längsschlitz 4 auf und besitzt im Längsschlitzbereich eine an dem Hohlprofil 1 befestigte Torsionsfeder 5. Die Torsionsfeder 5 ist als eine die U-Basis 2 umgebende Schraubenfeder ausgebildet und mit ihren Federenden 6 in dem Längsschlitz 4 der U-Basis 2 verankert, und zwar in den Endbereichen dieses Längs­ schlitzes. Folglich überbrückt die Torsionsfeder 5 den Längsschlitz.

Auch die U-Schenkel 3 des Hohlprofils 1 können in Schenkel­ längsrichtung verlaufende Längsschlitze 7 aufweisen. Das Hohlprofil 1 besteht nach dem Ausführungsbeispiel aus Aluminium und weist einen rohrförmigen Querschnitt auf.

Claims (6)

1. Stabilisator für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem im Wesentlichen U-förmigen Hohlprofil, dessen U-Basis an den Fahrzeugaufbau und dessen U-Schenkel an die Vorderachse oder Hinterachse des Kraftfahrzeuges angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die U-Basis (2) zumindest einen in Profillängsrichtung verlaufenden Längsschlitz (4) aufweist und im Längsschlitz­ bereich eine an dem Hohlprofil (1) befestigte Torsionsfeder (5) zur Aufnahme von Torsionsbeanspruchungen besitzt.

2. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (5) als eine Stabfeder oder eine die U-Basis (2) umgebende Schraubenfeder ausgebildet ist.

3. Stabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Torsionsfeder (5) mit ihren Federenden in dem Längsschlitz (4) der U-Basis (2) verankert ist.

4. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (5) den Längsschlitz (4) überbrückt.

5. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Schenkel (3) des Hohlprofils (1) in Schenkellängsrichtung verlaufende Längsschlitze (7) aufweisen.

6. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (1) aus Stahl oder Metall, z. B. Aluminium besteht.