DE102006057891B4 - Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung für ein zweispuriges Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung für die Achse eines zweispurigen Fahrzeugs, wobei ein rechtsseitiges und ein linksseitiges jeweils zumindest anteilig in Vertikalrichtung verlagerbares Radführungselement über einen am Fahrzeug-Aufbau verdrehbar gelagerten Torsionsstab (1a) mit Hebelarmen (1b) miteinander verbunden sind und wobei weiterhin zumindest ein eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Radführungselementen bedämpfendes Dämpferelement (4) in Form eines hydraulisch bedämpften Rotationsdämpfers vorgesehen ist, das konzentrisch zum Torsionsstab (1a) angeordnet über ein im wesentlichen torsionssteifes und den genannten Torsionsstab (1a) umhüllendes Rohr (5) mit den Radführungselementen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Torsionsstab (1a) und dem Rohr (5) angeordnete Rotationsdämpfer (4) mit einem inneren und äußeren Bauelement ausgeführt ist, welche um die Drehachse des Rotationsdämpfers gegeneinander verdrehbar sind, welche Verdrehbewegung hydraulisch bedämpft wird, wobei weiterhin das Rohr (5) gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau (3) derart feststellbar ist, dass eine Drehbewegung des Rohres (5) um seine Achse ausgeschlossen ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung für die Achse eines zweispurigen Fahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum bekannten Stand der Technik wird neben der DE 198 40 618 C2 insbesondere auf die gattungsbildende EP 0 933 240 A1 verwiesen. Als weiterer Stand der Technik sind die GB 1 551 214 A , die DE 28 17 712 A und die FR 1 134 998 A zu nennen.
• Eine Wankstabilisierungsanordnung mit einem mit Hebelarmen versehenen Torsionsstab ist als sog. Stabilisator (oder Querstabilisator) im Fahrwerk von Fahrzeugen üblich; nicht verbreitet sind hingegen Wankdämpfungsanordnungen, die nur auf eine Relativbewegung in Vertikalrichtung zwischen dem rechten und linken Rad einer Fahrzeugachse ansprechen. Vielmehr ist üblicherweise für jedes Rad ein einzelner sog. Stoßdämpfer vorgesehen, der eine Vertikalbewegung dieses Rades bedämpfen soll, und zwar unabhängig davon, ob es sich um ein beidseitiges Einfedern des Fahrzeugaufbaus gegenüber den Rädern handelt oder um eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus, im Rahmen derer auf einer Seite ein Einfedern und auf der anderen Fahrzeug-Seite ein Ausfedern erfolgt.
• Federung und Dämpfung im Fahrwerk bestimmen die Charakteristik eines Fahrzeuges wesentlich. Während das Fahrwerk bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs im Hinblick auf hohen Fahrkomfort möglichst weich sein soll, soll das Fahrwerk bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs möglichst straff sein, um große Wankwinkel bzw. Wankwinkelgeschwindigkeiten des Fahrzeug-Aufbaus zu vermeiden. Üblicherweise ist die Federung im Kraftfahrzeug mittels Schraubenfedern und Wank-Stabilisator (= Querstabilisator) dargestellt.
• Während bei gleichzeitiger Einfederung, die bei Geradeausfahrt auftritt, nur die Schraubenfedern wirken, wirkt der Stabilisator zusätzlich bei gegensinnigem Einfedern, d. h. bei Kurvenfahrt. Die Dämpfungsfunktion hingegen ist – wie bereits ausgeführt wurde – üblicherweise nicht getrennt, so dass die heutigen Dämpfersysteme sowohl für Geradeausfahrt als auch für Kurvenfahrt ausgelegt sind.
• Eine Möglichkeit, den Gegensatz zwischen weicher Vertikalbewegungs-Dämpfung bei Geradeausfahrt und harter Vertikalbewegungs-Dämpfung bei Kurvenfahrt aufzulösen, besteht in einer veränderbaren Dämpfer-Charakteristik. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, bei den (üblichen) hydraulischen Bewegungs-Dämpfern die Hydraulik der Dämpferkammern des linksseitigen und des rechtsseitigen Dämpfers kreuzweise zu verschalten, sodass mit Ventilen dazwischen die Wankdämpfung unabhängig von der rein vertikal orientierten Aufbaudämpfung eingestellt werden kann. Schließlich sind eigenständige Wankdämpfungs-Anordnungen bekannt, vgl. bspw. die eingangs genannten Schriften, bei denen entweder ausschließlich auf eine Wankbewegung des Fzg.-Aufbaus ansprechende Bewegungs-Dämpfer vorgesehen sind oder Elastomerfedern mit verwendet sind, welche bekanntlich nicht nur federnde, sondern auch dämpfende Eigenschaften haben.
• Dass sich eigenständige Wankdämpfungs-Anordnungen noch nicht durchgesetzt haben, ist möglicherweise durch den relativ hohen Bauaufwand im Verhältnis zum Nutzen einer reinen Wankdämpfung begründet, d. h. der erforderlich Bauaufwand rentiert sich ausschließlich für eine Wankdämpfung in den wenigsten Fällen.
• Mit vorliegender Erfindung soll daher eine Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden, die bei relativ einfacher Gestaltung einen vergrößerten Nutzen bringt (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
• Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1; vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
• Zunächst wird eine (grundsätzlich bekannte) Rotationsdämpfung vorgeschlagen, die in vorteilhafter Weise mit niedrigem Bauraum-Bedarf parallel zum Wank-Stabilisator, genauer zu dem diesen bildenden Torsionsstab angeordnet ist. Hierfür können ein oder mehrere, vorzugsweise zwei im wesentlichen übliche (und dem Fachmann bekannte) hydraulisch bedämpfte Rotationsdämpfer mit ihrem inneren, gegenüber ihrem äußeren Bauelement verdrehbaren Bauelement vorzugsweise direkt am bzw. auf dem Torsionsstab angebracht sein, während die äußeren Bauelemente der (beiden) Rotationsdämpfer durch ein im wesentlichen steifes, insbesondere torsionssteifes Rohr miteinander verbunden sind. Dieses torsionssteife Rohr umhüllt analog dem genannten bekannten Stand der Technik den Torsionsstab.
• Vorzugsweise sind zwei Rotationsdämpfer jeweils im wesentlichen am oder im Endbereich des Rohres vorgesehen, die damit den Torsionsstab quasi „überbrücken”. Führt dann der Fzg.-Aufbau eine Wankbewegung aus, so wird zunächst über das torsionssteife Rohr die entsprechende Kraft über die Rotationsdämpfer geleitet. Erst wenn diese in Erfüllung ihrer Dämpferfunktion nachgeben, wird der Torsionsstab zwischen den beiden Dämpfern verdreht. Somit ist eine Bedämpfung des Wank-Stabilisators gegeben. Wenn nur ein einziger Rotationsdämpfer zwischen dem Rohr und dem Torsionsstab vorgesehen ist, so ist es selbstverständlich erforderlich, an anderer Stelle das Rohr mit dem Torsionsstab drehfest zu verbinden. Eine besonders kompakte Anordnung ergibt sich, wenn der oder die Rotationsdämpfer innerhalb des Rohres angeordnet ist/sind, jedoch können diese alternativ auch außen liegend an den Stirnseiten des Rohres vorgesehen sein.
• Weiterhin ist es in gewissen Fahrsituationen von Vorteil, wenn auch bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs eine harte Dämpferkennlinie vorliegt, so bspw. im Falle einer intensiven Abbremsung des Fahrzeugs. Dies lässt sich mittels einer erfindungsgemäßen Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungsanordnung in einfacher Weise realisieren, indem in solchen Fahrsituationen das genannte torsionssteife Rohr (schaltbar) am Fzg.-Aufbau fixiert (= festgestellt) werden kann, so dass eine Drehbewegung des Rohres um seine Achse ausgeschlossen ist. Eine solche Fixierung oder Feststellung des Rohres gegenüber dem Aufbau kann formschlüssig (bspw. mittels Bolzen) oder reibschlüssig (d. h. über ein geeignetes Bremselement) erfolgen. Dabei kann auf die Bremshydraulik der Fahrzeugbremsen zurückgegriffen werden, wenn diese Fixierung oder Feststellung aktiviert werden soll.
• Die beigefügten Prinzipskizzen (1, 2; 3) zeigen – auf das wesentliche beschränkt – jeweils in einer vertikalen Projektion auf die Fahrbahn verschiedene Wankstabilisierung- und Wankdämpfungs-Anordnungen, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind und nur die Ausführungsform nach 2 sämtliche Merkmale des geltenden Anspruchs 1 enthält. Die Anordnung nach 1 dient einer allgemeinen Erläuterung, während die Anordnung von 3 eine auch am erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel von 2 darstellbare Abwandlung zeigt.
• Mit der Bezugsziffer 1a ist ein Torsionsstab gekennzeichnet, an dessen beiden Enden Hebelarme 1b vorgesehen sind, deren freie Enden mit einem linksseitigen bzw. rechtsseitigen Radführungselement (nicht dargestellt) einer Fahrzeug-Radaufhängung verbunden sind, welches Vertikalbewegungen des Rades gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau folgt. Insofern handelt es sich beim Torsionsstab 1a mit seinen Hebelarmen 1b um einen üblichen Stabilisator 1 (= Querstabilisator 1, = Wankstabilisator 1), der über zwei Stabilisator-Lager 2 um die Längsachse des Torsionsstabs 1a verdrehbar am nicht weiter dargestellten Fzg.-Aufbau 3 gelagert ist.
• Bei den Ausführungsbeispielen nach den 1, 2 ist nahe der beiden Stabilisator-Lager 2 zwischen diesen auf dem Torsionsstab 1a jeweils ein nicht näher dargestellter Rotationsdämpfer 4 angeordnet. Dieser besitzt wie üblich ein inneres sowie ein äußeres Bauelement, die um die Drehachse des Rotationsdämpfers 4 gegeneinander verdrehbar sind, wobei eine solche Verdrehbewegung hydraulisch bedämpft wird. Die Drehachse des Rotationsdämpfers 4 fällt mit der Längsachse des Torsionsstabs 1a zusammen und das innere Bauelement jedes Rotationsdämpfers 4 ist fest mit dem Torsionsstab 1a verbunden. Die nicht näher bezeichneten äußeren Bauelemente der beiden Rotationsdämpfer 4 sind über ein im wesentlichen torsionssteifes Rohr 5 miteinander verbunden, wobei die Längsachse dieses Rohres 5 mit derjenigen der Torsionsstabs 1a zusammenfällt und damit das Rohr 5 konzentrisch zum Torsionsstab 1a und diesen umhüllend angeordnet ist.
• Federt sowohl das linke als auch das rechte Rad der Fahrzeug-Achse gleichzeitig gleichweit ein, d. h. werden die freien Enden der beiden Hebelarme 1b in der Darstellung nach 1 gleichermaßen aus der Zeichenebene heraus nach oben (zum Betrachter hin) bewegt, so wird hierbei der Torsionsstab 1a zusammen mit dem Rohr 5 und den beiden Rotationsdämpfern 4, ohne dass in diesen eine bedämpfte Relativbewegung erfolgt, in den Stabilisator-Lagern 2 verdreht, wobei somit keine Bewegungs-Dämpfung erfolgt. Wird hingegen nur einer der Hebelarme 1b in dieser Weise bewegt und der andere Hebelarm 1b evtl. sogar gegensinnig, d. h. aus der Zeichenebene heraus nach unten und somit vom Betrachter weg bewegt, so verdreht sich die eine Seite des Stabilisators 1 relativ zur anderen, wobei zunächst über das torsionssteife Rohr 5 die hiermit eingeleitete Kraft über die Rotationsdämpfer 4 geleitet wird. Wenn diese Rotationsdämpfer 4 nachgeben und somit eine Relativbewegung zwischen deren genannten inneren und äußeren Bauelementen stattfindet, wird der Torsionsstab 1a zwischen diesen Rotationsdämpfern 4 tordiert. Über die Rotationsdämpfer 4 erfolgt somit eine Bewegungs-Bedämpfung bezüglich des Stabilisators.
• Beim der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach 2 ist ergänzend zur Darstellung nach 1 das torsionssteife Rohr 5 am Fzg.-Aufbau 3 fixierbar oder festlegbar, derart, dass keine Drehbewegung des Rohres 5 um seine Längsachse möglich ist. Dies kann bspw. über Reibschluss erfolgen, indem eine außenseitig am Rohr 5 befestigte Kreisring-Scheibe 6 durch ein am Fzg.-Aufbau 3 angeordnetes Bremselement 7 hindurchgeführt ist, welches bei Bedarf geschlossen und somit derart von beiden Seiten gegen die Scheibe 6 gedrückt wird, dass diese und somit auch das Rohr 5 an einer Verdrehung um die Längsachse des Rohres 5 gehindert ist. In diesem Zustand, der vorzugsweise bei einem intensiven Bremsvorgang des Fahrzeugs bspw. ausgelöst durch die Fzg.-Bremshydraulik hergestellt wird, kommen die beiden Rotationsdämpfer 4 auch bei einem beidseitigem gleichzeitigen und gleichweiten Einfedern der beiden Räder dieser Fzg.-Achse zur Wirkung, d. h. diesem beidseitigen Einfedern wird dann eine höhere Dämpfkraft entgegengesetzt als wenn das Bremselement 7 geöffnet und somit nicht aktiv ist, denn im letztgenannten Fall sind die Verhältnisse so wie beim Ausführungsbeispiel nach 1. Während die Rotationsdämpfer 4 bei nicht wirksamen Bremselement 7 und somit bei verdrehbarem Rohr 5 nur bei ungleichem bzw. gegensinnigen Einfedern des linken und rechten Rades dieser Fahrzeugachse mit einer Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungsanordnung gemäß 2 zur Wirkung kommen, werden bei gegenüber dem Fzg.-Aufbau 3 fixierten, d. h. festgesetzten und somit nicht verdrehbarem Rohr 5 die Rotationsdämpfer 4 bei jedem Einfedern eines Rades wirksam.
• In der Darstellung nach 3 ist nur ein Rotationsdämpfer 4 im Bereich des einen Endes des Rohres 5 vorgesehen; dafür ist das andere Ende des Rohres 5 drehfest mit dem Torsionsstab 1a verbunden.

Claims (5)

1. Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung für die Achse eines zweispurigen Fahrzeugs, wobei ein rechtsseitiges und ein linksseitiges jeweils zumindest anteilig in Vertikalrichtung verlagerbares Radführungselement über einen am Fahrzeug-Aufbau verdrehbar gelagerten Torsionsstab (1a) mit Hebelarmen (1b) miteinander verbunden sind und wobei weiterhin zumindest ein eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Radführungselementen bedämpfendes Dämpferelement (4) in Form eines hydraulisch bedämpften Rotationsdämpfers vorgesehen ist, das konzentrisch zum Torsionsstab (1a) angeordnet über ein im wesentlichen torsionssteifes und den genannten Torsionsstab (1a) umhüllendes Rohr (5) mit den Radführungselementen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Torsionsstab (1a) und dem Rohr (5) angeordnete Rotationsdämpfer (4) mit einem inneren und äußeren Bauelement ausgeführt ist, welche um die Drehachse des Rotationsdämpfers gegeneinander verdrehbar sind, welche Verdrehbewegung hydraulisch bedämpft wird, wobei weiterhin das Rohr (5) gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau (3) derart feststellbar ist, dass eine Drehbewegung des Rohres (5) um seine Achse ausgeschlossen ist.
2. Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feststellung des Rohres (5) gegenüber dem Aufbau (3) formschlüssig oder reibschlüssig erfolgen kann.
3. Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rotationsdämpfer (4) jeweils im wesentlichen am oder im Endbereich des Rohres (5) innerhalb desselben angeordnet vorgesehen sind.
4. Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feststellung des Rohres (5) gegenüber dem Aufbau (3) bei einer stärkeren Abbremsung des Fahrzeugs erfolgt.
5. Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellung des Rohres (5) über die Bremshydraulik der Fahrzeugbremsen aktiviert wird.

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