DE1108091B

DE1108091B - Vorrichtung zum Beseitigen der Seitenwind-empfindlichkeit von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1108091B
Application number: DED33878A
Authority: DE
Inventors: Dr Techn Ernst Fiala
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1960-07-28
Filing date: 1960-07-28
Publication date: 1961-05-31

Description

Vorrichtung zum Beseitigen der Seitenwindempfindlichkeit von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen der Seitenwindempfindlichkeit von Fahrzeugen, insbesondere von mit hohen Geschwindigkeiten fahrenden Kraftfahrzeugen, deren durch eine seitliche Luftströmung erzeugte Richtungsänderung aufgefangen wird.
Bei mit hohen Geschwindigkeiten und bei Seitenwind beispielsweise auf erhöhten Autobahnen fahrenden Fahrzeugen entstehen durch die Änderung der Geschwindigkeit und der Richtung des Seitenwindes erhebliche Abweichungen von der Fahrtrichtung, wodurch dauernd Lenkkorrekturen erforderlich sind. Die Ursache liegt in den Seitenführungseigenschaften der Reifen, in der elastischen Verformung und in den kinematischen Eigenschaften der Radaufhängung.
Bekannt sind an dem Wagenaufbau eines Kraftfahrzeuges angeordnete, der Luftstabilisierung dienende Flossen, die aber sehr große Abmessungen aufweisen müssen, um wirksam zu sein.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die erwähnten Nachteile zu vermeiden. Sie besteht darin, daß an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeuges mindestens je ein Druckaufnehmer für den durch den Seitenwind erzeugten Luftdruck vorgesehen ist, wobei jeder Druckaufnehmer mit einem auf den Differenzdruck ansprechenden, gegen den Seitenwind gerichtete Lenkbewegungen steuernden Steilorgan verbunden ist.
Die Erfindung sieht ferner vor, daß das aus einem zweiteiligen Gehäuse bestehende Steilorgan durch eine beidseitig unter Federspannung stehende Membran in zwei Kammern geteilt ist, die mittels Leitungen mit den jeweils den Kammern abgekehrten Druckaufnehmern verbunden sind, wobei die Membran mit einem Steuerelement verbunden ist, daß die Zu- und Rückführung eines Druckmittels zu bzw. von auf die Vorder- und/oder Hinterachse einwirkenden Betätigungsvorrichtungen gleichzeitig steuern kann.
Nach der Erfindung ist auch vorgesehen, daß das auf den Druckunterschied ansprechende Steilorgan mit einer an sich bekannten Servolenkung über eine die Lenkbewegung beeinflussende Regelvorrichtung verbunden sein kann.
Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Diagramm der Druckverteilung am Umfang eines Personenkraftwagens, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer auf die Vorderräder wirkenden Vorrichtung, Fig. 3 die Draufsicht auf den hinteren Fahrgestellrahmen mit starrer Hinterachse und Fig. 4 eine Seitenansicht des hinteren Fahrgestellrahmens nach Fig. 3.
Das in Fig.1 dargestellte Diagramm zeigt eine Druckverteilung der am Umfang eines Personenwagens 4 in der Höhe eines horizontalen Schnittes 5-5 gemessenen Drücke, die bei einer schräg von vorn auf den vorderen Teil des Personenwagenaufbaus gerichteten Luftströmung entstehen. Aus dem Diagramm, dessen obere Kurve 6 der der Luftströmung zugekehrten Seite und dessen untere Kurve 7 der der Luftströmung abgekehrten Seite des Personenwagens 4 entspricht, ist ersichtlich, daß die größten Druckunterschiede sowohl im Unterdruckbereich als auch im überdruckbereich am vorderen Teil 8 und am hinteren Teil 9 des Personenwagens 4 auftreten. Auch sind charakteristische Druckunterschiede an den Stellen 10 und 11 vorhanden, die nahezu der äußeren Begrenzung des Fahrgastraumes entsprechen.
In Fig.2 sind symmetrisch zueinander angeordnete, in der Ebene des Horizontalschnittes 5-5 liegende Druckaufnehmer 12 und 12' in den vorderen linken und rechten Seitenblechen der Radkästen 13 und 13' des Personenwagens 4, an denen der größte Druckunterschied festgestellt wurde, und zwar unmittelbar hinter den Scheinwerfern 14 und 14' vorgesehen. Die Druckaufnehmer 12 und 12' sind mittels Leitungen 15 und 15' mit einem Steilorgan 16 verbunden, das aus einem Gehäuse 20 besteht, das durch eine Membran 17 in zwei Kammern 18 und 19 geteilt und an einem Längsträger 21 des Fahrgestellrahmens befestigt ist. Die Membran 17, an der eine durch die Gehäusewand der Kammer 19 hindurchgeführte Kolbenstange 22 angeordnet ist, wird durch die Federn 23 und 23' in ihrer Mittellage gehalten. Der Druckaufnehmer 12, der nach Art einer statischen Drucksonde ausgebildet sein kann, ist über die Leitung 15 mit der Kammer 19 und der Druckaufnehmer 12' über die Leitung 15' mit der Kammer 18 verbunden, so daß die jeweilige Druckdifferenz zwischen der dem Wind zu- und dem Wind abgekehrten Seite 6 und 7 des Personenwagens 4 eine Verschiebung der Kolbenstange 22 bewirkt, deren freies Ende einen mit Ringnuten 24' und 24" versehenen Steuerschieber 24 eines Steuerelementes 25 trägt, dessen Gehäuse 25' an einem mit dem Vorderachsträger 26 fest verbundenen Abstützbock 27 befestigt ist. Da der Vorderachsträger 26 an den Längsträgern 21 und 21' in einem aus Gummi bestehenden Körper 28 bzw. 28' gelagert ist, ist eine Bewegung des Vorderachsträgers 26 quer zu den Längsträgern 21 und 21' möglich, an denen das Lenkgetriebe 29 und der Lenkhebel 30 angeordnet sind.
An den einander gegenüberliegenden Seiten der Längsträger 21 und 21' sind die Gehäuse 31 und 31' von hydraulisch wirkenden Betätigungsvorrichtungen 32 und 32' befestigt, deren Kolbenstangen 33 und 33' mit ihren freien Enden am Abstützbock 27 bei 34 angelenkt sind.
Die Betätigungsvorrichtungen 32 und 32' stehen über Leitungen 35 und 35' mit dem Steuerelement 25 und über Leitungen 36 und 36' mit einem Druckbehälter und einem das zurückströmende Druckmittel aufnehmenden Sammelbehälter in Verbindung.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Trifft z. B. ein Seitenwind von links auf den Personenwagen, so würde er ohne die Vorrichtung nach der Erfindung infolge des Luftkraftmomentes von seiner Fahrtrichtung nach rechts abweichen, wenn nicht der Benutzer des Wagens eine entsprechende nach links gerichtete Lenkbewegung einleiten würde.
Bei eingebauter Vorrichtung dagegen tritt eine Verschiebung des Vorderachsträgers 26 und dadurch ein Ausgleich der Lenkabweichung ein. Durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Druckaufnehmern 12 und 12' bewegt sich die Membran 17 gegen die Spannung der Feder 23 nach links, wodurch sich der Steuerschieber 24 ebenfalls nach links bewegt. Dadurch gibt der Steuerschieber 24 die Zuführleitung 36 und die Rückführleitung 36' frei, so daß das Druckmittel über die Nut 24" nach der Betätigungsvorrichtung 32' strömen und über die Nut 24' aus der Betätigungsvorrichtung 32 zurückströmen kann. Da die Kolbenstangen 33 und 33' bei 34 an dem Abstützbock 27 gelenkig gelagert sind, verschiebt sich der Vorderachsträger 26 quer zu den Längsträgern 21 und 21', wodurch die Räder nach links einschlagen. Es genügt nur eine Verschiebung des Vorderachsträgers 26 um wenige Millimeter, um selbst bei starken Seitenwinden einen Ausgleich der Lenkabweichung zu erzielen.
Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte hintere Teil des Fahrgestellrahmens weist eine starre, an den Federn 37 und 37' befestigte Hinterachse 38 auf, die gegen die Spannung der Federn 37 und 37' jeweils um die Festpunkte 39 und 39' durch die auf die vorderen Aufhängungen 40 und 40' der Federn 37 und 37' wirkenden Betätigungsvorrichtungen 32 und 32' schwenkbar ist. An den Aufhängungen 40 und 40' greifen die Kolbenstangen 33 und 33' gelenkig an, während sich die Gehäuse 31 und 31' an je einem festen Widerlager 44 abstützen. Die Aufhängungen 40 und 40' sind durch einen Hebel 41 miteinander verbunden, an dem, ähnlich wie in Fig. 2, das Steuerelement 25 angeordnet ist, das sowohl mit dem Druck- und Sammelbehälter als auch mit den Betätigungsvorrichtungen 32 und 32' in Verbindung steht. Das Steuerelement 25 wird mittels eines Hebelgestänges 22 oder irgendeiner die Bewegung der Membran 17 auf den Steuerschieber 24 des Steuerelementes 25 übertragenden Verbindung betätigt.
Die Wirkungsweise der die Hinterachse 38 schwenkenden Betätigungsvorrichtungen entspricht derjenigen der am Vorderachsträger 26 in Fig. 2 befindlichen, wobei durch die Kolbenstange 33 bzw. 33' die Aufhängung 40 bzw. 40' derart gegen die Spannung der Federn 37 bzw. 37' bewegt wird, daß die Hinterachse 38 um den Punkt 39' bzw. 39 geschwenkt wird.
Bei einem im Stellorgan 16 stattfindenden Druckausgleich wird der Steuerschieber im Steuerelement 25 über das Hebelgestänge 22 wieder in die Ausgangslage zurückgebracht. Dabei drückt die Kraft der Feder 37 bzw. 37' den Kolben der Betätigungsvorrichtung 32 bzw. 32' ebenfalls in die Ausgangsstellung zurück, wobei das Druckmittel aus dem Gehäuse 31 bzw. 31' durch die zwischen diesem und dem Steuerelement 25 liegende Verbindungsleitung über das Steuerelement 25 und über die Rückführleitung 36' in einen nicht näher dargestellten Sammelbehälter abfließt. Während der Rückführung des Druckmittels werden die Räder 43 und 43' wieder in die Geradestellung zurückgebracht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Beseitigen der Seitenwindempfindlichkeit von Fahrzeugen, insbesondere von mit hohen Geschwindigkeiten fahrenden Kraftfahrzeugen, deren durch eine seitliche Strömung erzeugte Richtungsänderung aufgefangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeuges mindestens je ein Druckaufnehmer für den durch den Seitenwind erzeugten Luftdruck vorgesehen ist, wobei jeder Druckaufnehmer mit einem auf den Differenzdruck ansprechenden, gegen den Seitenwind gerichtete Lenkbewegungen steuernden Stellorgan verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem zweiteiligen Gehäuse (20) bestehende Stellorgan (16) durch eine beidseitig unter Federspannung stehende Membran (17) in zwei Kammern (18 und 19) geteilt ist, die mittels Leitungen (15' und 15) mit den jeweils den Kammern (18 und 19) abgekehrten Druckaufnehmern (12' und 12) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (17) mit einem Steuerelement (25) verbunden ist, das die Zu-und Rückführung eines Druckmittels zu bzw. von auf die Vorder- und/oder Hinterachse (26 bzw. 38) einwirkenden Betätigungsvorrichtungen (32 und 32') gleichzeitig steuert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an einem festen Fahrzeugteil die Gehäuse (31. und 31') der als Servoelemente ausgebildeten Betätigungsvorrichtungen (32 und 32') abstützen, während die freien Enden der Kolbenstangen (33 und 33') mit bewegbaren, die Lenkung des Fahrzeuges beeinflussenden Mitteln (26 bzw. 40 und 40') gelenkig verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem an den Kolbenstangen (33 und 33') angelenkten Abstützbock (27) fest verbundener Vorderachsträger (26) quer zur Länsgrichtung des Fahrzeuges verschiebbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine starre an Federn (37 und 37') befestigte Achse (38) mittels an den Federaufhängungen (40 und 40') aasgelenkter Betätigungsvorrichtungen (32 und 32') schwenkbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Betätigungsvorrichtungen (32 und 32') der Hinterachse (38) vorgesehene Steuerelement (25) mittels eines gemeinsamen Hebels (41) an den Federaufhängungen (40 und 40') verbunden ist. B.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtungen (32 und 32') für die Hinterachse (38) durch die Federn (37 und 37') und das Steuerelement (25) durch das Hebelgestänge (22) in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderachsträger (26) an den Längsträgern (21 und 21') elastisch gelagert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderachsträger (26) an den Längsträgern (21 und 21') in Gummi gelagert ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Druckunterschied ansprechende Stellorgan (16) mit einer an sich bekannten Servolenkung über eine die Lenkbewegung beeinflussende Regelvorrichtung verbunden ist.