DE19755344A1 - Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges, insbesondere eine Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen mit einem luftgefederten Radaufhängungssystem, mit der Wank- und Kippbewegungen reduziert werden, die durch die Zentrifugalkraft verursacht werden, die bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges erzeugt wird.
Insgesamt weisen die meisten Fahrzeuge verschiedene Arten von Radaufhängungssystemen auf. Das Radaufhängungssystem absorbiert alle Arten von Stößen, die beim Fahren des Fahrzeuges erzeugt werden, um die Stabilität des Fahrzeuges und den Fahrkomfort zu verbessern. Ein Typ eines solchen Radaufhängungssystems ist ein luftgefedertes Radaufhängungssystem unter Verwendung einer Luftfeder.
Das luftgefederte Radaufhängungssystems ist nicht nur in der Lage, Stöße zu absorbieren, sondern auch die Höhe des Fahrzeuges unabhängig von einer Änderung des Fahrzeuggewichts gleichmäßig aufrechtzuerhalten und die relativ hochfrequenten Schwingungen sehr gut zu absorbieren. Ferner wird der Elastizitätsmodul der Luftfeder durch die Veränderung des Luftdruckverhältnisses in der Luftfeder entsprechend der Gewichtsänderung automatisch reguliert.
Das luftgefederte Radaufhängungssystem weist insgesamt ein Ausgleichsventil zum Ausgleichen der linken und der rechten Höhe des Fahrzeugs auf. Zum Beispiel wirkt bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges an diesem eine Zentrifugalkraft, wodurch sich das Fahrzeug nach außen neigt. Dementsprechend verändert sich der Abstand zwischen einem unteren Arm, der die Räder abstützt, und dem Fahrgestell der Fahrzeugkarosserie. Von dem kurvenäußeren Rad aus gesehen neigt sich nämlich das Fahrzeug nach außen, so daß sich das Fahrgestell dem unteren Arm nähert. Hierbei erfaßt eine Gelenkanordnung, die mit einem Hebel zum Betätigen des Ausgleichsventils verbunden ist, eine solche Abstandsänderung derart, daß das Ausgleichsventil öffnet, um Druckluft aus einem Luftbehälter in eine Luftfeder zuzuführen. Daher zieht sich die Luftfeder, die an der Seite des äußeren Rades montiert ist, auseinander, um den Abstand zwischen dem Fahrgestell und dem Stützteil gleichmäßig aufrechtzuerhalten. Folglich hält das Fahrzeug das Gleichgewicht.
Wie oben beschrieben, hält ein herkömmliches luftgefedertes Radaufhängungssystem die Fahrzeugkarosserie im Gleichgewicht. Bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges nehmen jedoch im wesentlichen die Fahrzeuginsassen die Zentrifugalkraft auf, was ein Schwanken der Fahrzeuginsassen nach außen bewirkt. Ein solches Schwanken verursacht Unbehagen und Übelkeit. Ferner nimmt im Falle eines Lastkraftwagens, wenn sich die Ladung auf dem Lastkraftwagen durch die Zentrifugalkraft nach außen neigt, die Ladung eine größere Zentrifugalkraft auf, wodurch das Fahrzeug umkippen kann.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges geschaffen, welche Vorrichtung Zentrifugalkraftkompensationsmittel zum Erfassen der Zentrifugalkraft, die bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges erzeugt wird, und zum Anheben der kurvenäußeren Seite des Fahrgesteils der Fahrzeugkarosserie aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges, mit:
Radaufhängungsmitteln zum Absorbieren aller Arten von Stößen, die beim Fahren des Fahrzeuges erzeugt werden, und zum Abstützen des Fahrgestells, wobei die Radaufhängungsmittel einen unteren Arm aufweisen, der das Fahrgestell mit einem Radträger verbindet; und
Zentrifugalkraftkompensationsmitteln zum Erfassen der bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges erzeugten Zentrifugalkraft an der Außenseite des Fahrgestells und zum Kompensieren der Zentrifugalkraft durch Steuern des Abstandes zwischen dem Fahrgestell und dem unteren Arm entsprechend der erfaßten Zentrifugalkraft.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Radaufhängungssystems zum Kompensieren der Zentrifugalkraft gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht einer Kurbelteilanordnung aus Fig. 1; und
Fig. 3 eine schematische Ansicht des Radaufhängungssystems aus Fig. 1 beim Betrieb.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird der Aufbau einer Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erläutert.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen an der in Fahrtrichtung rechten vorderen Radaufhängung montiert. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind viele Teile, die zwischen dem Fahrgestell und dem Rad montiert sind, weggelassen. Ferner sind alle Teile dargestellt, die zum Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehören.
Wenn das Fahrzeug nach links fährt, ist das Rad 2 ein kurvenäußeres Rad. Das Rad 2 ist mit einem Radträger 4 verbunden, der an einem unteren Arm 6 angelenkt ist. Zwischen dem Rad 2 und dem unteren Arm 6 sind eine Mehrzahl von nicht gezeigten Teilen montiert.
Zwischen dem unteren Arm 6 und dem Fahrgestell 10 des Fahrzeuges ist eine Luftfeder 8 angeordnet, der Druckluft von einem Luftbehälter 12 zugeführt wird, der die von einem Kompressor verdichtete Luft speichert.
Die Druckluft, die der Luftfeder 8 über eine Leitung 16 zugeführt wird, wird von einem Ausgleichsventil 14 gesteuert. An der Leitung 10 kann ein nicht gezeigter Ausgleichsbehälter vorgesehen sein, welcher die Veränderungen des Druckniveaus der Druckluft reduziert. Ferner ist es möglich, ein nicht gezeigtes Auslaßventil an der Luftfeder 8 vorzusehen, um ein übermäßiges Erhöhen des Druckniveaus zu verhindern.
Das Ausgleichsventil 14 weist einen Hebel 18 zum Öffnen und Schließen desselben auf. Der Hebel 18 ist mit dem unteren Arm 6 über eine Gelenkstange 20 verbunden, welche an dem unteren Arm 6 angelenkt ist. Wenn sich der untere Arm 6 dem Fahrgestell 10 nähert, bewegt sich der Hebel 18 nach oben, so daß das Ausgleichsventil 14 öffnet. Wenn sich der Hebel 18 übermäßig nach unten bewegt, öffnet eine nicht gezeigte Auslaßöffnung, die an einem unteren Abschnitt des Ausgleichsventils 14 angebracht ist, um Druckluft nach außen herauszulassen. Da der Betrieb der Auslaßöffnung mit dem herkömmlichen identisch ist, wird eine ausführliche Erläuterung desselben weggelassen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist zwischen der Gelenkstange 20 und dem Hebel 18 eine Kurbelteilanordnung 40 vorgesehen, die einen Kurbelkörper 41 aufweist.
Um die Zentrifugalkraft genau zu erfassen, ist ein Fliehgewicht 42 an einem unteren Abschnitt des Kurbelkörpers 41 angebracht. An der einen Seite eines oberen Abschnitts des Kurbelkörpers 41 ist ein erster exzentrischer Vorsprung 44 ausgebildet, der in eine Verbindungsöffnung 22 eingesetzt ist, die in einem oberen Abschnitt der Gelenkstange 20 ausgebildet ist. Ferner ist an dem ersten exzentrischen Vorsprung 44 eine Befestigungsöffnung 44a für einen Splint 44b ausgebildet.
An der anderen Seite des oberen Abschnitts des Kurbelkörpers 41 ist ein zweiter exzentrischer Vorsprung 46 ausgebildet, der exzentrisch unterhalb des ersten exzentrischen Vorsprungs 44 angeordnet ist. Der zweite exzentrische Vorsprung 46 ist in eine andere Verbindungsöffnung 48 eingesetzt, die in einem Endabschnitt des Hebels 18 ausgebildet ist. An dem zweiten exzentrischen Vorsprung 46 ist auch eine Befestigungsöffnung 46a für einen Splint 46b ausgebildet. An einem mittleren Abschnitt der Gelenkstange 20 ist ein Spannschloß 24 zum Einstellen der Länge der Gelenkstange 20 vorgesehen.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des oben beschriebenen Radaufhängungssystems erläutert.
Wenn das Fahrzeug geparkt ist oder geradeausfährt, wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Ausgleichsventil 14 nicht betätigt.
Wenn jedoch das Fahrzeug nach links fährt und eine Zentrifugalkraft wirkt, wie in Fig. 3 dargestellt, wird das Ausgleichsventil 14 in Betrieb gesetzt.
Die Zentrifugalkraft, die von dem nach links fahrenden Fahrzeug erzeugt wird, bewirkt, daß sich das Fahrgestell nach rechts neigt. Daher nähert sich der Fahrgestell 10 dem unteren Arm 6 an, der das Rad 2 abstützt. In diesem Zustand drückt die Gelenkstange 20, die zwischen dem unteren Arm 6 und dem Fahrgestell 10 verschoben wird, den Hebel 18 nach oben.
Dementsprechend öffnet das Ausgleichsventil 14, um der Luftfeder 8 Druckluft aus dem Luftbehälter 12 zuzuführen, so daß die Luftfeder 8 auseinandergezogen wird. Dementsprechend wird der Abstand zwischen dem Fahrgestell 10 und dem unteren Arm 6 gleichmäßig aufrechterhalten, um ein Neigen des Fahrzeuges nach rechts durch die Zentrifugalkraft zu verhindern. Der oben beschriebene Vorgang ist mit dem herkömmlichen Vorgang identisch.
Trotz einer derartigen Ausgleichswirkung nehmen jedoch im wesentlichen die Fahrzeuginsassen weiterhin die Zentrifugalkraft auf, wodurch ein Schwanken der Fahrzeuginsassen nach außen bewirkt wird. Aus diesem Grunde neigt sich Kurbelteilanordnung 40 nach rechts, d. h. nach außen. Die Kurbelteilanordnung 40 ist in einer Stellung, die aus Fig. 3 ersichtlich ist, wobei die Stellung des ersten exzentrischen Vorsprungs 44 und des zweiten exzentrischen Vorsprungs 46 an dem oberen Abschnitt des Kurbelkörpers 41 relativ zueinander verändert ist. In anderen Worten wird der zweite exzentrische Vorsprung 46 unterhalb des ersten exzentrischen Vorsprungs 44 an einen höheren Punkt bewegt, um den Hebel 18 um ΔH nach oben zu schieben.
Hierbei ist der Öffnungsgrad des Ausgleichsventils 14 größer, um der Luftfeder 8 mehr Druckluft zuzuführen. Die rechte Seite des Fahrgestells 10 wird nämlich über ein horizontales Niveau hinaus angehoben. Folglich nehmen die Fahrzeuginsassen eine Neigungskraft auf, durch welche die Fahrzeuginsassen nach links schwanken, und die Neigungskraft verlagert die Zentrifugalkraft nach rechts.
Für den Fall, daß das Fahrzeug nach links fährt, ist oben eine rechte Radaufhängung beschrieben. Natürlich wird, wenn das Fahrzeug nach rechts fährt, ein linksseitiges Radaufhängungssystem betätigt, damit sich das Fahrzeug nach rechts neigt.
Bei dem Radaufhängungssystem nach der Erfindung nehmen bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges die Fahrzeuginsassen keine Zentrifugalkräfte auf, die ein Schwanken der Fahrzeuginsassen nach außen bewirken, so daß der Fahrkomfort verbessert ist. Ferner kann im Falle eines Lastkraftwagens ein Unfall durch Neigen der Ladung des Lastkraftwagens nach außen infolge der Zentrifugalkraft verhindert werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Reduzieren der Wankbewegungen eines Fahrzeuges, mit:
Radaufhängungsmitteln zum Absorbieren aller Arten von Stößen, die beim Fahren des Fahrzeuges erzeugt werden, und zum Abstützen des Fahrgestells (10), wobei die Radaufhängungsmittel einen unteren Arm (6) aufweisen, der das Fahrgestell (10) mit einem Radträger (4) verbindet; und
Zentrifugalkraftkompensationsmitteln zum Erfassen der bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges erzeugten Zentrifugalkraft an der Außenseite des Fahrgestells (10) und zum Kompensieren der Zentrifugalkraft durch Steuern des Abstandes zwischen dem Fahrgestell (10) und dem unteren Arm (6) entsprechend der erfaßten Zentrifugalkraft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Radaufhängungsmittel aufweisen:
eine Luftfeder (8), die zwischen dem Fahrgestell (10) und dem unteren Arm (6) zum Abstützen des Fahrqestells (10) angeordnet ist;
eine Gelenkanordnung (20) zum Erfassen eines Abstandes zwischen dem unteren Arm (6) und dem Fahrgestell (10);
ein Ausgleichsventil (14) zum wahlweisen Zuführen von Druckluft zu der Luftfeder (8) hin entsprechend einer Veränderung des Abstandes, der von der Gelenkanordnung (20) erfaßt wird; und
einer Druckluftquelle zum Verdichten von Luft und zum Zuführen von Druckluft zu dem Ausgleichsventil (14) hin.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Zentrifugalkraftkompensat ionsmittel eine Kurbelteilanordnung (40) aufweisen, die zwischen der Gelenkanordnung (20) und dem Ausgleichsventil (14) angeordnet ist, wobei die Kurbelteilanordnung (40) aufweist:
einen Kurbelkörper (41);
ein Fliehgewicht (42), das an einem unteren Abschnitt des Kurbelkörpers (41) angebracht ist;
einen ersten exzentrischen Vorsprung (44), der an der einen Seite eines oberen Abschnitts des Kurbelkörpers (41) ausgebildet ist, wobei der erste exzentrische Vorsprung (44) an der Gelenkanordnung (20) angelenkt ist; und
einen zweiten exzentrischen Vorsprung (45), der an der anderen Seite des oberen Abschnitts des Kurbelkörpers (41) ausgebildet ist, wobei der zweite exzentrische Vorsprung (45) unterhalb des ersten exzentrischen Vorsprungs (44) angeordnet ist und an dem Ausgleichsventil (14) angelenkt ist, und wobei die Gelenkanordnung (20) einen Abstandswert erfaßt, der größer als ein ursprünglicher Abstand zwischen dem unteren Arm (6) und dem Fahrgestell (10) als Verlagerung des ersten exzentrischen Vorsprungs (44) und des zweiten exzentrischen Vorsprungs (45) relativ zueinander infolge einer Schwenkbewegung des Fliehgewichts (42) ist.
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