DE2232636C2

DE2232636C2 - Radaufhängung bei vierrädrigen Straßenfahrzeugen mit aktiver Stabilisierung

Info

Publication number: DE2232636C2
Application number: DE2232636A
Authority: DE
Inventors: Stephen John Coventry Crouch; Peter William Robert Hampton Magna Warwick Stubbs
Original assignee: Rover Co Ltd
Current assignee: Rover Co Ltd
Priority date: 1971-07-09
Filing date: 1972-07-03
Publication date: 1983-09-29
Also published as: FR2145509B1; FR2145509A1; GB1396890A; DE2232636A1; US3820812A

Description

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Die Erfindung bezieh? sich ί-αί eine Radaufhängung bei vierräderigen Straßenfahrzeugen mit aktiver Stabilisierung der im Oberbegriff Jis Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Derartige Radaufhängungen sind bekannt (DE-OS 19 42 427). Dabei sind auch die den Hiniterrädern zugeordneten Hydraulikstreben mit den entsprechenden Tragfedern in Reihe geschaltet und an ungefederten Teilen der Aufhängung der Hinterräder abgestützt, welche sich bei den normalen Auf- und Abbewegungen der Hinterräder bei der Fahrt des Straßenfahrzeugs aufgrund von Straßenunebenheiten zusammen mit den Hinterrädern senkrecht bewegen. Die Tragfedern nehmen diese senkrechten Bewegungen der Hinterräder auf, ohne daß dabei die Hydraulikstreben verstellt werden würden, welche zur aktiven Stabilisierung vorgesehen sind und jeweils gemeinsam mit der vorderen Hydraulikstrebe auf derselben Fahrzeugseite über das Steuergerät, welches auf dieser Fahrzeugseite vorgesehen ist und auf seitliche Horizontalbeschleunigungen anspricht sowie an eine Druckmittelquelle angeschlossen und mit einem Pendel versehen ist, mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt bzw. umgekehrt zum Entweichenlassen von Hydraulikflüssigkeit geöffnet werden, um beim Durchfahren von Kurven dem Rollen des Straßenfahrzeugs, also dem seitlichen Neigen des Fahrgestells bzw. der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs aufgrund von Zentrifugalkräften, entgegenzuwirken.

Die hydraulische Verbindung der vorderen und der hinteren Hydraulikstrebe auf jeder Fahrzeugseite miteinander durch das Steuergerät dieser Fahrzeugseite ermöglicht das Strömen von Hydraulikflüssigkeit zwischen diesen Hydraulikstreben, beispielsweise bei einer plötzlichen Fahrbahnneigungsänderur.g, was zur

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60 Folge hat, daß die mittlere Höhe des Fahrgestells bzw. der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs sich sowohl über dessen Vorderrädern als auch über dessen Hinterrädern ändert Nachteiligerweise ist also die Steifheit des Systems gegenüber Neigungen des Fahrgestells bzw. der selbsttragenden Karosserie in Fahrzeuglängsrichtung verhältnismäßig gering, so daß die Gefahr besteht, daß Teile der Radaufhängung mit zugehörigen Anschlägen in heftige Berührung kommen, wenn das Straßenfahrzeug eine Stelle mit nlötzlicher Neigungsänderung überfährt.

Weiterhin ist eine Radaufhängung bei vierräderigen Straßenfahrzeugen mit aktiver Stabilisierung bekannt (DE-PS 7 45155), wobei zwei doppelt wirkende Hydraulikstreben zwei Tragfedern zwischen der hinteren Starrachse und der gefederten Fahrzeugmasse parallel geschaltet sind. Die beiden Hydraulikstreben auf der einen bzw. der anderen Fahrzeugseite sind mit der Starrachse an Stellen verbunden, welche sich bei den normalen Auf- und Abbewegungen der Hinterräder zusammen mit den Hinterrädern senkrecht bewegen, über Kreuz hydraulisch miteinander verbunden und an ein gemeinsames Steuergerät angeschlossen, welches auf seitliche Horizontalbeschleunigungen anspricht und dann, wenn das Straßenfahrzeug eine Kurve durchfährt, den oberen Druckraum der einen Hydraulikstrebe und den unteren Druckraum der anderen Hydraulikstrebe mit unter Druck .stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, während die beiden anderen miteinander kommunizierenden Druckräume der beiden Hydraulikstreben drucklos geschaltet werden, um auf diese Weise dem Rollen entgegenzuwirken. Neben dieser gleichzeitigen Betätigung der beiden Hydraulikstreben in einander entgegegengesetzten Richtungen mit Hilfe eines einzigen Steuergeräts, welches an eine Pumpe angeschlossen ist und ein Pendel aufweist, ermöglicht die kreuzweise hydraulische Verbindung der beiden Hydraulikstreben miteinander weiterhin normale Auf- und Abbewegungen der gesamten Starrachse unter Bewegung von Hydraulikflüssigkeit von den oberen Druckräumen der beiden Hydraulikstreben jeweils in den unteren Druckraum der anderen Hydraulikstrebe oder umgekehrt von den unteren Druckräumen der beiden Hydraulikstreben jeweils in den oberen Druckraum der anderen Hydraulikstrebe, wenn die beiden Hydraulikstreben sich unter entsprechender Änderung der mittleren Höhe des Fahrgestells oder der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs über der Starrachse verkürzen bzw. verlängern.

Bekannt sind schließlich auch hintere Starrachsen mit abgekröpften Enden für vierräderige Straßenfahrzeuge (GB-PS 1155 591). Die beiden abgekröpften Enden tragen die beiden Hinterräder des Straßenfahrzeugs, welche jeweils über ein Kreuzgelenk mit einer Seitenwelle zum Antrieb der Hinterräder von einem Differentialgetriebe her verbunden sind, an welches die beiden teleskopierbaren Seitenwelien jeweils über ein Kreuzgelenk angeschlossen sind. Der gerade Mittelabschnitt der Starrachse verläuft im horizontalen Abstand parallel zur Drehachse der Hinterräder und ist an der gefederten Fahrzeugmasse um seine Längsachse bzw. eine dazu parallele Schwenkachse schwenkbar gelagert, so daß die in horizontaler Richtung nach hinten oder nach vorne vom Mittelabschnitt abgekröpften Enden zusammen mit den daran angebrachten Hinterrädern um die im horizontalen Abstand zu den Enden in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse schwingen können und die normale, gleichzeitigen Auf-

und Abbewegungen der beiden Hinterräder ermöglicht sind, weiche von üblichen Tragfedern, beispielsweise Schraubendruckfedern, aufgenommen werden, die sich auf den abgekröpften Enden der Starrachse abstützen. Letztere ist weiterhin in ihrer Längsmitte um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Kippachse kippbar an der gefederten Fahrzeugmasse gelagert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung bei vierräderigen Straßenfahrzeugen mit aktiver Stabilisierung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei welcher unter Beibehaltung der guten Antirolleigenschaiten solcher Systeme trotz der damit verbundenen hydraulischen Kopplung zwischen der vorderen und der hinteren HydrauIikstreDe über deren Steuergerät auf jeder Fahrzeugseite die Steifheit gegenüber Neigungen des Fahrgestells bzw. der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung vergrößert ist

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Erfir.dungsgemäß werden also die Maßnahmen zur aktiven Stabilisierung gemäß DE-OS 19 42.427 mit der Verwendung einer hinteren Steuerachse gemäß GB-PS 1155591 kombiniert, um eine Radaufhängung bei vierräderigen Straßenfahrzeugen zu erhalten, welche die jeweiligen Vorteile in sich vereinigt, ohne aber die jeweiligen Nachteile in Kauf zu nehmen. Insbesondere sind die mit einer direkten gegenseitigen hydraulischen Verbindung zwischen den vorderen Hydraulikstreben und den hinteren Hydraulikstreben verbundenen Schwierigkeiten aufgrund geringer Neigungssteifheit vermieden, und zwar auf einfache Weise. Der Starrachse wird die hydraulische Stabilisierung so überlagert, daß letztere und die normalen senkrechten Bewegungen der Starrachse bzw. der abgekröpften Enden derselben sich nicht gegenseitig beeinflussen.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, welche in deren einziger Figur perspektivisch und schematisch dargestellt ist

Die beiden Vorderräder 1 eines vierräderigen Straßenfahrzeugs sind jeweils mittels eine.« Querlenkers

2 aufgehängt, welcher hydropneumatisch abgefedert ist, und zwar mittels einer Hydraulikstrebe 3, deren Druckraum über eine Flüssigkeitsleitung mit einem geschlossenen Behälter 4 verbunden ist, in welchem ein bestimmtes Gasvolumen eingeschlossen ist. Das Gas, beispielsweise Stickstoff, ist durch eine Membran von derjenigen Hydraulikflüssigkeit getrennt, weiche das restliche Volumen des Behälters 4, die Flüssigkeitsleitung und den Druckraum der Hydraulikstrebe 3 ausfüllt, und wird bei senkrechten Bewegungen des Vorderrades 1 bezüglich des Fahrgestells oder der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs während der Fahrt über eine unebene Straße entsprechend komprimiert. In der Flüssigkeitsleitung zwischen jeder Hydraulikstrebe

3 und dem zugehörigen Behälter 4 kann eine Drossel vorgesehen werden, welche dämpfend wirkt, so daß gesonderte Stoßdämpfer für die Vorderräder 1 dann überflüssig werden.

An jeder Fahrzeugseite ist in der Nähe des vorderen Fahrzeugendes ein Steuergerät 5 vorgesehen, welches an eine nicht dargestellte Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ist, ein Von einem Pendel 6 gesteuertes Ventil aufweist und gemäß DE-OS 19 42 427 ausgebildet sein kann. Die Pendel 6 bzw. die Steuergeräte 5 sind gegenüber senkrechter Bewegungen bzw. Neigungen in Fahrzeuglängsrichtung unempfindlich und demzufolge unbeeinflußt von den und ohne Einfluß auf die normalen Auf- und Abbewegungen der Vorderräder 1. Sie sprechen jedoch auf seitliche Beschleunigungen an, weiche dann auftreten, wenn das Straßenfahrzeug eine Kurve durchfährt, und bewirken dann die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu derjenigen Hydraulikstrebe 3, welche sich auf der Außenseite der Kurve befindet, sowie das Abfließen von Hydraulikflüssigkeit von derjenigen Hydraulikstrebe 3, welche sich auf der Innenseite der Kurve befindet, also auf der dem Krümmungsmittelpunkt der Kurve zugewandten Fahrzeugseite. Auf diese Weise wird an der Aufhängung der Vorderräder 1 dem Rollen des Straßenfahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve entgegengewirkt Das Rollen kann vollständig vermieden oder sogar umgekehrt werden, so daß das Fahrgestell oder die selbsttragende Karosserie des Straßen[ahrzeugs sich nach innen anstatt nach außen querneigt

Die beiden Hinterräder 9 des Straßenfahrzeugs sind an einer Starrachse 7 mit zwei abgekröpften Enden 8 vorgesehen, an denen die Hinterräder 9 angebracht sind. Die Starrachse 7 ist am Fahrgestell bzw. der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs um ihre zur Fahrzeuglängsachse senkrechte Längsachse bzw. eine zu der letzteren parallele Schwenkachse schwenkbar gelagert, so daß die Enden 8 bei den normalen Auf- und Abbewegungen der Hinterräder 9 auf und ab schwingen können. Die Hinterrädei· 9 werden über mittels Kreuzgelenken angelenkte Seitenwellen 10 von einem nicht dargestellten Differentialgetriebe am Fahrgestell bzw. an der selbsttragenden Karosserie angetrieben. Die normalen Auf- und Abbewegungen der Hinterräder 9 werden auf orthodoxe Art und Weise von Tragfedern 11 aufgenommen, welche als Schraubendruckfedern ausgebildet sind und auf den abgekröpften Enden 8 der Starrachse 7 aufliegen.

Die Starrachse 7 kann ferner in einem gewissen Ausmaß um eine in ihrer Längsmitte in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Kippachse gegenüber dem Fahrgestell bzw. der selbsttragenden Karosserie kippen. Zwischen dem Fahrgestell bzw. der selbsttragenden Karosserie und den beiden Enden des geraden Mittelabschnitts der Starrachse 7 sind zwei Hydraulikstreben 12 derart angeordnet, daß ihre Wirkungslinien die Schwenkachse schneiden, um welche die Starrachse 7 bei den normalen Auf- und Abbewegungen der Hinterräder 9 schwenkt. Die Hydraulikstreben 12 beeinflussen also solche symmetrischen Auf- oder Abbewegungen der beiden Hinterräder 9 auf einer geraden Straße nicht, und werden umgekehrt davon auch nicht beeinflußt.

Der Druckraum jeder hinteren Hydraulikstrebe 12 ist mit dem Steuergerät 5 derselben Fahrzeugseite über eine Flüssigkeitsleitung verbunden. Wenn also ein Steuergerät 5 Hydraulikflüssigkeit zur vorderen Hydraulikstrebe 3 auf derselben Fahrzeugseite strömen oder umgekehrt davon abströmen läßt, dann geschieht dasselbe bezüglich der hinteren Hydraulikstrebe 12 auf dieser Fahrzeugseite. Die Abmessungen der Hydraulikstreben 3 und 12 sind dabei so gewählt, daß die auf die Vorderräder 1 aufgebrachte Kraft und die auf die Hinterräder 9 aufgebrachte Kraft in demselben Verhältnis stehen, wie die Gewichtsbelastungen dieser Räder. Auf diese V.'sise wird dem erwähnten Rollen des Straßenfahrzeugs auch an der Starrachse 7 entgegengewirkt, und zwar ebenfalls ohne jegliche Beeinflussung

des normalen Verhaltens der Starrachse 7.

Gewünschtenfalls kann der Starrachse 7 eine Einrichtung bekannter Art zur selbsttätigen Niveauregelung zugeordnet werden, für welche die Druckflüssigkeitsquelle verwendet werden kann, welche zur Speisung der Steuergeräte 5 dient.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß Hydraulikflüssigkeit bei den normalen Auf· und Abbewegungen der Vorderräder 1 bewegt wird, oder daß ihnen Gasfedern bzw. die gasgefüllten Behälter 4 zugeordnet sind. Beispielsweise können die Behälter 4 durch gestrichelt angedeutete Schraubendruckfedern 13 als Tragfedern ersetzt werden, welche zwischen der jeweiligen Hydraulikstrebe 3 und dem Fahrgestell bzw. der selbsttragenden Karosserie des Straßenfahrzeugs angeordnet sind, jedoch auch zwischen den Hydraulikstreben 3 und den Querlenkern 2 angeordnet sein können, an denen die Vorderräder 1 angebracht sind. Wesentlich

ist allein, daß die den Vorderrädern 1 zugeordneten Schraubendruckfedern 13 mit den Hydraulikstreben 3 in Reihe geschaltet sind, d. h. Kräfte über die Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikstreben 3 auf die Schraubendruckfedern 13 bzw. umgekehrt übertragen werden. Den Schraubendruckfedern 13 und nur diesen werden nicht dargestellte Stoßdämpfer parallelgeschaltet.

Um das Verhalten des Straßenfahrzeugs beim Einfahren in eine Kurve zu verbessern, kann es wünschenswert sein, die Antirollkräfte zunächst hinten, also an der Starrachse 7, aufzubringen, und erst dann vorne, also an den Vorderrädern 1. Zu diesem Zweck können in den Flüssigkeitsleitungen zwischen den Steuergeräten 5 und den vorderen Hydraulikstreben 3 dämpfende Drosseln vorgesehen werden, so daß die Flüssigkeitsströmung zu bzw. von diesen Hydraulikstreben 3 geringfügig so weit verzögert wird, bis sich in den hinteren Hydraulikstreben 12 ein Druck aufgebaut hat.

Hiereu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Radaufhängung bei vierräderigen Straßenfahrzeugen mit aktiver Stabilisierung, bei der jedem Rad eine HydrauBkstrebe zugeordnet ist, die zusammen mit einer Tragfeder den dem betreffenden Rad zugeordneten Teil der gefederten Fahrzeugmasse gegen entsprechende ungefederte Radaufhängungstefle abstützt, und bei der die Flüssigkeitszu- und -abfuhr zu und von den Hydraulikstreben auf jeder ι ο Fahrzeugseite durch je ein auf seitliche Horizontalbeschleunigungen ansprechendes Steuergerät gesteuert wird, wobei die den Vorderrädern zugeordneten Hydraulikstreben mit den entsprechenden Tragfedern in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterräder(9) in an sich bekannter Weise von den in horizontaler Richtung abgekröpften Enden (8) einer Starrachse (7) getragen werden, die um eine im horizontalen Abstand zu den Enden (8) in Fahrzeugquerrichtung verlaufend¹? Schwenkachse schwenkbar und in ihrer Längsmitte um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Kippachse kippbar an der gefederten Fahrzeugmasse gelagert ist, wobei die Hydraulikstreben (12) unabhängig von den an den Enden (8) angreifenden Tragfedern (11) beiderseits der Kippachse derart am Mittelabschnitt der Starrachse (7) angreifen, daß ihre Wirkungsfinien die Schwenkachse schneiden.