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Kraftfahrzeug
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, bei dem mindestens
eine der beiden Fahrzeugachsen mit einem Stabilisator ausgerüstet ist.
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Für die Beanspruchung des Pahrzeugführers eines Kraftfahrzeuges ist
es bekanntlich von Vorteil, wenn das Kraftfahrzeug bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten,
die beispielsweise im Stadtverkehr oder auf kurvenreicheren Strecken bei Überlandfahrten
auftreten, eine direktere Lenkwirkung mit gleichzeitig verkleinertem Lenkmoment
(lenkwillig) und bei höheren Pahrgeschwindigkeiten, die beispielsweise beim Befahren
von kurvenärmeren Strecken wie zum Beispiel Autobahnen auftreten, eine indirektere
Lenkwirkung mit gleichzeitig vergrößertem Lenkmoment (kursstabil, lenkunwillig)
aufweist.
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Um ein derartiges vorteilhaftes fahrgeschwindigkeitsabhängiges Lenkverhalten
des Kraftfahrzeuges zu erzielen, ist es bereits bekannt (z.B.
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DT-PS 1 127 236, DT-PS 1 202 152), das Kraftfahrzeug mit einer von
der
Fahrgeschwindigkeit abhängigen Änderung des Überse tzungsverhältnis
ses der Lenkung auszurüsten (kleine Ubersetzung bei niedrigen Geschwindigkeiten,
große Übersetzung bei hohen Geschwindigkeiten3.
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Der Aufwand zur Realisierung einer derartigen verstellbaren Lenkungsübersetzung
ist verhältnismäßig groß und darüberhinaus kann es räumlich Schwierigkeiten bereiten,
die zusätzlich erforderlichen Bauelemente im Bereich des Lenkungsgetriebes unterzubringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten
Art ohne wesentlichen Mehraufwand derartig auszugestalten, daß es bei niedrigeren
Geschwindigkeiten lenkwilliger (direkter Lenkeffekt) ist als bei höheren Fahrgeschwindigkeiten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 gelöst. Das gewünschte Lenkverhalten des Kraftfahrzeuges wird also
dadurch erzielt, daß durch eine fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Verstellung der
Stabilisatorwirkung (Rollmomentenabstützung) und damit des Rollrückstellmomentes,
des Reifenschräglaufwinkels und des Lenkmomentes an der Stabilisatorachse das Eigenlenkverhalten
des Kraftfahrzeuges so verändert wird, daß bei niedrigen Bahrgeschwindigkeiten bei
kleinem Lenkmoment ein direkter (mehr übersteuernd, lenkwillig) Lenkeffekt und bei
höherer Fahrgeschwindigkeit bei größerem Lenkmoment ein indirekter (mehr untersteuernd;
lenkunwillig, kursstabil) Lenkeffekt auftritt.
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Ansichist es bereits bekannt, während der Fahrt das Eigenlenkrerhalten,
das heißt das Über- oder Untersteuern, eines Kraftfahrzeuges durch Verstellung der
Stabilisatorwirkung zu beeinflussen. Bei bekannten Kraftfahrzeugen dieser Art (zB.
DT-OB 1 630 278) geschieht dies Jedoch ausschließlich während der Beschleunigungs-
und Verzögernngsphase. Die Höhe der Fahrgeschwindigkeit spielt bei diesen dnordnungen
keine Rolle. Das mit der Erfindung angestrebte Lenkverhalten ist bei diesen Fahrzeugen
nicht gegeben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungabeispiele der Erfindung wiedergegeben,
die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden.
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In der Zeichnung zeigen Figur 1 die Seitenansicht des vorderen Teiles
eines Kraftfahrzeuges mit einer Stabilisatoranlenkung gemäß der Erfindung, die Figuren
2 und 3 die Stellung der Stabilisatorarme einer Stabilisatoranordnung für zwei verschiedene
Fahrgeschwindigkeiten, die Figuren 4 und 5 zwei verschiedene Anordnungen, bei denen
die Anlenkung des Stabilisatormittelteiln eines U-Form-Stabilisators verstellt wird
und Figur 6 eine Anordnung, bei der die Anlenkung der freien Enden der Stabilivatorarme
eines U-Forn-Stabilisators verstellt wird.
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In Figur 1 ist lediglich der vordere Teil eines Kraftfahrzeuges 11
angedeutet. Das mit 9 beziffert Vorderrad ist über am Radträger 8 angreifende, nicht
weiter dargestellte FUhrungeglieder am Fahrzeugaufbau angelenkt und über ebenfalls
nicht weiter dargestellte Fahrzeugfedern gegen den Fahrzeugaufbau abgefedart. Die
Vorderachse des gezeigten Kraftfahrzeuges ist mit einem U-Form-Stabilisator 1 auagetestet,
dessen Stabilisatorarme mit 1.2 beziffert sind. Im Ausführungsbeigpiel sind die
freien Enden der Stabilisatorarme 1.2 über einen gelenkig an ihnen angreifenden
Zwischenhebel 7 am mit 8 bezeichneten Radträger angelenkt. Der in den Figuren 1
bis 3 nicht weiter erkennbare, um eine quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende buchse
drehbar gelagerte Stabilisatormittelteil steht dagegen mit dem Fahrzeugaufbau 2
in Verbindung. Um die Stabilisatorwirkung (Rollmomentenabstützung) des Stabilisators
1 erfindungsgemäß fahrgeschwindigkeitsabhängig verstellen zu können, ist die Stabilisatoranlenkung
so ausgebildet, daß sie fahrgesohwindigkeitsabhängig verstellt werden kann.
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Der Mittelteil ist daher nicht direkt, sondern über besondere Hebelarme
3, die in den mit 10 bezifferten Anlenkstellen schwenkbar am Fahrzeugaufbau 2 gelagert
sind, am Fahrzeugaufbau angelenkt. Der Stabilisatormittelteil ist an den freien
Enden dieser Hebelarme in
den Lagerstellen 4 drehbar gelagert. Mittels
einer in ihrer Länge fahrgeschwindigkeitsabhängig veränderbaren Verstelleinheit
5, bei der es sich beispielsweise um einen Elektromotor mit Spindel, eine hydraulisch
oder pneumatisch betätigte Kolben/Zylindereinheit oder ein ähnliches Bauelement
handeln kann, wird der Mittelteil des Stabilisators fahrgeschwindigkeitsabhängig
angehoben und abgesenkt, wodurch die Stabilisatorarme 1.2 in ihrer Neigung (gegen
die Fahrbahn) verändert werden. Zur Verdeutlichung dieser Verhältnisse ist in den
Figuren 2 und 3 die Stellung der Stabilisatorarme der in Figur 1 gezeigten Anordnung
bei zwei verschiedenen Fahrgeschwindigkeitoten dargestellt. Die räumliche Lage beziehungsweise
gegenseitige Zuordnung der Anlenkstellen 10, des Radträgers 8 und des Zwaschenhebels
7 soll hierbei die gleiche sein wie in Figur 1. Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten
Anordnungen entsprechen dabei der bei niedriger Fahrgeschwindigkeit vorliegenden
Stabilisatoranlenkung, während die in Figur 3 gezeigte Konstellationbei höheren
Bahrgeschwindigkeiten vorliegt. Man erkennt, daß durch Absenken oder durch Anheben
(gestrichelte D>rstellung) des in den Lagerstellen 4 gelagerten Stabilisatormittelteils
eine Neigungsänderung der- Stabilisatorarme 1.2 ointritt und daß sich dabei der
mit a beziehungsweise b bezifferte wirksame Stab.lisator.hebelarm ebenfalls ve--ändert.
-Die Veränderung des wirksamen Stabilisatorhebelarms bedeutet aber eine Veränderung
der Stabilisatorwirkung der Stabilisatoranordaung. Eine Verkleinerung des wirksamen
Stabilisatorhebelarms bedeutet dabei eine 7ergrößerung und eine Vergrößerung des
wirksamen Stabilisatorhebelarms eine entsprechende Verkleinerung der Stabilisatorwirkung.
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Durch die getroffene Ausbildung der Stabilisatoranlenkung ist die
Stabilisatorwirkung des an der Vorderachse angreifenden Stabilisators 1 bei niedriger
Fahrgeschwindigkeit somit geringer als bei höherer Fahrgeschwindigkeit, wobei es
selbstverständlich möglich ist, die Verstellung der Stabilisatoranlenkung erst oberhalb
einer als zweckmäßig erkannten Fahrgeschwindigkeit einsetzen zu lassen. Die mit
zunehmender Fahrgeschwindigkeit - stattfindende Vergrößerung der Stabilisatorwirkung
des an der Vorderachse angreifenden Stabiliaators hat eine Vergrößerung des Rollrückstellmomentes-
an -dieeer Achse, eine Vergrößerung des Reifenschräglaufwinkels und eine entsprechende
Vergrößerung
des Lenkmomentes an dieser Stabilisatorachse zur Folge.
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Bedingt durch die größer werdende Stabi3 isatörwirkung an der Vorderachse
findet an der Hinterachse gleichzeitig eine Verringerung des Rollrückstellmomentes,
des Reifenschräglaufwinkels und des Lenkmomentes statt. Das Größerwerden des Reifenschräglaufwinkels
an der Vorderachse und das gleichzeitige Abnehmen des Reifensohräglaufwinkels an
der Hinterachse führt - da bekanntlich für das Eigenlenkverhalten (neutral, unter-
oder übersteuernd) eines Fahrzeuges der Unterschied zwischen dem Schräglaufwinkel
der Vorderachse und der Hinterachse maßgeblich ist - dazu, daß das Fahrzeug bei
niedriger Fahrgeschwindigkeit mehr übersteuernd, das heißt lenkwilliger und bei
höherer Fahrgeschwindigkeit mehr untersteuernd, das heißt lenkunwilliger reagiert.
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Die gewünschte fahrgeschwindigkeitsabhängige Veränderung des Eigenlenkverhaltens
des Kraftfahrzeuges kann auch erreicht werden, wenn abweichend vom in der Figur
1 gezeigten Ausführungsbeispiel nicht an der Vorderachse, sondern an der Hinterachse
des Kraftfahrzeuges eine in ihrer Anlenkung fahrgeschwindigkeitsabhängig verstellbare
Stabilisatoranordnung vorgesehen wird. In diesem Falle muß die Herstellung der Stabilisatoranlenkung
selbstverständiich so erfolgen, daß genau die entgegengesetzten Effekte geschehen
wie zuvor geschildert. Beiniodriger Fahrgeschwindigkeit muß daher eine eine große
Stabilisatorwirkung ergebende Stabilisatoranlenkung entsprechend Figur 3 und bei
höherer Fahrgeschwindigkeit eine eine niedrigere Stabilisatorwirkung ergebende Stabilisatoranlenkung
entsprechend Figur 2 vorliegen.
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In den Figuren 4>?i5 und 6 sind einige Ausführungsbeispiele dafür
gezeigt, wie die Verstellung der Hebelarme 3 vorgenommen werden kann.
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Im Busführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind zwei Hebelarme 3 wie bereits
in Figur 1 gezeigt mit ihrem einen Ende in den Anlenkstellen 10 schwenkbar am Fahrzeugaufbau
2 angelenkt. Beide Hebelarme sind im Bereich ihrer nicht angelenkten freien Enden
durch ein steifes Rohr 6 o.
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ä. formsteif miteinander verbunden. Am steifen Rohr 6 greift eine
mit ihrem anderen Ende am Fahrzeugaufbau angelenkte Verstelleinheit 5 an, deren
Länge aich fahrgeschwindigkeitsabhängig verändert, so daß die Hebelarme 3 die in
den Figuren 2 und 3 gezeigten Stellungen annehmen
können. Im Ausführungsbeispiel
greift die Verstelleinheit in der Mitte des steifen Rohres 6 an. Es versteht sich,
daß sie - eine genügend steife Ausbildung der Gesamtanordnung vorausgesetzt - genau
so gut an einem der beiden Hebelarme angreifen kann. In den übrigen Details stimmt
diese Anordnung mit denen der Figuren 1 bis 3 überein, wobei zur Erhöhung der Übersichtlichkeit
auf die Darstellung der Fahrzeugräder und des eigentlichen Fahrzeuges verzichtet
worden ist. In dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt das Anheben
und Absenken des Stabilisatormittelteiles 1.1 ebenfalls mittels eines an den beiden
Hebelarmen 3 angreifinden steifen Rohres 6. Im Gegensatz zur Figur 4 greift dieses.
äedoch nicht an dem Ende der Hebelarme an, welches angehoben beziehungsweise abgesenkt
wird, sondern an dem Ende, um das die Hebelarme geschwenkt werden. Es ist in Lagerstellen
10 drehbar am Fahrzeugaufbau 2 angelenkt und wie in Figur 4 formsteif mit den beiden
Hebelarmen verbunden. Es liegt somit genau in der Drehachse der beiden verschwenkbsren
Hebelarme. Die fahrgeachwindigkeitsabhängige Verstellung der Neigung der Stabilisatorarme
1.2 beziehungsweise das Anheben und Absenken des Stabilisatormittelteils 1.1 erfolgt
im Ausführungsbeispiel mittels einer Verstelleinheit 5, die am freien Ende des einen
Hebelarmes angreift. Über das drehsteife Rohr 6 wird diese Bewegung auf den anderen
Hebelarm iiiitübertragen. Abweichend vom gezeigten Ausführungebeispiel könnte das
Schwenken der Hebelarme natürlich auch dadurch vorgenommen werden, daß das steife
Rohr 6 mittels einer entsprechenden Verstelleinheit verdreht wird.
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Im Ausführungibeispiel gemäß Figur 6 ist schematisch angedeutet, daß
die zwecks Verstellung der Stabilisatorwirkung vorgesehene Verstellung der Neigung
der Stabilisatorarme auch dadurch vorgenommen werden kann, daß nicht der Stabilisatormittelteil,
sondern die freien Enden der Stabilisatorarme 1.2 selbst angehoben beziehungsweise
abgesenkt werden. Gezeigt sind zwei mögliche Stellungen zur Erzielung einer kleinen
Stabilisatorwirkung mit dem wirksamen Stabilisatorhebelarm a und (gestrichelt) zur
Erzielung einer größeren Stabiligat4rwirtung mittels.
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eines kleineren wirksamen Stabilisatorhebelarms b. Im übrigen stimmen
die übrigen Bauelemente mit denen der zuvor beschriebenen Ausführungabeispiele
überein,
insbesondere kann das Verschwenken der Hebelarme 3 in der in den Figuren 4 und 5
gezeigten Weise erfolgen.
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Wie diePiguren zeigen, führt die getroffene Verstellkinematik dazu,daß
die Verstelleinheit 5 von den Stabilisatorkräften weitgehend entlastet ist. Um sicherzustellen,
daß auch bei Ausfall der Verstelleinheit definierte Verhältnisse herrschen, ist
es von Vorteil, an den Hebelarmen 3 oder am steifen Rohr 6 eine in den Ausführungsbeispielen
nicht weiter gezeigte Federvorrichtung angreifen zu lassen, welche die Hebelarme
3 bei Ausfall der Anlage jeweils in eine sichere Endlage zieht.
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Bekanatlich wird das Eigenlenkverhalten eines Kraftfahrzeuges auch
durch die Beladung mehr oder weniger stark beeinflußt. Es kann daher von Vorteil
sein, die vorgeschlagene Stabilisatoranordnung mit einer von der Beladung des Fahrzeuges
abhängigen Stabilisatoranlenkung zu kombinieren und zwar derart, daß die Stabilisatorwirkung
mit zunehmender Beladung bei an der Hinterachse wirksamen Stabilisator ab - und
bei an der Vorderachse wirksamen Stabilisator zunimmt.
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Die Ausführungabeispiele zeigen Jeweils nur eine mit einer Stabilisatoranordnung
versehene Fahrzeugachse. Ea versteht sich, daß erforderlichenfalis auch beide Fahrzeugachsen
gleichzeitig mit einer einander unterstützenden fahrgeschwindigke-itsabhängig verstellbaren
Stabilisatoranlenkung versehen sein können.