DE2844028A1 - Self-adjusting torsion bar for vehicle suspension - has sliding cage linking two end bars with position set according to speed and axle loading - Google Patents
Self-adjusting torsion bar for vehicle suspension - has sliding cage linking two end bars with position set according to speed and axle loadingInfo
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Abstract
Description
U-förmiger Drehstabstabilisator für U-shaped torsion bar stabilizer for
Kraft fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen in seiner Stabilisatorwirkung veränderbaren U-förmigen Drehstabstabilisator für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Motor vehicles The invention relates to a stabilizer in its effect changeable U-shaped torsion bar stabilizer for motor vehicles of the generic term of claim 1 mentioned Art.
In ihrer Stabilisatorwirkung veränderbare prehstabstabilisatoren sind entwickelt worden, um das Eigenlenkverhalten von Kraftfahrzeugen besser den sich verändernden Betriebsbedingungen anpassen zu können. Bei bekannten U-förmigen Drehstabstabilisatoren dieser Art (z. B. DE-AS 16 30 278, DE-OS 22 19 857) wird die gewünschte Änderung der Stabilisatorwirkung durch Veränderung der wirksamen Hebelarme des Stabilisators erzielt. Der konstruktive Aufwand ist bei diesen bekannten Anordnungen vergleichsweise hoch, da an beiden Hebelarmen des U-förmigen Drehstabstabilisators entsprechende Vorkehrungen, z. B usbildung der Hebelarme als teleskopförmig zusammenschiebbare Arme o. ä., getroffen werden müssen.Pre-bar stabilizers are variable in their stabilizing effect has been developed to improve the self-steering behavior of motor vehicles to be able to adapt to changing operating conditions. In known U-shaped torsion bar stabilizers this type (z. B. DE-AS 16 30 278, DE-OS 22 19 857) is the desired change the stabilizer effect by changing the effective lever arms of the stabilizer achieved. The design effort is comparative in these known arrangements high, as corresponding on both lever arms of the U-shaped torsion bar stabilizer Precautions, e.g. B using of the lever arms as telescopic collapsible Arms, etc., must be hit.
Aufgabe der Erfindung ist es, den konstruktiven Aufwand für einen in seiner Stabilisatorwirkung veränderbaren U-förmigen Drehstabstabilisator ohne Beeinträchtigung seiner Wirksamkeit in einfacher Weise zu verringern.The object of the invention is to reduce the design effort for a U-shaped torsion bar stabilizer with variable stabilizer effect without Reduce impairment of its effectiveness in a simple manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Im Gegensatz zu bekannten Anordnungen wird nicht die wirksame Länge der Hebelarme, sondem die wirksame Länge des der Torsion ausgesetzten Mittelteils des U-förmigen Drehstabstabilisators nach Bedarf verändert, was konstruktiv vergleichsweise einfach zu realisieren ist.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. In contrast to known arrangements will not the effective length of the lever arms, but the effective length of the torsion the exposed middle part of the U-shaped torsion bar stabilizer changed as required, which is comparatively easy to implement structurally.
Erfindungswesentliche vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and developments essential to the invention of the invention are specified in the subclaims.
Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.On the basis of some exemplary embodiments shown in the drawing the invention and advantageous embodiments of the invention are explained.
Der in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellte U-förmige Drehstabstabilisator für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus einem rückenartigen Mittelteil 1, der üblicherweise quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufend eingebaut wird, und aus zwei formschlüssig mit den Enden dieses Mittelteils verbundenen schenkelförmig abgewinkelten Armen 2. Abweichend vom Ausführungsbeispiel können Mittelteil 1 und Arme 2 einstückig ausgebildet sein. Mit 4 sind die Lagerstellen, über die der Mittelteil des Drehstabstabilisators am Fahrzeug, vorzugsweise am Fahrzeugaufbau drehbar angelenkt sind, angedeutet. Beim einseitigen oder gegensinnigen Einfedern der Fahrzeugräder wird der Mittelteil des Drehstabstabilisators im wesentlichen auf Torsion und die beiden abgewinkelten Arme 2 auf Biegung beansprucht.The U-shaped torsion bar stabilizer shown schematically in Figures 1 to 3 for motor vehicles consists essentially of a back-like middle part 1, which is usually installed running transversely to the vehicle's longitudinal axis, and off two leg-shaped angled legs connected to the ends of this central part in a form-fitting manner Arms 2. In contrast to the exemplary embodiment, the middle part 1 and arms 2 can be made in one piece be trained. With 4 are the bearings over which the middle part of the torsion bar stabilizer are pivoted rotatably on the vehicle, preferably on the vehicle body, indicated. When the vehicle wheels deflect in one direction or in the opposite direction, the middle part becomes of the torsion bar stabilizer essentially on torsion and the two angled Arms 2 stressed on bending.
Um die Stabilisatorwirkung des lrehstabstabilisators in gewünschter Weise verändern zu können, ist der Drehstabstabilisator im Mittelteil getrennt. Die den Mittelteil 1 in zwei Stabilisatorteile 11 bzw. 12 unterteilende Trennstelle ist in den Figuren 2 und 3 mit 13 beziffert. Vorzugsweise sind die beiden Stabilisatorteile 11 und 12 durch eine Zentrierbuchse oder einen Zentrierstift 14 drehbar miteinander verbunden, was in Figur 1 angedeutet ist. Eine solche Zentrierung erhöht die Stabilität der Anordnung. Die Weiterleitung der Stabilisatorkräfte von der einen auf die andere Hälfte des Drehstabes, d. h. von dem einen Stabilisatorteil 11 auf den anderen Stabilisatorteil 12, erfolgt mittels eines die Trennstelle 13 überbrückenden, Drehmomente übertragenden Kraftübertragungsgliedes, welches im Ausführungsbeispiel als axial verschiebbare Hülse 3 ausgebildet ist. Zur kraftschlüssigen, Drehmomente übertragenden Verbindung zwischen der Hülse 3 und den beiden Stabilisatorteilen 11 und 12 sind einerseits in dem linken Stabilisatorteil 11 und andererseits im Inneren der Hülse axial verlaufende Führungsflächen 15 bzw. 31 angeordnet, wobei das linke Ende der Hülse 3 mit nach innen gerichteten Fortsätzen 32 in die Führungsflächen 15 des linken Stabilisatorteils 11 und das der Trennstelle 13 bzw.To the stabilizing effect of the torsion bar stabilizer in the desired To be able to change way, the torsion bar is separated in the middle part. The separating point dividing the middle part 1 into two stabilizer parts 11 and 12, respectively is numbered 13 in FIGS. 2 and 3. Preferably the two stabilizer parts are 11 and 12 rotatably with one another by means of a centering bush or a centering pin 14 connected, which is indicated in Figure 1. Such a centering increases the stability the arrangement. The transfer of the stabilizer forces from one to the other Half of the torsion bar, d. H. from one stabilizer part 11 to the other stabilizer part 12, takes place by means of a separating point 13 bridging, Torques transmitting power transmission member, which in the embodiment as an axial displaceable sleeve 3 is formed. For frictional, torque-transmitting Connection between the sleeve 3 and the two stabilizer parts 11 and 12 are on the one hand in the left stabilizer part 11 and on the other hand in the interior of the sleeve arranged axially extending guide surfaces 15 and 31, the left end of the Sleeve 3 with inwardly directed projections 32 in the guide surfaces 15 of the left Stabilizer part 11 and that of the separation point 13 or
dem Zentrierstift 14 benachbarte Ende des rechten Stabilisatorteils 12 mit nach außen gerichteten Fortsätzen 16 in die entsprechenden Führungsflächen 31 der Hülse eingreift. Im Ausführungsbeispiel sind die radial gerichteten Fortsätze 32 bzw. 16 mit nicht näher bezifferten Walzen oder Rollen versehen, um eine besonders leichtgängige Axialverschiebbarkeit der Hülse 3 zu gewährleisten. Anstelle solcher Wälzführungen können beliebig andere Gleitführungen eingesetzt werden, vorausgesetzt sie sind trotz leichter Axialverschiebbarkeit in der Lage, ausreichend hohe Drehmomente zu übertragen.the centering pin 14 adjacent end of the right stabilizer part 12 with outwardly directed projections 16 in the corresponding guide surfaces 31 of the sleeve engages. In the exemplary embodiment, the radially directed extensions are 32 or 16 provided with unspecified rollers or rollers to a special To ensure easy axial displaceability of the sleeve 3. Instead of such Any other sliding guide can be used, provided that the roller guides are used despite easy axial displacement, they are able to generate sufficiently high torques transferred to.
Wie man den Figuren 1 bis 3 entnehmen kann, bewirkt ein axiales Verschieben der Hülse 3 eine Veränderung der wirksamen Federlänge des Mittelteils 1 des Drehstabstabilisators, weil je nach axialer Stellung der Hülse 3 nur ein mehr oder weniger großer Teil des linken Stabilisatorteils 11 auf Torsion beansprucht wird. In der in Figur 1 gezeigten mittleren Stellung der Hülse 3 greifen die nach innen gerichteten Fortsätze 32 der Hülse etwa in der Mitte des linken Stabilisatorteils 11 an, so daß dieser etwa zur Hälfte unwirksam ist. In Figur 2 ist die Hülse 3 bis zu ihrem linken Anschlag axial verschoben, wobei die nach innen gerichteten Fortsätze 32 bereits in der Mähe der Lagerstellen 4 mit den axialen Führungsflächen 15 des linken Stabilisatorteils zum Eingriff gelangen, so daß dieser Stabilisatorteil praktisch unwirksam ist und nur noch der rechte Stabilisatorteil 12 elastisch wirkt. Bei dieser Konstellation wird eine große Stabilisatorwirkung erzielt.As can be seen from FIGS. 1 to 3, there is an axial displacement the sleeve 3 a change in the effective spring length of the central part 1 of the torsion bar stabilizer, because depending on the axial position of the sleeve 3 only a more or less large part of the left stabilizer part 11 is subjected to torsion. In the in Figure 1 shown middle position of the sleeve 3 engage the inwardly directed extensions 32 of the sleeve approximately in the middle of the left stabilizer part 11, so that this is about half ineffective. In Figure 2, the sleeve 3 is up to its left stop axially shifted, with the inwardly directed extensions 32 already in the mowing of the bearing points 4 with the axial guide surfaces 15 of the left stabilizer part get into engagement, so that this stabilizer part is practically ineffective and only the right stabilizer part 12 acts elastically. With this constellation a great stabilizing effect is achieved.
In der Darstellung gemäß Figur 3 ist die Hülse 3 bis zu ihrem Anschlag nach recht geschoben, so daß die nach innen gerichteten Fortsätze 32 der Hülse in der Nähe der Trennstelle 13 mit den Führungsflächen 15 des linken Stabilisatorteils in Eingriff gelangen. Bei dieser Hülsenstellung ist nicht nur der rechte Stabilisatorteil 12, sondern auch der linke Stabilisatorteil 11 in seiner ganzen Länge wirksam, so daß sich ein weicher Stabilisator, d. h. ein Stabilisator mit geringer Stabilisatorwirkung ergibt.In the illustration according to FIG. 3, the sleeve 3 is up to its stop pushed to the right so that the inwardly directed extensions 32 of the sleeve in the vicinity of the separation point 13 with the guide surfaces 15 of the left stabilizer part get into engagement. In this position of the sleeve, not only is the right stabilizer part 12, but also the left stabilizer part 11 effective in its entire length, so that a soft stabilizer, d. H. a stabilizer with little stabilizing effect results.
Die Axialverschiebung der Hülse 3 und damit die Veränderung der Stabilisatorwirkung kann beladungs- und/oder geschwindigkeitsabhängig vorgenommen werden, um das Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeuges weitgehend lastunabhängig zu machen und/oder im höheren Geschwindigkeitsbereich in Richtung Untersteuern zu verändern, um in diesem Geschwindigkeitsbereich ein zu starkes Ansprechen der Lenkung zu vermeiden (Erzielung eines indirekteren Lenkeffektes und eines höheren Lenkmomentes).The axial displacement of the sleeve 3 and thus the change in the stabilizer effect can be made depending on the load and / or speed in order to improve the self-steering behavior to make the motor vehicle largely independent of the load and / or in the higher speed range to change towards understeer to enter this speed range to avoid excessive steering response (achieving a more indirect steering effect and a higher steering torque).
Bei an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges angeordnetem Stabilisator wird die Hülse 3 bei wenig beladenem Fahrzeug und/oder bei niedriger Fahrgeschwindigkeit in die in Figur 2 gezeigte Position verschoben,um eine große Stabilisatorwirkung und damit ein großes Rollrückstellmoment an der Hinterachse zu erzielen, wodurch der Reifenschräglaufwinkel der Hinterachse vergrößert und - über die damit verbundene verkleinerte Rollneigung -der Reifenschräglaufwinkel an der Vorderachse verkleinert wird.When the stabilizer is arranged on the rear axle of a motor vehicle the sleeve 3 is when the vehicle is lightly loaded and / or at low driving speed moved into the position shown in Figure 2 to a large stabilizer effect and thus to achieve a large roll restoring torque on the rear axle, whereby the tire slip angle of the rear axle increases and - via the associated reduced tendency to roll - the tire slip angle on the front axle reduced will.
In entsprechender Weise wird bei voll beladenem Fahrzeug und/oder bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Hülse 3 in die in Figur 3 gezeigte Position gebracht, um eine geringe Stabilisatorwirkung und damit ein kleines Rollrückstellmoment an der Hinterachse zu erzielen.Dadurch wird bekanntlich der Reifenschräglaufwinkel der Hinterachse verkleinert und - wegen der damit verbundenen größeren Rollmomentabstützung an der Vorderachse - gleichzeitig der Reifenschräglaufwinkel an der Vorderachse sowie das Lenkmoment vergrößert, was einen Abbau eventueller Heckschleuderneigung sowie eine verbesserte Kursstabilität des Fahrzeuges bewirkt.In a corresponding manner when the vehicle is fully loaded and / or at high driving speed, the sleeve 3 is brought into the position shown in FIG. 3, a low stabilizer effect and thus a small roll restoring torque As is well known, this increases the tire slip angle the rear axle and - because of the associated greater roll moment support on the front axle - at the same time the tire slip angle on the front axle and the steering torque is increased, which reduces any tendency to skid as well as an improved Caused course stability of the vehicle.
Die Axialverschiebung der Hülse 3 kann nach Bedarf mechanisch, elektro-mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder hydro-pneumatisch erfolgen. In den Figuren 4 bis 7 sind schematisch einige denkbare Ausführungsbeispiele angedeutet. In der Anordnung gemäß Figur 4 greift eine mit ihrem einen Ende am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 6 angelenkte teleskopische Verschiebestange 5 an der Hülse 3 an um diese nach Bedarf auf dem Mittelteil 1 weiter nach links oder rechts zu verschieben. Die Figuren 5 und 5a zeigen die Ansicht einer solchen Verschiebestange in der Draufsicht und in einer Ansicht von hinten. In dieser Anordnung ist die Verschiebestange in der Ansicht von hinten stark angewinkelt und mit 5' beziffert. Durch die angewinkelte Anordnung wird bei Beladungsänderung infolge der vertikalen Relativbewegung zwischen dem aufbauseitigen und dem stabilisatorseitigen Anlenkpunkt der Verschiebestange selbsttutig eine lastabhängige Axialverschiebung der Hülse 3 bewirkt.The axial displacement of the sleeve 3 can be mechanical, electro-mechanical, pneumatically, hydraulically or hydro-pneumatically. In Figures 4 to 7 some conceivable exemplary embodiments are indicated schematically. In the arrangement According to FIG. 4, one of its ends engages the vehicle body, which is not shown in any further detail 6 articulated telescopic sliding rod 5 on the sleeve 3 to this as required on the middle part 1 to move further to the left or right. Figures 5 and FIG. 5a show the view of such a sliding rod in plan view and in FIG a rear view. In this arrangement the sliding rod is in the view Strongly angled from behind and numbered 5 '. Due to the angled arrangement is when the load changes due to the vertical relative movement between the body-side and the pivot point of the sliding rod on the stabilizer side automatically becomes a load-dependent one Axial displacement of the sleeve 3 causes.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist der äußere Mantel der Hülse 3 als Zahnstange 33 ausgebildet, welche über ein mit 34 beziffertes, z. B. mittels eines Elektromotors antreibbaren Zahnritzel nach Bedarf axial nach links oder nach rechts verschoben werden kann.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the outer jacket is the sleeve 3 designed as a rack 33, which has a numbered 34, z. B. by means of an electric motor driven pinion as required axially to the left or after can be moved to the right.
Möglich ist es auch, die Hülse 3 selbst als Hydraulikzylinder und die in die axialen Führungsflächen dieser Hülse eingreifenden, nach außen gerichteten Fortsätze des rechten Stabilisatorteils 12 als Kolben einer hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit auszubilden.It is also possible to use the sleeve 3 itself as a hydraulic cylinder and which engage in the axial guide surfaces of this sleeve, directed outwards Extensions of the right stabilizer part 12 as a piston of a hydraulic piston / cylinder unit to train.
In Figur 7 ist eine entsprechende Anordnung angedeutet, wobei der Hydraulikzylinder mit 35 beziffert ist. Üblicherweise würden bei einer solchen Hydraulik-Anordnung zwei in Figur 7 mit I bzw. II bezifferte Hydraulikzu- bzw. ableitungen vorzusehen sein, um den Hydraulikzylinder nach Bedarf axial nach links oder nach rechts zu verschieben. Bei Ausnützung des Hydraulikdrucks aus den Federelementen einer hydro-pneumatischen Kraftfahrzeugfederung würde es genügen, nur den rechten Hydraulikanschluß II vorzusehen und im Innern des Hydraulikzylinders 35 eine Federvorrichtung derart anzuordnen, daß die Hülse bei Druckbeaufschlagung gegen die Wirkung dieser Federvorrichtung axial nach links verschoben wird. Durch eine solche Anordnung könnte in einfacher Weise der Zuladeeinfluß korrigiert werden. Ist auch eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Aus steuerung der Hülse erwünscht, sind selbstverständlich wie in Figur 7 dargestellt zwei Druckanschlüsse erforderlich.In Figure 7, a corresponding arrangement is indicated, wherein the Hydraulic cylinder is numbered with 35. Usually with such a hydraulic arrangement Provide two hydraulic supply and discharge lines numbered I and II in FIG. 7 be to the hydraulic cylinder axially to the left or to the right as required move. When the hydraulic pressure from the spring elements is used one hydro-pneumatic vehicle suspension would suffice, just the right hydraulic connection II to be provided and in the interior of the hydraulic cylinder 35 a spring device of this type to arrange that the sleeve when pressurized against the action of this spring device is shifted axially to the left. Such an arrangement could make it easier Way the load influence can be corrected. Is also a speed-dependent one Desired control of the sleeve are of course as shown in FIG two pressure connections required.
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