DE3323026A1

DE3323026A1 - Federung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3323026A1
Application number: DE19833323026
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Matschinsky
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1983-06-25
Filing date: 1983-06-25
Publication date: 1985-01-03

Description

Federung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung für Kraftfahrzeuge, mit einer Hauptfeder, die eine Normallast trägt, und mit einer mechanischen Zusatzfeder für ein Rad, die auf die Differenz zwischen der Gesamtlast und der Normallast einstellbar ist und das Kraftfahrzeug in Niveaulage hält.
Bei einer derartigen Federung wird die Zusatzfeder als 1,teiltragend" bezeichnet und ist allgemein bekannt. Die Haupt feder trägt dabei die Leerlast und die Zusatzfeder die Differenz zwischen Gesamtlast und dieser Leerlast, die in diesem Fall die Normallast darstellt. Diese Federung besitzt den Nachteil, daß die Zusatzfeder den gesamten Lastbereich zwischen Vollast und Leerlast abdecken muß.
Hierzu sind starke Stellmotoren und Lagerungen erforderlich.
Dieselben Probleme treten auf bei der sog. volltragenden Federung, bei der die jeweilige Radlast durch eine einzige Feder voll getragen wird und bei welcher das Fahrzeugniveau durch Verschiebung ihrer Widerlager oder Änderung ihres physikalischen Zustandes entsprechend der jeweiligen Gesamtlast geändert wird. Wie im vorausgehenden und im folgenden ist jeder der verwendeten Begriffe wie Vollast, Leerlast, Gesamtlast und Normallast in dem Sinne zu verstehen, daß es sich dabei um den auf das jeweilige Rad fallenden Anteil dieser Last handelt.
Ziel der Erfindung ist die Verringerung der aufzubringenden Kräfte an der (einstellbaren) Zusatzfeder, um damit eine einfache Lagerung und einen kleinen Verstellmotor zu erhalten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Normallast zumindest annähernd gleich der mittleren Last zwischen Volllast und Leerlast ist und daß die Zusatz feder bei einer Gesamtlast, die kleiner als diese mittlere Last ist, der Haupt feder entgegenwirkt.
Durch das Einstellen der Hauptfeder auf die mittlere Last wirkt die Zusatzfeder im Lastbereich zwischen Leerlast und dieser mittleren Last entgegen der Haupt feder und zieht das Fahrzeug gegen die Kraft der Haupt feder abwärts. Sie simuliert somit die Differenz zwischen mittlerer Last und Gesamtlast. Bei einer Gesamtlast, die größer als die mittlere Last ist, trägt die Zusatzfeder die Differenzlast. Die in beiden Fällen durch die Zusatzfeder maximal zu erbringende Last ist demnach in etwa gleich der halben Differenz zwischen Vollast und Leerlast und damit halb so groß wie bei der eingangs genannten teiltragenden Federung. Damit können die Lagerungen vereinfacht und ein kleiner Verstellmotor verwendet werden.
Die Verwendung einer mechanischen Zusatzfeder für die Räder einer Achse ermöglicht, diese Zusatzfeder zu einem gemeinsamen Zusatz-Federteil zusammenzufassen. Dieses seinerseits kann ein durchgehendes Teil sein, das im Bereich der Räder als Drehstabfeder ausgebildet ist. Dabei kann etwa in Fahrzeugmitte eine Auskröpfung angebracht sein, an der ein Stellmotor angreift.
Alternativ hierzu können die Zusatz federn einer Achse zugleich als Stabilisator dienen. Die beiden Zusatzfedern können wieder ein durchgehendes Teil sein, das im mittleren Bereich beweglich gelagert ist. An dieser Stelle kann eine Richtfeder angreifen, die durch den Stellmotor eingestellt wird.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung weiter erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine Federung für Kraftfahrzeuge mit der erfindungsgemäßen, von der mittleren Last ausgehenden Niveauregulierung und Fig. 2 eine Alternative zur Ausführung von Fig. 1.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist den beiden Rädern 1 und 2 einer Achse jeweils eine Haupt feder 3 und 4 zugeordnet. Diese kann, wie dargestellt, mechanisch aber auch pneumatisch oder hydraulisch sein. Die Haupt feder 3 bzw. 4 ist so dimensioniert, daß sie in Niveaulage etwa die Radlast des halbbeladenen Fahrzeuges trägt. Die Ausrichtung der Haupt feder auf diese mittlere Last wird durch eine Federkraft erreicht, die etwa in der Mitte zwischen den erforderlichen Federkräften liegt, die nötig sind, um das Fahrzeug bei Vollast bzw. Leerlast in Niveaulage zu halten.
Den Rädern 1 und 2 ist ferner eine Zusatzfeder 5 und 6 zugeordnet, die als Drehstabfeder ausgebildet ist und über Hebelarme 7 bzw. 8 und Pendelstützen 9 bzw. 10 am Radträger 11 bzw. 12 angreift. Die Zusatzfedern 5 und 6 sind so ausgebildet, daß sie praktisch wirkungslos sind, wenn das Kraftfahrzeug bzw. das zugehörige Rad einer mittleren Last zwischen Vollast und Leerlast ausgesetzt ist.
Die Zusatzfedern 5 und 6 der beiden Räder 1 und 2 sind als durchgehendes Teil gemeinsam ausgeführt, wobei etwa in Fahrzeugmitte eine Auskröpfung 13 angebracht ist, an der ein Stellmotor 14 zur Regelung angreift. Die Zusatzfedern 5 und 6 sind neben den Hebelarmen 7 und 8 je einmal und im Bereich der Auskröpfung 13 mindestens einmal, zweckmäßig zweimal, an den angedeuteten Stellen 15 drehbar gelagert.
Die Abtastung der Niveauhöhe des Fahrzeugs geschieht z.B.
im Mittelbereich eines (nicht dargestellten) Torsionsstabilisators üblicher Bauart.
Wird das Kraftfahrzeug über die mittlere Last hinaus beladen, so werden die Zusatzfedern 5 und 6 durch den Stellmotor 14 und die Auskröpfung 13 gleichmäßig so verdreht, daß die Arme 7 und 8 eine Kraft abgeben, die das eingesunkene Fahrzeug wieder auf Niveaulage hebt. Dabei addieren sich die Kräfte von Haupt- und Zusatzfeder 3 und 5 bzw. 4 und 6 der beiden Räder 1 und 2.
Wird das Kraftfahrzeug dagegen geringer als mit der mittleren Last beladen, so werden die Zusatzfedern 5 und 6 ebenfalls über den Stellmotor 14 umgekehrt verdreht. Die Zusatzfedern 5 und 6 ziehen dann über die Hebelarme 7 bzw.
8 das angehobene Fahrzeug wieder nach unten in die Niveaulage. Die Kräfte von Haupt- und Zusatzfeder 3 und 5 bzw. 4 und 6 wirken dabei einander entgegen.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind die Zusatzfedern 5 und 6 Teile eines Stabilisators. An der Auskröpfung 13 greift eine Richtfeder 16 an, die vom Stellmotor 14 betätigt wird. über den Stellmotor 14 und die Richtfeder 16 werden die beiden Zusatz federn 5 und 6 in der selben Weise wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 eingestellt. Bei einer Last zwischen mittlerer und Vollast addieren sich also die Federkräfte von Haupt- und Zusatzfeder, während bei einer Last zwischen Leerlast und der mittleren Last wirkt die Zusatzfeder der Hauptfeder entgegen. Als wirksame Zusatzfeder je Rad ist in diesem Fall die "Hintereinanderschaltung" jeweils der Zusatzfeder 5 bzw. 6 und der Hälften der Richtfeder 16 zu betrachten. i)ie Verwendung mechanischer Federelemente für Haupt- und Zusatzfedern bietet, wie bei allen derartigen Federungen mit Niveauregelung zunächst den Vorteil, daß sich die Fahreienschaften bei Geradeaus- und Kurvenfahrt und festgehaltener mittlerer Fahrzeughöhe nicht durch einseitige Regelvor- gänge mit der Zeit andern, so daß aufwendige Zusatz- und Vorsichtsmaßnahmen, welche bei pneumatischen bzw. hydropneumatischen Systemen notwendig sind, entfallen können.
Ein wesentlicher Vorteil liegt ferner in der relativ geringen Kraftabgabe der Zusatzfedern 5 und 6, da die Haupt federn 3 und 4 bei mittlerer Belastung voll tragen.
Schließlich kann durch etwa gleichlange Ausbildung der Hebelarme 7 bzw. 8 und der Hebelarme 17 und 18 der Auskröpfung 13 erreicht werden, daß die Lager 15 der Zusatzfedern 5 bzw. 6 gleich hoch belastet werden. Durch entsprechende Wahl der Federkonstanten von Haupt- und Zusatzfedern gelingt es auch, die maximalen Verdrehwinkel der Zusatzfedern 5 bzw. 6 in allen vier Lagern 15 gleich groß zu machen. Die Lager 15 können dann gleich ausgeführt werden, was Vorteile bei Montage, Lagerhaltung und Kosten ergibt.

Claims

Patentansprüche: Federung flir Kraftfahrzeuge, mit einer Hauptfeder je Rad, die eine Normallast trägt, und mit einer mechanischen Zusatzfeder für jedes Rad, die auf die Differenz zwischen der Gesamtlast und der Normallast einstellbar ist und das Kraftfahrzeug in Niveaulage hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Normallast zumindest annähernd gleich der mittleren Last zwischen Vollast und Leerlast ist und daß die Zusatzfeder (5 bzw. 6) bei einer Gesamtlast, die kleiner als diese mittlere Last ist, der Hauptfeder (3 bzw. 4) entgegenwirkt.
2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzfedern (5 und 6) der Räder (1 und 2) einer Achse durch ein gemeinsames Federteil gebildet sind.
3. Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (5 bzw. 6) eine Drehstabfeder ist.
4. Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteil zugleich ein Stabilisator ist.
5. Federung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteil im mittleren Bereich eine Auskröpfung (13) besitzt, an der ein Stellmotor (14) direkt oder über eine Richtfeder (16) angreift.