DE3430454A1

DE3430454A1 - Kraftfahrzeug mit steuerbaren federaggregaten

Info

Publication number: DE3430454A1
Application number: DE19843430454
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Hornung
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-08-18
Filing date: 1984-08-18
Publication date: 1985-10-10

Description

Kraftfahrzeug mit steuerbaren Federaggregaten
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Achsen, die gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels steuerbarer, insbesondere pneumatischer Federaggregate abgestützt sind, deren Abstützkräfte auf den beiden Fahrzeugseiten separat, unabhängig von der jeweils anderen Fahrzeugseite, in Abhängigkeit von Ein- bzw. Ausfederwegen einstellbar sind.
Es ist bekannt, bei einem pneumatisch gefederten Nutzfahrzeug mit Liftachse die den Fahrzeugseiten zugeordneten Federaggregate der Liftachse im Verbund mit den der jeweils gleichen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregaten der der Liftachse zugeordneten Hauptachse zu steuern, welche zusammen mit der Liftachse nach Art einer Doppelachse angeordnet ist. Falls eine der beiden Achsen, d.h. Haupt- oder Liftachse, einseitig aufgrund von Fahrbahnunebenheiten od.dgl. stärker einfedert als die andere Achse, so werden im Bereich der beiden Achsen auf den Fahrzeugaufbau bzw.
dessen Rahmen starke Kräfte übertragen, die den Fahrzeugaufbau bzw. den Rahmen bezüglich der Fahrzeuglängsachse zu verwinden suchen. Darüber hinaus kann der Andruck einzelner Räder gegen den Boden stark vermindert sein, so daß bei angetriebenen Rädern, etwa denen der Hauptachse, beim Beschleunigen ein Durchdrehen des jeweils entlasteten Rades der Achse zu befürchten ist. Um dies zumindest beim Anfahren zu verhindern, kann mittels eines zusätzlichen, auf die Liftachse wirkenden steuerbaren Federaggregates die Gesamtbelastung der Liftachse vermindert werden, so daß die Belastung der angetriebenen Hauptachse entsprechend erhöht wird.
Eine entsprechende Veränderung der Achslastverteilung ist jedoch dann nicht möglich, wenn die eine Achse das Heck und die andere Achse das Vorderteil eines Fahrzeuges abstützen, oder wenn bei einem Gelenkfahrzeug die eine Achse als Hinterachse des Vorderwagens und die andere Achse am Nachläuferwagen angeordnet sind. Bei einem Gelenkfahrzeug, insbesondere einem Gelenkbus, kommt hinzu, daß Vorderwagen und Nachläuferwagen in der Regel sich gegeneinander bezüglich der Fahrzeuglängsachse nicht verdrehen können, d.h. die gelenkige Verbindung zwischen den beiden Wagen läßt keine Verschränkung derselben relativ zueinander zu. Dies ist zwar im Hinblick auf die Lebensdauer des zwischen den beiden Wagen bei Bussen angeordneten Faltenbalges erwünscht, jedoch ist damit eine hohe Beanspruchung der gelenkigen Verbindung verbunden, wenn die Hinterachse des Vorderwagens eine andere einseitige Einfederung erleidet als die Achse des Nachläuferwagens.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, welche die bei ungleichem einseitigen Einfedern von hintereinander angeordneten Achsen auf den Fahrzeugaufbau ausgeübten Kräfte sowie die ungleichmäßige Belastung von Rädern einer Achse vermindert.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftfahrzeug der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, daß die Abstützkräfte des der einen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates der einen Achse und/oder des der anderen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates der anderen Achse begrenzt verminderbar bzw. die Abstützkräfte des der anderen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates der einen Achse und/oder des der einen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates der anderen Achse begrenzt erhöhbar sind, wenn die eine Achse auf der einen Fahrzeugseite im Vergleich zur anderen Achse verstärkt - überwiegend - einseitig einfedert.
In der Regel ist es vorteilhaft, gemäß der ersten Alternative die Abstützkräfte zu vermindern, da eine derartige Steuerung mit geringerer Trägheit erfolgen kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn dabei jeweils die Abstützkräfte des der einen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates der einen Achse und des der anderen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates der anderen Achse simultan vermindert werden, weil dadurch die Verminderung der Abstützkräfte jedes einzelnen Federaggregates vergleichsweise gering bleiben kann, gleichwohl jedoch eine erhebliche Verminderung der ungleichen Radbelastungen bzw. der auf den Fahrzeugaufbau im Sinne einer Verspannung wirkenden Kräfte erreicht wird. Darüber hinaus bleibt bei dieser Art der Steuerung der Federaggregate die jeweilige Neigung des Fahrzeugaufbaues praktisch unverändert.
Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles hervor, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigt Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf einen Schubgelenkbus, Fig. 2 eine schematisierte Heckansicht dieses Busses und Fig. 3 eine typische Federkennlinie einer pneumatischen Federung.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Gelenkbus besteht aus einem Vorderwagen 1 mit lenkbarer Vorderachse 2 und antriebsloser Hinterachse 3 sowie einem Nachläuferwagen 4 mit Antriebsachse 5. Vorderwagen 1 und Nachläuferwagen 4 sind miteinander gelenkig verbunden, indem auf einem am Vorderwagen 1 fest angeordneten Träger 6 ein Drehteller 7, an den der Nachläuferwagen 4 mit Armen 8 mit Schwenkbarkeit um eine Querachse des Drehtellers angekoppelt ist, um eine Hochachse drehgelagert ist.
Die Anordnung ist also so getroffen, daß sich Vorderwagen 1 und Nachläuferwagen 4 bezüglich ihrer Längsachsen nicht gegeneinander verdrehen, d.h. verschränken können, um die Lebensdauer eines zwischen Vorderwagen 1 und Nachläuferwagen 4 angeordneten Faltenbalges 9 zu erhöhen.
Das Fahrzeug besitzt eine pneumatische Federung mit pneumatischen Federaggregaten 10, welche an den stark belasteten Achsen 3 und 5 auf jeder Fahrzeugseite in Tandemanordnung vorgesehen sind. Die Federaggregate 10 der Vorderachse 2 sind miteinander über eine Leitung 11 verbunden, die ihrerseits über ein Steuerventil 12 mit einer Druckquelle 13 zur Zuführung von Druckluft an die Federaggregate 10 verbunden, gegenüber der Druckquelle 13 abgeschlossen und/oder zur Verminderung des Druckes in den Federaggregaten 10 der Vorderachse 2 zur Atmosphäre hin geöffnet werden kann. Die Steuerung des Steuerventiles 12 erfolgt mittels eines Steuergerätes 14 in Abhängigkeit von Signalen eines an der Vorderachse 2 angeordneten Sensors 15, welcher auf Abstandsänderungen zwischen der Vorderachse 2 und dem Fahrzeugaufbau anspricht. An der Vorderachse 2 werden also die Federaggregate 10 simultan mit zusätzlicher Druckluft beaufschlagt bzw. simultan vom Druck entlastet.
An der Hinterachse 3 werden die Federaggregate 10 auf der rechten Fahrzeugseite separat von demjenigen auf der linken Fahrzeugseite gesteuert. Dementsprechend sind Steuerventile 16 und 17 angeordnet, welche den Druck in den jeweils nachgeschalteten Federaggregaten 10 einzusperren, durch Öffnung zur Atmosphäre hin zu vermindern bzw. durch Verbindung mit der Druckquelle 13 zu erhöhen gestatten. Die Drucksteuerung erfolgt wiederum mittels des Steuergerätes 14, welches dazu Signale von Sensoren 18 und 19 empfängt, die auf der rechten bzw. linken Fahrzeugseite zwischen Aufbau und Hinterachse 3 angeordnet sind.
Für die Antriebsachse 5 gilt Gleiches wie für die Hinterachse 3. Hier steuert das Steuergerät 14 in Abhängigkeit von Signalen der Sensoren 20 und 21, welche auf der rechten bzw. linken Fahrzeugseite zwischen Aufbau und Antriebsachse 5 angeordnet sind, die Steuerventile 22 und 23, so daß die Federaggregate 10 der Antriebsachse 5 auf der rechten oder linken Fahrzeugseite zur Erhöhung des Druckes mit einer Druckquelle 24 verbunden, bzw. durch Öffnung der Steuerventile 22 bzw. 23 zur Atmosphäre hin von Druck entlastet werden können. Bei einer jeweils dritten Lage der Steuerventile 22 und 23 bleibt der jeweilige Druck in den Federaggregaten 10 der Antriebsachse 5 eingesperrt.
Durch die nach Fahrzeugseiten getrennte Steuerung des Druckes der Federaggregate 10 an den Achsen 3 und 5 wird das Fahrzeug stabilisiert, d.h. es wird einer unerwünscht starken Seitenneigung entgegengewirkt.
Wenn jedoch aufgrund von Fahrbahnunebenheiten od.dgl. eine der Achsen 3 oder 5 gegenüber der jeweils anderen Achse einseitig eine stärkere Einfederung erleidet, so erzeugen die Rückstellkräfte der Federaggregate 10 an den Achsen 3 und 5 Drehmomente, welche Vorderwagen 1 und Nachläuferwa- gen 4 gegeneinander zu verschränken suchen, so daß die Gelenkverbindung zwischen den beiden Wagen 1 und 4 im Sinne einer Verwindung bezüglich der Fahrzeuglängsachse stark beansprucht wird.
Erfindungsgemäß können nun diese Kräfte stark vermindert werden, indem beispielsweise, wenn die Hinterachse 3 auf der rechten Seite gegenüber dem Fahrzeugaufbau eine tiefere Lage einnimmt als die Antriebsachse 5 1. durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventiles 22 der Druck in den Federaggregaten 10 auf der rechten Seite der Antriebsachse 5 vermindert wird, und zwar innerhalb vorgegebener Grenzen, um die Seitenneigung des Fahrzeugaufbaues nicht unerwünscht stark zu erhöhen, und/oder 2. durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventiles 17 der Druck der Federaggregate 10 auf der linken Seite der Hinterachse 3 innerhalb vorgegebener Grenzen vermindert wird. Damit vermindert sich zwar der Bodenabstand des Fahrzeuges im Bereich der Hinterachse 3, dies hat jedoch im praktischen Betrieb keine Bedeutung.
Vorzugsweise werden die beiden genannten Maßnahmen simultan durchgeführt, so daß die jeweils erfolgende Druckverminderung an den angesteuerten Federaggregaten 10 vergleichsweise gering sein kann, gleichwohl jedoch eine starke Verminderung der auf die gelenkige Verbindung zwischen Vorderwagen 1 und Nachläuferwagen 4 im Sinne einer Verwindung einwirkenden Kräfte erreicht wird.
Die Wirksamkeit wird bei Betrachtung der Figur 3 deutlich.
Dort ist die jeweils von einem Federaggregat 10 erzeugte Abstützkraft K in Abhängigkeit vom Ein- bzw. Ausfederweg x qualitativ aufgezeichnet. Man erkennt, daß die Federkraft K bei stärkerer Einfederung stark progressiv anwächst. Wenn also gemäß der Erfindung bei vergleichsweise starker einseitiger Einfederung einer der Achsen 3 und 5 gegenüber der jeweils anderen Achse eine begrenzte Druckminderung an den Federaggregaten 10 in der oben geschilderten Weise erfolgt, so können die Federkräfte und damit die Belastungen des Gelenkes wirksam vermindert werden.

Claims

Ansprüche 1. Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Achsen, die gegenüber dem Fahrzeugaufbau mittels steuerbarer, insbesondere pneumatischer Federaggregate abgestützt sind, deren Abstützkräfte auf den beiden Fahrzeugseiten separat, unabhängig von der jeweils anderen Fahrzeugseite, in Abhängigkeit von Ein- bzw. Ausfederwegen einstellbar sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstützkräfte des der einen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates (10) der einen Achse (3 oder 5) und/oder des der anderen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates (10) der anderen Achse (5 oder 3) begrenzt verminderbar bzw. die Abstützkräfte des der anderen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates (10) der einen Achse (3 oder 5) und/oder des der einen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates (10) der anderen Achse (5 oder 3) begrenzt erhöhbar sind, wenn die eine Achse (3 oder 5) auf der einen Fahrzeugseite im Vergleich zur anderen Achse (5 oder 3) verstärkt - überwiegend -einseitig einfedert.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Abstützkräfte des der einen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates (10) der einen Achse (3 oder 5) und des der anderen Fahrzeugseite zugeordneten Federaggregates (10) der anderen Achse (5 oder 3) simultan begrenzt verminderbar sind.
3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gelenkfahrzeug mit zweiachsigem - lenkbaren - Vorderwagen (1) und damit gelenkig verbundenem einachsigen Nachläuferwagen (4) die eine Achse (3) als hintere Achse des Vorderwagens (1) und die andere Achse (5) als Achse des Nachläuferwagens (4) angeordnet ist.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderachse (2) des Vorderwagens (1) miteinander gekoppelte, steuerbare, insbesondere pneumatische Federaggregate (10) mit simultan auf beiden Fahrzeugseiten verstellbaren Abstützkräften angeordnet sind.