DE3928062A1 - Vorrichtung zur beeinflussung der lage eines kraftfahrzeugaufbaues zu einer fahrzeugachse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Lage eines Kraftfahrzeugaufbaues zu einer Fahrzeug­ achse mit Einzelradaufhängungen, die über jeweils einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Torsionsfe­ derstab abgefedert sind, mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes von Patentanspruch 1.

Aus der US-PS 29 61 254 ist bereits ein Kraftfahrzeug mit einer derart konzipierten Vorrichtung bekannt. Die zur Radabfederung vorgesehenen, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Torsionfederstäbe sind mittels einer Tordiereinrichtung in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der Vorderräder derart tordierbar, daß der Fahrzeugaufbau zur Kurveninnenseite bzw. entgegen der auf das Fahrzeug wir­ kenden Zentrifugalkraft geneigt wird und dadurch eine Wankabstützung erfährt. Beispielsweise werden hierfür beim Durchfahren einer Linkskurve die den rechten und linken Fahrzeugrädern zugeordneten Torsionsfederstäbe, in Fahrt­ richtung gesehen, jeweils im Uhrzeigersinn tordiert.

Hierzu wird ein Kolben eines die Tordiereinrichtung bil­ denden Arbeitszylinders, der über jeweils eine Kolben­ stange auf einen auf den Torsionsfederstäben drehfest an­ geordneten Hebel einwirkt, in Fahrzeugquerrichtung nach rechts gesteuert, wobei dessen Verstellweg zum Einschlag­ winkel der Vorderräder proportional ist. Dadurch werden die Fahrzeugräder auf der rechten Fahrzeugseite nach unten gedrückt bzw. zusätzlich belastet, während die Fahrzeug­ räder der gegenüberliegenden Fahrzeugseite entsprechend entlastet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 so weiterzubilden, daß mit Hilfe ihrer Tordiereinrichtung außer einem Ausgleich von Wankbewe­ gungen noch eine Niveauregulierung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Ausstattung des Tordiergliedes mit zwei, sich jeweils mit einem der Hebel der Torsionsfederstäbe in Eingriff befindlichen und am Tordierglied durch eine niveauabhängig ansteuerbare Antriebsvorrichtung in Fahrzeugquerrichtung gleichzeitig in einander entgegengesetzten Richtungen verstellbare Niveaustellglieder erlaubt ein Tordieren der Torsionsfederstäbe in einander entgegengesetzten Rich­ tungen, wodurch sich der Fahrzeugaufbau entweder entspre­ chend anheben oder absenken läßt.

Die Torsionsfederstäbe können den Einzelradaufhängungen von Vorder- und/oder Hinterachse zugeordnet sein. Im Falle einzeln aufgehängter Räder an allen Fahrzeugachsen kann dabei jedem Radpaar einer Fahrzeugachse ein Paar von Tor­ sionsfederstäben zugeordnet sein, die dann vorteilhaft mittels einer gemeinsamen Tordiereinrichtung für einen Wankausgleich bzw. zur Niveauänderung entsprechend tordierbar sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematisierter Darstellung eine mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beein­ flußbare Fahrzeugachse, wobei die Tordiereinrichtung der Vorrichtung teilweise aufgebrochen dargestellt ist,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.

Mit 10 und 12 sind als Ganzes die unteren Querlenker einer Fahrzeugachse, beispielsweise einer gelenkten Vorderachse eines Personenkraftwagens oder Geländewagens, bezeichnet, die jeweils über ein äußeres Traggelenk 14 bzw. 16 beispielsweise an einem nicht dargestellten Radträger an­ gelenkt sind.

Beide Querlenker 10 und 12 sind jeweils über zwei in Fahrtrichtung im Abstand hintereinander liegende Lenker­ lager 20 und 22 bzw. 24 und 26 aufbauseitig um eine zur vertikalen Fahrzeuglängsmittenebene parallele Schwenkachse 28 bzw. 30 verschwenkbar.

Zur Abfederung der Räder dieser Fahrzeugachse dient je­ weils ein sich in Fahrzeuglängsrichtung, beispielsweise entgegen der Fahrtrichtung F erstreckender Torsionsfeder­ stab 32 bzw. 34. Mit ihrem einen Stabendstück 32′ bzw. 34′ sind diese im zugeordneten Querlenker 10 bzw. 12 in seit­ lichem Abstand zu dessen Schwenkachse 28 bzw. 30 drehfest gehalten. Mit ihrem anderen Stabendstück 32′′ bzw. 34′′ sind sie in bekannter Weise beispielsweise in Lagerstellen ei­ nes nicht gezeigten Karosseriequerträgers drehfest gehal­ ten.

Mit 36 ist als Ganzes eine zwischen den Torsionsfederstä­ ben 32 und 34 in deren hinterem Endbereich angeordnete Tordiereinrichtung bezeichnet. Diese weist ein aufbau­ festes Führungsgehäuse 38 auf, in welchem ein Tordierglied 40 in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar und feststellbar geführt ist. Dessen Verschiebung wird in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgröße des Fahrzeuges, beispiels­ weise der Fliehkraft, über eine Antriebsvorrichtung ge­ eigneter Ausbildung, hier beispielsweise durch ein über einen elektrischen Stellmotor 42 antreibbares und mit ei­ ner Verzahnung 44 des Tordiergliedes 40 kämmendes Zahn­ ritzel 46 bewerkstelligt. Auf den Zweck dieser Verstell­ bewegung wird weiter unten eingegangen.

Innerhalb des Tordiergliedes 40 sind fluchtend zu dessen sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Längsachse zwei Niveaustellglieder 48 und 50 angeordnet, die mit jeweils einem Hebel 52 bzw. 54 über eine Verbindungsstange 56 bzw. 58 beweglich verbunden sind. Die beiden Hebel 52 und 54 sitzen jeweils drehfest auf einem der Endstücke 32′′ bzw. 34′′ der Torsionsfederstäbe 32 und 34.

Die Niveaueinstellglieder 48 und 50 sind mittels einer niveauabhängig steuerbaren Antriebsvorrichtung 60 zuein­ ander entgegengesetzt in Fahrzeugquerrichtung verstellbar und feststellbar. Zu diesem Zweck sind diese mit einem Gewindeschaft 48′ bzw. 50′ in jeweils einer Gewindehülse 62 bzw. 64 mit zueinander entgegengesetzte Steigungen aufweisenden Innengewinden geführt.

Die beiden zueinander koaxialen Gewindehülsen 62 und 64 sind jeweils an eine Stirnseite eines Schneckenrades 66 der Antriebsvorrichtung 60 angeformt, das um die Längs­ achse des Tordiergliedes 40 in diesem, axial gesichert, verdrehbar und feststellbar gelagert ist. Das Schneckenrad 66 kämmt mit einer Antriebsschnecke 68, die durch eine Antriebsvorrichtung, hier beispielsweise ein elektrischer Stellmotor 70 niveauabhängig in einander entgegengesetzten Richtungen antreibbar ist.

Zur Ansteuerung der Stellmotoren 42 und 70 dient eine Steuer­ einrichtung 72, die einen von im Fahrzeug installierten Sensoren, hier beispielsweise einem Sensor 74 für die Niveau­ regulierung und einem Lenkwinkel- sowie Fahrgeschwindigkeits­ sensor 76 für den Wankausgleich über elektrische Leitungen 73 und 75 ansteuerbaren Weg-Spannungswandler 78 aufweist, in welchem durch die beiden Sensoren 74 und 76 mechanisch ermittelte Meßgrößen in elektrische Spannungssignale umge­ wandelt und durch diese über elektrische Leitungen 80 und 82 die Stellmotoren 40 und 70 entsprechend angesteuert werden.

Selbstverständlich können zur Motoransteuerung noch weitere Betriebs- bzw. Steuergrößen, wie beispielsweise Bremsver­ zögerungen, Beschleunigungen und dergleichen über Sensoren ermittelt und im Weg-Spannungswandler 78 zu Spannungssigna­ len verknüpft werden.

Des weiteren kann an den Weg-Spannungswandler 78 gegebe­ nenfalls noch wenigstens ein manuell betätigbarer Schalter 80 angeschlossen sein, mit dessen Hilfe sich die Tordierein­ richtung 36 stillegen läßt, z.B. durch Abschalten der Ver­ sorgungsspannung des Weg-Spannungswandlers 78 und/oder wahlweise nur eine der beiden Funktionen der Tordiereinrich­ tung, also entweder nur ein Wankausgleich oder nur die Niveauregulierung, aktiv geschaltet wird.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Zum Ausgleichen von Wankbewegungen beim Kurvenfahren wird die Tordiereinrichtung 36 durch die aus Stellmotor 42, Verzahnung 44 und Zahnritzel 46 bestehende Antriebsvor­ richtung in Abhängigkeit von der durch den die Fahrge­ schwindigkeit und den Lenkwinkel erfassenden Sensor 76 ermittelten Betriebsgröße derart angesteuert, daß das Tordierglied 40 innerhalb des Führungsgehäuses 38 in Fahrzeugquerrichtung zur Kurvenaußenseite hin verlagert wird. Dabei werden beispielsweise im Falle einer Links­ kurve beide Hebel 52 und 54, in Fahrtrichtung F des Fahr­ zeuges betrachtet, im Uhrzeigersinn um einen Winkel verschwenkt, der eine Torsion beider Torsionsfederstäbe 32, 34 veranlaßt, durch die eine Kippbewegung des Fahr­ zeugaufbaues um die Fahrzeugrollachse im wesentlichen verhindert wird.

Für eine Niveauregulierung wird über den Niveausensor 74 der Stellmotor 70 zum Verdrehen des Schneckenrades 66 so­ wie der Gewindehülsen 62 und 64 angesteuert. Je nach der durch das Ausgangsniveau bestimmten Schwenkrichtung der Hebel 52 und 54 verlagern sich dabei die Niveaustellglie­ der 48 und 50 gemeinsam derart, daß die Torsionsfederstäbe 32 und 34 entweder zum Anheben oder Absenken des Fahr­ zeugaufbaues tordiert werden. Im ersteren Falle werden dazu die Hebel 52 und 54 nach außen, im zweiten Falle nach innen verschwenkt.

Die axiale Verstellung der Niveaustellglieder 48 und 50 mittels eines Schneckengetriebes 66, 68 bietet den Vorteil der Selbsthemmung, so daß bei abgestelltem Fahrzeug das Niveau des Fahrzeugaufbaues sich nicht ändern kann. Au­ ßerdem muß im Ruhezustand keine Energie zugeführt werden, wie dies z.B. für einem Leckölersatz bei einem hydrau­ lischen Antriebssystem erforderlich wäre.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Beeinflussung der Lage eines Kraft­ fahrzeugaufbaues zu einer Fahrzeugachse mit Einzelradaufhängungen, die über jeweils einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Torsionsfederstab ab­ gefedert sind, mit einer zwischen den Torsionsfederstäben im Bereich ihres von der Radaufhängung abgekehrten Sta­ bendes angeordneten Tordiereinrichtung, die ein sich mit jeweils einem auf den Torsionsstäben drehfest angeordneten Hebel in Eingriff befindendes Tordierglied aufweist, das in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebsgröße des Fahr­ zeuges durch eine Stellvorrichtung in Fahrzeugquerrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tordierglied (40) zwei mit jeweils einem der Hebel (52 und 54) beweglich verbundene und mittels einer niveauabhängig ansteuerbaren Antriebsvorrichtung (66, 68, 70) in Fahrzeugquerrichtung gemeinsam in einander entge­ gengesetzte Richtungen verstellbare Niveaustellglieder (48 und 50) trägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein Schneckengetriebe (66, 68) aufweist, dessen Schneckenrad (66) an seinen Stirnseiten in dessen Radachse liegende, gegenläufige Innengewinde aufweisende Gewindehülsen (62 und 64) trägt, in welche jeweils eines der Niveaustellglieder (48 und 50) mit einem Gewindeschaft (48′ bzw. 50′) unverdrehbar geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schneckengetriebe (66, 68) und Niveaustellglieder (48 und 50) in das Tordierglied (40) integriert sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tordierglied (40) in einem stationären Führungs­ gehäuse (38) verschiebbar angeordnet und mittels der am Führungsgehäuse (38) angebauten Stellvorrichtung, insbe­ sondere Stellmotor (42), in Fahrzeugquerrichtung ver­ schiebbar ist.