DE4126500A1 - Kraftfahrzeug, insbesondere personenkraftwagen, mit einer vorrichtung zum ausgleich des bremsnickens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer Vorrichtung zum Ausgleich des Bremsnickens der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art, wie es beispielsweise aus der DE-OS 28 28 758 bekannt ist.

Beim Bremsen eines Kraftfahrzeuges federt die Vorderachse i. a. mehr oder weniger stark ein und die Hinterachse aus. Dieses als Bremstauchen oder Bremsnicken bezeichnete Verhalten ist im all­ gemeinen unerwünscht, da es u. a. als unkomfortabel empfunden wird.

Die Forderung nach Verringerung dieses Bremstauchens bzw. Bremsnickens verlangt ein dicht am Rad und möglichst hoch liegendes Nickzentrum, was konstruktiv durch eine geeignete Schrägstellung der jeweiligen Radführungsglieder erzielt werden kann. In der Regel führt eine derartige Auslegung der Radauf­ hängung jedoch dazu, daß dann beim Bremsen größere Nachlaufwin­ keländerungen auftreten, was die Lenkbarkeit des Fahrzeugs stört.

Um dem Bremstauchen bzw. Bremsnicken entgegenzuwirken, ist es auch bereits bekannt (z. B. DE-AS 19 20 087, DE-OS 28 28 758), die beim Bremsen des Fahrzeuges entstehenden Bremsreaktionsmo­ mente auszunutzen, um auf den Vorderwagen des Kraftfahrzeugs eine nach oben gerichtete, d. h. den Vorderwagen anhebende Kraft einwirken zu lassen. Zu diesem Zweck ist jeweils der nicht umlaufende Teil der Vorderradbremse, d. h. der Bremssta­ tor bzw. der den Radbremszylinder etc. tragende Bremsträger (Bremsträgerblech) nicht wie sonst allgemein üblich starr am Achsschenkel befestigt, sondern drehbeweglich gegenüber diesem gelagert, wobei die beim Bremsen auftretenden Bremsreaktionsmo­ mente über eine am drehbeweglichen Bremsträger angelenkte, im wesentlichen etwa senkrecht ausgerichtete Stützstabvorrichtung - den Vorderwagen anhebend - am Fahrzeugaufbau abgestützt wer­ den.

Bei einer dieser bekannten Anordnungen (z. B. DE-OS 28 28 758) ist dabei jeweils am ungefederten Teil der jeweiligen Vorder­ radaufhängung, z. B. bei einer Federbein-Vorderradaufhängung am Dämpferrohr des Federbeins, ein zweiarmiger Schwenkhebel in ei­ ner zur Vorderradebene parallelen Ebene schwenkbar angelenkt, der als Übersetzungshebel dient; der Schwenkhebel ist dabei je nach den Einbauverhältnissen entweder als gerader Hebel oder als Winkelhebel mit gegeneinander abgewinkelten Hebelarmen (Fig. 4) ausgebildet. Bei dieser bekannten Vorrichtung zum Aus­ gleich des Bremsnickens besitzt die Stützstabvorrichtung zwei Stützstäbe, wobei ein erster Stützstab mit seinem einen Ende am ersten Hebelarm des Schwenkhebels und mit seinem anderen Ende am nicht umlaufenden, jedoch gegenüber dem Achsschenkel des Vorderrades drehbeweglich gelagerten Teil (z. B. Bremsträger­ blech) der Vorderradbremse angelenkt ist, während der zweite Stützstab mit seinem einen Ende am gegenüber dem ersten Hebel­ arm abgewinkelten zweiten Hebelarm des Schwenkhebels und mit seinem anderen Ende am Fahrzeugaufbau oder Teilen davon ange­ lenkt ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Ausgleich des Bremsnickens derart auszubilden, daß es sich nicht nur beim Bremsen bei Geradeausfahrt, sondern auch beim Bremsen bei Kur­ venfahrt durch ein gutes Eigenlenkverhalten auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß werden also die Hebelarme des zweiarmigen Schwenkhebels sowie die beiden Stützstäbe derart bemessen und ausgerichtet, daß die beim Bremsen in den Fahrzeugaufbau einge­ leiteten Stützkräfte jeweils mit zunehmender Einfederung des Vorderrades größer und mit zunehmender Ausfederung des Vorder­ rades kleiner werden. Auf diese Weise wird beim Bremsen während einer Kurvenfahrt nicht nur das Bremsnicken, sondern gleichzei­ tig auch der Rollwinkel des Fahrzeuges - im Vergleich zu kon­ ventionellen Fahrzeugen - spürbar verkleinert.

Anhand eines in der Zeichnung prinzipienhaft dargestellten Aus­ führungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläu­ tert.

In den Figuren der Zeichnung sind in schematischer Darstellung lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die beiden Figuren zei­ gen die Seitenansicht eines der beiden vorderen Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs, wobei die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch einen Pfeil F angedeutet ist; dabei sind in Fig. 1 die Verhält­ nisse bei eingefedertem, z. B. an einem kurvenäußeren Rad dar­ gestellt und in Fig. 2 die Verhältnisse bei ausgefedertem, z. B. an einem kurveninneren Rad.

Das mit 1 bezifferte Vorderrad ist im Ausführungsbeispiel am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 7 bzw. an Teilen da­ von in üblicher Weise mittels eines an seinem Achsschenkel 2 angelenkten unteren dreieckförmigen Querlenkers 6 sowie mittels eines aus Teleskopstoßdämpfer 4 und Schraubenfeder 5 bestehen­ den Federbeins 3 angelenkt. Zwecks Vereinfachung der Darstel­ lung sind die Spurstangen, ein evtl. vorhandener Stabilisator oder eine Antriebshalbwelle etc. nicht weiter dargestellt.

Am nur schematisiert dargestellten Achsschenkel 2 ist der nicht umlaufende Teil der Vorderradbremse drehbeweglich gelagert. Im Ausführungsbeispiel ist mit 8 das drehbeweglich gelagerte Brems­ trägerblech und mit 9 der darauf befestigte Radbremszylinder einer Trommelbremse angedeutet. Bei Einsatz einer Scheibenbrem­ se wäre in entsprechender Weise der den Bremssattel oder Brems­ rahmen der Scheibenbremse tragende Bremsenträger drehbeweglich zu lagern. Am ungefederten Teil der Vorderradaufhängung, näm­ lich am Dämpferrohr 4 des Federbeins 3 ist ein zweiarmiger Schwenkhebel 11 mit einem ersten Hebelarm 11a und einem gegen den ersten Hebelarm abgewinkelten zweiten Hebelarm 11b ange­ lenkt, der in einer zur Vorderradebene parallelen Ebene um sei­ ne Anlenkachse (Schwenkpunkt) 14 schwenkbar ist.

Dieser Schwenkhebel 11 ist Teil einer mit 10 bezifferten etwa vertikal ausgerichteten Stützstabvorrichtung, über welche die beim Bremsen auftretenden Bremsreaktionsmomente zwecks Anhebung des Vorderwagens am Fahrzeugaufbau abgestützt werden.

Ein erster Stützstab 12 der Stützstabvorrichtung ist dabei mit seinem einen Ende am drehbeweglich gelagerten Bremsträgerblech 8 - und zwar im Abstand zu dessen Drehachse 17 - und mit seinem anderen Ende am ersten Hebelarm 11a des Schwenkhebels ange­ lenkt. Ein zweiter Stützstab 13 der Stützstabvorrichtung 10 greift mit seinem einen Ende am zweiten Hebelarm 11b des Schwenkhebels und mit seinem anderen Ende - über einen mit 18 bezifferten oberen Federteller des Federbeins - am Fahrzeugauf­ bau 7 an.

Es ist leicht erkennbar, daß beim Ein- und Ausfedern des Vor­ derrades 1 durch die beiden Stützstäbe 12 und 13 bei nicht be­ tätigter Vorderradbremse der zweiarmige Schwenkhebel 11 um sei­ ne Schwenkachse 14 geschwenkt und das drehbeweglich gelagerte Bremsträgerblech 8 frei um seine Drehachse 17 verdreht werden, und zwar beim in Fig. 1 dargestellten Einfedern in die eine Richtung und beim in Fig. 2 dargestellten Ausfedern in die an­ dere Richtung.

Bei Betätigung der Vorderradbremse - wenn also die mit dem Vor­ derrad 1 umlaufende, nicht weiter dargestellte Bremstrommel mit den auf dem Bremsträgerblech 8 befestigten, jedoch nicht weiter dargestellten Bremsbacken in Reibverbindung gebracht wird - er­ fährt das drehbeweglich gelagerte Bremsträgerblech 8 ein Dreh­ moment, dessen Richtung durch einen gestrichelten Pfeil ange­ deutet ist. Dieses Bremsmoment wird über die einerseits am Bremsträgerblech 8 und andererseits am Fahrzeugaufbau 7 angrei­ fende Stützstabvorrichtung 10 am oberen Federteller 18 und da­ mit am Fahrzeugaufbau 7 abgestützt. Diese Abstützkraft wirkt beim Bremsen des Fahrzeugs der sonst üblicherweise auftretenden Bremstauch- bzw. Bremsnickbewegung des Fahrzeugs entgegen, so daß der Tauchweg, d. h. der beim Bremsen auftretende Einfeder­ weg verringert oder sogar vollständig beseitigt wird.

Die beiden Stützstäbe 12 und 13 der Stützstabvorrichtung 10 und die beiden zueinander abgewinkelten Hebelarme 11a und 11b des Schwenkhebels 11 sind nun derart bemessen und räumlich zueinan­ der ausgerichtet, daß - ausgehend von der sogenannten Fahrzeug­ konstruktionslage - mit einer Einfederung des Vorderrades 1 ei­ ne Vergrößerung und mit einer Ausfederung des Vorderrades eine Verkleinerung des für die Bremsnickabstützung wirksamen Hebel­ armverhältnisses a : b bzw. a′ : b′ verbunden ist. Mit a bzw. a′ ist dabei die sich beim Ein- und Ausfedern verändernde wirksame Länge des ersten Hebelarms 11a benannt, d. h. der Abstand zwi­ schen dem ersten Stützstab 12 und einer zu diesem parallelen, durch den Schwenkpunkt 14 des Schwenkhebels 11 gelegten fikti­ ven ersten Geraden 15 bzw. 15′ und mit b bzw. b′ die wirksame Länge des zweiten Hebelarms 11b, d. h. der jeweils entsprechen­ de Abstand zwischen dem zweiten Stützstab 13 und einer zu die­ sem parallelen, durch den Schwenkpunkt 14 des Schwenkhebels 11 gelegten fiktiven zweiten Geraden 16 bzw. 16′.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stützstabvorrich­ tung 10 derart ausgebildet, daß die wirksame Länge des zweiten Hebelarms 11b des Schwenkhebels 11, d. h. der vorerwähnte Ab­ stand b bzw. b′, beim Ein- und Ausfedern des Vorderrades rela­ tiv wenig verändert wird, die wirksame Länge des ersten Hebel­ arms 11a des Schwenkhebels 11 dagegen, d. h. der vorerwähnte Abstand a bzw. a′ vergleichsweise stark und zwar derart, daß der Abstand a bei voll eingefedertem Vorderrad zumindest annä­ hernd seinen Größtwert (Fig. 1) und bei voll ausgefedertem Vor­ derrad zumindest annähernd seinen Kleinstwert (Fig. 2) auf­ weist.

Der gleiche Effekt kann natürlich auch dadurch erzielt werden, daß man die Stützstabvorrichtung derart bemißt und ausrichtet, daß sich beim Ein- und Ausfedern des Vorderrades die wirksame Länge des ersten Hebelarms 11a nur geringfügig, die wirksame Länge des zweiten Hebelarms 11b dagegen vergleichsweise stark verändert, jedoch im entgegengesetzten Sinne wie zuvor erwähnt. Auch ist es denkbar, eine geeignete Mischform vorzusehen.

Wenn das für die Bremsnickabstützung wirksame Hebelarmverhält­ nis a : b wie in Fig. 1 vergleichsweise groß ist, dann wird vom drehbeweglich gelagerten Bremsträgerblech 8 bei Betätigen der Vorderradbremse eine vergleichsweise große Bremsabstützkraft zum oberen Federteller 18 bzw. zum Fahrzeugaufbau 7 geleitet und - als Reaktion darauf - wird die Radlast an diesem Rad ver­ größert.

In entsprechender Weise wird vom drehbeweglich gelagerten Bremsträgerblech 8 beim Betätigen der Vorderradbremse eine ver­ gleichsweise kleine Bremsabstützkraft zum oberen Federteller 18 bzw. zum Fahrzeugaufbau 7 geleitet, wenn das für die Bremsnick­ abstützung wirksame Hebelarmverhältnis a′ : b′ wie in Fig. 2 ver­ gleichsweise klein ist.

Bei Kurvenfahrten federn die kurvenäußeren Räder eines Fahrzeu­ ges bekanntlich ein und die kurveninneren Räder des Fahrzeuges entsprechend aus, wobei die Größe des Ein- und Ausfederns im wesentlichen von den wirksamen Seitenkräften abhängt. Das be­ deutet für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, daß beim Bremsen in einer Kurve von der Bremse des kurvenäuße­ ren, eingefederten Vorderrades zum Ausgleich des Bremsnickens eine vergleichsweise große Abstützkraft, von der Bremse des kurveninneren, ausgefederten Rades dagegen lediglich eine ver­ gleichsweise kleine Abstützkraft in den oberen Federteller 18 bzw. den Fahrzeugaufbau 7 eingeleitet wird. Diese unterschied­ lich großen Abstützkräfte erzeugen ein Rollrückstellmoment, d. h. die Rollmomentabstützung an der Vorderachse wird erhöht und somit der Vorderachsschräglaufwinkel in Richtung Untersteuern vergrößert.

Durch die Verkleinerung des Rollwinkels wird die Hinterachse hinsichtlich der Rollmomentabstützung entlastet, wodurch der Achsschräglaufwinkel der Hinterachse entsprechend verkleinert wird, so daß evtl. vorhandene Tendenzen zum Bremsübersteuern bzw. zum Ausbrechen beseitigt oder aber zumindest spürbar ver­ ringert werden. Im übrigen trägt die mit der Verringerung des Rollwinkels einhergehende Verkleinerung des Sturzwinkels der Fahrzeugräder zur Fahrbahn auch zur Verbesserung des allgemei­ nen Kurvenfahrverhaltens des Fahrzeuges beim Bremsen bei.

Beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird dem Bremstauchen bzw. Bremsnicken mit der Vorrichtung zum Ausgleich des Bremsnickens bei Geradeausfahrt in gewohnter Weise und in gewohntem Umfange entgegengewirkt. Beim Bremsen während Kurvenfahrten wird dage­ gen nicht nur das Bremsnicken an der Vorderachse verringert, sondern gleichzeitig wird auch durch die Erzeugung des erwähn­ ten Rollabstützmomentes der Reifenschräglaufwinkel aller Fahr­ zeugräder hinsichtlich verbesserter Spurhaltung korrigiert.

Die Erfindung wurde anhand einer Federbein-Vorderachse erläu­ tert. Sie ist jedoch nicht auf Federbeinachsen beschränkt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können - ähnlich wie in der DE-OS 28 28 758 - in entsprechender Weise mit gleichen Vorteilen auch z. B. bei Doppelquerlenkerachsen oder bei Starrachsen angewendet werden.

Claims (1)

1. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Vor­ richtung zum Ausgleich des Bremsnickens, enthaltend zwei mit den beiden Vorderradbremsen zusammenwirken­ de Stützstabvorrichtungen (10) mit je einem am ungefederten Teil der jeweiligen Vorderradaufhängung - in einer zur Vorder­ radebene parallelen Ebene - schwenkbar angelenkten zweiarmigen Schwenkhebel (11), an dessen erstem Hebelarm (11a) ein anderen­ ends an einem nicht umlaufenden, jedoch auf dem Achsschenkel (2) drehbar gelagerten Teil (z. B. Bremsträgerblech 8) der je­ weiligen Vorderradbremse angelenkter erster Stützstab (12) und an dessen gegen den ersten Hebelarm (11a) abgewinkelten zweiten Hebelarm (11b) ein anderenends am Fahrzeugaufbau (7) oder an Teilen davon angelenkter zweiter Stützstab (13) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützstäbe (12, 13) so­ wie die gegeneinander abgewinkelten Hebelarme (11a, 11b) des zweiarmigen Schwenkhebels (11) derart bemessen und räumlich zu­ einander ausgerichtet sind, daß - ausgehend von der Fahrzeug­ konstruktionslage - mit einer Einfederung des Vorderrades (1) eine Vergrößerung und mit einer Ausfederung des Vorderrades (1) eine Verkleinerung des für die Bremsnickabstützung wirksamen Hebelarmverhältnisses ab bzw. a′ : b′ verbunden ist,
wobei a bzw. a′ der sich beim ein- und ausfederungsbedingten Verschwen­ ken des Schwenkhebels (11) verändernde Abstand zwischen dem er­ sten Stützstab (12) und einer zu diesem parallelen, durch den Schwenkpunkt (14) des Schwenkhebels (11) gelegten fiktiven er­ sten Geraden (15, 15′)
und b bzw. b′ der jeweils entsprechende Abstand zwischen dem zweiten Stützstab (13) und einer zu diesem parallelen, durch den Schwenkpunkt (14) des Schwenkhebels (11) gelegten fiktierten zweiten Geraden (16, 16′) ist.