DE4216542A1

DE4216542A1 - Federungssystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4216542A1
Application number: DE4216542A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1992-12-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit um eine Lenkerdrehachse schwenkbar am Fahrzeugaufbau ange lenkten Radführungslenkern, mit zwischen Fahrzeugaufbau und Radführungslenker angeordnetem Stabilisator und mit zwischen Fahrzeugaufbau und Radführungslenker angeordnetem Federele ment, vorzugsweise in Form eines Federdämpfers, dessen achs seitiges Ende am Radführungslenker über einen Hebelarm an greift, dessen wirksame Hebellänge mittels eines Stellgliedes veränderbar ist zur weitgehenden Konstanthaltung des Fahr zeugniveaus, der Aufbaueigenfrequenz und des Aufbaudämpfungs maßes.

Derartige Federungssysteme sind in zahlreichen Varianten be kannt (DE-PS 0 93 661, DE-AS 11 18 621, DE-OS 26 04 809, 37 34 697 und 37 34 724). Durch Veränderung der wirksamen He bellänge, über die das genannte Federelement den Radführungs lenker beaufschlagt, ändert sich zwangsläufig die am Rad vor herrschende Federkonstante und damit auch das Rollrückstellmo ment. Diese Änderung ist in der Regel an der Hinterachse grö ßer als an der Vorderachse, da an der Hinterachse der Unter schied zwischen Leer- und Vollast größer ist. Dadurch ergibt sich dort ein großes Rollrückstellmoment mit einem entspre chend großen Reifenschräglauf der betreffenden Achse und da durch ein nachteiliges Übersteuern des Fahrzeugs bei Vollast.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß ein bei Zuladung die Stabilisator- sowie die Rad-Federkonstante erhö hendes Stellglied vorgeschlagen, das von einem Niveauregler beaufschlagt ist.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn Federelement und Stabilisator ein gemeinsames Stellglied aufweisen. In konstruktiv besonders einfacher Weise läßt sich dadurch bei zunehmender Beladung gleichzeitig mit der Verschiebung des unteren Federelementen des auch der wirksame Hebelarm des Stabilisators verändern.

Das erfindungsgemäße Federungssystem wird zweckmäßig nur an der Vorderachse eines vorzugsweise mit Allradniveauregelung ausgestatteten Kraftfahrzeugs vorgesehen; an der niveaugere gelten Hinterachse erweist sich eine Stabilisatorveränderung als nicht erforderlich.

Wird bei Vollast das Rollrückstellmoment der Vorderachse mit Hilfe der Vergrößerung ihrer Stabilisator-Federkonstanten wei ter erhöht, führt dies wunschgemäß zur Vergrößerung des Rei fenschräglaufwinkels der Vorderachse und somit, da gleichzei tig die Rollneigung kleiner wird, zur Verkleinerung des Rei fenschräglaufwinkels der Hinterachse. Hieraus resultiert ein verbessertes Eigenlenkverhalten.

In einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn der Stabilisator über einen Winkelschen kel am Radführungslenker angreift, und daß die Veränderung der Stabilisator-Federkonstante durch Veränderung der wirksamen Länge des Winkelschenkels erfolgt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Winkelschenkel des Stabilisators in einem am Radfüh rungslenker vorgesehenen Gelenk erfolgt.

Die kinematische Verbindung zwischen der Verschiebung des Sta bilisators und des unteren Endes des Federelementes ist dann besonders einfach, wenn das achsseitige Ende des Federelemen tes am Winkelschenkel des Stabilisators angelenkt ist.

Um neben der Sicherstellung einer konstanten Niveauhöhe des Aufbaus auch die Aufbaueigenfrequenz sowie das Aufbaudämp fungsmaß weitgehend konstant halten zu können, ist es vorteil haft, wenn das als Federdämpfer ausgebildete Federelement ge genüber der Lotrechten entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung um einen spitzen Winkel geneigt ist und/oder wenn der Stabilisa tor am Fahrzeugaufbau über zumindest einen Lenker angelenkt ist, der gegenüber der Lotrechten in Vorwärtsfahrtrichtung um einen spitzen Winkel geneigt ist. Diese entgegengesetzte Schrägstellung erfolgt unter Berücksichtigung der gewählten Schraubenfederhärte.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Wesentliches Erfindungsmerkmal ist die gleichzeitige Verstel lung des Federdämpfers und des Stabilisators. Hierdurch wird ein Fahrzeug mit niederfrequenter Federung aller Räder ge schaffen, wobei beim Niveauregelvorgang zugleich das Stabili satorrückstellmoment verändert und dadurch ein lastunabhängi ges Eigenlenken erreicht wird.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungs form der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht ein Federungssystem für die Vor derachse eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 als halbe Vorder achse in Draufsicht und zwar bei Leerlast und

Fig. 3 in einer Darstellung gemäß Fig. 2 die andere Hälfte der Vorderachse unter Vollast.

Schematisch dargestellt ist eine als Doppelquerlenkerachse ausgeführte Vorderachse ohne Federbein. Angedeutet ist jeweils ein Vorderrad 1 mit seiner Radachse 2 und einem Radführungs lenker 3 als unterer Querlenker, der um eine Lenkerdrehachse 4 schwenkbar am Fahrzeugaufbau 5 in nicht näher dargestellter Weise angelenkt ist. Zwischen dem Fahrzeugaufbau 5 und dem Radführungslenker 3 sind ein Stabilisator 6 sowie ein Feder dämpfer 7 angeordnet.

Der Stabilisator 6 ist ein U-förmiger Drehstab, der über zu mindest einen Lenker 8 am Fahrzeugaufbau 5 angelenkt und mit einem Winkelschenkel 9 in einem Gelenk 10 des Radführungslen kers 3 längsverschiebbar geführt ist. Das Gelenk 10 kann eine Gleit-Wälz- oder Rollenführung aufweisen, jedoch mit großzügi gen Toleranzen ausgelegt sein, da durch die Radlasten praktisch ständig eine zur Fahrbahn 11 gerichtete Kraft wirkt, die Klappergeräusche vermeidet. Am Stabilisator 6 greift ein Stellglied 12 an, das z. B. ein Hydraulikkolben sein kann, dessen Regelsignal von einem ebenfalls nur schema tisch angedeuteten Niveauregler 13 geliefert wird, der von ei nem den Stabilisator 6 untergreifenden Hebelarm 14 beauf schlagt wird. Der Niveauregler 13 mißt die sich aufgrund der jeweiligen Zuladung einstellende Höhendifferenz des Fahrzeug aufbaus 5 gegenüber einem vorgegebenen Mittelwert und regelt das Stellglied 12, bis der vorgegebene Höhenwert wieder er reicht ist.

Fig. 2 zeigt das Stellglied 12 bzw. den von dem Stellglied 12 unmittelbar beaufschlagten Stabilisator 6 bei Leerlast, Fig. 3 hingegen bei Vollast. Hier ist der das Stellglied 12 bilden de Kolben weiter ausgefahren und hat dadurch den Winkelschen kel 9 des Stabilisators 6 gegenüber dem Gelenk 10 des Radfüh rungslenkers 3 nach rechts verschoben. Durch diese Verschie bung wird die wirksame Länge des Winkelschenkels 9 verkürzt und damit die Stabilisator-Federkonstante erhöht.

Der mit seinem oberen Ende am Fahrzeugaufbau 5 angelenkte Fe derdämpfer 7 ist mit seinem achsseitigen Ende über ein Gelenk 15 am Winkelschenkel 9 des Stabilisators 6 so angelenkt, daß der Federdämpfer 7 gegenüber der Lotrechten entgegen der Vor wärtsfahrtrichtung 16 um einen spitzen Winkel (α) geneigt ist. Der Abstand des Gelenkes 15 von dem Gelenk 10 des Radführungs lenkers 3 definiert den jeweils wirksamen Hebelarm a, über den der Federdämpfer 7 am Radführungslenker 3 angreift. Die Figu ren lassen ohne weiteres erkennen, daß eine Verschiebung des Stabilisators 6 durch das Stellglied 12 und damit eine Verän derung der wirksamen Länge des Winkelschenkels 9 zugleich auch zu einer Veränderung der wirksamen Länge des Hebelarmes a führt. Ohne zusätzliche Verstellelemente läßt sich somit an der Vorderachse zugleich mit dem Federdämpfer 7 auch der Sta bilisator 6 für eine Rollmomentkorrektur verstellen. Dadurch läßt sich ein Fahrzeug mit niederfrequenter Federung aller Rä der schaffen, wobei durch das erfindungsgemäße Federungssystem der Vorderachse automatisch eine Korrektur des Eigenlenkver haltens hinsichtlich einer Lastunabhängigkeit ermöglicht wird.

Claims

1. Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit um eine Lenker drehachse (4) schwenkbar am Fahrzeugaufbau (5) angelenk ten Radführungslenkern (3), mit zwischen Fahrzeugaufbau (5) und Radführungslenker (3) angeordnetem Stabilisator (6) und mit zwischen Fahrzeugaufbau (5) und Radführungs lenker (3) angeordnetem Federelement (7), vorzugsweise in Form eines Federdämpfers, dessen achsseitiges Ende am Radführungslenker (3) über einen Hebelarm (a) angreift, dessen wirksame Hebellänge mittels eines Stellgliedes (12) veränderbar ist zur weitgehenden Konstanthaltung des Fahrzeugsniveaus, der Aufbaueigenfrequenz und des Aufbaudämpfungsmaßes, gekennzeichnet durch ein bei Zula dung die Stabilisator- sowie die Rad-Federkonstante er höhendes Stellglied (12), das von einem Niveauregler (13) beaufschlagt ist.

2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Federelement (7) und Stabilisator (6) ein gemeinsa mes Stellglied (12) aufweisen.

3. Federungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Stabilisator (6) über einen Winkel schenkel (9) am Radführungslenker (3) angreift, und daß die Veränderung der Stabilisator-Federkonstante durch Veränderung der wirksamen Länge des Winkelschenkels (9) erfolgt.

4. Federungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelschenkel (9) des Stabilisators (6) ver schiebbar im Radführungslenker (3) geführt ist.

5. Federungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung in einem Gelenk (10) erfolgt.

6. Federungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das achsseitige Ende des Federelementes (7) am Winkelschenkel (9) des Stabilisators (6) ange lenkt ist.

7. Federungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das vom Niveauregler (13) be aufschlagte Stellglied (12) unmittelbar am Stabilisator (6) angreift.

8. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Federdämpfer ausge bildete Federelement (7) gegenüber der Lotrechten ent gegen der Vorwärtsfahrtrichtung (16) um einen spitzen Winkel (α) geneigt ist.

9. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (6) am Fahrzeugaufbau (5) über zumindest einen Lenker (8) ange lenkt ist, der gegenüber der Lotrechten in Vorwärts fahrtrichtung (16) um einen spitzen Winkel geneigt ist.

10. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (6) ein U-förmiger Drehstab ist.

11. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radführungslenker (3) ein Querlenker z. B. einer Doppelquerlenkerachse ist.

12. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Anordnung nur an der Vorder achse eines vorzugsweise mit Allradniveauregelung ausge statteten Kraftfahrzeugs.