DE4342360A1 - Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

An der Vorderachse und an der Hinterachse besitzt fast jedes Kraftfahrzeug einen Stabilisator, der an der Vorderachse in der Regel einen größeren Torsionsdurchmesser aufweist als an der Hinterachse. Der Stabilisator wirkt einer ungleichen Ein­ federungsbewegung entgegen und reduziert maßgeblich die Wank­ bewegung des Fahrzeuges. Diese Auslegung kommt dem Durch­ schnittsfahrer entgegen, erzielt man doch eine Untersteuerung bei schnellerer Kurvenfahrt, wodurch das Fahrzeug leichter beherrschbar bleibt. Für das kurvenwillige Fahrverhalten ist es aber nötig, daß der Stabilisator an der Hinterachse stärker ausgebildet ist, so daß sich das Fahrzeug in die Kurve ein­ dreht.

Zur Beeinflussung der Wankbewegung ist es bekannt, den Stabi­ lisator an mindestens einer Achse mittels eines Aktuators an­ zusteuern, wobei derzeit eine solche Stabilisatoranordnung noch relativ teuer ist und sich auf Fahrzeuge der gehobenen Kategorien beschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stabilisator zu schaffen, der bei einem günstigen Preis eine dem Fahrver­ halten der Fahrsicherheit angepaßten Abstimmung des Fahrzeuges ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem minde­ stens einer der Stabilisatoren geteilt ausgeführt ist und eine Verdrehkupplung aufweist, die eine Drehmomentübertragung in Abhängigkeit des Verdrehwinkels bewirkt, so daß insgesamt bei größeren Verdrehwinkeln eine Verlagerung der Stabilisatormo­ mente von der Hinterachse auf die Vorderachse erfolgt. Die Verdrehkupplung arbeitet fremdenergiefrei, so daß sich ein erheblicher Kostenvorteil gegenüber willkürlich mittels Fremdenergie, beispielweise innerhalb eines Hydrauliksystems, angesteuerter Stabilisatoranordnungen ergibt. Selbst einer Nachrüstung steht nichts im Wege. Dabei wird das Fahrverhalten den jeweiligen Bedürfnissen nach Kurvenwilligkeit und Sicher­ heit angepaßt.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist der erste Stabilisator über eine drehelastische Kupplung verbunden, wobei die Drehmo­ mentübertragung zwischen den Teilen des Stabilisators eine ansteigende Funktion des Drehwinkels ist. Dabei wird die Wir­ kung des Stabilisators in einem ersten Verdrehwinkelbereich von der Elastizität der Kupplung bestimmt. Dem ersten Ver­ drehwinkel schließt sich ein zweiter an, in dem die Wirkung des Stabilisators maßgeblich von einem Torsionsdurchmesser bestimmt wird.

Alternativ kann der zweite Stabilisator an der Hinterachse über eine Drehkupplung verbunden ein, wobei die Drehkupplung ausgehend von der Nullage eine abnehmende Drehmomentübertra­ gungsfunktion besitzt. Der Effekt ist letztlich derselbe wie bei einer drehelastischen Kupplung an der Vorderachse, so daß u. a. der zur Verfügung stehende Bauraum die konkrete Ausfüh­ rung bestimmt. Es bietet sich auch eine Kombination beider Lösungen an.

Mit dem Einsatz der drehelastischen Kupplung läßt sich der Fahrkomfort steigern, insbesondere das Erfindungsverhalten bei kleinen Anregungen, indem die drehelastische Kupplung um die Nullage einen Drehmomentübertragungsfreiwinkel aufweist. Unab­ hängig von der Federungsrichtung der Räder bewirkt der Über­ tragungsfreiwinkel, daß nur die Fahrzeugtragfeder Stützkräfte ausübt, so daß in diesem Federungsbereich eine weichere Fe­ derkraftkennlinie vorliegt im Vergleich zu einer herkömmlichen Stabilisatoranordnung.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Stabilisatoranordnung in einer Gesamtansicht.

Fig. 2 Querschnitt durch eine elastische Verdrehkupplung.

Die Fig. 1 zeigt eine Stabilisatoranordnung 1av, 1bv, 1ah, 1bh an einer Vorderachse v und einer Hinterachse h eines stark vereinfacht dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Stabilisatoran­ ordnung 1v, 1h besteht aus jeweils einem Stabilisatorteil, das abgewinkelte Enden 1a′, b′ besitzt. Verbunden werden die Sta­ bilisatorteile durch eine Verdrehkupplung 3v, 3h, wobei es die Möglichkeit gibt, entweder an der Vorderachse, an der Hinter­ achse oder an beiden Achsen einen geteilten Stabilisator 1 in Verbindung mit einer Verdrehkupplung 3 anzuordnen. An den abgewinkelten Enden 1a′, b′ der Stabilisatoren 1v, 1h sind Aufhängungspunkte 5a, 5b für einen nicht dargestellten Rad­ träger vorgesehen. Die Stabilisatoren sind über Lagerstellen 7a, 7b mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Bei der Verdrehkupplung 3v handelt es sich um eine drehela­ stische Kupplung bei der in Abhängigkeit des Verdrehwinkels der beiden Stabilisatorteile 1av, 1bv ein zunehmendes Drehmo­ ment als Funktion des Verdrehwinkels aufbringen müssen, bis der erste Verdrehwinkelbereich, der von der drehelastischen Kupplung, durchfahren wird. Anschließend ist im zweiten Ver­ drehwinkelbereich der eigentliche Stabilisator 1av, 1bv über seinen Torsionsquerschnitt für die Drehmomentabstützung ver­ antwortlich, wenn die Räder der Achse ungleichsinnig federn. Die Federrate der elastischen Kupplung 3v ist in dem ersten Verdrehwinkelbereich deutlich kleiner als die Federrate des Stabilisators an der Hinterachse. Folglich wird durch die vergleichsweise starke Wirkung des Hinterachsstabilisators 1h gegenüber dem schwächeren Wirkung des Vorderachsstabilisa­ tors 1v eine leichte Übersteuerungstendenz erzielt, die das Fahrzeug kurvenwilliger werden lädt.

Im zweiten Verdrehwinkelbereich der drehelastischen Kupp­ lung 3v ist der Torsionsquerschnitt des Stabilisators 1v wirksam. Der Torsionsquerschnitt des Stabilisators 1v ist in dem Fall größer, wenn die Hinterachse keine Verdrehkupplung 3h aufweist. Durch die wirksamen Torsionsquerschnitte ergibt sich eine Verlagerung der wirksamen Drehmomente bei Kurvenfahrt von der Hinterachse zur Vorderachse mit einer sich verstärkenden Untersteuerungstendenz, die das Fahrzug in einer eher kri­ tischen Situation für den Durchschnittsfahrer leichter be­ herrschbar macht.

In einer alternativen Ausführung ist es auch möglich den Sta­ bilisator 1v ungeteilt auszuführen und an der Hinterachse eine Verdrehkupplung 3h vorzusehen, die eine mit zunehmenden Ver­ drehwinkel abnehmende Drehmomentübertragung bewirkt, ähnlich einer Rutschkupplung. Geht man von einem Stabilisator 1h mit einem Torsionsquerschnitt gleich oder größer des Stabilisa­ tors 1 vor der Vorderachse aus, so ergibt sich ähnlich dem bereits beschriebenen Ablauf eine Verlagerung der Abstützmo­ mente von der Hinterachse auf die Vorderachse. Selbstver­ ständlich können auch beide Stabilisatoren 1v, 1h geteilt und mit einer Verdrehkupplung 3v, 3h ausgeführt sein, so daß sich derselbe Effekt einstellt. Der grobe Vorteil dieser Stabili­ satoranordnungen 3a, 3v besteht darin, daß sie als rein me­ chanisch wirkende Bauteile völlig unabhängig von einer Fremd­ energie sind, die zudem noch eine aufwendige Steuerung benö­ tigt.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführung einer elastischen Drehkupplung 3v. Zwischen den Stabilisatorteilen 1a und 1b ist ein Gummifederelement 1c an­ geordnet, das den ersten Verdrehwinkelbereich bestimmt, bis die Elastizität der Feder 1c ausgenutzt ist. Für besondere Komfortansprüche kann innerhalb des ersten Verdrehwinkelbe­ reichs ein Verdrehfreiwinkel 1d ausgeführt sein. Innerhalb des Verdrehfreiwinkels ist der Stabilisator wirkungslos, so daß die Abfederung des Fahrzeuges noch weicher erfolgt. Durch die elastische Drehkupplung 3v ergibt sich eine Reihenschaltung der Federraten beim Stabilisator im ersten Verdrehwinkelbereich aus der Gummifeder und dem elastischen Verhalten des Torsi­ onsstabes.

Claims (4)

1. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen ersten Stabilisator an einer Vorderachse und einen zweiten Stabilisator an der Hinterachse, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stabilisatoren (1v, h) geteilt ausgeführt ist und eine Verdrehkupplung (3v, 3h) aufweist, die eine Drehmomentübertragung in Abhängigkeit des Verdrehwinkels bewirkt, so daß insgesamt bei größeren Verdrehwinkeln eine Verlagerung der Stabilisatormomente von der Hinterachse auf die Vorderachse erfolgt.

2. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stabilisator (1v) an der Vorderachse über eine drehelastische Kupplung (3v) verbunden ist, wobei die Drehmomentübertragung zwischen den Teilen (1av, 1bv) des Stabilisators (1v) eine ansteigende Funktion des Drehwinkel ist.

3. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stabilisator (1h) an der Hinterachse einer Verdrehkupplung (3h) aufweist, wobei die Verdrehkupplung ausgehend von der Nullage eine abnehmende Drehmomentübertragungsfunktion besitzt.

4. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehelastische Kupplung (3v) um die Nullage einen Drehmomentübertragungsfreiwinkel (12) aufweist.