DE4342360C2 - 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, wobei der Stabilisator an der Vorderachse in der Regel einen größeren Torsionsdurchmes­ ser aufweist als der an der Hinterachse. Der Stabilisator wirkt einer ungleichen Ein­ federungsbewegung entgegen und reduziert maßgeblich die Wankbewegung des Fahrzeuges. Diese Auslegung kommt dem Durchschnittsfahrer 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 eindreht.

Zur Beeinflussung der Wankbewegung ist es bekannt, den Stabilisator an minde­ stens einer Achse mittels eines Aktuators anzusteuern, wobei derzeit eine solche Stabilisatoranordnung noch relativ teuer ist und sich auf Fahrzeuge der gehobenen Kategorien beschränkt.

Aus der DE 37 40 244 C2 ist ein Stabilisator für Kraftfahrzeug bekannt, dessen be­ nachbarte Enden mit einer Kupplungsanordnung miteinander verbunden sind. Die Kupplungsanordnung ermöglicht eine steuerbare Relativbeweglichkeit in Abhängig­ keit der Querbeschleunigung. Der Stabilisator ist Bestandteil eines aktiven Fede­ rungs- oder Stabilisatorsystems mit einem erheblichen technischen Aufwand.

In diesem Zusammenhang ist noch die DE 41 36 262 A1 zu nennen, die die Mög­ lichkeit von verstellbaren Stabilisatoren an der Vorder- und Hinterachse offenbart.

Die DE 28 17 712 A1 beschreibt eine passive Wankstabilisierung, das heißt, ohne Zuführung von Fremdenergie für eine Stelleinrichtung. Bei der Wankstabilisierung wird ein geteilter Stabilisator verwendet, der über eine drehelastische Zwischenlage ein Torsionselement aufweist, das mit beiden Stabilisatorteilen drehfest verbunden ist. Aus der Offenlegungsschrift sind keine Hinweise zu entnehmen, an welcher Achse die Wankstabilisierung vorgenommen wird.

In dieselbe Entwicklungsrichtung zielt die GB-PS 1 551 214. Es wird ein passiver Stabilisator offenbart, der eine, von einer Bezugslage ausgehend, verdrehrichtungs­ abhängige Federrate aufweist. Je nach Art der Montage wird die Federrate für die eine Verdrehrichtung abnehmen und für die andere Verdrehrichtung zunehmen. Es wird eine nichtlineare Federungskennlinie des Stabilisators erreicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stabilisatoranordnung zu schaffen, die bei einem günstigen Preis eine dem Fahrverhalten und der Fahrsicherheit ange­ paßte Abstimmung des Fahrzeuges ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Die Verdrehkupplung arbeitet dabei fremdenergiefrei, so daß sich ein erheblicher Kosten­ vorteil gegenüber willkürlich mittels Fremdenergie, beispielweise innerhalb eines Hydrauliksystems, angesteuerten Stabilisatoranordnungen ergibt. Selbst einer Nach­ rüstung steht nichts im Wege. Dabei wird das Fahrverhalten den jeweiligen Bedürf­ nissen nach Kurvenwilligkeit und Sicherheit angepaßt.

Relativ geringe Seitenneigungen des Kraftfahrzeuges werden erfindungsgemäß mit einem leichten Übersteuerungsverhalten verbunden. Das Fahrzeug wirkt kurvenwillig und agil. Wird dagegen die Seitenneigung durch eine entsprechende forsche Fahrweise erhöht, so verlagern sich die von den Stabilisatoren ausgehenden Stützkräfte von der Hinter­ achse auf die Vorderachse. Es verändert sich das Fahrverhalten des Kfz tendenziell in Richtung "untersteuern", das von der großen Mehrheit der Fahrer als leichter be­ herrschbar bewertet wird.

Mit dem Einsatz der drehelastischen Kupplung läßt sich der Fahrkomfort steigern, insbesondere das Einfederungsverhalten bei kleinen Anregungen, indem die drehela­ stische Kupplung um die Nullage einen Drehmomentübertragungs-Freiwinkel aufweist. Unabhängig von der Federungsrichtung der Räder bewirkt der Über­ tragungs-Freiwinkel, daß nur die Fahrzeugtragfeder Stützkräfte ausübt, so daß in die­ sem Federungsbereich eine weichere Federkraftkennlinie vorliegt im Vergleich zu einer herkömmlichen Stabilisatoranordnung.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert wer­ den.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Stabilisatoranordnung nach der Erfindung in einer Gesamtansicht.

Fig. 2 einen 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 Stabilisatoranordnung 1v, 1h besteht aus jeweils einem Stabi­ lisatorteil, das abgewinkelte Enden 1a′, b′ besitzt. Verbunden werden die Sta­ bilisatorteile jeweils durch eine Verdrehkupplung 3v, 3h. An den abgewinkelten En­ den 1a′, b′ der Stabilisatoren 1v, 1h sind Aufhängungspunkte 5a, 5b für einen nicht dargestellten Radträger vorgesehen. Die Stabilisatoren sind über Lagerstellen 7a, 7b mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Bei der Verdrehkupplung 3v handelt es sich um eine drehelastische Kupplung bei der in Abhängigkeit des Verdrehwinkels der beiden Stabilisatorteile 1av, 1bv ein zunehmendes Drehmoment als Funktion des Verdrehwinkels aufbringen müssen, bis der erste Verdrehwinkelbereich, der von der drehelastischen Kupplung, durchfahren wird. Anschließend ist im zweiten Verdrehwinkelbereich der eigentliche Stabilisa­ tor 1av, 1bv über seinen Torsionsquerschnitt für die Drehmomentabstützung ver­ antwortlich, wenn die Räder der Achse ungleichsinnig federn. Die Federrate der ela­ stischen Kupplung 3v ist in dem ersten Verdrehwinkelbereich deutlich kleiner als die Federrate des Stabilisators an der Hinterachse. Folglich wird durch die vergleichs­ weise starke Wirkung des Hinterachsstabilisators 1h gegenüber der schwächeren Wirkung des Vorderachsstabilisators 1v eine leichte Übersteuerungstendenz erzielt, die das Fahrzeug kurvenwilliger werden läßt.

An der Hinterachse ist eine Verdrehkupplung 3h vorgesehen, die eine mit zuneh­ menden Verdrehwinkel abnehmende Drehmomentübertragung bewirkt, ähnlich einer Rutschkupplung. Geht man von einem Stabilisator 1h mit einem Torsionsquerschnitt gleich oder größer des Stabilisators 1 vor der Vorderachse aus, so ergibt sich eine Verlagerung der Abstützmomente von der Hinterachse auf die Vorderachse, insbe­ sondere, da im zweiten Verdrehwinkelbereich der drehelastischen Kupplung 3v der Torsionsquerschnitt des Stabilisators 1v wirksam ist. Die Federrate des Stabilisa­ tors 1v ist in dem Fall größer als die des Hinterachsstabilisators. Durch die wirksa­ men Torsionsquerschnitte aufgrund der Verlagerung der angreifenden Drehmomente bewirken bei Kurvenfahrt eine sich verstärkenden Untersteuerungstendenz, die das Fahrzeug in einer eher kritischen Situation für den Durchschnittsfahrer leichter be­ herrschbar macht. Der große Vorteil dieser Stabilisatoranordnungen 3a, 3v besteht darin, daß sie als rein mechanisch wirkende Bauteile völlig unabhängig von einer Fremdenergie sind, die zudem noch eine aufwendige Steuerung benötigt.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführung einer elasti­ schen Drehkupplung 3v. Zwischen den Stabilisatorteilen 1a und 1b ist ein Gummi­ federelement 1c angeordnet, das den ersten Verdrehwinkelbereich bestimmt, bis die Elastizität der Feder 1c ausgenutzt ist. Für besondere Komfortansprüche kann in­ nerhalb des ersten Verdrehwinkelbereichs ein Verdrehfreiwinkel 1d ausgeführt sein. Innerhalb des Verdrehfreiwinkels ist der Stabilisator wirkungslos, so daß die Abfe­ derung des Fahrzeuges noch weicher erfolgt. Durch die elastische Drehkupplung 3v ergibt sich eine Reihenschaltung der Federraten beim Stabilisator im ersten Ver­ drehwinkelbereich aus der Gummifeder und dem elastischen Verhalten des Torsi­ onsstabes.

Claims (2)

1. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen ersten Stabili­ sator (1v) an einer Vorderachse und einen zweiten Stabilisator (1h) an einer Hinterachse, wobei die Stabilisatoren (1v; 1h) geteilt ausgeführt sind und ei­ ne Verdrehkupplung (3v; 3h) aufweisen, die eine wirkrichtungsunabhängige Drehmomentübertragung in Abhängigkeit von der Größe des Verdrehwinkels bewirkt, wobei die drehelastische Kupplung (3v) bei der Drehmomentübertra­ gung zwischen den Teilen (1av; 1bv) des Stabilisators (1v) eine ansteigende Funktion bezogen auf den Drehwinkel ausführt und die Verdrehkupplung (3h) an der Hinterachse, ausgehend von der Nullage, eine abnehmende Drehmo­ mentübertragungsfunktion besitzt, so daß insgesamt bei größeren Verdreh­ winkeln eine Verlagerung der Stabilisatormomente von der Hinterachse auf die Vorderachse erfolgt.

2. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehelastische Kupplung (3v) um die Nullage einen Drehmomentübertragungs­ freiwinkel (12) aufweist.