DE2745262A1

DE2745262A1 - Fahrzeug mit einer vorrichtung zum beeinflussen der kennlinien von luftfederanordnungen

Info

Publication number: DE2745262A1
Application number: DE19772745262
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Aoyama; Seiji Kasai; Shoichi Sano; Noriyuki Takahashi; Tokorua Takaoka; Goro Urushiyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1976-10-09
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-04-13
Also published as: FR2366948B1; JPS5355819A; JPS5432206B2; FR2366948A1; DE7731113U1; US4152011A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Luftfederanordnungen für Fahrzeuge, z.B. Kraftfahrzeuge, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Arbeitscharakteristiken von Luftfedern, die zu der Radaufhängung eines Fahrzeugs gehören.

Eine Luftfeder hat gewöhnlich eine Federkonstante, die mit zunehmender Belastung ansteigt, wie es in Fig. 3 durch die Kurve a veranschaulicht ist. Eine solche Federkennlinie erweist sich insofern als vorteilhaft, als sie es ermöglicht, große Lasten stoßfrei abzustützen, ohne daß der Fahrkomfort des Fahrzeugs beeinträchtigt wird, doch ergeben sich hierbei andererseits Nachteile dadurch, daß verschiedene unerwünschte Erscheinungen auftreten, durch welche die Fahrstabilität des Fahrzeugs verringert wird. Insbesondere im Bereich geringer Lasten verringert sich die Federkonstante in einem erheblichen Ausmaß, so daß sich die Xnderungsgeschwindigkeit des Federhubes im Vergleich zur Veränderung der Last vergrößert. Wenn ein Fahrzeug plötzlich abgebremst wird, so daß sich die Belastung der Hinterräder schnell verringert, können

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sich z.B. die den Hinterrädern zugeordneten Luftfedern schnell in einem solchen Ausmaß entspannen, daß der hintere Teil des Fahrzeugaufbaus in einem erheblichen Ausmaß angehoben wird. Auch beim Durchfahren von Kurven, d.h. wenn sich die Belastung der Räder auf der Innenseite der Kurve verringert, während sich die Belastung der Räder auf der Außenseite der Kurve vergrößert, was auf die auf das Fahrzeug wirkenden Fliehkräfte zurückzuführen ist, können sich die Luftfedern der Räder auf der Innenseite der Kurve stärker entspannen, als die Luftfedern der Räder auf der Außenseite der Kurve zusammengedrückt werden, so daß die Schlingerbewegung des Fahrzeugaufbaus verstärkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der Luftfederanordnungen bei Kraftfahrzeugen zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die es bei solchen Luftfederanordnungen ermöglicht, bezüglich der Federkonstante im unteren Belastungsbereich einen Ausgleich herbeizuführen, und die von einfacher Konstruktion ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines Fahrzeugs gelöst, zu dem ein rechtes und ein linkes Rad gehören, die am Fahrgestell des Fahrzeugs mit Hilfe zugehöriger Luftfederanordnungen aufgehängt sind, und bei dem für die Luftfederanordnungen eine Ausgleichsvorrichtung vorhanden ist, die einen einzigen Torsionsstab aufweist, welcher sich quer zum Fahrgestell erstreckt und auf ihm drehbar gelagert ist, ferner zwei mit den Enden des Torsionsstabs drehfest verbundene Schwenkarme, die mit den zugehörigen Rädern gekuppelt sind, sowie eine Einrichtung zum Begrenzen der Drehbewegungen des mittleren Teils des Torsionsstabs bei einer Abwärtsbewegung mindestens eines der Räder gegenüber dem Fahrgestell, die einem vorbestimmten Schwenkwinkel des zugehörigen Schwenkarms entsprichtο

Mit dem mittleren Teil des Torsionsstabs ist ein Anschlagarm drehfest verbunden, der mit einem Anschlag auf dem Fahrgestell zusammenarbeitet, wenn eines der Räder oder beide Räder

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nach unten bewegt werden, um eine weitere Abwärtsbewegung zu verhindern. Hierbei wird die Federkonstante der den Rädern zugeordneten Luftfedern praktisch vergrößert, während die Belastung der Räder verringert wird, und zwar insbesondere im unteren Belastungsbereich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 ein Hub-Belastungs-Diagramm einer Luftfeder, das die Federkennlinien veranschaulicht, die sich bei einer Luftfeder bekannter Art bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben; und

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Verteilung der Torsionsbeanspruchung des Torsionsstabs über seine Länge, wie sie sich ergibt, wenn das rechte und das linke Rad in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander bewegt werden.

In Fig. 1 ist ein hinterer Zwischenrahmen 1 dargestellt, der einen Bestandteil des Fahrgestells eines Fahrzeugs bildet. Auf diesem Zwischenrahmen sind mit Hilfe von Achsen 3 und 3¹ ein linker Aufhängungsarm 2 und ein rechter Aufhängungsarm 2* derart gelagert, daß sie Schwenkbewegungen in einer senkrechten Richtung ausführen können; den äußeren Enden der Aufhängungsarme sind Radachsen 4 und 4¹ zugeordnet. Die Achsen 4 und 4^f tragen zwei Hinterräder 5 und 5¹ und sind mit den Aufhängungsarmen 2 und 2¹ durch nicht dargestellte Luftfedern verbunden.

Gemäß Fig. 1 ist ein Stabilisator 6 vorhanden, der an seinen Enden mit den Basisabschnitten der zugehörigen Radachsen 4

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und 4' durch Gestängeglieder 7 und 7* verbunden ist. Ein Teil des Stabilisators 6 vird durch einen Torsionsstab 6a gebildet, der sich quer zur Längsachse des Fahrgestells und parallel zu den Radachsen 4 und 4' erstreckt und einen linken Schwenkarm 6b sowie einen rechten Schwenkarm 6b' aufweist; die mit den Enden des Torsionsstabs 6a zusammenhängenden Schwenkarme erstrecken sich im rechten Winkel zu dem Torsionsstab und sind mit den Gestängegliedern 7 und 7* gekuppelt. Gemäß Fig. 1 bildet der Stabilisator 6 ein einstückiges U-formiges Bauteil.

Der Torsionsstab 6a ist an seinen Enden auf dem Zwischenrahmen 1 mit Hilfe von Lagern 8 und 8* drehbar gelagert. Ferner weist der Torsionsstab eine Einrichtung auf, die dazu dient, das Ausmaß der Drehbewegung seines mittleren Teils zu begrenzen, die auftritt, wenn sich mindestens eines der Räder 5 und 5* gegenüber dem Fahrgestell nach unten bewegt. Gemäß Fig. 1 und 2 ist mit dem mittleren Teil des Torsionsstabs 6a ein Arm 9 mittels einer Klemmeinrichtung 10 drehfest verbunden; die Klemmeinrichtung 10 ist an der Basis des Arms 9 mit dem Torsionsarm 6a durch Befestigungsschrauben verspannt. In das freie Ende des Arms 9 ist eine Stellschraube 13 eingebaut, die mit einer Anschlagplatte 12 versehen ist, welche gegenüber einem Anschlagkissen 14 angeordnet ist, das aus Gummi oder dergl. besteht und an der Oberseite eines nach hinten ragenden Teils la des Zwischenrahmens 1 befestigt ist. Normalerweise wird zwischen der Anschlagplatte 12 und dem Anschlagkissen 14 ein vorbestimmter Abstand 1 aufrechterhalten, wenn die Räder 5 und 5' normal belastet sind; dieser Abstand kann mit Hilfe der Stellschraube 13 eingestellt werden, die mit dem Drehungsbegrenzungsarm 9 zusammenarbeitet.

Nachstehend ist die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 beschrieben. Wenn die Belastung der Räder 5 und 5' zunimmt und die Räder gegenüber dem Fahrzeugaufbau bzw. dem Fahrgestell gleichmäßig nach oben bewegt werden, bewirken die Schwenkarme 6b und 6b' des Stabilisators 6, die den Schwenkbewegungen der Aufhängungsarme 2 und 2· folgen, daß

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der Arm 9 gemäß Fig. 2 durch den Torsionsstab 6a nach oben geschwenkt wird, so daß sich der Abstand 1 zwischen der Anschlagplatte 12 und dem Anschlagkissen 14 vergrößert, und daß die Aufwärtsbewegung der beiden Räder 5 und 5* durch den Stabilisator 6 in keiner Weise behindert wird. Somit können im oberen Belastungsbereich die den beiden Rädern zugeordneten, nicht dargestellten Luftfedern ihre Federkraft ungehindert entfalten.

Bei einer Entlastung federn dagegen die beiden Räder 5 und 5* gegenüber dem Fahrgestell nach unten, so daß der Arm 9 jetzt gemäß Fig. 2 nach unten geschwenkt wird; erreicht der Schwenkwinkel des Arms 9 einen vorher eingestellten Wert, kommt die Anschlagplatte 12 zur Anlage an dem Anschlagkissen 14, woraufhin jede weitere Schwenkbewegung des Drehungsbegrenzungsarms 9 verhindert wird. Bewegen sich die beiden Räder weiter nach unten, wirkt dieser Bewegung ein durch den Drehstab 6a erzeugter Drehwiderstand entgegen, so daß jede weitere Ausdehnung der nicht dargestellten Luftfedern verhindert wird. Auf diese Weise werden somit im unteren Belastungsbereich die Federkennlinien der Luftfedern so beeinflußt, daß die Federkonstante gegenüber ihrem ursprünglichen Wert auf einen höheren Wert gebracht wird, während sich die Belastung der Räder verringert.

Wird dagegen die Belastung eines der beiden Räder vergrößert, während sich die Belastung des betreffenden anderen Rades verringert, so daß die Räder relativ zueinander senkrecht bewegt werden, z.B. daß sich das linke Rad nach oben und das rechte Rad nach unten bewegt, wie es beim Durchfahren einer Rechtskurve geschieht, werden der linke Schwenkarm 6b und der rechte Schwenkarm 6b* veranlaßt, Schwenkbewegungen relativ zueinander auszuführen, so daß der Torsionsstab 6a verwunden wird, wobei der durch den Torsionsstab aufgebrachte Torsionswiderstand eine Stabilisierung der Räder 5 und 5* gegen Bewegungen in senkrechter Richtung bewirkt.

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Während sich die Belastung jedes der Räder 5 und 5* verändert, nimmt die Federkonstante der dem linken Rad 5 zugeordneten Luftfeder zu, um die Aufwärtsbewegung dieses Rades in einem zunehmenden Ausmaß zu hemmen, während die Federkonstante der dem rechten Rad 5¹ zugeordneten Luftfeder abnimmt, um die Abwärtsbewegung dieses Rades zu unterstützen. Somit wird der rechte Schwenkarm 6b¹ um einen Winkel nach unten geschwenkt, der größer ist als der Winkel, um den der linke Schwenkarm 6b nach oben geschwenkt wird, so daß sich der neutrale Punkt des Torsionsstabs 6a gegenüber dem Mittelpunkt des Torsionsstabs nach links verlagert, wie es in Fig. 4 bei N dargestellt ist, und der Drehungsbegrenzungsarm 9 wird gemäß Fig. 2 nach unten geschwenkt, so daß sich die Anschlagplatte 12 dem Anschlagkissen 14 nähert. Wenn danach der Unterschied zwischen der Aufwärtsbewegung des Rades 5 und der Abwärtsbewegung des Rades 5' einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Anschlagplatte 12 zur Anlage an dem Anschlagkissen 14 gebracht, um jede weitere Schwenkbewegung des Drehungsbegrenzungsarms 9 zu verhindern. Hierdurch wird die wirksame Länge des Torsionsstabs 6a bezüglich der Abwärtsschwenkbewegung des rechten Schwenkarms 6b¹ verringert, und der Abwärtsschwenkbewegung des Schwenkarms 6b¹ wird ein erheblicher Widerstand entgegengesetzt, so daß jede weitere Abwärtsbewegung des rechten Rades 5* praktisch verhindert wird. Somit wird im unteren Belastungsbereich selbst dann, wenn nur eines der beiden Räder 5 und 5* gegenüber dem Fahrgestell nach unten bewegt wird, die Kennlinie der diesem Rad zugeordneten Luftfeder so beeinflußt, daß ihre Federkonstante gegenüber ihrem ursprünglichen Wert auf einen höheren Wert gebracht wird, während sich die Belastung des Rades verringert.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung von äußerst einfacher Konstruktion, denn sie weist nur einen einzigen Torsionsstab auf, mit dessen Enden ein rechtes und ein linkes Rad durch zugehörige, mit dem Torsionsstab zusammenhängende Schwenkarme gekuppelt sind; außerdem ermöglicht es die Vorrichtung, die Kennlinien der

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den beiden Rädern zugeordneten Luftfedern so zu beeinflussen, daß eine Vergrößerung des Ausdehnungshubes der Luftfedern bei einer Verringerung der Belastung wirksam verhindert wird; somit ist die Vorrichtung geeignet, eine erhebliche Verringerung des Ausmaßes der Aufvärtsbewegung des zugehörigen Fahrzeugaufbaus beim plötzlichen Abbremsen des Fahrzeugs sowie übermäßige Schlingerbewegungen des Fahrzeugs beim schnellen Durchfahren von Kurven zu verhindern, so daß die Fahrstabilität des Fahrzeugs erheblich verbessert wird.

Der Patentanwalt:

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Claims

Dipl.-lnq. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22 Dipl.-Ina. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstroßelO

D,. ,.,. nc. W. KÖRBER * '2⁹VWfG

Dipl. In₉. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE γ ₀!-_toi _or 10/7

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
27-8, ό-chome, Jingumae
Shibuya-ku
Tokio, Japan

ANSPRÜCHE

Ίΐίβ

Fahrzeug mit einem rechten Rad und einem linken Rad, an Fahrgestell des Fahrzeugs mit Hilfe zugehöriger Luftfederanordnungen aufgehängt sind, sowie mit einer Vorrichtung zum Beeinflussen der Federkennlinien der Luftfederanordnungen, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung einen einzigen Torsionsstab (6a) aufweist, der sich quer zur Längsachse des Fahrzeugs erstreckt und auf dem Fahrgestell drehbar gelagert ist, ferner zwei Schwenkarme (6b, 6b¹), die mit den Enden des Torsionsstabs zusammenhängen, sich quer zu dem Torsionsstab erstrecken und mit den zugehörigen Rädern (5, 5·) gekuppelt sind, sowie eine Einrichtung (10, 9, 13, 12, 14), welche das Ausmaß der Drehung des mittleren Teils des Torsionsstabs begrenzt, welche auftritt, wenn sich mindestens eines der Räder gegenüber dem Fahrgestell des Fahrzeugs so weit nach unten bewegt, daß ein vorbestimmter Winkelausschlag des zugehörigen Schwenkarms überschritten würde.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Begrenzen der Drehbewegung des mittleren Teils des Torsionsstabs (6a) einen Drehungsbegrenzungsarm (9) aufweist, der drehfest mit dem mittleren Teil des Torsionsstabs verbunden ist und sich im rechten Winkel zu dem Torsionsstab erstreckt, ferner ein Anschlagkissen (14), das auf dem Fahrgestell des Fahrzeugs nahe dem freien Ende des

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ORIGINAL INSPECTED

Drehungsbegrenzungsarms angeordnet ist, sowie ein Abstandsbestimmungsglied (13, 12), das dem freien Ende des Drehungsbegrenzungsarms zugeordnet und gegenüber dem Anschlagkissen so gelagert ist, daß sich der Abstand (1) zwischen dem Abstandsbestinunungsglied und dem Anschlagkissen einstellen läßt.
3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Abstandsbestinunungsglied eine Stellschraube (13) gehört, die in Gewindeverbindung mit dem freien Ende des Drehungsbegrenzungsarms (9) steht, und daß am freien Ende der Stellschraube gegenüber dem Anschlagkissen (14) eine Anschlagplatte (12) befestigt ist.

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