DE3740244A1 - Stabilisator fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Stabilisator fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stabilisator für Kraftfahr
zeuge mit geteiltem Torsionsstab, dessen Teilstücke an
ihren einander benachbarten Enden mittels einer auftrenn
baren Kupplungsanordnung miteinander gekoppelt bzw.
verbindbar sind.
Stabilisatoren dienen üblicherweise dazu, die Radaufhängung
eines Rades auf einer Seite des Fahrzeuges mit der Radauf
hängung des entsprechenden Rades auf der anderen Fahrzeug
seite elastisch zu koppeln, derart, daß beim Einfedern des
einen Rades auch die Federung des anderen Rades in Einfeder
richtung beaufschlagt wird. Dadurch wird bei Kurvenfahrt
des Fahrzeuges dessen Seitenneigung zur Kurvenaußenseite
hin vermindert, weil einerseits das jeweils kurvenäußere
Rad zusätzlich durch die Federung des kurveninneren Rades
abgestützt und andererseits das kurveninnere Rad relativ
zum Fahrzeugaufbau etwas in Einfederrichtung gedrängt wird.
Bei Geradeausfahrt soll der Stabilisator dagegen das Fahr-
bzw. Federungsverhalten des Fahrzeuges möglichst nicht
beeinflussen. Dies ist jedoch im wesentlichen nur dann
gewährleistet, wenn das Fahrzeug über Querrillen od. dgl.
rollt, so daß die Räder beider Fahrzeugseiten jeweils
simultan in Einfederrichtung relativ zum Aufbau beaufschlagt
werden. Dabei kann der Einfluß des Stabilisators vernach
lässigt werden. Wenn jedoch die Fahrbahn derart uneben ist,
daß ein Rad auf einer Fahrzeugseite in Einfederrichtung
gedrängt wird, während das entsprechende Rad auf der anderen
Fahrzeugseite zur Aufrechterhaltung des gewünschten Boden
kontaktes in Ausfederrichtung bewegt werden muß, so wird der
Fahrkomfort durch einen Stabilisator beeinträchtigt, denn
der Stabilisator sucht einander entgegengesetzten Bewegungen
der durch den Stabilisator gekoppelten Räder relativ zum
Fahrzeugaufbau entgegenzuwirken.
Aus der DE-OS 35 31 374 ist es bereits bekannt, einen Stabili
sator mit geteiltem Torsionsstab anzuordnen, dessen Teilstücke
mittels einer Kupplungsanordnung miteinander gekoppelt bzw.
voneinander getrennt werden können, so daß der Stabilisator
durch Schließen der Kupplungsanordnung wirksam und durch
Öffnen der Kupplungsanordnung unwirksam gemacht werden kann.
Die Steuerung der Kupplungsanordnung erfolgt entweder manuell
oder mittels Sensoren, welche auf Fahrbahnunebenheiten an
sprechen. Dies hat jedoch zur Folge, daß der Stabilisator
nach Öffnen der Kupplungsanordnung bei plötzlichen Ausweich
manövern bzw. bei Kurvenfahrt auf unebener Fahrbahn in der
Regel unwirksam bleibt. Dadurch wird einerseits die Stabili
tät des Fahrverhaltens bei den Ausweichmanövern bzw. bei der
Kurvenfahrt auf unebener Fahrbahn vermindert, andererseits
können die Räder auf der jeweiligen Kurvenaußenseite ver
gleichsweise leicht durchschlagen, weil aufgrund der bei
Kurvenfahrt auftretenden Seitenneigung des Fahrzeuges nur
ein verminderter Einfederweg zur Verfügung steht und die
kurvenäußeren Räder aufgrund des unwirksamen Stabilisators
lediglich durch die ihnen unmittelbar zugeordneten Federungs
organe, nicht aber durch die Federungsorgane der kurven
inneren Räder zusätzlich abgestützt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stabilisator zu schaffen,
welcher bei Kurvenfahrt sowie Ausweichmanövern in jedem Falle
wirksam ist, im übrigen jedoch das Federungsverhalten des
Fahrzeuges und damit den Fahrkomfort unbeeinträchtigt läßt.
Diese Aufgabe wird mit einem Stabilisator der eingangs
angegebenen Art dadurch gelöst, daß die in Abhängigkeit
von der Querbeschleunigung des Fahrzeuges bzw. einem mit
der Querbeschleunigung korrelierten Parameter steuerbare
Kupplungsvorrichtung bei Überschreitung eines vorgebbaren
Schwellwertes der Querbeschleunigung bzw. des korrelierten
Parameters schließt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung wird also berück
sichtigt, daß der Stabilisator bei Kurvenfahrten, die zu
einer größeren Querbeschleunigung führen, immer wirksam und
bei allen übrigen Fahrzuständen unwirksam bleiben sollte.
Grundsätzlich kann die Querbeschleunigung des Fahrzeuges
unmittelbar durch einen Sensor gemessen werden, welcher auf
Trägheitskräfte in Fahrzeugquerrichtung reagiert.
Stattdessen ist es auch möglich und im Hinblick auf eine
reproduzierbare Steuerung der Kupplungsanordnung auch vor
teilhaft, wenn die Querbeschleunigung aus anderen Parametern
rechnerisch bestimmt wird. Beispielsweise läßt sich die
Querbeschleunigung aus dem jeweiligen Lenkwinkel und/oder
der jeweiligen Lenkwinkelgeschwindigkeit sowie der jeweiligen
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmen. Genau genommen
handelt es sich bei dem auf diese Weise errechneten Wert der
Querbeschleunigung um den jeweils zu erwartenden Wert der
selben, welcher bei weitestgehend schlupffreier Fahrt bzw.
bei guter Traktion eintritt. Da ein Fahrzeug auf Lenkwinkel
änderungen nur mit einer gewissen Zeitverzögerung reagieren
kann, ändert sich die Querbeschleunigung des Fahrzeuges mit
einer entsprechenden Zeitverzögerung nach einer Lenkwinkel
änderung. Falls gewünscht, kann auch der Rechner, welcher die
Querbeschleunigung aus dem Lenkwinkel bzw. der Lenkwinkel
geschwindigkeit sowie der Fahrgeschwindigkeit errechnet, mit
entsprechender Verzögerung arbeiten. Im allgemeinen ist es
jedoch zweckmäßig und vorteilhaft, wenn der Rechner verzö
gerungsfrei bzw. mit vernachlässigbarer Verzögerung arbeitet.
Wenn dann das Fahrzeug aus einer Geradeausfahrt in eine
Kurve hineingelenkt wird, so wird der Stabilisator durch
Schließen der Kupplungsanordnung bereits wirksam geschaltet,
bevor die tatsächliche Querbeschleunigung des Fahrzeuges
einen höheren Wert erreicht.
Darüber hinaus ist zweckmäßigerweise vorgesehen, den Schwell
wert in Abhängigkeit von vorgebbaren Parametern zu verändern,
beispielsweise in Abhängigkeit von Daten der Fahrzeugbereifung
oder vom Beladezustand des Fahrzeuges.
Die Kupplungsanordnung kann im geschlossenen Zustande ein
gewisses Spiel aufweisen, so daß der Stabilisator erst dann
wirksam wird, wenn die durch den Stabilisator gekoppelten
Räder um ein das Spiel überschreitendes Maß ungleichförmig
ein- bzw. ausfedern. Dadurch wird der Fahrkomfort vor allem
am Kurveneingang und Kurvenausgang verbessert. Gegebenenfalls
kann das Spiel in Abhängigkeit von der tatsächlichen und/oder
zu erwartenden Querbeschleunigung gesteuert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann vorgesehen sein, daß die Teilstücke des Stabilisators
mit steuerbarem Kraftschluß miteinander gekoppelt sind, wobei
der Kraftschluß in der Regel mit zunehmenden Werten der tat
sächlichen bzw. erwarteten Querbeschleunigung des Fahrzeuges
anwächst und bei größeren Werten der tatsächlichen bzw. erwar
teten Querbeschleunigung eine schlupffreie Kopplung der Stabi
lisatorteile gewährleistet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, als Kupplungsanordnung bzw.
als Teil derselben einen Stellmotor anzuordnen, welcher
die kupplungsseitigen Enden der Teilstücke des Stabilisators
relativ zueinander zu verstellen bzw. mit einer Stellkraft
zu beaufschlagen gestattet, um einer Seitenneigung des
Fahrzeuges zur Kurvenaußenseite hin entgegenzuwirken.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird berücksichtigt,
daß die bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges voneinander ent
koppelten Stabilisatorteile vergleichsweise weit aus einer
mittleren Lage relativ zueinander verstellt werden können,
wenn das dem Stabilisator zugeordnete Rad auf der einen
Fahrzeugseite einfedert und das Rad auf der anderen Seite
ausfedert. Diese Verstellung der Stabilisatorteile kann
mittels des Stellmotors rückgängig gemacht werden, um den
Stabilisator bei einer auf das Ein- bzw. Ausfedern der Räder
unmittelbar folgenden Kurvenfahrt voll wirksam zu machen.
Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, die Stabilisator
teile mittels des Stellmotors so weit gegeneinander zu ver
stellen, daß sich der Fahrzeugaufbau nicht bzw. nur vernach
lässigbar wenig zur Kurvenaußenseite hin neigt.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der
Zeichnung verwiesen.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schaltplanmäßige Prinzipdarstellung
einer ersten Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Stabilisators,
Fig. 2 ein Schnittbild einer als Lamellenkupplung
ausgebildeten Kupplungsanordnung zur Kopplung
der Stabilisatorteile,
Fig. 3 ein Schnittbild einer als Stirnzahnkupplung
ausgebildeten Kupplungsanordnung,
Fig. 4 eine Kupplungsanordnung mit Klemmrollensperre,
Fig. 5 einen Axialschnitt der in Fig. 4 dargestellten
Kupplungsanordnung entsprechend der Schnitt
linie V-V,
Fig. 6 eine schaltplanmäßige Darstellung einer
Stabilisatoranordnung, deren Stabilisatorteile
mit durch einen Stellmotor veränderbarem Spiel
miteinander gekoppelt sind,
Fig. 7 einen Querschnitt eines derartigen Stellmotors,
Fig. 8 einen Axialschnitt des Stellmotors entsprechend
der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7 und
Fig. 9 eine Achsansicht einer Stabilisatoranordnung,
deren Stabilisatorteile mittels eines Kolben-
Zylinder-Aggregates gekoppelt sind.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein insgesamt mit 1 bezeichneter
Stabilisator einen in Fahrzeugquerrichtung angeordneten
Torsionsstab, welcher aus zwei Teilstücken 2′ und 2′′
besteht, die in fahrzeugfesten Lagern 3 drehbar gehaltert
sind. Zwischen den Teilstücken 2′ und 2′′ befindet sich eine
Kupplungsanordnung 4, welche die Teilstücke 2′ und 2′′ mit
einander zur Übertragung eines Drehmomentes zu koppeln bzw.
voneinander abzutrennen gestattet, so daß sich die Teilstücke
2′ und 2′′ des Torsionsstabes unabhängig voneinander drehen
können. An den voneinander abgewandten Enden der Teilstücke 2′
und 2′′ des Torsionsstabes sind Hebelarme 5 befestigt, deren
freie Enden jeweils mit der Radaufhängung eines nicht darge
stellten Rades auf der rechten bzw. linken Fahrzeugseite
derart verbunden sind, daß jeder Hebelarm 5 bei Federungs
hüben des zugeordneten Rades um die Achse der Teilstücke 2′
und 2′′ des Torsionsstabes schwenkt.
Die Kupplungsanordnung 4 wird im dargestellten Beispiel
hydraulisch mittels eines rechnergesteuerten Betätigungs
aggregates 6 gesteuert.
Das Betätigungsaggregat 6 besitzt eine motorisch, beispiels
weise durch einen Elektromotor 7, angetriebene Pumpe 8,
deren Saugseite mit einem Reservoir 9 für Hydraulikmedium
und deren Druckseite über eine Druckleitung 10 mit einem
Druckspeicher 11 sowie über ein Druckbegrenzungsventil 12
mit dem Reservoir und über ein Steuerventil 13 mit der
Kupplungsvorrichtung 4 verbunden bzw. verbindbar sind.
In der dargestellten Stellung des beispielsweise als Schie
berventil ausgebildeten Steuerventiles 13 ist die Druck
leitung 10 mit einer Anschlußleitung 14 der Kupplungsanord
nung 4 verbunden, d. h. die Kupplungsanordnung 4 wird vom
Druck der Pumpe 8 beaufschlagt und dementsprechend geschlossen
(oder geöffnet) gehalten. Wird das Steuerventil 13 in seine
andere Lage umgeschaltet, so werden die Verbindung zwischen
der Druckleitung 10 und der Anschlußleitung 14 gesperrt und
gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Anschlußleitung 14
und dem Reservoir 9 hergestellt. Dementsprechend wird die
Kupplungsanordnung 4 vom hydraulischen Druck entlastet, d. h.
die Kupplungsanordnung 4 öffnet (oder schließt).
Das Steuerventil 13 wird mittels eines Rechners 15 gesteuert,
welcher eingangsseitig mit Sensoren 16′ und 16′′ für den je
weiligen Lenkwinkel sowie die jeweilige Fahrgeschwindigkeit
und gegebenenfalls mit weiteren Gebern 17 für zusätzliche
Daten, beispielsweise Daten für die Eigenschaften der Berei
fung oder den Beladezustand des Fahrzeuges, verbunden ist.
Aus dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit kann der
Rechner 15 einen zu erwartenden Wert der Querbeschleunigung
des Fahrzeuges errechnen. Sobald die zu erwartende Quer
beschleunigung einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet,
wird das Steuerventil 13 im Sinne einer Sperrung der
Kupplungsanordnung 4 angesteuert. Damit sind die Teilstücke
2′ und 2′′ des Torsionsstabes des Stabilisators 1 miteinander
gekoppelt, so daß der Stabilisator 1 wirksam ist und einer
unterschiedlichen Ein- bzw. Ausfederung der mit ihm verbun
denen Fahrzeugräder elastisch entgegenwirkt. Entsprechend
der bei Kurvenfahrt auftretenden Seitenneigung des Fahrzeug
aufbaues nehmen die beiden Hebelarme 5 des Stabilisators 1
unterschiedliche Schwenklagen relativ zum Fahrzeugaufbau ein,
so daß die im geschlossenen Zustand der Kupplungsanordnung
miteinander gekoppelten Teilstücke 2′ und 2′′ des Torsions
stabes entsprechend elastisch tordiert werden und das Fahr
zeug aufzurichten suchen.
Bei Geradeausfahrt bzw. wenn der Rechner eine geringe oder
vernachlässigbare Querbeschleunigung des Fahrzeuges ermittelt,
wird das Steuerventil 13 im Sinne einer Öffnung der Kupplungs
anordnung 4 angesteuert, so daß die Teilstücke 2′ und 2′′ des
Torsionsstabes des Stabilisators 1 voneinander entkoppelt
sind und der Stabilisator 1 unwirksam ist.
Erfindungsgemäß wird also der Stabilisator 1 nur bei einer
hinreichenden tatsächlichen oder zu erwartenden Querbeschleu
nigung des Fahrzeuges und damit nur bei solchen Fahrzuständen
wirksam, bei denen durch den Stabilisator 1 eine Verbesserung
der Fahrstabilität und damit ein Sicherheitsgewinn erzielt
werden. In allen anderen Fällen bleibt der Stabilisator 1
unwirksam, wodurch insbesondere auf schlechten Straßen ein
erheblich verbesserter Federungskomfort gewährleistet werden
kann.
Gemäß Fig. 2 kann die Kupplungsanordnung 4 als Lamellen
kupplung ausgebildet sein. Dieselbe besitzt ein im wesent
lichen durch die beiden Gehäuseteile 17′ und 17′′ gebildetes
Gehäuse, wobei das eine Gehäuseteil 17′ mit dem Teilstück 2′
und das andere Gehäuseteil 17′′ mit dem Teilstück 2′′ des
Stabilisators bzw. mit daran angeordneten Flanschen fest
verbunden sind. Zwischen den Gehäuseteilen 17′ und 17′′ ist
ein Lager 18 angeordnet, so daß jedes Gehäuseteil 17′ bzw.
17′′ am anderen Gehäuseteil drehbar abgestützt ist. Die Gehäuse
teile 17′ und 17′′ umschließen gemeinsam eine Ringkammer,
in der Innenlamellen 19 auf einem das Lager 18 umschließenden
Abschnitt des Gehäuseteiles 17′′ undrehbar, jedoch axial ver
schiebbar und an einem die Außenwandung des Gehäuses bilden
den Abschnitt des Gehäuseteiles 17′ Außenlamellen 20 eben
falls undrehbar, jedoch axial verschiebbar angeordnet sind.
Im Gehäuseteil 17′′ ist eine Ringkammer 21 ausgespart, welche
einen Ringkolben 22 axial verschiebbar aufnimmt. Die Ring
kammer 21 ist über eine Öffnung 23 mit einer Druckquelle bzw.
der in Fig. 1 dargestellten Anschlußleitung 14 verbunden,
um die Ringkammer 21 mit unter Druck stehendem hydraulischen
Medium zu beaufschlagen. Die Druckkräfte schieben den Ring
kolben 22 gegen die Innen- und Außenlamellen 19 und 20, so
daß die Lamellen 19 und 20 und damit auch die Gehäuseteile
17′ und 17′′ sowie die damit verbundenen Teilstücke 2′ und
2′′ des Stabilisators miteinander kraftschlüssig gekoppelt
werden. Bei Druckentlastung der Ringkammer 21 wird die genann
te kraftschlüssige Verbindung unterbrochen.
Anstelle der Ringkammer 21 sowie des Ringkolbens 22 können
auch mehrere Kammern mit kreisförmigem Querschnitt od.dgl.
für entsprechend viele Einzelkolben angeordnet werden, die
simultan betätigt werden.
Gemäß Fig. 3 kann die Kupplungsanordnung 4 auch als
Stirnzahnkupplung ausgebildet sein. Dieselbe besitzt
wiederum ein zweigeteiltes Gehäuse, wobei ein Gehäuseteil 17′
mit dem Teilstück 2′ und das andere Gehäuseteil 17′′ mit dem
Teilstück 2′′ des Stabilisators fest verbunden ist. Dabei
ist das Teilstück 2′ mittels des Lagers 18 innerhalb des
mit dem Teilstück 2′′ verbundenen Gehäuseteiles drehgelagert.
Innerhalb des Gehäuses sind an dem mit dem Teilstück 2′
verbundenen Gehäuseteil ein Stirnverzahnungsring 24 undrehbar
und axial unverschiebbar und an dem mit dem Teilstück 2′′
verbundenen Gehäuseteil ein weiterer Stirnverzahnungsring 25
undrehbar, jedoch axial verschiebbar mit einander zuge
wandten Stirnverzahnungen angeordnet, derart, daß bei
Eingriff der Stirnverzahnungsringe 24 und 25 ineinander
eine formschlüssige Kopplung zwischen den Teilstücken 2′
und 2′′ des Stabilisators hergestellt wird.
Der axial verschiebbare Stirnverzahnungsring 25 bzw. sein
Trägerteil sind über Stößel 26 fest mit einem Ringflansch 27
verbunden, welcher seinerseits mittels Tellerfedern 28 in
eine die Stirnverzahnungsringe 24 und 25 in Eingriff haltende
Richtung gespannt ist. Am Ringflansch 27 ist auf der von den
Tellerfedern 28 abgewandten Seite ein Ringkolben 29 in einer
Ringkammer 30 an dem dem Teilstück 2′′ zugeordneten Gehäuse
teil axial verschiebbar angeordnet. Wird die Ringkammer 30
in nicht dargestellter Weise mit einer Druckquelle verbunden,
so wird der Ringkolben 29 gegen die Kraft der Tellerfedern 28
in Fig. 3 nach rechts verschoben, wobei der mit dem Ring
flansch 27 über die Stößel 26 verbundene Stirnverzahnungsring
25 aus seinem Eingriff im anderen Stirnverzahnungsring 24
ausgehoben wird, so daß die dargestellte Kupplungsanordnung
ihren geöffneten Zustand einnimmt.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird die
Kupplungsanordnung bei drucklosem Ringraum 30 durch die
Tellerfedern 28 dauernd in geschlossenem Zustande gehalten,
so daß der Stabilisator grundsätzlich auch bei Defekt der
mit der Ringkammer 30 verbindbaren Druckquelle wirksam ist.
Abweichend von der in Fig. 3 dargestellten Anordnung mit
Ringkolben 29 und Ringkammer 30 können am Ringflansch 27
auch mehrere Einzelkolben angeordnet sein, welche in zuge
ordneten Einzelkammern arbeiten.
Im übrigen kann die in Fig. 3 dargestellte Anordnung,
bei der die Kupplungsanordnung durch hydraulische Druck
beaufschlagung geöffnet wird, grundsätzlich auch bei der
in Fig. 2 dargestellten Lamellenkupplung angewandt werden.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Kupplungsanordnung
ist als Klemmrollensperre ausgebildet. Dabei ist am Teilstück
2′ des Stabilisators ein Hohlrad 31 fest angeordnet, dessen
Umfang ein Innenrad 32 mit radialem Abstand ummantelt,
welches auf dem anderen Teilstück 2′′ des Stabilisators fest
angeordnet ist und ein Lager 33 zur Drehlagerung des in das
Innenrad 32 etwas hineinragenden Endes des Teilstückes 2′
aufnimmt.
Auf dem Außenumfang des Innenrades 32 sind Axialnuten 34 mit
unsymmetrischem Querschnitt angeordnet; dabei ist die eine
Seitenwand jeder Axialnut 34 relativ steil zur Umfangsfläche
des Innenrades 32 erstreckt, während die andere Seitenwand
nur einen geringen Neigungswinkel relativ zum angrenzenden
Bereich der Umfangsfläche des Innenrades 32 aufweist. In den
Axialnuten 34 sind walzenartige Rollkörper 35 käfigartig
angeordnet. Die Rollkörper 35 sind so bemessen, daß sie
zwischen dem Hohlrad 31 und dem Innenrad 32 ein geringes
Spiel haben, solange sie sich nahe des tiefsten Bereiches
der Axialnuten 34 befinden. Wenn sich das Hohlrad 31 in
Fig. 4 relativ zum Innenrad 32 entgegen dem Uhrzeigersinne
dreht, so wird der in Fig. 4 obere Rollkörper 35 nach links
mitgeschleppt. Dabei rollt der Rollkörper 35 auf die Seiten
wand 34′ der in Fig. 4 oberen Axialnut 34, bis eine Ver
klemmung bzw. Verkeilung dieses Rollkörpers 35 zwischen
der Seitenwand 34′ der in Fig. 4 oberen Axialnut 34 und der
Innenseite des Hohlrades 31 erreicht ist. Damit sind das
Hohlrad 31 sowie das Innenrad 32 in dieser Drehrichtung
relativ zueinander praktisch drehfest gekoppelt.
Sobald sich die Drehrichtung des Hohlrades 31 relativ zum
Innenrad 32 umkehrt, d. h. sobald das Hohlrad 31 relativ
zum Innenrad 32 im Uhrzeigersinne gedreht wird, wird die
Verklemmung bzw. Verkeilung des in Fig. 4 oberen Rollkörpers
35 zwischen Hohlrad 31 und Innenrad 32 wieder gelöst.
Gleichzeitig rollt bei hinreichendem Drehweg des Hohlrades
31 relativ zum Innenrad 32 der in Fig. 4 untere, in dieser
Drehrichtung vom Hohlrad 31 mitgeschleppte Rollkörper 35
auf die Seitenwand 34′ der unteren Axialnut 34, die sym
metrisch zur oberen Axialnut 34 angeordnet ist. Damit tritt
wiederum eine drehfeste Kopplung von Hohlrad 31 und Innenrad
32 ein. Zwischen den Klemmlagen der Rollkörper 35 besitzen
also Hohlrad 31 und Innenrad 32 ein gewisses Spiel relativ
zueinander.
Gegebenenfalls können alle Rollkörper 35 in unwirksamer Lage
im Bereich der größten Tiefe der Axialnuten 34 festgehalten
werden. Dazu dienen kolbenförmige Schieber 36, welche gleit
verschiebbar in entsprechenden Bohrungen 37 des Innenrades 32
angeordnet sind. Über nicht dargestellte Druckkanäle können
die Bohrungen 37 auf der von den Rollkörpern 35 abgewandten
Seite der kolbenförmigen Schieber 36 mit Druck beaufschlagt
werden, so daß die kolbenförmigen Schieber 36 in die in
Fig. 4 dargestellte ausgeschobene Lage geschoben werden und
dabei die Rollkörper 35 in Richtung des tiefen Bereiches der
Axialnuten 34 mitnehmen und an einer Verklemmung bzw. Ver
keilung zwischen Innenrad 32 und Hohlrad 31 hindern.
Bei der in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ist am Teilstück 2′ des Stabilisators ein
Schwenkfinger 38 fest angeordnet. Dieser Schwenkfinger 38
ist innerhalb eines am anderen Teilstück 2′′ fest angeordneten
Gehäuses 39 zwischen zwei Druckkolben 40 schwenkbar angeordnet,
welche ihrerseits auf einer Kreisbahn bezüglich der Achse der
Teilstücke 2′ bzw. 2′′ im Gehäuse 39 verschiebbar in bogenför
migen Kolbenarbeitsräumen 41 untergebracht sind. Die Kolben
arbeitsräume 41 werden auf ihren dem Schwenkfinger 38 zuge
wandten Seiten also durch die jeweiligen Druckkolben 40 ver
schlossen. Über in den Fig. 7 und 8 nicht dargestellte Druck
leitungen kann in die Kolbenarbeitsräume 41 hydraulisches
Druckmedium eingeführt werden, um die Druckkolben 40 jeweils
innerhalb des Gehäuses 39 gegeneinander bzw. gegen den Schwenk
finger 38 vorzuschieben, so daß die Beweglichkeit des Schwenk
fingers 38 innerhalb des Gehäuses 39 entsprechend eingeschränkt
bzw. der Schwenkfinger 38 im Gehäuse 39 arretiert wird.
Gemäß Fig. 7 ist am Gehäuse 39 ein Zentrieranschlag 39′ für
die Kolben 40 angeordnet. Wenn die Kolben 40 an diesem Anschlag
39′ anliegen, wird der Schwenkfinger 38 relativ zum Gehäuse
unbeweglich in der in Fig. 7 dargestellten Mittellage fest
gehalten. Werden die Kolben 40 in vom Zentrieranschlag 39′
beabstandeten Lagen gehalten, wie es in Fig. 7 dargestellt
ist, hat der Schwenkfinger 38 innerhalb des Gehäuses 39 ein
entsprechendes Bewegungsspiel, d. h. die Teilstücke 2′ und 2′′
(vgl. auch Fig. 8) des Stabilisators können sich relativ
zueinander frei bewegen. Gegebenenfalls können die Kolben 40
auf ungleiche Abstände zum Zentrieranschlag 39′ eingestellt
werden, um die Beweglichkeit von Schwenkfinger 38 und Gehäuse
39 bzw. der Teilstücke 2′ und 2′′ des Stabilisators unsymmet
risch zu einer Mittellage zu begrenzen.
Abweichend von Fig. 7 ist auch eine Ausführungsform ohne
Zentrieranschlag 39′ möglich. Damit wird die Möglichkeit
geschaffen, die Kolben 40 über den in Fig. 7 vom Zentrier
anschlag 39′ eingenommenen Raum hinauszuschieben, so daß der
Schwenkfinger 38 auch in einer außermittigen Lage relativ
zum Gehäuse 39 zwischen den Kolben 40 arretiert werden kann.
Im übrigen besteht wiederum die Möglichkeit, die Beweglich
keit des Schwenkfingers 38 innerhalb des Gehäuses 39 unsymmet
risch zu der in Fig. 7 dargestellten Mittellage des Schwenk
fingers 38 zu begrenzen, indem nur einer der Druckkolben 40
gegen den Schwenkfinger 38 bzw. die Druckkolben 40 ungleich
weit gegen den Schwenkfinger 38 vorgeschoben werden.
Die Steuerung der Kolben 40 wird anhand der Fig. 6 erläutert.
Die saugseitig wiederum mit dem Reservoir 9 verbundene, durch
den Motor 7 angetriebene Pumpe 8 ist druckseitig wiederum an
eine Druckleitung 10 angeschlossen, die über ein einstellbares
Druckbegrenzungsventil 12 mit dem Reservoir 9 verbunden ist.
Außerdem ist der Druckspeicher 11 an die Druckleitung 10 ange
schlossen. Im übrigen kann die Druckleitung 10 über Einlaßven
tile 42 mit den Kolbenarbeitsräumen 41 verbunden bzw. von
denselben abgetrennt werden. Über Auslaßventile 43 können
die Kolbenarbeitsräume 41 mit dem Reservoir 9 verbunden bzw.
zum Reservoir 9 hin abgesperrt werden.
Wenn die Auslaßventile 42, wie in Fig. 6 dargestellt ist,
geöffnet und die Einlaßventile 42 abgesperrt sind, so kann
der Schwenkfinger 38 die Druckkolben 40 in die in die Kolben
arbeitsräume 41 eingeschobene Endlage schieben. Damit hat der
Schwenkfinger 38 zwischen den Druckkolben 40 seine größtmög
liche Bewegungsfreiheit, d. h. die Teilstücke 2′ und 2′′ des
Stabilisators sind weitestgehend voneinander entkoppelt und
lassen sich relativ zueinander praktisch widerstandslos um
größere Schwenkwinkel verstellen.
Werden die Auslaßventile 43 in die in Fig. 6 nicht dargestellte
Sperrlage geschoben, so können die Druckkolben 40 nach Öffnen
der Einlaßventile 42 aus den Kolbenarbeitsräumen 41 mehr oder
weniger weit ausgeschoben werden; die jeweilige ausgeschobene
Lage kann dadurch arretiert werden, daß sowohl Einlaßventile
42 und Auslaßventeile 43 geschlossen werden bzw. bleiben.
Gegebenenfalls können die Druckkolben 40 auch ungleichmäßig
weit aus ihren Kolbenarbeitsräumen 41 ausgeschoben werden,
indem die beiden Einlaßventile 42 bei geschlossen bleibenden
Auslaßventilen 43 ungleich lang geöffnet werden und damit die
Kolbenarbeitsräume 41 ungleich lang mit der Druckleitung 10
verbinden. Soweit der Schwenkfinger 38 bei Verstellung der
Druckkolben 40 an einem Druckkolben anliegt, erfolgt gleich
zeitig eine Verstellung von Schwenkfinger 38 und Gehäuse 39
relativ zueinander bzw. eine Relativverstellung der Teilstücke
2′ und 2′′ des Stabilisators.
Die Steuerung der Ventile 42 und 43 erfolgt mittels eines
Rechners 15 (vgl. Fig. 6), welcher eingangsseitig mit Sensoren
16′ und 16′′ für den Lenkwinkel und die Fahrgeschwindigkeit
verbunden sein kann. Zusätzlich oder alternativ können noch
weitere Signalgeber vorgesehen sein, beispielsweise ein Signal
geber für den Wankwinkel oder ein Signalgeber für die Quer
beschleunigung des Fahrzeuges. Damit erhält der Rechner 15
die Möglichkeit, die Ventile 42 und 43 so anzusteuern, daß der
Schwenkfinger 38 innerhalb des Gehäuses 39 von den Druckkolben
40 derart verstellt wird, daß der jeweils tatsächlich auftre
tende Wankwinkel minimiert wird.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform des Stabili
sators tragen die einander zugewandten Enden der Teilstücke
2′ und 2′′ (vgl. Fig. 1) des Stabilisators jeweils einen Hebel
arm 44′ bzw. 44′′, wobei jeder Hebelarm 44′ bzw. 44′′ mit dem
ihm zugeordneten Teilstück 2′ bzw. 2′′ des Stabilisators dreh
fest verbunden ist. Die freien Enden der Hebelarme 44′ und 44′′
sind über ein doppeltwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat 45 bzw.
ein entsprechend doppeltwirkendes Verdrängeraggregat miteinan
der verbunden.
Bei einer ersten Ausführungsform ist zwischen den durch den
Kolben abgetrennten Zylinderräumen des Kolben-Zylinder-Aggre
gates 45 eine absperrbare Leitung angeordnet, welche im geöff
neten Zustand einen Austausch von Hydraulikmedium zwischen den
beiden Kammern des Kolben-Zylinder-Aggregates 45 ermöglicht.
Dementsprechend können sich die Hebelarme 44′ und 44′′ relativ
zueinander verschwenken, wobei der Kolben des Kolben-Zylinder-
Aggregates 45 in der einen oder anderen Richtung verschoben
wird. Gegebenenfalls erfolgt diese Verschiebung gegen den
Drosselwiderstand der genannten Leitung. Sobald die Leitung
abgesperrt wird, ist der Kolben des Kolben-Zylinder-Aggrega
tes 45 in seiner jeweiligen Lage arretiert, dementsprechend
sind auch die Hebelarme 44′ und 44′′ an einer Schwenkung rela
tiv zueinander gehindert.
Bei einer zweiten Ausführungsform können die beiden durch
den Kolben im Kolben-Zylinder-Aggregat 45 voneinander abge
trennten Zylinderräume in gleicher Weise wie die Kolbenar
beitsräume 41 in Fig. 6 über Einlaßventile mit einer Hydrau
likpumpe verbunden bzw. von derselben abgetrennt und über
Auslaßventile zu einem Reservoir hin geöffnet bzw. abgesperrt
werden. Durch entsprechende Steuerung der Einlaß- bzw. Auslaß
ventile besteht damit die Möglichkeit, den Kolben in jeder
Lage innerhalb des Kolben-Zylinder-Aggregates 45 zu arretie
ren oder zwangsweise in der einen bzw. anderen Richtung zu
verschieben oder verschiebbar zu lassen. Dementsprechend
werden die Hebel 44′ und 44′′ relativ zueinander unbeweglich
gehalten oder relativ zueinander verstellt oder relativ zu
einander beweglich; Entsprechendes gilt für die Teilstücke 2′
und 2′′ (vgl. Fig. 1) des Stabilisators. In Fig. 9 sind ver
schiedene Lagen der Hebel 44′ und 44′′ relativ zueinander
strichliert dargestellt.
Claims (15)
1. Stabilisator für Kraftfahrzeuge mit geteiltem Torsions
stab, dessen Teilstücke an ihren einander benachbarten
Enden mittels einer auftrennbaren Kupplungsanordnung
miteinander gekoppelt bzw. verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der
Querbeschleunigung des Fahrzeuges bzw. einem mit der
Querbeschleunigung korrelierten Parameter steuerbare
Kupplungsvorrichtung (4) bei Überschreitung eines vorgeb
baren Schwellwertes der Querbeschleunigung bzw. des
korrelierten Parameters schließt.
2. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsanordnung (4) in Abhängigkeit von der
zu erwartenden Querbeschleunigung steuerbar ist, welche
aus dem jeweiligen Lenkwinkel und/oder der jeweiligen
Lenkwinkelgeschwindigkeit sowie der jeweiligen Fahrge
schwindigkeit mittels Rechners (15) ermittelbar ist.
3. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwellwert in Abhängigkeit
vorgebbarer Parameter, wie z. B. in Abhängigkeit von
Daten der Fahrzeugbereifung, des Beladezustandes des
Fahrzeuges od. dgl., veränderbar ist.
4. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) in ge
schlossenem Zustande ein Spiel aufweist.
5. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) ein in
Abhängigkeit von der tatsächlichen und/oder zu erwarten
den Querbeschleunigung des Fahrzeuges steuerbares Spiel
aufweist, dessen Größe umgekehrt proportional zum Wert
der tatsächlichen und/oder erwarteten Querbeschleunigung
ist.
6. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) im geöff
neten Zustand ein Mindestdrehmoment überträgt.
7. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) einen
steuerbaren, mit zunehmenden Werten der tatsächlichen
bzw. erwarteten Querbeschleunigung zunehmenden Kraftschluß
aufweist.
8. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) als
Stellmotor ausgebildet ist, welcher die kupplungsseitigen
Enden der Teilstücke (2′, 2′′) relativ zueinander zu ver
stellen bzw. mit einer Stellkraft zu beaufschlagen ge
stattet, um einer Seitenneigung des Fahrzeuges entgegen
zuwirken.
9. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) hydraulisch
bzw. pneumatisch betätigbar ist.
10. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) bei
geringem bzw. verschwindendem hydraulischen bzw. pneuma
tischen Druck ihren geschlossenen Zustand einnimmt.
11. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) als
Lamellenkupplung (Fig. 2) ausgebildet ist.
12. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) als
Klauenkupplung bzw. als Stirnzahnkupplung (Fig. 3)
ausgebildet ist.
13. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung (4) als
Klemmrollenkupplung (Fig. 4 und 5) ausgebildet ist.
14. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß am einen Teilstück (2′) ein Schwenk
finger (38) angeordnet ist, welcher mit am anderen Teil
stück (2′′) angeordneten verstellbaren Anschlägen (Druck
kolben 40) zusammenwirkt.
15. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß an den Teilstücken (2′, 2′′) angeordnete
Hebelarme (44′, 44′′) an ihren freien Enden mittels eines
doppelt wirkenden Verdränger- bzw. Kolben-Zylinder-Aggre
gates (45) gekoppelt sind, dessen Kammern über drosselbare
bzw. absperrbare Leitungen miteinander und/oder mit einem
Fluidreservoir bzw. einer Druckquelle verbindbar sind.
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