DE4317510A1 - Federungssystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Federungssystem für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie es
beispielsweise aus der DE-37 18 390-A1 bekannt ist.
Federungssysteme für Kraftfahrzeuge, bei denen die Anlenkpunkte
der zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Radführungslenkern oder
den Radträgern des Fahrzeugs angeordneten Feder- und Dämpferele
mente mit Hilfe von Stellvorrichtungen in Abhängigkeit von Be
triebsparametern des Fahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit von
der Fahrzeugbeladung verstellt werden, um so den wirksamen He
belarm der Feder- und/oder Dämpferelemente zu verändern und da
durch insbesondere das Fahrzeugniveau zumindest weitgehend bela
dungsunabhängig konstant zu halten, sind in vielfältigen Varian
ten bekannt.
So ist beispielsweise aus der US-PS 3 858 902 ein Federungssy
stem für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die Fahrzeugräder u. a.
durch Längslenker geführt sind und die Fahrzeugabfederung durch
zwischen dem Fahrzeugaufbau und den als- Längslenkern ausgebilde
ten Radführungslenkern angeordnete Federdämpfer erfolgt. Eine
automatische Niveaukonstanthaltung wird bei diesem bekannten Fe
derungssystem dadurch erreicht, daß das am Fahrzeugaufbau abge
stützte Federdämpferende lastabhängig durch einen geregelten
Motorantrieb innerhalb einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden
Vertikalebene verschoben und dadurch der wirksame Hebelarm der
Federdämpferanordnung lastabhängig vergrößert oder verkleinert
wird.
Bei einem aus der DE-37 18 390-A1 bekannten anderen Federungssy
stem für Kraftfahrzeuge mit zwischen dem Fahrzeugaufbau und den
Radführungslenkern wirksamen, der Fahrzeugabfederung dienenden
Federdämpfern sind die Federdämpfer mit ihren aufbauseitigen En
den jeweils unverrückbar am Fahrzeugaufbau angelenkt, wohingegen
ihre an den Radführungslenkern abgestützten Enden zwecks Niveau
konstanthaltung und/oder Erhaltung einer weitgehend lastunab
hängigen Aufbaufrequenz bzw. Aufbaudämpfung auf den Radführungs
lenkern mittels einer Stellvorrichtung zwischen einer einen kür
zeren ersten wirksamen Federdämpferhebelarm bewirkenden ersten
Endstellung bei Leerlast und einer einen längeren zweiten wirk
samen Federdämpferhebelarm bewirkenden zweiten Endstellung bei
Vollast verschiebbar sind. Zu diesem Zweck sind die lenkerseiti
gen Federbeinenden jeweils über ein kugelige Bewegungen ermög
lichendes Lager an einem auf dem jeweiligen Radführungslenker
befindlichen drehbaren Stützglied angelenkt, so daß die lenker
seitigen Anlenkpunkte der Federdämpfer bei Verstellung dieses
Stützgliedes eine Kreisbahn, vorzugsweise eine Halbkreisbahn be
schreiben. Die Drehebene dieses Stützgliedes ist dabei derart
ausgerichtet, daß sie die Grundfläche eines fiktiven Kreiskegels
bildet, dessen Spitze durch das aufbauseitige Federdämpferlager
und dessen Mantelfläche durch die von der Mittelachse des Feder
dämpfers während des Verdrehens des Stützgliedes beschriebene
Höhlkurve gebildet wird.
Dieses bekannte Federungssystem benötigt in vorteilhafter Weise
im Vergleich zu bekannten Federungssystemen entsprechend der
US-PS 3 858 902 zwar vergleichsweise geringe Verstellkräfte,
doch ist andererseits zur Durchführung der Verstellbewegungen
der Federdämpfer zusätzlicher seitlicher Bauraum erforderlich.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein seitenbauraumgünstiges weiteres Federungssystem für Kraft
fahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art
zu schaffen, das es ermöglicht, über den ganzen Fahrzeuglastbe
reich zumindest annähernd sowohl ein konstantes Niveau als auch
eine weitgehend konstante Aufbaueigenfrequenz sowie ein weitge
hend konstantes Dämpfungsmaß aufrechtzuerhalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa
tentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden also die lenkerseitigen Federdämpferenden
u. a. mittels eines dreigliedrigen Kurbeltriebs mit einem das
lenkerseitige Federdämpferende tragenden Kurbellenker, einem den
Kurbellenker am Radführungslenker abstützenden Stützstab sowie
einem den Verschiebeweg des lenkerseitigen Federdämpferendes in
gewünschter Weise beeinflussenden Korrekturhebel an den Radfüh
rungslenkern angelenkt.
An Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei
spiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen in prinzipienhafter Darstellung
Fig. 1 die Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fede
rungssystems gemäß einem ersten Ausführungs
beispiel bei Leerlast,
Fig. 2 die Seitenansicht desselben Federungssystems
bei Vollast,
Fig. 3 die Seitenansicht desselben Federungssystems
in einer prinzipienhaften Gesamtdarstellung
und
Fig. 4 die Seitenansicht eines bezüglich eines De
tails veränderten entsprechenden Federungssy
stems in einer prinzipienhaften Gesamtdar
stellung.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen eine Kraftfahr
zeug-Hinterradaufhängung, bei der das Fahrzeugrad 4 über einen
Radführungslenker 2 in Form eines Längslenkers, der auch Teil
einer bekannten Verbund- oder Koppellenkerachse sein kann,
schwenkbar am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 1 angelenkt ist.
Die Abfederung des Rades 1 erfolgt über einen zwischen Fahrzeug
aufbau 1 und Radführungslenker 2 wirksamen Federdämpfer 3, der
in üblicher Weise aus einem Teleskopstoßdämpfer und einem diesen
konzentrisch umschließenden Federelement, hier eine Schraubenfe
der, besteht.
Die Hinterradaufhängung ist mit einer mechanischen Niveaurege
lung ausgestattet, mit deren Hilfe das Fahrzeugniveau unabhängig
von der jeweiligen Fahrzeugbeladung konstant gehalten werden
kann. Diese mechanische Niveauregelung besteht im wesentlichen
aus einem nicht weiter dargestellten üblichen Niveauregler, d. h.
einer Einrichtung, die das jeweilige Fahrzeugniveau erfaßt
und bei seiner Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert ein
entsprechendes Steuer- bzw. Stellsignal abgibt, sowie dem Feder
dämpfer 3 und einer Stellvorrichtung, durch die der wirksame Fe
derdämpferhebelarm beladungsabhängig in seiner Größe verändert
werden kann.
Der Federdämpfer 3 ist mit seinem oberen Ende am Fahrzeugaufbau
1 unverrückbar, aber schwenkbar und/oder kugelige Bewegungen ge
stattend angelenkt.
Das untere rad- bzw. lenkerseitige Federdämpferende 11 ist dage
gen am Radführungslenker 2 nicht unverrückbar, sondern - mittels
einer Stellvorrichtung - längsverschieblich dazu angelenkt.
Die Stellvorrichtung enthält einen das untere Federdämpferende
11 lagernden und mit dem Radführungslenker 2 verbindenden drei
gliedrigen Kurbeltrieb 6 sowie einen das Federdämpferende 11
nach Maßgabe des vorerwähnten Stell- oder Steuersignals des Ni
veaureglers längsverschiebenden Stellantrieb 5, der in den dar
gestellten Ausführungsbeispielen als üblicher hydraulischer
Stellzylinder ausgebildet ist, generell aber durch jeden anderen
geeigneten Stellantrieb ersetzt werden kann.
Der Kurbeltrieb 6 enthält einen um einen in den dargestellten
Ausführungsbeispielen oberhalb des Radführungslenkers 2 liegen
den Drehpunkt 10 schwenkbaren hängenden Kurbellenker 7, an des
sen freien unteren Ende das untere Federdämpferende 11 angelenkt
ist, einen Stützstab 8, der mit seinem einen Ende am Radfüh
rungslenker 2 angelenkt und etwa parallel oder leicht geneigt
zum Radführungslenker 2 ausgerichtet ist, sowie einen im Anlenk
punkt 12 am Radführungslenker 2 angelenkten stehenden Korrektur
hebel 9, dessen oberes freies Ende am Kurbellenker 7 im Abstand
zu dessen Enden angelenkt ist.
Das obere Ende des Kurbellenkers 7 ist gelenkig mit dem freien
Ende des Stützstabs 8 verbunden. Diese Gelenkstelle bildet den
vorerwähnten Drehpunkt 10, der also nicht raumfest ist.
Es ist leicht erkennbar, daß das untere Ende des Kurbellenkers 7
und damit auch das untere Federdämpferende 11 durch den am Kur
bellenker 7 angreifenden Stellantrieb 5 nach Maßgabe eines vom
Niveauregler gelieferten Stell- oder Steuersignals verschoben
werden kann, wobei der Verschiebeweg des Federdämpferendes 11
durch die Kinematik des Kurbeltriebs 6 bestimmt ist.
Wenn die Anlenkung des unteren Federdämpferendes 11 nicht gemäß
der Erfindung über einen dreigliedrigen Kurbeltrieb 6, sondern
einfach mittels eines um einen raumfesten Drehpunkt
(entsprechend Drehpunkt 10) schwenkbaren einfachen Kurbellenker
(entsprechend Kurbellenker 7) durchgeführt werden würde, dann
ergäbe sich für das untere Federdämpferende 11 ein vergleichs
weise stark gekrümmter Verschiebeweg, der in Fig. 3 Vergleichs
halber strichpunktiert eingezeichnet und mit 15 beziffert ist.
Durch den erfindungsgemäß eingesetzten Kurbeltrieb 6 wird der
obere Drehpunkt 10 des Kurbellenkers 7 beim Betätigen des Stell
antriebs 5 in seiner räumlichen Lage verändert, weil dem Kurbel
lenker 7 durch den an ihm angreifenden und anderenends am Rad
führungslenker 2 angelenkten Korrekturhebel 9 eine nach oben ge
richtete korrigierende Bewegung aufgezwungen wird, die letztlich
dazu führt, daß das untere Federdämpferende 11 beim Betätigen
des Stellantriebs 5 entlang einem kreisbogenförmigen Verschiebe
weg 13 ausgelenkt wird, der eine nur vergleichsweise geringe
Krümmung besitzt.
Kurbellenker 7, Stützstab 8 und Korrekturhebel 9 des Kurbel
triebs 6 sind in ihren Längen wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt,
vorzugsweise derart bemessen und räumlich derart zueinander aus
gerichtet, daß sowohl der lenkerseitige Anlenkpunkt 12 des Kor
rekturhebels 9 als auch der Drehpunkt 10 zwischen dem Kurbellen
ker 7 und dem Stützstab 8 sowie der mit M1 bezifferte Krümmungs
mittelpunkt des sich für das lenkerseitige Federdämpferende 11
ergebenden kreisbogenförmigen Verschiebewegs 13 etwa bei der
mittleren stationären Last, d. h. also bei etwa mittlerer Fahr
zeugbeladung, zumindest annähernd auf der Mittelsenkrechten 14
liegen, die - federdämpferseitig - auf der Verbindungsgeraden
zwischen den beiden mit A und B bezifferten Endstellungen er
sichtlich ist, die das Federdämpferende 11 einerseits bei Leer
last (A) bzw. bei Vollast (B) einnimmt.
Für den Verschiebeweg 13 ergibt sich so eine leicht ansteigende
Bahnkurve, durch die die mit zunehmender Last auftretende
Schraubenfederverkürzung berücksichtigt wird.
Bei einer Änderung der Fahrzeugbeladung durch Zu- oder Entladung
wird das untere Federdämpferende 11 durch den Stellantrieb 5
aufgrund eines vom nicht weiter dargestellten Niveauregler ge
lieferten Stell- oder Steuersignals so lange in die eine oder in
die andere Richtung unter entsprechender Verkleinerung oder Ver
größerung des wirksamen Federdämpferhebelarms verschoben, bis
das vorgegebene Fahrzeugniveau wieder erreicht ist. Dabei bleibt
die Aufbaueigenfrequenz und das Dämpfungsmaß aufgrund der vorge
gebenen leicht ansteigenden und nur schwach gekrümmten Bahnkurve
des Verschiebewegs 13 unabhängig von der Fahrzeugbeladung zumin
dest annähernd unverändert.
In den Fig. 1 und 2 sind die Verhältnisse einmal für Leerlast
und einmal für Vollast dargestellt. Bei Leerlast ist das Feder
dämpferende 11 in eine Endstellung A gebracht, in der für den
Federdämpfer 3 ein mit a bezifferter vergleichsweise kurzer Fe
derdämpferhebelarm wirksam ist. Bei Vollast ist das untere Fe
derdämpferende 11 dagegen durch den Stellantrieb 5 entlang den
Verschiebeweg 13 in seine andere Endstellung B verschoben, in
der ein vergleichsweise großer Federdämpferhebelarm b wirksam
ist.
Durch entsprechende gegenseitige Abstimmung der drei Glieder des
Kurbeltriebs 6 bezüglich ihrer Länge und räumlichen Zuordnung
zueinander ist es in einfacher Weise möglich, nicht nur ein be
ladungsunabhängiges konstantes Fahrzeugniveau zu erzielen, son
dern gleichzeitig auch eine weitgehend konstant bleibende Auf
baueigenfrequenz sowie ein weitgehend konstant bleibendes Dämp
fungsmaß zu erzielen.
Wenn es in speziellen Betriebssituationen wünschenswert ist, z. B.
auf Schlechtwegestrecken, eine härtere Feder-Dämpfereinstellung
einstellen zu können, so ist auch dies in einfacher Weise
dadurch möglich, daß der Stützstab 8 derart ausgebildet wird,
daß seine wirksame Länge gezielt vergrößert werden kann. Dies
kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß der Stützstab z. B.
nach Art bekannter hydraulischer Stellzylinder ausgebildet
wird, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.
Wenn die Länge des Stützstabes 8 z. B. über die in den Fig. 1
bis 3 gegebene Länge hinaus vergrößert wird, wie dies in Fig. 4
mit dem oberen kleinen Pfeil angedeutet ist, wird die Kinematik
des Kurbeltriebs 6 in Richtung einer Verflachung des Verschiebe
wegs des unteren Federdämpferendes 11 geändert, wie dies in Fi
gur 4 strichpunktiert angedeutet und mit 16 beziffert ist. Die
Verstellkurve verläuft hier also flacher, d. h. weniger angewin
kelt und tiefer. Aus diesem Grunde muß die Länge des Verschiebe
wegs zwischen den beiden Endstellungen bei Leerlast (A) und bei
Vollast entsprechend länger werden, um bei Vollast einen ent
sprechend größeren Federdämpferhebelarm zur Verfügung zu haben.
In Fig. 4 ist die entsprechende Verlängerung des Verschiebewegs
mit dem unteren kleinen Pfeil angedeutet und die entsprechende
Endstellung bei Vollast mit (c) beziffert.
Nur zum Vergleich sind in der Fig. 4 auch noch die bei unverän
derter Länge des Stützstabes 8 vorliegenden Hebelverhältnisse
etc. angedeutet, wobei die für beide Fälle identische Lage des
Federdämpfers bei Leerlast strichpunktiert und mit 3 beziffert,
die Ausrichtung des Federdämpfers bei unveränderter Stützstab
länge bei Vollast punktiert und mit 3′ und die Ausrichtung des
Federdämpfers bei vergrößerter Stützstablänge strichpunktiert
und mit 3′′ beziffert wurde.
In entsprechender Weise wurde die räumliche Ausrichtung des Kur
bellenkers sowie des Korrekturhebels bei verlängertem Stützstab
8′′ mit 7′′ bzw. mit 9′′ bezeichnet.
Es leuchtet ein, daß es auch möglich ist, im Bedarfsfalle in
ganz entsprechender Weise durch Verringerung der an sich vorge
sehenen Stützstablänge eine entsprechend weichere Feder-Dämpfer
einstellung zu erzielen.
Der Einsatz eines in seiner wirksamen Länge verstellbaren Stütz
stabes 8 kann in vorteilhafter Weise auch dazu eingesetzt wer
den, gegebenenfalls, z. B. fahrgeschwindigkeitsabhängig, das Eigen
lenkverhalten des Kraftfahrzeugs zu beeinflussen, da eine
Veränderung der Federhärte zugleich die Größe des Roll-Rück
stellmoments und folglich auch die Größe des Reifenschräglauf
winkels der Räder beeinflußt.
Das erfindungsgemäße Federungssystem wurde anhand einer Radauf
hängung mit Längslenkern erläutert. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf die Anwendung bei solchen Radführungslenkern be
schränkt. In entsprechender Weise kann sie auch bei solchen Rad
aufhängungen zum Einsatz kommen, die z. B. Querlenker einsetzen.
In diesen Fällen werden die Federdämpfer dann zur Veränderung
der wirksamen Federdämpferhebelarme in ganz entsprechender Weise
nicht in Fahrzeuglängsrichtung, sondern in Fahrzeugquerrichtung
verschoben.
Claims (3)
1. Federungssystem für Kraftfahrzeuge, mit am Fahrzeugaufbau (1)
jeweils um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkbar
angelenkten Radführungslenkern (2) sowie mit zwischen Fahr
zeugaufbau (1) und Radführungslenkern (2) wirksamen Feder
dämpfern (3), deren lenkerseitige Anlenkung zwecks Niveaure
gelung jeweils mittels einer Stellvorrichtung relativ zum
jeweiligen Radführungslenker (2) zwischen einer einen kürze
ren ersten wirksamen Federdämpferhebelarm (a) bewirkenden er
sten Endstellung (A) bei Leerlast und einer einen längeren
zweiten wirksamen Federdämpferhebelarm (b) bewirkenden zwei
ten Endstellung (B) bei Vollast verschiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellvorrichtung jeweils mindestens einen Stellan trieb (5) sowie einen dreigliedrigen Kurbeltrieb (6) mit einem Kurbellenker (7), einem Stützstab (8) und einem Korrek turhebel (9) enthält,
daß am freien unteren Ende des um einen Drehpunkt (10) schwenkbaren hängenden Kurbellenkers (7) das lenkerseitige Federdämpferende (11) angelenkt ist,
daß der mit seinem einen Ende am Radführungslenker (2) ange lenkte Stützstab (8) im wesentlichen etwa parallel zum Rad führungslenker (2) ausgerichtet ist und mit seinem freien an deren Ende - den Drehpunkt (10) bildend - gelenkig mit dem Kurbellenker (7) verbunden ist
und daß das freie obere Ende des ebenfalls am Radführungslen ker (2) angelenkten stehenden Korrekturhebels (9) am Kurbel lenker (7) im Abstand zu dessen Enden angelenkt ist.
daß die Stellvorrichtung jeweils mindestens einen Stellan trieb (5) sowie einen dreigliedrigen Kurbeltrieb (6) mit einem Kurbellenker (7), einem Stützstab (8) und einem Korrek turhebel (9) enthält,
daß am freien unteren Ende des um einen Drehpunkt (10) schwenkbaren hängenden Kurbellenkers (7) das lenkerseitige Federdämpferende (11) angelenkt ist,
daß der mit seinem einen Ende am Radführungslenker (2) ange lenkte Stützstab (8) im wesentlichen etwa parallel zum Rad führungslenker (2) ausgerichtet ist und mit seinem freien an deren Ende - den Drehpunkt (10) bildend - gelenkig mit dem Kurbellenker (7) verbunden ist
und daß das freie obere Ende des ebenfalls am Radführungslen ker (2) angelenkten stehenden Korrekturhebels (9) am Kurbel lenker (7) im Abstand zu dessen Enden angelenkt ist.
2. Federungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurbellenker (7), der Stützstab (8) und der Korrek
turhebel (9) des Kurbeltriebs (6) in ihren Längen derart be
messen und räumlich derart zueinander ausgerichtet sind, daß
sowohl der lenkerseitige Anlenkpunkt (12) des Korrekturhebels
(9) als auch der Drehpunkt (10) zwischen Kurbellenker (7) und
Stützstab (8) sowie der Krümmungsmittelpunkt (M1) des sich
für das lenkerseitige Federdämpferende (11) ergebenden kreis
bogenformigen Verschiebewegs (13) etwa bei der mittleren sta
tionären Last zumindest annähernd auf der federdämpferseitig
auf der Verbindungsgeraden zwischen den beiden Endstellungen
(A, B) errichteten Mittelsenkrechten (14) liegen.
3. Federungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksame Länge des Stützstabs (8) Verstellbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934317510 DE4317510A1 (de) | 1992-05-30 | 1993-05-26 | Federungssystem für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4217991 | 1992-05-30 | ||
DE19934317510 DE4317510A1 (de) | 1992-05-30 | 1993-05-26 | Federungssystem für Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4317510A1 true DE4317510A1 (de) | 1993-12-02 |
Family
ID=25915316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934317510 Withdrawn DE4317510A1 (de) | 1992-05-30 | 1993-05-26 | Federungssystem für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4317510A1 (de) |
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