Ausgleichsfeder (Fahrwerk)
Die Ausgleichsfeder ist ein Federelement im Fahrwerk eines Automobils, das nur beim gleichseitigen Ein- und Ausfedern des Fahrzeugkörpers wirksam ist und das dessen Wankbewegung nicht behindert.[1] Damit die Federrate beim gleichseitigen Ein- und Ausfedern unverändert bleibt, werden die Hauptfedern entsprechend weicher gemacht.
Bei Fahrzeugen mit hinterer Pendelachse und Hinterradantrieb verringert eine Ausgleichsfeder die Neigung zum Übersteuern im Grenzbereich, indem das Federungsmoment[2] vermehrt an der Vorderachse abgestützt, und die zu große Radlastdifferenz an der Hinterachse verringert wird. Letztere ist eine Folge des hohen Rollzentrums der Pendelachse, bei der derjenige Teil des Moments aus Fliehkraft und Schwerpunktshöhe, das nicht über die Federn abgestützt wird, bereits zu groß ist.[3][4] Durch die Ausgleichsfeder wird zusätzlich der „Aufstützeffekt“ reduziert, der ebenfalls eine Folge des hohen Rollzentrums und dessen Abhängigkeit vom Federweg ist.[5]
Die Funktion der Ausgleichsfeder ist umgekehrt zu der eines Stabilisators.
Eine Ausgleichsfeder hatten unter anderem folgende Modelle:
- der VW Käfer mit Zweigelenk-Pendelachse ab August 1966 als Drehstabfeder (z-förmig abgewinkelt: Z-Stab)
- der Porsche 356 ab 1959 und der Chevrolet Corvair 1964, beide mit Zweigelenk-Pendelachse als Querblattfeder,
- der Mercedes-Benz W110 mit Eingelenk-Pendelachse als Schraubenfeder am zentralen Hinterachsgelenk,
- der Mercedes-Benz W108 mit Eingelenk-Pendelachse als gashydraulische Baueinheit mit Niveau-Ausgleich am Hinterachsgelenk,
Beispiel: Pendelachse mit Blatt-Ausgleichsfeder
Die Blattfeder wird parallel zur Pendelachse liegend und um eine Fahrzeuglängsachse drehbar eingebaut. Der Drehpunkt ist in der Mitte der Feder und in der Mitte der Fahrzeugbreite. Dort stützt sie sich am Fahrzeugaufbau ab, zum Beispiel von unten am Gehäuse des Differentialgetriebes. Ihre Enden sind an den Pendelachshälften über ihr angelenkt. Beim Einfedern der Halbachsen wird die Ausgleichsfeder elastisch nach oben verformt. Sie mindert das Einfedern der beiden Halbachsen im gleichen Maß. Beim Wanken des Fahrzeugaufbaus ändert sich daran nichts, da sich die Blattfeder in ihrem Stützlager dreht und dabei den Drehungen der Halbachsen folgt. Diese Drehungen sind beidseitig gleich, sodass sich der Verformungszustand der Ausgleichsfeder nicht ändert.
Einzelnachweise
- Wolfgang Matschinsky: Bestimmung mechanischer Kenngrößen von Radaufhängungen. Von der Fakultät für Maschinenwesen der Technischen Universität Hannover zur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur genehmigte Dissertation, 1992, S. 68.
- Wolfgang Matschinsky: Radführungen der Straßenfahrzeuge: Statik, Kinematik, Elasto-Kinematik und Konstruktion. 3. Auflage. Springer, 2007, ISBN 978-3-540-71196-4, S. 174.
- Manfred Mitschke, Henning Wallentowitz: Dynamik der Kraftfahrzeuge. 4. Auflage. Springer, 2004, ISBN 978-3-662-06803-8, S. 724–726.(eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
- Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik: Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. 4. Auflage. Springer Vieweg, 2014, ISBN 978-3-658-04918-8, S. 267–270 Abb. H. 13. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
- Wolfgang Matschinsky: Radführungen der Straßenfahrzeuge: Statik, Kinematik, Elasto-Kinematik und Konstruktion. 2. Auflage. Springer, 1998, ISBN 978-3-662-09653-6, S. 188–191 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).