Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102012005395B4 - Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
DE102012005395B4
DE102012005395B4 DE201210005395 DE102012005395A DE102012005395B4 DE 102012005395 B4 DE102012005395 B4 DE 102012005395B4 DE 201210005395 DE201210005395 DE 201210005395 DE 102012005395 A DE102012005395 A DE 102012005395A DE 102012005395 B4 DE102012005395 B4 DE 102012005395B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring
coupling rod
torsion bar
adjuster according
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE201210005395
Other languages
English (en)
Other versions
DE102012005395A1 (de
Inventor
Wilfried Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49043764&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102012005395(B4) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE201210005395 priority Critical patent/DE102012005395B4/de
Priority to CN201310084220.2A priority patent/CN103303090B/zh
Priority to US13/833,332 priority patent/US8851493B2/en
Publication of DE102012005395A1 publication Critical patent/DE102012005395A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102012005395B4 publication Critical patent/DE102012005395B4/de
Revoked legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/025Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means the mechanical spring being a torsion spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20Spring action or springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

Achssteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, mit einer Drehstabfeder (22), die über einen Drehsteller (28) in ihrer Vorspannung verstellbar ist, wobei die Drehstabfeder (22) radseitig auf einen Abtriebshebel (38) wirkt, der über eine Koppelstange (40) an einem Radführungselement (12) der Radaufhängung angelenkt ist, welche Koppelstange (40) über Gelenke (42) mit dem Abtriebshebel (38) und mit dem Radführungselement (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (40) als eine Feder definierter Federrate ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Achssteller für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Achssteller ist sowohl für die Vorderachse als auch für die Hinterachse anwendbar. Für jedes Fahrzeugrad kann ein solcher Achssteller vorgesehen sein, damit pro Fahrzeugrad aktive Kräfte gestellt werden können.
  • Ein solcher Achssteller ist beispielhaft aus der DE 10 2009 005 899 A1 bekannt. Der Achsteller weist eine mittels eines Aktuators betätigbare Drehstabfeder auf, die sich in der Fahrzeugquerrichtung bis etwa in die Fahrzeugquermitte erstreckt und radseitig auf einen Abtriebshebel wirkt, der wiederum an einem Radführungselement der Radaufhängung angelenkt ist. In der DE 10 2009 005 899 A1 ist die Drehstabfeder mehrteilig sowie in verschachtelter Anordnung ausgeführt, bei der zwei radial äußere Hohlstäbe sowie ein radial innenliegender Vollstab aus Federstahl vorgesehen sind, die über zum Beispiel Keilverzahnungen miteinander kraftübertragend verbunden sind.
  • Die DE 195 13 467 A1 offenbart eine Fahrzeugachse, umfassend Radträger für Fahrzeugräder, wobei jeder Radträger jeweils mit einem im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse verlaufenden Drehstab verbunden ist und wobei zwischen dem Radträger und dem Drehstab ein Querlenker angeordnet ist. Die Drehstäbe weisen jeweils eine abgewinkelte Anbindungsstrebe auf, die in Ruhelage des Fahrzeugs entgegengesetzt ausgerichtet sind. Die beiden Anbindungsstreben sind über eine gelenkig gelagerte Koppelstange verbunden, so dass bei einer Einfederungsbewegung des einen Rades die Koppelstange über die abgewinkelte Anbindungsstrebe eine entgegengesetzt gerichtete Verdrehbewegung auf den Drehstab des anderen Rades überträgt.
  • In dem aus der DE 10 2009 005 899 A1 bekannten Drehfedersystem wird die Federarbeit im Wechselspiel der Ein- und Ausfederbewegung des Rades aufgenommen bzw. abgegeben. Gleichzeitig ist es möglich, mittels des Aktuators Momente zu überlagern, das heißt die Drehfedern je nach Erfordernis aufzuziehen oder zu entspannen. Durch das Vorhandensein der Tragfeder als eine Hauptfeder müssen mit dem Drehsteller nur anteilig Stellkräfte zur Radlaständerung gestellt werden. Es findet ständig eine Überlagerung der Federkräfte aus Hauptfeder und Drehfeder statt, und zwar je nach dem wie die Fahrsituation dies erfordert und die Steuerung dies vorgibt. Am Ausgang des Drehfedersystems befindet sich eine Schwinge, an deren Ende eine Koppel angelenkt ist. Die Koppel verbindet die Schwinge mit dem Trapezlenker, der mit dem Fahrzeugrad verbunden ist. Somit können die im Drehsteller erzeugten Drehmomente über den Lastpfad Motor/Getriebe/Drehfeder/Schwinge/Koppel/Trapezlenker/Fahrzeugrad letztlich als lineare Stellkräfte auf das Fahrzeugrad übertragen werden.
  • Bei dem oben dargelegten Drehfedersystem setzt sich die Drehstabfeder lediglich aus zwei Komponenten, nämlich aus Rohrfeder und Vollstabfeder, zusammen. Demgegenüber ist die Drehschwinge, das heißt der Abtriebshebel, absolut starr ohne Einfluss auf die Gesamtfederkonstante des Systems ausgelegt. Besteht nun beispielsweise Bedarf, eine weichere Drehstabfeder zu realisieren, so müsste als erste Maßnahme der Durchmesser von Rohrfeder und/oder Vollstabfeder reduziert werden. Mit dem Reduzieren des Durchmessers würde jedoch das Arbeitsvermögen des Drehfederstabes abnehmen und würden gleichzeitig auch die Spannungen überproportional zunehmen, so dass die Rohr- und Stabfeder verlängert werden müssten. Eine solche Längenänderung ist jedoch aufgrund der äußerst kritischen Platzverhältnisse im Bereich der Radaufhängung nicht durchführbar. Dies hat zur Folge, dass insbesondere bei kleineren Fahrzeugbaureihen, bei denen eine Reduzierung der Gesamtfedersteifigkeit unumgänglich ist, ein derartiger Drehsteller aufgrund der hohen Packungsdichte nicht eingebaut werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Achssteller bereitzustellen, bei dem mit baulich und konstruktiv einfachen Mitteln die Gesamtfederkonstante des Achsstellers beeinflussbar ist.
  • Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Die Erfindung betrifft speziell einen Achssteller-Aufbau, bei dem der Abtriebshebel der Drehstabfeder nicht unmittelbar am Radführungselement angelenkt ist, sondern unter Zwischenschaltung einer Koppelstange. Diese ist sowohl mit dem Radführungselement als auch mit dem Abtriebshebel über Gelenke, etwa Kugelgelenke oder andere Schwenkgelenke, in Verbindung. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die an den Abtriebshebel anschließende Koppelstange nicht mehr starr, das heißt ohne Federeigenschaft, sondern als ein Federelement mit definierter Federrate ausgebildet ist. Damit werden in einfacher Weise der Drehstabfeder in Reihenschaltung das Federelement nachgeschaltet bzw. überlagert, das die Federrate der Federungsanordnung absenkt und die Torsionsbelastungen der Drehstabfeder vermindert. Daraus resultiert, dass gegebenenfalls eine im Durchmesser geringere, gewichtsgünstigere Drehstabfeder verwendbar ist.
  • Die Drehstabfeder kann als ein geschachteltes Drehfedersystem ausgeführt sein, bestehend aus einer Rohrfeder und einer Vollstabfeder. Das System wird daher mit der Koppelstange als eine dritte federnde Komponente erweitert. Dadurch kann unter Beibehaltung der geometrischen Abmessungen, das heißt der Länge des Drehfedersystems, die Gesamtfederrate nach unten korrigiert werden. Entsprechend kann der Achssteller auch bei kleineren Fahrzeugbaureihen verbaut werden, in denen eine Reduzierung der Gesamtfedersteifigkeit der Radaufhängung erforderlich ist.
  • Bevorzugt kann die Koppelstange eine C-förmige Biegefeder, insbesondere eine Blattfeder sein. Deren Federfußpunkte sind über die oben erwähnten Gelenke am Abtriebshebel sowie am Radführungselement angelenkt. Im Hinblick auf Gewichtseinsparungen ist eine gewichtsoptimierte Konstruktion der Koppelstange von Bedeutung. Bevorzugt kann daher die als C-förmige Blattfeder gestaltete Koppelstange eine in etwa sichelförmige Seitenkontur aufweisen, und zwar mit einem mittleren Bereich hoher Materialstärke, der sich zu den gelenkseitigen Federfußpunkten hin verjüngt. Auf diese Weise kann die Koppelstange weitgehend als ein Biegeträger gleicher Biegespannung ausgeführt werden, bei dem sich im Fahrbetrieb eine gleichmäßig verteilte Bauteilspannung einstellt.
  • Mittels der Gelenkverbindungen wird erreicht, dass auf die als Biegefeder ausgeführte Koppelstange keine von den Radführungselementen vom Fahrbetrieb ausgehende verkantende Störmomente ausgeübt werden.
  • Für eine weitere gewichtsoptimierte Konstruktion ist es zudem von Vorteil, wenn die C-förmige Blattfeder aus einem Flachprofil mit zumindest teilweise rechtwinkligem Querschnitt hergestellt ist. Das Flachprofil ist in der Einbaulage bevorzugt so ausgerichtet, dass es mit einer Flachseite einem, von der Blattfeder C-förmig umgrenzten Bauraum zugewandt ist. In dem, von der Blattfeder umgrenzten Bauraum kann im Sinne einer Package-Optimierung ein zusätzliches Fahrgestellelement bauraumgünstig angeordnet sein.
  • Die Koppelstange kann bevorzugt in etwa vertikal ausgerichtet zwischen ihren beiden Gelenkpunkten angeordnet sein. Entsprechend können die beiden Federfußpunkte der Koppelstange in der Konstruktionslage vertikal fluchtend übereinanderliegen.
  • Die Koppelstange kann aus einem Federstahl gefertigt sein. Im Hinblick auf eine Gewichtsoptimierung ist es von Vorteil, die Koppelstange aus einem Faser-Verbund-Werkstoff, etwa aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, herzustellen.
  • Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, definiert die Drehstabfeder zusammen mit der als Federelement ausgeführten Koppelstange ein Speicherfedersystem mit vordefinierter Gesamtfederkonstante. Bei dieser Anordnung ist es besonders von Vorteil, dass die im Lastpfad zwischen der Drehstabfeder und der Koppelstange zwischengeschaltete Abtriebshebel als ein starres Bauteil ohne Federeigenschaften, das heißt ohne Einfluss auf die Gesamtfederkonstante, ausgeführt ist. Hierfür ist es von Vorteil, wenn der Abtriebshebel zunächst als separates, starres Bauteil gefertigt ist und erst anschließend kraft- und/oder reibschlüssig mit der Drehstabfeder verbunden wird (im Gegensatz zu einer materialeinheitlichen sowie einstückigen Ausbildung des Abtriebshebels an der Drehstabfeder). Auf diese Weise kann der Abtriebshebel unabhängig von der federnd nachgiebigen Drehstabfeder im Hinblick auf seine Bauteilsteifigkeit optimiert werden. Der zwischen der Koppelstange und der Drehstabfeder geschaltete Abtriebshebel dient somit im Fahrbetrieb alleine der Drehmomentübertragung von der Drehstabfeder auf die Koppelstange, und zwar ohne zusätzliche Speicherung/Abgabe von Federarbeit.
  • Bevorzugt kann die Drehstabfeder in der Fahrzeugquerrichtung fluchtend ausgerichtet sein, während sich der Abtriebshebel in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Die Hebelarmlänge des Abtriebshebels ist im Hinblick auf die Momentenübertragung zwischen der Drehstabfeder und der Koppelstange ausgelegt.
  • Alternativ zur Ausgestaltung als C-förmige Feder kann die Koppelstange auch als Teleskopfeder ausgeführt sein. Diese kann ein an einem Verbindungspartner angelenktes Gehäuse aufweisen, in dem ein Kolben entgegen einer Federkraft linear in beiden Richtung hubverstellbar geführt ist. Der Kolben kann wiederum über eine Kolbenstange an dem anderen Verbindungspartner angelenkt sein. Damit über die Teleskopfeder sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen werden können, ist es erforderlich, dass zwei Federelemente zueinander in Gegenrichtungen auf den hubverstellbar geführten Kolben wirken.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können der Abtriebshebel und der Drehsteller in der Fahrzeugquerrichtung jeweils an der dem Fahrzeugrad zugewandten Seite des Achsstellers positioniert sein, wobei die Drehstabfeder ausgehend von dem Drehsteller als Rohrfeder der Fahrzeugmitte zu verlaufen, dort trieblich mit einem Vollstab verbunden ist, der zurückverlaufend durch den Drehsteller hindurch mit dem außen liegenden Abtriebshebel mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.
  • Des Weiteren kann die Drehstabfeder wie eingangs aufgeführt als Speicherfeder mit einer an der Radaufhängung vorgesehenen, parallel geschalteten Tragfeder zusammenwirken, wobei die Tragfeder einerseits und die Drehstabfeder mit der als Biegefeder ausgeführten Koppelstange andererseits eine an unterschiedliche Fahrzeugtypen und Fahrzeuggewichte gut anpassbare Gesamtfederrate der Federungsanordnung definieren.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine Draufsicht auf die untere Ebene einer linksseitigen Radaufhängung einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, mit einem unteren Querlenker, einem Stoßdämpfer und einem Achssteller, der aus einer Drehstabfeder, einem Abtriebshebel und einer Koppelstange gebildet ist, die über einen elektromotorischen Drehsteller verstellbar sind;
  • 2 ein Ersatzschaltbild der Federungsanordnung nach 1 mit Darstellung der Einzelfederraten c1 und c2, die im Wesentlichen die Gesamtfederrate bestimmen;
  • 3 in einer Seitenansicht den Achssteller mit einer als Biegefeder ausgeführten Koppelstange;
  • 4 die Koppelstange in perspektivischer Ansicht sowie in Alleinstellung; und
  • 5 eine Ansicht entsprechend der 3 mit einer als Teleskopfeder ausgebildeten Koppelstange.
  • In der 1 ist mit 10 die untere Ebene einer linksseitigen Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug bezeichnet, mit einem unteren Querlenker 12, der einerseits an einem nur abschnittsweise dargestellten Hilfsrahmen 14 und andererseits an einem nicht dargestellten Radträger für ein Hinterrad 16 angelenkt ist. Der den Radträger führende obere Querlenker oder Lenker ist nicht ersichtlich.
  • Die in der 1 gezeigte, linksseitige Radaufhängung weist eine getrennte Feder-Dämpfer-Anordnung mit einem Stoßdämpfer 24 auf, der von der Tragfeder 20 getrennt ist, die lediglich in dem Ersatzmodell der 2 gezeigt ist. Der erfindungsgemäße Achssteller setzt sich gemäß der 1 aus einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Drehstab 22 als Speicherfeder noch zu beschreibender Konstruktion zusammen.
  • Der Teleskopstoßdämpfer 24 ist an dem unteren Querlenker 12 und oben in nicht näher dargestellter Weise am Aufbau 26 des Kraftfahrzeuges abgestützt, an dem auch der Hilfsrahmen 14 über schwingungsisolierende Lager befestigt ist.
  • Die Drehstabfeder 22 besteht aus einer radial äußeren Rohrfeder 22a, die ausgehend von einem am Hilfsrahmen 14 befestigten Drehsteller 28 sich nach innen nahezu bis zur eingezeichneten, senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene 30 erstreckt und dort zum Beispiel über eine Steckverbindung 32 mit einem Vollstab 22b aus Federstahl trieblich verbunden ist.
  • Der Vollstab 22b verläuft radial innen liegend wieder zur Fahrzeugaußenseite, wobei er sich durch den Drehsteller 28 hindurch erstreckt und an einer noch weiter außenliegenden Führungsbuchse 34 über ebenfalls eine Steckverbindung 36 befestigt ist.
  • Die Führungsbuchse 34 ist in dem Drehsteller 28 drehbar gelagert und trägt einen radial zum Querlenker 12 in Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeuges nach vorne abragenden Abtriebshebel 38, der über Gelenke 42 und eine etwa vertikal ausgerichtete Koppelstange 40 gelenkig mit dem Querlenker 12 verbunden ist.
  • Der Drehsteller 28 setzt sich in nur grob mit Bezugsziffer 29 angedeuteter Weise aus einem antreibenden Elektromotor und einem hoch übersetzenden Getriebe (zum Beispiel einem Harmonic-Drive-Getriebe oder einem Zykloidgetriebe) zusammen, wobei das Abtriebselement des Getriebes mit der Rohrfeder 22a trieblich verbunden ist. Die die Federrate mitbestimmende Länge des wirksamen Drehstabes 22 bestimmt sich somit kumulativ aus der Länge der Rohrfeder 22a vom Drehsteller 28 zur Steckverbindung 32 und der Länge des Vollstabes 22b zwischen den Steckverbindungen 32, 36.
  • Zusätzlich ist die Koppelstange 40 (vergleiche 3 und 4) als Biegefeder aus Federstahl ausgeführt, deren Federrate in Reihenschaltung der Drehstabfeder 22 überlagert ist.
  • Die Koppelstange 40 ist bevorzugt als ein Biegeträger gleicher Biegespannung berechnet und ausgeführt. Hierzu ist die Koppelstange 40 gemäß den 3 und 4 als eine C-förmige Blattfeder realisiert, deren Federfußpunkte 47 über die Gelenke 42 am Abtriebshebel 38 und am Radführungselement 12 angelenkt sind. Die C-förmige Blattfeder weist gemäß der 3 eine in etwa sichelförmige Seitenkontur auf, und zwar mit einem mittleren Bereich 45 hoher Materialstärke s1, der sich zu den gelenkseitigen Federfußpunkten 47 hin verjüngt. Zudem ist die C-förmige Blattfeder gemäß der 4 aus einem materialeinheitlichen sowie einstückigen Flachprofil, insbesondere aus einem Faser-Verbund-Werkstoff, gefertigt. Das Flachprofil weist gemäß der 4 einen rechtwinkligen Querschnitt mit einander gegenüberliegenden Flachseiten 49 sowie gegenüberliegenden Schmalseiten 51 auf. Die C-förmige Blattfeder ist in der Einbaulage so aufrechtstehend eingebaut, dass eine der Flachseiten 49 einen von der Blattfeder C-förmig umgrenzten Bauraum 53 zugewandt ist. Der so bereitgestellte Bauraum 53 kann zur Aufnahme eines Fahrgestellelementes 55 genutzt werden, wie es in der 3 gestrichelt angedeutet ist.
  • Der Querschnitt der in den 3 und 4 gezeigten Koppelstange 40 nimmt ausgehend von ihrem mittleren Bereich 45 bis zu den Gelenkstellen 42 kontinuierlich derart ab, dass die Koppelstange 40 im Verlauf ihrer Längserstreckung in etwa gleich großen Biegespannungen unterliegt. Eine derart ausgeführte Koppelstange 40 gleicher Biegespannung stellt damit ein Optimum für den Kraftfluss dar und spart darüber hinaus unnötigen Materialeinsatz. Insgesamt bestimmt sich der Querschnitts-Verlauf der Koppelstange 40 nach den Platzverhältnissen.
  • Von besonderer Bedeutung für eine einwandfreie Übertragung der Zug-/Druckkräfte im Lastpfad zwischen dem Drehsteller 28 und dem Fahrzeugrad 16 ist, dass der zwischen die Koppelstange 40 und der Drehstabfeder 22 geschaltete Abtriebshebel 38 als vollkommen starres Bauteil ohne jegliche Federeigenschaften, das heißt ohne Einfluss auf die Gesamtfederkonstante, ausgeführt ist. Der Abtriebshebel 38 dient daher lediglich der Drehmomentübertragung, jedoch nicht der Speicherung/Abgabe von Federarbeit.
  • Gemäß der 3 ist der Abtriebshebel 38 als separates Bauteil, etwa durch einen Pressverband oder durch eine nicht dargestellte Steckverzahnung kraft- und/oder formschlüssig mit der Drehstabfeder 22 gekoppelt.
  • Die beiden Federfußpunkte 47 der als C-förmig ausgebildeten Koppelstange 40 sind dabei in vertikal fluchtend übereinander angeordnet.
  • In der 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel gezeigt, dessen grundsätzlicher Aufbau und Funktionsweise mit dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 identisch ist. Insofern kann auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen werden. Im Unterschied zu den 3 und 4 ist in der 5 die Koppelstange 40 nicht als eine Biegefeder, sondern als eine Teleskopfeder ausgeführt, die zweiteilig aus einem am Querlenker 12 angelenkten Gehäuse 57 und einem in dem Gehäuse 57 linear hubverstellbar geführten Kolben 59 besteht. Der Kolben 59 ist über eine Kolbenstange 61 gelenkig mit dem Abtriebshebel 38 in Verbindung. Damit sowohl eine Übertragung von Zug- als auch Druckkräften ermöglicht ist, sind in dem Gehäuse 57 zwei zueinander entgegen gerichtete Federelemente 63 angeordnet, die jeweils in Gegenrichtungen auf den Kolben 59 wirken.
  • Die 1 zeigt die linksseitige Radaufhängung 10 mit dem Achssteller, die rechte Seite ist sich spiegelbildlich gleich vorzustellen.
  • Über den Drehsteller 28 kann bei entsprechender Ansteuerung dessen in beide Drehrichtungen betreibbaren Elektromotors zum Beispiel über ein elektronisches Fahrstabilitätsprogramm nach Maßgabe fahrdynamischer Parameter die Vorspannung der Drehstabfeder 22 und der Koppelstange 40 zur parallel angeordneten Tragfeder 20 ausgehend von einer Grundauslegung erhöht oder vermindert werden, um in an sich bekannter Weise das Fahrzeugniveau zu verändern oder einer Wank- und/oder Nickneigung des Fahrzeuges entgegenzuwirken.
  • Die 2 zeigt in dem Ersatzschaltbild das Zusammenwirken des Achsstellers einer Radaufhängung 10. Wie ersichtlich ist, sind zwischen dem Aufbau 26 des Kraftfahrzeuges und dem Rad 16 bzw. dem Querlenker 12 die parallel geschalteten Federsysteme c2 (Tragfeder 20) und c1 (Drehstabfeder 22 und in Reihenschaltung Koppelstange 40) wirksam, die die Gesamtfederrate bestimmen (eingezeichnet ist der Vollständigkeit halber auch die Federrate CRei des Rades 16 bzw. dessen Reifens).
  • Durch die Reihenschaltung der Drehstabfeder 22 mit der als Biegefeder ausgeführten Koppelstange 40 kann die über den Drehsteller 28 gesteuerte Federrate c1 als Speicherfeder und damit verbunden die Gesamtfederrate c2 + c1 vermindert bzw. vorteilhaft an konstruktive Gegebenheiten angepasst werden.
  • Im Einzelnen berechnet sich die Gesamtfederkonstante des in 2 gezeigten Systems nach folgender Formel: 1 / Cges = 1 / CRei + 1 / C12, wobei c12 = c1 + c2 ist, und 1 / C1 = 1 / CRohr + 1 / CStab + 1 / CK, mit
  • Cges
    Gesamtfederkonstante des Systems
    CRei
    Federkonstante des Reifens 16
    C1
    Federkonstante des Drehfedersystems mitsamt federnder Koppel 40
    C2
    Federkonstante der Tragfeder 20
    CRohr
    Federkonstante der Rohrfeder 22a
    CStab
    Federkonstante der Vollstabfeder 22b
    CK
    Federkonstante der Koppelstange 40
  • Daraus geht hervor, dass die Federsteifigkeiten vom Fahrzeugreifen mit CRei, von der Tragfeder 20 mit c2 und von der Speicherfeder mit c1 in die Berechnung einfließt. Bei der Berechnung der Gesamtfederkonstante c1 der Speicherfeder wird erfindungsgemäß zusätzlich die als Feder ausgestaltete Koppelstange 40 berücksichtigt, wodurch sich eine Reihenschaltung ergibt, bestehend aus der Rohrfeder 22a, der Vollstabfeder 22b und der Koppelstange 40. In der obigen Formel findet daher auch der dritte Bruch 1:cK für die Koppelstange 40 Berücksichtigung, wodurch nach Auflösen der Formel nach c1 sich eine im Vergleich zum Stand der Technik reduzierte Gesamtfederrate für die Speicherfeder ergibt.

Claims (14)

  1. Achssteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges, mit einer Drehstabfeder (22), die über einen Drehsteller (28) in ihrer Vorspannung verstellbar ist, wobei die Drehstabfeder (22) radseitig auf einen Abtriebshebel (38) wirkt, der über eine Koppelstange (40) an einem Radführungselement (12) der Radaufhängung angelenkt ist, welche Koppelstange (40) über Gelenke (42) mit dem Abtriebshebel (38) und mit dem Radführungselement (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (40) als eine Feder definierter Federrate ausgebildet ist.
  2. Achssteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (40) eine C-förmige Blattfeder ist, deren Federfußpunkte (47) über die Gelenke (42) an dem Abtriebshebel (38) und an dem Radführungselement (12) angelenkt sind.
  3. Achssteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die C-förmige Blattfeder eine sichelförmige Seitenkontur mit einem mittleren Bereich hoher Materialstärke aufweist, der sich zu den gelenkseitigen Federfußpunkten (47) hin verjüngt.
  4. Achssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die C-förmige Blattfeder aus einem Faser-Verbund-Werkstoff hergestellt ist.
  5. Achssteller nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Blattfeder C-förmig eingegrenzten Bauraum (53) ein Fahrgestellelement (55) angeordnet ist.
  6. Achssteller nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder aus einem Flachprofil mit zumindest teilweise rechtwinkligem Querschnitt hergestellt ist, wobei eine Flachseite (49) der Blattfeder einem von der Blattfeder C-förmig umgrenzten Bauraum (53) zugewandt ist.
  7. Achssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (22) und die Koppelstange (40) ein Speicherfedersystem definieren, das mit einer an der Radaufhängung (10) vorgesehenen, parallel geschalteten Tragfeder (20) zusammenwirkt.
  8. Achssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugrad (16) des Fahrzeugs ein Achssteller zugeordnet ist, so dass für jedes Fahrzeugrad (16) funktionell unabhängig von den anderen Fahrzeugrädern (16) aktive Stellkräfte erzeugbar sind.
  9. Achssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebshebel (38) ein starr ausgebildetes Bauteil ohne Federeigenschaften ist, und dass die Drehstabfeder (22) und die Koppelstange (40) über den starr ausgebildeten Abtriebshebel (38) verbunden sind, der ohne Speicherung/Abgabe von Federarbeit alleine der Drehmomentübertragung von der Drehstabfeder (22) auf die Koppelstange (40) dient.
  10. Achssteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (40) als Teleskopfeder ausgebildet ist, und zwar mit einem, an einem Verbindungspartner (12; 38) angelenkten Gehäuse (57), in dem ein Kolben (59) entgegen einer Federkraft linear hubverstellbar geführt und über eine Kolbenstange (61) an dem anderen Verbindungspartner (38; 12) angelenkt ist.
  11. Achssteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (57) zwei Federelemente (63) angeordnet sind, die zueinander in Gegenrichtungen auf den Kolben (59) wirken.
  12. Achssteller nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federfußpunkte (47) der als Feder ausgebildeten Koppelstange (40) in der Konstruktionslage in etwa vertikal fluchtend übereinander liegen.
  13. Achssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebshebel (38) und der Drehsteller (28) in der Fahrzeugquerrichtung jeweils an der dem Fahrzeugrad (16) zugewandten Seite des Achsstellers positioniert sind, wobei die Drehstabfeder (22) ausgehend von dem Drehsteller (28) als Rohrfeder (22a) verläuft, die am vom Drehsteller (28) abgewandten Ende trieblich mit einem Vollstab (22b) verbunden ist, der zurückverlaufend durch den Drehsteller (28) hindurch mit dem Abtriebshebel (38) verbunden ist.
  14. Achssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebshebel (38) als separates Bauteil auf die Drehstabfeder (22) gefügt ist.
DE201210005395 2012-03-16 2012-03-16 Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges Revoked DE102012005395B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210005395 DE102012005395B4 (de) 2012-03-16 2012-03-16 Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges
CN201310084220.2A CN103303090B (zh) 2012-03-16 2013-03-15 用于机动车轮悬架的弹簧装置
US13/833,332 US8851493B2 (en) 2012-03-16 2013-03-15 Suspension system for a wheel suspension of a motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210005395 DE102012005395B4 (de) 2012-03-16 2012-03-16 Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012005395A1 DE102012005395A1 (de) 2013-09-19
DE102012005395B4 true DE102012005395B4 (de) 2014-09-11

Family

ID=49043764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210005395 Revoked DE102012005395B4 (de) 2012-03-16 2012-03-16 Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8851493B2 (de)
CN (1) CN103303090B (de)
DE (1) DE102012005395B4 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022297A1 (de) * 2010-05-31 2011-12-01 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen bei einem Gleis- oder Kettenfahrzeug
DE102013002713B4 (de) * 2013-02-16 2014-08-28 Audi Ag Drehstabfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs
US8789838B1 (en) * 2013-06-11 2014-07-29 Carl D Turnbow Vehicle suspension system
DE102013020563B4 (de) * 2013-12-09 2018-12-27 Audi Ag Aktiv verstellbare Radaufhängung für die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs
DE102014225284A1 (de) * 2014-12-09 2016-06-09 Zf Friedrichshafen Ag Koppelstange für ein Fahrwerksystem
DE102014225281A1 (de) * 2014-12-09 2016-06-09 Zf Friedrichshafen Ag Koppelstange für ein Fahrwerksystem
EP3288786B1 (de) * 2015-04-28 2019-09-18 Hutchinson Verbindungsarm, zum beispiel für eine fahrzeugradaufhängung, und verfahren zur herstellung davon
DE102017129241B4 (de) * 2016-12-09 2020-02-13 Universität Siegen Federvorrichtung
US10457108B2 (en) * 2017-10-23 2019-10-29 GM Global Technology Operations LLC Non-linear stiffness actuator for vehicle suspension
US11083973B2 (en) 2017-11-09 2021-08-10 Namero, LLC Vehicle hopping system
US11904649B1 (en) * 2018-10-05 2024-02-20 Glydways, Inc. Vehicle with independently adjustable suspension
DE102018219102A1 (de) 2018-11-08 2020-05-14 Audi Ag Stabilisator für ein Kraftfahrzeug
US11084349B2 (en) * 2019-01-31 2021-08-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Leaf spring and actuator control systems and methods
KR102654153B1 (ko) * 2019-03-26 2024-04-03 에이치엘만도 주식회사 차체 제어 장치
CN113501024B (zh) * 2021-08-19 2022-06-17 安徽高鸿新材料科技有限公司 一种列车转向架一系悬挂用复合材料板簧

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513467A1 (de) * 1995-04-08 1996-10-10 Fichtel & Sachs Ag Fahrzeugachse
DE102009005899A1 (de) * 2009-01-23 2010-07-29 Audi Ag Anordnung eines Stabilisators an einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6060024A (ja) * 1983-09-09 1985-04-06 Nissan Motor Co Ltd 車両におけるロ−ル剛性制御装置
DE3730334A1 (de) 1987-09-10 1989-03-23 Daimler Benz Ag Stabilisator fuer kraftfahrzeuge
DE4015777C2 (de) * 1989-05-19 1997-12-04 Honda Motor Co Ltd Radaufhängungsvorrichtung mit einem Drehdämpfer
JPH02306806A (ja) * 1989-05-19 1990-12-20 Honda Motor Co Ltd 車輌用懸架装置
DE4335528A1 (de) 1993-10-19 1995-04-20 Anton Pfeifer Veränderliche Zug- und Druckstangen für KFZ-Stabilisatoren
DE19508611A1 (de) 1995-03-10 1996-09-12 Continental Ag Federungssystem zur Verringerung der Wankbewegung eines Fahrzeugs
DE19543690C2 (de) * 1995-11-23 2001-04-19 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Verbindung eines Stabilisators mit der Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges
DE10130401A1 (de) 2001-06-23 2003-01-02 Bayerische Motoren Werke Ag Drehstabfeder-Anordnung, insbesondere Stabilisator-Anordnung
DE10148095B4 (de) 2001-09-28 2017-07-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aktiver Stabilisator für ein Kraftfahrzeug
US6832772B2 (en) * 2001-10-26 2004-12-21 Peterson & Erb Vehicle center section adjustable anti-roll bar
SE526449C2 (sv) * 2003-06-10 2005-09-20 Kongsberg Automotive Asa Anordning för förbindelse av ett hjulaxelshus med ett fordons chassi
JP4244999B2 (ja) * 2006-02-09 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 車両用スタビライザシステム
KR100734130B1 (ko) * 2006-02-21 2007-06-29 대원강업주식회사 순차 이형단면을 가지는 테이퍼 스테빌라이져 바 및 그제조방법
DE102006033755A1 (de) * 2006-07-21 2008-01-24 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verbundlenkerachse mit zusätzlichem Wattgestänge
JP5207067B2 (ja) * 2006-10-03 2013-06-12 株式会社ジェイテクト 可変剛性スタビライザ装置
DE102009005898A1 (de) * 2009-01-23 2010-07-29 Audi Ag Anordnung eines Stabilisators an einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19513467A1 (de) * 1995-04-08 1996-10-10 Fichtel & Sachs Ag Fahrzeugachse
DE102009005899A1 (de) * 2009-01-23 2010-07-29 Audi Ag Anordnung eines Stabilisators an einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge

Also Published As

Publication number Publication date
US20130241168A1 (en) 2013-09-19
US8851493B2 (en) 2014-10-07
CN103303090B (zh) 2015-08-12
DE102012005395A1 (de) 2013-09-19
CN103303090A (zh) 2013-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012005395B4 (de) Federungsanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges
EP2508368B1 (de) Federungsanordnung für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen
DE102013002713B4 (de) Drehstabfederanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs
EP2956319B1 (de) Drehfedersystem für eine radaufhängung eines kraftfahrzeugs
EP2389298B1 (de) Anordnung eines stabilisators an einer radaufhängung für kraftfahrzeuge
DE102011018574A1 (de) Federungsanordnung für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen
DE102012110359B4 (de) Aktives Wankstabilisierungssystem
EP1900554A1 (de) Einzelradaufhängung vom Doppelquerlenker-Typ
DE102014205632A1 (de) Einzelradaufhängung sowie Hinterachse mit Einzelradaufhängungen für ein Fahrzeug und entsprechend ausgestattetes Fahrzeug
DE102012012652A1 (de) Hinterachse für ein Kraftfahrzeug
EP2982528B1 (de) Achsaufhängung für gelenkte starrachsen in fahrzeugen, insbesondere nutzfahrzeuge
AT502802B1 (de) Querträgerverbund für ein luftgefedertes nutzfahrzeug
DE102016014004A1 (de) Tandemachse
DE102014205635A1 (de) Einzelradaufhängung sowie Hinterachse mit Einzelradaufhängungen für ein Fahrzeug und entsprechend ausgestattetes Fahrzeug
DE10160918B4 (de) Kettenlaufwerk für ein Kettenfahrzeug
DE3809995A1 (de) Hintere aufhaengungseinrichtung fuer motorfahrzeuge
DE102012106965B4 (de) Aktives Wankstabilisierungssystem
DE202014101432U1 (de) Einzelradaufhängung sowie Hinterachse mit Einzelradaufhängungen für ein Fahrzeug und entsprechend ausgestattetes Fahrzeug
DE19840619C1 (de) Passive Wankdämpfung mit mindestens einem Dämpfer pro Fahrzeugachse
DE102013007253B3 (de) Drehfederstabsystem für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs
DE102013002703B4 (de) Drehfedersystem für eine Fahrzeugachse
DE102017211277A1 (de) Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug
WO2017137186A1 (de) Lenkbare verbundlenkerachse
DE202015101117U1 (de) Einzelradaufhängung sowie Hinterachse mit Einzelradaufhängungen für ein Fahrzeug
DE102013002248B4 (de) Drehfedersystem für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60G0021055000

Ipc: B60G0017020000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60G0017020000

Ipc: B60G0017033000

R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R026 Opposition filed against patent
R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court
R037 Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final