DE10039763A1 - Vibration damper for vehicles uses plate spring whose stiffness and inherent frequency are changed through applying variable radially acting static force - Google Patents

Vibration damper for vehicles uses plate spring whose stiffness and inherent frequency are changed through applying variable radially acting static force

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Abstract

The vibration damper between the vehicle superstructure and wheel suspension comprises a plate spring (12) and shock absorber. To prevent resonance vibrations a variable radially acting static force is supplied which changes the stiffness and inherent frequency of the plate spring. The force supplied can be tensile or compressive.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a vibration damper for vehicles with the in the preamble of claim 1 mentioned features.

Es ist bekannt, dass zur Schwingungsunterdrückung beziehungsweise zur Schwingungsreduzierung zwischen einem Schwingungserzeuger und einer zweiten schwingenden Masse Schwingungsdämpfer angeordnet werden, die eine Übertragung der Schwingungen reduzieren oder dämpfen. Insbesondere bei Fahrzeugen treten Schwingungen auf, die in Form von Geräuschen den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen. Die Ursache dieser Schwingungen und der daraus resultierenden Geräusche sind Schwingungen bewegter Massen, wie beispielsweise des Antriebsaggregates und durch Fahrbahnanregungen. Zur Dämpfung beziehungsweise zur Kompensation der übertragenen Schwingungen werden Schwingungsdämpfer an den betroffenen Bauteilen appliziert. Diese Schwingungsdämpfer sind beispielsweise Federelemente wie Gummielemente oder Stoßdämpfer. Zur weiteren Reduzierung der Schwingungen wird gemäß der DE 196 42 827 A1 den Mitteln zur Kompensation der Schwingungen mindestens ein Aktuator beigeordnet, der aus mindestens einem ansteuerbaren Piezoelement besteht. Durch diese Anordnung soll erreicht werden, dass durch die Dehnungs- und Verkürzungsfähigkeit des Aktuators eine der Schwingbewegung gegenphasige Bewegung erzeugt wird, die die eigentliche Schwingbewegung kompensiert, so dass die Schwingbewegungen nicht auf weitere Bauteile übertragen werden. Dabei erfolgt die Anordnung des Aktuators wirkmäßig zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Stoßdämpfern einer Fahrzeug- Radaufhängung.It is known that for vibration suppression or Vibration reduction between one vibration generator and a second one vibrating mass vibration damper can be arranged which is a transmission reduce or dampen vibrations. Kick especially in vehicles Vibrations, which in the form of noise make driving comfort considerably affect. The cause of these vibrations and the resulting ones Noises are vibrations of moving masses, such as the Drive unit and by road stimulation. For damping respectively Vibration dampers are attached to compensate for the transmitted vibrations applied to the affected components. These vibration dampers are, for example Spring elements such as rubber elements or shock absorbers. To further reduce the According to DE 196 42 827 A1, vibrations are the means for compensating the Vibrations associated with at least one actuator, which consists of at least one controllable piezo element. This arrangement is intended to achieve that due to the ability of the actuator to expand and contract Swinging movement is generated in phase opposition, which is the real one Swinging movement compensated so that the swinging movement does not affect others Components are transferred. The actuator is effectively arranged between the vehicle body and the shock absorbers of a vehicle Suspension.

Aus der DE 42 19 151 C2 ist ein Stützlager für eine Fahrzeug-Radaufhängung bekannt, das am Fahrzeugaufbau angeordnet ist. Das Stützlager besteht aus einem Stoßdämpfer, der über ein Dämpfungsglied mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Weiterhin aus einer Schraubenfeder, die den Stoßdämpfer in Expansionsrichtung vorspannt und die über einen federnd abgestützten Federteller mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, sowie aus einem weiteren Dämpfungsglied, das sowohl mit dem Stoßdämpfer als auch mit dem Federteller verbunden ist und das in einem oberen Frequenzbereich eine größere Steifigkeit aufweist als der federnd abgestützte Federteller und in einem unteren Frequenzbereich eine kleinere Steifigkeit aufweist als der Stoßdämpferpuffer. Dabei kann das zusätzliche Dämpfungsglied ein piezoelektrisches Dämpfungsglied sein, dessen Steifheit in Abhängigkeit von einem Steuersignal veränderbar ist. Durch das zusätzliche Dämpfungsglied sollen Querschwingungen der Fahrzeugkarosserie infolge von Resonanzschwingungen der Schraubenfeder weiter unterdrückt werden.A support bearing for a vehicle wheel suspension is known from DE 42 19 151 C2, which is arranged on the vehicle body. The support bearing consists of a Shock absorber, which is connected to the vehicle body via an attenuator. Furthermore from a coil spring, the shock absorber in the direction of expansion preloaded and the spring-loaded spring plate with the vehicle body  is connected, as well as from a further attenuator, both with the Shock absorber is also connected to the spring plate and that in an upper Frequency range has a greater stiffness than the resiliently supported Spring plate and has a lower rigidity than in a lower frequency range the shock absorber buffer. The additional attenuator can be a piezoelectric attenuator, the stiffness of which depends on one Control signal is changeable. Through the additional attenuator Cross vibrations of the vehicle body due to resonance vibrations of the Coil spring can be suppressed further.

Mittels des genannten Standes der Technik erfolgt zwar eine gute Dämpfung der Übertragung der Schwingungen in einem bestimmten Frequenzbereich, aber im Fall, dass die Anregungsfrequenz, die durch die Drehzahl des Antriebsaggregats oder durch die Fahrtgeschwindigkeit hervorgerufen wird, nicht in dem vorbestimmten gedämpften Frequenzbereich liegt und mit der Eigenfrequenz der schwingbeweglichen Masse, zum Beispiel der Karosserie, übereinstimmt, können die Schwingungen nicht ausreichend gedämpft werden. Bei der Übereinstimmung der Anregungsfrequenz mit der Eigenfrequenz entsteht eine Resonanzschwingung mit bedeutend größerer Amplitude. Eine entsprechende ausreichende Dämpfung der Schwingung kann nicht mehr erfolgen oder ist nur mit einem unvertretbaren hohen Aufwand möglich. Der Fahrkomfort wird erheblich durch Schwingungen und/oder Geräusche beeinträchtigt. Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Mittel dämpfen nur die vorhandenen Resonanzschwingungen. Die Ursache der Entstehung der Resonanzschwingungen wird nicht beseitigt.A good damping of the Transmission of vibrations in a certain frequency range, but in the case that the excitation frequency by the speed of the drive unit or by the travel speed is caused, not in the predetermined damped Frequency range is and with the natural frequency of the vibrating mass, to Example of the body that matches, the vibrations may not be sufficient be dampened. If the excitation frequency matches the Natural frequency creates a resonance oscillation with a significantly larger amplitude. Adequate damping of the vibration can no longer take place or is only possible with an unreasonably high effort. The driving comfort is significantly affected by vibrations and / or noise. The state of the art Technology proposed only dampen the existing resonance vibrations. The cause of the generation of the resonance vibrations is not eliminated.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge zu entwickeln, der Resonanzschwingungen zwischen einem Fahrzeugaufbau und einer Fahrzeug-Radaufhängung in allen Frequenzbereichen bei gleichzeitiger Reduzierung von Dämpfungsmaterialien oder Dämpfungselementen weitestgehend verhindert und den Fahrkomfort verbessert.The invention is therefore based on the object of a vibration damper To develop vehicles that resonate between one Vehicle body and a vehicle wheel suspension in all frequency ranges simultaneous reduction of damping materials or damping elements largely prevented and improved driving comfort.

Diese Aufgabe wird durch einen Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass zur weitestgehenden Verhinderung von Resonanzschwingungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeug-Radaufhängung der Tellerfeder des Schwingungsdämpfers eine veränderbare radial wirkende statische Kraft zugeführt wird, die die Steifigkeit und die Eigenfrequenz der Tellerfeder verändert, ist es möglich, die Steifigkeit und die Eigenfrequenz der Tellerfeder immer so einzustellen, dass sie nicht mit der Anregungsfrequenz übereinstimmt. Das hat zur Folge, dass Resonanzschwingungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeug-Radaufhängung weitestgehend vermieden werden. Durch die Einstellung einer variablen Steifigkeit des Schwingungsdämpfers werden die Schwingungen in dem jeweiligen Frequenzbereich abgefangen. Zusätzliche Dämpfungsmaterialien oder Dämpfungselemente zur Reduzierung von auftretenden Resonanzschwingungen sind nicht mehr erforderlich, da die Ursache der Entstehung der Resonanzschwingungen - die Übereinstimmung von Erregerfrequenz und Eigenfrequenz - beseitigt wurde. Gleichzeitig werden mit der Veränderung der Eigenfrequenz der Tellerfeder die auf den Fahrzeugaufbau übertragenen Gesamtschwingungen reduziert. Durch die weitestgehende Verhinderung der Resonanzschwingungen und der Reduzierung der Schwingungen insgesamt wird der Fahrkomfort wesentlich verbessert.This task is accomplished by a vibration damper for vehicles with the in the Features mentioned claim 1 solved. Because that to the greatest possible extent Prevention of resonance vibrations between the vehicle body and the Vibration damper Belleville washer vehicle suspension changeable radially acting static force is supplied, the rigidity and the Natural frequency of the disc spring changed, it is possible to change the rigidity and the  Always set the natural frequency of the disc spring so that it does not match the Excitation frequency matches. As a result, resonance vibrations largely between the vehicle body and the vehicle wheel suspension be avoided. By setting a variable stiffness of the Vibration dampers are the vibrations in the respective frequency range intercepted. Additional damping materials or damping elements for Reduction of resonance vibrations that occur is no longer necessary because the cause of the emergence of the resonance vibrations - the agreement of Excitation frequency and natural frequency - has been eliminated. At the same time with the Change the natural frequency of the disc spring on the vehicle body transmitted total vibrations reduced. Through the greatest possible prevention of the resonance vibrations and the reduction of the vibrations as a whole driving comfort significantly improved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Größe der radial der Tellerfeder zugeführten Kräfte in Abhängigkeit von der vom Fahrwerk erzeugten Anregungsfrequenz bestimmt. Dadurch wird erreicht, dass die Steifigkeit des Schwingungsdämpfers derart verstellt wird, dass die Schwingungen insgesamt besser abgefangen werden. Außerdem werden in allen Frequenzbereichen auftretende Resonanzschwingungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeug- Radaufhängung, als Schwingungen erzeugendes Bauteil, nahezu ausgeschlossen. Damit werden Resonanzschwingungen auch bei unterschiedlichen Frequenzbereichen nahezu vollständig ausgeschlossen.In a preferred embodiment of the invention, the size of the radial Belleville spring forces depending on the generated by the chassis Excitation frequency determined. This ensures that the rigidity of the Vibration damper is adjusted such that the vibrations are better overall be intercepted. It also occurs in all frequency ranges Resonance vibrations between the vehicle body and the vehicle Wheel suspension, as a vibrating component, almost impossible. This means that resonance vibrations also occur at different frequency ranges almost completely excluded.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred refinements of the invention result from the remaining ones in the features mentioned in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe invention is described in an exemplary embodiment based on the associated Drawings explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt; Figure 1 is a side view of the device according to the invention in section.

Fig. 2 den Schnitt I-I gemäß Fig. 1 ohne Stoßdämpfer und Fig. 2 shows the section II of FIG. 1 without a shock absorber and

Fig. 3 die entsprechenden Resonanzkurven der entstehenden Schwingungen. Fig. 3 shows the corresponding resonance curves of the vibrations generated.

In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge dargestellt, der zwischen einem Fahrzeugaufbau 10 und einer nicht dargestellten Fahrzeug- Radaufhängung angeordnet ist. Der Schwingungsdämpfer besteht aus den an sich bekannten Bauteilen wie einer Tellerfeder 12, einem Stoßdämpfer 14, einer Schraubenfeder 18 und den Dämpfungsgliedern 20 und 22. Die Tellerfeder 12 ist entweder in das Karosserieblech des Fahrzeugaufbaus 10 integriert oder an die Karosserie starr angebunden. An der Tellerfeder 12 ist ein an sich bekannter Stoßdämpfer 14 angeordnet, der aus Zylinder mit darin axial beweglicher Kolbenstange besteht. Die Kolbenstange des Stoßdämpfers 14 ragt frei durch die Mittelöffnung der Tellerfeder 12 und ist über die Dämpfungsglieder 20 und 22 mit dieser verbunden. Zur Dämpfungsminderung ist das Dämpfungsglied 22 zwischen der Kolbenstange des Stoßdämpfers 14 und der Tellerfeder 12 sowie das Dämpfungsglied 20 zwischen der Befestigung der Kolbenstange des Stoßdämpfers 14 und der Tellerfeder 12 angeordnet. Die Schraubenfeder 18 stützt sich mit ihrem oberen Ende an der Tellerfeder 12 und mit ihrem unteren Ende an einer Aufnahme am Stoßdämpfer 14 ab.In Fig. 1, the vibration damper for vehicles according to the invention is shown, which is arranged between a vehicle body 10 and a vehicle wheel suspension, not shown. The vibration damper consists of the components known per se, such as a plate spring 12 , a shock absorber 14 , a helical spring 18 and the damping members 20 and 22 . The plate spring 12 is either integrated into the body panel of the vehicle body 10 or rigidly connected to the body. A known shock absorber 14 is arranged on the plate spring 12 and consists of cylinders with a piston rod axially movable therein. The piston rod of the shock absorber 14 projects freely through the central opening of the plate spring 12 and is connected to the latter via the damping members 20 and 22 . To reduce damping, the damping member 22 is arranged between the piston rod of the shock absorber 14 and the plate spring 12 and the damping member 20 between the fastening of the piston rod of the shock absorber 14 and the plate spring 12 . The coil spring 18 is supported with its upper end on the plate spring 12 and with its lower end on a receptacle on the shock absorber 14 .

Während der Fahrt wird das Rad in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Fahrbahnoberfläche zu dem Fahrzeugaufbau in Schwingungen versetzt, die ebenfalls in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Fahrbahnoberfläche unterschiedliche Frequenzen aufweisen. Diese Schwingungen werden durch den Schwingungsdämpfer auf den Fahrzeugaufbau übertragen. Durch die Schraubenfeder 18 werden die vom Rad erzeugten Stöße ausgeglichen, während durch den Stoßdämpfer 14 in Verbindung mit den Dämpfungsgliedern 20 und 22 und der Tellerfeder 12 die Bedämpfung der Schwingbewegungen erfolgt. Im Fall, dass die Schwingungsfrequenz des Rades mit der Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers übereinstimmt, werden im Schwingungsdämpfer Resonanzschwingungen mit einer hohen Amplitude erzeugt. Die Schwingungen können nicht ausreichend gedämpft werden und werden zum Fahrzeugaufbau übertragen. Es kommt zu den bereits oben beschriebenen Nachteilen.During the journey, the wheel is made to vibrate in relation to the speed and the road surface to the vehicle body, which also have different frequencies depending on the speed and the road surface. These vibrations are transmitted to the vehicle body by the vibration damper. The helical spring 18 compensates for the shocks generated by the wheel, while the shock absorber 14 in conjunction with the damping members 20 and 22 and the plate spring 12 dampen the oscillating movements. In the event that the vibration frequency of the wheel coincides with the natural frequency of the vibration damper, resonance vibrations with a high amplitude are generated in the vibration damper. The vibrations cannot be dampened sufficiently and are transmitted to the vehicle body. The disadvantages described above arise.

Erfindungsgemäß wird zur weitestgehenden Verhinderung von Resonanzschwingungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeug-Radaufhängung der Tellerfeder 12 des Schwingungsdämpfers eine veränderbare radial wirkende statische Kraft zugeführt, die die Steifigkeit und die Eigenfrequenz der Tellerfeder 12 verändert. Durch den Eintrag einer radial wirkenden statischen Kraft in die Tellerfeder 12 des Schwingungsdämpfers wird dessen Resonanzkurve verschoben. Das heißt, die Eigenfrequenz des Bauteils, in diesem Fall der Tellerfeder 12, wird durch die eingebrachten Spannungen verändert. Ähnlich einer Klaviersaite, die bei unterschiedlicher Vorspannung unterschiedliche Frequenzen erzeugt, wird durch die eingebrachte radial wirkende statische Kraft die Eigenfrequenz der Tellerfeder 12 und damit die des Schwingungsdämpfers verändert. Gleichzeitig bewirkt die veränderbare, zugeführte statische Kraft eine Veränderung der Steifigkeit des Schwingungsdämpfers, wodurch Schwingungen besser abgefangen beziehungsweise gedämpft werden.According to the invention, a radially acting static force which changes the rigidity and the natural frequency of the plate spring 12 is supplied to the plate spring 12 of the vibration damper to largely prevent resonance vibrations between the vehicle body and the vehicle wheel suspension. By entering a radially acting static force in the plate spring 12 of the vibration damper, its resonance curve is shifted. This means that the natural frequency of the component, in this case the plate spring 12 , is changed by the stresses introduced. Similar to a piano string, which generates different frequencies with different pretension, the radially acting static force introduced changes the natural frequency of the plate spring 12 and thus that of the vibration damper. At the same time, the changeable, supplied static force causes a change in the stiffness of the vibration damper, as a result of which vibrations are better absorbed or damped.

In der Fig. 3 ist die Verschiebung einer Resonanzkurve durch den Eintrag einer radial wirkenden statischen Kraft dargestellt. Mit 30 ist die Resonanzkurve im Resonanzfall und mit 32 ist eine durch eine radial wirkende statische Kraft verschobene Resonanzkurve dargestellt. Dabei ist mit A die Amplitude und mit f die Frequenz der Schwingung im Diagramm dargestellt. im Resonanzfall, bei dem die Anregungsfrequenz fA der Schwingung erzeugenden Masse (Rad) mit der Eigenfrequenz der schwingenden Masse (Tellerfeder 12) zusammenfällt, entsteht eine Resonanzschwingung mit einer Amplitude AR entsprechend der Resonanzkurve 30. Durch entsprechende Spannungseinführung in die schwingfähige Masse (Tellerfeder 12) durch Zuführung einer radial wirkenden statischen Kraft wird die Eigenfrequenz der Tellerfeder 12 verändert, so dass eine verschobene Resonanzkurve 32 entsteht. Bei der Anregungsfrequenz fA der Schwingung erzeugenden Masse (Rad) würde dabei die Amplitude der schwingenden Masse dem Wert AV entsprechen. Resonanzerscheinungen treten dabei nicht auf, da der Arbeitspunkt mit dem Wert AV außerhalb der Frequenzüberhöhung liegt. Bei entsprechender Änderung der Anregungsfrequenz fA, entweder durch Geschwindigkeitswechsel oder Änderung der Fahrbahnbeschaffenheit, erfolgt bei erneuter Übereinstimmung der Anregungsfrequenz fA mit der Eigenfrequenz der Tellerfeder 12 oder beziehungsweise bei Annäherung der Anregungsfrequenz fA an die Eigenfrequenz wiederum durch Zuführung einer radial wirkenden statischen Kraft eine Veränderung der Eigenfrequenz der Tellerfeder 12.In FIG. 3, the shift of a resonance curve is represented by the entry of a radially operating static force. 30 shows the resonance curve in the case of resonance and 32 shows a resonance curve displaced by a radially acting static force. A shows the amplitude and f the frequency of the vibration in the diagram. in the case of resonance, in which the excitation frequency f A of the oscillating mass (wheel) coincides with the natural frequency of the oscillating mass (disc spring 12 ), a resonant oscillation with an amplitude A R corresponding to the resonance curve 30 is produced . The natural frequency of the plate spring 12 is changed by a corresponding voltage introduction into the oscillatable mass (plate spring 12 ) by supplying a radially acting static force, so that a shifted resonance curve 32 is created. At the excitation frequency f A of the oscillating mass (wheel), the amplitude of the oscillating mass would correspond to the value A V. There are no resonance phenomena because the operating point with the value A V lies outside the frequency exaggeration. With a corresponding change in the excitation frequency f A , either by changing the speed or changing the condition of the road surface, when the excitation frequency f A again matches the natural frequency of the plate spring 12 or or when the excitation frequency f A approaches the natural frequency, a radial static force is applied Change in the natural frequency of the disc spring 12 .

Die der Tellerfeder 12 zugeführte radial wirkende Kraft kann sowohl eine Zug- als auch eine Druckkraft sein. Die Wahl der zugeführten Kräfte ist einerseits abhängig von der Steifigkeit der Tellerfeder 12 und andererseits von der Zuführungsmöglichkeit der Eintragbarkeit der entsprechenden Kräfte. Bei einer geringen Steifigkeit der Tellerfeder 12 sind Druckkräfte ungeeignet, da sie zu Ausbeulungen der Tellerfeder 12 führen können. Der Eintrag von entsprechenden Zugkräften über den Umfang der Tellerfeder 12 ist technisch gesehen aufwendiger als der Eintrag von Druckkräften. The radially acting force supplied to the plate spring 12 can be both a tensile and a compressive force. The choice of the applied forces depends on the one hand on the rigidity of the plate spring 12 and on the other hand on the possibility of supplying the entry of the corresponding forces. With a low stiffness of the plate spring 12 , compressive forces are unsuitable, since they can lead to bulges of the plate spring 12 . The entry of corresponding tensile forces over the circumference of the plate spring 12 is technically more complex than the entry of compressive forces.

Die Erzeugung der radial auf die Tellerfeder 12 wirkenden Kräfte erfolgt durch ein oder mehrere ansteuerbare Aktuatoren 16, die am Umfang der Tellerfeder 12 verteilt angeordnet sind. Bei Einsatz eines Aktuators 16, der aus einem oder mehreren Piezoelementen besteht, können schnell sehr große Kräfte auf die Tellerfeder 12 übertragen werden, so dass entsprechende Veränderungen der Eigenfrequenz sehr schnell und präzise während des Fahrbetriebes durchgeführt werden können. Die Ansteuerung des Aktuators 16 erfolgt über einen Sensor, der die jeweilige Anregungsfrequenz der der Schwingung erzeugenden Masse ermittelt. Als Ausgangsgröße für die Änderung der Eigenfrequenz der Tellerfeder 12 dienen dabei zum Beispiel der gemessene Federweg, die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung. Der Aktuator 16 zur Verstellung der Eigenfrequenz kann auch aus Formgedächtnisdrähten, Gewindespindeln mit Stellmotor oder dergleichen bestehen.The forces acting radially on the plate spring 12 are generated by one or more controllable actuators 16 which are distributed around the circumference of the plate spring 12 . When using an actuator 16 , which consists of one or more piezo elements, very large forces can be quickly transferred to the plate spring 12 , so that corresponding changes in the natural frequency can be carried out very quickly and precisely during driving operation. The actuator 16 is controlled by a sensor which determines the respective excitation frequency of the mass generating the vibration. For example, the measured spring travel, the speed or the acceleration serve as the output variable for the change in the natural frequency of the plate spring 12 . The actuator 16 for adjusting the natural frequency can also consist of shape memory wires, threaded spindles with a servomotor or the like.

Die vom Aktuator 16 erzeugten Kräfte werden über geeignete Kraftübertragungsmittel 24 radial am Umfang der Tellerfeder 12 zugeführt. Bei der Einleitung von radialen Druckkräften über den Umfang der Tellerfeder 12 ist um den Tellerfederrand ein Zugband in Form einer verstellbaren Schelle angeordnet. Über den Aktuator 16 erfolgt die Verstellung des Zugbandes, so dass durch Verkürzung beziehungsweise durch Verlängerung des Zugbandes die eingeleiteten radialen Druckkräfte entsprechend der notwendigen Verschiebung der Resonanzkurve erhöht beziehungsweise reduziert werden. Bei der Zuführung von Druckkräften ist es möglich, zur Erzeugung der entsprechenden Kräfte nur einen am Umfang der Tellerfeder 12 angeordneten Aktuator 16 einzusetzen.The forces generated by the actuator 16 are supplied radially on the circumference of the plate spring 12 via suitable force transmission means 24 . When radial pressure forces are introduced over the circumference of the plate spring 12 , a tension band in the form of an adjustable clamp is arranged around the plate spring edge. The tension band is adjusted via the actuator 16 , so that the radial pressure forces introduced are increased or reduced by shortening or lengthening the tension band in accordance with the necessary displacement of the resonance curve. When pressure forces are supplied, it is possible to use only one actuator 16 arranged on the circumference of the plate spring 12 to generate the corresponding forces.

Zur Einleitung von radial wirkenden Zugkräften in die Tellerfeder 12 besteht das Kraftübertragungsmittel 24 aus mehreren am Umfang der Tellerfeder 12 verteilt angeordneten Segmenten. In der Fig. 2 ist die Einführung von radial wirkenden Zugkräften in die Tellerfeder 12 dargestellt, wobei der Stoßdämpfer 14 und das Dämpfungsglied 20 nicht mit gezeichnet wurden. Die als Segmente ausgebildeten Kraftübertragungsmittel 24 sind am Tellerrand der Tellerfeder 12 befestigt und wirkmäßig mit den Aktuatoren 16 verbunden. Um einen gleichmäßigen radialen Eintrag der Zugkräfte in die Tellerfeder 12 zu erzielen, ist es erforderlich, mehrere Kraftübertragungsmittel 24 am Umfang der Tellerfeder 12 verteilt anzuordnen. Dabei wird jedem einzelnen Kraftübertragungsmittel 24 ein ansteuerbarer Aktuator 16 zugeordnet. For the introduction of radially acting tensile forces into the plate spring 12 , the force transmission means 24 consists of several segments arranged distributed around the circumference of the plate spring 12 . In FIG. 2, the introduction is represented by radially acting tensile forces in the disk spring 12, the shock absorber 14 and the attenuator 20 are not drawn. The force transmission means 24, which are designed as segments, are fastened to the plate edge of the plate spring 12 and are effectively connected to the actuators 16 . In order to achieve a uniform radial entry of the tensile forces into the plate spring 12 , it is necessary to arrange several force transmission means 24 distributed around the circumference of the plate spring 12 . A controllable actuator 16 is assigned to each individual power transmission means 24 .

Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz eines piezoelektrischen Dämpfungsgliedes zur zusätzlichen aktiven Schwingungskompensation erwiesen. Dabei wird das zwischen Tellerfeder 12 und Stoßdämpfer 14 angeordnete Dämpfungsglied 20 und/oder das Dämpfungsglied 22 als piezoelektrisches Dämpfungsglied ausgebildet. Als Ausgangsgröße für das piezoelektrische Dämpfungsglied dient ebenfalls der Federweg, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung. Entsprechend dem gemessenen Signal erfolgt eine Veränderung der Steifigkeit und der Dämpfung des piezoelektrischen Dämpfungsgliedes, wodurch eine Schwingungskompensation erfolgt.The use of a piezoelectric attenuator for additional active vibration compensation has proven to be particularly advantageous. The damping element 20 and / or the damping element 22 arranged between the plate spring 12 and the shock absorber 14 is designed as a piezoelectric damping element. The spring travel, the speed and / or the acceleration also serve as the output variable for the piezoelectric damping element. The stiffness and the damping of the piezoelectric damping element are changed in accordance with the measured signal, as a result of which vibration compensation takes place.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass während des Fahrbetriebes einerseits die Steifigkeit des Schwingungsdämpfers beeinflusst und andererseits bei einer Annäherung der Erregungsfrequenz an die Eigenfrequenz diese verstellt werden kann. Resonanzschwingungen werden dadurch weitestgehend ausgeschlossen. Durch entsprechende Verschiebung der Resonanzkurve können auch insgesamt die Schwingungen verringert werden, indem die Amplitude des Arbeitspunktes der verschobenen Resonanzkurve gering gehalten wird. Durch die gezielte Beeinflussung der Eigenfrequenz können Dämpfungsmaterialien beziehungsweise Dämpfungselemente, die zur Reduzierung von auftretenden Resonanzschwingungen benötigt werden, entfallen. Außerdem wird durch die Vermeidung von Resonanzschwingungen der Fahrkomfort verbessert. The advantage of the invention is that, on the one hand, the Stiffness of the vibration damper influenced and on the other hand with a Approximation of the excitation frequency to the natural frequency which can be adjusted. This largely excludes resonance vibrations. By corresponding shift of the resonance curve can also total Vibrations can be reduced by the amplitude of the working point of the shifted resonance curve is kept low. Through targeted influencing the natural frequency can damping materials respectively Damping elements used to reduce resonance vibrations are needed. Also, by avoiding Resonance vibrations of driving comfort improved.  

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Fahrzeugaufbau
vehicle body

1212

Tellerfeder
Belleville spring

1414

Stoßdämpfer
shock absorber

1616

Aktuator
actuator

1818

Schraubenfeder
coil spring

2020

Dämpfungsglied
attenuator

2222

Dämpfungsglied
attenuator

2424

Kraftübertragungsmittel
Power transmission means

3030

Resonanzkurve
resonance curve

3232

verschobene Resonanzkurve
A Amplitude
AR shifted resonance curve
A amplitude
A R

Amplitude im Resonanzfall
AV Amplitude in the case of resonance
A V

Amplitude nach verschobener Resonanzkurve
f Frequenz
fA Amplitude after shifted resonance curve
f frequency
f A

Anregungsfrequenz
excitation frequency

Claims (14)

1. Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge, der vorzugsweise zwischen einem Fahrzeugaufbau und einer Fahrzeug-Radaufhängung angeordnet ist und aus einer mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Tellerfeder und aus einem zwischen Tellerfeder und Radaufhängung angeordnetem Stoßdämpfer und einer Schraubenfeder besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zur weitestgehenden Verhinderung von Resonanzschwingungen zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Fahrzeug-Radaufhängung der Tellerfeder (12) des Schwingungsdämpfers eine veränderbare radial wirkende statische Kraft zugeführt wird, die die Steifigkeit und die Eigenfrequenz der Tellerfeder (12) verändert.1. Vibration damper for vehicles, which is preferably arranged between a vehicle body and a vehicle wheel suspension and consists of a plate spring connected to the vehicle body and a shock absorber arranged between the plate spring and wheel suspension and a coil spring, characterized in that for the most possible prevention of resonance vibrations between the vehicle body and the vehicle wheel suspension of the plate spring ( 12 ) of the vibration damper is supplied with a variable, radially acting static force which changes the rigidity and the natural frequency of the plate spring ( 12 ). 2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Tellerfeder (12) radial zugeführte Kraft eine Druckkraft ist.2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the plate spring ( 12 ) radially supplied force is a compressive force. 3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Tellerfeder (12) radial zugeführte Kraft eine Zugkraft ist.3. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the plate spring ( 12 ) radially supplied force is a tensile force. 4. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der radial auf die Tellerfeder (12) wirkenden Kräfte ein oder mehrere ansteuerbare Aktuatoren (16) am Umfang der Tellerfeder (12) angeordnet sind.4. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that one or more controllable actuators ( 16 ) are arranged on the circumference of the plate spring ( 12 ) to generate the forces acting radially on the plate spring ( 12 ). 5. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang der Tellerfeder (12) geeignete Kraftübertragungsmittel (24) angeordnet sind, die wirkmäßig mit den Aktuatoren (16) verbunden sind.5. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that on the circumference of the plate spring ( 12 ) suitable force transmission means ( 24 ) are arranged, which are effectively connected to the actuators ( 16 ). 6. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsmittel (24) zur Einleitung von Druckkräften ein am Umfang der Tellerfeder (12) angeordnetes Zugband in Form einer verstellbaren Schelle ist.6. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission means ( 24 ) for introducing compressive forces is a tension band arranged in the form of an adjustable clamp on the circumference of the plate spring ( 12 ). 7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsmittel (24) zur Einleitung von Zugkräften aus mehreren am Umfang der Tellerfeder (12) verteilt angeordneten Segmenten besteht.7. Vibration damper according to claim 1 to 5, characterized in that the force transmission means ( 24 ) for introducing tensile forces consists of several segments arranged on the circumference of the plate spring ( 12 ). 8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente am Tellerrand der Tellerfeder (12) befestigt sind.8. Vibration damper according to claim 7, characterized in that the segments are attached to the plate edge of the plate spring ( 12 ). 9. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der radial der Tellerfeder (12) zugeführten Kräfte in Abhängigkeit von der vom Fahrwerk erzeugten Anregungsfrequenz bestimmt wird.9. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the size of the forces radially supplied to the plate spring ( 12 ) is determined as a function of the excitation frequency generated by the chassis. 10. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Verstellung der radial zugeführten Kräfte die Aktuatoren (16) mit einem Sensor zur Erfassung der Anregungsfrequenz verbunden sind.10. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that for controlling the adjustment of the radially supplied forces, the actuators ( 16 ) are connected to a sensor for detecting the excitation frequency. 11. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Verstellung der radial zugeführten Kräfte mittels der gemessenen Größen wie Federweg, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung erfolgt.11. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized characterized that the regulation of the adjustment of the radially supplied forces by means of the measured variables such as travel, speed and / or Acceleration takes place. 12. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (16) aus einem oder mehreren Piezoelementen, Formgedächtnisdrähten, Gewindespindeln mit Stellmotor oder dergleichen bestehen.12. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the actuators ( 16 ) consist of one or more piezo elements, shape memory wires, threaded spindles with a servomotor or the like. 13. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tellerfeder (12) und dem Stoßdämpfer (14) Dämpfungsglieder (20, 22) angeordnet sind. 13. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that damping members ( 20 , 22 ) are arranged between the plate spring ( 12 ) and the shock absorber ( 14 ). 14. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (20) und/oder das Dämpfungsglied (22) ein piezoelektrisches Dämpfungsglied ist.14. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the attenuator ( 20 ) and / or the attenuator ( 22 ) is a piezoelectric attenuator.
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