DE10039763B4 - Suspension for vehicles - Google Patents
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Abstract
Radaufhängung für Fahrzeuge, mit einer Tellerfeder (12), einem Stoßdämpfer (14) und einer Schraubenfeder (18), wobei der Stoßdämpfer (14) und die Schraubenfeder (18) über die Tellerfeder (12) mit einem Fahrzeugaufbau (10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung von Resonanzschwingungen der Radaufhängung die Steifigkeit und die Eigenfrequenz der Tellerfeder (12) verändert werden können mittels einer veränderbaren radial an der Tellerfeder (12) wirkenden statischen Kraft.Wheel suspension for vehicles, comprising a plate spring (12), a shock absorber (14) and a coil spring (18), wherein the shock absorber (14) and the coil spring (18) are connected to a vehicle body (10) via the disc spring (12). characterized in that to prevent resonant vibrations of the suspension, the stiffness and the natural frequency of the plate spring (12) can be changed by means of a variable radially acting on the plate spring (12) static force.
Description
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für Fahrzeuge mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The The invention relates to a suspension for vehicles with the features mentioned in the preamble of claim 1.
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/oder 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
Aus
der
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 Fahrgeschwindigkeit 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.through Although the mentioned prior art, a good attenuation 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 caused by the driving speed, not in the predetermined muted Frequency range is and with the natural frequency of the oscillatory Mass, for example, the body, matches, the Vibrations are not sufficiently damped. At the match the excitation frequency with the natural frequency produces a resonance oscillation with significantly greater amplitude. A corresponding sufficient damping of the vibration can no longer done or is only with an unacceptable high Effort possible. The ride comfort is significantly affected by vibrations and / or noise. The The means proposed in the prior art only attenuate the existing resonance vibrations. The cause of the generation of the resonance vibrations is not eliminated.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängung für Fahrzeuge zu entwickeln, welche Resonanzschwingungen zwischen einem Fahrzeugaufbau und einer Fahrzeug-Radaufhängung in allen Frequenzbereichen bei gleichzeitiger Reduzierung von Dämpfungsmaterialien oder Dämpfungselementen weitestgehend verhindert und den Fahrkomfort verbessert.Of the Invention is therefore based on the object, a suspension for vehicles to develop which resonant vibrations between a vehicle body and a vehicle suspension in all frequency ranges while reducing damping materials or damping elements largely prevented and improved ride comfort.
Diese Aufgabe wird durch eine Radaufhängung 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 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 der Tellerfeder 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 object is achieved by a suspension for vehicles having the features mentioned in claim 1. Characterized in that the most extensive prevention of resonant vibrations between the vehicle body and the vehicle suspension of the diaphragm spring a variable radially acting static force is supplied, which changes the stiffness and the natural frequency of the plate spring, it is possible, the stiffness and the natural frequency of the plate spring always so to set it to be inconsistent with the excitation frequency. This has the consequence that resonance vibrations between the vehicle body and the vehicle suspension are largely avoided. By setting a variable stiffness of the diaphragm spring, the vibrations are intercepted in the respective frequency range. Additional damping materials or damping elements for reducing occurring resonant vibrations are no longer necessary because the cause of the formation of the resonant vibrations - the match of excitation frequency and natural frequency - has been eliminated. At the same time with the change in the natural frequency of the plate spring, the transmitted to the vehicle body overall vibrations are reduced. By the farmost prevention of the resonance vibrations and the reduction of the vibrations in total velvet the ride comfort is 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 der Tellerfeder 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 In a preferred embodiment of the invention, the size of the radial fed the diaphragm spring personnel dependent on determined by the excitation frequency generated by the chassis. Thereby is achieved that the stiffness of the diaphragm spring adjusted so is that the vibrations are better intercepted overall. Furthermore become resonant vibrations occurring in all frequency ranges between the vehicle body and the vehicle suspension, as Vibratory component, almost impossible. With that Resonance vibrations even at different frequency ranges almost complete locked out.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
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 die Radaufhängung
auf den Fahrzeugaufbau übertragen.
Durch die Schraubenfeder
Erfindungsgemäß wird zur
weitestgehenden Verhinderung von Resonanzschwingungen zwischen dem
Fahrzeugaufbau und der Fahrzeug-Radaufhängung der Tellerfeder
In
der
Die
der Tellerfeder
Die
Erzeugung der radial auf die Tellerfeder
Die
vom Aktuator
Zur
Einleitung von radial wirkenden Zugkräften in die Tellerfeder
Als
besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz eines piezoelektrischen
Dämpfungsgliedes
zur zusätzlichen
aktiven Schwingungskompensation erwiesen. Dabei wird das zwischen
Tellerfeder
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass während des Fahrbetriebes einerseits die Steifigkeit der Radaufhängung 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.Of the Advantage of the invention is that while driving one hand the stiffness of the suspension influenced and on the other hand at an approximation of the excitation frequency this can be adjusted to the natural frequency. resonance vibrations are thereby excluded as far as possible. By appropriate Shift the resonance curve can Also, overall the vibrations are reduced by the amplitude the operating point of the shifted resonance curve kept low becomes. By specifically influencing the natural frequency damping materials or damping elements, needed to reduce resonant vibrations that occur omitted. Furthermore The driving comfort is avoided by avoiding resonance vibrations improved.
- 1010
- Fahrzeugaufbauvehicle body
- 1212
- TellerfederBelleville spring
- 1414
- Stoßdämpfershock absorber
- 1616
- Aktuatoractuator
- 1818
- Schraubenfedercoil spring
- 2020
- Dämpfungsgliedattenuator
- 2222
- Dämpfungsgliedattenuator
- 2424
- KraftübertragungsmittelPower transmission means
- 3030
- Resonanzkurveresonance curve
- 3232
- verschobene Resonanzkurveshifted resonance curve
- AA
- Amplitudeamplitude
- AR A R
- Amplitude im Resonanzfallamplitude in the case of resonance
- AV A V
- Amplitude nach verschobener Resonanzkurveamplitude after shifted resonance curve
- ff
- Frequenzfrequency
- fA f A
- Anregungsfrequenzexcitation frequency
Claims (14)
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