DE102005060504B3

DE102005060504B3 - Niveauregulierung

Info

Publication number: DE102005060504B3
Application number: DE200510060504
Authority: DE
Inventors: Adam Porabka; Lutz Keller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-12-17
Filing date: 2005-12-17
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-12-18

Abstract

Niveauregulierung, umfassend eine Lenkeranordnung zwischen einer gefederten Masse und einer Stützeinrichtung, wobei ein Aktuator einen Lenker, der eine Federungsbewegung ausführt, antreibt, wobei die Lenkeranordnung einen ersten und einen zweiten Lenker umfasst, die mit ihren ersten Enden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der erste Lenker mit seinem zweiten Ende an der gefederten Masse und der zweite Lenker an der Stützeinrichtung angeschlossen sind und der Aktuator zwischen den beiden Lenkern angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveauregulierung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Es sind bereits zahlreiche Fahrwerkskonstruktionen bekannt, die für eine Niveauregulierung oder für eine Unterdrückung einer Wankbewegung eines Kraftfahrzeugaufbaus geeignet sind. Vielfach wird mittels einer Luftfederungsanlage durch Zu- oder Abfuhr von Druckluft eine Niveauregulierung erreicht. Hydraulisch betriebene Niveauregulierungen sind ebenfalls bekannt.

Die DE 601 02 335 T2 beschreibt ein Fahrwerk, bei dem jedes Fahrzeugrad eine Zahnstange aufweist, die mit einem elektrisch angetriebenen Zahnrad in Eingriff steht. Der Elektromotor für das besagte Zahnrad stützt sich am Fahrzeugaufbau ab. Jede Relativbewegung zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrzeugrad kann mit einem Lineargetriebe, bestehend aus dem Zahnrad und der Zahnstange, kompensiert werden. Dabei muss der Elektromotor mit einer relativ großen Drehzahl betrieben werden, damit das motorseitige Zahnrad der Federungsbewegung des Rades folgen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Realisierung eines Fahrwerks mit einem Aktuator, der zur hochdynamischen Abstützung des Fahrzeugaufbaus geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Lenkeranordnung neben dem ersten Lenker einen zweiten Lenker umfasst, die mit ihren ersten Enden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der erste Lenker mit seinem zweiten Ende an der gefederten Masse und der zweite Lenker an der ungefederten Massengeschlossen sind und der Aktuator zwischen den beiden Lenkern angeordnet ist.

Der große Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Aktuator einen kürzeren Arbeitsweg ausüben können muss als den Federungsweg. Daraus ergeben sich kürzere Reaktionszeiten für den Aktuator.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist der Aktuator als ein Drehantrieb ausgeführt, der an einem Drehgelenk zwischen den beiden Lenkern angreift. Der Drehantrieb kann z. B. als Elektromotor, aber auch als hydraulischer oder pneumatischer Schwenkmotor ausgeführt sein.

Zur weiteren Anpassung des Aktuators an geforderte Systemgrößen wie Energieversorgung oder Reaktionsgeschwindigkeit weist das Drehgelenk ein Getrieberad auf, das mit einem Antriebsrad des Aktuators in Eingriff steht. Das Getrieberad kann z. B. als Zahnrad oder Reibrad ausgeführt sein.

Damit allein durch den Betrieb des Aktuators die Federungsbewegung der Lenker beeinflusst werden kann, steht der zweite Lenker mit einer Linearführung in Eingriff.

Alternativ kann sich mindestens einer der Lenker über eine Tragfeder an der gefederten Masse abstützen.

Zur Minimierung des Energieeinsatzes ist zwischen zwischen dem ersten und dem zweiten Lenker eine Hilfsfeder angeordnet.

Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise der Niveauregulierung ist die Hilfsfeder als eine Schenkelfeder ausgeführt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Fahrwerk
2 Seitenansicht des Fahrwerks zur 1
3 u. 4. Darstellung der Lenkerbewegung bei einer Federungsbewegung
5 Anwendung der Erfindung bei einer Fahrzeugkabine
Die 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs 1 mit einem Fahrzeugaufbau 3 und einem Fahrwerk 5. Das Fahrwerk 5 verfügt über eine Niveauregulierungsfunktion, indem ein erster Lenker 7 endseitig mit dem Fahrzeugaufbau 3 verbunden ist und an seinem anderen Ende ein Drehgelenk 9 aufweist, das mit einem zweiten Lenker 11 in Wirkverbindung steht, der an einen Radträger 13 angeschlossen ist. Zwischen den beiden Lenkern 7; 11 ist, wie die 2 zeigt, ein Aktuator 15 angeordnet. Grundsätzlich könnte der Aktuator, der als Drehantrieb ausgeführt ist, direkt das Drehgelenk 9 bilden, indem z. B. ein Stator des Drehantriebs mit dem Lenker 7 und ein Rotor mit dem Lenker 11 verbunden ist. In der vorliegenden Konstruktion umfasst das Drehgelenk ein Getrieberadsatzpaar in Form von Zahnrädern 17; 19, die durchaus unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen können.
Des weiteren kann zwischen dem ersten und dem zweiten Lenker 7; 11 eine Hilfsfeder 21 angeordnet sein, z. B. in der Bauform einer Schenkelfeder. Die Hilfsfeder soll für eine Erhöhung der Kräfte bewirken, die das Rad in Ausfederungsrichtung beaufschlagen.
Damit das Gesamtsystem aus Lenker 7; 11, Drehgelenk 9 mit Aktuator 15 und Zahnrädern 17; 19 nicht ohne Gegenkraft einfedern kann sind zwei Varianten möglich. Bei der ersten Lösung wird eine Tragfeder 23 verwendet, die zwischen einem der Lenker 7; 11 und dem Fahrzeugaufbau 3 verspannt ist.
Alternativ kann ein Lenker, z. B der zweite Lenker 11 mit einer Linearführung 25 zusammenwirken, die aufbauseitig befestigt ist. An dem Lenker 11 ist ein drehbar gelagertes Gleitelement 27 befestigt, das in der Linearführung eine Axialbewegung ausführen kann. Bei einer Federungsbewegung des Rades wirken die Federkraft der Hilfsfeder 21; 23 und/oder das Antriebsmoment des Aktuators, der z. B als Elektromotor oder als pneumatischer oder hydraulischer Schwenkmotor ausgeführt sein kann. Durch eine gezielte Steuerung des Antriebsmoments übernimmt der Aktuator eine Dämpfungsfunktion für das Fahrwerk 5. Wird der Aktuator 15 blockiert, kann sich der eingeschlossene Winkel zwischen den Lenkern 7; 11 nicht mehr ändern. Eine Einfederungsbewegung der gesamten Stützeinrichtung bestehend aus Lenkern 7; 11 und Radträger 13 um das fahrzeugaufbauseitige Drehgelenk wird durch die Linearführung 25 verhindert.
Die 3 und 4 zeigen ganz allgemein die Wirkungsweise des Fahrwerks 5. Bei einer Fahrzeugaufbauvertikalbewegung in Pfeilrichtung vergrößert sich der Abstand zwischen dem Radträger 13 und dem Fahrzeugaufbau 3. Dabei vergrößert sich auch der eingeschlossene Winkel zwischen den beiden Lenkern 7, 11. Der Elektromotor dreht das Zahnrad 17 und führt über das Zahnrad 19 den Lenker 11 der Fahrzeugaufbaubewegung nach.
Mit der 5 soll verdeutlicht werden, dass die Erfindung der Niveauregulierung nicht nur zwischen einem Radträger 13 und einem Fahrzeugaufbau 3, sondern auch zwischen einem Fahrzeugrahmen 27 als Stützeinrichtung und einer Fahrzeugkabine 29 als gefederter Masse verwendbar ist.

Claims

Niveauregulierung für ein Fahrzeug, umfassend eine Lenkeranordnung zwischen einer gefederten Masse (3; 29) und einer ungefederten Masse (13; 27), wobei ein Aktuator (15) einen Lenker (7), der eine Federungsbewegung ausführt, antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeranordnung nebem dem ersten Lenker (7) einen zweiten Lenker (11) umfasst, die mit ihren ersten Enden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der erste Lenker (7) mit seinem zweiten Ende an der gefederten Masse (3) und der zweite Lenker (11) an der ungefederten Masse (13; 27) angeschlossen sind und der Aktuator (15) zwischen den beiden Lenkern (7; 11) angeordnet ist.
Niveauregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (15) als ein Drehantrieb ausgeführt ist, der an einem Drehgelenk (9) zwischen den beiden Lenkern (7; 11) angreift.
Niveauregulierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk (9) ein Getrieberad (19) aufweist, das mit einem Antriebsrad (17) des Aktuators (15) in Eingriff steht.
Niveauregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lenker (11) mit einer Linearführung (25) in Eingriff steht.
Niveauregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Lenker (7; 11) eine Hilfsfeder (21) angeordnet ist.
Niveauregulierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfeder (21) als eine Schenkelfeder ausgeführt ist.
Niveauregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens einer der Lenker (7; 11) über eine Tragfeder (23) an der gefederten Masse (3; 29) abstützt.