DE102006010054B4

DE102006010054B4 - Radaufhängung mit Federverstellung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006010054B4
Application number: DE200610010054
Authority: DE
Inventors: Dr. Pruckner Alfred
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-03-04
Filing date: 2006-03-04
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2026-03-05
Also published as: DE102006010054A1

Abstract

Radaufhängung mit Federverstellung für ein Kraftfahrzeug, dessen Fahrzeugaufbau (2) über zumindest eine Schraubendruckfeder (4a) letztlich auf einem über eine Lenkeranordnung (3) beweglich am Aufbau (2) angelenkten Radträger anteilig abgestützt ist, wobei die Kraft wirkungslinie (K) der auch Federteller (4b, 4c) für die Schraubendruckfeder(n) (4a) aufweisenden Schraubendruckfeder-Anordnung (4) von der geometrischen Federmittellinie (L) abweicht, so dass durch Verdrehen zumindest eines Federtellers (4c) die auf den Aufstandspunkt (P) des am Radträger befestigten Rades (1) bezogene Federsteifigkeit der Fahrzeugaufbau-Abstützung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden verdrehbaren Federteller (4b, 4c) eine gegenüber der zur Federmittellinie (L) senkrechten Ebene geneigte Aufstandsfläche für die Schraubendruckfeder (4a) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung mit Federverstellung für ein Kraftfahrzeug, dessen Fahrzeugaufbau über zumindest eine Schraubendruckfeder letztlich auf einem über eine Lenkeranordnung beweglich am Aufbau angelenkten Radträger oder dgl. anteilig abgestützt ist, wobei die Kraftwirkungslinie der auch Federteller für die Schraubendruckfeder(n) aufweisenden Schraubendruckfeder-Anordnung von der geometrischen Federmittellinie abweicht, so dass durch Verdrehen zumindest, eines Federtellers (bspw. mittels eines Aktuators) die auf den Aufstandspunkt des am Radträger befestigten Rades bezogene Federsteifigkeit der Fahrzeugaufbau-Abstützung veränderbar ist. Eine solche Radaufhängung geht aus der DE 10 2004 058 698 B3 hervor.
In zunehmendem Maße sind neuere Personenkraftwagen mit semiaktiven oder langsam aktiven Federungssystemen ausgestattet. Dabei kann eine Verstellung der Federkennlinie bspw. mittels der für Luftfedersysteme bekannten Möglichkeiten erfolgen; ferner sind hydraulische Systeme in Verbindung mit Schraubendruckfedern bekannt (bspw. das sog. „Active Body Control” = ABC) sowie sog. aktive Stabilisatoren. Des weiteren gibt es Ideen, die Fahrzeughöhe über eine sog. Federfußpunktverstellung zu regeln. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass die Feder in Ihrer Kraftwirkungslinie bspw. über eine Spindel nach oben gedrückt bzw. nach unten gezogen wird, was sehr kraftaufwändig ist. Alternativ kann die Feder im wesentlichen senkrecht zu ihrer Kraftwirkungslinie verschoben werden, um die radbezogene Federsteifigkeit zu ändern, was zwar wesentlich geringere Kräfte erfordert, jedoch zu einem relativ großen Bauraumbedarf führt.
Ferner gibt es den Vorschlag (vgl. die eingangs genannte Schrift), eine Schraubendruckfeder mit exzentrischer Kraftwirkungslinie zu verwenden. Diese Schraubendruckfeder kann im eingebautem Zustand gering gekrümmt sein; besonders vorteilhaft ist dabei jedoch, dass deren Kraftwirkungslinie durch Verdrehen der Schraubendruckfeder im wesentlichen um ihre geometrische Achse (Federmittellinie) verändert werden kann. Auf die detaillierte Gestaltung einer derartigen Schraubendruckfeder wird hier nicht näher eingegangen, da dies in der genannten DE 10 2004 058 698 B3 und noch ausführlicher in der darin zitierten DE 101 25 503 C1 beschrieben ist. Wenngleich sich ein derartiges System noch im Forschungsstadium befindet, ist doch bereits absehbar, dass sich eine Radaufhängung mit einem solchen System sowohl durch, geringeren Bauraumbedarf als auch durch geringen Kraftaufwand (zur Verstellung) auszeichnet.
Für eine solche Radaufhängung nun weitere Verbesserungen aufzuzeigen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass zumindest einer der beiden verdrehbaren Federteller eine gegenüber der zur Federmittellinie senkrechten Ebene geneigte Aufstandsfläche für die Schraubendruckfeder aufweist. Vorzugsweise sind beide Federteller derart gestaltet und werden derart positioniert, dass deren Feder-Aufstandsflächen im wesentlichen zueinander parallel sind.
Weist zumindest einer der Federteller der Schraubendruckfeder-Anordnung mit einer von der Federmittellinie abweichenden Kraftwirkungslinie eine wie angegeben geneigte Aufstandsfläche auf, so kann sich mit einem Verdrehen dieses Federtellers bspw. um 180° insbesondere um die Federmittellinie eine größere Veränderung der radbezogenen Federsteifigkeit einstellen als im Falle einer nicht geneigten und somit zur Federmittellinie senkrechten Feder-Aufstandsfläche. Zusätzlich zu einem bspw. parallelen seitlichen Versatz von Federmittellinie und Kraftwirkungslinie kommt aufgrund der nicht rechtwinkelig zur Federmittellinie stehenden Feder-Aufstandsfläche nun noch ein Neigungsversatz hinzu, der mit einem Verdrehen des Federtellers bspw. um 180° eine verstärkte Spreizung bzw. Veränderung der radbezogenen Federsteifigkeit verursachen kann.
Besonders deutlich geht dies aus der beigefügten Prinzipskizze hervor, die stark abstrahiert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radaufhängung zeigt, bei welcher zusätzlich die Merkmale des Anspruchs 2 umgesetzt sind. Dargestellt ist dabei die Ansicht von hinten auf das linke Hinterrad eines Personenkraftwagens. Darin ist dieses Rad mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet, während der Fahrzeug-Aufbau die Bezugsziffer 2 trägt. Über eine stark vereinfacht dargestellte Lenkeranordnung 3 ist das Rad 1 bzw. dessen hier nicht sichtbarer Radträger, für den ebenfalls die Bezugsziffer 1 verwendet wird, beweglich am Aufbau 2 angelenkt. Zwischen dieser Lenkeranordnung 3, beispielsweise zwischen einem unteren Querlenker derselben und dem Fahrzeug-Aufbau 2 ist – wie grundsätzlich üblich – eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Schraubendruckfeder 4a als Tragfeder zum anteiligen Abstützen des Aufbaus 2 auf diesem Rad 1 vorgesehen. Diese Schraubendruckfeder 4a bildet zusammen mit einem unteren Federteller 4b sowie einem oberen Federteller 4c eine sog. Schraubendruckfeder-Anordnung 4, die sich aufgrund der Gestaltung der Schraubendruckfeder 4a dadurch auszeichnet, dass die auf den Aufstandspunkt P des Rades 1 bezogene Federsteifigkeit veränderbar ist, nachdem die Kraftwirkungslinie K dieser Schraubendruckfeder-Anordnung 4 von der geometrischen Federmittellinie L abweicht. Zur Veränderung der auf den Aufstandspunkt P des Rades 1 bezogenen Federsteifigkeit wird die Schraubendruckfeder-Anordnung 4 (bspw. mittels eines nicht dargestellten Stellmotors) um die Federmittellinie L verdreht, weshalb die beiden Federteller 4b, 4c um die durch die Federmittellinie L gebildete Achse verdrehbar gelagert sind.
Zunächst sind allein aufgrund der nicht näher dargestellten Ausbildung der Schraubendruckfeder 4a die Kraftwirkungslinie K und die Federmittellinie L parallel zueinander seitlich versetzt; darüber hinaus ist aufgrund der Neigung der jeweiligen Feder-Aufstandsfläche an den hier beiden Federtellern 4b, 4c hier gegenüber der Horizontalen, allgemein jedoch gegenüber der senkrecht zur Federmittellinie L stehenden Ebene, die Kraftwirkungslinie K zusätzlich gegenüber der Federmittellinie L geneigt. Die Neigung der hier beiden Aufstandsflächen der Schraubendruckfeder 4a an den (beiden) Federtellern 4b, 4c ist dabei so gewählt, dass die jeweilige Feder-Aufstandsfläche auf den Federtellern 4b, 4c gegenüber der zur Federmittellinie L senkrechten Ebene um eine im wesentlichen in Fahrzeug-Längsrichtung (d. h. hier senkrecht zur Zeichenebene) verlaufende Achse geneigt oder gekippt ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass der in der Radaufstandsebene bzw. in der Ebene der Fahrbahn 10 gemessene Hebelarm I zwischen dem Radaufstandspunkt P und dem Durchstoßpunkt der Kraftwirkungslinie K durch diese Ebene (bzw. durch die Fahrbahn 10) bei einer Verdrehung der Schraubendruckfeder-Anordnung 4 um 180° (gemäß Pfeil 11 ausgehend von der figürlich dargestellten Position) die maximal mögliche Veränderung erfährt. Für eine solche Verdrehung um 180° ist in der Figur die dann geltende Kraftwirkungslinie K* und der dann geltende Hebelarm I* ebenso eingezeichnet. In Worten ausgedrückt ist die Anordnung also so getroffen, dass bei in Richtung zum Rad 1 hin seitlich gegenüber der Federmittellinie L versetzter Kraftwirkungslinie K letztere durch geeignete Neigung zumindest einer der Feder-Aufstandsflächen an den Federtellern 4b, 4c derart gegenüber der Federmittellinie L geneigt verläuft, dass der besagte Hebelarm I kleiner wird. Bei Verdrehung vorzugsweise der beiden Federteller 4b, 4c um 180° wird dann der besagte Hebelarm I* größer. Diese vorgeschlagene Maßnahme führt somit zu einer Verstärkung der möglichen Hebelarm-Differenz zwischen den beiden genannten Positionen der Schraubendruckfeder-Anordnung 4 und somit zu einem größeren Unterschied zwischen den jeweiligen radaufstandsbezogenen Federsteifigkeiten.
Besonders große Wirksamkeit kann die vorgeschlagene Maßnahme bei gleichzeitig eindeutig definiertem Verhalten der Schraubendruckfeder 4a entfalten, wenn wie hier dargestelt die beiden Federteller 4b, 4c derart gestaltet sind und solchermaßen positioniert sind bzw. werden, dass deren Feder-Aufstandsflächen im wesentlichen zueinander parallel sind. Eine hier vorgeschlagene Radaufhängung bietet eine bauraumoptimierte Möglichkeit einer hinsichtlich des Kraft- und Energieaufwands minimierten Verstellmöglichkeit für die radaufstandspunkt-bezogene Federsteifigkeit, bspw. für einen Beladungsausgleich, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Radaufhängung mit Federverstellung für ein Kraftfahrzeug, dessen Fahrzeugaufbau (2) über zumindest eine Schraubendruckfeder (4a) letztlich auf einem über eine Lenkeranordnung (3) beweglich am Aufbau (2) angelenkten Radträger anteilig abgestützt ist, wobei die Kraft wirkungslinie (K) der auch Federteller (4b, 4c) für die Schraubendruckfeder(n) (4a) aufweisenden Schraubendruckfeder-Anordnung (4) von der geometrischen Federmittellinie (L) abweicht, so dass durch Verdrehen zumindest eines Federtellers (4c) die auf den Aufstandspunkt (P) des am Radträger befestigten Rades (1) bezogene Federsteifigkeit der Fahrzeugaufbau-Abstützung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden verdrehbaren Federteller (4b, 4c) eine gegenüber der zur Federmittellinie (L) senkrechten Ebene geneigte Aufstandsfläche für die Schraubendruckfeder (4a) aufweist.
Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und der untere Federteller (4b, 4c) verdrehbar sind und dass beide Federteller (4b, 4c) derart gestaltet sind und positioniert werden, dass deren Feder-Aufstandsflächen im wesentlichen zueinander parallel sind.