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Die
Erfindung betrifft ein Fahrwerksystem für ein Fahrzeug
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein dafür geeignetes
Lenksystem nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Fahrwerksystem, bei dem ein Lenksystem
mit Elektromotor und ein verstellbares Stabilisatorsystem vorgesehen
sind, die jeweils einen elektrischen Antrieb in Form eines Elektromotors
bzw. Stellmotors aufweisen.
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In
modernen Fahrwerksystemen kommen sowohl derartige Lenksysteme, die
auch als Elektrolenkung bezeichnet werden, sowie verstellbare Stabilisatorsysteme
zum Einsatz, die mittels hydraulisch oder elektrisch betriebener
Aktuatoren eine aktive Stabilisierung des Fahrwerks bzw. einen Wankausgleich
bewirken sollen. Dabei können die beiden Stabilisatorhälften
entweder entkoppelt oder zueinander verdreht werden, um je nach
Fahrsituation insbesondere den Fahrkomfort oder die Kurvenneigung
aktiv zu beeinflussen. Der verstellbare Aktuator, der z. B. ein
elektrischer Stellmotor sein kann, weist in der Regel in etwa dieselbe
Abmessung auf wie der Elektromotor bzw. Servomotor der Elektrolenkung. Üblicherweise
wird der verstellbare Aktuator parallel zur Fahrzeuglenkung eingebaut
und am Vorderachsträger befestigt.
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Bekannte
Beispiele für verstellbare Stabilisatorsysteme werden in
der
DE 198 53 876
A1 oder in der
DE
199 16 366 A1 beschrieben. Dort geht es im Wesentlichen
jedoch um die Gestaltung und Funktionsverbesserung des Stabilisatorsystems
an sich und weniger um die platzsparende Anordnung bzw. Integration
in das dortige Fahrwerksystem.
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Kommen
jedoch innerhalb eines modernen Fahrwerksystems sowohl ein elektrisches
Lenksystem wie auch ein verstellbares Stabilisatorsystem zum Einsatz,
so muss im verfügbaren Vorderachs-Bauraum sowohl der Aktuator
bzw. Stellmotor des aktiven Stabilisatorsystems wie auch der Elektromotor
des Lenksystems untergebracht werden. Dies ist allerdings nur dann
problemlos möglich, wenn die Gesamtbaulänge von
Aktuator bzw. Stellmotor und Elektromotor deutlich kleiner ist als
der verfügbare Bauraum in Fahrzeugquerrichtung. Denn nur
dann können diese Komponenten direkt hintereinander in Reihe
angeordnet werden. Bei den üblichen Leistungsanforderungen
an moderne Fahrwerke und Lenksysteme stellt sich diese Lösung
allerdings aufgrund der erforderlichen Baugröße
von Aktuator bzw. Stellmotor und Elektromotor als schwierig heraus.
Da üblicher Weise diese Komponenten zusammen länger
als der verfügbare Bauraum in Fahrzeugquerrichtung sind,
müssten das Lenksystem sowie das Stabilisatorsystem vollständig
parallel bzw. nebeneinander angeordnet werden, wofür aber
im Regelfall nicht genügend Bauraum zur Verfügung
steht.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fahrwerksystem
der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem sowohl das Lenksystem
wie auch das Stabilisatorsystem Bauraum sparend angeordnet werden
können.
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Insbesondere
soll der Einbau und die Befestigung eines aktiven Stabilisatorsystems
in Verbindung mit einem elektrischen Lenksystem so vorgeschlagen
werden, dass eine Realisierung mit möglichst geringem Aufwand
möglich ist.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch ein Fahrwerksystem mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des nebengeordneten
Anspruchs.
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Demnach
wird ein Fahrwerksystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen,
das mit einem Lenksystem versehen ist, das einen Elektromotor aufweist,
und das mit einem das Fahrwerk stabilisierenden Stabilisatorsystem
versehen ist, das einen Aktuator, insbesondere einen elektrischen
Stellmotor, aufweist, wobei das Lenksystem und das Stabilisatorsystem
an einem Vorderachsträger des Fahrwerks befestigt sind.
Das hier vorgeschlagene Lenksystem ist vorzugsweise gemeinsam mit
dem Stabilisatorsystem an dem Vorderachsträger des Fahrwerks
befestigt, wobei das Lenksystem mindestens eine Befestigungsstelle,
insbesondere an dem Lenkgehäuse, zur Befestigung des Stabilisatorsystems
aufweist.
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Somit
werden das Lenksystem und das Stabilisatorsystem zusammen sehr platzsparend
in dem Fahrwerksystem integriert und dort vorzugsweise gemeinsam
montiert. Dadurch werden Bauraum sparende Anordnungen ermöglicht,
die insbesondere auch einen Platz sparenden Einbau größerer
Elektromotoren bzw. Stellmotoren zulassen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Demnach
ist es von Vorteil, wenn der Elektromotor und der Stellmotor räumlich
so hintereinander liegend angeordnet sind, dass ein bestimmter Abstand
zwischen der Mittenachse des Aktuators bzw. der Motorachse des Stellmotors
und der Achse des Lenksystems nicht überschritten wird.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der Elektromotor
um die Achse des Lenksystems geschwenkt angeordnet ist. Somit wird
eine sehr kompakte Reihenanordnung beider Motoren ermöglicht.
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Auch
ist es von Vorteil, wenn der Elektromotor und der Aktuator bzw.
Stellmotor räumlich so nebeneinander liegend angeordnet
sind, dass ein bestimmter Abstand zwischen der Mittenachse des Aktuators
bzw. Motorachse des Stellmotors und der Achse des Lenksystems nicht überschritten
wird. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das Stabilisatorsystem
an mindestens einer Befestigungsstelle des Lenksystems, insbesondere
an einem Flansch des Lenkungsgehäuses, befestigt ist. Außerdem
ist es hier von Vorteil, wenn der Stellmotor des Stabilisatorsystems
um die Motorachse des Lenksystems geschwenkt angeordnet ist. Damit
wird eine besonders kompakte parallele Anordnung von Elektromotor
und Stellmotor ermöglicht.
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Weiterhin
ist es für den Fall, dass der Aktuator ein elektrisch angetriebener
Stellmotor ist und elektrische Anschlüsse aufweist, von
Vorteil, wenn dann die elektrischen Anschlüsse für
den Stellmotor sowie für den Elektromotor des Lenksystems
in einer Baugruppe integriert sind. Ebenso ist es für diesen Fall
von Vorteil, wenn dann die Steuerung für den Stellmotor
wie auch für den Elektromotor in einer Baugruppe integriert
sind. Vorzugsweise kann die Baugruppe separat von dem Elektromotor
und/oder dem Stellmotor angeordnet sein, wobei sich die Baugruppe
insbesondere am Lenkungsgehäuse oder am Fahrwerk, und hier
insbesondere an dem Vorderachsträger, befindet.
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Die
Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile werden nun anschließend
detailliert anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben,
wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, die
folgendes darstellen:
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1 zeigt
als erstes Ausführungsbeispiel eine reihenförmige
Anordnung einer elektrischen Lenksystems und eines verstellbaren
Stabilisatorsystems.
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2 zeigt
in einer Querschnittsansicht im näheren Detail die Anordnung
nach 1.
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3 zeigt
als zweites Ausführungsbeispiel eine parallele Anordnung
eines elektrischen Lenksystems und eines verstellbaren Stabilisatorsystems.
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4a zeigt
in einem ersten Querschnitt weitere Details der Anordnung nach 3.
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4b zeigt
dazu eine geschwenkte Anordnung des Stellmotors des Stabilisatorsystems.
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5 zeigt
in einem anderen Querschnitt noch weitere Details der Anordnung
nach 3.
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Bezug
nehmend auf die 1 und 2 wird hier
ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem das
Fahrwerksystem ein elektrisches Lenksystem 1 sowie ein
Stabilisatorsystem 5 umfasst. Das Lenksystem weist einen
Elektromotor 2 auf, der mit einer Steuerung 3 sowie
mit elektrischen Anschlüssen 4 versehen ist. Außerdem
ist in dem Fahrwerksystem ein elektrisch einstellbares Stabilisatorsystem 5 angeordnet,
das einen als Stellmotor 6 ausgebildeten Aktuator sowie
eine Steuerung 7 und elektrische Anschlüsse 8 dafür
aufweist. Alternativ könnte das Stabilisatorsystem auch
einen hydraulischen Aktuator enthalten (nicht dargestellt), wobei dann
die Steuerung und die elektrischen Anschlüsse entfallen
würden bzw. durch Hydraulikanschlüsse ersetzt
werden würden.
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Sowohl
das Lenksystem 1 wie auch das Stabilisatorsystem 5 sind
gemeinsam an einem Vorderachsträger 9 des Fahrwerks
angeordnet bzw. befestigt. Zwischen den beiden Systemen ergibt sich
ein Abstand a, welcher aufgrund des verfügbaren Raums möglichst
klein gehalten wird.
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Wie
aus der 2 näher ersichtlicht
ist, kann zur Verringerung des Abstands a der Elektromotor 2 um
die Achse 10 des Lenksystems 1 herum nach unten
geschwenkt werden. Dabei muss jedoch die erforderliche Bodenfreiheit
b berücksichtigt werden. Wird der Elektromotor 2 anders
herum nach oben verschwenkt, so muss berücksichtigt werden,
dass über dem Lenksystem 1 der Fahrzeugmotor und
Motornebenaggregate liegen. Aufgrund der relativ großen
Gesamtlänge c des Lenksystems 1 ist bei einem kleineren
Bauraum eine Kollisionsgefahr mit Fahrzeugmotor und/oder Motornebenaggregaten
gegeben. Das in den 1 und 2 dargestellte
erste Ausführungsbeispiel ist demnach vorwiegend für
solche Einsatzbereiche geeignet, bei denen ein relativ großer
Bauraum zur Verfügung steht. Dennoch wird eine sehr kompakte
Anordnung von Lenksystem und Stabilisatorsystem erreicht.
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Die 3 bis 5 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem nur das Lenksystem 11 direkt
an den Vorderachsträger 9 des Fahrwerkes befestigt
ist und zwei Befestigungsstellen 21, 22 aufweist,
an denen wiederum das Stabilisatorsystem 15 befestigt ist.
Die Abmessungen des Elektromotors 12 bzw. der Servoeinheit
des Lenksystems 11 sowie des Stellmotors 16 bzw.
der Servoeinheit des Stabilisatorsystems 15 erfüllen
die üblichen relativ hohen Leistungsanforderungen moderner
Fahrwerksysteme. Aufgrund der sich daraus ergebenden relativ großen
Abmessungen ist eine hintereinander liegende Anordnung, wie in 1 und 2 dargestellt,
nicht möglich. Die beiden System 11 und 15 werden
daher, wie in 3 bis 5 dargestellt,
nebeneinander bzw. parallel zueinander angeordnet. Diese Anordnung
ist in einer besonders kompakten Art und Weise insbesondere dann
möglich, wenn der Stabilisator 15 an den Befestigungsstellen 21 und 22 direkt
am Lenkungsgehäuse 23 befestigt wird.
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Die 4a zeigt
eine direkte Befestigung des Stabilisators 15 in Form eines
Flansches 24, der an dem Lenkungsgehäuse 23 ausgebildet
ist. Aus der 4b sowie auch aus der 5 ist
ersichtlich, dass durch die vorgeschlagene direkte Anbindung bzw.
Befestigung des Stabilisators 15 am Lenksystem 11,
der Stabilisator 15 um die Motorachse 25 geschwenkt
werden kann, um somit eine optimale Zuordnung der beiden Systeme
zueinander zu erreichen. Dies wird z. B. durch eine Umgestaltung und/oder
Positionierung des Flansches 24 an dem Lenkungsgehäuses 23 erreicht.
Somit nimmt der Stellmotor 16 eine um die Achse 25 des
Elektromotors 12 geschwenkte Position ein, wobei der geringe Abstand
zwischen Stellmotor 16 und Elektromotor 12 erhalten
bleibt. Demnach werden also die am Flansch 24 vorgesehenen
Befestigungsstellen 21, 22 (s. auch 1)
für den Stabilisator 15' und somit auch der Stellmotor 16 quasi
um die Motor-Achse 25 geschwenkt.
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Außerdem
kann der Stellmotor 16 bzw. die Servoeinheit des Stabilisatorsystems 15 in
Fahrzeugquerrichtung beliebig verschoben werden. Mit diesen beiden
Freiheitsgraden, nämlich Schwenkung und Verschiebung, ist
eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Bauraums möglich,
so dass das elektrische Lenksystem 11 in Verbindung mit
dem elektrisch verstellbaren Stabilisatorsystem 15 besonders Bauraum
sparend installiert werden kann.
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Weitere
Möglichkeiten zur Reduzierung der Baulänge des
Stabilisators 15 bestehen darin, die Funktion der Steuerung 17 des
Stabilisatorsystems 15 in die Steuerung 13 des
Lenksystems 11 zu integrieren. Der Stellmotor 16 braucht
dann nur noch über elektrische Leitungen mit dem Lenksystem 11 verbunden
zu werden. Weiterhin kann die Funktion der beiden Steuerungen in
einer gemeinsamen Baugruppe bzw. separaten Steuereinheit zusammengefasst
werden, wobei diese gemeinsame Steuereinheit vorzugsweise am Lenkgehäuse
bzw. am Fahrwerk, insbesondere am Vorderachsträger 9,
angeordnet wird (nicht dargestellt). Eine weitere Möglichkeit
besteht somit darin, die Baugruppe am Fahrwerk selbst, insbesondere
am Vorderachsträger 9 anzuordnen.
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Die
vorgeschlagene Lösung ermöglicht einen hoch integrierten
Einbau eines elektrischen Lenksystems und eines verstellbaren Stabilisatorsystems
in einem Fahrwerksystem. Je nach Anforderungen wird eine parallele
oder reihenförmige Anordnung der Servoeinheiten, also von
Elektromotor und Aktuator, zu bevorzugen sein.
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- 1
- Lenksystem
(Elektrolenkung, erstes Ausführungsbeispiel)
- 2
- Elektromotor
des Lenksystems
- 3
- Steuerung
für den Elektromotor
- 4
- elektrische
Anschlüsse des Elektromotors
- 5
- Stabilisatorsystem
mit verstellbarem Aktuator (als elektrischer Stellmotor ausgeführt)
- 5'
- Stabilisator
(Mechanik)
- 5''
- Mittenachse
des Aktuators bzw. Motorachse des Stellmotors
- 6
- Aktuator
bzw. Stellmotor für Stabilisator
- 7
- Steuerung
für Stellmotor
- 8
- elektrische
Anschlüsse des Stellmotors
- 9
- Vorderachsträger
- 10
- Achse
des Lenksystems
- 11
- Lenksystem
(Elektrolenkung, zweites Ausführungsbeispiel)
- 12
- Elektromotor
des Lenksystems
- 13
- Steuerung
für den Elektromotor
- 14
- elektrische
Anschlüsse des Elektromotors
- 15
- Stabilisatorsystem
mit verstellbarem Aktuator (als elektrischer Stellmotor ausgeführt)
- 15'
- Stabilisator
(Mechanik)
- 15''
- Mittenachse
des Aktuators bzw. Motorachse des Stellmotors
- 16
- Aktuator
bzw. Stellmotor für Stabilisator
- 17
- Steuerung
für Stellmotor
- 18
- elektrische
Anschlüsse des Stellmotors
- 21,
22
- Befestigungsstellen
für Stabilisator 15'
- 23
- Lenkungsgehäuse
- 24
- Flansch
- 25
- Motorachse
des Elektromotors
- a–d
- diverse
Abstände
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19853876
A1 [0004]
- - DE 19916366 A1 [0004]