DE102008000591A1 - Torsion beam axle for motor vehicle, has controller connected with two parts of axle, where parts are actively rotatable against each other around active element and/or controller, so as to produce arbitrary anti-rolling torque - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to a torsion beam axle for a motor vehicle according to the generic term of claim 1
In der Fahrzeugtechnik werden als Hinterachsen dienende Verbundlenkerachsen häufig eingesetzt. Sie umfassen einen Verbundlenker, welcher aus zwei Längslenkern besteht, die über ein biegesteifes aber torsionsweiches Mittelstück miteinander verbunden sind. Hierbei wird der Verbundlenker über zwei großvolumige Führungslenker am Aufbau des Fahrzeugs befestigt. Neben Radführungsaufgaben übernimmt dieses Bauteil auch die Funktion des Stabilisators. Beim wechselseitigen Einfedern der Räder wird das Mittelstück tordiert und so ein Antiwankmoment erzeugt, das dem Wanken des Fahrzeugaufbaus während der Kurvenfahrt entgegenwirkt.In Vehicle technology are used as rear axle composite beam steering axles often used. They comprise a composite link, which consists of two trailing arms that exists over a rigid but torsionally soft middle piece are interconnected. Here, the composite link is about two high volume Trailing arm attached to the body of the vehicle. In addition to Radführungsaufgaben takes over this component also the function of the stabilizer. In reciprocal Bouncing of the wheels will the middle piece twisted and thus generates an anti-momentum, the shaking of the vehicle body while the cornering counteracts.
Verbundlenkerachsen weisen in vorteilhafter Weise einen geringen Bauraumbedarf auf; zudem sind sie kostengünstig herstellbar und montierbar. Dennoch weisen Verbundlenkerachsen den Nachteil auf, dass kinematische sowie elastokinematische Eigenschaften, beispielsweise die Radspur, nur bedingt einstellbar sind. Ein weiterer Nachteil ist die komplexe Auslegung des Verbundlenkers, da Biege- und Torsionssteifigkeiten aufeinander abgestimmt werden müssen, um die gewünschten elastokinematischen Eigenschaften sowie die Stabilisatorwirkung einzustellen.Torsion beam axles advantageously have a low space requirement; They are also inexpensive can be produced and assembled. Nevertheless, twist-beam axles have the Disadvantage that kinematic and elastokinematic properties, For example, the wheel track, are only partially adjustable. Another Disadvantage is the complex design of the torsion beam, as bending and Torsional stiffnesses need to be matched to each other the desired adjust elastokinematic properties and the stabilizer effect.
Verbundlenkerachsen sind hinsichtlich der Bauteilfestigkeit sehr komplexe Bauteile, da sich im Bereich des Mittelteils Schub- und Biegespannungen überlagern. Hierbei treten oft Festigkeitsprobleme im Bereich der Schweißnähte auf, durch die das Mittelteil mit den Längsteilen bzw. Längslenkern verbunden ist. Des weiteren kann sich der Abrollkomfort als problematisch erweisen, da die Führungslager nicht beliebig weich ausgeführt werden können, da eine derartige Auslegung zu starken Spuränderungen unter starken Seitenkräften und somit zu einem starken Seitenkraftübersteuern führen würden.Torsion beam axles are very complex components in terms of component strength, as overlap in the middle part of thrust and bending stresses. Strength problems often occur in the area of the weld seams, through which the middle part with the longitudinal parts or trailing arms connected is. Furthermore, the ride comfort can be problematic prove, since the leadership camp not run arbitrarily soft can be because such a design too strong lane changes under strong lateral forces and thus lead to a strong side force oversteer.
Aus dem Stand der Technik sind aktive Wankstabilisierungsysteme bekannt, bei denen im Stabilisator ein Steller integriert ist. Die Aktuatoren werden beispielsweise in Form von hydraulischen Schwenkmotoren oder Elektromotoren, die im Stabilisatorrücken angeordnet werden, oder durch eine längenverstellbare Pendelstütze dargestellt. Mit Hilfe dieser Steller ist es möglich, ein beliebiges Antiwankmoment in Abhängigkeit von Fahrzuständen, beispielsweise der Querbeschleunigung, zu erzeugen und somit die Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus zu reduzieren. in nachteiliger Weise erweisen sich derartige Systeme als kostenintensiv.Out The prior art discloses active roll stabilization systems. where a stabilizer is integrated in the stabilizer. The actuators will be for example in the form of hydraulic swivel motors or electric motors, those in the stabilizer back be arranged, or represented by a length-adjustable pendulum support. With the help of this actuator, it is possible, any anti-roll torque dependent on of driving conditions, For example, the lateral acceleration to generate and thus the Rolling motion of the vehicle body to reduce. in disadvantageous Such systems prove to be costly.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenkerachse anzugeben, durch die ein aktives Fahrwerk auf einfache Weise dargestellt werden kann.Of the The present invention is based on the object, a torsion beam axle specify by which an active landing gear is represented in a simple manner can be.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.These The object is solved by the features of claim 1. Further Embodiments of the invention and advantages are apparent from the dependent claims.
Demnach wird eine Verbundlenkerachse vorgeschlagen, bei der vorzugsweise im Mittelbereich des Mittelstücks mindestens ein aktives Element bzw. ein Steller eingefügt ist, welches mit beiden entstehenden Teilen der Verbundlenkerachse verbunden ist, über das die beiden Teile der Verbundlenkerachse aktiv gegeneinander verdreht werden können, wodurch beliebige Antiwankmomente – in Abhängigkeit von den Fahrzuständen, wie z. B. der Querbeschleunigung – erzeugt werden können.Therefore a torsion beam axle is proposed, in which preferably in the middle area of the middle piece at least one active element or actuator is inserted, which is connected to both resulting parts of the torsion beam axle is over the two parts of the torsion beam axis active against each other can be twisted, whereby arbitrary anti-rolling moments - depending on the driving conditions, such as z. B. the lateral acceleration - generated can be.
Gemäß der Erfindung kann das aktive Element bzw. der Steller als ein Elektromotor mit einem nachgeschalteten Getriebe oder als hydraulischer Schwenkmotor ausgeführt sein.According to the invention can the active element or the actuator as an electric motor with a downstream transmission or as a hydraulic swing motor accomplished be.
Der Steller ist gemäß der Erfindung an den beiden Teilen der Verbundlenkerachse vorzugsweise elastisch angebunden, wodurch das Kopierverhalten der Einfederbewegungen einer Achsseite auf die andere Achsseite positiv beeinflusst wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich oder alternativ dazu die beiden Teile der Verbundlenkerachse, jedoch nicht die Längslenker selbst, elastisch ausgeführt sein.Of the Steller is according to the invention preferably elastically on the two parts of the torsion beam axle connected, whereby the copying behavior of the compression movements of a Axis side is positively influenced on the other axis side. According to a development of the invention additionally or alternatively, the two parts of the torsion beam axle, however not the trailing arm itself, elastic be.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird auf einfache und kostengünstige Weise ein aktives Fahrwerk dargestellt, welches insbesondere für kleinere Fahrzeugklassen geeignet ist. Des weiteren erfordert die hier vorgestellte Lösung wenig Bauraum, da das aktive Element im Vergleich zu einer herkömmlichen Verbundlenkerachse nahezu bauraumneutral integriert werden kann.By the concept of the invention is on simple and inexpensive Way illustrated an active suspension, which is especially for smaller Vehicle classes is suitable. Furthermore, the presented here requires solution little space, as the active element compared to a conventional Twist-beam axle can be integrated almost space-neutral.
In vorteilhafter Weise wird durch die Erfindung der aus dem Stand der Technik bekannte Kompromiss bei der Auslegung eines Verbundlenkers, bei dem eine bestimmte Torsionssteifigkeit zur Festlegung des gewünschten Stabilisatoreffekts bei gleichzeitig hoher Biegefestigkeit zur Verringerung des Seitenkraftübersteuerns erreicht werden muss, entschärft, da das Antiwankmoment durch das aktive Element unhängig von der Biegefestigkeit eingestellt werden kann.In Advantageously, by the invention of the prior Technique known compromise in the design of a composite link, in which a certain torsional rigidity to determine the desired Stabilizer effect with high bending strength for reduction of side force oversteer must be achieved, defused, because the anti-momentum through the active element is independent of the bending strength can be adjusted.
Dies führt auch dazu, dass die beiden Teile der Verbundlenkerachse biegesteifer ausgeführt werden können, wodurch das Seitenkraftübersteuern – verglichen mit einer herkömmlichen, „passiven” Verbundlenkerachse – reduziert werden kann.This also means that the two parts of the torsion beam axle can be made more rigid, whereby the side force oversteer - compared with a conventional, "passive" Ver Center link axle - can be reduced.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass beide Teile der Verbundlenkerachse, jedoch nicht die Längslenker (d. h. die Teile die dem Mittelstück entsprechen), als rohrförmige Teile ausgeführt sind, die sich am ebenfalls rohrförmig ausgeführten aktiven Element abstützen. Hierbei sind im Inneren der rohrförmigen Teile der Verbundlenkerachse die erforderlichen Signal- und Leistungskabel verlegbar.in the As part of a development of the invention, it is proposed that both parts of the torsion beam axle, but not the trailing arm (i.e., the parts corresponding to the center piece) as tubular parts accomplished are, which are supported on the likewise tubular active element. in this connection are inside the tubular Parts of the torsion beam axle the required signal and power cables deployable.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die beiden Teile der Verbundlenkerachse mit Ausnehme der Längslenker auch als Aktuatoren dienen, indem diese mit elektrisch beeinflussbaren, unter ca. 45° längsverlegten Piezokeramikfasern versehen sind.According to one another embodiment of the invention the two parts of the torsion beam axle with exception of the trailing arm also serve as actuators by providing these with electrically modifiable, longitudinally laid under approx. 45 ° Piezoceramic fibers are provided.
Mit aktiven Wankstabilisierungssystemen kann das Eigenlenkverhalten über eine aktive Verteilung des Antiwankmoments zwischen Vorder- und Hinterachse beeinflusst werden, wodurch die Fahrsicherheit erhöht wird. Zudem kann der so genannte Kopiereffekt bei einseitiger Radanregung, bei dem die einseitigen Einfederbewegungen durch den Stabilisator auf die andere Achsseite kopiert werden, durch die Entkopplung der beiden Räder verringert werden, was zu einer Komfortsteigerung führt.With active roll stabilization systems, the self-steering behavior over a Active distribution of the anti-rolling torque between the front and rear axles be influenced, whereby the driving safety is increased. In addition, the so-called copying effect in unilateral Radanregung, in which the unilateral compression movements by the stabilizer be copied to the other axis side, by decoupling the two wheels be reduced, which leads to an increase in comfort.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figure by way of example. It demonstrate:
In
Gemäß der Erfindung
und bezugnehmend auf
Über das
aktive Element
Der
Steller ist vorzugsweise an den beiden Teilen
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- VerbundlenkerachseBeam axle
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- LängslenkerTrailing arm
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- LängslenkerTrailing arm
- 44
- Mittelstückcenterpiece
- 55
- Aktives Element, StellerWriter Element, actuator
- 66
- Teil der Verbundlenkerachsepart the torsion beam axle
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- Teil der Verbundlenkerachsepart the torsion beam axle
Claims (7)
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