DE102009047141B4

DE102009047141B4 - Suspension for a vehicle

Info

Publication number: DE102009047141B4
Application number: DE102009047141.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Birkheim
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2029-11-26
Also published as: DE102009047141A1

Abstract

Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Federsystem (4) zwischen einem Fahrzeugrad (2) und der Fahrzeugkarosserie (3), wobei das Federsystem (4) eine Feder und eine Stelleinrichtung (8) zur Änderung der Federsteifigkeit umfasst, wobei die Feder ein elastisches Federelement (5) mit richtungsabhängiger Federsteifigkeit aufweist und das Federelement (5) sich an einem Federabstützelement (6) abstützt, wobei die Relativposition zwischen dem Federelement (5) und dem Federabstützelement (6) über die Stelleinrichtung (8) einstellbar ist und die wirksame Federsteifigkeit von der Relativposition abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) als Biegefeder ausgebildet ist und die Federsteifigkeit von der Position des Angriffspunktes (16) des Federabstützelements (6) an der Biegefeder bestimmt ist, wobei das Federabstützelement (6) eine Welle (11) umfasst, an der ein mit dem Federelement (5) zusammenwirkender Querträger (12) gehalten ist, wobei das Federelement (5) mit radialem Abstand zur Welle (11) angeordnet ist, wobei die Relativbewegung zwischen dem Federelement (5) und dem Federabstützelement (6) eine Drehbewegung ist.Wheel suspension for a vehicle, comprising a spring system (4) between a vehicle wheel (2) and the vehicle body (3), wherein the spring system (4) comprises a spring and an adjusting device (8) for changing the spring stiffness, wherein the spring is an elastic spring element (5) with direction-dependent spring stiffness and the spring element (5) on a Federabstützelement (6) is supported, wherein the relative position between the spring element (5) and the Federabstützelement (6) via the adjusting device (8) is adjustable and the effective spring stiffness of the relative position is dependent, characterized in that the spring element (5) is designed as a bending spring and the spring stiffness of the position of the point (16) of the Federabstützelements (6) is determined on the bending spring, wherein the Federabstützelement (6) has a shaft (11) comprises, on which a with the spring element (5) cooperating cross member (12) is held, wherein the spring element (5) with r Adialem distance to the shaft (11) is arranged, wherein the relative movement between the spring element (5) and the Federabstützelement (6) is a rotary movement.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radaufhängung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a wheel suspension for a vehicle according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Über derartige Radaufhängungen, die ein Federsystem mit einem Federelement umfassen, sind die Fahrzeugräder mit dem Fahrzeugaufbau bzw. der -karosserie verbunden. Aus der US 4,832,321 ist es bekannt, als Federelement eine Spiralfeder an der Radaufhängung vorzusehen, wobei zwischen die Windungen der Spiralfeder keilförmige Versteifungselemente radial einschiebbar sind. Die eingeschobenen Versteifungselemente haben zur Folge, dass benachbarte Windungen der Spiralfeder sich in Federrichtung nur noch in einem geringeren Maße komprimieren lassen, wodurch die Federsteifigkeit erhöht wird.About such suspensions, which include a spring system with a spring element, the vehicle wheels are connected to the vehicle body or the body. From the US 4,832,321 It is known to provide a spring on the wheel suspension as a spring element, wherein wedge-shaped stiffening elements are radially inserted between the turns of the coil spring. The inserted stiffening elements have the consequence that adjacent turns of the coil spring can be compressed in the spring direction only to a lesser extent, whereby the spring stiffness is increased.

Auf Grund der Keilform der Steifigkeitselemente hängt die Reduzierung des Freiraums zwischen benachbarten Windungen des Federelementes von der radialen Einschubtiefe der Steifigkeitselemente ab. Ein lediglich geringfügiges radiales Einschieben erlaubt einen größeren Freigang zwischen parallelen Windungen bis zum Anschlag an dem jeweiligen Versteifungselement als ein tieferes radiales Einschieben.Due to the wedge shape of the stiffness elements, the reduction of the free space between adjacent turns of the spring element depends on the radial insertion depth of the stiffness elements. Only a slight radial insertion allows a greater clearance between parallel turns to the stop on the respective stiffening element as a deeper radial insertion.

Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass sich die Federsteifigkeit schlagartig ändert, so bald eine Windung der spiralförmigen Feder auf Anschlag mit dem Versteifungselement gelangt. Mit der in der US 4,832,321 beschriebenen Ausführung sind daher nur große Steifigkeitssprünge im Federverhalten zu realisieren, nicht aber kleine oder kontinuierliche Steifigkeitsänderungen.A disadvantage of this design is that the spring stiffness changes abruptly, as soon as a turn of the spiral spring comes to a stop with the stiffening element. With the in the US 4,832,321 Therefore, only large stiffness jumps in the spring behavior to be realized, but not small or continuous changes in stiffness.

Aus der DE 10 2004 058 698 B3 ist eine Querlenkerradaufhängung zwischen der Fahrzeugkarosserie und einem Fahrzeugrad mit einem motorischen Antrieb von Federtellern bekannt, an denen eine Schraubenfeder abgestützt ist. Die Federteller werden mithilfe von Stellmotoren verstellt. Die Kraftwirkungslinie der Schraubenfeder weicht von der geometrischen Federmittellinie ab, so dass mit einer Drehung der Federteller über die Stellmotoren die Federsteifigkeit verändert wird.From the DE 10 2004 058 698 B3 is a Querlenkerradaufhängung between the vehicle body and a vehicle wheel with a motor drive of spring plates on which a coil spring is supported. The spring plates are adjusted by means of servomotors. The force action line of the helical spring deviates from the geometric spring center line, so that with a rotation of the spring plate via the servo motors, the spring stiffness is changed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Maßnahmen eine Radaufhängung für ein Fahrzeug mit veränderlich einstellbarer Federsteifigkeit zu versehen.The invention is based on the object with simple measures to provide a suspension for a vehicle with variably adjustable spring stiffness.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die erfindungsgemäße Radaufhängung für ein Fahrzeug bildet ein Federbein, über das Kräfte zwischen der Fahrzeugkarosserie bzw. dem Aufbau des Fahrzeugs und einem Bauteil übertragbar sind, welches mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, insbesondere einem Achslenker. Die Radaufhängung umfasst ein Federsystem zwischen Fahrzeugrad und Fahrzeugaufbau mit einer Feder, der eine Stelleinrichtung zur Änderung der Federsteifigkeit zugeordnet ist.The suspension for a vehicle according to the invention forms a strut via which forces can be transmitted between the vehicle body or the structure of the vehicle and a component which is connected to a vehicle wheel, in particular a wishbone. The suspension comprises a spring system between the vehicle wheel and the vehicle body with a spring, which is associated with an adjusting device for changing the spring stiffness.

Erfindungsgemäß weist die Feder ein elastisches Federelement mit richtungsabhängiger Federsteifigkeit auf, wobei sich das Federelement an einem Federabstützelement abstützt und die Relativposition zwischen dem Federelement und dem Federabstützelement über die Stelleinrichtung einstellbar ist. Die wirksame Federsteifigkeit hängt somit von der Relativposition zwischen Federelement und Federabstützelement ab. Die Richtungsabhängigkeit besteht im Hinblick auf eine Verdrehbewegung, wohingegen bezüglich der vertikalen Ein- und Ausfahrbewegung des Rades und des Federelements vorteilhafterweise die Federsteifigkeit richtungsunabhängig ist, da die verwendeten Federelemente symmetrisch aufgebaut sind.According to the invention, the spring has an elastic spring element with direction-dependent spring stiffness, the spring element being supported on a spring support element and the relative position between the spring element and the spring support element being adjustable via the adjusting device. The effective spring stiffness thus depends on the relative position between the spring element and the spring support element. The directional dependence is in terms of a rotational movement, whereas with respect to the vertical retraction and extension of the wheel and the spring element advantageously the spring stiffness is independent of direction, since the spring elements used are constructed symmetrically.

Auf Grund der Richtungsabhängigkeit der Federsteifigkeit kann über eine Angriffspunktverlagerung zwischen Federelement und Federabstützelement die Steifigkeit bzw. Federrate vorteilhafterweise kontinuierlich, zumindest aber in kleineren Schritten verändert werden. Zur Änderung der wirksamen Federsteifigkeit ist nur die Relativbewegung zwischen Federelement und Federabstützelement erforderlich.Due to the directional dependence of the spring stiffness, the stiffness or spring rate can advantageously be changed continuously, or at least in smaller steps, via an attack point displacement between spring element and spring support element. To change the effective spring stiffness, only the relative movement between spring element and spring support element is required.

Aufgrund der richtungsabhängigen Federsteifigkeit kommen über eine Verlagerung des Angriffspunktes zwischen Federelement und Federabstützelement verschiedene Federsteifigkeiten zum Tragen, die integraler Bestandteil des Federelementes sind. Der Angriffspunkt zwischen Federelement und Federabstützelement liegt in der Wirklinie der Kraftabstützung zwischen Fahrzeugrad und Fahrzeugaufbau, so dass die zu übertragenden Kräfte auch über den Kraftangriffspunkt zwischen Federelement und Federabstützelement geleitet werden. Die Position des Kraftangriffspunktes am Federelement bestimmt die aktuell wirksame Federsteifigkeit des Federsystems.Due to the direction-dependent spring stiffness different spring stiffness come into play via a displacement of the point between the spring element and spring support, which are an integral part of the spring element. The point of application between spring element and spring support element lies in the line of action of the force support between the vehicle wheel and the vehicle body, so that the forces to be transmitted are also conducted via the point of force application between spring element and spring support element. The position of the force application point on the spring element determines the currently effective spring stiffness of the spring system.

Das Federelement ist als eine Biegefeder ausgeführt und die wirksame Federsteifigkeit ist von der Position des Angriffspunktes des Federabstützelementes an der Biegefeder bestimmt. Mit zunehmendem Abstand vom Anbindungspunkt der Biegefeder an einem Federgehäuse nimmt die Federsteifigkeit ab, wobei mit kontinuierlicher Verstellung entlang der Biegefeder auch eine kontinuierliche Steifigkeitsänderung erzielt werden kann. Die Biegefeder ist beispielsweise gebogen ausgeführt, was den Vorteil aufweist, dass die Relativbewegung zwischen Biegefeder und Federabstützelement als eine Drehbewegung ausgeführt sein kann und eine Raum sparende Anordnung möglich ist. Grundsätzlich kommen aber auch geradlinige Biegefederausführungen in Betracht.The spring element is designed as a bending spring and the effective spring stiffness is determined by the position of the point of application of the spring support element on the bending spring. With increasing distance from the connection point of the spiral spring to a spring housing decreases the spring stiffness, with continuous adjustment along the spiral spring and a continuous change in stiffness can be achieved. The bending spring is designed, for example, bent, which has the advantage that the relative movement between the spiral spring and spring support element can be designed as a rotational movement and a space-saving arrangement is possible. In principle, however, straight-line bending spring designs come into consideration.

Ungeachtet der konkreten konstruktiven Realisierung des Federelementes mit richtungsabhängiger Federsteifigkeit kommt als Relativbewegung zwischen dem Federelement und dem Federabstützelement sowohl eine Drehbewegung als auch eine gemischt rotatorisch-translatorische Relativbewegung in Betracht. Gemäß einer vorteilhaften, einfach zu realisierenden Ausführung ist die Relativbewegung eine Drehbewegung, welche in der vorbeschriebenen Weise mit einem beispielsweise als gebogene Biegefeder ausgeführtes Federelement kombiniert werden kann, dergestalt, dass die Relativdrehbewegung zwischen Biegefeder und Federabstützelement um eine Drehachse erfolgt, zu der die als Kreissegment ausgebildete Biegefeder auf konzentrischem bzw. radialem Abstand liegt.Regardless of the concrete structural realization of the spring element with direction-dependent spring stiffness comes as a relative movement between the spring element and the Federabstützelement both a rotational movement and a mixed rotational translational relative movement into consideration. According to an advantageous, easy-to-implement design, the relative movement is a rotary movement, which can be combined in the manner described above with a designed example as a bent spring element spring element, such that the relative rotational movement between the spiral spring and spring support element takes place about a rotation axis, to which as a circle segment trained bending spring is at concentric or radial distance.

Die Relativbewegung zwischen Federelement und Federabstützelement zur Erzielung einer Steifigkeitsänderung wird über die Stelleinrichtung durchgeführt, wobei vorteilhafterweise lediglich eine Relativbewegung in Richtung der richtungsabhängigen Steifigkeit des Federelementes möglich ist, nicht jedoch in Kraftübertragungsrichtung, in der Federelement und Federabstützelement ohne Relativbewegungsmöglichkeit zueinander gekoppelt sind. Grundsätzlich kommt sowohl die Möglichkeit in Betracht, dass das Federelement fest in einem Federgehäuse gehalten ist und die Relativbewegung von dem Federabstützelement ausgeführt wird, als auch Ausführungen, bei denen das Federelement die Relativbewegung ausübt und das Federabstützelement feststeht. Darüber hinaus sind auch Ausführungen möglich, bei denen sowohl das Federelement als auch das Federabstützelement zur Einstellung einer geänderten Federsteifigkeitsrate jeweils bezogen auf ein Federgehäuse eine Relativbewegung ausführen.The relative movement between the spring element and Federabstützelement to achieve a change in stiffness is performed via the adjusting device, wherein advantageously only a relative movement in the direction of the directional stiffness of the spring element is possible, but not in the power transmission direction are coupled to each other in the spring element and Federabstützelement without relative movement possibility. Basically, both the possibility comes into consideration that the spring element is held firmly in a spring housing and the relative movement is performed by the Federabstützelement, as well as embodiments in which the spring element exerts the relative movement and the Federabstützelement is fixed. In addition, embodiments are also possible in which both the spring element and the spring support element for adjusting a modified spring stiffness rate each relative to a spring housing perform a relative movement.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Federelement als kreissegmentförmige Biegefeder ausgeführt ist, die fest in einem topfförmigen Federgehäuse angeordnet ist, wohingegen das Federabstützelement eine gegenüber dem Federgehäuse drehbar gelagerte Welle aufweist, zu der der gebogene Abschnitt der Biegefeder auf konzentrischem bzw. radialem Abstand liegt. Das Federabstützelement ist mit seiner Welle bezogen auf das Federgehäuse drehbar gelagert und besitzt mindestens einen Querträger, der mit der Welle verbunden ist und der sich an dem Federelement abstützt. Mit dem Verdrehen des Federabstützelementes um die Achse der Welle wird eine Relativdrehbewegung zwischen gebogener Biegefeder und Querträger am Federabstützelement erzeugt, so dass sich der Abstand des Kraftangriffspunktes gegenüber dem Anbindungspunkt der Biegefeder am Federgehäuse ändert, womit eine Steifigkeitsänderung einhergeht.According to an advantageous embodiment, it is provided that the spring element is designed as a circular segment-shaped bending spring, which is fixedly arranged in a cup-shaped spring housing, whereas the spring support has a relative to the spring housing rotatably mounted shaft to which the bent portion of the spiral spring at concentric or radial distance lies. The spring support element is rotatably mounted with its shaft relative to the spring housing and has at least one cross member, which is connected to the shaft and which is supported on the spring element. With the rotation of the Federabstützelementes about the axis of the shaft, a relative rotational movement between the bent bending spring and cross member on the spring support element is generated, so that the distance of the force application point relative to the connection point of the spiral spring changes on the spring housing, whereby a change in stiffness is accompanied.

Es kann zweckmäßig sein, am Federgehäuse diametral gegenüberliegend zwei kreissegmentförmige, gebogene Biegefedern vorzusehen, wobei auch das Federabstützelement zwei Querträger an der Welle aufweist, die jeweils mit einer Biegefeder zusammenwirken. Des Weiteren ist es möglich, an der Welle des Federabstützelementes mit axialem Abstand mehrere Querträger vorzusehen, beispielsweise dergestalt, dass sich je zwei radial in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Querträger an unterschiedlichen axialen Positionen an der Welle befinden und jedem einzelnen Querträger eine kreissegmentförmige Biegefeder zugeordnet ist.It may be expedient to provide on the spring housing diametrically opposite two circular segment-shaped, curved bending springs, wherein the spring support element has two cross members on the shaft, which cooperate with a bending spring in each case. Furthermore, it is possible to provide a plurality of cross members on the shaft of the Federabstützelementes with axial spacing, for example, such that each two radially extending in opposite directions cross member at different axial positions on the shaft and each cross member is associated with a circular segment-shaped bending spring.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist das Federsystem eine Ausgleichseinrichtung zur Kompensation der Längenänderung der Feder in Beaufschlagungsrichtung als Folge der Änderung der Federsteifigkeit auf. Derartige Längenänderungen kommen unter Last zu Stande, da sich beispielsweise bei konstanter Last und sich ändernder Federsteifigkeit der Federweg des Federsystems ändert. Um trotz der Längenänderung des Federelementes das Fahrzeugniveau beizubehalten, wird über die Ausgleichseinrichtung simultan mit der Federsteifigkeit eine Längenkompensation durchgeführt, um die Gesamtlänge des Federsystems beizubehalten. Zweckmäßigerweise hängt die Ausgleichsbewegung der Ausgleichseinrichtung von der Relativbewegung zwischen Federelement und Federabstützelement zur Steifigkeitsänderung ab, beispielsweise im Sinne einer kinematischen Zwangskopplung, so dass mit dem Durchführen der Stellbewegung zur Erzielung der gewünschten Steifigkeitsänderung automatisch auch eine Längenkompensation erreicht wird. Beispielsweise ist das Federabstützelement in Führungen geführt, die bei einer Drehbewegung des Federabstützelements zugleich eine zwangsgeführte Ausgleichsbewegung in Achsrichtung bewirken, welche mit der Kraftübertragungsrichtung zusammenfällt. Derartige Führungen sind vorzugsweise im Federgehäuse angeordnet.According to a further advantageous embodiment, the spring system has a compensation device for compensating the change in length of the spring in the direction of loading as a result of the change in the spring stiffness. Such changes in length come under load to conditions, as changes, for example, at constant load and changing spring stiffness of the spring travel of the spring system. In order to maintain the vehicle level despite the change in length of the spring element, a length compensation is performed via the equalizer simultaneously with the spring stiffness to maintain the overall length of the spring system. Expediently, the compensation movement of the compensation device depends on the relative movement between spring element and spring support element for the change in stiffness, for example in the sense of a kinematic positive coupling, so that length compensation is automatically achieved when the adjustment movement is carried out to achieve the desired stiffness change. For example, the Federabstützelement is guided in guides, which at the same time cause a positively driven compensating movement in the axial direction during a rotational movement of the Federabstützelements, which coincides with the power transmission direction. Such guides are preferably arranged in the spring housing.

Als Stelleinrichtung, über die das Federabstützelement oder das Federelement oder beide Bauteile zur Erzielung der Steifigkeitsänderung beaufschlagt wird, wird insbesondere ein Elektromotor eingesetzt. Grundsätzlich kommen aber auch sonstige Stelleinrichtungen in Betracht, beispielsweise elektromagnetische, hydraulische oder pneumatische Aktuatoren.As an adjusting device, via which the Federabstützelement or the spring element or both components is acted upon to achieve the change in stiffness, in particular an electric motor is used. In principle, however, other adjusting devices come into consideration, for example electromagnetic, hydraulic or pneumatic actuators.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer Radaufhängung mit einem Federsystem zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Fahrzeugrad, wobei das Federsystem ein Federelement mit richtungsabhängiger Federsteifigkeit aufweist,
2 eine Draufsicht auf die Radaufhängung gemäß 1,
3 in perspektivischer Ansicht das Federsystem, bestehend aus zwei gebogenen Biegefedern und einem Federabstützelement, welches von einer als Elektromotor ausgeführten Stelleinrichtung zu verdrehen ist,
4 ein Federsystem in einer Ausführungsvariante,
5 eine Darstellung einer Ausgleichseinrichtung zur Längenkompensation bei einer Änderung der Federsteifigkeit.

Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 a schematic representation of a suspension with a spring system between the vehicle body and a vehicle wheel, wherein the spring system comprises a spring element with direction-dependent spring stiffness,
2 a plan view of the suspension according to 1 .
3 in a perspective view, the spring system, consisting of two bent bending springs and a Federabstützelement, which is to be rotated by an executed as an electric motor actuator,
4 a spring system in a variant embodiment,
5 a representation of a compensation device for length compensation in a change in the spring stiffness.

In den Figuren sind gleich Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures the same components are provided with the same reference numerals.

Wie 1 in Verbindung mit 2 zu entnehmen, ist die als Federbein ausgeführte Radaufhängung 1 zwischen einem Fahrzeugrad 2 und der Fahrzeugkarosserie bzw. dem Fahrzeugaufbau 3 zur Abstützung der zwischen Rad und Fahrzeugaufbau auftretenden Kräfte angeordnet. Die Radaufhängung 1 umfasst ein Federsystem 4 mit einem Federelement 5, welches sich an einem Federabstützelement 6 abstützt. Das Federelement 5 und das Federabstützelement 6 sind in einem topfförmigen Federgehäuse 7 aufgenommen, das fest mit dem Fahrzeugaufbau 3 verbunden ist. Das Federelement 5 ist fest mit der Innenwand des topfförmigen Federgehäuses 7 verbunden, wohingegen das Federabstützelement 6 keine feste Verbindung mit dem Federgehäuse aufweist, sondern sich lediglich am Federelement 5 abstützt.As 1 combined with 2 can be seen, is designed as a strut suspension 1 between a vehicle wheel 2 and the vehicle body or the vehicle body 3 arranged to support the forces occurring between the wheel and the vehicle body. The suspension 1 includes a spring system 4 with a spring element 5 , which is located on a spring support 6 supported. The spring element 5 and the spring support 6 are in a pot-shaped spring housing 7 recorded that stuck to the vehicle body 3 connected is. The spring element 5 is fixed to the inner wall of the pot-shaped spring housing 7 connected, whereas the spring support 6 has no firm connection with the spring housing, but only on the spring element 5 supported.

Das Federabstützelement 6 umfasst eine drehbar gelagerte Welle 11 sowie zwei radial von der Welle 11 sich nach außen erstreckende, diametral gegenüberliegende Querträger 12, wobei jeder der beiden Querträger 12 sich an je einem Federelement 5 axial abstützt und die beiden Federelemente 5 jeweils an der Innenwand des Federgehäuses 7 gehalten sind.The spring support element 6 includes a rotatably mounted shaft 11 as well as two radially from the shaft 11 Outwardly extending, diametrically opposed cross member 12 where each of the two cross members 12 on each a spring element 5 axially supported and the two spring elements 5 each on the inner wall of the spring housing 7 are held.

Die Welle 11 des Federabstützelementes 6 ist mit einer Stelleinrichtung 8 verbunden, bei der es sich insbesondere um einen Elektromotor handelt und die fest mit einem Radlenker 9 des Fahrzeugrades 2 gekoppelt ist. Die Kraftübertragungsrichtung zwischen Radlenker 9 und Fahrzeugaufbau 3, die zugleich die Kraftübertragungsrichtung zwischen Federelement 5 und Federabstützelement 6 ist, ist mit Doppelpfeil 13 gekennzeichnet; die Kraftübertragungsrichtung fällt mit der Längs- bzw. Drehachse der Welle 11 des Federabstützelementes 6 zusammen. Die Welle 11 des Federabstützelementes 6 kann außerdem gemäß Pfeilrichtung 14 um die Wellenlängsachse rotieren, wobei diese Drehbewegung über die Stelleinrichtung 8 erzeugt wird.The wave 11 of the spring support element 6 is with an adjusting device 8th connected, which is in particular an electric motor and fixed with a Radlenker 9 of the vehicle wheel 2 is coupled. The power transmission direction between Radlenker 9 and vehicle construction 3 at the same time the power transmission direction between the spring element 5 and spring support element 6 is, is with double arrow 13 characterized; the power transmission direction coincides with the longitudinal or rotational axis of the shaft 11 of the spring support element 6 together. The wave 11 of the spring support element 6 can also according to the arrow 14 rotate about the shaft longitudinal axis, this rotational movement on the actuator 8th is produced.

Parallel zum Federsystem 4 ist ein Dämpfungselement 10 zwischen Radlenker 9 und Fahrzeugaufbau 3 angeordnet.Parallel to the spring system 4 is a damping element 10 between the handlebars 9 and vehicle construction 3 arranged.

Wie der Schnittdarstellung gemäß 2 zu entnehmen, sind die beiden Federelemente 5 jeweils bogen- bzw. kreissegmentförmig ausgeführt und erstrecken sich jeweils über ein Winkelsegment, das kleiner als 180° ist. Jedes Federelement 5 weist genau einen Kraftanbindungspunkt 15 auf, über den das Federelement 5 mit dem Federgehäuse 7 fest verbunden ist. Die beiden kreissegmentförmigen Federelemente 5 liegen auf radialem Abstand zur Welle 11 des Federabstützelementes 6 und umschließen die Welle 6 konzentrisch.As the sectional view according to 2 can be seen, the two spring elements 5 each arc-shaped or circular segment-shaped and each extending over an angular segment which is smaller than 180 °. Each spring element 5 has exactly one force connection point 15 on, over which the spring element 5 with the spring housing 7 is firmly connected. The two circular segment-shaped spring elements 5 lie at a radial distance to the shaft 11 of the spring support element 6 and enclose the wave 6 concentric.

Eingetragen sind in 2 die Angriffspunkte 16 zwischen den Querträgern 12 des Federabstützelementes 6 und dem Federelement 5. Über die Angriffspunkte 16 werden axiale Abstützkräfte zwischen dem Federelement 5 und dem Federabstützelement 6 übertragen. Jedes Federelement 5 ist als gebogene Biegefeder ausgeführt, wobei die Federsteifigkeit vom Abstand des Angriffspunktes 16 zum Kraftanbindungspunkt 15 abhängt; mit zunehmendem Abstand nimmt die Federsteifigkeit ab bzw. mit kleinerem Abstand zu. Über eine Drehbewegung der Welle 11 des Federabstützelementes 6 in Drehrichtung 14 wandert der Angriffpunkt 16 an dem als Biegefeder ausgeführten Federelement 5 entlang, wodurch sich der Abstand zwischen Angriffspunkt 16 und Kraftanbindungspunkt 15 und damit auch die Federsteifigkeit ändert. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Federsteifigkeitsänderung möglich.Registered in 2 the attack points 16 between the crossbeams 12 of the spring support element 6 and the spring element 5 , About the attack points 16 be axial support forces between the spring element 5 and the spring support member 6 transfer. Each spring element 5 is designed as a bent spiral spring, the spring stiffness of the distance of the point 16 to the power connection point 15 dependent; with increasing distance, the spring stiffness decreases or with a smaller distance. About a rotary motion of the shaft 11 of the spring support element 6 in the direction of rotation 14 the point of attack wanders 16 on the spring element designed as a bending spring 5 along, which increases the distance between the point of attack 16 and power connection point 15 and thus the spring stiffness changes. In this way, a continuous spring stiffness change is possible.

Die Drehbewegung des Federabstützelementes 6 wird von der als Elektromotor ausgeführten Stelleinrichtung 8 erzeugt, wobei lediglich für die Änderung der Steifigkeit Energie aufgebracht werden muss, nicht jedoch zum Halten der jeweiligen aktuellen Position. Um eine unerwünschte Verdrehbewegung zu vermeiden, ist zweckmäßigerweise eine Kupplung vorgesehen, die auf einem form- oder reibschlüssigen Wirkprinzip beruht. Alternativ ist auch die Verwendung von selbsthemmenden Elementen möglich, z.B. ein selbsthemmendes Gewinde innerhalb des Elektromotors.The rotational movement of the Federabstützelementes 6 is from the executed as an electric motor actuator 8th generated, but only for the change in stiffness energy must be applied, but not to hold the current position. In order to avoid an undesired twisting movement, a coupling is expediently provided, which is based on a positive or frictional action principle. Alternatively, the use of self-locking elements is possible, for example, a self-locking thread within the electric motor.

In 3 ist das Federsystem 4 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die beiden sich radial erstreckenden Querträger 12 sind im Bereich der den Federelementen 12 zugewandten Stirnseite der Welle 6 angeordnet. Axial gegenüberliegend ist fest mit der Welle 11 ein Zahnrad 17 verbunden, welches mit einem weiteren Zahnrad 18 kämmt, das auf der Antriebswelle des Elektromotors 8 angeordnet ist bzw. von der Antriebswelle angetrieben wird. Die Zahnräder 17 und 18 weisen insbesondere einen unterschiedlichen Durchmesser auf und bilden dadurch ein Drehzahlreduktionsgetriebe. Bei einer Betätigung des Elektromotors 8 wird die Drehbewegung des Elektromotors über die Zahnräder 18 und 17 auf die Welle 11 des Federabstützelementes 6 übertragen, woraufhin sich die Angriffspunkte 16 zwischen den Querträgern 12 und den Federelementen 5 in einer Ebene, die näherungsweise vertikal zur Längsachse verläuft, entlang der gebogenen Federelemente bewegen.In 3 is the spring system 4 shown in perspective. The two radially extending cross member 12 are in the range of the spring elements 12 facing end face of the shaft 6 arranged. Axially opposite is fixed to the shaft 11 a gear 17 connected, which with another gear 18 meshes, that on the drive shaft of the electric motor 8th is arranged or driven by the drive shaft. The gears 17 and 18 in particular have a different diameter and thereby form a speed reduction gear. Upon actuation of the electric motor 8th is the rotational movement of the electric motor through the gears 18 and 17 on the wave 11 of the spring support element 6 transferred, whereupon the attack points 16 between the crossbeams 12 and the spring elements 5 in a plane that is approximately vertical to the longitudinal axis, move along the curved spring elements.

4 zeigt eine Ausführungsvariante des Federsystems, das im Grundsatz gleich aufgebaut ist wie das Federsystem gemäß 3, jedoch mit dem Unterschied, dass axial beabstandet jeweils zwei Federelemente 5 bzw. zugeordnete Querträger 12 angeordnet sind. Insgesamt sind in dem Federgehäuse 7 vier einzelne, als gebogene Biegefedern ausgeführte Federelemente 5 angeordnet, und zwar jeweils zwei auf gleicher axialer Höhe, jedoch radial diametral gegenüberliegend. Die Kraftübertragung erfolgt über jeweils zugeordnete Querträger 12, die fest mit der Welle 11 am Federabstützelement 6 verbunden sind. 4 shows a variant of the spring system, which is basically the same structure as the spring system according to 3 , but with the difference that axially spaced in each case two spring elements 5 or assigned cross member 12 are arranged. Overall, in the spring housing 7 four individual, designed as a bent bending springs spring elements 5 arranged, in each case two at the same axial height, but radially diametrically opposite one another. The power transmission via each associated cross member 12 that stuck with the shaft 11 on the spring support element 6 are connected.

In 4 ist eine Parallelschaltung der Federelemente dargestellt. Möglich ist aber auch eine Reihenschaltung oder eine Mischform von Parallel- und Reihenschaltung.In 4 a parallel connection of the spring elements is shown. But it is also possible a series connection or a hybrid form of parallel and series connection.

In 5 ist eine Ausgleichseinrichtung in einem Federsystem 4 dargestellt, über das sichergestellt ist, dass bei einer Änderung der Federsteifigkeit die Fußpunkte des Federsystems bei gleich bleibender Last sich nicht verstellen. Die Ausgleichseinrichtung besteht aus einem kinematischen Mechanismus, bei dem die Welle 11 des Federabstützelementes 6 bei einer Drehbewegung in Drehrichtung 14 zwangsweise in Achsrichtung verstellt wird. Dieser Mechanismus umfasst Führungen 19 am Radlenker 9 bzw. einem mit dem Radlenker 9 verbundenen Bauteil, in denen die Welle 11 geführt ist. Die Führungen 19 weisen eine Komponente in Achsrichtung auf, um die axiale Ausgleichsbewegung sicherzustellen. Die Führungen 19 sind insbesondere spiral- bzw. helixförmig ausgeführt, um sowohl eine Drehbewegung als auch eine axiale Stellbewegung der Welle 11 zu ermöglichen. In den Führungen 19 sind Abrollelemente 20 geführt, die fest mit der Welle 11 verbunden sind.In 5 is a balancing device in a spring system 4 illustrated, over which it is ensured that with a change in the spring stiffness, the bases of the spring system with the same load does not adjust. The compensation device consists of a kinematic mechanism, in which the shaft 11 of the spring support element 6 during a rotational movement in the direction of rotation 14 forcibly adjusted in the axial direction. This mechanism includes guides 19 on the radar 9 or one with the Radlenker 9 connected component in which the shaft 11 is guided. The guides 19 have a component in the axial direction to ensure the axial compensation movement. The guides 19 are in particular helical or helical executed to both a rotational movement and an axial adjusting movement of the shaft 11 to enable. In the guides 19 are rolling elements 20 led, stuck with the shaft 11 are connected.

Die Welle 11 ist auf der dem Fahrzeugrad 2 zugewandten Stirnseite über eine Hilfsfeder 21 am Radlenker 9 abgestützt. Die Hilfsfeder 21 nimmt insbesondere die statischen, vom Gewicht des Federabstützelementes 6 herrührenden Kräfte auf, so dass über die Stelleinrichtung zur Verstellung des Federabstützelementes lediglich reduzierte Kräfte aufzubringen sind, die im Wesentlichen aus Reibung bzw. aus der dynamischen Bewegung während der Stellbewegung herrühren.The wave 11 is on the vehicle wheel 2 facing end face via an auxiliary spring 21 on the radar 9 supported. The auxiliary spring 21 takes in particular the static, the weight of Federabstützelementes 6 originating forces, so that only reduced forces are applied via the adjusting device for adjusting the Federabstützelementes, resulting essentially from friction or from the dynamic movement during the adjusting movement.

Claims

Wheel suspension for a vehicle, comprising a spring system (4) between a vehicle wheel (2) and the vehicle body (3), wherein the spring system (4) comprises a spring and an adjusting device (8) for changing the spring stiffness, wherein the spring is an elastic spring element (5) with direction-dependent spring stiffness and the spring element (5) on a Federabstützelement (6) is supported, wherein the relative position between the spring element (5) and the Federabstützelement (6) via the adjusting device (8) is adjustable and the effective spring stiffness of the relative position is dependent, characterized in that the spring element (5) is designed as a bending spring and the spring stiffness of the position of the point (16) of the Federabstützelements (6) is determined on the bending spring, wherein the Federabstützelement (6) has a shaft (11) comprises, on which a with the spring element (5) cooperating cross member (12) is held, wherein the spring element (5) with radial distance to the shaft (11) is arranged, wherein the relative movement between the spring element (5) and the Federabstützelement (6) is a rotary movement.

Suspension to Claim 1 , characterized in that the Federabstützelement (6) in a spring housing (7) adjustably held and the position of the Federabstützelements (6) in the spring housing (7) via the adjusting device (8) is adjustable.

Suspension to Claim 1 or 2 , characterized in that at least two transverse beams (12) are arranged on the shaft (11) of the spring support element (6) extending in opposite directions of the shaft (11), each transverse beam (12) each having a spring element (5 ) cooperates.

Suspension according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that at an axial distance at least two cross members (12) on the shaft (11) of the Federabstützelements (6) are arranged and each cross member (12) cooperates with a respective spring element (5).

Suspension according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the Spring system (4) comprises a compensation device for compensating the change in length of the spring in the direction of loading as a result of the change in the spring stiffness.

Suspension to Claim 5 , characterized in that on the compensating means the spring support element (6) is to be adjusted in the direction of loading, wherein the compensating movement of the relative movement between the spring element (5) and the Federabstützelement (6) depends on the stiffness change.

Suspension to Claim 6 , characterized in that the spring support element (6) is guided in a rotational movement as an adjusting movement in guides (19) and performs a positively driven compensating movement in the axial direction.

Suspension according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the adjusting device (8) is designed as an electric motor.