DE102009057194A1

DE102009057194A1 - Hub-Wank-System

Info

Publication number: DE102009057194A1
Application number: DE102009057194A
Authority: DE
Inventors: Achim Schulz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-01

Abstract

Hub-Wank-System (1) zur Beeinflussung eines mit Hub- und/oder Wankbewegungen (H, W) belasteten Fahrzeugfahrwerks während des Wirkbetriebes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hub-Wank-System (1) ein Hubdämpfer-Feder-System (2) zur Beeinflussung der Hubbewegungen (H) und ein Wankdämpfer-Feder-System (3) zur Beeinflussung der Wankbewegungen (W) des Fahrzeugfahrwerks umfasst, und wobei das Hub-Wank-System (1) eine mechanische Entkopplung der ausgeübten Wank- und Hubbewegungen (H, W) bewirkt, dergestalt, dass Wankbewegungen (W) ausschließlich ein Ansprechen des Wankdämpfer-Feder-Systems (3) und Hubbewegungen (H) ausschließlich ein Ansprechen des Hubdämpfer-Feder-Systems (2) bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hub-Wank-System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Hub-Wank-Systeme dienen dazu, am Kraftfahrzeug auftretende Hub- und/oder Wankbewegungen während des Wirkbetriebes des Kraftfahrzeuges zu beeinflussen.
Dabei kommt es insbesondere bei der Fahrwerksabstimmung zu Problemen hinsichtlich der einzelnen zu berücksichtigenden bzw. gewünschten Einstellungen bei auftretenden Hub- oder Wankbewegungen des Kraftfahrzeugs.
Im allgemeinen versteht man unter Fahrwerksabstimmung die werksseitige konstruktive Abstimmung der Fahrwerkskomponenten auf den Einsatzzweck eines Fahrzeuges. Dazu gehören beispielsweise Federn und Dämpfer, Vorspur, Lenkrollradius, Lenkerlänge, Anlenkpunkte, Stabilisatoren und weitere Parameter.
Bei einem Kraftfahrzeug kommen immer mehr aktive oder adaptive Fahrwerkelemente zum Einsatz, die es ermöglichen die Fahrwerksabstimmung während der Fahrt abhängig von äußeren Parametern (wie Geschwindigkeit, Zuladung, Querbeschleunigung) einzustellen.
Problematisch ist jedoch, dass sich durch die Beschaffenheit bzw. Anordnung der einzelnen Bauteile, wie insbesondere Federn oder Dämpfern, eine Kopplung hinsichtlich der Hub- und Wankbewegungen am Fahrzeugfahrwerk ergibt und somit die zielgerichtete Abstimmbarkeit des Fahrwerks erschwert wird, da eine Veränderung zur Beeinflussung der Hubbewegungseigenschaften auch eine unmittelbare Beeinflussung der Wankbewegungseigenschaften, und umgekehrt, bedeutet.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, welches eine Entkopplung von Federung und Dämpfung für Hub- und/oder Wankbewegungen bereitstellt und eine voneinander unabhängige Beeinflussung bzw. Reaktion auf auftretende Hub- und Wankbewegungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Die Erfindung besteht darin, dass das Hub-Wank-System ein Hubdämpfer-Feder-System zur Beeinflussung der Hubbewegungen und ein Wankdämpfer-Feder-System zur Beeinflussung der Wankbewegungen des Fahrzeugfahrwerks umfasst, wobei das Hub-Wank-System eine mechanische Entkopplung der ausgeübten Wank- und Hubbewegungen bewirkt, dergestalt, dass Wankbewegungen ausschließlich ein Ansprechen des Wankdämpfer-Feder-Systems und Hubbewegungen ausschließlich ein Ansprechen des Hubdämpfer-Feder-Systems bewirken. Das geschaffene Hub-Wank-System bietet somit eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Abstimmungsmöglichkeiten des Fahrwerks, da nun die Dämpfungseigenschaften bei Hubbewegungen beispielsweise hinsichtlich eines angestrebten Fahrkomforts beeinflusst bzw. abgestimmt werden können, ohne unmittelbare Beeinflussungen der Wankdämpfung bzw. der Wankbewegungseigenschaften bei Kurvenfahrten in Kauf nehmen zu müssen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Hubdämpfer-Feder-System zumindest einen Hubdämpfer und zumindest eine Hubfeder umfassen kann. Der Hubdämpfer und die Hubfeder können beispielsweise horizontal quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufend zwischen den einzelnen Radaufhängungen angeordnet sein und stehen beispielsweise mittel- oder unmittelbar mit Bauteilen der Radaufhängung oder den Achsschenkeln in Wirkverbindung.
Beispielsweise kann das Wankdämpfer-Feder-System zumindest einen Wankdämpfer und zumindest eine Wankfeder umfassen, wobei der Wankdämpfer beispielsweise horizontal quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufend zwischen den einzelnen Radaufhängungen angeordnet sein kann und beispielsweise mittel- oder unmittelbar mit Bauteilen der Radaufhängung oder den Achsschenkeln in Wirkverbindung stehen kann. Die Wankfeder kann beispielsweise horizontal in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend angeordnet sein.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Hub-Wank-System einen zentral angeordneten beweglich gelagerten Wankhebel und einen daran beweglich angeordneten Koppelhebel umfassen kann, wobei der Wankhebel und/oder der Koppelhebel mit dem Hubdämpfer-Feder-System und dem Wankdämpfer-Feder-System in Wirkverbindung steht, und wobei der Wankhebel und/oder der Koppelhebel über entsprechende Verbindungselemente mit Bauteilen der Radaufhängung zusammenwirken kann. Der Wankhebel kann beweglich gelagert oder teilweise selber beweglich ausgebildet sein. Über entsprechende Lagerstellen bzw. Befestigungslemente kann der Koppelhebel beweglich am Wankhebel befestigt werden, dergestalt, dass eine grundsätzlich rotierende Bewegung des Koppelhebels, um eine vertikale Drehachse, bei gleichzeitig positionsfestem Wankhebel ermöglicht wird.
Beispielsweise definiert der Wankhebel in Wirkverbindung mit dem Wankdämpfer-Feder-System eine vertikal verlaufende Drehachse für das Wankdämpfer-Feder-System, dergestalt, dass das Wankdämpfer-Feder-System zumindest bereichsweise um die vertikal verlaufende Drehachse gedreht werden kann.
Beispielsweise definiert der Koppelhebel in Wirkverbindung mit dem Hubdämpfer-Feder-System eine vertikal verlaufende Drehachse für das Hubdämpfer-Feder-System, dergestalt, dass das Hubdämpfer-Feder-System zumindest bereichsweise um die vertikal verlaufende Drehachse gedreht werden kann.
Dazu können der Wankhebel und der Koppelhebel sowie das Wankdämpfer-Feder-System und das Hubdämpfer-Feder-System entsprechende miteinander in Wirkverbindung stehende Lagermittel aufweisen, beispielsweise Kugellager, Gelenkanordnungen, Zapfen oder dergleichen, die eine rotierende Bewegung des Wankdämpfer-Feder-Systems um die vertikale Drehachse des Wankhebels bzw. unabhängig davon, eine rotierende Bewegung des Hubdämpfer-Feder-Systems um die vertikale Drehachse des Koppelhebels ermöglichen.
Beispielsweise kann das Hub-Wank-System unmittelbar mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen des Fahrzeugaufbaus verbunden sein.
Es ist jedoch auch denkbar, dass das Hub-Wank-System mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen des Fahrzeugaufbaus verbunden sein kann. Beispielsweise könnte die mittelbare Verbindung über eine Adapterplatte erfolgen, auf der das Hub-Wank-System als separate Baugruppe angeordnet ist, wobei die Adapterplatte wiederrum mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen des Fahrzeugaufbaus verbunden sein kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hub-Wank-Systems;
2 das Hub-Wank-System gem. 1 im schematisch dargestellten Wirkbetrieb während einer Hubbewegung in leicht perspektivischer Darstellung;
3 das Hub-Wank-System gem. 2 in Frontansicht;
4 das Hub-Wank-System gem. 1 im schematisch dargestellten Wirkbetrieb während einer Wankbewegung in leicht perspektivischer Darstellung;
5 das Hub-Wank-System gem. 4 in Frontansicht.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Hub-Wank-Systems 1. Das Hub-Wank-System 1 umfasst ein Hubdämpfer-Feder-System 2 zur Beeinflussung der Hubbewegungen und ein Wankdämpfer-Feder-System 3 zur Beeinflussung der Wankbewegungen des Fahrzeugfahrwerks bzw. Kraftfahrzeugs. Das Hubdämpfer-Feder-System 2 umfasst zumindest einen Hubdämpfer 4 und eine Hubfeder 5. Das Wankdämpfer-Feder-System 3 umfasst zumindest einen Wankdämpfer 6 sowie eine Wankfeder 7. Das Hub-Wank-System 1 kann beispielsweise mit Bauteilen der Radaufhängung oder wie hier dargestellt mit den jeweiligen Achsschenkeln 8, 9 verbunden sein, um die während des Wirkbetriebes des Kraftfahrzeugs auftretenden Hub- und Wankbewegungen zu beeinflussen. Das Hub-Wank-System kann an den Vorder- und/oder Hinterachsen vorgesehen sein.
Im gezeigten Beispiel ist das Hubdämpfer-Feder-System 2 über die Druckstangen 10, 11 unmittelbar mit der Radaufhängung bzw. mit den Achsschenkeln 8, 9 verbunden. Alternativ zur unmittelbaren Verbindung mit den Achsschenkeln 8, 9 kann das Hubdämpfer-Feder-System 2 über die Druckstangen 10, 11 mittelbar mit der Radaufhängung verbunden sein. Diese mittelbare Verbindung kann über weitere Umlenkungen wie z. B. Kipphebel und mit oder ohne Einbezug der Achsschenkel 8, 9 ausgebildet sein. Die Druckstangen 10, 11 sind mit ihrem jeweils den Rädern 12, 13 zugewandten axialen Endbereich 14, 15 mit der Radaufhängung, z. B. mit den Achsschenkeln 8, 9 verbunden.
Der jeweils andere axiale Endbereich 16, 17 der Druckstangen 10, 11 steht mit einem Koppelhebel 18 in Eingriff. Der Koppelhebel 18 ist drehbar an einem ebenfalls drehbar gelagerten bzw. ausgeführten Wankhebel 19 angeordnet.
Die Druckstangen können zur Schaffung von Lagerverbindungen beispielsweise mit Kugelköpfen versehen sein, die in entsprechenden form- und/oder funktionskomplementären Bauteilen zur Anlage kommen.
Der Koppelhebel 18 kann z. B. als gemeinsamer Koppelhebel mit zwei Bewegungsfreiheitsgraden ausgebildet und am Aufbau gelagert sein. Der gemeinsame Koppelhebel ist dabei z. b. kardanisch gelagert. Bei Vorsehen eines gemeinsamen Koppelhebels ist das Hubdämpfer-Feder-System so an diesem Koppelhebel angelenkt, dass es nur bei reinen Hubbewegungen betätigt wird, und dass das Tankdämpfer-Feder-System ebenfalls an diesem Koppelhebel derart angelenkt ist, dass es nur bei reinen Wankbewegungen betätigt wird.
Der Wankhebel 19 ist mittig auf der Adapterplatte 20 angeordnet und bildet das zentrale Funktionselement des Hub-Wank-Systems 1.
Mit dem Wankhebel 19 sind die Bauteile des Wankdämpfer-Feder-Systems 3 verbunden. Zu den Bauteilen können beispielsweise Lagerböcke, Druckstangen oder weitere Verbindungselemente gehören. Der Wankhebel 19 definiert in Wirkverbindung mit dem Wankdämpfer-Feder-System 3 eine vertikal verlaufende Drehachse WD für das Wankdämpfer-Feder-System.
Der Koppelhebel 18 definiert in Wirkverbindung mit dem Hubdämpfer-Feder-System 2 eine vertikal verlaufende Drehachse HD für das Hubdämpfer-Feder-System.
Bei Wankbewegungen dreht das Wankdämpfer-Feder-System 3 um die vertikal verlaufende Drehachse WD. Der Koppelhebel 18 dreht nicht, Hubdämpfer 4 und Hubfeder 5 werden nicht belastet, sondern bewegen sich mit konstanter Länge in Fahrzeugquerrichtung mit. Wankdämpfer 6 und Wankfeder 7 werden belastet.
Bei Hubbewegungen dreht das Hubdämpfer-Feder-System 2 um die vertikale Drehachse HD. Der Wankhebel 19 dreht nicht, Wankdämpfer 6 und Wankfeder 7 werden nicht belastet und führen keine Bewegung aus. Hubdämpfer 4 und Hubfeder 5 werden hingegen belastet.
Das Hub-Wank-System 1 realisiert somit eine mechanische Entkopplung von Federung und Dämpfung für Hub- und Wankbewegungen zur Erleichterung der Abstimmbarkeit des Fahrzeugfahrwerks.
2 und 3 zeigt das Hub-Wank-System 1 gem. 1 im schematisch dargestellten Wirkbetrieb während einer angedeuteten Hubbewegung jedoch ohne Adapterplatte 20, Hubfeder 5 und Wankfeder 7.
Wie mit der Darstellung des Abstandes A (Vergleiche 2 und 3) verdeutlicht, ergibt sich bei Hubbewegungen (angedeutet mit den Pfeilen H) lediglich ein Ansprechen des Hubdämpfer-Feder-Systems 2 bzw. des Hubdämpfers 4. Der konstante Abstand B (Vergleiche 2 und 3) zeigt, dass ein Ansprechen des Wankdämpfer-Feder-Systems 3 bzw. des Wankdämpfers 6 im Wesentlichen vermieden wird. Bei Hubbewegungen dreht das Hubdämpfer-Feder-System 2 mit dem Koppelhebel 18 somit lediglich um die vertikale Drehachse HD.
4 und 5 zeigt das Hub-Wank-System 1 gem. 1 im schematisch dargestellten Wirkbetrieb während einer angedeuteten Wankbewegung jedoch ohne Adapterplatte 20, Hubfeder 5 und Wankfeder 7.
Wie mit der Darstellung des Abstandes B (Vergleiche 4 und 5) verdeutlicht, ergibt sich bei Wankbewegungen (angedeutet mit den Pfeilen P) lediglich ein Ansprechen des Wankdämpfer-Feder-Systems 3 bzw. des Wankdämpfers 6. Der konstante Abstand A (Vergleiche 4 und 5) zeigt, dass ein Ansprechen des Hubdämpfer-Feder-Systems 2 bzw. des Hubdämpfers 4 im Wesentlichen vermieden wird. Bei Wankbewegungen dreht das Wankdämpfer-Feder-Systems 2 mit dem Wankhebel 19 somit lediglich um die vertikale Drehachse WD.

Claims

Hub-Wank-System (1) zur Beeinflussung eines mit Hub- und/oder Wankbewegungen (H, W) belasteten Fahrzeugfahrwerks während des Wirkbetriebes eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Hub-Wank-System (1) ein Hubdämpfer-Feder-System (2) zur Beeinflussung der Hubbewegungen (H) und ein Wankdämpfer-Feder-System (3) zur Beeinflussung der Wankbewegungen (W) des Fahrzeugfahrwerks umfasst, wobei das Hub-Wank-System (1) eine mechanische Entkopplung der ausgeübten Wank- und Hubbewegungen (H, W) bewirkt, dergestalt, dass Wankbewegungen (W) ausschließlich ein Ansprechen des Wankdämpfer-Feder-Systems (3) und Hubbewegungen (H) ausschließlich ein Ansprechen des Hubdämpfer-Feder-Systems (2) bewirken.
Hub-Wank-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubdämpfer-Feder-System (2) zumindest einen Hubdämpfer (4) und zumindest eine Hubfeder (5) umfasst.
Hub-Wank-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wankdämpfer-Feder-System (3) zumindest einen Wankdämpfer (6) und zumindest eine Wankfeder (7) umfasst.
Hub-Wank-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hub-Wank-System (1) einen zentral angeordneten beweglich gelagerten Wankhebel (19) und einen daran beweglich angeordneten Koppelhebel (18) umfasst, wobei der Wankhebel (19) und/oder der Koppelhebel (18) mit dem Hubdämpfer-Feder-System (2) und dem Wankdämpfer-Feder-System (3) in Wirkverbindung steht, und wobei der Wankhebel (19) und/oder der Koppelhebel (18) über entsprechende Verbindungselemente mit Bauteilen der Radaufhängung zusammenwirkt.
Hub-Wank-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente als Druckstangen (10, 11) ausgebildet sind.
Hub-Wank-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wankhebel (19) in Wirkverbindung mit dem Wankdämpfer-Feder-System (3) eine vertikal verlaufende Drehachse (WD) für das Wankdämpfer-Feder-System (3) definiert.
Hub-Wank-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelhebel (18) in Wirkverbindung mit dem Hubdämpfer-Feder-System (2) eine vertikal verlaufende Drehachse (HD) für das Hubdämpfer-Feder-System (2) definiert.
Hub-Wank-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelhebel (18) mit zwei Bewegungsfreiheitsgraden am Aufbau gelagert ist, dass das Hubdämpfer-Feder-System (2) derart an diesem Koppelhebel (18) angelenkt ist, dass es nur bei Hubbewegungen betätigt wird, dass das Wankdämpfer-Feder-System (3) an diesem Koppelhebel derart angelenkt ist, dass es nur bei Wankbewegungen betätigt wird.
Hub-Wank-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hub-Wank-System (1) unmittelbar mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen des Fahrzeugaufbaus verbunden ist.
Hub-Wank-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hub-Wank-System (1) mittelbar mit dem Fahrzeugaufbau bzw. Teilen des Fahrzeugaufbaus verbunden ist.
Hub-Wank-System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mittelbare Verbindung über eine Adapterplatte (20) erfolgt, auf der das Hub-Wank-System (1) als separate Baugruppe angeordnet ist.