DE102012022385A1 - Drehfedersystem für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Drehfedersystem für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehfedersystem für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, mit einer die Drehfeder variabel vorspannenden Motor-Getriebe-Einheit und einer dreiteiligen, in Reihe geschalteten Drehfeder, die abtriebsseitig über einen Abtriebshebel mit einem Radaufhängungselement der Radaufhängung verbunden ist. Zur Baulängenverkürzung des Drehfedersystems wird vorgeschlagen, dass die Drehfeder (14) durch einen Drehstab (20) und zwei Rohrfedern (18, 22) gebildet ist, die teleskopartig ineinander verschachtelt sind, wobei die Motor-Getriebe-Einheit (12) am einen Ende der Drehfeder (14) und der Abtriebshebel (16) am anderen Ende der Drehfeder (14) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehfedersystem für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein Drehfedersystem der gattungsgemäßen Art beschreibt zum Beispiel die DE 10 2009 005 899 A1 , bei der eine über eine Motor-Getriebe-Einheit variabel vorspannbare, dreiteilige Drehfeder über einen Abtriebshebel auf ein Radaufhängungselement einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge wirkt. Das Drehfedersystem bildeht einen aktiven Drehsteller oder Stabilisator, der zugleich als Speicherfeder wirkend eine Niveauverstellung der Karosserie des Kraftfahrzeugs ermöglicht und zudem Wank- und Nickneigungen entgegen wirken kann. Die Drehfeder ist aus Bauraumgründen dreiteilig ausgeführt, mit einem Drehstab und zwei Rohrfedern, die zur Erzielung der erforderlichen Torsionssteifigkeit in Reihe geschaltet sind. Dabei sind die beiden Rohrfedern koaxial ausgerichtet und über den innenliegenden Drehstab zusammengeschaltet. Die Motor-Getriebe-Einheit und der Abtriebshebel sind in axialer Richtung gesehen zwischen den beiden Rohrfedern angeordnet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehfedersystem der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, das baulich und fertigungstechnisch einfacher ausgebildet ist und das mit weniger Einbauraum im Kraftfahrzeug auskommt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angeführt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Drehfeder durch einen Drehstab und zwei Rohrfedern gebildet ist, die teleskopisch ineinander verschachtelt sind, wobei die Motor-Getriebe-Einheit am einen Ende der Drehfeder und der Abtriebshebel am anderen Ende der Drehfeder angeordnet ist. Im Gegensatz zum angeführten und in der 1 der beigefügten Zeichnung dargestellten Stand der Technik sind alle drei Federelemente radial übereinander geschachtelt angeordnet und benötigen daher weniger Einbauraum, insbesondere Baulänge im Kraftfahrzeug. Ferner können die drei Federelemente baulich und fertigungstechnisch besonders einfach ausgeführt sein.
  • Besonders zweckmäßig kann dabei die Motor-Getriebe-Einheit am innenliegenden Drehstab und der Abtriebshebel an der radial außenliegenden Rohrfeder angreifen.
  • Ferner kann zumindest die zwischen dem Drehstab und der äußeren Rohrfeder angeordnete Rohrfeder über Steckverzahnungen mit dem Drehstab und der äußeren Rohrfeder trieblich verbunden sein. Gegebenenfalls können sogar alle trieblichen Verbindungen, also auch die zur Motor-Getriebe-Einheit und zum Abtriebshebel, als montagegünstige Steckverzahnungen ausgeführt sein.
  • Des Weiteren kann die Drehfeder einerseits in der aufbaufesten Motor-Getriebe-Einheit und andererseits am Abtriebshebel verdrehbar gelagert sein. Zudem können zur Erzielung einer zuverlässigen, Federkräfte und -momente sicher abstützenden Lagerung jeweils zwischen den frei abragenden Enden der Rohrfedern bzw. im Bereich der Steckverzahnungen Lagerbüchsen eingesetzt sind, die Relativverdrehungen zwischen dem Drehstab und der radial mittleren Rohrfeder bzw. zwischen der mittleren Rohrfeder und der radial äußeren Rohrfeder zulassen.
  • Schließlich können an einer Achse des Kraftfahrzeugs (Vorder- und/oder Hinterachse) zwei quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Drehfedersysteme vorgesehen sein, wobei deren Motor-Getriebe-Einheiten im Bereich der senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene (innenliegend) und die Drehfeder mit dem Abtriebshebel außenliegend dazu positioniert sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein dem eingangs genannten Stand der Technik entsprechendes Drehfedersystem mit einer aufbaufesten Motor-Getriebe-Einheit und einer dreigeteilten Drehfeder, die in Reihe geschaltet auf einen Abtriebshebel wirkt; und
  • 2 ein Drehfedersystem mit einer Motor-Getriebe-Einheit, die auf eine dreiteilige, teleskopisch ineinander verschachtelte Drehfeder wirkt, wobei die Motor-Getriebe-Einheit auf das eine Ende der Drehfeder und deren abtriebsseitiges Ende auf einen Abtriebshebel wirkt.
  • Das bekannte Drehfedersystem 10 gemäß 1 weist im Wesentlichen eine Motor-Getriebe-Einheit 12 und eine dreiteilige Drehfeder 14 auf, die über einen nur angedeuteten Abtriebshebel 16 auf ein nicht dargestelltes Radaufhängungselement (zum Beispiel einem Querträger) einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge wirkt und die als Speicherfeder zu einer Hauptfeder der Radaufhängung ausgelegt ist.
  • Die aufbaufest angeordnete Motor-Getriebe-Einheit 12 ist durch einen Elektromotor und ein hoch übersetztes Cyclo-Getriebe (ohne Bezugszeichen) gebildet, dessen Abtriebsgetriebeelement eine erste Rohrfeder 18 antreibt.
  • Die Rohrfeder 18 ist mit einem zentralen Drehstab 20 drehfest verbunden, der sich im Rücktrieb durch die Motor-Getriebe-Einheit 12 hindurch erstreckt und drehfest mit einer weiteren Rohrfeder 22 gekoppelt ist.
  • Die Rohrfeder 22 wiederum trägt rücktreibend den an der Radaufhängung angelenkten Abtriebshebel 16, mittels dem die veränderliche Federvorspannung der Drehfeder 14 der nicht dargestellten Hauptfeder überlagerbar ist.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Motor-Getriebe-Einheit 12 zwischen den beiden koaxial angeordneten Rohrfedern 18, 22 eingeschaltet. Die Baulänge I2 des dreiteiligen Drehfedersystems 10 ergibt sich im Wesentlichen aus den Längen I1 und I3 der Rohrfedern 18, 22 und den axialen Abmaßen a der Motor-Getriebe-Einheit 12. Die wirksame Länge der Drehfeder 14 addiert sich aus I1 + I2 + I3.
  • Die 2 zeigt grob schematisch die neue Ausbildung des Drehfedersystems 10', funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Dabei setzt sich die Drehfeder 14 aus den teleskopisch übereinander angeordneten, zentralen Drehstab 20 und den zwei Rohrfedern 18, 22 zusammen, die über Steckverzahnungen 24, 26 trieblich miteinander verbunden sind.
  • Die Motor-Getriebe-Einheit 12, die sich aus einem Elektromotor und einem hochübersetzenden Getriebe wie zum Beispiel einem Cyclo-Getriebe, einem Wellgetriebe, etwa einem Harmonic-drive-Getriebe, oder einem Planetengetriebe zusammensetzen kann, treibt über ihr Abtriebsgetriebeelement 28 das zugewandte Ende der Drehfeder 14 bzw. den zentralen Drehstab 20 an, wobei dieser hier zugleich drehgelagert ist.
  • Die radial äußere Rohrfeder 22 trägt an ihrem von der Motor-Getriebe-Einheit 12 abgewandten Ende den Abtriebshebel 16 und ist zudem über ein nur angedeutetes, aufbaufestes Lager 30 am Fahrzeugaufbau (oder an einem Hilfsrahmen) drehgelagert.
  • Zwischen den Rohrfedern 18, 22 und zwischen dem Drehstab 20 und der mittleren Rohrfeder 18 sind Lagerbüchsen 32 vorgesehen, die eine in sich biegesteife Anordnung der Federelemente 18 bis 22 sicherstellen.
  • Die Motor-Getriebe-Einheit 12 ist wie aus der Zeichnung ersichtlich ist in Nähe der senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene (Linie 34) am Fahrzeugaufbau befestigt, während der Abtriebshebel 16 außenliegend in Nähe der Radaufhängung positioniert ist.
  • Bei einer Achse des Kraftfahrzeugs (Vorderachse und/oder Hinterachse) ist das zweite Drehfedersystem 10' in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet spiegelbildlich gleich ausgeführt.
  • Die triebliche Verbindung zwischen dem Abtriebsgetriebeelement 28 und dem zentralen Drehstab 20 und/oder die Verbindung zwischen der radial äußeren Rohrfeder 22 und dem Abtriebshebel 16 können ebenfalls als Steckverzahnungen (ohne Bezugszeichen) ausgeführt sein.
  • Die beschriebene Anordnung und teleskopische Verschachtelung der drei Federelemente 18 bis 22 der Drehfeder 14 verkürzt deren Baulänge vergleichend zur Konstruktion nach 1 wesentlich. Ferner sind die im Wesentlichen zylindrisch und nur mit Steckverzahnungen versehenen Federelemente 18 bis 22 baulich und fertigungstechnisch einfacher und montagegünstiger ausgeführt.
  • Die Motor-Getriebe-Einheit 12, die nicht Gegenstand der Erfindung bildet, ist in 2 nur angedeutet und kann wie vorstehend angeführt gestaltet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009005899 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Drehfedersystem für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, mit einer die Drehfeder (14) variabel vorspannenden Motor-Getriebe-Einheit (12) und einer dreiteiligen, in Reihe geschalteten Drehfeder (14), die abtriebsseitig über einen Abtriebshebel (16) mit einem Radaufhängungselement der Radaufhängung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder (14) durch einen Drehstab (20) und zwei Rohrfedern (18, 22) gebildet ist, die teleskopartig ineinander verschachtelt sind, wobei die Motor-Getriebe-Einheit (12) am einen Ende der Drehfeder (14) und der Abtriebshebel (16) am anderen Ende der Drehfeder (14) angeordnet ist.
  2. Drehfedersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Getriebe-Einheit (12) am innenliegenden Drehstab (20) und der Abtriebshebel (16) an der radial außenliegenden Rohrfeder (22) angreift.
  3. Drehfedersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Drehstab (20) und der äußeren Rohrfeder (22) angeordnete Rohrfeder (18) über Steckverzahnungen (24, 26) mit dem Drehstab (20) und der äußeren Rohrfeder (22) trieblich verbunden ist.
  4. Drehfedersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder (14) einerseits in der Motor-Getriebe-Einheit (12) und andererseits am Abtriebshebel (16) verdrehbar gelagert ist.
  5. Drehfedersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen den frei abragenden Enden der Rohrfedern (18, 22) bzw. im Bereich der Steckverzahnungen (24, 26) Lagerbüchsen (32) eingesetzt sind, die Relativverdrehungen zwischen dem Drehstab (20) und der radial mittleren Rohrfeder (18) bzw. zwischen der mittleren Rohrfeder (18) und der radial äußeren Rohrfeder (22) zulassen.
  6. Drehfedersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Achse des Kraftfahrzeugs zwei quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Drehfedersysteme (10) vorgesehen sind, wobei deren Motor-Getriebe-Einheiten (12) im Bereich der senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene (34) und die Drehfeder (14) mit dem Abtriebshebel (16) außenliegend dazu positioniert sind.
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