DE102013011545B4

DE102013011545B4 - Aktiver Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013011545B4
Application number: DE102013011545.0A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Beringer; Joachim Schmitt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: DE102013011545A1

Abstract

Aktiver Drehfedersteller (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Drehfederrohr (12), ein innerhalb des Drehfederrohrs (12) geführter, drehfest im Drehfederrohr (12) gelagerter Drehstab (14), der radseitig über eine Abtriebskoppel (16) mit der Radaufhängung in Wirkverbindung steht sowie eine mit dem Drehfederrohr (12) in Wirkverbindung stehende Motor-Getriebe-Einheit (18), wobei zwischen Drehstab (14) und Abtriebskoppel (16) ein Torsionsgummilager (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsgummilager (20) einen zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring angeordneten Elastomerkörper umfasst, wobei der Lagerinnenring formschlüssig mit dem Drehstab (14) und der Lageraußenring formschlüssig mit der Abtriebskoppel (16) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen aktiven Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Derartige Drehfedersteller werden insbesondere bei aktiven Radaufhängungen, d. h. Radaufhängungen, bei denen sich die Federung radselektiv regeln lässt, eingesetzt. Über den karosserieseitig, z. B. an einem Hilfsrahmen, festgelagerten Drehfedersteller wird im Wechselspiel der Einfeder- und Ausfederbewegung des Rades Federarbeit aufgenommen respektive abgegeben. Die Aufnahme respektive Abgabe ist möglich, da in Folge der Kopplung des Stellers mit dem Rad die jeweilige Einfeder- oder Ausfederbewegung des Rades auf den Steller durchgekoppelt wird. Neben der reinen Speicherung und Abgabe der einfeder- und ausfederbedingten Federarbeit ist es über einen Antrieb auch möglich, jederzeit gezielt über den Stellmotor Momente zu überlagern, also den Drehfedersteller, je nach Erfordernis, aufzuziehen oder zu entspannen.
Ein gattungsgemäßer aktiver Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges ist der Offenbarung der DE 10 2011 016 540 A1 zu entnehmen. Der offenbarte aktive Drehfedersteller zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die sich an den Drehstab anschließende Abtriebskoppel in Form einer Biegefeder mit definierter Federrate ausgebildet ist. Je nach Wahl der Abtriebskoppel bzw. der Federeigenschaften der Abtriebskoppel ist somit die Gesamtfederrate des aktiven Drehfederstellers beeinflussbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aktiven Drehfedersteller gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine Einstellung der Gesamttorsionssteifigkeit des Drehfederstellers auf eine einfache Art und Weise ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
In bekannter Art und Weise umfasst der aktive Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges ein Drehfederrohr sowie einen koaxial, innerhalb des Drehfederrohres geführten Drehstab. Der drehfest im Drehfederohr gelagerte Drehstab steht radseitig über einer Abtriebskoppel mit der Radaufhängung in Wirkverbindung. Zudem ist in bekannter Art und Weise eine mit dem Drehfederohr in Wirkverbindung stehende Motor-/Getriebeeinheit vorgesehen, über die gezielt aktive Kräfte/Momente gestellt werden können.
Weiterhin ist zwischen dem Drehstab und der Abtriebskoppel ein Torsionsgummilager angeordnet. Durch das Vorsehen eines Torsionsgummilagers zwischen Drehstab und Abtriebskoppel wird in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Drehsteifigkeit in den aktiven Drehfedersteller eingebracht, so dass geringere Gesamttorsionssteifigkeiten erzielbar sind.
Erfindungsgemäß umfasst das Torsionsgummilager einen zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring angeordneten Elastomerkörper. Hierbei sind der Lagerinnenring formschlüssig mit dem Drehstab und der Lageraußenring formschlüssig mit der Abtriebskoppel verbunden. Diese Ausführungsform erweist sich von Vorteil, da aufgrund der jeweiligen formschlüssigen Verbindungen zwischen Lagerinnenring und Drehstab bzw. Lageraußenring und Abtriebskoppel eine besonders einfache Montage bzw. Demontage ermöglicht ist.
Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Torsionsgummilager einen Lageraußenring und einen Elastomerkörper. Hierbei ist der Lageraußenring formschlüssig mit der Abtriebskoppel verbunden und der Elastomerkörper ist unmittelbar auf dem Drehstab aufvulkanisiert. Diese Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch den geringen Bauraumbedarf aus.
Gemäß einer dritten, ebenfalls wenig Bauraum beanspruchenden, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Torsionsgummilager einen Lagerinnenring und einen Elastomerkörper. Hierbei ist der Lagerinnenring formschlüssig mit dem Drehstab verbunden, während der Elastomerkörper unmittelbar in die Abtriebskoppel einvulkanisiert ist.
Vorzugsweise ist die formschlüssige Verbindung zwischen Lageraußenring und Abtriebskoppel und/oder die formschlüssige Verbindung zwischen Lagerinnenring und Drehstab jeweils in Form einer Verzahnung ausgebildet.
Vorzugsweise ist weiterhin eine Lagerung der Abtriebskoppel derart ausgebildet ist, dass auf die Abtriebskoppel wirkende Biegemomente über die Lagerung abgestützt werden. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Torsionsgummilager ausschließlich auf Torsion beansprucht werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeutet:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen aktiven Drehfederstellers;
2 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen aktiven Drehfederstellers aus 1 entlang der Linie A-A, und
3 eine Ansicht schräg von oben auf den erfindungsgemäßen aktiven Drehfedersteller aus 1.
1 zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten aktiven Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges.
Der Drehfedersteller 10 umfasst ein Drehfederrohr 12 sowie einen im Drehfederrohr 12 geführten, mit dem Drehfederrohr 12 drehfest verbundenen Drehstab 14.
Der Drehstab 14 steht seinerseits mit einer Abtriebskoppel 16 in Wirkverbindung. Weiterhin weist der aktive Drehfedersteller 10 eine insgesamt mit der Bezugsziffer 18 bezeichnete Motor-/Getriebeeinheit auf, über die Kräfte/Momente auf das Drehfederrohr 12 aufgebracht werden können.
Wie 1 und insbesondere 2 zu entnehmen ist, ist zwischen Drehstab 14 und Abtriebshebel 16 ein Torsionsgummilager 20 angeordnet, d. h. der Drehstab 16 steht über das Torsionsgummilager 20 mit dem Abtriebshebel 16 in Wirkverbindung.
Eine Drehbewegung des Drehstabes 14 auf die Abtriebskoppel 16 bzw. eine Drehbewegung der Abtriebskoppel 16 auf den Drehstab 14 wird über das Torsionsgummilager 20 übertragen. D. h. durch die Integration des Torsionsgummilagers wird eine zusätzliche Drehsteifigkeit in den Drehfedersteller 10 eingebracht. Dies hat den Effekt, dass geringere Gesamttorsionssteifigkeiten erzielt werden.
In montierten Zustand ist das Drehfederrohr 12 karosserieseitig, z. B. an einem Hilfsrahmen, festgelagert und die Abtriebskoppel 16 steht mit einem Bauteil der Radaufhängung, z. B. einem Lenker der Radaufhängung, in Wirkverbindung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde vorliegend auf eine Darstellung der karosserieseitigen Lagerung des Drehfederrohres 12 sowie der Anbindung der Abtriebskoppel 16 an einem Lenker der Radaufhängung verzichtet.
Die Motor-Getriebe-Einheit 18 ist, wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich, in Form eines Elektromotors 18a ausgebildet, der über eine Riemenscheibe 18b mit einem auf dem Drehfederrohr 12 sitzenden Getriebe 18c in Wirkverbindung steht.
Bezugszeichenliste

10: Drehfedersteller
12: Drehfederrohr
14: Drehstab
16: Abtriebskoppel
18: Motor-Getriebe-Einheit
18a: Elektromotor
18b: Riemenantrieb
18c: Getriebe
20: Torsionsgummilager

Claims

Aktiver Drehfedersteller (10) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Drehfederrohr (12), ein innerhalb des Drehfederrohrs (12) geführter, drehfest im Drehfederrohr (12) gelagerter Drehstab (14), der radseitig über eine Abtriebskoppel (16) mit der Radaufhängung in Wirkverbindung steht sowie eine mit dem Drehfederrohr (12) in Wirkverbindung stehende Motor-Getriebe-Einheit (18), wobei zwischen Drehstab (14) und Abtriebskoppel (16) ein Torsionsgummilager (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsgummilager (20) einen zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring angeordneten Elastomerkörper umfasst, wobei der Lagerinnenring formschlüssig mit dem Drehstab (14) und der Lageraußenring formschlüssig mit der Abtriebskoppel (16) verbunden ist.
Aktiver Drehfedersteller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen Lageraußenring und Abtriebskoppel (16) und/oder die formschlüssige Verbindung zwischen Lagerinnenring und Drehstab (14) in Form einer Verzahnung ausgebildet ist.
Aktiver Drehfedersteller (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung der Abtriebskoppel (16) derart ausgebildet ist, dass auf die Abtriebskoppel (16) wirkende Biegemomente über die Lagerung abgestützt werden.