DE102013011570B4

DE102013011570B4 - Aktiver Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013011570B4
Application number: DE102013011570.1A
Authority: DE
Inventors: Joachim Schmitt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: DE102013011570A1

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/Getriebeeinheit (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebskoppel (16) unter Zwischenschaltung einer Federstufe (20) mit dem Drehstab (14) in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen aktiven Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Derartige aktive 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, fest gelagerten Drehfedersteller wird im Wechselspiel der Ein- 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, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisender aktiver Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs 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 Drehfedersteller beeinflussbar. D. h. für eine Beeinflussung/Einstellung der Gesamtfederhärte des Drehfederstellers ist ein Austausch der Abtriebskoppel erforderlich.
Die DE 101 48 095 A1 offenbart einen aktiven Stabilisator für ein Kraftfahrzeug, zur Kopplung von zwei Rädern einer Fahrzeugachslinie, mit einem dem einen Rad zugeordneten ersten Stabilisatorteil und mit einem dem anderen Rad zugeordneten zweiten Stabilisatorteil, sowie mit einem die Stabilisatorteile koppelnden Aktuator zur Steuerung der Seitenneigung des Kraftfahrzeugs durch Verspannen der Stabilisatorteile gegeneinander, wobei jedes Stabilisatorteil sich von einem dem Aktuator zugeordneten Anschluss zu einem dem Rad zugeordneten Anschluss erstreckt. Insbesondere kann dabei mindestens ein Stabilisatorteil über ein weiteres Federelement mit einer Karosserie und/oder mit dem dem Aktuator und/oder mit dem dem Rad zugeordneten Anschluss verbunden sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aktiven Drehfedersteller gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine vereinfachte Beeinflussung/Einstellung der Gesamtfederhärte des aktiven Drehfederstellers 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 Kraftfahrzeugs ein Drehfederrohr sowie einen koaxial, innerhalb des Drehfederrohrs geführten Drehstab. Der drehfest im Drehfederrohr gelagerte Drehstab steht radseitig über eine Abtriebskoppel mit der Radaufhängung in Wirkverbindung. Zudem ist in bekannter Art und Weise eine mit dem Drehfederrohr in Wirkverbindung stehende Motor-/Getriebeeinheit vorgesehen, über die gezielt aktiv Kräfte/Momente gestellt werden können.
Erfindungsgemäß steht die Abtriebskoppel unter Zwischenschaltung einer separaten Federstufe mit dem Drehstab in Wirkverbindung. Separate Federstufe ist nachfolgend so zu verstehen, dass die Federstufe als ein von der Abtriebskoppel separates Bauteil ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Vorsehen der Federstufe hat den Effekt, dass eine Drehmomentenübertragung zwischen Drehstab und Abtriebskoppel über die zwischengeschaltete Federstufe erfolgt. D. h. über eine entsprechende Dimensionierung der separaten Federstufe ist eine Einstellung/Beeinflussung der Gesamtfederhärte des aktiven Drehfederstellers ermöglicht. Durch das Zwischenschalten der zusätzlichen, separaten Federstufe kann somit in vorteilhafter Weise auf kurzem Bauraum eine geringe rotatorische Gesamtsteifigkeit erzielt werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Federstufe einen Federhebel und mindestens ein Federelement. Der Federhebel ist hierbei drehfest mit dem Drehstab verbunden und steht über das Federelement mit der Abtriebskoppel in Wirkverbindung. Diese Ausgestaltung zeichnet sich insbesondere durch ihre konstruktive Einfachheit aus. Da die Federhärte der Federstufe durch das Federelement definiert ist, ist durch eine entsprechende Auswahl des Federelements zudem eine besonders einfache Einstellung der Gesamtfederhärte des aktiven Drehstellers ermöglicht.
Vorzugsweise ist hierbei das Federelement als eine Stahlfeder oder als Elastomerfeder ausgebildet. In Abhängigkeit der Randbedingungen kann hierbei das Federelement einen progressiven, linearen oder degressiven Federkennlinienverlauf aufweisen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind der Federhebel und das Federelement in einer Aussparung der Abtriebskoppel angeordnet. Durch diese erfindungsgemäße Integration der aus Federhebel und Federelement bestehenden Federstufe in die Abtriebskoppel ist eine besonders platz- bzw. bauraumsparende Ausgestaltung ermöglicht.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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 Frontansicht des aktiven Drehfederstellers aus 1;
3 eine Ansicht schräg von oben auf den erfindungsgemäßen aktiven Drehfedersteller aus 1, und
4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen aktiven Drehfederstellers aus 1 entlang der Linie A-A.
1 zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten aktiven Drehfedersteller für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs.
Der Drehfedersteller 10 umfasst ein Drehfederrohr 12 sowie einen im Drehfederrohr 12 geführter, mit dem Drehfederrohr 12 drehfest verbundener Drehstab 14.
Der Drehstab 14 steht seinerseits mit einer Abtriebskoppel 16 in Wirkverbindung. Weiterhin weist der aktive Drehfedersteller 10 eine Motor-/Getriebeeinheit 18 auf, über die Drehmomente auf das Drehfederrohr 12 aufgebracht werden können.
Im montierten Zustand ist das Drehfederrohr 12 karosserieseitig, z. B. an einem Hilfsrahmen, fest gelagert und der 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 Drehfederrohrs 12 sowie der Anbindung der Abtriebskoppel 16 an einen Lenker der Radaufhängung verzichtet.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, steht die Abtriebskoppel 16 über eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichneten Federstufe in Wirkverbindung.
Die Federstufe 20 umfasst einen drehfest auf dem Drehstab 14 angeordneten Federhebel 20a sowie zwei Federelemente 20b. Wie 2 zu entnehmen ist, ist der Federhebel 20a innerhalb einer Aussparung 22 in der Abtriebskoppel 16 angeordnet. D. h. der Federhebel 20a ist in der Aussparung 22 in Bezug zur Abtriebskoppel 16 drehbar gelagert und über die Federelemente 20b gegenüber der Abtriebskoppel 16 abgestützt.
Eine Drehbewegung des Drehstabs 14 wird somit über den Federhebel 20a und die Federelemente 20b – je nach gewählter Federkennlinie der Federelemente – progressiv oder linear auf die Abtriebskoppel 16 übertragen. Dies bedingt eine zusätzliche ”Weichheit” im Stellersystem.
Die Motor-/Getriebeeinheit 18 ist insbesondere in 3 und 4 ersichtlich. Der antreibende Motor ist vorliegend als ein Elektromotor 18a ausgebildet, der über eine Riemenantrieb 18b mit einem auf dem Drehfederrohr 12 sitzenden Getriebe 18c in Wirkverbindung steht.
Bezugszeichenliste

10: Drehfedersteller
12: Drehfederrohr
14: Drehstab
16: Abtriebskoppel
18: Motor-/Getriebeeinheit
18a: Elektromotor
18b: Riemenantrieb
18c: Getriebe
20: Federstufe
20a: Federhebel
20b: Federelemente
22: Aussparung

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/Getriebeeinheit (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebskoppel (16) unter Zwischenschaltung einer Federstufe (20) mit dem Drehstab (14) in Wirkverbindung steht.
Aktiver Drehfedersteller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Federstufe (20) einen Federhebel (20a) und mindestens ein Federelement (20b) umfasst, wobei der Federhebel (20a) drehfest mit dem Drehstab (14) verbunden ist und der Federhebel (20a) über das Federelement (20b) mit der Abtriebskoppel (16) in Wirkverbindung steht.
Aktiver Drehfedersteller (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20b) als Stahlfeder ausgebildet ist.
Aktiver Drehfedersteller (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20b) als Elastomerfeder ausgebildet ist.
Aktiver Drehfedersteller (10) nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federhebel (20a) und das Federelement (20b) in einer Aussparung (22) der Abtriebskoppel (16) angeordnet ist.