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Die Erfindung betrifft ein aktives Fahrwerksystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Verstelleinrichtung mit jeweils einem Aktuator, über welchen je zwei Koppelstangen mithilfe jeweils eines Getriebes relativ zueinander verschwenkbar sind.
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Als aktive Fahrwerksysteme sind im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik unter anderem Systeme zur Wankregulierung und Reduzierung von Karosserieneigungen bei Kurvenfahrten bekannt. Im einfachsten Fall wird ein derartiges Wankstabilisierungssystem dabei durch einen U-förmig verlaufenden Stabilisatorstab gebildet, welcher üblicherweise mit einem sogenannten Stabilisatorrücken über Schulterlager seitens des Fahrzeugaufbaus angebunden ist, während ausgehend von dem Stabilisatorrücken Stabilisatorschenkel zu den radführenden Bauteilen der jeweiligen Achse führen, wo sie dann häufig über Stabilisatorlenker angebunden sind. Kommt es im Zuge der Fahrt zu Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus, d. h. einer gegensinnigen Einfederbewegung der Räder der jeweiligen Achse, so sorgt der Stabilisator aufgrund einer Torsion des Stabilisatorstabes für die Erzeugung eines Rückstellmoments um die Wankachse, wodurch die Neigung des Fahrzeugaufbaus reduziert wird. Abgesehen von solchen, auch als passive Systeme bezeichneten Wankstabilisatoren sind aber auch aktive Wankstabilisierungssysteme bekannt, bei welchen zwei, dann zumeist L-förmig gestaltete Stabilisatorstäbe über einen zwischenliegenden Aktuator miteinander gekoppelt sind. Die Stabilisatorstäbe können dann über diesen Aktuator relativ zueinander verdreht werden, um ein definiertes Rückstellmoment um die Wankachse einzuleiten. Insbesondere bei elektromechanischen Aktuatoren ist dabei zur Realisierung eines ausreichenden Moments die Verwendung eines zwischenliegenden Getriebes notwendig.
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Aus der
DE 10 2006 040 109 A1 geht ein aktives Fahrwerksystem in Form eines aktiven Wankstabilisierungssystems hervor, bei welchem zwei Koppelstangen in Form von Stabilisatorteilen über einen zwischenliegenden Aktuator miteinander gekoppelt sind, wobei der Aktuator als elektromechanischer Schwenkmotor vorliegt. Einer der Stabilisatorteile ist dabei mit einem den Schwenkmotor tragenden Gehäuse fest verbunden, während der andere Stabilisatorteil über ein zwischenliegendes Getriebe mit dem Schwenkmotor in Verbindung steht. Mit Hilfe dieses in Planetenbauweise ausgeführten Getriebes kann der Aktuator dann die beiden Stabilisatorteile relativ zueinander verschwenken, um ein definiertes Rückstellmoment des Wankstabilisierungssystems zu erzeugen.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aktives Fahrwerksystem zu schaffen, bei welchem auch bei fehlender Betätigung bzw. einem Ausfall des Aktuators nach wie vor eine Koppelung der beiden Koppelstangen besteht, um zumindest eine passive Funktion des Stabilisators im Fahrwerksystem zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die Erfindung betrifft ein aktives Fahrwerksystem mit mindestens einer Verstelleinrichtung mit jeweils einem Aktuator, über welchen je zwei Koppelstangen mithilfe jeweils eines Getriebes relativ zueinander verschwenkt werden können. Im Rahmen der Erfindung handelt es sich bei dem Aktuator bevorzugt um einen Schwenkmotor und hier insbesondere um einen elektromechanischen Schwenkmotor. Alternativ dazu kann der Aktuator aber prinzipiell auch als hydraulischer oder elektrohydraulischer Schwenkmotor vorliegen. Unter einer „Koppelstange“ ist im Sinne der Erfindung ein Bauteil zu verstehen, über welches alleine oder als Teil einer Konstruktion eine Verbindung des Getriebes zu einem radführenden Bauteil für ein Fahrzeugrad einer Achse oder aber auch zu einem Fahrzeugaufbau hergestellt wird.
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Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass das Getriebe als Überlagerungsgetriebe gestaltet ist, bei welchem die beiden Koppelstangen an Abtriebsseiten und der Aktuator an einer Antriebsseite angebunden und somit untereinander gekoppelt sind, so dass Verdrehbewegungen der Koppelstangen jeweils miteinander gekoppelt, sowie mit einer Antriebsbewegung bzw. Verdrehbewegung des Aktuators überlagerbar sind. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Getriebe also um ein Überlagerungsgetriebe, welches die drei Glieder in Form der beiden Koppelstangen und des Aktuators untereinander koppelt, wodurch zum einen die Koppelstangen in ihren Verdrehbewegungen generell miteinander gekoppelt sind, zum anderen aber jeweils mit einer Antriebsbewegung des Aktuators überlagert werden können.
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Eine derartige Ausgestaltung eines aktiven Fahrwerksystems hat dabei den Vorteil, dass durch die Ausführung des Getriebes als Überlagerungsgetriebe und die dementsprechende Koppelung der Koppelstangen untereinander eine passive Rückfallebene geschaffen wird, über welche bei fehlender Betätigung oder bei Ausfall des Aktuators verhindert wird, dass keine Verbindung mehr zwischen den Koppelstangen besteht und damit ein Moment im aktiven Fahrwerksystem nahezu vollständig entfällt. Denn selbst wenn kein Moment über den Aktuator eingeleitet wird, sind die beiden Koppelstangen über das Überlagerungsgetriebe derart mechanisch miteinander gekoppelt, so dass eine Verdrehung der einen Koppelstange auch ein Verdrehen der jeweils anderen Koppelstange zur Folge hat. Insofern funktioniert das Fahrwerksystem dann zumindest noch als passives System. Ferner hat eine Überlagerung eines durch dieses passive System hervorgerufenen Moments mit einem durch den Aktuator dargestellten Antriebsmoments den Vorteil, dass über den Aktuator nicht das volle Moment abgestützt werden muss, sondern eben nur ein Teil. In der Folge kann der Aktuator und auch das Getriebe entsprechend kompakter dimensioniert werden.
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Bei der
DE 10 2006 040 109 A1 ist hingegen nur die eine Koppelstange mit einer Abtriebsseite des Getriebes verbunden, während die andere Koppelstange mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden ist, welches zugleich auch den Stator des elektromechanischen Aktuators bildet. Zwar sind die Koppelstangen hierdurch auch untereinander mechanisch gekoppelt, im Falle eines Defekts des Aktuators und bei einer dementsprechend freien Verdrehbarkeit von dessen Rotor können die Koppelstangen aber frei zueinander verschwenkt werden, ohne dass eine nennenswerte Übertragung eines Momentes stattfindet. Ferner muss der elektromechanische Aktuator das volle vorherrschende Moment abstützen, so dass der Aktuator und auch das Getriebe entsprechend belastbar dimensioniert werden müssen.
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Wesentlich für die Erfindung ist, dass aufgrund der Einbindung der Koppelstangen und des Aktuators über ein Überlagerungsgetriebe auch bei stehendem Aktuator ein direkter mechanischer Durchgriff zwischen den Koppelstangen besteht. Speist der Aktuator dann ein Antriebsmoment ein, so überlagert dieses Antriebsmoment ein bereits zwischen den Koppelstangen durch das Getriebe übertragenes Moment, d. h. ein im passiven System bereits entstehendes Verschwenken der Koppelstangen zueinander wird mit Hilfe des Aktuators noch verändert.
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Entsprechend einer Ausführungsform weicht ein Übersetzungsverhältnis, mit welchem die Antriebsbewegung des Aktuators von der Antriebsseite auf die eine Abtriebsseite übersetzt werden kann, von einem Übersetzungsverhältnis ab, bei dem eine Übersetzung der Antriebsbewegung des Aktuators auf die andere Abtriebsseite stattfindet. Ein über den Aktuator eingeleitetes Moment wird also unterschiedlich auf die beiden Koppelstangen übersetzt, so dass diese bei Antrieb über den Aktuator unterschiedlich stark verschwenkt werden. Das hat im Endeffekt das gewünschte Relativverschwenken der beiden Koppelstangen zur Folge, wodurch sich letztendlich ein Verdrehwinkel unabhängig von einem Einfederweg einstellen und ein Reaktionsmoment aus der Elastizität des aktiven Fahrwerksystems erzeugen lassen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit weist das Getriebe einen Planetenträger mit zwei axial nebeneinanderliegenden Sätzen an Planetenrädern auf, wobei die Planetenräder des einzelnen Satzes mit je einer Komponente in Form eines Hohlrades oder eines Sonnenrades kämmen, welche jeweils eine der Abtriebsseiten ausbildet und mit der jeweiligen Koppelstange verbunden ist. Ferner ist der Planetensteg über den Aktuator antreibbar. Das Getriebe ist in diesem Fall also nach Art eines Planetenraddifferenzials realisiert, wodurch die direkte mechanische Koppelung der beiden Abtriebsseiten und damit der Koppelstangen, sowie die Überlagerung mit einer Antriebsbewegung des Aktuators auf kompakte Art und Weise realisiert werden kann. In Weiterbildung dieser Ausgestaltungsmöglichkeit weichen die Planetenräder des einen Satzes in ihren Zähnezahlen von den Planetenrädern des anderen Satzes ab, so dass die besagte Abweichung in den Übersetzungsverhältnissen zwischen den beiden Abtriebsseiten verwirklicht wird.
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Entsprechend einer hierzu alternativen Ausführungsform sind die Abtriebsseiten des Getriebes durch Kegelräder gebildet, die jeweils mit je einer der Koppelstangen verbunden sind und mit mindestens einem in einem Käfig drehbar gelagerten Antriebskegelrad kämmen, wobei der Käfig über den Aktuator angetrieben werden kann. In diesem Fall ist das Getriebe also als Kegelraddifferenzial ausgestaltet, wodurch ebenfalls eine mechanische Koppelung der beiden Koppelstangen und Überlagerung von deren Schwenkbewegungen mit einer Antriebsbewegung des Aktuators möglich ist.
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In Weiterbildung der vorhergehenden Ausführungsform weisen die Kegelräder dann voneinander abweichende Zähnezahlen auf, wodurch sich wiederum die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse an den Abtriebsseiten realisieren lassen und damit auch ein unterschiedliches Verschwenken der Koppelstangen bei Antrieb über den Aktuator einstellt. Konkret können die auf den Koppelstangen vorgesehenen Kegelräder dabei mit einem gemeinsamen Antriebskegelrad kämmen, wobei hierzu eines der Kegelräder von seinem Kegelwinkel her abweichend zu dem anderen Kegelrad gestaltet und das Antriebskegelrad aus einer Orthogonalen um einen gewissen Winkel verkippt sein muss. Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass jedes der Kegelräder mit jeweils mindestens einem zugehörigen Antriebskegelrad im Zahneingriff steht, wobei die Antriebskegelräder dann gemeinsam hintereinanderliegend im Käfig drehbar gelagert sind.
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Ein Antrieb des Getriebes über den Aktuator erfolgt bevorzugt über ein weiteres zwischenliegendes Getriebe, welches insbesondere als Schraubradgetriebe ausgeführt ist. Weiter bevorzugt ist dieses Schraubradgetriebe dabei selbsthemmend ausgeführt, so dass bei fehlender Betätigung oder Ausfall des Aktuators ein Stillstand des Antriebs des Überlagerungsgetriebes verwirklicht ist.
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Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit, dass die Koppelstangen jeweils zumindest Teil je eines Stabilisatorstabes sind. Die Koppelstangen bilden also entweder an sich jeweils einen Stabilisatorstab oder sind zumindest Teil von diesem, wobei über den jeweiligen Stabilisatorstab dann eine Verbindung zu je einem radführenden Bauteil für je ein Fahrzeugrad einer Achse des jeweiligen Kraftfahrzeuges hergestellt wird. Des Weiteren ist der jeweilige Stabilisatorstab insbesondere seitens eines Fahrzeugaufbaus über Schulterlager abgestützt. Aufgrund der mechanischen Koppelung über das Überlagerungsgetriebe fungieren die beiden Stabilisatorstäbe bei fehlender Überlagerung mit einer Antriebsbewegung des Aktuators nach Art eines passiven Wankstabilisierungssystems. Im Zuge der Überlagerung wird dann ein Verdrehwinkel aufgeprägt, der ein zusätzliches Rückstellmoment des Wankstabilisierungssystems zur Folge hat.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sind die Koppelstangen parallel zu dem Getriebe zudem direkt miteinander verbunden. In der Folge sind das Getriebe und auch der Aktuator quasi einem durchgehenden Stabilisatorstab parallel geschaltet, so dass eben eine Parallelschaltung zu einer passiven Wankstabilisierung vorgesehen ist. Bei stehendem Aktuator können sich die Enden der Koppelstangen im Bereich des Getriebes gegensinnig zueinander verdrehen und leisten dann keinen Beitrag zum Wankmoment. Bei Antrieb über den Aktuator wird dann wiederum ein Verdrehwinkel aufgeprägt, der ein zusätzliches Rückstellmoment erzeugt. Eine Zusammenführung des aktiven und des passiven Zweiges kann dabei versetzt oder direkt im Bereich von Stabilisatorschenkeln erfolgen, wobei dies über einen zusätzlichen Flansch möglich ist, der beide Momente bündelt und eine Schnittstelle zum Schenkel aufweist. Alternativ dazu kann dies auch über ein Getriebe, beispielsweise in Form eines Hebels oder eines Zahnrades, realisiert sein.
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Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform dient die eine Koppelstange einer elastischen Verbindung mit einem Fahrzeugaufbau, während die andere Koppelstange zumindest Teil eines Stabilisatorstabes ist. In Weiterbildung dieser Ausführungsform sind zwei Verstelleinrichtungen vorgesehen, bei welchen jeweils eine Koppelstange einer elastischen Verbindung mit einem Fahrzeugaufbau dient, während die jeweils andere Koppelstange zumindest Teil eines gemeinsamen Stabilisatorstabes ist. Hierdurch kann eine Überlagerung mit einer elastischen Abstützung zum Fahrzeugaufbau realisiert werden, wobei im Falle einer gleichsinnigen Verstellung über die beiden Aktuatoren eine gleichseitige Erhöhung oder Reduzierung einer Radaufstandskraft verwirklicht wird, um beispielsweise eine Niveauregulierung zu realisieren. Hingegen wird bei wechselseitiger Verstellung über die Aktuatoren ein Stabilisatormoment erzeugt, welches das Wanken des Fahrzeugaufbaus oder die Radlastverteilung von der einen zur anderen Seite beeinflussen kann. Die die Verbindung zum Fahrzeugaufbau herstellende Koppelstange oder die entsprechenden Koppelstangen können dabei als elastische Drehstäbe, als Blattfedern, als elastischer Werkstoff oder auch als über Hebelarme angelenkte Spiralfedern ausgeführt sein. Insgesamt kann hierdurch eine Wankregulierung und Beeinflussung einer Aufbaufederrate auf kompakte Art und Weise und mit wenigen Aktuatoren erzielt werden.
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Alternativ zu dem im Vorfeld Beschriebenen ist es jedoch auch denkbar, dass nur im Bereich einer Verstelleinrichtung eine elastische Koppelung zu einem Fahrzeugaufbau hergestellt ist, während im Bereich der anderen Verstelleinrichtung durch die Koppelstange eine Verbindung zu der Koppelstange der ersten Verstelleinrichtung hergestellt ist. Hierdurch können die Funktionen Niveauregulierung und Wankstabilisierung entkoppelt werden, d. h. die Funktionen sind auch getrennt und unabhängig voneinander im Kraftfahrzeug darstellbar.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht eines aktiven Fahrwerksystems entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines aktiven Fahrwerksystems entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
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3 eine schematische Ansicht eines aktiven Fahrwerksystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung eines aktiven Fahrwerksystems entsprechend einer vierten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und
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5 eine schematische Darstellung eines aktiven Fahrwerksystems gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, aktiven Fahrwerksystems dargestellt, welches als aktive Wankstabilisierung bei einem Kraftfahrzeug zur Koppelung zweier Fahrzeugräder einer Achse zur Anwendung kommt. Dieses Fahrwerksystem umfasst dabei zwei Koppelstangen 1 und 2, die jeweils je einen Stabilisatorstab 3 bzw. 4 bilden und über eine zwischenliegende Verstelleinrichtung 5 miteinander gekoppelt sind. An ihren der Verstelleinrichtung 5 jeweils abgewandt liegenden – vorliegend nicht weiter dargestellten – Enden dienen die Stabilisatorstäbe 3 und 4 der Anbindung an je ein radführendes Bauteil des jeweiligen Fahrzeugrades, so dass eine Einfederbewegung des jeweiligen Fahrzeugrades ein Verdrehen der jeweiligen Koppelstange 1 bzw. 2 zur Folge hat.
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Wie aus 1 zu erkennen ist, setzt sich die Verstelleinrichtung 5 vorliegend aus einem Getriebe 6, einem Schraubradgetriebe 7 und einem Aktuator 8 zusammen, welcher vorliegend nur stark schematisch angedeutet ist und bei dem es sich bevorzugt um einen elektromechanischen Drehsteller bzw. Elektromotor handelt. Das Getriebe 6 ist im vorliegenden Fall als Überlagerungsgetriebe ausgestaltet, bei welchem der Aktuator 8 mittels des zwischenliegenden Schraubradgetriebes 7 mit einer Antriebsseite 9 des Getriebes 6 gekoppelt ist, während die Koppelstangen 1 und 2 jeweils mit je einer Abtriebsseite 10 bzw. 11 des Getriebes 6 verbunden sind.
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Ferner ist das Getriebe 6 vorliegend in Planetenbauweise ausgeführt, wobei die Antriebsseite 9 durch einen Planetensteg 12 gebildet ist, der axial nebeneinanderliegend zwei unterschiedliche Sätze an Planetenrädern 13 und 14 trägt.
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Die Planetenräder 13 und 14 weichen in ihren Zähnezahlen voneinander ab und sind jeweils paarweise drehfest miteinander verbunden im Planetensteg 12 gelagert. Dabei kämmen die Planetenräder 13 jeweils mit einem Sonnenrad 15, welches drehfest an einem Ende der Koppelstange 1 angeordnet ist und die Abtriebsseite 10 des Getriebes 6 bildet, während die Planetenräder 14 mit einem Sonnenrad 16 im Zahneingriff stehen. Das Sonnenrad 16 ist hierbei drehfest an einem Ende der Koppelstange 2 vorgesehen und bildet die Abtriebsseite 11 des Getriebes 6.
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Die voneinander abweichende Gestaltung der Planetenräder 13 und 14 und dementsprechend auch der Sonnenräder 15 und 16 hat zur Folge, dass eine Drehbewegung des Planetensteges 12 mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen auf die Koppelstangen 1 und 2 übersetzt wird. Wird also über das Schraubradgetriebe 7 eine Antriebsbewegung des Aktuators 8 auf den Planetensteg 12 übertragen, so setzen die Zahneingriffe der Planetenräder 13 und 14 mit dem je zugehörigen Sonnenrad 15 bzw. 16 die Drehbewegung des Planetensteges 12 in ein unterschiedlich starkes Verschwenken der Koppelstangen 1 und 2 um, so dass diese relativ zueinander verschwenkt werden.
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Dabei wird ggf. ein bei einer gegensinnigen Einfederbewegung der an den Koppelstangen 1 und 2 angegliederten Fahrzeugräder ohnehin hervorgerufenes Verschwenken der Koppelstangen 1 und 2 überlagert, welche seine Ursache in der mechanischen Koppelung der Koppelstangen 1 und 2 über das Getriebe 6 hat. Wenn eine der Koppelstangen 1 oder 2 bei der Einfederbewegung des zugehörigen Fahrzeugrades verdreht wird, so wird dieses Verdrehen über das jeweilige Sonnenrad 15 bzw. 16 auf die zugehörigen Planetenräder 13 bzw. 14 übertragen, welche dies aufgrund der drehfesten Koppelung mit den anderen Planetenrädern 14 bzw. 13 wiederum auf das je andere Sonnenrad 16 bzw. 15 übertragen. Dies bewirkt dann ein entsprechendes Verdrehen der jeweils anderen Koppelstange 2 bzw. 1. Dieses somit bereits passiv hervorgerufene Verschwenken der Koppelstangen 1 und 2 wird bei Einleitung einer Antriebsbewegung des Aktuators 8 entsprechend mit dieser überlagert.
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Auf der anderen Seite verbleibt aber im Falle des Defekts des Aktuators 8 oder auch dessen fehlender Betätigung eine passive Rückfallebene, da die beiden Koppelstangen 1 und 2 über das Getriebe 6 direkt mechanisch miteinander gekoppelt sind. Um dabei einen sicheren Zustand bei Ausfall des Aktuators 8 zu gewährleisten ist das Schraubradgetriebe 7 vorliegend selbsthemmend ausgeführt.
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Aus 2 geht eine schematische Darstellung eines aktiven Fahrwerksystems gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor. Im Unterschied zu der im Vorfeld beschriebenen Variante ist eine Verstelleinrichtung 17 dabei parallel zu einem passiven Zweig vorgesehen, indem zwei Koppelstangen 18 und 19 parallel zu der Verstelleinrichtung miteinander verbunden sind und somit einen durchgehenden Stabilisatorstab 20 bilden. Eine Bündelung des über den geschlossenen Stabilisatorstab 20 geführten Moments und des über die Verstelleinrichtung 17 geführten Moments erfolgt dabei im Bereich von Flanschen 21 und 22, an welchen im weiteren Verlauf Stabilisatorschenkel 23 und 24 anknüpfen.
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Als weiterer Unterschied ist ein Getriebe 25 der Verstelleinrichtung 17 dahingehend abweichend zu dem Getriebe 6 der Variante aus 1 gestaltet, dass die Planetenräder 14 in diesem Fall mit einem Hohlrad 26 im Zahneingriff stehen, welches dann drehfest mit der Koppelstange 19 verbunden ist.
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Bei fehlendem Antrieb über den Aktuator 8 können sich die Stabilisatorstäbe 18 und 19 im Bereich der Verstelleinrichtung 17 gegensinnig zueinander verdrehen und leisten dabei keinen Beitrag zu einem Rückstellmoment. Dieses wird in diesem Fall durch den durchgehenden Stabilisatorstab 20 und damit dem passiven Zweig übertragen. Wird hingegen über den Aktuator 8 eine Antriebsbewegung eingeleitet, so wird analog zu der Variante nach 1 ein Verdrehwinkel aufgeprägt, der ein zusätzliches Rückstellmoment aufbringt.
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Ferner geht aus 3 eine schematische Ansicht eines aktiven Fahrwerksystems entsprechend einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor, wobei sich dieses dabei von der Variante nach 1 um die konkrete Ausgestaltung eines Getriebes 27 unterscheidet. Dieses Getriebe 27 einer Verstelleinrichtung 28 ist dabei als Kegelraddifferenzial realisiert, indem Abtriebsseiten 29 und 30 des Getriebes 27 durch Kegelräder 31 und 32 gebildet werden, welche jeweils drehfest auf den zueinander zu verschwenkenden Koppelstangen 33 und 34 vorgesehen sind. Hingegen wird eine Antriebsseite 35 des Getriebes 27 durch einen Käfig 36 gebildet, der wiederum über das zwischenliegende Schraubradgetriebe 7 mit dem Aktuator 8 in Verbindung steht und zudem ein Antriebskegelrad 37 drehbar gelagert führt. Das Antriebskegelrad 37 steht dann sowohl mit dem Kegelrad 31 als auch dem Kegelrad 32 im Zahneingriff, um diese zum einen untereinander zu koppeln und zum anderen eine über das Schraubradgetriebe 7 eingeleitete Bewegung des Käfigs 36 auf die Kegelräder 31 und 32 übertragen zu können.
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Die Kegelräder 31 und 32 sind vorliegend mit voneinander abweichenden Zähnezahlen ausgeführt, um, wie schon bei der Variante nach 1, unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bei Übertragung einer Antriebsbewegung des Aktuators 8 auf die Koppelstangen 33 und 34 zu realisieren. Um dabei zudem die Zahneingriffe mit dem gemeinsamen Antriebskegelrad 37 zu ermöglichen, sind die Kegelräder 31 und 32 zudem mit voneinander abweichenden Kegelwinkeln ausgeführt, wobei das Antriebskegelrad 37 um einen Winkel aus der Orthogonalen verkippt im Käfig 36 geführt wird. Die Verstelleinrichtung 28 kann dabei auch alternativ zu der Verstelleinrichtung 17 in 2 zur Anwendung kommen.
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4 zeigt ferner eine schematische Ansicht eines aktiven Fahrwerksystems entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei diese Ausgestaltung dabei weitestgehend der Variante aus 3 entspricht. Im Unterschied zu der Ausgestaltung nach 3 ist dabei Kegelrädern 38 und 39 eines Getriebes 40 je ein Antriebskegelrad 41 bzw. 42 zugeordnet, die gemeinsam drehbar in einem Käfig 43 des Getriebes 40 gelagert sind. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 4 sonst der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Allerdings sind das Antriebskegelrad 41 bzw. 42 und die weiteren Kegelräder orthogonal angeordnet.
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Schließlich zeigt noch 5 eine schematische Darstellung eines aktiven Fahrwerksystems gemäß einer fünften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Dabei kommen zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Verstelleinrichtungen 5 zur Anwendung, wie sie bereits in der Variante zu 1 beschrieben worden sind. Im Unterschied zu der Ausführung nach 1 bilden dabei aber Koppelstangen 44 und 45, die mit je einer der Abtriebsseiten 46 und 47 der Getriebe 6 verbunden sind, einen gemeinsamen Stabilisatorstab 48. Hingegen ist die jeweilige mit der anderen Abtriebsseite 49 bzw. 50 verbundene Koppelstange 51 bzw. 52 elastisch mit je einer Aufbaufeder 53 bzw. 54 verbunden, über die eine Anbindung an einen Fahrzeugaufbau 55 hergestellt ist.
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Wird nun bei den beiden Verstelleinrichtungen 5 über die Aktuatoren eine gleichsinnige Verstellung vorgenommen, so werden Aufbaufederraten der beiden Aufbaufedern 53 und 54 überlagert, indem deren Federweg im Sinne einer Fußpunktverstellung variiert wird. Dies führt zu einer gleichseitigen Erhöhung oder Reduzierung der Radaufstandskraft, wodurch beispielsweise eine Niveauregulierung verwirklicht werden kann. Nehmen die Aktuatoren 8 hingegen eine wechselseitige Verstellung vor, so wird ein Stabilisatormoment erzeugt, durch welches sich ein Wanken des Fahrzeugaufbaus 55 oder auch einer Radlastverteilung in die eine oder andere Richtung beeinflussen lässt.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines aktiven Fahrwerksystems kann auch bei fehlender Betätigung oder Ausfall eines Aktuators ein verbleibender, passiver Betrieb des Fahrwerksystems garantiert werden. Zudem muss über den Aktuator nur das überlagerte Moment abgestützt werden, so dass dieser, sowie auch das Getriebe, kleiner dimensioniert werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppelstange
- 2
- Koppelstange
- 3
- Stabilisatorstab
- 4
- Stabilisatorstab
- 5
- Verstelleinrichtung
- 6
- Getriebe
- 7
- Schraubradgetriebe
- 8
- Aktuator
- 9
- Antriebsseite
- 10
- Abtriebsseite
- 11
- Abtriebsseite
- 12
- Planetensteg
- 13
- Planetenräder
- 14
- Planetenräder
- 15
- Sonnenrad
- 16
- Sonnenrad
- 17
- Verstelleinrichtung
- 18
- Koppelstange
- 19
- Koppelstange
- 20
- Stabilisatorstab
- 21
- Flansch
- 22
- Flansch
- 23
- Stabilisatorschenkel
- 24
- Stabilisatorschenkel
- 25
- Getriebe
- 26
- Hohlrad
- 27
- Getriebe
- 28
- Verstelleinrichtung
- 29
- Abtriebsseite
- 30
- Abtriebsseite
- 31
- Kegelrad
- 32
- Kegelrad
- 33
- Koppelstange
- 34
- Koppelstange
- 35
- Antriebsseite
- 36
- Käfig
- 37
- Antriebskegelrad
- 38
- Kegelrad
- 39
- Kegelrad
- 40
- Getriebe
- 41
- Antriebskegelrad
- 42
- Antriebskegelrad
- 43
- Käfig
- 44
- Koppelstange
- 45
- Koppelstange
- 46
- Abtriebsseite
- 47
- Abtriebsseite
- 48
- Stabilisatorstab
- 49
- Abtriebsseite
- 50
- Abtriebsseite
- 51
- Koppelstange
- 52
- Koppelstange
- 53
- Aufbaufeder
- 54
- Aufbaufeder
- 55
- Fahrzeugaufbau
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006040109 A1 [0003, 0009]
