DE102016104701A1

DE102016104701A1 - torsion spring

Info

Publication number: DE102016104701A1
Application number: DE102016104701.5A
Authority: DE
Inventors: Jafar Khanlarov
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Torsionsfederelement (1), insbesondere einen Wankstabilisator, mit einer Mehrzahl von Drehstabfederelementen (2), die einerseits mittels einer ersten Aufnahme (3) drehfest aufgenommen und insbesondere karosseriefest anordenbar sind und die andererseits an einem Hebelelement (4) angelenkt sind, so dass das Hebelelement (4) gegen die erste Aufnahme (3) entgegen der Rückstallkraft der Drehstabfederelemente (2) verdrehbar ist, wobei zumindest ein Aufnahmeelement (6) vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Öffnungen (8) aufweist, durch welche die Drehstabfederelemente (2) hindurchgreifen, wobei das Aufnahmeelement (6) entlang der Drehstabfederelemente (2) verschiebbar ist.The invention relates to a torsion spring element (1), in particular to a roll stabilizer, having a plurality of torsion bar spring elements (2) which are rotationally fixedly received on the one hand by means of a first receptacle (3) and in particular can be arranged fixed to the body and which are articulated on a lever element (4). such that the lever element (4) is rotatable against the first receptacle (3) counter to the restoring force of the torsion bar spring elements (2), at least one receptacle element (6) having a plurality of openings (8) through which the torsion bar spring elements (8) are provided. 2), wherein the receiving element (6) along the torsion bar spring elements (2) is displaceable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Torsionsfederelement, insbesondere als ein Wankstabilisator, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a torsion spring element, in particular as a roll stabilizer, in particular of a motor vehicle.

Torsionsfederelemente sind beispielsweise durch eine Mehrzahl von Drehstabfederelemente gebildet, die einerseits drehfest aufgenommen und karosseriefest oder anderweitig am Fahrzeugaufbau angelenkt sind und andererseits an einem Hebel angelenkt sind, so dass sich der Hebel gegen die Karosserie bzw. gegen den Fahrzeugaufbau entgegen der Rückstallkraft der Drehstabfederelemente verdrehen kann. Torsion spring elements are formed, for example, by a plurality of torsion bar spring elements, on the one hand rotatably received and articulated or otherwise hinged to the vehicle body and on the other hand hinged to a lever, so that the lever against the body or against the vehicle body against the Rückstallkraft the torsion bar spring elements can rotate ,

Solche Torsionsfederelemente sind beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Anlenkung der Radaufnahme, also als Fahrwerksteil, vorgesehen. Ein solches Torsionsfederelement ist beispielsweise durch die US 2006/0022424 A1 , durch die US 5 163 701 oder durch die US 4 723 790 bekannt geworden. Auch die DE 202 20 864 U1 offenbart ein Torsionsfederelement. Such Torsionsfederelemente are for example in motor vehicles for articulation of the wheel, so as a chassis part provided. Such a torsion spring element is for example by the US 2006/0022424 A1 through which US 5,163,701 or by the U.S. 4,723,790 known. Also the DE 202 20 864 U1 discloses a torsion spring element.

Dabei zeigt sich, dass die Rückstellkraft des Torsionsfederelements durch die Ausbildung und Dimensionierung sowie durch die Anordnung der jeweiligen Drehstabfederelemente bestimmt ist. Dabei zeigt sich, dass bei modernen Kraftfahrzeugen der Komfortanspruch und die technischen Anforderungen immer weiter steigen, so dass die Torsionsfederelemente nach dem Stand der Technik die Erwartungen nicht mehr durchweg erfüllen können. It turns out that the restoring force of the Torsionsfederelements is determined by the design and dimensioning and by the arrangement of the respective torsion bar spring elements. It turns out that in modern motor vehicles comfort and technical requirements continue to rise, so that the torsion spring elements according to the prior art can no longer meet the expectations consistently.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Torsionsfederelement zu schaffen, welches einfach aufgebaut ist aber dennoch gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Therefore, it is the object of the present invention to provide a Torsionsfederelement which is simple in construction but is still improved over the prior art.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. The object is achieved with the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Torsionsfederelement, insbesondere als ein Wankstabilisator, mit einer Mehrzahl von Drehstabfederelementen, die einerseits mittels einer ersten Aufnahme drehfest aufgenommen und karosseriefest anordenbar sind und die andererseits an einem Hebelelement angelenkt sind, so dass das Hebelelement gegen die erste Aufnahme entgegen der Rückstallkraft der Drehstabfederelemente verdrehbar ist, wobei zumindest ein Aufnahmeelement vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, durch welche die Drehstabfederelemente hindurchgreifen, wobei das Aufnahmeelement entlang der Drehstabfederelemente verschiebbar ist. Durch die Wahl der Position des Aufnahmeelements bzw. der Aufnahmeelemente kann die Drehsteifigkeit der Anordnung bzw. des Drehstabfederelements oder der Drehstabfederelemente eingestellt werden, um aufgrund einer veränderten Einstellung auch verschiedenen Anforderungen gerecht werden zu können. Die Verbindung der Drehstabfederelemente mit der ersten Aufnahme oder mit dem Hebelelement kann mittels Schweißen oder anderweitig erfolgen. An embodiment of the invention relates to a torsion spring element, in particular as a roll stabilizer, with a plurality of torsion bar spring elements, on the one hand rotatably received by means of a first receptacle and can be arranged body-fixed and the other hand are hinged to a lever element, so that the lever member against the first receptacle against the Rückstallkraft the torsion bar spring elements is rotatable, wherein at least one receiving element is provided, which has a plurality of openings through which pass through the torsion bar spring elements, wherein the receiving element along the torsion bar spring elements is displaceable. By selecting the position of the receiving element or the receiving elements, the torsional rigidity of the arrangement or of the torsion bar spring element or the torsion bar spring elements can be adjusted in order to meet various requirements due to a changed setting. The connection of the torsion bar spring elements with the first receptacle or with the lever element can be effected by means of welding or otherwise.

Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn die Drehstabfederelemente einen kreisförmigen, mehreckigen, wie dreieckigen, viereckigen, rechteckigen oder quadratischen geformten Querschnitt aufweisen. Dadurch können die Drehstabfederelemente in ihrer Torsionssteifigkeit gezielt eingestellt werden, so dass sie bei Torsion eine gezielte Rückstellkraft bewirken. Auch bewirkt die Form eine definierte Passung und Sicherung in dem Aufnahmeelement bzw. an ihrer endseitigen Halterung, nämlich in der ersten Aufnahme und in dem Hebelelement. It is also advantageous if the torsion bar spring elements have a circular, polygonal, such as triangular, quadrangular, rectangular or square shaped cross-section. As a result, the torsion bar spring elements can be adjusted specifically in their torsional stiffness, so that they cause a targeted restoring force during torsion. The shape also causes a defined fit and security in the receiving element or at its end-side support, namely in the first receptacle and in the lever element.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Drehstabfederelemente als Hohlkörper mit einem inneren Hohlraum oder als Massivkörper ohne inneren Hohlraum ausgebildet sind. Auch dadurch kann die Torsionssteifigkeit und damit die Rückstellkraft eingestellt werden. It is also advantageous if the torsion bar spring elements are designed as a hollow body with an inner cavity or as a solid body without an inner cavity. Also, the torsional stiffness and thus the restoring force can be adjusted.

Gemäß einem Erfindungsgedanken ist es auch vorteilhaft, wenn das Aufnahmeelement ein Scheibenelement ist, welches am Umfang verteilte Öffnungen aufweist. Dadurch kann die Anordnung und die Verschiebbarkeit einfach realisiert werden, weil ein Scheibenelement auch gut herzustellen und zu konfektionieren und auch gut zu verschieben ist. Dazu kann gegebenenfalls eine Führung vorgesehen sein, mittels welcher das Scheibenelement geführt wird. According to an inventive concept, it is also advantageous if the receiving element is a disc element having openings distributed on the circumference. As a result, the arrangement and the displaceability can be easily realized because a disk element is also easy to produce and assemble and also easy to move. For this purpose, if appropriate, a guide can be provided, by means of which the disk element is guided.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Öffnungen des Aufnahmeelements nach radial außen offen oder nach radial außen von dem Scheibenelement abgeschlossen sind. Bei der Anordnung der Drehstabfederelemente in abgeschlossenen Öffnungen sind diese gut und sicher geführt. Bei einer Anordnung in radial außen offenen Öffnungen können diese gut montiert werden. It is also particularly advantageous if the openings of the receiving element are closed radially outward or radially outward of the disk element. In the arrangement of the torsion bar elements in closed openings, these are well and safely out. In an arrangement in radially outwardly open openings they can be mounted well.

Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest zwei verschiebbare Aufnahmeelemente vorgesehen sind. Dadurch kann die Torsionssteifigkeit der Drehstabfederelemente gezielt eingestellt werden, insbesondere wenn Lage und/oder Abstand der zumindest zwei Aufnahmeelemente verstellt wird bzw. werden. It is also advantageous if at least two displaceable receiving elements are provided. As a result, the torsional rigidity of the torsion-bar spring elements can be adjusted in a targeted manner, in particular if the position and / or spacing of the at least two receiving elements is or will be adjusted.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Aufnahmeelement oder die Aufnahmeelemente manuell oder aktuatorisch verschiebbar ist oder sind. Durch eine manuelle Verschiebung, beispielsweise in einer Werkstatt, kann auf den gewünschten Torsionssteifigkeitswert eingestellt werden. Bei einer aktuatorischen Verschiebbarkeit kann dies auch ggf. während der Fahrt des Fahrzeugs automatisiert erfolgen. It is also advantageous if the receiving element or the receiving elements is or can be displaced manually or actuarily. By a manual shift, for example in a workshop, can be adjusted to the desired Torsionssteifigkeitswert. At a This can also be done automatically while driving the vehicle.

Dabei ist es für die aktuatorische Verstellung vorteilhaft, wenn zumindest ein Aktuator vorgesehen ist, mittels welchem das Aufnahmeelement oder die Aufnahmeelemente verschiebbar ist oder sind. Der Aktuator kann dabei beispielsweise ein elektromotorischer, pneumatischer, hydraulischer oder sonstiger Aktuator sein. It is advantageous for the actuator adjustment, if at least one actuator is provided, by means of which the receiving element or the receiving elements is displaceable or are. The actuator can be, for example, an electromotive, pneumatic, hydraulic or other actuator.

Weiterhin ist es gemäß einem Erfindungsgedanken vorteilhaft, wenn das Hebelelement einen plattenförmigen Bereich zur Anbindung an die Drehstabfederelemente und einen davon abragenden Hebelarm aufweist. So kann die Anlenkung eines Elements, wie eines Teils eines Fahrwerks oder eines Rads, über das Hebelelement mit den Drehstabfederelementen realisiert werden. Furthermore, it is advantageous according to an inventive idea if the lever element has a plate-shaped region for connection to the torsion bar spring elements and a lever arm projecting therefrom. Thus, the articulation of an element, such as a part of a chassis or a wheel, can be realized via the lever member with the torsion bar elements.

So ist es auch vorteilhaft, wenn der Hebelarm gekrümmt ausgebildet ist. Dies erlaubt eine günstige Kinematik für die Anlenkung des oben angesprochenen Elements. So it is also advantageous if the lever arm is curved. This allows a favorable kinematics for the articulation of the above-mentioned element.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention will be explained in detail by means of an embodiment with reference to the drawing. In the drawing show:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Torsionsfederelements, 1 a schematic representation of a Torsionsfederelements invention,

2 eine Darstellung eines Aufnahmeelements, 2 a representation of a receiving element,

3 eine Darstellung eines alternativen Aufnahmeelements, und 3 a representation of an alternative receiving element, and

4 eine Darstellung eines Hebelelements. 4 an illustration of a lever element.

Die 1 zeigt ein Torsionsfederelement 1, insbesondere als Wankstabilisator, für ein Kraftfahrzeug. The 1 shows a torsion spring element 1 , in particular as a roll stabilizer, for a motor vehicle.

Das Torsionsfederelement 1 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Drehstabfederelementen 2 auf, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Drehstabfederelemente 2 sind dabei als längliche Elemente ausgebildet, die einerseits mittels einer ersten Aufnahme 3 drehfest aufgenommen und karosseriefest anordenbar sind und die andererseits an einem Hebelelement 4 angelenkt sind, so dass das Hebelelement 4 gegen die erste Aufnahme 3 entgegen der Rückstallkraft der Drehstabfederelemente 2 verdrehbar ist. Das Hebelelement 4 ist mittels der Drehlagerung 5 relativ zur Karosserie oder zu einem Aufbau des Fahrzeugs drehbar gelagert. The torsion spring element 1 preferably has a plurality of torsion bar spring elements 2 on, which are arranged substantially parallel to each other. The torsion bar elements 2 are designed as elongated elements, on the one hand by means of a first recording 3 rotatably received and body-fixed can be arranged and the other hand on a lever element 4 are articulated, so that the lever element 4 against the first shot 3 against the Rückstallkraft the torsion bar spring elements 2 is rotatable. The lever element 4 is by means of the pivot bearing 5 rotatably supported relative to the body or to a structure of the vehicle.

Das Hebelelement 4 und/oder die erste Aufnahme ist bzw. sind an den jeweiligen Enden 7 der Drehstabfederelemente 2 fest verbunden, wie beispielsweise verschweißt oder anderweitig verbunden. The lever element 4 and / or the first receptacle is at the respective ends 7 the torsion bar elements 2 firmly connected, such as welded or otherwise connected.

In einer Längsrichtung bezüglich der Drehstabfederelemente 2 ist zwischen der ersten Aufnahme 3 und dem Hebelelement 4 zumindest ein Aufnahmeelement 6 angeordnet. In 1 sind dabei zwei solche Aufnahmeelemente 6 gezeigt, die beabstandet zueinander angeordnet sind. In a longitudinal direction with respect to the torsion bar spring elements 2 is between the first shot 3 and the lever element 4 at least one receiving element 6 arranged. In 1 are two such recording elements 6 shown, which are spaced from each other.

Das zumindest eine Aufnahmeelement 6 ist derart ausgebildet, dass es eine Mehrzahl von Öffnungen 8 aufweist, durch welche die Drehstabfederelemente 2 hindurchgreifen. Dabei ist das zumindest eine Aufnahmeelement 6 entlang der Drehstabfederelemente 2 in deren Längsrichtung betrachtet, verschiebbar angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die Torsionssteifigkeit des Torsionsfederelements 1 einstellbar ist, weil die relative Verdrehung bzw. Torsion der Drehstabfederelemente 2 relativ zueinander an der Stelle des Durchgreifens der Drehstabfederelemente 2 durch das Aufnahmeelement behindert wird, was deren Steifigkeit bei entsprechender Strecke zwischen erster Aufnahme 3 bzw. dem Hebelelement 4 einerseits und dem Aufnahmeelement andererseits definiert. The at least one receiving element 6 is formed such that it has a plurality of openings 8th has, through which the torsion bar spring elements 2 reach through. This is at least one receiving element 6 along the torsion bar elements 2 viewed in the longitudinal direction, slidably disposed. This ensures that the torsional stiffness of the Torsionsfederelements 1 is adjustable, because the relative rotation or torsion of the torsion bar spring elements 2 relative to each other at the location of the passage of the torsion bar spring elements 2 is hindered by the receiving element, what their rigidity at the appropriate distance between the first recording 3 or the lever element 4 defined on the one hand and the receiving element on the other.

In den 2 und 3 ist zu erkennen, dass die Drehstabfederelemente 2 einen kreisförmigen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. Dabei kann der mehreckige Querschnitt beispielsweise einen dreieckigen, viereckigen, rechteckigen oder quadratischen geformten Querschnitt aufweisen. In 2 ist der Querschnitt rund bzw. kreisförmig dargestellt, in 3 ist er rechteckig dargestellt. In the 2 and 3 It can be seen that the torsion bar elements 2 have a circular or polygonal cross-section. In this case, the polygonal cross-section may have, for example, a triangular, quadrangular, rectangular or square shaped cross-section. In 2 the cross section is circular or circular, in 3 he is shown rectangular.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Gedanken sind die Drehstabfederelemente 2 als Hohlkörper mit einem inneren Hohlraum oder als Massivkörper ohne inneren Hohlraum ausgebildet. Je nach Wahl der Gestaltung können die Torsionssteifigkeit und das Gewicht an die Anforderungen angepasst werden. Dabei kann insbesondere bei einer hohlen, rohrförmigen Ausbildung bei gegebener Torsionssteifigkeit das Gewicht reduziert werden. According to a concept of the invention, the torsion bar spring elements 2 formed as a hollow body with an inner cavity or as a solid body without inner cavity. Depending on the choice of the design, the torsional stiffness and the weight can be adapted to the requirements. In particular, in the case of a hollow, tubular design with a given torsional rigidity, the weight can be reduced.

In den 1, 2 und 3 ist zu erkennen, dass das Aufnahmeelement und/oder die erste Aufnahme 3 und/oder das Hebelelement 4 ein Scheibenelement ist oder ein solches Scheibenelement aufweist, welches am Umfang verteilte Öffnungen 8 aufweist. In the 1 . 2 and 3 It can be seen that the receiving element and / or the first recording 3 and / or the lever element 4 a disk element is or has such a disk element, which circumferentially distributed openings 8th having.

Dabei können die Öffnungen 8 des Aufnahmeelements 6 und/oder der ersten Aufnahme 3 und/oder des Hebelelements 4 nach radial außen offen oder nach radial außen von dem Scheibenelement abgeschlossen sein. Die 2 zeigt die abgeschlossene Variante und die 3 zeigt die nach radial außen offene Variante. This can be the openings 8th of the receiving element 6 and / or the first shot 3 and / or the lever element 4 radially outward open or radially outward of the disk element to be finished. The 2 shows the completed variant and the 3 shows the radially outward open variant.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zumindest zwei verschiebbare Aufnahmeelemente 6 vorgesehen sind. Dabei kann das Aufnahmeelement oder können die Aufnahmeelemente grundsätzlich manuell oder aktuatorisch verschiebbar ausgebildet und angeordnet sein. Zur aktuatorischen Verschiebung ist dabei zumindest ein Aktuator 9 vorgesehen, mittels welchem das Aufnahmeelement 6 oder die Aufnahmeelemente verschiebbar sind. Dabei ist zumindest ein Aktuator 9 vorgesehen, beispielsweise ein Aktuator je Aufnahmeelement 6. The 1 shows an embodiment in which at least two displaceable receiving elements 6 are provided. In this case, the receiving element or the receiving elements can in principle be designed and arranged to be displaceable manually or actuarily. At actuator displacement is at least one actuator 9 provided by means of which the receiving element 6 or the receiving elements are displaceable. At least one actuator is involved 9 provided, for example, an actuator per receiving element 6 ,

Das Hebelelement 4 weist einen plattenförmigen Bereich 10 zur Anbindung an die Drehstabfederelemente 2 und einen davon abragenden Hebelarm 11 auf. Dabei ist der plattenförmige Bereich 10 entsprechend der Scheibenelemente der Aufnahmeelemente 6 ausgebildet, wie sie beispielsweise durch die 2 oder 3 gezeigt sind. The lever element 4 has a plate-shaped area 10 for connection to the torsion bar spring elements 2 and a lever arm projecting therefrom 11 on. Here is the plate-shaped area 10 according to the disc elements of the receiving elements 6 trained, as for example by the 2 or 3 are shown.

Der Hebelarm 11 ist beispielsweise gekrümmt ausgebildet. The lever arm 11 is formed curved, for example.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Torsionsfederelement torsion spring
2 2: Drehstabfederelemente Torsion spring elements
3 3: erste Aufnahme first recording
4 4: Hebelelement lever member
5 5: Drehlagerung pivot bearing
6 6: Aufnahmeelement receiving element
7 7: Ende The End
8 8th: Öffnungen openings
9 9: Aktuator actuator
10 10: plattenförmiger Bereich plate-shaped area
11 11: abragender Hebelarm protruding lever arm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2006/0022424 A1 [0003]
US 5163701 [0003]
US 4723790 [0003]
DE 20220864 U1 [0003]

Claims

Torsion spring element ( 1 ), in particular anti-roll bar, with a plurality of torsion bar elements ( 2 ), on the one hand by means of a first recording ( 3 ) are rotatably received and in particular can be arranged on the body-fixed and on the other hand on a lever element ( 4 ) are hinged, so that the lever element ( 4 ) against the first shot ( 3 ) against the Rückstallkraft the torsion bar elements ( 2 ) is rotatable, characterized in that at least one receiving element ( 6 ), which has a plurality of openings ( 8th ), by which the torsion bar spring elements ( 2 ), wherein the receiving element ( 6 ) along the torsion bar spring elements ( 2 ) is displaceable.

Torsion spring element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the torsion bar spring elements ( 2 ) have a circular, polygonal, such as triangular, quadrangular, rectangular or square shaped cross-section.

Torsion spring element ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the torsion bar spring elements ( 2 ) are formed as a hollow body with an inner cavity or as a solid body without inner cavity.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving element ( 6 ) is a disk element which has circumferentially distributed openings ( 8th ) having.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the openings ( 8th ) of the receiving element ( 6 ) are closed radially outward or radially outward from the disk element.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two displaceable receiving elements ( 6 ) are provided.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving element ( 6 ) or the receiving elements ( 6 ) are manually or actuarially displaceable.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one actuator ( 9 ) is provided, by means of which the receiving element ( 6 ) or the receiving elements ( 6 ) are displaceable.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the lever element ( 4 ) a plate-shaped area ( 10 ) for connection to the torsion bar elements ( 2 ) and a lever arm projecting therefrom ( 11 ) having.

Torsion spring element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the lever arm ( 11 ) is curved.