DE102017113961A1

DE102017113961A1 - Querblattfederanordnung einer Fahrwerksachse eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102017113961A1
Application number: DE102017113961.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas HIGLE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-12-27
Also published as: CN109109602A; US20180370315A1

Abstract

Querblattfederanordnung einer Fahrwerksachse eines Kraftfahrzeuges mit einer Querblattfeder, die über zwei Außenlagerorgane an jeweils einem Radträger und über zwei Zentrallagerorgane an einer Fahrzeugkarosserie gelagert sind, wobei die Zentrallagerorgane jeweils eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung aufweisen, deren Drehmomentrichtungen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeuges verlaufen, wobei die Drehmomenterzeugungsvorrichtung Mittel aufweist, die ein zumindest abhängig von einer Einfederung an den Außenlagerorganen veränderliches Drehmoment erzeugen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Querblattfederanordnung einer Fahrwerksachse eines Kraftfahrzeuges mit einer Querblattfeder, die über zwei Außenlagerorgane an jeweils einem Radträger und über zwei Zentralorgane an einer Fahrzeugkarosserie gelagert sind, wobei die Zentrallagerorgane jeweils eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung aufweisen, deren Drehmomentrichtungen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeuges verlaufen.
Eine Querblattfederanordnung ist Teil eines Fahrwerkes. Zu einem Fahrwerk gehören Räder, Radaufhängung, Federung, Stoßdämpfer und die Lenkung. Die Querblattfederanordnung weist im Wesentlichen eine Querblattfeder auf, die über zwei Außenlagerorgane jeweils mit einem Radträger und über zwei Zentrallagerorgane an einer Fahrzeugkarosserie gelagert ist. Über die Ausführung der Querblattfeder bzw. deren Beeinflussung ist es möglich, eine Federrate, Stabilisierungseigenschaften und eine Niveauregulierung des Fahrzeuges zu erreichen. Die Federrate hat hierbei maßgeblichen Einfluss auf die Einfederung des Kraftfahrzeuges, die Stabilisationseigenschaften auf das Wankverhalten des Fahrzeuges und die Niveauregulierung auf die Standhöhe.
Aus der DE 10 2010 042 222 A1 ist es nun bekannt, den Zentrallagerorganen sogenannte Drehmomenterzeugungsvorrichtungen zuzuweisen. Je nach dem welche Richtung der Längsachse ein Drehmoment erzeugt wird, können hierdurch die Federrate, die Stabilisationseigenschaften und die Niveauhöhe beeinflusst werden. So ist es beispielsweise möglich, durch ein Erzeugen von Drehmomenten mit gleich gerichteten Drehmomentrichtungen in den Zentrallagern an einem Rad eine größere Radaufstandskraft zu erzeugen als an dem inneren Rad, was einem Wanken des Kraftfahrzeuges entgegen wirkt. Auch ist es beispielsweise möglich, dadurch dass Drehmomente mit entgegensetzten Drehmomentrichtungen erzeugt werden, die Niveauhöhe derart zu verändern, dass eine zusätzliche Gewichtskraft bei starker Beladung des Kraftfahrzeuges kompensiert werden kann.
Eine derartige Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, dass durch die Aufbringung eines bestimmten voreingestellten Drehmomentes beispielsweise Auswirkungen der Fahrdynamik nicht ausreichend berücksichtigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Querblattfederanordnung einer Fahrwerksachse bereitzustellen, die den oben genannten Nachteil auf einfache Weise vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Drehmomenterzeugungsvorrichtung Mittel aufweist, die ein zumindest abhängig von einer Einfederung an dem Außenlagerorgan veränderliches Drehmoment erzeugen. Hierdurch ist es möglich, auf besonders einfache Weise eine Anpassung von Fahrwerkscharakteristika zu bewirken.
In einer vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Mittel aus einem Gummilager, insbesondere als Hydrolager ausgeführt, mit veränderlicher Torsionssteifigkeit bestehen. Ein derartiges Mittel ist insbesondere geeignet, um mit gleich ausgerichteter Drehmomentrichtung eingebaut zu werden und so die Wankeigenschaften des Kraftfahrzeuges zu verbessern.
In einer alternativen Ausführungsform bestehen die Mittel aus einer Torsionsfeder mit veränderlicher Torsionssteifigkeit. Über eine Veränderung den in Eingriff befindlichen Windungen, wird auf eine einfache Weise ein veränderliches Drehmoment geschaffen. Auch die Torsionsfeder ist insbesondere geeignet für den Einbau mit gleichgerichteter Drehmomentrichtung.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Querblattfederanordnung wird dadurch geschaffen, dass die Mittel aus einem Aktuator zur Erzeugung des veränderlichen Drehmomentes bestehen, wobei mindestens eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die abhängig von mindestens einer Eingangsgröße das Drehmoment einstellt. Auf diese Weise können gleichgerichtete oder gegengerichtete Drehmomente durch den Aktuator erzeugt werden und abhängig von einer Betriebssituation des Fahrzeuges eine optimale Anpassung der Federrate, der Stabilisationseigenschaften oder der Niveauhöhe erzeugen. Der Aktuator kann hierbei elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgeführt sein.
Darüber hinaus können in vorteilhafter Weise Mittel vorgesehen sein, die die Zentrallagerorgane in Richtung der Hoch- und/oder Querachse des Kraftfahrzeuges verstellen. Ebenfalls können Mittel vorgesehen sein, die die Außenlagerorgane in Richtung der Hoch- und/oder Querachse verstellen.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt

1 eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer schematisch dargestellten Querblattfederanordnung,
2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Querblattfederanordnung, und 3 ein Diagramm, das den Gesamtmomentenverlauf einer Queblattfeder bei unterschiedlichen Drehmomeneten zeigt.

1 zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine erfindungsgemäße Querblattfederanordnung 2, die Bestandteil einer nicht weiter dargestellten Vorderachsanordnung eines Kraftfahrzeuges 4 ist. Mit den Bezugszeichen 6, 8 sind zwei Vorderräder bezeichnet, die jeweils auf bekannte Weise an Radträgern 10, 12 angeordnet sind. Die Radträger 10, 12 sind unter anderem über schematisch dargestellte Lenker 14, 16, 18, 20 mit einer nicht im Detail dargestellten Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges 4 verbunden. Eine Querblattfeder 22 der Querblattfederanordnung 2 ist über Zentrallagerorgane 24, 26 an der Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges 4 und über Außenlagerorgane 28, 30 an den Radträgern 10, 12 gelagert. Das Kraftfahrzeug 4 besitzt auf bekannte Weise eine Hochachse 32, eine Querachse 34 und eine Längsachse 36.
2 zeigt eine schematische Detailansicht der Querblattfeder 22 mit den Zentrallagerorganen 24, 26. Die Außenlagerorgane 28, 33 sind hier nicht dargestellt. Die Zentrallagerorgane 24, 26 weisen jeweils eine Lagerschale 38, 40 auf, des Weiteren sind Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 42, 44 schematisch dargestellt, die ein veränderliches Drehmoment erzeugen können. Hierbei können die Drehmomenterzeugungsvorrichtungen 42, 44 Mittel 46, 48 aufweisen, die ein veränderliches Drehmoment erzeugen. Diese Mittel können als passive Mittel wie z.B. ein Gummilager, insbesondere Hydrolager, ein Drehstab oder auch eine Torsionsfeder mit veränderlichen Torsionssteifigkeiten ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch Aktuatoren 46, 48 vorgesehen, die mit einer Steuervorrichtung 50 verbunden sind, die abhängig von mindestens einer Eingangsgröße ein Drehmoment einstellt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zueinander gerichtete Drehmomente auf die Lagerschalen 38, 40 aufgebracht, wobei die gegeneinander gerichteten Drehmomente parallel zur Längsachse 36 verlaufen. Die Querblattfeder 22 wird dadurch gegenüber ihrem gestrichelt dargestellten Ausgangszustand derart gebogen, dass eine Niveauerhöhung der Enden der Querblattfeder 22 erfolgt. Die Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges 4 wird also abgesenkt, was sich vorteilhaft bei einer größeren Beladung auswirkt. Die Steuervorrichtung 50 stellt das durch die Aktuatoren 42, 44 einzustellende Drehmoment abhängig von der Einfederung der jeweiligen Räder 6, 8 dar.
3 zeigt ein Diagramm mit dem Gesamtmomentenverlauf des in der Querblattfeder 22 wirkenden Gesamtmomentes über deren Länge mit den unterschiedlich aufgebrachten Drehmomenten abhängig von der Einfederung der Räder 6, 8. Die erste Linie 52 zeigt den Gesamtmomentenverlauf einer Null-Einfederung. Die zweite Linie 54 zeigt den Gesamtmomentenverlauf bei einer mittleren Einfederungshöhe und die Linie 56 den Gesamtmomentenverlauf bei einer hohen Einfederung.
Es sollte deutlich sein, dass viele Eingangsgrößen verwendet werden können, um in den jeweiligen Betriebssituationen die Drehmomente der Aktuatoren 42, 44 einzustellen. Darüber hinaus können die Zentrallagerorgane auch noch in Richtung der Hoch- und/oder Querachse des Kraftfahrzeuges verstellt werden und die Außenlagerorgane in Richtung der Hoch- und/oder Querachse des Kraftfahrzeuges verstellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010042222 A1 [0003]

Claims

Querblattfederanordnung einer Fahrwerksachse eines Kraftfahrzeuges mit einer Querblattfeder, die über zwei Außenlagerorgane an jeweils einem Radträger und über zwei Zentrallagerorgane an einer Fahrzeugkarosserie gelagert sind, wobei die Zentrallagerorgane jeweils eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung aufweisen, deren Drehmomentrichtungen parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeuges verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterzeugungsvorrichtung Mittel aufweist, die ein zumindest abhängig von einer Einfederung an den Außenlagerorganen veränderliches Drehmoment erzeugen.
Querblattfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem Gummilager, insbesondere als Hydrolager ausgeführt, mit veränderlicher Torsionssteifigkeit bestehen.
Querblattfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem Drehstab mit veränderlicher Torsionssteifigkeit bestehen.
Querblattfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einer Torsionsfeder mit veränderlicher Torsionssteifigkeit bestehen.
Querblattfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem Aktuator zur Erzeugung des veränderlichen Drehmomentes bestehen, wobei mindestens eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die abhängig von mindestens einer Eingangsgröße das Drehmoment einstellt.
Querblattfederanordnung nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die die Zentrallagerorgane in Richtung der Hoch- und/oder Querachse des Kraftfahrzeuges verstellen.
Querblattfederanordnung nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die die Außenlagerorgane in Richtung der Hoch- und/oder Querachse des Kraftfahrzeuges verstellen.