DE102018201971A1 - Connector for transversal suspension system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein transversales Federungssystem (1) für ein Radpaar eines Fahrzeugs, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Federungssystem (1), zur Verbindung einer ersten ungefederten Masse (2) mit einer zweiten ungefederten Masse (3) und zur Verbindung der ersten und der zweiten ungefederten Masse (2, 3) mit einer gefederten Masse, mindestens eine Querblattfeder (4), ein erstes, starres Verbindungsstück (5) und ein zweites, starres Verbindungsstück (6) aufweist, wobei die Querblattfeder (4) mit einem ersten Querblattfeder-Endabschnitt (4a) und einem zweiten Querblattfeder-Endabschnitt (4b) ausgebildet ist. Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke (5, 6) jeweils einstückig und jeweils zur Verbindung mit mindestens einem der Querblattfeder-Endabschnitte (4a, 4b), der gefederten Masse und mit einer der ungefederten Massen (2, 3) ausgebildet sind.The invention relates to a transverse suspension system (1) for a wheel pair of a vehicle, in particular for use in a motor vehicle, wherein the suspension system (1), for connecting a first unsprung mass (2) to a second unsprung mass (3) and for connecting the first and second unsprung masses (2, 3) having a sprung mass, at least one transverse leaf spring (4), a first, rigid connecting piece (5) and a second, rigid connecting piece (6), the transverse leaf spring (4) having a first transverse leaf spring end portion (4a) and a second transverse leaf spring end portion (4b) is formed. The invention is further characterized in that the connecting pieces (5, 6) are each formed integrally and in each case for connection to at least one of the transverse leaf spring end sections (4a, 4b), the sprung mass and one of the unsprung masses (2, 3) ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein transversales Federungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 für ein Radpaar eines Fahrzeugs, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Federungssystem, zur Verbindung einer ersten ungefederten Masse mit einer zweiten ungefederten Masse und zur Verbindung der ersten und der zweiten ungefederten Masse mit einer gefederten Masse, mindestens eine Querblattfeder aufweist.The present invention relates to a transverse suspension system having the features of the preamble of
Bei Kraftfahrzeugen machen die Komponenten der Fahrzeugfederung als Bestandteil der Radaufhängung einen wesentlichen Anteil des Fahrzeug-Gesamtgewichtes aus.In motor vehicles, the components of the vehicle suspension as part of the suspension make up a significant proportion of the vehicle's total weight.
Eine verbreitete Bauform einer Fahrzeugfederung stellen Spiralfedern dar, die mittels einer Stabilisatorenstange miteinander verbunden sind. Alternativ kommen verstärkt Querblattfedern zum Einsatz, die gegenüber einer Fahrzeugfederung mit Spiralfedern eine erhebliche Gewichtsersparnis aufweisen können. Querblattfedern sind typischerweise symmetrisch an mindestens zwei Stellen mit der Karosserie oder einem Hilfsrahmen verbunden, sowie an den Endabschnitten jeweils mit ungefederten Massen, bspw. Lenkern oder Radträgern. Blattfedern aus Stahl, aber zunehmend auch aus Verbundmaterialien, sind aufgrund ihrer Kosten- und Gewichtseffizienz sowie ihrer Robustheit beliebte Fahrwerkskomponenten. Um eine optimale Integration in ein Federungssystem zu ermöglichen, sind die Schnittstellen zu benachbarten Komponenten besonders relevant. Neben einem effizienten, robusten und langlebigen Design sollte die Anzahl der Bauteile und damit die Kosten, das Gewicht und die Komplexität der Verbindungsbauteile oder der sonstigen Zwischenstücke minimiert werden.A common type of vehicle suspension are coil springs, which are interconnected by means of a stabilizer bar. Alternatively, reinforced transverse leaf springs are used, which can have a significant weight saving compared to a vehicle suspension with coil springs. Transverse leaf springs are typically symmetrically connected at least two points to the body or an auxiliary frame, and at the end portions each with unsprung masses, eg. Handlebars or wheel carriers. Sheet springs made of steel, but increasingly also of composite materials, are popular chassis components due to their cost and weight efficiency as well as their robustness. In order to enable optimal integration into a suspension system, the interfaces to neighboring components are particularly relevant. In addition to an efficient, robust and durable design, the number of components and thus the cost, weight and complexity of the connecting components or other intermediate pieces should be minimized.
Die
Die
Die
Aus dem Stand der Technik ist ferner in der
Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Verbindung zwischen einer Querblattfeder und den ungefederten Massen noch Raum für Verbesserungen, insbesondere Raum für zusätzliche Gewichtseinsparungen, verringerte Teilekomplexität und vereinfachte Kopplungseinrichtungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Federungssystem durch die Anwendung funktionaler Integration für wesentliche Komponenten bereitzustellen.In view of the prior art presented, the connection between a transverse leaf spring and the unsprung masses still leaves room for improvement, in particular space for additional weight savings, reduced part complexity and simplified coupling devices. The invention is therefore based on the object to provide an improved suspension system by the application of functional integration for essential components.
Insbesondere soll im Sinne einer einfachen und kostengünstigen Montage oder Wartung die Anzahl und Komplexität der einzelnen Bauteile möglichst geringgehalten werden. Durch Funktionsintegration oder funktionale Integration soll eine möglichst geringe Anzahl an Komponenten eine möglichst hohe Vielfalt an Aufgaben übernehmen können. Damit sollen die Schnittstellen zwischen den einzelnen Bauteilen möglichst einfach gehalten werden.In particular, the number and complexity of the individual components should be minimized in terms of a simple and cost-effective installation or maintenance. Through functional integration or functional integration, the smallest possible number of components should be able to take on the greatest possible variety of tasks. This is intended to keep the interfaces between the individual components as simple as possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein transversales Federungssystem für ein Radpaar eines Fahrzeugs, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.According to the invention the object is achieved by a transverse suspension system for a pair of wheels of a vehicle, in particular for use in a motor vehicle, having the features of
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed below in the following description as well as measures in any, technical can be meaningfully combined with each other and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Die Erfindung betrifft ein transversales Federungssystem für ein Radpaar eines Fahrzeugs, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Federungssystem, zur Verbindung einer ersten ungefederten Masse mit einer zweiten ungefederten Masse und zur Verbindung der ersten und der zweiten ungefederten Masse mit einer gefederten Masse, mindestens eine Querblattfeder, mit einem ersten Querblattfeder-Endabschnitt und einem zweiten Querblattfeder-Endabschnitt, und außerdem ein erstes, starres Verbindungsstück und ein zweites, starres Verbindungsstück aufweist. Hierbei sind die Verbindungsstücke jeweils einstückig und jeweils zur Verbindung mit mindestens einem der Querblattfeder-Endabschnitte, der gefederten Masse und mit einer der ungefederten Massen ausgebildet. Das Radpaar des Fahrzeugs kann dabei an der Vorderachse, Hinterachse oder auch an einer oder jeder Achse dazwischen angeordnet sein. Unter einer ungefederten Masse werden typischerweise das Rad selbst, der Radträger, eine Lenkereinheit und ggf. zusätzliche Komponenten verstanden. Unter einer gefederten Masse wird typischerweise die Karosserie oder ein sonstiger Hilfsrahmen verstanden. Durch dieses eine Verbindungsstück an jedem der in Längserstreckung der Querblattfeder angeordneten Querblattfeder-Endabschnitte können verschiedene Aufgaben bzw. Funktionen der Fahrzeugfederung in einem Bauteil zusammengefasst werden, wodurch die Anzahl verschiedener Bauteile reduziert werden kann. Dadurch können auch Gewicht und Kosten bei Produktion, Montage und Wartung eingespart werden.The invention relates to a transverse suspension system for a pair of wheels of a vehicle, in particular for use in a motor vehicle, wherein the suspension system for connecting a first unsprung mass to a second unsprung mass and for connecting the first and second unsprung mass to a sprung mass, at least a transverse leaf spring having a first transverse leaf spring end portion and a second transverse leaf spring end portion, and further comprising a first, rigid connecting piece and a second, rigid connecting piece. Here, the connecting pieces are each in one piece and in each case for connection to at least one of the transverse leaf spring end portions, the sprung mass and formed with one of the unsprung masses. The pair of wheels of the vehicle can be arranged on the front axle, rear axle or on one or each axle in between. An unsprung mass is typically understood to mean the wheel itself, the wheel carrier, a handlebar unit and possibly additional components. Under a sprung mass is typically understood the body or other subframe. By this one connector on each arranged in the longitudinal extent of the transverse leaf spring transverse leaf spring end portions various tasks or functions of the vehicle suspension can be combined in one component, whereby the number of different components can be reduced. This also saves weight and costs during production, assembly and maintenance.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungstücke des transversalen Federungssystems mit den verbundenen Querblattfeder-Endabschnitten der Querblattfeder beweglich gelagert. D.h., dass bspw. die Endabschnitte in den Verbindungsstücken gleitend und/oder schwimmend gelagert sind, wodurch die Relativbewegung zwischen Querblattfeder und Verbindungsstück, bspw. bei Beanspruchung der Fahrzeugfederung durch ein Schlagloch ausgeglichen werden kann. Diese Lagerung kann so ausgeführt sein, dass zusätzliche Befestigungsmittel zwischen Querblattfeder und Verbindungsstück entfallen können. Dies könnte dadurch realisiert werden, dass die Querblattfeder-Endabschnitte von den Verbindungsstücken teilweise oder vollständig formschlüssig umschlossen sind, also verrutsch- bzw. verschiebesicher wie ein Aufnahmeschuh aufgenommen werden können. Ferner kann dadurch unter Umständen auf zusätzliche Einlagen, bspw. aus Gummi verzichtet werden.In an advantageous embodiment of the invention, the connecting pieces of the transverse suspension system are movably mounted with the associated transverse leaf spring end portions of the transverse leaf spring. That is, for example, that the end portions are slidably and / or floatingly mounted in the connecting pieces, whereby the relative movement between the transverse leaf spring and the connecting piece, for example, can be compensated by a pothole when the vehicle suspension is loaded. This storage can be designed so that additional fastening means between transverse leaf spring and connector can be omitted. This could be realized in that the transverse leaf spring end portions are partially or completely positively enclosed by the connecting pieces, so that they can be picked up like a pick-up shoe without slipping or shifting. Furthermore, it may be possible to dispense with additional deposits, for example. Made of rubber.
Im Rahmen einer optionalen Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eines der Verbindungsstücke an einem Blattfeder-Verbindungsabschnitt eine Ausnehmung und/oder Vertiefung zur Aufnahme eines Querblattfeder-Endabschnitts auf. Die Ausnehmung und/oder Vertiefung kann sacklochartig, also mit einer oder zwei seitlichen Führungen (in Fahrtrichtung betrachtet) ausgebildet sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Aufnahme und/oder Vertiefung als gabelartiger und/oder klammerartiger Abschnitt ohne entsprechende seitliche Führungen (in Fahrtrichtung betrachtet) ausgeformt sein.As part of an optional development of the invention, at least one of the connecting pieces on a leaf spring connecting portion on a recess and / or recess for receiving a transverse leaf spring end portion. The recess and / or recess may be blind hole-like, so with one or two lateral guides (viewed in the direction of travel) may be formed. Alternatively and / or additionally, the receptacle and / or recess may be formed as a fork-like and / or staple-like section without corresponding lateral guides (viewed in the direction of travel).
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmung und/oder Vertiefung zum Ausgleich einer Änderung der transversalen Erstreckung der Querblattfeder ausgebildet ist, wobei die Änderung der transversalen Erstreckung durch eine Federauslenkung, insbesondere durch Biegung und/oder Torsion hervorrufbar ist. Unter Design-Bedingungen (d.h. unter Konstruktionsbedingungen) kann die Querblattfeder als ungekrümmtes Objekt mit maximaler transversaler Erstreckung betrachtet werden. Im Betriebszustand, also mit Biegung, Torsion und gegebenenfalls Stauchung, bedingt bspw. durch Stoßverhalten bzw. Kurvenverhalten, verringert sich die transversale Erstreckung, wodurch sich zwischen der Querblattfeder und dem Verbindungsstück ein Zwischenraum ausbilden kann.It is particularly advantageous if the recess and / or recess is designed to compensate for a change in the transverse extent of the transverse leaf spring, wherein the change in the transverse extent can be caused by a spring deflection, in particular by bending and / or torsion. Under design conditions (i.e., under design conditions), the transverse leaf spring may be considered as a non-curved object of maximum transverse extent. In the operating state, that is to say with bending, torsion and optionally compression, for example due to impact behavior or cornering behavior, the transverse extent is reduced, as a result of which a gap can form between the transverse leaf spring and the connecting piece.
Bei einer optionalen Weiterbildung der Fahrzeugfederung sind die Verbindungsstücke jeweils über ein Verbindungsstück-Drehgelenk mit der gefederten Masse, also bspw. mit der Fahrzeugkarosserie, verbunden. Unter Drehgelenk wird typischerweise ein Gelenk mit genau einem Freiheitsgrad, vergleichbar mit einem Scharniergelenk, verstanden. Dadurch kann unerwünschtes Spiel zwischen ungefederter Masse, Verbindungsstücken und Fahrzeugfederung vermieden werden.In an optional development of the vehicle suspension, the connecting pieces are each connected via a connecting piece pivot with the sprung mass, so for example. With the vehicle body. Swivel is typically understood to mean a joint with exactly one degree of freedom, comparable to a hinge joint. As a result, unwanted play between unsprung mass, connectors and vehicle suspension can be avoided.
In einer Weiterbildung sind die Verbindungsstücke jeweils mittelbar, mittels einer Baugruppe mit der jeweiligen ungefederten Masse verbunden. Dies ist jedoch nicht zwingend so zu verstehen, dass die Baugruppe nicht Teil der ungefederten Masse sein kann. Es ist vielmehr so zu verstehen, dass für jedes Rad das Verbindungsstück, bedingt durch die Funktionsintegration, die einzig notwendige Verbindung zwischen der ungefederten Masse und der gefederten Masse sein kann.In a further development, the connecting pieces are each indirectly connected by means of an assembly with the respective unsprung mass. However, this is not necessarily to be understood that the assembly can not be part of the unsprung mass. Rather, it is to be understood that for each wheel, the connector, due to the functional integration, may be the only necessary connection between the unsprung mass and the sprung mass.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungsstücke jeweils über ein Verbindungsstück-Kugelgelenk mit der jeweiligen Baugruppe verbunden, wobei die jeweilige Baugruppe jeweils ein Verbindungsglied aufweist, wobei wiederum das Verbindungsglied jeweils über ein Verbindungsglied-Kugelgelenk mit der jeweiligen ungefederten Masse verbunden ist.In a preferred embodiment of the invention, the connecting pieces are each connected via a connecting piece ball joint with the respective assembly, wherein the respective assembly each having a connecting member, wherein in turn, the connecting member is connected in each case via a connecting member ball joint with the respective unsprung mass.
In einer Alternative dazu sind die Verbindungsstücke jeweils mittelbar, mittels einer Scherblattverbindung mit der jeweiligen ungefederten Masse verbunden. Diese Scherblattverbindung kann mit Gummi oder vulkanisiertem Gummi ausgebildet und Teil einer Lenkereinheit sein. Bedingt durch die Funktionsintegration kann das Verbindungsstück jedoch auch teilweise oder vollständig die Funktionen der Lenkereinheit übernehmen.In an alternative to the connecting pieces are each indirectly, connected by means of a shear blade connection with the respective unsprung mass. This shear blade connection can be formed with rubber or vulcanized rubber and be part of a handlebar unit. Due to the functional integration, however, the connector can also partially or completely take over the functions of the handlebar unit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
-
1 eine schematische Frontansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Federungssystems unter Design-Bedingungen, -
2 eine schematische Frontansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Federungssystems unter Einfeder-Bedingungen, -
3 eine schematische Frontansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Federungssystems unter Ausfeder-Bedingungen, -
4 eine schematische Frontansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Federungssystems unter Linkskurven-Bedingungen, und -
5 eine schematische Frontansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Federungssystems unter Rechtskurven-Bedingungen.
-
1 a schematic front view of an exemplary embodiment of a suspension system according to the invention under design conditions, -
2 a schematic front view of an exemplary embodiment of a suspension system according to the invention under Einfeder conditions, -
3 a schematic front view of an exemplary embodiment of a suspension system according to the invention under Ausfeder conditions, -
4 a schematic front view of an exemplary embodiment of a suspension system according to the invention under left-turn conditions, and -
5 a schematic front view of an exemplary embodiment of a suspension system according to the invention under right turn conditions.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die eingezeichneten, aber nicht mit Bezugszeichen versehenen Hilfslinien der Übersichtlichkeit dienen, die Erfindung aber keinesfalls auf ausschließlich oder überwiegend symmetrische Ausführungsformen beschränkt werden soll.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why these are usually described only once. It should also be noted that the drawn, but not provided with reference numerals auxiliary clarity, but the invention should not be limited to exclusively or predominantly symmetrical embodiments.
In diesem Federungssystem
Das erste Verbindungsstück
Das linke oder erste Verbindungsstück
Die linke oder erste Baugruppe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Transversales FederungssystemTransversal suspension system
- 22
- Erste ungefederte MasseFirst unsprung mass
- 33
- Zweite ungefederte MasseSecond unsprung mass
- 44
- QuerblattfederTransverse leaf spring
- 4a4a
- Erster Querblattfeder-EndabschnittFirst transverse leaf spring end section
- 4b4b
- Zweiter Querblattfeder-EndabschnittSecond transverse leaf spring end section
- 4c4c
- Querblattfeder-BreitseiteTransverse leaf spring broadside
- 4d4d
- Querblattfeder-SchmalseiteTransverse leaf spring narrow side
- 55
- Erstes VerbindungsstückFirst connector
- 5a5a
- Blattfeder-VerbindungsabschnittLeaf spring connecting portion
- 5b5b
- Baugruppen-VerbindungsabschnittSubassembly connecting portion
- 66
- Zweites VerbindungsstückSecond connector
- 6a6a
- Blattfeder-VerbindungsabschnittLeaf spring connecting portion
- 6b6b
- Baugruppen-VerbindungsabschnittSubassembly connecting portion
- 77
- Erstes Verbindungsstück-DrehgelenkFirst connector swivel
- 88th
- Zweites Verbindungsstück-DrehgelenkSecond connector swivel
- 99
- Erstes VerbindungsgliedFirst link
- 1010
- Zweites VerbindungsgliedSecond link
- 1111
- Verbindungsstück-KugelgelenkConnector ball joint
- 1212
- Verbindungsstück-KugelgelenkConnector ball joint
- 1313
- Verbindungsglied-KugelgelenkLink ball joint
- 14 14
- Verbindungsglied-KugelgelenkLink ball joint
- 1515
- Erster ZwischenraumFirst gap
- 1616
- Zweiter ZwischenraumSecond space
- 1717
- Erste BaugruppeFirst assembly
- 1818
- Zweite BaugruppeSecond module
- Y, ZY Z
- Koordinatencoordinates
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 8777248 B2 [0007]US 8777248 B2 [0007]
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