DE102019201391A1 - Adjustable pendulum support - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenveränderbare Pendelstütze für eine Stabilisationsanordnung eines Fahrzeugs, insbesondere für eine Wankstabilisation, mit einem oberen Gelenk, das zur Ankopplung an einem federnden Radträgerteil einen oberen Ankopplungspunkt bildet, und einem unteren Gelenk, das zur Ankopplung an einem Stabilisator einen unteren Ankopplungspunkt bildet, und einer Achse, die an einem Ende mit einem ersten der Gelenke verbunden ist, wobei der Abstand Lzwischen den Ankoppelpunkten entlang der Achse reversibel um einen Verfahrweg Lveränderbar ist. Um eine längenveränderbare Pendelstütze vorzuschlagen, die bei vorgegebenem Verfahrweg Leinen geringeren Bauraum benötigt, oder umgekehrt, bei einem vorgegebenen Bauraum einen größtmöglichen Verfahrweg Lbietet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das zweite Gelenk in koaxialer Verlängerung der Achse eine Ausnehmung aufweist, die ein Durchgreifen der Achse bei einer Längenveränderung der Pendelstütze erlaubt.The present invention relates to a variable-length pendulum support for a stabilization arrangement of a vehicle, in particular for roll stabilization, with an upper joint which forms an upper coupling point for coupling to a resilient wheel carrier part, and a lower joint which forms a lower coupling point for coupling to a stabilizer , and an axis which is connected at one end to a first of the joints, the distance L between the coupling points being reversibly changeable by a travel path L along the axis. In order to propose a length-adjustable pendulum support which requires less installation space for lines given a travel path, or vice versa, which offers the greatest possible travel distance L for a given installation space, it is proposed according to the invention that the second joint has a recess in a coaxial extension of the axis which allows the axis to reach through a change in length of the pendulum support allowed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenveränderbare Pendelstütze für eine Stabilisationsanordnung eines Fahrzeugs, insbesondere für eine Wankstabilisation, mit einem oberen Gelenk, das zur Ankopplung an einem federnden Radträgerteil einen oberen Ankoppelpunkt bildet, und einem unteren Gelenk, das zur Ankopplung an einem Stabilisator einen unteren Ankoppelpunkt bildet, und einer Achse, die an einem Ende mit einem ersten der Gelenke verbunden ist, wobei der Abstand
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, die federnd gelagerten Radträger einer Fahrzeugachse über Querstabilisatoren zu koppeln, damit der Wankwinkel des Fahrzeugaufbaus, insbesondere in Kurvenfahrten, reduziert wird. Die Querstabilisatoren sind hierzu am Fahrzeugaufbau angelenkt und besitzen Hebel, deren Enden mit Pendelstützen am federnd gelagerten Radträger befestigt sind. Beispielsweise offenbart
Im Verhältnis zum gewünschten Verfahrweg
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenveränderbare Pendelstütze vorzuschlagen, die bei vorgegebenem Verfahrweg einen geringeren Bauraum benötigt, oder umgekehrt, bei einem vorgegebenen Bauraum einen größtmöglichen Verfahrweg bietet.Proceeding from this, it is the object of the present invention to propose a length-adjustable pendulum support which requires less installation space for a given travel path, or vice versa, offers the greatest possible travel path for a given installation space.
Diese Aufgabe wird durch die längenveränderbare Pendelstütze nach Anspruch 1 gelöst, deren Achse an einem Ende mit einem ersten der Gelenke, also dem oberen oder dem unteren Gelenk, verbunden ist. Erfindungsgemäß weist das zweite Gelenk in koaxialer Verlängerung der Achse eine Ausnehmung auf, die ein Durchgreifen (bzw. Durchfassen) der Achse bei einer Längenveränderung der Pendelstütze erlaubt. Hierdurch kann auf eine ansonsten erforderliche Hülse am Zylinder verzichtet werden, in der die Kolbenstange üblicher Weise verfahrbar ist, und der Abstand
Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest das zweite Gelenk seitlich beabstandet zur Verlängerung der Achse angeordnet wird, so dass die Achse nicht durch das Gelenk hindurch, sondern seitlich am Gelenk vorbeigeführt wird. In diesem Fall entstehen jedoch hohe Querkräfte, die auf die Pendelstütze in nachteiliger Weise einwirken.An alternative embodiment provides that at least the second joint is arranged laterally spaced to extend the axis, so that the axis is not guided through the joint but laterally past the joint. In this case, however, high transverse forces arise, which adversely affect the pendulum support.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen beschrieben.Preferred embodiments of the present invention are described below and in the subclaims.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Gelenk als Kreuzgelenk mit einem Kreuzstück ausgebildet ist, in dem die Ausnehmung in koaxialer Verlängerung der Achse ausgebildet ist. Die Ausnehmung ist dabei so groß gewählt, dass ein hinreichender Abstand zwischen Achse und Kreuzstück besteht, so dass die Achse im montierten Zustand der Pendelstütze in allen einnehmbaren Positionen berührungsfrei das Kreuzstück durchgreifen kann. According to a first preferred embodiment of the invention, it is provided that the second joint is designed as a universal joint with a cross piece, in which the recess is formed in a coaxial extension of the axis. The recess is chosen so large that there is a sufficient distance between the axis and the cross piece, so that the axis can reach through the cross piece without contact in all mountable positions in the assembled state of the pendulum support.
Alternativ kann das zweite Gelenk als Kugelhülsengelenk mit einer Kugelhülse und einem Gelenkgehäuse ausgebildet sein, wobei sowohl die Kugelhülse als auch das Gelenkgehäuse jeweils eine Ausnehmung in koaxialer Verlängerung der Achse aufweisen. Bei einer solchen Ausgestaltung des zweiten Gelenkes muss die Kugelhülse eine Ausnehmung aufweisen, die lediglich um ein Maß größer ist als die Achse, um ein berührungsfreies Durchgreifen zu ermöglichen, weil die Kugelhülse und die Achse positionsunabhängig koaxial zueinander ausgerichtet sind. Demgegenüber ist die Ausnehmung an dem Gelenkgehäuse so groß zu wählen, dass auch bei einer verkippten Pendelstütze eine Berührung zwischen Achse und Gelenkgehäuse vermieden ist, weil die Kugelhülse zusammen mit der Achse innerhalb des Gelenkgehäuses drehbar gelagert ist.Alternatively, the second joint can be designed as a spherical sleeve joint with a spherical sleeve and a joint housing, both the ball sleeve and the joint housing each having a recess in a coaxial extension of the axis. In such a configuration of the second joint, the ball sleeve must have a recess which is only one dimension larger than the axis in order to enable a non-contact gripping because the ball sleeve and the axis are aligned coaxially with one another regardless of position. In contrast, the recess on the joint housing is to be chosen so large that even in the case of a tilted pendulum support, contact between the axle and the joint housing is avoided because the ball sleeve is rotatably mounted together with the axle within the joint housing.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des zweiten Gelenkes, das die Ausnehmung zum Durchführen der Achse besitzt, kann auch das erste Gelenk als Kreuzgelenk oder als Kugelhülsengelenk ausgebildet sein, an dem die Achse an einem Ende befestigt ist und das einen der beiden Ankoppelpunkte bildet. Bei allen Gelenkkombinationen lassen sich die Gelenke derart mit der Pendelstütze verbinden, dass die Gelenkmittelpunkte unmittelbar mit der Verlängerung der Achse zusammenfallen, so dass Querkräfte weitestgehend vermieden werden, weil in diesem Fall lediglich Reibmomente auftreten, die vom Kippwinkel der Pendelstütze im Wesentlichen unabhängig und in der Regel gering sind. Zwar kann das erste Gelenk alternativ auch als elastisches Gummilager ausgebildet sein, allerdings erhöht ein solches Gummilager aufgrund seiner Torsionssteifigkeit die Querkräfte auf die Pendelstütze, weil diese vom Kippwinkel abhängige Drehmomente einleiten. Gummilager werden daher nur eingesetzt, wenn die Kinematik der Radaufhängung an den Ankoppelpunkten nur sehr geringe Kippwinkel verursacht.Regardless of the specific design of the second joint, which is the recess has to perform the axis, the first joint can also be designed as a universal joint or as a ball-and-socket joint to which the axis is attached at one end and which forms one of the two coupling points. With all joint combinations, the joints can be connected to the pendulum support in such a way that the center of the joint coincides directly with the extension of the axis, so that lateral forces are largely avoided, because in this case only frictional moments occur that are essentially independent of and in the Are usually low. Although the first joint can alternatively also be designed as an elastic rubber bearing, such a rubber bearing increases the lateral forces on the pendulum support due to its torsional rigidity because these initiate torques dependent on the tilt angle. Rubber bearings are therefore only used if the kinematics of the wheel suspension at the coupling points only cause very small tilt angles.
Neben den unterschiedlichen Ausführungsformen der gelenkigen Ankopplung der Pendelstütze kann auch die Pendelstütze selbst in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgebildet sein.In addition to the different embodiments of the articulated coupling of the pendulum support, the pendulum support itself can also be designed in different embodiments.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pendelstütze zur reversiblen Längenveränderung eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Zylinder, einem Kolben und einer als Achse ausgebildeten Kolbenstange aufweist. Die Kolbenstange ist beidseitig am Kolben befestigt, weshalb die Kolben-Zylinder-Einheit als Gleichgang-Zylinder ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Kolbenstange dabei mit dem ersten Gelenk verbunden und der Zylinder ist am gegenüberliegenden Ende mit dem zweiten Gelenk verbunden, wobei der Zylinder und das zweite Gelenk in koaxialer Verlängerung der Kolbenstange jeweils eine Ausnehmung aufweisen, die ein Durchgreifen der Kolbenstange bei einer Längenveränderung der Pendelstütze erlaubt. Um zu verhindern, dass Staub, Schmutz und/oder Wasser in den Zylinder eindringt, sind vorzugsweise eine Dichtung mit mindestens einem oder mehreren Gummibälgen und/oder Dichtringe vorgesehen.According to a preferred embodiment, it is provided that the pendulum support has a piston-cylinder unit with a cylinder, a piston and a piston rod designed as an axis for reversible length change. The piston rod is attached to the piston on both sides, which is why the piston-cylinder unit is designed as a synchronous cylinder. Preferably, the piston rod is connected to the first joint and the cylinder is connected at the opposite end to the second joint, the cylinder and the second joint each having a recess in a coaxial extension of the piston rod, which grips through the piston rod when the length of the pendulum support changes allowed. In order to prevent dust, dirt and / or water from entering the cylinder, a seal with at least one or more rubber bellows and / or sealing rings is preferably provided.
Alternativ kann die Pendelstütze zur reversiblen Längenveränderung eine elektromechanische Spindel/Spindelmutter-Einheit mit einer als Achse ausgebildeten (Gewinde-) Spindel aufweisen. In dieser Ausführungsform ist die Spindel endseitig mit dem ersten Gelenk verbunden und die Spindelmutter ist zumindest mittelbar am gegenüberliegenden Ende mit dem zweiten Gelenk verbunden, das die Ausnehmung aufweist, die von der Spindel bei einer Längenveränderung der Pendelstütze durchgriffen wird. Hierzu kann die Spindelmutter beispielsweise in einem Zylinder befestigt sein, der wiederum mit dem zweiten Gelenk verbunden ist, das einen der beiden Ankoppelpunkte der Pendelstütze bildet. Durch eine elektrisch steuerbare Rotation der Spindelmutter verschiebt sich die Spindel reversibel in vorgebbarer Richtung, so dass die Länge der Pendelstütze und mithin der Abstand
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die genannten Pendelstützen beschränkt. Vielmehr können beliebige Schiebemechanismen eingesetzt werden, insbesondere kommen als Kolben-Zylinder-Einheit auch Differenzialzylinder und andere Hydraulikzylinderausprägungen zur Anwendung.The present invention is not limited to the aforementioned pendulum supports. Rather, any sliding mechanisms can be used, in particular differential cylinders and other hydraulic cylinder designs are used as the piston-cylinder unit.
Beim Einsatz eines Kreuzgelenkes als zweitem Gelenk zur Anlenkung einer Pendelstütze, die wie die genannten Ausführungsformen (Kolben-Zylinder-Einheit und Spindel/Spindelmutter-Einheit) einen Zylinder oder ein wie auch immer ausgestaltetes Gehäuse besitzen, ergibt sich zudem der Vorteil, dass der Drehfreiheitsgrad des Gehäuses um die Achse der Pendelstütze gesperrt ist. Während die Achse rotieren kann, ist das Gehäuse drehfest mit dem Kreuzgelenk verbunden und daran angeordnete massebehaftete Bauteile (Ventile, Sensoren, etc.) unterliegen keinen unkontrollierten Bewegungen, was anderenfalls zu Vibrationen am Fahrzeugaufbau und/oder zum Anschlagen an angrenzenden Bauteilen führen kann. Auch hierdurch wird Bauraum gewonnen, da entsprechende Bewegungen dieser Bauteile bei der Platzierung weiterer Bauteile nicht berücksichtigt werden müssen.If a universal joint is used as the second joint for articulating a pendulum support which, like the aforementioned embodiments (piston-cylinder unit and spindle / spindle nut unit) has a cylinder or a housing of whatever type, there is also the advantage that the degree of freedom of rotation the housing is locked around the axis of the pendulum support. While the axle can rotate, the housing is non-rotatably connected to the universal joint and mass-attached components (valves, sensors, etc.) arranged thereon are not subject to uncontrolled movements, which can otherwise lead to vibrations on the vehicle body and / or to striking adjacent components. This also saves installation space, since corresponding movements of these components do not have to be taken into account when placing further components.
Beide Pendelstützen, also die Pendelstütze mit einer Kolben-Zylinder-Einheit und die Pendelstütze mit einer elektromechanischen Spindel/Spindelmutter-Einheit, erlauben einen Einbau in die Stabilisationsanordnung ohne eine vorgeschriebene Orientierung. Vorzugsweise ist allerdings vorgesehen, dass in beiden Fällen das untere Gelenk durch das erste Gelenk gebildet wird, das eine Ankopplung der Achse, insbesondere der Koppelstange oder der Spindel, am Querstabilisator schafft. In diesem Fall durchgreift die Achse bei einer Längenveränderung der Pendelstütze das obere Gelenk, das in diesem Fall das zweite Gelenk bildet, und tritt aus der Pendelstütze in Richtung des Fahrzeugaufbaus aus.Both pendulum supports, i.e. the pendulum support with a piston-cylinder unit and the pendulum support with an electromechanical spindle / spindle nut unit, allow installation in the stabilization arrangement without a prescribed orientation. However, it is preferably provided that in both cases the lower joint is formed by the first joint, which creates a coupling of the axis, in particular the coupling rod or the spindle, to the transverse stabilizer. In this case, when the pendulum support changes in length, the axle passes through the upper joint, which in this case forms the second joint, and emerges from the pendulum support in the direction of the vehicle body.
Alternativ wird das obere Gelenk durch das erste Gelenk gebildet, das eine Ankopplung der Achse, insbesondere der Kolbenstange oder Spindel, an einem federnden Radträgerteil schafft. In diesem Fall ist das zweite Gelenk mit der Ausnehmung am unteren Ankoppelpunkt ausgebildet und die Achse durchgreift das untere Gelenk bei einer Längenveränderung der Pendelstütze in Richtung der Fahrbahnoberfläche.Alternatively, the upper joint is formed by the first joint, which creates a coupling of the axle, in particular the piston rod or spindle, to a resilient wheel carrier part. In this case, the second joint is formed with the recess at the lower coupling point and the axis extends through the lower joint when the length of the pendulum support changes in the direction of the road surface.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung und Orientierung der Pendelstütze innerhalb der Stabilisationsanordnung ist vorzugsweise vorgesehen, dass das federnde Radträgerteil, an dem die Pendelstütze am oberen Ankoppelpunkt angelenkt ist, der Radträger selbst oder ein Dämpferrohr ist.Regardless of the specific design and orientation of the pendulum support within the stabilization arrangement is preferred provided that the resilient wheel carrier part on which the pendulum support is articulated at the upper coupling point is the wheel carrier itself or a damper tube.
Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1a-c jeweils eine Pendelstütze mit einer Kolben-Zylinder-Einheit, -
2 eine Pendelstütze mit einer Spindel/Spindelmutter-Einheit und -
3 eine Pendelstütze mit einem Kreuzgelenk.
-
1a-c one pendulum support each with a piston-cylinder unit, -
2 a pendulum support with a spindle / spindle nut unit and -
3 a pendulum support with a universal joint.
Eine alternative Anlenkung einer nur partiell dargestellten Pendelstütze
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- PendelstützeStabilizer
- 22
- KolbenzylindereinheitPiston-cylinder unit
- 33
- Zylindercylinder
- 44
- Kolbenpiston
- 55
- Kolbenstangepiston rod
- 6, 6'6, 6 '
- KugelhülsengelenkBall sleeve joint
- 77
- Kugelhülseball sleeve
- 88th
- Gelenkgehäusejoint housing
- 99
- Ausnehmungrecess
- 10, 1110, 11
- Ankoppelpunktcoupling point
- 1212
- Spindel/Spindelmutter-EinheitSpindle / spindle nut assembly
- 1313
- Zylindercylinder
- 1414
- Spindelmutterspindle nut
- 1515
- Spindelspindle
- 1616
- Verlängerungsstückextension
- 1717
- Führungguide
- 1818
- KreuzgelenkUniversal joint
- 1919
- Gabelabschnittfork portion
- 2020
- Querbohrungcross hole
- 21, 21'21, 21 '
- AchszipfelAchszipfel
- 2222
- Kreuzstückcrosspiece
- 2323
- Achse des ersten AchszipfelpaaresAxis of the first pair of axles
- 24, 24'24, 24 '
- AchszipfelAchszipfel
- 2525
- Gabelabschnittfork portion
- 2626
- Ausnehmungrecess
- 2727
- Achse des zweiten AchszipfelpaaresAxis of the second pair of axles
- 2828
- Aufhängungsuspension
- 2929
- Aufhängungsuspension
- 3030
- oberer Anschlagupper stop
- 3131
- unterer Anschlaglower stop
- 3232
- Pfeilrichtungarrow
- 3333
- Pfeilrichtungarrow
- αα
- Kegelwinkelcone angle
- L1 L 1
- Abstand der AnkoppelpunkteDistance between the coupling points
- L2 L 2
- Verfahrwegtraverse
- L21 L 21
- TeilverfahrwegTeilverfahrweg
- L22 L 22
- TeilverfahrwegTeilverfahrweg
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102004025806 B4 [0002]DE 102004025806 B4 [0002]
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Publications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R230 | Request for early publication | ||
R003 | Refusal decision now final |