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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungstilgung an einem ungefederten Fahrwerksteil eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
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Bei Straßenanregung von komfortorientierten Fahrzeugen kann es aufgrund niedriger Dämpfungseigenschaften und hoher ungefederter Massen zu Zitter-Phänomen im Bereich der Radhubeigenfrequenz kommen.
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Die
DE 199 15 635 A1 beschreibt ein Schwingungssystem zur Dämpfung und Tilgung von Schwingungen einer Kraftfahrzeugachse mit einem Radträger zur Lagerung eines drehbaren Kraftfahrzeugrades. Zur Dämpfung der auf den Fahrzeugaufbau einwirkenden Schwingungen ist eine zwischen dem Radträger und dem Fahrzeugaufbau wirkende erste Federungs- und Dämpfungseinrichtung vorgesehen, bestehend aus einer Fahrwerksfeder mit einem Stoßdämpfer. Radspezifischen Schwingungen des Kraftfahrzeugrades im Fahrbetrieb wirkt ein zusätzliches, mit dem Radträger verbundenes Tilgersystem entgegen, das direkt am Radträger oder an der Felge des Kraftfahrzeugrades angeordnet ist und aus einer Stahlmasse hergestellt sein kann, die so dimensioniert ist, dass die Eigenfrequenz des Tilgersystems geringfügig unterhalb der Eigenfrequenz des Kraftfahrzeugrades liegt.
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Außerdem beschreibt die
DE 10 2016 212 662 A1 eine Radaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug, mit einem ein Fahrzeugrad tragenden Radträger, der in der Fahrzeugquerrichtung über einen Lenkerverband an einem Fahrzeugaufbau angelenkt ist, welcher Lenkerverband zumindest einen Lenker aufweist, der an einer radträgerseitigen Anlenkstelle am Radträger angelenkt ist, und mit einem Rotationsdämpfer, der mit Ein- und Ausfederbewegungen der Radaufhängung beaufschlagbar ist. Diese Radaufhängung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsdämpfer unter Bildung der radträgerseitigen Lenker-Anlenkstelle Bestandteil des Radträgers ist.
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Da im Bereich des Radträgers eines Kraftfahrzeugrades der Bauraum für weitere Fahrwerksteile sehr eng bemessen ist, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Schwingungstilgung nach Art oben genannter, erster Veröffentlichung bereitzustellen, die eine Schwingungstilgung auf einfache Weise ermöglicht und deren Platzbedarf mit den Einbauverhältnissen im Kraftfahrzeug, im Bereich dessen Radaufhängung, vereinbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Nach der Erfindung ist eine Einrichtung zur Schwingungstilgung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugrads an einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Schwingungstilgung wenigstens aus einer Zusatzmasse besteht, welche mittels wenigstens einer Befestigungseinrichtung, schwingfähig, an wenigstens einem beweglichen Fahrwerkslenker angebracht ist.
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Das hat den Vorteil, dass die Radeigenfrequenz der Radaufhängung und damit die maximale Anregung auf die Karosserie durch einen Fahrwerkstilger getilgt werden kann und dadurch reduziert wird, wozu der Fahrwerkstilger bauraumökonomisch gemäß den jeweiligen Platzverhältnissen im Bereich der Radaufhängung des jeweiligen Kraftfahrzeugs untergebracht werden kann. Es können so die benötigten Massen klein gehalten und damit Radprelligkeiten vermieden werden. Ein solcher Tilger, für den Bereich niederiger Eigenfrequenz, insbesondere von 2 bis 15 Hertz, kann sowohl voderachsenseitig, als auch hinterachsenseitig an der Radaufhängung angebracht werden.
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Vorteilhafte Ausführungen der Einrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse über einen Hebelarm am Fahrwerkslenker angebracht ist, wobei der Hebelarm schwingbeweglich am Fahrwerkslenker befestigt ist.
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Auf diese Weise kann die Schwingbewegung der Zusatzmasse gestaltet werden, insbesondere so, dass die Einrichtung zur Schwingungstilgung in der Radaufhängung platzsparend platziert werden kann und so keine anderen Teile, wie zum Beispiel Radführungslenker, in ihrer Schwingbewegung beeinflusst. Außerdem bildet auch der Hebelarm eine Trägheit, die mit der Zusatzmasse die Gesamtträgheit bildet.
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Zusätzlich ist von Vorteil, wenn der Hebelarm mittels wenigstens eines Torsionstilgers am Fahrwerkslenker angebracht ist. Der Torsionstilger ist zur schwingfähigen Lagerung des Hebelarms bevorzugt als Elastomerlager aufgebaut.
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Der Torsionstilger, zusammen mit dem Hebelarm und der Zusatzmasse, kann somit wie eine Wippe aufgebaut sein. Dieses Konzept vereint zwei wesentliche Vorteile miteinander. Durch die Ausführung als Wippe können durch den/die Hebelarme zwischen Drehpunkt und Zusatzmasse hohe Trägheitsmomente mit kleinen, beziehungsweise bregrenzten Massen aufgebracht werden. Dies kommt vor allem den zumeist knappen Bauraumbedingungen in der Radaufhänung und Anforderungen nach geringem Fahrzeuggewicht zu Gute. Und bei einer vertikalen Wirkrichtung des Tilgers ergäbe sich die Schwierigkeit, diesen mit vertikalter Wirkrichtung im Bereich niedriger Frequenzen, insbesondere Radhubeigenfrequenzen ca. 12-15 Hz, so auszuführen, dass die Masse selbst, nicht die Federn des Tilgers durch ihr Eigengewicht nach unten drückt und somit ein freies Schwingen verhindert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung zur Schwingungstilgung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fahrwerkslenker und die Zusatzmasse oder den Hebelarm ein elastischer Abstandhalter eingebracht ist. Ein solcher Abstandhalter kann sowohl als Anschlagpuffer für die schwingende Zusatzmasse am Fahrwekslenker dienen, als auch als Abstandhalter so zwischen Fahrwerkslenker und Zusatzmasse oder Hebelarm eingebracht sein, dass er im Ruhezstand der Radaufhängung mit seinem einen Ende am Fahrwerkslenker und mit seinem anderen Ende an der Zusatzmasse oder dem Hebelarm anliegt. Damit kann über den Abstandhalter vorteilhafterweise eine Progression der Steifigkeit zwischen Zusatzmasse und Fahrwerkslenker eingestellt werden. Vorteilhafterweise liegt dann der Abstandhalter im Ruhezustand lose am Fahrwerklenker an. Der Abstandhalter ist dazu vorteilhafterweise mit der Zusatzmasse oder mit dem Hebelarm mitschwingbar, an einem der beiden angebracht.
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Das Verhältnis der Zusatzmasse des Schwingungstilgers zur Steifigkeit des Torsionslagers und des Abstandshalters ergibt die Wirkfrequenz oder Resonanzfrequenz des Schwingungstilgers. Dieser Frequenz, bevorzugt zwischen 12 und 14 Hertz, sollte der radfrequente Bereich der Radaufhängung beziehungsweise der Achse vorteilhafterweise entsprechen.
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Bei weiteren bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist der Fahrwerkslenker ein oberer Querlenker. Versuche haben gezeigt, dass die auf Fahrzeuginsassen wirkenden Beschleunigungen im Kraftfahrzeug bei Straßenanregungen durch einen Fahrwerkstilger gemäß der Erfindung, platziert am oberen Querlenker, erheblich reduzieren lassen. Eine weitere Möglichkeit der Platzierung wäre eine Befestigung an der Innenseite eines Radträgers.
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Im Falle der Platzierung an einem oberen Querlenker, ist dies besonders vorteilhaft möglich, wenn dieser ein oberer Dreiecksquerlenker ist, der über seine beiden Enden an einem Federbeindom vertikal schwingbar angebracht ist und mit seinem mittigen Traggelenk einen Radträger abstützend, sich wenigstens teilweise um ein Federbein herum erstreckt.
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Wenn dann das Torsionslager mittig am Dreiecksquerlenker angebracht ist und zentrisch den Hebelarm trägt, der sich unterhalb des Dreiecksquerlenkers erstreckt und an jedem seiner Enden jeweils eine Zusatzmasse trägt, an der jeweils Abstandshalter zu jedem Arm des Dreiecksquerlenkers angebracht ist, hat das den Vorteil, dass die Einrichtung zur Schwingungstilgung im Bereich der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugrads an einem Fahrwerklenker schwingfähig so angebracht ist, dass bei minimalem Platzbedarf eine größtmögliche Schwingungstilgung mit geringstmöglicher Fahrzeuggewichtserhöhung durch die Einrichtung zur Schwingungstilgung möglich ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen einzigen Figur näher dargestellt. Diese zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Schwingungstilgung an einem schwingfähigen oberen Dreiecksquerlenker eines nicht gezeichneten Kraftfahrzeugs angelenkt.
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Eine Einrichtung zur Schwingungstilgung für eine teilweise dargestellte Radaufhängung eines nicht gezeichneten Kraftfahrzeugrads an einem nur teilweise gezeichneten Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Schwingungstilgung aus zwei Zusatzmassen (1, 1') besteht, welche über einen Hebelarm 2, dessen Masse, bezüglich der Tilgungseigenschaften, ebenfalls der Zusatzmasse 1,1' zugerechnet wird, in vertikaler Richtung schwingbeweglich, in Art einer Wippe 5, über einen Torsionstilger 3, an einem oberen Dreiecksquerlenker 4 angebracht sind, der ebenfalls schwingfähig, nach dem Stand der Technik über seine beiden Enden 4', 4'' vertikal schwingbar in einem Federbeindom 7 des Kraftfahrzeugs angelenkt ist und mit einem nicht gezeichneten mittigen Traggelenk einen nicht gezeichneten Radträger abstützend, sich wenigstens teilweise um ein Federbein 6 herum erstreckt. Der Torsionstilger 3 ist mittig am Dreiecksquerlenker 4 angebracht und trägt zentrisch den Hebelarm 2, der sich unterhalb des Dreiecksquerlenkers 4 erstreckt und an jedem seiner Enden jeweils die Zusatzmassen 1,1' trägt. So verläuft die aus Hebelarm 2 und Zusatzmassen 1,1' gebildete Wippe 5 im Wesentlichen unterhalb des Dreiecksquerlenkers 4, wobei noch wenigstens ein, nicht gezeichneter, elastischer Abstandhalter so zwischen Dreiecksquerlenker 4 und Zusatzmassen 1, 1' oder Hebelarm 2 eingebracht sein kann, dass der Abstandhalter im Ruhezustand der Radaufhängung mit seinem einen Ende am Dreiecksquerlenker 4 und mit seinem anderen Ende an der jeweiligen Zusatzmasse 1,1' oder dem Hebelarm 2 anliegt. Der Abstandhalter ist, mit der jeweiligen Zusatzmasse 1,1' oder mit dem Hebelarm 2 mitschwingbar, an einem der beiden letzteren angebracht und besteht aus elastisch dämpfendem Material, zum Beispiel aus einem Elastomer.
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Alternativ, je nach vorhandenen Einbauverhältnissen in der Radaufhängung, kann sich die Einrichtung zur Schwingungstilgung auch oberhalb des oberen Dreiecksquerlenkers 4 oder auf dessen beiden Seiten erstrecken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19915635 A1 [0003]
- DE 102016212662 A1 [0004]
