DE102021208302B3

DE102021208302B3 - Motor vehicle wheel suspension with a leaf spring device on each wheel side

Info

Publication number: DE102021208302B3
Application number: DE102021208302.1A
Authority: DE
Inventors: Konrad Weigmann; Björn Mennenga; Sascha Barton-Zeipert; Christian Müller; Vicky Rosenmeyer; Sierk Fiebig; Niklas Hartrumpf; Stefan Wolf; Michael Schiewek; Florian Glaubitz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2041-07-31

Abstract

Eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung (1) weist je Radseite eine Blattfedereinrichtung (10) auf. Die Blattfedereinrichtung umfasst eine erste Blattfeder (11) aus faserverstärktem Kunststoff, und eine zweite Blattfeder (12) aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die erste Blattfeder (11) und die zweite Blattfeder (12) an einem jeweils ersten Ende (11a, 12a) zusammengeführt sind, um eine V-förmige Struktur zu bilden. Weiterhin ist eine erste Befestigungseinrichtung (13) zur schwenkbaren fahrzeugaufbauseitigen Abstützung vorgesehen, welche die zusammengeführten ersten Enden (11a, 12a) der ersten und zweiten Blattfeder (11, 12) aufnimmt und ein Lager (13d) zur schwenkbaren fahrzeugaufbauseitigen Abstützung um eine Drehachse (A) aufweist. Zwischen den ersten Befestigungseinrichtungen (13) oder den Blattfedern (11, 12) beider Blattfedereinrichtungen (10) ist ein längenverstellbarer Aktuator (16) eingekoppelt, um die ersten Befestigungseinrichtungen (13) gleichsinnig um ihre jeweilige Drehachse (A) zu verschwenken.A motor vehicle wheel suspension (1) has a leaf spring device (10) on each wheel side. The leaf spring device comprises a first leaf spring (11) made of fiber-reinforced plastic and a second leaf spring (12) made of fiber-reinforced plastic, the first leaf spring (11) and the second leaf spring (12) being brought together at a respective first end (11a, 12a). to form a V-shaped structure. Furthermore, a first fastening device (13) is provided for the pivotable vehicle body-side support, which receives the brought together first ends (11a, 12a) of the first and second leaf springs (11, 12) and a bearing (13d) for the pivotable vehicle body-side support about an axis of rotation (A ) having. A length-adjustable actuator (16) is coupled between the first fastening devices (13) or the leaf springs (11, 12) of both leaf spring devices (10) in order to pivot the first fastening devices (13) in the same direction about their respective axis of rotation (A).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer Blattfedereinrichtung je Radseite gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a motor vehicle wheel suspension with a leaf spring device on each wheel side according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Radaufhängung ist aus der DE 20 2016 105 828 U1 .A generic suspension is from DE 20 2016 105 828 U1 .

Eine beispielhafte Kraftfahrzeug-Radaufhängung ist aus DE 10 2016 220 325 A1 bekannt und in 2 dargestellt. Die Blattfedereinrichtungen 10 beider Radseiten weisen dabei mit den Spitzen ihrer V-Form, d.h. den ersten Enden 11a, 12a der ersten und zweiten Blattfedern 11, 12, zueinander, so dass sich bei Betrachtung in Fahrzeuglängsrichtung eine X-förmige Blattfederanordnung ergibt, wobei zweiten Blattfedern 12 in Vertikalrichtung über den ersten Blattfedern 11 angeordnet sind. Die ersten, in Einbaulage untenliegenden Blattfedern 11 sind jeweils mit einem zweiten Ende 11 b mit einem Radträger 20 gekoppelt, während die zweiten, in Einbaulage obenliegenden Blattfedern 12 fahrzeugaufbauseitig abgestützt sind. Gemäß einer Ausführungsvariante in DE 10 2016 220 325 A1 ist vorgesehen, die ersten Befestigungseinrichtungen 13 beider Blattfedereinrichtungen 10 über ein Gelenk 17 in Fahrzeugmitte miteinander zu koppeln, so dass ein Stabilisator als gesondertes Bauteil entfallen kann. Durch diese Kopplung wird ein wechselseitiges Einfedern der Blattfedereinrichtungen 10 vermindert und die Gesamtfederrate im Vergleich zu einer Anordnung ohne Kopplung erhöht.An example automotive wheel suspension is off DE 10 2016 220 325 A1 known and in 2 shown. The leaf spring devices 10 on both wheel sides point towards one another with the tips of their V-shape, i.e. the first ends 11a, 12a of the first and second leaf springs 11, 12, so that an X-shaped leaf spring arrangement results when viewed in the longitudinal direction of the vehicle, the second leaf springs 12 are arranged above the first leaf springs 11 in the vertical direction. The first leaf springs 11, which are at the bottom in the installed position, are each coupled at a second end 11b to a wheel carrier 20, while the second leaf springs 12, which are at the top in the installed position, are supported on the vehicle body side. According to an embodiment variant in DE 10 2016 220 325 A1 Provision is made for the first fastening devices 13 of both leaf spring devices 10 to be coupled to one another via a joint 17 in the middle of the vehicle, so that a stabilizer can be omitted as a separate component. This coupling reduces mutual deflection of the leaf spring devices 10 and increases the overall spring rate compared to an arrangement without coupling.

Aus DE 10 2010 022 895 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit Querblattfedern bekannt, an welchen ein Aktuator zur Wankstabilisierung angreift. Die in DE 10 2010 022 895 A1 vorgeschlagenen Lösungen zur Wankstabilisierung sind mit Blattfedereinrichtungen gemäß DE 10 2016 220 325 A1 jedoch nicht kompatibel.Out of DE 10 2010 022 895 A1 a motor vehicle wheel suspension with transverse leaf springs is known, which is acted upon by an actuator for roll stabilization. In the DE 10 2010 022 895 A1 proposed solutions for roll stabilization are in accordance with leaf spring devices DE 10 2016 220 325 A1 but not compatible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und Lösungen für die Einbeziehung einer Wankstabilisierung in eine gattungsgemäße X-Blattfederanordnung aufzuzeigen.The invention is based on the object of remedying this and showing solutions for the inclusion of roll stabilization in a generic X-leaf spring arrangement.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen.To solve this problem, a motor vehicle wheel suspension according to patent claim 1 is proposed.

Hierdurch kann bei einer X-Blattfederanordnung eine aktive Wankstabilisierung realisiert werden. Da die Blattfedern über die Befestigungsanordnungen in Schwenklagern um eine definierte Drehachse gelagert sind, werden Schubkräfte aus der Aktuatorik in den Lagern aufgenommen und nicht etwa in Richtung der Fahrzeugräder weitergeleitet, um dort über andere Strukturen aufgefangen zu werden.In this way, active roll stabilization can be implemented in an X-leaf spring arrangement. Since the leaf springs are mounted about a defined axis of rotation via the fastening arrangements in pivot bearings, shear forces from the actuators are absorbed in the bearings and are not passed on in the direction of the vehicle wheels to be absorbed there by other structures.

Erfindungsgemäß ist der Aktuator längenverstellbar, so dass die Blattfedereinrichtungen beider Radseiten je nach Ansteuerung des Aktuators mehr oder weniger stark verspreizt werden können.According to the invention, the actuator can be adjusted in length, so that the leaf spring devices on both wheel sides can be spread apart to a greater or lesser extent, depending on how the actuator is activated.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.Special embodiments of the invention are the subject of further patent claims.

In einer besonders einfachen Ausführungsvariante ist der Aktuator ein Linearaktuator, welcher unmittelbar zwischen den Befestigungsvorrichtungen bzw. Blattfedern der Blattfedereinrichtungen beider Radseiten eingegliedert werden kann. Durch dessen Längenverstellung kann auf einfache Art und Weise die Wanksteife bzw. Wankrate je nach Bedarf eingestellt werden.In a particularly simple embodiment variant, the actuator is a linear actuator, which can be integrated directly between the fastening devices or leaf springs of the leaf spring devices on both sides of the wheel. By adjusting its length, the roll stiffness or roll rate can be set as required in a simple manner.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung ist an der ersten Befestigungseinrichtung einer der Blattfedereinrichtungen und an der ersten Befestigungseinrichtung der anderen Blattfedereinrichtungen jeweils ein Hebelarm vorgesehen, wobei der Aktuator die Hebelarme miteinander koppelt. Die ersten Befestigungseinrichtungen vereinen hierbei die Lagerung der Blattfedereinrichtungen aus Faserverbundwerkstoff sowie die Funktion der Ankopplung des Aktuators in einem Bauteil. Diese Funktionsintegration ermöglicht eine kompakte Bauweise mit wenigen Komponenten.According to a further particular embodiment of the invention, a lever arm is provided on the first fastening device of one of the leaf spring devices and on the first fastening device of the other leaf spring devices, with the actuator coupling the lever arms to one another. The first fastening devices combine the mounting of the leaf spring devices made of fiber composite material and the function of coupling the actuator in one component. This integration of functions enables a compact design with few components.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Aktuator an die Hebelarme jeweils über ein Gelenk angekoppelt, wodurch Zwängungen im System vermieden werden.In a further embodiment variant, the actuator is coupled to the lever arms via a joint in each case, as a result of which constraints in the system are avoided.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung sind ersten Befestigungseinrichtungen der Blattfedereinrichtungen beider Radseiten gemeinsam an einer Quertraverse eines Hilfsrahmens schwenkbar gelagert, wodurch eine flache Bauweise mit niedrig liegendem Fahrzeugboden begünstigt wird.According to a further special embodiment of the invention, first fastening devices of the leaf spring devices of both wheel sides are pivotably mounted together on a crossbeam of an auxiliary frame, which promotes a flat construction with a low-lying vehicle floor.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung ist das Lager der ersten Befestigungseinrichtung als Gummi-Metall-Lager ausgebildet. Hierdurch können zum einen Kräfte des Aktuators radial zur Drehachse der Befestigungseinrichtung abgestützt werden, so dass an den Blattfedereinrichtungen lediglich Momente um die Drehachse wirksam werden. Zum anderen lassen sich hierdurch die elastokinematische Eigenschaften der Kraftfahrzeug-Radaufhängung gezielt beeinflussen.According to a further special embodiment of the invention, the bearing of the first fastening device is designed as a rubber-metal bearing. As a result, on the one hand, forces of the actuator can be supported radially to the axis of rotation of the fastening device, so that only moments about the axis of rotation become effective on the leaf spring devices. On the other hand, this allows the elastokinematic properties of the motor vehicle wheel suspension to be influenced in a targeted manner.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Blattfedereinrichtung derart konfiguriert, dass die Haupterstreckungsrichtung der ersten Blattfeder und die Haupterstreckungsrichtung der zweiten Blattfeder in entspanntem Zustand der Federeinrichtung einen spitzen Winkel, insbesondere einen spitzen Winkel von 15° bis 35° einschließen.According to a further particular embodiment of the invention, the leaf spring device is configured in such a way that the main direction of extent of the first leaf spring and the main direction of extent of the second leaf spring are relaxed enclose an acute angle, in particular an acute angle of 15° to 35°, in the state of the spring device.

Weiter vorzugsweise ist die Blattfedereinrichtung derart konfiguriert, dass die ersten und zweiten Blattfedern sich jeweils in Fahrzeugquerrichtung erstrecken oder mit der Fahrzeugquerrichtung bei Betrachtung in einer horizontalen Ebene einen Winkel von maximal +/-15° einschließen.More preferably, the leaf spring device is configured such that the first and second leaf springs each extend in the vehicle transverse direction or enclose an angle of maximum +/-15° with the vehicle transverse direction when viewed in a horizontal plane.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer Blattfedereinrichtung je Radseite nach der Erfindung in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, und in
2 eine Ansicht einer herkömmlichen Kraftfahrzeug-Radaufhängung mit einer X-förmigen Blattfederanordnung gemäß DE 10 2016 220 325 A1 .

The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment illustrated in the drawing. The drawing shows in:

1 an embodiment of a motor vehicle wheel suspension with a leaf spring device per wheel side according to the invention seen in the vehicle longitudinal direction, and in
2 a view of a conventional motor vehicle wheel suspension with an X-shaped leaf spring assembly according to DE 10 2016 220 325 A1 .

Das Ausführungsbeispiel in 1 zeigt eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 mit einer Blattfedereinrichtung 10 je Radseite. Über die Blattfedereinrichtungen 10 kann, wie auch in 2 dargestellt, jeweils ein Radträger 20 gegen einen Fahrzeugaufbau 30 und einen Hilfsrahmen 40 abgestützt werden.The embodiment in 1 shows a motor vehicle wheel suspension 1 with a leaf spring device 10 per wheel side. Via the leaf spring devices 10, as also in 2 shown, in each case a wheel carrier 20 is supported against a vehicle body 30 and an auxiliary frame 40 .

Die Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 eignet sich insbesondere für Hinterachsen von Personenkraftfahrzeugen und leichten Nutzfahrzeugen.The motor vehicle wheel suspension 1 is particularly suitable for rear axles of passenger cars and light commercial vehicles.

Jede der beiden Blattfedereinrichtungen 10 weist eine erste Blattfeder 11 und eine zweite Blattfeder 12 auf. Beide Blattfedern 11 und 12 sind aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) gefertigt. Sie können insbesondere stab- oder balkenförmig ausgeführt sein. Die beiden Blattfedern 11 und 12 können wie dargestellt als separate Bauteile ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, beide Blattfedern 11 und 12 in einen aus faserverstärktem Kunststoff gefertigten, einstückigen Körper zu integrieren.Each of the two leaf spring devices 10 has a first leaf spring 11 and a second leaf spring 12 . Both leaf springs 11 and 12 are made from a fiber-reinforced plastic, for example glass-fiber-reinforced plastic (GRP) or carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP). In particular, they can be designed in the form of rods or beams. The two leaf springs 11 and 12 can be designed as separate components, as shown. However, it is also possible to integrate both leaf springs 11 and 12 into a one-piece body made of fiber-reinforced plastic.

Wie 1 ferner entnommen werden kann, können beide Blattfedern 11 und 12 eine unterschiedliche Länge aufweisen. So besitzt vorzugsweise die erste Blattfeder 11 eine größere Länge als die zweite Blattfeder 12.how 1 can also be removed, both leaf springs 11 and 12 can have a different length. The first leaf spring 11 preferably has a greater length than the second leaf spring 12.

Vorzugsweise liegen die erste und zweite Blattfeder 11, 12 in der in 1 dargestellten Vertikalebene übereinander, so dass unter Berücksichtigung der bestimmungsgemäßen Einbaulage an einem Kraftfahrzeug die erste Blattfeder 11 auch als untenliegende Blattfeder und die zweite Blattfeder 12 als obenliegende Blattfeder bezeichnet werden können.The first and second leaf springs 11, 12 are preferably located in the in 1 Vertical plane shown one above the other, so that taking into account the intended installation position on a motor vehicle, the first leaf spring 11 can also be referred to as the leaf spring lying below and the second leaf spring 12 as the leaf spring lying on top.

Weiterhin sind die erste Blattfeder 11 und die zweite Blattfeder 12 einer jeden Blattfedereinrichtung 10 in einer besonderen, nachfolgend näher erläuterten Art und Weise räumlich zueinander angeordnet, um gemeinsam eine federnde V-förmige Struktur zu bilden. Dazu sind vorliegend jeweils ein erstes Ende 11a der ersten Blattfeder 11 und ein erstes Ende 12a der zweiten Blattfeder 12 zusammengeführt und miteinander verbunden, um die Spitze der V-förmigen Struktur zu bilden. Die Spitzen beider Blattfedereinrichtungen 10 weisen dabei zueinander. Die jeweils gegenüberliegenden zweiten Enden 11b und 12b der ersten und zweiten Blattfeder 11, 12 bilden entsprechend die freien Enden der V-Form. Dabei dienen die Spitze der V-förmigen Struktur, d.h. die ersten Enden 11a und 12a und die freien, zweiten Enden 11b, 12b jeweils als Krafteinleitungsstellen in die Blattfedereinrichtung 10.Furthermore, the first leaf spring 11 and the second leaf spring 12 of each leaf spring device 10 are spatially arranged in a special manner, which will be explained in more detail below, in order to jointly form a resilient V-shaped structure. For this purpose, in each case a first end 11a of the first leaf spring 11 and a first end 12a of the second leaf spring 12 are brought together and connected to one another in order to form the tip of the V-shaped structure. The tips of the two leaf spring devices 10 point towards one another. The opposite second ends 11b and 12b of the first and second leaf springs 11, 12 respectively form the free ends of the V-shape. The tip of the V-shaped structure, i.e. the first ends 11a and 12a and the free, second ends 11b, 12b each serve as force application points in the leaf spring device 10.

Zur Erzielung einer möglichst geringe Einbauhöhen kann die V-Form derart ausgeführt sein, dass die Haupterstreckungsrichtung der ersten Blattfeder 11 und die Haupterstreckungsrichtung der zweiten Blattfeder 12 in entspanntem Zustand der Blattfedereinrichtung 10 einen spitzen Winkel α einschließen. Dieser spitze Winkel α liegt vorzugsweise im Bereich von 15° bis 35°, so dass einerseits eine geringe Einbauhöhe gewährleistet werden kann, andererseits ein hinreichendes Einfederungspotenzial zur Energieabsorption zur Verfügung steht. 1 zeigt die Federeinrichtung 10 in etwas komprimiertem Zustand, welcher der Einbaulage im Fahrzeug entspricht.To achieve the lowest possible installation heights, the V-shape can be designed such that the main extension direction of the first leaf spring 11 and the main extension direction of the second leaf spring 12 enclose an acute angle α when the leaf spring device 10 is in the relaxed state. This acute angle α is preferably in the range of 15° to 35°, so that on the one hand a low installation height can be ensured and on the other hand sufficient deflection potential for energy absorption is available. 1 shows the spring device 10 in a somewhat compressed state, which corresponds to the installation position in the vehicle.

An den genannten Krafteinleitungsstellen ist jeweils eine entsprechende Befestigungseinrichtung vorgesehen.A corresponding fastening device is provided at each of the aforementioned force application points.

Eine erste Befestigungseinrichtung 13 ist im Bereich der zusammengeführten ersten Enden 11a und 12a an der ersten und zweiten Blattfeder 11 und 12 angeordnet. Diese erste Befestigungseinrichtung 13 dient in der Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 zur fahrzeugaufbauseitigen Abstützung in etwa in Fahrzeugmitte. Die Blattfedereinrichtung 10 ist im Bereich der Spitzen der V-förmigen Struktur am Fahrzeugaufbau 30 oder einer fahrzeugaufbaufesten Struktur wie beispielsweise einem Hilfsrahmen 40 oder dergleichen abgestützt.A first fastening device 13 is arranged on the first and second leaf springs 11 and 12 in the region of the first ends 11a and 12a that have been brought together. This first fastening device 13 is used in the motor vehicle wheel suspension 1 for support on the vehicle body approximately in the middle of the vehicle. The leaf spring device 10 is supported in the area of the tips of the V-shaped structure on the vehicle body 30 or a structure fixed to the vehicle body, such as an auxiliary frame 40 or the like.

Weiterhin ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Befestigungseinrichtung 14 am freien, zweiten Ende 11b der ersten Blattfeder 11 angeordnet. Die zweite Befestigungseinrichtung 14 dient der radseitigen Abstützung beispielsweise am Radträger 20 oder einem sonstigen Radführungsglied.Furthermore, a second fastening device 14 is arranged on the free, second end 11b of the first leaf spring 11 in the exemplary embodiment shown. The second fastening device 14 is used for wheel-side support, for example on the wheel carrier 20 or some other wheel guide element.

Ferner kann eine dritte Befestigungseinrichtung 15 am freien, zweiten Ende 12b der zweiten Blattfeder 12 zur fahrzeugaufbauseitigen Abstützung in Radnähe vorgesehen sein.Furthermore, a third fastening device 15 can be provided on the free, second end 12b of the second leaf spring 12 for support on the vehicle body near the wheel.

Aufgrund der kürzeren Länge der zweiten Blattfeder 12 kann, wie in 1 beispielhaft dargestellt, deren fahrzeugaufbauseitige Abstützungsstelle am zweiten Endabschnitt 12b der zweiten Blattfeder 12 bei einer Anordnung der Federeinrichtung 10 in Fahrzeugquerrichtung näher zur Fahrzeugmitte liegen als die radseitige Abstützungsstelle der ersten Blattfeder 11.Due to the shorter length of the second leaf spring 12, as in 1 shown by way of example, whose vehicle body-side support point on the second end section 12b of the second leaf spring 12 is closer to the center of the vehicle when the spring device 10 is arranged in the vehicle transverse direction than the wheel-side support point of the first leaf spring 11.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste Befestigungseinrichtung 13 ein Einspannelement 13a zum gegenseitigen Verspannen der ersten Enden 11a und 12a der ersten und zweiten Blattfeder 11, 12 auf. Mittels des Einspannelements 13a kann eine Drehbewegung der ersten Blattfeder 11, welche aus einem Einfedern und/oder einer Verformung derselben resultiert, an die zweite Blattfeder 12 übertragen werden und umgekehrt.At the in 1 In the exemplary embodiment illustrated, the first fastening device 13 has a clamping element 13a for bracing the first ends 11a and 12a of the first and second leaf springs 11, 12 against one another. By means of the clamping element 13a, a rotational movement of the first leaf spring 11, which results from a spring deflection and/or a deformation thereof, can be transmitted to the second leaf spring 12 and vice versa.

Das Einspannelement 13a kann beispielsweise als gabelförmige Klaue ausgeführt sein, in welche die ersten Enden 11a und 12a der ersten und zweiten Blattfeder 11, 12 eingeführt sind. Die Ausgestaltung des Einspannelements 13a ist jedoch nicht auf die Form einer solchen Klaue beschränkt. Vielmehr sind auch andere Ausgestaltungsformen möglich. Ein Verspannen kann beispielsweise mittels Spannbolzen 13b erfolgen, welche die Blattfedern 11, 12 im Bereich des Einspannelements 13a senkrecht durchdringen. Über entsprechende Flanschabschnitte 13c der Klaue kann eine gleichmäßige Verteilung der Spannkraft über die Oberfläche der Enden 11a und 12a erzielt werden.The clamping element 13a can be designed, for example, as a fork-shaped claw into which the first ends 11a and 12a of the first and second leaf springs 11, 12 are inserted. However, the configuration of the clamping member 13a is not limited to the shape of such a claw. Rather, other configurations are also possible. Tensioning can take place, for example, by means of tensioning bolts 13b, which perpendicularly penetrate the leaf springs 11, 12 in the region of the clamping element 13a. A uniform distribution of the clamping force over the surface of the ends 11a and 12a can be achieved via corresponding flange sections 13c of the claw.

Über die erste Befestigungseinrichtung 13 ist die Blattfedereinrichtung 10 fahrzeugaufbauseitig um eine definierte Drehachse A schwenkbar gelagert. Dazu kann die erste Befestigungseinrichtung 13, ohne Beschränkung auf diese Ausführungsvariante, ein Lager 13d zur schwenkbaren Abstützung am Fahrzeugaufbau 30 oder einem am Fahrzeugaufbau 30 vorgesehenen Hilfsrahmen 40 aufweisen.The leaf spring device 10 is mounted pivotably about a defined axis of rotation A on the vehicle body side via the first fastening device 13 . For this purpose, the first fastening device 13 can have a bearing 13d for pivotable support on the vehicle body 30 or an auxiliary frame 40 provided on the vehicle body 30, without being restricted to this embodiment variant.

Das Lager 13d der ersten Befestigungseinrichtung 13 kann beispielsweise als Gummi-Metall-Lager ausgeführt sein.The bearing 13d of the first fastening device 13 can be designed as a rubber-metal bearing, for example.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu beispielhaft ein Lagerauge in die erste Befestigungseinrichtung 13 integriert, während der zugehörige Lagerbolzen aufbauseitig festgelegt ist. Eine Umkehrung der Anordnung von Lagerbozen und Lagerauge ist ebenfalls möglich.In the exemplary embodiment shown, a bearing eye is integrated into the first fastening device 13, while the associated bearing pin is fixed on the body. A reversal of the arrangement of bearing pin and bearing eye is also possible.

Die aufbauseitige, schwenkbare Lagerung der ersten Befestigungseinrichtungen 13 der Blattfedereinrichtungen 10 beider Radseiten kann beispielsweise an einer Quertraverse 41 des Hilfsrahmens 40 erfolgen.The first fastening devices 13 of the leaf spring devices 10 of both wheel sides can be mounted pivotably on the body side, for example on a cross member 41 of the auxiliary frame 40 .

Die zweite Befestigungseinrichtung 14 kann beispielsweise eine Lageraufnahme 14a zur schwenkbaren Abstützung an einem Radträger aufweisen. 1 zeigt hierzu rein beispielhaft eine als Gabel ausgebildete Lageraufnahme 14a, über welche beispielsweise ein Gummilager aufgenommen werden kann. Wie im Rahmen der ersten Befestigungseinrichtung 13 bereits erläutert, sind als Lageraufnahme 14a jedoch grundsätzlich auch andere Strukturen wie beispielsweise ein Lagerbolzen oder dergleichen möglich.The second fastening device 14 can have, for example, a bearing mount 14a for pivotable support on a wheel carrier. 1 shows a bearing receptacle 14a designed as a fork, purely by way of example, via which, for example, a rubber bearing can be accommodated. As already explained in the context of the first fastening device 13, however, other structures such as a bearing pin or the like are also fundamentally possible as the bearing receptacle 14a.

Grundsätzlich ist es möglich, das zweite Ende 12b der zweiten Blattfeder 12 unmittelbar an einer aufbauseitigen Struktur zu befestigen. Im einfachsten Fall besteht die dritte Befestigungseinrichtung 15 dann lediglich aus einem oder mehreren Befestigungsmitteln wie Spannbolzen und dergleichen. Jedoch kann auch an dieser Stelle eine beispielsweise gelenkige Ankopplung vorgesehen werden, um einen zusätzlichen Freiheitsgrad einzuführen.In principle, it is possible to fasten the second end 12b of the second leaf spring 12 directly to a structure on the body. In the simplest case, the third fastening device 15 then consists only of one or more fastening means such as clamping bolts and the like. However, an articulated coupling, for example, can also be provided at this point in order to introduce an additional degree of freedom.

Überdies ist es möglich, über die dritte Befestigungseinrichtung 15 Relativbewegungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau oder der fahrzeugaufbaufesten Struktur, welche sich infolge der Verformung der zweiten Blattfeder 12 kaum vermeiden lassen, zu kompensieren. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist hierzu die dritte Befestigungseinrichtung 15 ein Koppelelement 15a zur Verbindung des freien Endes der zweiten Blattfeder 12 von unten an einem Abschnitt des Fahrzeugaufbaus auf. Zu dessen näherer Ausgestaltung sowie zur aufbauseitigen Anbindung der zweiten Blattfeder 12 wird auf DE 10 2016 220 325 A1 , DE 10 2018 206 023 A1 , DE 102018215 111 B3 und DE 10 2019 203 366 A1 verwiesen, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung einbezogen wird.In addition, it is possible to use the third fastening device 15 to compensate for movements relative to the vehicle body or the structure fixed to the vehicle body, which can hardly be avoided as a result of the deformation of the second leaf spring 12 . At the in 1 For this purpose, in the exemplary embodiment illustrated, the third fastening device 15 has a coupling element 15a for connecting the free end of the second leaf spring 12 from below to a section of the vehicle body. For its more detailed design and for the body-side connection of the second leaf spring 12 is on DE 10 2016 220 325 A1 , DE 10 2018 206 023 A1 , DE 102018215 111 B3 and DE 10 2019 203 366 A1 referenced, the relevant disclosure content of which is hereby expressly included in the present disclosure.

Erfindungsgemäß ist zwischen den ersten Befestigungseinrichtungen 13 beider Blattfedereinrichtungen 10 ein Aktuator 16 eingekoppelt, um die ersten Befestigungseinrichtungen 13 gleichsinnig um ihre jeweilige Drehachse A zu verschwenken. Vorzugsweise verbindet der Aktuator 16 die beiden ersten Befestigungseinrichtungen 13 in der Art eines Koppelgestänges. Der Aktuator 16 ist eine fremdenergiebetriebene Antriebseinrichtung.According to the invention, an actuator 16 is coupled between the first fastening devices 13 of both leaf spring devices 10 in order to pivot the first fastening devices 13 about their respective axis of rotation A in the same direction. The actuator 16 preferably connects the two first fastening devices 13 in the manner of a coupling linkage. The actuator 16 is a drive device operated by external energy.

Federt die in 1 dargestellte Kraftfahrzeug-Hinterachse gegensinnig, beispielsweise die linke Radseite ein und die rechte Radseite aus, kann durch ein Schwenken der linken Blattfedereinrichtung 10 im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse A der zugehörigen Befestigungseinrichtung 13 das Einfedern auf der linken Radseite verringert werden. Wird die rechte Befestigungseinrichtung 13 gleichsinnig zur linken Befestigungseinrichtung 13, d.h. ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn um ihre Drehachse A geschwenkt, so verringert sich auf der rechten Radseite das Ausfedern. Hierdurch kann das Ausmaß des Wankens aktiv reduziert werden. Durch eine entsprechende Ansteuerung des fremdenergiebetätigten Aktuators 16 kann somit eine aktive Wankstabilisierung in Richtung einer Horizontierung des Fahrzeugaufbaus erzielt werden.Springs the in 1 motor vehicle rear axle shown in opposite directions, for example the left wheel side in and the right wheel side out, can be reduced by pivoting the left-hand leaf spring device 10 counterclockwise about the axis of rotation A of the associated fastening device 13 on the left-hand side of the wheel. If the right fastening device 13 is pivoted about its axis of rotation A in the same direction as the left fastening device 13, ie also counterclockwise, the rebound on the right side of the wheel is reduced. As a result, the extent of the rolling can be actively reduced. Active roll stabilization in the direction of leveling the vehicle body can thus be achieved by appropriate activation of the externally powered actuator 16 .

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels, bei welchem der Aktuator 16 die Befestigungseinrichtungen 13 direkt miteinander koppelt, kann der Aktuator 16 auch an Abschnitte der Blattfedern 11, 12 beider Radseiten angekoppelt sein. Da die Blattfedern 11, 12 jedoch vorliegend aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sind, an welchen der Anschluss weiterer Bauteile mit größerem Aufwand verbunden ist, ist es zu bevorzugen, die Ankopplung des Aktuators 16 an den Befestigungseinrichtungen 13 vorzunehmen.In a modification of the exemplary embodiment shown, in which the actuator 16 couples the fastening devices 13 directly to one another, the actuator 16 can also be coupled to sections of the leaf springs 11, 12 on both wheel sides. However, since the leaf springs 11, 12 in the present case are made of a fiber composite material, to which the connection of further components is associated with greater effort, it is preferable to couple the actuator 16 to the fastening devices 13.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zur Ankopplung des Aktautors 16 an der ersten Befestigungseinrichtung 13 einer der Blattfedereinrichtungen 10 und an der ersten Befestigungseinrichtung 13 der anderen Blattfedereinrichtungen 10 jeweils ein Hebelarm 13e vorgesehen. Der Hebelarm 13e kann an der Befestigungseinrichtung 13, insbesondere dem Einspannelement 13a und dem Lager 13d, starr angekoppelt sein oder einstückig integriert sein. Die Ausrichtung des Hebelarms 13e richtet sich dabei nach den jeweiligen räumlichen Gegebenheiten und kann daher von der dargestellten Ausrichtung abweichen.In the exemplary embodiment shown, a lever arm 13e is provided for coupling the actuator 16 to the first fastening device 13 of one of the leaf spring devices 10 and to the first fastening device 13 of the other leaf spring devices 10 . The lever arm 13e can be rigidly coupled to the fastening device 13, in particular the clamping element 13a and the bearing 13d, or can be integrated in one piece. The alignment of the lever arm 13e depends on the respective spatial conditions and can therefore deviate from the alignment shown.

Der Aktuator 16 ist an die Hebelarme 13e beider Blattfedereinrichtungen 10 jeweils über ein Gelenk 17 angekoppelt. Er kann, muss jedoch nicht aufbauseitig abgestützt sein.The actuator 16 is coupled to the lever arms 13e of both leaf spring devices 10 via a joint 17 in each case. It can, but does not have to, be supported on the body.

Der Aktuator 16 ist längenverstellbar ausgebildet. Durch eine Längenverstellung kann das Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinfluss werden. Im deaktivierten Zustand bleibt die Kopplung zwischen beiden Blattfedereinrichtungen 10 erhalten, so dass hierbei die Grundfunktion eines Stabilisators bestehen bleibt. Durch Aktivierung des Aktuators 16 kann, wie bereits erwähnt, dass Wankverhalten jedoch zusätzlich beeinflusst werden, beispielsweise im Sinne einer verstärkten Horizontierung des Fahrzeugaufbaus 30.The actuator 16 is adjustable in length. The rolling behavior of the motor vehicle can be influenced by adjusting the length. In the deactivated state, the coupling between the two leaf spring devices 10 is retained, so that the basic function of a stabilizer is retained. As already mentioned, activating the actuator 16 can additionally influence the rolling behavior, for example in the sense of an increased leveling of the vehicle body 30.

In einer Ausführungsvariante ist der Aktuator 16 ein Linearaktuator, der vorzugsweise elektrisch betätigt ist.In one embodiment variant, the actuator 16 is a linear actuator, which is preferably electrically actuated.

Die vorstehend erläuterten Blattfedereinrichtungen 10 sind Teil eine Kraftfahrzeug-Hinterachse, welche im Übrigen beispielsweise wie in 2 dargestellt ausgeführt sein kann.The leaf spring devices 10 explained above are part of a motor vehicle rear axle, which is otherwise, for example, as shown in 2 shown can be executed.

Der bereits erwähnte Radträger 20, ist zusätzlich zu der Blattfedereinrichtung 10 über weitere Radführungsglieder gegen den Fahrzeugaufbau 30 oder eine fahrzeugaufbaufeste Struktur wie den Hilfsrahmen 40 abgestützt.The already mentioned wheel carrier 20 is supported in addition to the leaf spring device 10 via further wheel guide members against the vehicle body 30 or a structure fixed to the vehicle body such as the auxiliary frame 40 .

Die weiteren Radführungsglieder umfassen vorliegend je Radseite einen Längslenker 22 sowie einen oberen Querlenker 23 und einen unteren Querlenker 24.In the present case, the other wheel control elements comprise a trailing arm 22 on each wheel side, as well as an upper transverse link 23 and a lower transverse link 24.

Weiterhin ist ein Schwingungsdämpfer 25 zu erkennen, welcher sich mit einem Ende am Radträger 20, gegebenenfalls auch an einem Radführungsglied, und mit seinem anderen Ende am Fahrzeugaufbau 30 abstützt.Furthermore, a vibration damper 25 can be seen, which is supported with one end on the wheel carrier 20, optionally also on a wheel guide member, and with its other end on the vehicle body 30.

Die vorliegende Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 kommt ohne eine Schraubenfeder zur Abstützung der Fahrzeugmasse aus. Deren Funktion wird vorliegend durch die Blattfedereinrichtungen 10 übernommen. Es ist jedoch möglich, in einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1, welche Blattfedereinrichtungen 10 der oben erläuterten Art beinhaltet, zusätzlich herkömmliche Schraubenfedern zur Abstützung der Fahrzeugmasse einzusetzen.The present motor vehicle wheel suspension 1 manages without a helical spring to support the vehicle mass. In the present case, their function is taken over by the leaf spring devices 10 . However, it is possible to additionally use conventional coil springs to support the vehicle mass in a motor vehicle wheel suspension 1 which contains leaf spring devices 10 of the type explained above.

Die dargestellte Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 ist lediglich beispielhafter Natur, um die Einbaulage der Blattfedereinrichtungen 10 in einer solchen näher zu erläutern. Es muss daher ausdrücklich betont werden, dass entsprechende Federeinrichtungen 10 auch in anderen Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 als dargestellt zum Einsatz kommen können, um die Masse des Fahrzeugaufbaus gegen die Fahrzeugräder abzustützen und gegebenenfalls zusätzlich Radführungsaufgaben zu übernehmen.The illustrated motor vehicle wheel suspension 1 is only of an exemplary nature in order to explain the installation position of the leaf spring devices 10 in such a detail. It must therefore be expressly emphasized that corresponding spring devices 10 can also be used in motor vehicle wheel suspensions 1 other than those shown, in order to support the mass of the vehicle body against the vehicle wheels and, if necessary, to take on additional wheel control tasks.

Die oben erläuterten Blattfedereinrichtungen 10 sind derart in die Kraftfahrzeug-Radaufhängung 1 eingebaut, dass sich die ersten und zweiten Blattfedern 11 und 12 jeweils in Fahrzeugquerrichtung y erstrecken oder mit der Fahrzeugquerrichtung y bei Betrachtung in einer horizontalen Ebene xy einen Winkel von maximal +/-15° einschließen.The leaf spring devices 10 explained above are installed in the motor vehicle wheel suspension 1 in such a way that the first and second leaf springs 11 and 12 each extend in the vehicle transverse direction y or at an angle of maximum +/-15 with the vehicle transverse direction y when viewed in a horizontal plane xy ° include.

Ferner erstrecken sich die Blattfedereinrichtungen 10 jeweils sehr weit in Richtung Fahrzeugmitte, wodurch sich für die ersten und zweiten Blattfedern 11 und 12 eine große Länge mit entsprechend hohem Energieabsorptionsvermögen ergibt. Durch die gewählte V-Form bleibt die Bauhöhe in Fahrzeughochrichtung z gleichwohl gering.Furthermore, the leaf spring devices 10 each extend very far in the direction of the center of the vehicle, resulting in a great length for the first and second leaf springs 11 and 12 with a correspondingly high energy absorption capacity. Through the selected V-shape, the overall height in the vertical direction z of the vehicle remains low.

In Ruhestellung des Fahrzeugs auf einer horizontalen Fläche horizontal verlaufen die ersten Blattfedern 11 überwiegend horizontal, d.h. sie schließen mit einer horizontalen Ebene xy einen Winkel von maximal +/- 10° ein.When the vehicle is at rest on a horizontal surface, the first leaf springs 11 run predominantly horizontally, i.e. they enclose an angle of maximum +/-10° with a horizontal plane xy.

Um eine möglichst große Länge der Federeinrichtung 10 in Fahrzeugquerrichtung y zu realisieren, können die ersten Befestigungseinrichtungen 13 in Fahrzeugquerrichtung y bezogen auf die Spurweite des Fahrzeugs vorzugsweise in einem mittleren Drittel, und weiter bevorzugt in einem mittleren Fünftel, um die Längsmittelachse des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Anbindung am Hilfsrahmen 40 erfolgt vorliegend beispielweise über ein Gummilager in der Aufnahme 13d der ersten Befestigungseinrichtung 13, so dass die Blattfedereinrichtung 10 um die in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende Drehachse A schwenken kann.In order to achieve the greatest possible length of the spring device 10 in the vehicle transverse direction y, the first fastening devices 13 can be arranged in the vehicle transverse direction y, preferably in a middle third, and more preferably in a middle fifth, around the longitudinal center axis of the vehicle in relation to the track width of the vehicle. The connection to the auxiliary frame 40 takes place here, for example, via a rubber bearing in the receptacle 13d of the first fastening device 13, so that the leaf spring device 10 can pivot about the axis of rotation A running in the longitudinal direction x of the vehicle.

Die ersten Befestigungseinrichtungen 13 sind in Fahrzeugquerrichtung y vorzugsweise in einem Mittelbereich angeordnet, welcher in Fahrzeugquerrichtung y durch die Längsträger 31 des Fahrzeugaufbaus 30 begrenzt wird.The first fastening devices 13 are preferably arranged in a central area in the vehicle transverse direction y, which is delimited in the vehicle transverse direction y by the longitudinal beams 31 of the vehicle body 30 .

Hierdurch ergibt sich eine flachbauende Kraftfahrzeugachse, welche eine niedrige Kofferraum- bzw. Laderaumkante und eine hohe Kofferraum- bzw. Laderaumbreite ermöglicht.This results in a flat motor vehicle axle, which enables a low trunk or loading space edge and a high trunk or loading space width.

Der Gewichtsvorteil der Blattfedern 11 und 12 aus faserverstärktem Kunststoff kann praktisch vollständig in eine Gewichtsverminderung des Fahrzeuggewichts umgesetzt werden, da im Bereich der aufbauseitigen Anbindung der Blattfedereinrichtungen 10 keine gewichtserhöhenden Versteifungsmaßnahmen erforderlich werden.The weight advantage of the leaf springs 11 and 12 made of fiber-reinforced plastic can be converted practically completely into a weight reduction of the vehicle weight, since no weight-increasing stiffening measures are necessary in the area of the body-side connection of the leaf spring devices 10 .

Durch die Aktuierung der Schnittstelle zwischen den Blattfedereinrichtungen 10 lässt sich im Rahmen eines speziellen Hinterachskonzepts mit X-förmig angeordneten Blattfedern 11, 12 eine aktive Wankstabilisierung als Zusatzfunktion relativ einfach darstellen. Die Wirkung der Stabilisierung lässt sich dynamisch verstellen.By actuating the interface between the leaf spring devices 10, active roll stabilization as an additional function can be implemented relatively easily as part of a special rear axle concept with leaf springs 11, 12 arranged in an X-shape. The effect of the stabilization can be adjusted dynamically.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kraftfahrzeug-Radaufhängungautomotive wheel suspension
1010: Blattfedereinrichtungleaf spring device
1111: erste Blattfeder, untenliegendfirst leaf spring, below
1212: zweite Blattfeder, obenliegendsecond leaf spring, overhead
11a11a: erstes Ende der ersten Blattfeder 11first end of the first leaf spring 11
11b11b: zweites Ende der ersten Blattfeder 11second end of the first leaf spring 11
12a12a: erstes Ende der zweiten Blattfeder 12first end of the second leaf spring 12
12b12b: zweites Ende der zweiten Blattfeder 11second end of the second leaf spring 11
1313: erste Befestigungseinrichtungfirst fastener
13a13a: Einspannungclamping
13b13b: Spannbolzenclamping bolt
13c13c: Flanschabschnittflange section
13d13d: Lagercamp
13e13e: Hebelarmlever arm
1414: zweite Befestigungseinrichtungsecond fastener
14a14a: Aufnahme für Lager (Lageraufnahme)Mount for bearing (bearing mount)
1515: dritte Befestigungseinrichtungthird fastener
15a15a: Koppelelementcoupling element
1616: Aktuatoractuator
1717: Gelenkjoint
2020: Radträgerwheel carrier
2222: Längslenkertrailing arm
2323: oberer Querlenkerupper wishbone
2424: unterer Querlenkerlower wishbone
2525: Schwingungsdämpfervibration damper
3030: Fahrzeugaufbauvehicle body
3131: Längsträgerside members
4040: Hilfsrahmensubframe
4141: Quertraversecrossbeam
AA: Drehachseaxis of rotation
xx: Fahrzeuglängsrichtungvehicle longitudinal direction
yy: Fahrzeugquerrichtungvehicle transverse direction
ze.g: Fahrzeughochrichtungvehicle elevation
αa: Winkelangle

Claims

Motor vehicle wheel suspension with a leaf spring device (10) on each wheel side, each leaf spring device (10) comprising: a first leaf spring (11) made of fiber-reinforced plastic, a second leaf spring (12) made of fiber-reinforced plastic, the first leaf spring (11) and the second leaf spring (12) are brought together at respective first ends (11a, 12a) to form a V-shaped structure, and a first fastening device (13) which fastens the brought together first ends (11a, 12a) of the first and second leaf springs ( 11, 12) and has a bearing (13d) for pivoting support on the vehicle body side about an axis of rotation (A), an actuator (16) being coupled between the first fastening devices (13) or the leaf springs (11, 12) of both leaf spring devices (10) in order to pivot the first fastening devices (13) in the same direction about their respective axis of rotation (A), characterized in that that the actuator (16) is adjustable in length.

Motor vehicle wheel suspension claim 1 , characterized in that the actuator (16) is a linear actuator.

Motor vehicle wheel suspension claim 1 or2, characterized in that a lever arm (13e) is provided on the first fastening device (13) of one of the leaf spring devices (10) and on the first fastening device (13) of the other leaf spring devices (10), and the actuator (16) is the lever arm (13e) couples to each other.

Motor vehicle wheel suspension claim 3 , characterized in that the actuator (16) is coupled to the lever arms (13e) via a joint (17).

Motor vehicle wheel suspension claim 3 or4, characterized in that the first fastening devices (13) of the leaf spring devices (10) of both wheel sides are pivotably mounted together on a crossbar (41) of an auxiliary frame (40).

Motor vehicle wheel suspension according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the bearing (13d) of the first fastening device (13) is a rubber-metal bearing.

Motor vehicle wheel suspension according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the main extension direction of the first leaf spring (11) and the main extension direction of the second leaf spring (12) in the relaxed state of the spring device (10) enclose an acute angle (α.

Motor vehicle wheel suspension according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the first and second leaf springs (11, 12) each extend in the vehicle transverse direction or enclose an angle of maximum +/-15° with the vehicle transverse direction when viewed in a horizontal plane.