DE10323481A1

DE10323481A1 - Reibungsdämpfer mit regelbarem Stellantrieb

Info

Publication number: DE10323481A1
Application number: DE2003123481
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Causemann
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-30

Abstract

Verstellbarer Reibungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Stellglied, das in Abhängigkeit von sensierten Parametern, die die Fahrzeugbewegung charakterisieren, auf ein Reibungselement bewegungshemmend einwirkt, wobei auf das Reibungselement schwingende Bewegungen von einem Fahrzeugrad übertragen werden, die durch die Reibverbindung zwischen dem Reibungselement und dem Stellkolben gedämpft werden, wobei das Stellglied von einem elektrischen Aktuator bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die DE 197 00 423 C1 beschreibt einen verstellbaren Reibungsdämpfer, der an ein Hydrauliksystem angeschlossen ist und in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung eines Stellkolbens eine Reibkraft erzeugt. Des weiteren umfasst das Hydrauliksystem eine Sensorik, die die Fahrzeugbewegung und/oder die Relativbewegung des Fahrzeugaufbaus zum Rad sensiert.

Aus der DE 40 03 890 A1 ist ein Reibungs-Schwingungsdämpfer für Waschmaschinen bekannt, der in Abhängigkeit der Drehzahl in seiner Reib- und damit seiner Dämpfkraft veränderbar ist. Die Dämpfkraft des Reibungsdämpfers wird angepasst, wenn eine Unwucht der Waschmaschinentrommel auftritt. Dieser spe zielle Anwendungsfall erlaubt eine relativ träge Dämpfkraftverstellung, die durch ein temperaturveränderbares Dehnstoffelement erzeugt wird.

In der DE 30 16 915 C2 wird ebenfalls ein Waschmaschinen Reibungsdämpfer beschrieben, der von einem Elektromotor in seiner Reibkraft einstellbar ist. Der Elektromotor wirkt auf einen Zugdraht, der wiederum eine Reibungshülse in ihrem Durchmesser verändert. Auch dieser Waschmaschinen-Reibungsdämpfer ist mit einer Unwucht-Erfassungseinrichtung verbunden, so dass für die Einstellung des Waschmaschinen-Reibungsdämpfers nur ein einfacher Schwellwert notwendig ist und damit ebenfalls eine gewisse Trägheit des Regelungssystems vertretbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verstellbaren Reibungsdämpfer zu realisieren, der einerseits ausreichend schnell verstellbar ist und andererseits eine Anwendung in einem Kfz ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Stellglied von einem elektrischen Aktuator bewegt wird.

Der große Vorteil eines elektrischen Aktuators besteht darin, dass der gesamte Reibungsdämpfer keine Flüssigkeiten enthält, die bei einer Altfahrzeugentsorgung anfällt. Des weiteren ist das Leistungsgewicht vergleichsweise gut und es treten keine Elastizitäten innerhalb der Kraftübertragung auf, die das angestrebte Dämpfkraftniveau verfälschen würden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist dem elektrischen Aktuator ein Getriebe beigefügt, das eine rotatorische Stellbewegung des Aktuators in eine translatorische Bewegung des Stellglieds umsetzt. Es können einerseits große Druckkräfte und andererseits sehr präzise auch kleine Hubbewegungen des Stellglieds übertragen bzw. ausgeführt werden.

Des weiteren ist vorgesehen dass die Dämpfkraft ausgehend vom einer Stillstand des Reibungselement ein Minimum einnimmt. Damit soll ein weiches Ansprechen des Reibungsdämpfers, z. B. nach einer Änderung der Bewegungsrichtung des ein- oder ausfedernden Rades, erreicht werden.

Gemäß einem Unteranspruch nimmt die Dämpfkraft ausgehend vom Stillstand bis zu einer definierten Drehwinkelschwelle _min des Reibungselements ein Minimum ein. Mit dieser Maßnahme sollen z. B. hochfrequente Radbewegungen mit kleiner Amplitude, dass bedeutet für das Reibungselement einen kleinen Drehwinkel, ausgefiltert werden. Damit kann einerseits die Wärmeentwicklung innerhalb des Reibungsdämpfers reduziert und andererseits der Komfort erhöht werden.

Als weitere komfortsteigernde Maßnahme nimmt die Dämpfkraft unterhalb einer definierten Winkelgeschwindigkeit ' des Reibungselements Dämpfkraft ein Minimum ein. Es soll verhindert werden, dass der Reibungsdämpfer von der Gleitreibung in die Haftreibung übergeht, wodurch eine schlagartige Dämpfkrafterhöhung auftreten würde.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt eine Prinzipdarstellung eines verstellbaren Reibungsdämpfers 1. Innerhalb eines Gehäuses 3 ist ein elektrischer Aktuator 5 in der beispielhaften Bauart eines Innenläufermotors angeordnet, wobei ein Rotor 7 des Aktuators ein Bewegungsinnengewinde 9 aufweist, das in ein Bewegungsaußengewinde 11 eines Stellglieds 13 greift. Der Rotor ist axial fest gelagert, so dass eine rotatorische Bewegung des Aktuators in eine translatorische Bewegung des Stellglieds umgesetzt wird. Der Rotor und die beiden Bewegungsgewinde bilden dabei ein Getriebe. Das gesamte Gehäuse 3 wird über einen Befestigungsflansch 15 mit einem zum Fahrzeugaufbau ortsfesten Bauteil verbunden. Zur Aufnahme von auf das Stellglied einwirkenden Querkräften verfügt das Gehäuse über einen Führungshals 17, in dem Lagerstellen 19 für das Stellglied ausgeführt sind.
Das Stellglied wirkt über Reibbeläge 21 auf ein auf einer Schwenkachse 23 gelagertes Reibungselement 25, das mit einem nicht dargestellten Rad einer Fahrzeugachse verbunden ist. Eine Ein- oder Ausfederungsbewegung des Rades stellt sich als Winkelbewegung des Reibungselements dar, die von einer Sensorik 27 erfasst wird. Die Sensorik liefert an einen Rechner 29 Signale, die absolute und relative Drehwinkel repräsentieren. Durch Differenzierung dieser Signale können Drehwinkelgeschwindigkeiten ' und Drehwinkelbeschleunigungen '' ermittelt werden. Innerhalb eines Speichers des Rechners ist z. B. ein Schwellwert _'min abgelegt, der einer Winkelgrenzgeschwindigkeit entspricht, die kurz vor dem Stillstand der Schwingbewegung erreicht wird. Bei Unterschreiten des Schwellwerts wird die Dämpfkraft auf ein Minimum eingestellt, um ausgehend von der Gleitreibung zwischen dem Reibungselement und dem Stellglied nicht in den Haftreibungszustand zu kommen. Mit dem relativen Drehwinkel kann eine amplitudenselektive Dämpfkrafteinstellung des Reibungsdämpfers erreicht werden. Bis zu einer definierten Drehwinkelschwelle _min des Reibungselements nimmt die Dämpfkraft ein Minimum ein. Dieses relative Drehwinkelsignal wird ausgehend vom Stillstand des Reibungselements erfasst und kann deshalb auch genutzt werden, wenn das Rad eine Federungsbewegung ausführt, dabei kurz eine stationäre Federungsstelle einnimmt und dann beispielsweise weiter einfedert. Damit kann jeweils eine definierte Amplitude bzw. ein definierter Schwenkwinkel des Reibungselements mit einer minimale Dämpfkrafteinstellung des Reibungsdämpfers gekoppelt sein.
Es kann aber auch jede Reibkraft, d. h. Dämpfkraft in Abhängigkeit anderer Parameter (Drehwinkelgeschwindigkeit, Beladung, Achs- und Fahrzeugaufbaubeschleunigung etc.) im Rahme der Fahrwerksregelung erzeugt werden.

Claims

Verstellbarer Reibungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Stellglied, das in Abhängigkeit von sensierten Parametern, die die Fahrzeugbewegung charakterisieren, auf ein Reibungselement bewegungshemmend einwirkt, wobei auf das Reibungselement schwingende Bewegungen von einem Fahrzeugrad übertragen werden, die durch die Reibverbindung zwischen dem Reibungselement und dem Stellkolben gedämpft werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (13) von einem elektrischen Aktuator (5) bewegt wird.
Verstellbarer Reibungsdämpfer nach Anspruch, 1 dadurch gekennzeichnet, dass dem elektrischen Aktuator (5) ein Getriebe (7; 9; 11) beigefügt ist, das eine rotatorische Stellbewegung des Aktuators in eine translatorische Bewegung des Stellglieds (13) umsetzt.
Verstellbarer Reibungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfkraft ausgehend vom Stillstand des Reibungselements (25) ein Minimum einnimmt.
Verstellbarer Reibungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfkraft ausgehend vom Stillstand einer bis zu einer definierten Drehwinkelschwelle _min des Reibungselements (25) ein Minimum einnimmt.
Verstellbarer Reibungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer definierten Winkelgeschwindigkeit ' des Reibungselements (25) die Dämpfkraft ein Minimum einnimmt.