DE29521157U1 - Vehicle axle with adjustable stabilizer - Google Patents
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Description
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Fahrzeugachse mit verstellbarem StabilisatorVehicle axle with adjustable stabilizer
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse entsprechend dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.The invention relates to a vehicle axle according to the preamble of claim 1.
Aus der U.S. 4 491 342 ist eine Fahrzeugachse, umfassend einen Verbundlenker, an dessen Enden jeweils mindestens ein Achslenker angeordnet ist, wobei der Verbundlenker quer zur Fahrzeugachse verläuft und von der einfachen ebenen Profilform abweicht, ein Stabilisator der innerhalb des Verbundlenkers angeordnet ist und in Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern steht, mindestens einem Lagersatz, der mindestens einen der Achslenker torsionskraftfrei von dem Verbundlenker entkoppelt, bekannt.From US 4,491,342, a vehicle axle is known, comprising a twist beam, at each end of which at least one axle beam is arranged, the twist beam running transversely to the vehicle axle and deviating from the simple flat profile shape, a stabilizer which is arranged within the twist beam and is in operative connection with vehicle wheels, at least one bearing set which decouples at least one of the axle beams from the twist beam without torsion force.
Diese Art einer Fahrzeugachse ist in ihrem Aufbau nicht nur einfach und relativ kostengünstig, sondern bietet einen anerkannten Bauraumvorteil, der zu einer weiten Verbreitung dieses Achstyps geführt hat.This type of vehicle axle is not only simple and relatively inexpensive in its construction, but also offers a recognized space advantage, which has led to the widespread use of this type of axle.
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In dem Artikel „Wankausgleich - ein System zur Verbesserung von aktiver Sicherheit und Fahrkomfort" in der „Automobiltechnischen Zeitschrift 95" von 1993, 1, S. 20 - 24, der Autoren Oehlerking, Oberlack, Sauer und Steinkopf wird eine Wankabstützung eines Fahrzeuges unter Verwendung eines hydraulischen Aktuators beschrieben, der am Stabilisator angreift. Aus der Gesamtdarstellung des Systems im Kraftfahrzeug ist ersichtlich, daß der vorhandene Bauraum, insbesondere wenn man noch die obligatorische Reservereifenmulde beibehält, sehr knapp bemessen ist.In the article "Roll compensation - a system for improving active safety and driving comfort" in the "Automobiltechnische Zeitschrift 95" from 1993, 1, pp. 20 - 24, by the authors Oehlerking, Oberlack, Sauer and Steinkopf, a roll support for a vehicle is described using a hydraulic actuator that acts on the stabilizer. From the overall representation of the system in the vehicle, it is clear that the available installation space is very limited, especially if the obligatory spare tire well is retained.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders raumsparende Fahrzeugachse zu realisieren, die ein Wankverhalten des Fahrzeugs beeinflussen läßt.The object of the present invention is to realize a particularly space-saving vehicle axle that can influence the rolling behavior of the vehicle.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem der Stabilisator als eine Stabilisatoranordnung mit einem Schwenkmotor ausgeführt ist, wobei Schwenkmotor mit seiner ersten Motoreingangsseite mit dem Stabilisator und über seine zweite Motoreingangsseite wirkmäßig mit einem der ersten Motoreingangsseite gegenüberliegenden Rad verbunden ist, wobei über den Schwenkmotor durch Energiezufuhr die Vorspannung in der Stabilisatoranordnung einsteilbar ist. Die Integration des Schwenkmotors in den Verbundlenker schafft eine deutliche Verbesserung des Bauraumaufwands, so daß die bisher bekannten Vorzüge einer beliebigen Fahrzeugachse mit einem Verbundlenker nicht beeinträchtigt werden.According to the invention, the object is achieved in that the stabilizer is designed as a stabilizer arrangement with a swivel motor, whereby the swivel motor is connected with its first motor input side to the stabilizer and via its second motor input side effectively to a wheel opposite the first motor input side, whereby the preload in the stabilizer arrangement can be adjusted by supplying energy via the swivel motor. The integration of the swivel motor into the twist-beam creates a significant improvement in the installation space required, so that the previously known advantages of any vehicle axle with a twist-beam are not impaired.
Des weiteren ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, daß der Stabilisator zweigeteilt ausgeführt ist, wobei jeweils ein Längenabschnitt des Stabilisators mit jeweils einer der Motoreingangsseiten des Schwenkmotors verbunden ist. Der Schwenkmotor kann an beliebiger Stelle zwischen den beiden Längenabschnitten angeordnet sein. Aus Gründen der Teilevielzahl sind die Längenabschnitte der Stabilisatorteile aber gleich lang ausgebildet.Furthermore, in one embodiment, the stabilizer is designed in two parts, with one length section of the stabilizer being connected to one of the motor input sides of the swivel motor. The swivel motor can be arranged anywhere between the two length sections. However, due to the large number of parts, the length sections of the stabilizer parts are the same length.
Damit der Schwenkmotor für die Montage oder Demontage leicht zugänglich ist, besteht der Verbundlenker aus zwei Verbundlenkerteilen, die im Bereich desTo ensure that the swivel motor is easily accessible for assembly or disassembly, the torsion beam consists of two torsion beam parts that are
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Schwenkmotor miteinander verbunden sind. Zusätzlich ergeben sich größere Gestaltungsfreiheiten für das Profil des Verbundlenkers außerhalb des Bereichs, in dem der Schwenkmotor angeordnet ist. Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft herausgestellt, daß der Verbundlenker im Bereich des Schwenkmotors eine Durchmessererweiterung aufweist. Wird die Durchmessererweiterung auf eine Länge begrenzt, die der Länge des Schwenkmotors entspricht, so wird der Schwenkmotor über den Verbundienker axial innerhalb der Stabilisatoranordnung fixiert. Zusätzliche Fixierungsmittel sind nicht mehr erforderlich.Swivel motors are connected to one another. In addition, there is greater freedom of design for the profile of the twist link outside the area in which the swivel motor is arranged. In this context, it has proven to be advantageous that the twist link has an increased diameter in the area of the swivel motor. If the increased diameter is limited to a length that corresponds to the length of the swivel motor, the swivel motor is fixed axially within the stabilizer arrangement via the swivel link. Additional fixing means are no longer required.
Bei einer alternativen Variante der Stabilisatoranordnung ist der Schwenkmotor einerseits an einem Ende des Stabilisators angeordnet und andererseits mit dem nächstliegenden Achslenker verbunden. Praktisch gibt es nur einen einzigen Stabilisator, an dessen Ende der Schwenkmotor angreift. Da der Verbundlenker als ein Hohlprofil, beispielsweise als Rohr, ausgeführt ist, ist der Schwenkmotor stets über das Ende des Verbundlenkers zugänglich.In an alternative variant of the stabilizer arrangement, the swivel motor is arranged on one end of the stabilizer and on the other hand is connected to the nearest axle link. In practice, there is only one stabilizer, at the end of which the swivel motor is attached. Since the twist link is designed as a hollow profile, for example as a tube, the swivel motor is always accessible via the end of the twist link.
Bei der konstruktiven Ausgestaltung kommt ein Schwenkmotor zur Anwendung, der einen Zylinder umfaßt, der endseitig verschlossen ist und einen Arbeitsraum bildet, wobei am Innendurchmesser des Zylinders Rippen verlaufen, eine Motorwelle mit Flügeln, die dieselbe axiale Erstreckung besitzen wie die Rippen des Zylinders, wobei die Flügel der Motorwelle und die Rippen des Zylinders einzelne Arbeitskammern bilden, die mittels mindestens zweier Hydraulikanschlüsse extern durch Zustrom und Abfluß eine Drehbewegung der Motorwelle zum Zylinder bewirken. Mit einem solchen Schwenkmotor können die nötigen Vorspannungskräfte schnell und sicher aufgebracht werden. Der Konstruktionsaufwand hält sich zudem in Grenzen.The design uses a swivel motor that includes a cylinder that is closed at the end and forms a working space, with ribs running along the inner diameter of the cylinder, a motor shaft with vanes that have the same axial extension as the ribs of the cylinder, with the vanes of the motor shaft and the ribs of the cylinder forming individual working chambers that cause a rotary movement of the motor shaft to the cylinder by means of at least two external hydraulic connections through inflow and outflow. With such a swivel motor, the necessary preload forces can be applied quickly and safely. The design effort is also limited.
Anhand er folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail using the following description of the figures.
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Es zeigt:It shows:
Fig. 1 Fahrzeugachse in Gesamtansicht mit zweigeteiltem Verbundlenker
Fig. 2 Detaildarstellung des zur Fig. 1 gehörigen Schwenkmotors
Fig. 3 Gesamtdarstellung einer Fahrzeugachse mit endseitigem Schwenkmotor
Fig. 4 Schwenkmotor der Fahrzeugachse nach Fig. 3Fig. 1 Vehicle axle in overall view with two-part twist beam
Fig. 2 Detailed view of the swivel motor corresponding to Fig. 1
Fig. 3 Overall view of a vehicle axle with end-mounted swivel motor
Fig. 4 Swivel motor of the vehicle axle according to Fig. 3
Die Figur 1 zeigt eine Fahrzeugachse 1, die einen Verbundlenker 3 aufweist, der an seinem linken Ende einen Achsträger 5a in der Ausführung eines Länglenkers aufweist, wobei zwischen dem Verbundlenker und dem Längslenker eine torsionsfeste Verbindung 7 vorliegt. Am Längslenker sind ein Radträger 9a und ein Federbein 11a angeordnet. Am rechten Ende des Verbundlenkers ist ein weiterer Längslenker 5b mit Radträger 9b und Federbein 11b angeordnet, wobei über einen Lagersatz 1 3 der Verbundlenker torsionskraftfrei vom Längslenker 5b entkoppelt ist. Drehlager 1 5, die endseitig am Verbundlenker ausgeführt sind, besitzen Anbindungsstellen 17 für eine nicht dargestellte Fahrzeugkarosserie.Figure 1 shows a vehicle axle 1 that has a twist beam 3 that has an axle carrier 5a in the form of a trailing arm at its left end, with a torsion-resistant connection 7 between the twist beam and the trailing arm. A wheel carrier 9a and a spring strut 11a are arranged on the trailing arm. At the right end of the twist beam, another trailing arm 5b with wheel carrier 9b and spring strut 11b is arranged, with the twist beam being decoupled from the trailing arm 5b without torsion force via a bearing set 13. Pivot bearings 15, which are arranged on the end of the twist beam, have connection points 17 for a vehicle body (not shown).
Innerhalb des Verbundienkers, der als ein Rohrkörper ausgeführt ist, ist eine Stabilisatoranordnung 19 integriert, die aus einem zweigeteilten Stabilisator 19a; 19b und einem Schwenkmotor 21 besteht. Die erste Stabilisatorlänge 1 9a ist mit dem Längslenker 5a und einer ersten Motoreingangsseite 23a des Schwenkmotors und die zweite Stabilisatorlänge 19b ist mit einer zweiten Motoreingangsseite 23b verbunden. Beide Motoreingangsseiten verfugen über ein Keilwelleninnenprofil, in das die Stabilisatorteile eingreifen. Die Stabilisatorteile sind gleich lang, so daß der Schwenkmotor mittig innerhalb des Verbundlenkers liegt.A stabilizer arrangement 19 is integrated within the composite link, which is designed as a tubular body, and consists of a two-part stabilizer 19a; 19b and a swivel motor 21. The first stabilizer length 19a is connected to the longitudinal link 5a and a first motor input side 23a of the swivel motor and the second stabilizer length 19b is connected to a second motor input side 23b. Both motor input sides have a splined shaft inner profile into which the stabilizer parts engage. The stabilizer parts are the same length so that the swivel motor is located centrally within the composite link.
Der Verbundlenker besteht ebenfalls aus zwei Verbundlenkerteilen 3a; 3b gebaut, damit der Schwenkmotor leichter zugänglich ist. Im Bereich des Schwenkmotors weist der Verbundlenker als Gesamtbauteil eine Durchmessererweiterung auf, die von den beiden Verbundlenkerteilen 3a; 3b jeweils hälftig gebildet wird. EineThe twist link is also made up of two twist link parts 3a; 3b, so that the swivel motor is easier to access. In the area of the swivel motor, the twist link as a whole component has an extension in diameter, which is formed in half by the two twist link parts 3a; 3b.
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Schweißnaht sorgt für eine starre Verbindung beider Verbundlenkerteiie. Übergangsflächen 27a; 27b fixieren die Lage des Schwenkmotors zwischen den Stabilisatorteilen 19a; 19b.Weld seam ensures a rigid connection between both twist link parts. Transition surfaces 27a; 27b fix the position of the swivel motor between the stabilizer parts 19a; 19b.
Zur Beeinflussung des Wankverhaltens wird der Schwenkmotor über ein nicht dargestelltes Hydrauliksystem mit Druckmedium versorgt, wodurch die Vorspannung im Stabilisator verändert werden kann. Für die exakte Ausgestaltung des Hydrauliksystems gibt es bereits einige Lösungen, die beispielsweise in der DE 43 37 764, der DE 43 37 765 oder der DE 43 37 816 näher beschrieben werden.To influence the rolling behavior, the swivel motor is supplied with pressure medium via a hydraulic system (not shown), which allows the preload in the stabilizer to be changed. There are already a number of solutions for the exact design of the hydraulic system, which are described in more detail in DE 43 37 764, DE 43 37 765 or DE 43 37 816, for example.
Die Figur 2 zeigt den Schwenkmotor innerhalb des Verbundlenkers in einem vergrößerten Maßstab. Man kann eindeutig erkennen, wie die Schrägflächen 27a; 27b den Schwenkmotor axial positionieren, um ein Auswandern des Schwenkmotors von den Stabilisatorenenden zu unterbinden.Figure 2 shows the swivel motor within the twist beam on an enlarged scale. It can be clearly seen how the inclined surfaces 27a; 27b position the swivel motor axially in order to prevent the swivel motor from wandering away from the stabilizer ends.
Der Schwenkmotor 21 besteht u. a. aus einem Zylinder 29, an dessen Innendurchmesser axial verlaufende Rippen 31 angeordnet sind. Die Rippen und der Zylinder sind einstückig ausgeführt. An beiden Stirnseiten des Zylinders 29 begrenzen ein Deckel 33 und ein Deckel 35 einen Arbeitsraum. Die Lagebestimmung der Deckel innerhalb des Zylinders erfolgt durch die Stirnflächen 37 des Zylinders 29 und durch die Stirnflächen der Rippen 31. Durch eine Schweißverbindung 39 sind die Deckel 33; 35 mit dem Zylinder verbunden.The swivel motor 21 consists, among other things, of a cylinder 29, on the inner diameter of which axially extending ribs 31 are arranged. The ribs and the cylinder are made in one piece. On both end faces of the cylinder 29, a cover 33 and a cover 35 delimit a working space. The position of the covers within the cylinder is determined by the end faces 37 of the cylinder 29 and by the end faces of the ribs 31. The covers 33; 35 are connected to the cylinder by a welded joint 39.
Innerhalb des Arbeitsraums ist eine Motorwelle 41 mittels eines Gleitlagers 43 drehbar gelagert. Die Motorwelle besitzt auf ihrem Außendurchmesser eine Anzahl von Flügeln 45, die dieselbe axiale Ausrichtung besitzen wie die Rippen des Zylinders. Die Rippen 31 und die Innenwandfläche 47 des Zylinders 29, sowie die Flügel 45 und die Außenmantelfläche 49 der Motorwelle bilden sich abwechselnde Arbeitskammern 51a, 51b. Die Abdichtung der Arbeitskammern erfolgt einerseits durch Winkeldichtungsringe im Fußbereich der Flügel 45 zwischen den Deckeln 33; 35. Die Stirnflächen der Flügel und der Rippen werden durch Dichtungen 53 hydraulisch getrennt, so daß benachbarte Arbeitskammern 51a; 51bA motor shaft 41 is rotatably mounted within the working chamber by means of a plain bearing 43. The motor shaft has a number of vanes 45 on its outer diameter, which have the same axial alignment as the ribs of the cylinder. The ribs 31 and the inner wall surface 47 of the cylinder 29, as well as the vanes 45 and the outer surface 49 of the motor shaft form alternating working chambers 51a, 51b. The sealing of the working chambers is carried out on the one hand by angle sealing rings in the foot area of the vanes 45 between the covers 33; 35. The end faces of the vanes and the ribs are hydraulically separated by seals 53, so that adjacent working chambers 51a; 51b
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hydraulisch getrennt sind. Die Dichtungen 53 dichten über ihre Stirnfläche sowie mindestens einer Seitenwand ab. Im eingebauten Zustand verstärkt der Arbeitsdruck innerhalb der Arbeitsräume die statische Vorspannung der Dichtungen 53 und sorgt für eine dynamische Abdichtung.are hydraulically separated. The seals 53 seal over their front surface and at least one side wall. When installed, the working pressure within the working spaces increases the static preload of the seals 53 and ensures dynamic sealing.
Der Deckel 35 ist mit zwei Hydraulikanschlüssen 55; 57 {57 ist verdeckt und daher nicht sichtbar) versehen. Jeder der beiden Hydraulikanschlüsse 55; 57 ist mit jeweils einer anderen Arbeitskammer 51a, 51b direkt verbunden. Zudem besteht über eine Verbundsystem 51c; 51 d {s. Fig. 4) eine Verbindung zwischen den Arbeitskammem 51a, 53b mit gleicher Indizierung, wobei die miteinander verbundenen Arbeitskammem 51a des ersten Hydraulikanschlusses 55 mit denen Arbeitskammer 55b des zweiten Hydraulikanschlusses 57 abwechseln.The cover 35 is provided with two hydraulic connections 55; 57 (57 is covered and therefore not visible). Each of the two hydraulic connections 55; 57 is directly connected to a different working chamber 51a, 51b. In addition, there is a connection between the working chambers 51a, 53b with the same indexing via a connecting system 51c; 51d (see Fig. 4), whereby the interconnected working chambers 51a of the first hydraulic connection 55 alternate with the working chamber 55b of the second hydraulic connection 57.
Die Figur 3 zeigt eine Abwandlung der Fahrzeugachse 1 mit einem ungeteilten Stabilisator innerhalb eines ungeteilten Verbundlenkers 3, wobei der Schwenkmotor 21 mit einem Ende mit dem Stabilisator 19 und mit dem anderen Ende mit dem nächstliegenden Achslenker 5a verbunden ist. Das Wirkprinzip der Achse ist identisch mit der Ausführung nach der Figur 1. Die besonderen Unterschiede werden aus der Figur 4 ersichtlich. Die Funktion des Deckels 35 vom Längslenker 5a erfüllt. Der Deckel wird mit dem Länglenker verschraubt, so daß sich das Problem der axialen Fixierung des Schwenkmotors gar nicht erst stellt. Funktional· entspricht der Schwenkmotor den Ausführungen zu der Fig. 2. Zusätzlich kann der Schwenkmotor über den Deckel 35 demontiert werden. Diese Ausführungsform benötigt nicht mehr Bauraum als eine Fahrzeugachse ohne verstellbaren Stabilisator.Figure 3 shows a modification of the vehicle axle 1 with an undivided stabilizer within an undivided twist link 3, whereby the swivel motor 21 is connected at one end to the stabilizer 19 and at the other end to the nearest axle link 5a. The operating principle of the axle is identical to the design according to Figure 1. The special differences can be seen in Figure 4. The function of the cover 35 is fulfilled by the longitudinal link 5a. The cover is screwed to the longitudinal link, so that the problem of axially fixing the swivel motor does not even arise. Functionally, the swivel motor corresponds to the design of Figure 2. In addition, the swivel motor can be removed via the cover 35. This design does not require any more installation space than a vehicle axle without an adjustable stabilizer.
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet,2. Vehicle axle according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. Vehicle axle according to claim 2
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. Vehicle axle according to claim 4,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,6. Vehicle axle according to claim 5,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,7. Vehicle axle according to claim 1;
characterized,
dadurch gekennzeichnet,8. Vehicle axle according to claim 1,
characterized,
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