DE3718390A1 - Federungssystem fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Federungssystem fuer kraftfahrzeuge

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DE3718390A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Federungssysteme für Kraftfahrzeuge, bei denen die Anlenkpunkte der zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Radträgern oder den Radführungsgliedern angeordneten vorzugsweise linearen Federelemente mit Hilfe von manuell oder durch eine Regelung betätigbaren Verstellvorrichtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeuges, z. B. in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung verstellt werden, um so den wirksamen Hebelarm der Federelemente zu verändern und dadurch insbesondere das Fahrzeugniveau zumindest weitgehend beladungsunabhängig konstant zu halten, sind bekannt.
So ist beispielsweise aus der DE-PS 9 03 661 ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die zwischen dem Fahrzeugaufbau und den um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Lenkerdrehachse schwenkbaren Radführungsgliedern angeordneten Schraubenfedern durch eine manuell betätigbare Verstellvorrichtung im Ruhezustand des Fahrzeugs entweder mit einem Ende oder aber mit beiden Enden geradlinig quer zur Fahrzeuglängsachse verschoben werden können.
Bei einem vergleichbaren anderen bekannten Federungssystem (US-PS 38 58 902), bei dem die Fahrzeugräder durch Längslenker geführt sind und die Fahrzeugabfederung durch zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Längslenkern angeordnete Federdämpfer erfolgt, wird eine automatische Niveaukonstanthaltung dadurch erreicht, daß vorzugsweise das aufbauseitige Ende der Federdämpferanordnung lastabhängig durch einen geregelten Motorantrieb innerhalb einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Vertikalebene verschoben wird, wodurch der wirksame Hebelarm der Federdämpferanordnung nach Bedarf vergrößert oder verkleinert wird.
Ein Federungssystem, bei dem zwischen dem Fahrzeugaufbau und Längslenkern oder Querlenkern angeordnete Schraubenfedern zur automatischen Niveaukonstanthaltung mittels einer geregelten Motoranordnung jeweils mit einem ihrer beiden Anlenkpunkte, insbesondere mit ihrem radseitigen Anlenkpunkt lastabhängig verschoben werden, um so den wirksamen Federhebelarm zu verändern, ist auch aus der DE-PS 11 39 036 bekannt. Der konstruktive und regelungstechnische Aufwand dieser bekannten Anordnung ist erheblich.
All diesen bekannten Anordnungen ist zu eigen, daß relativ große Verstellkräfte benötigt werden, wenn die Federbeine bzw. die Schraubenfedern bei Beladung z. B. mit Vollast aus ihrer gerade eingenommenen Leerlaststellung in die dann benötigte Vollaststellung verschwenkt werden müssen.
Aus der DE-OS 25 38 103 ist auch ein Federungssystem für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die zur Aufrechterhaltung eines konstanten Fahrzeugniveaus durchgeführte Vergrößerung oder Verkleinerung der wirksamen Federhebelarme der zwischen Fahrzeugaufbau und Querlenkern angeordneten Schraubenfedern mit Hilfe drehbarer Federteller erfolgt, auf denen die Schraubenfedern exzentrisch, d. h. im Abstand zu deren Drehachse gelagert sind.
Der konstruktive Aufwand und der Raumbedarf dieser bekannten Anordnung ist erheblich. Da die Schraubenfedern jeweils vollflächig auf den drehbaren Tellern gelagert sind, kann es darüber hinaus zunächst zu nicht unerheblichen Verzwängungen der Schraubenfedern kommen, wenn das Fahrzeug z. B. in der Leerlaststellung der Schraubenfedern mit Vollast beladen wird.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, mit vergleichsweise geringem konstruktiven und baulichen Aufwand ein weiteres Federungssystem für Kraftfahrzeuge mit zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Radträgern oder den Radführungsgliedern wirksamen, der Fahrzeugabfederung dienenden linearen Federelementen zu schaffen, das gut geeignet ist, zum Zwecke einer Niveaukonstanthaltung und/oder Erhaltung einer weitgehend lastunabhängigen Aufbaufrequenz bzw. Aufbaudämpfung die wirksamen Federhebelarme unter Einsatz vergleichsweise geringer Verstellkräfte im erforderlichen Maße zu vergrößern oder zu verkleinern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden die Federelemente also als Teil von Federdämpfern ausgebildet, die ihrerseits mit ihrem aufbauseitigen Ende über ein kugelige Bewegungen ermöglichendes erstes Lager raumfest am Fahrzeugaufbau befestigt sind und mit ihrem radseitigen Ende derart über ein ebenfalls kugelige Bewegungen ermöglichendes zweites Lager an einem drehbaren Stützglied angelenkt sind, daß der untere Anlenkpunkt des Federbeins bei Verstellung des Stützgliedes eine Kreisbahn, vorzugsweise eine Halbkreisbahn beschreibt. Die Drehebene des Stützglieds ist dabei derart ausgerichtet, daß sie die Grundfläche eines fiktiven Kreiskegels bildet, dessen Spitze durch das aufbauseitige erste Lager und dessen Mantelfläche durch die von der Mittelachse des Federdämpfers während des Verdrehens des Stützgliedes beschriebene Hüllkurve gebildet wird.
Durch diese vergleichsweise einfache konstruktive Ausgestaltung wird zum einen vergleichsweise wenig Bauraum benötigt und zum anderen sind die erforderlichen Verstellkräfte für das Stützglied für den Fall, daß das Stützglied bei z. B. voller Beladung aus seiner zuvor eingenommenen Leerlastposition in die gewünschte Vollastposition verdreht werden soll, relativ gering.
Die Bewegung des Federdämpfers entlang eines gedachten Kegelmantels bietet daneben den Vorteil, daß die gewünschte Übersetzungsänderung der Federkraft im Gegensatz zu Anordnungen, bei denen die Federelemente in einer Vertikalebene verschwenkt werden, ohne Längenänderung des Federdämpfers erfolgen kann und daß der Federdämpfer bei jeder einer bestimmten Fahrzeugbeladung zugeordneten Drehstellung des Stützgliedes jeweils im gleichen Winkel zur Drehebene des Stützgliedes steht, so daß die auf den Radträger bzw. das Radführungsglied wirkende Kraftkomponente des Federdämpfers stets gleich ist.
Anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung, in der lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile des Federungssystems eines Kraftfahrzeugs dargestellt sind, zeigen
Fig. 1 die Seitenansicht eines über einen Längs- oder Verbundlenker angelenkten Fahrzeugrades mit einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federungssystems,
Fig. 2 eine Teildraufsicht dieser Radanlenkung,
Fig. 3 die Seitenansicht eines über einen Längs- oder Verbundlenker angelenkten Rades mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Federungssystems,
Fig. 4 eine der Erläuterung der Kräfteverhältnisse dienende Anordnung entsprechend Fig. 1 mit davon abweichender Fahrzeugbelastung,
Fig. 5a und 5b eine Seiten- und Draufsicht eines Details der in Fig. 3 dargestellten Anordnung und
Fig. 6a und 6b eine entsprechende Seiten- und Draufsicht einer Variante dieses Details.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Hinterradaufhängung, bei dem das Fahrzeugrad 1 über ein Radführungsglied 2 in Form eines Längslenkers, der auch Teil einer Verbund- oder Koppellenkerachse sein kann, schwenkbar am nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 3 angelenkt ist. Die quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende (Lenker)Drehachse ist mit 9 beziffert.
Die Abfederung des Fahrzeuges erfolgt über einen sich zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und dem Radführungsglied 2 bzw. dem Radträger (Achsschenkel) 10 erstreckenden Federdämpfer 4. Dieser besteht in üblicher Weise aus einem Teleskopstoßdämpfer, dessen Dämpferrohr mit 41 und dessen Kolbenstange mit 42 beziffert ist, und einem Federelement, welches als den Teleskopstoßdämpfer konzentrisch umschließende Schraubenfeder 43 ausgebildet ist, welche sich einenends am Dämpferrohr 41 und anderenends an der Kolbenstange 42 abstützt.
Der Federdämpfer 4 ist mit seinem aufbauseitigen Ende, d. h. im Ausführungsbeispiel mit seiner Kolbenstange über ein erstes Lager 5, welches kugelige Bewegungen ermöglicht, raumfest am Fahrzeugaufbau 3 befestigt. Hierbei kann es sich um ein übliches gummielastisches Lager handeln. Mit seinem radseitigen Ende ist der Federdämpfer über ein zweites Lager 6, welches ebenfalls kugelige Bewegungen ermöglicht, an einem Stützglied 7 angelenkt, welches drehbar am Radführungsglied 2 gelagert ist, in entsprechender Weise aber auch am Radträger 10 gelagert sein könnte. Die Drehachse des Stützgliedes ist hierbei mit 72 beziffert. Das radseitige zweite Lager 6 ist am Stützglied 7 im Abstand zur Drehachse 72, d. h. exzentrisch angelenkt.
Im Ausführungsbeispiel ist das drehbare Stützglied als Drehscheibe ausgebildet, wie insbesondere in der Draufsicht der Fig. 2 zu erkennen ist. Grundsätzlich könne statt dessen aber auch eine Drehkurbel o. ä. Verwendung finden.
Das Stützglied ist räumlich derart ausgerichtet, daß seine Drehebene 71 die Grundfläche eines fiktiven Kreiskegels 8 bildet, dessen Spitze durch das aufbauseitige erste Lager 5 des Federdämpfers 4 und dessen Mantelfläche 81 durch die Hüllkurve gebildet wird, welche von der Mittelachse des Federdämpfers 4 während des Verdrehens des Stützgliedes 7 geschrieben wird. Das radseitige zweite Lager 6 des Federdämpfers 4 beschreibt beim Verdrehen des Stützgliedes 7 also eine Kreisbahn mit der Drehachse 72 als Mittelpunkt.
Die Fig. 1 und 2 lassen leicht erkennen, daß hiermit eine Änderung der Federdämpferübersetzung, d. h. eine Änderung des wirksamen Federdämpferhebelarms verbunden ist. Als Federdämpferhebelarm ist dabei jeweils der kürzeste Abstand zwischen der (Lenker)Drehachse 9 des Radführungsgliedes 2 und der Wirkungslinie der jeweiligen Federkraft wirksam. In Fig. 1 sind zwei ausgewählte wirksame Federdämpferhebelarme beispielhaft eingezeichnet, nämlich zum einen der durch Verdrehung des Stützgliedes 7 einstellbare kleinstmögliche Federdämpferhebelarm a L und zum anderen der größtmögliche Federdämpferhebelarm a V . Der kleinstmögliche Federdämpferhebelarm a L ergibt sich, wenn das radseitige zweite Lager 6 des Federdämpfers 4 in die in Fig. 2 mit a bezifferte Position gebracht wird, welche der (Lenker)Drehachse 9 des Radführungsgliedes 2 am nächsten liegt. In entsprechender Weise ergibt sich der größtmögliche Federdämpferhebelarm a V wenn das zweite Lager des Federdämpfers durch Verdrehen des Stützgliedes 7 in die in Fig. 2 mit c bezifferte Position gebracht wird, die von der (Lenker)Drehachse 9 am weitesten entfernt liegt. In Fig. 1 ist die Mittelachse des Federdämpfers 4 für diese Position gestrichelt eingezeichnet und die Lage des zweiten Lagers mit 6′ beziffert.
Vorzugsweise wird das drehbare Stützglied 7 so ausgebildet, daß es um etwa 180° verdreht werden kann, so daß das radseitige zweite Lager 6 des Federdämpfers 4 dabei eine etwa halbkreisförmige Bahn A durchläuft. Das Stützglied 7 ist dabei räumlich so ausgerichtet, daß - wie in Fig. 2 dargestellt - der der (Lenker)Drehachse 9 des Radführungsgliedes 2 am nächsten liegende Bahnpunkt den Bahnanfang a und der von diese Drehachse am weitesten entfernte Bahnpunkt das Bahnende c bildet.
Durch entsprechende Bemessung und Ausrichtung des Stützgliedes 7 kann der Verstellbereich des wirksamen Federdämpferhebelarms a so gewählt werden, daß es z. B. möglich ist, das Fahrzeugniveau durch entsprechende Verstellung der Lage des zweiten Lagers 6 lastunabhängig zumindest annähernd konstant zu halten.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist daher einerseits das Stützglied 7 räumlich derart auf dem Radträger 10 bzw. auf dem Radführungsglied 2 ausgerichtet, daß der bei einer Verdrehung des Stützgliedes 7 beschriebene vorerwähnte fiktive Kreiskegel einen geraden Kreiskegel 8 mit etwa horizontal liegender Grundfläche 71 bildet, wenn sich das radseitige zweite Lager 6 des Federdämpfers 4 bei Leerlast in der Position Bahnanfang a oder bei Vollast in der Position Bahnende c befindet. Andererseits wird das radseitige zweite Lager 6 derart auf dem Stützglied 7 angelenkt, daß es von dessen Drehachse 72 einen Abstand einnimmt, bei dem sich zwischen dem wirksamen Federdämpferhebelarm a V für die Lagerposition Bahnende c und dem wirksamen Federdämpferhebelarm a L für die Lagerposition Bahnanfang a etwa die Beziehung ergibt
In dieser Gleichung stellt m V die abgefederten Massen bei Vollast des Fahrzeugs und m L die abgefederten Massen bei Leerlast des Fahrzeuges dar.
Bei einer solchen Bemessung kann das Stützglied 7 beispielsweise durch einen nicht weiter dargestellten bekannten Niveauregler automatisch jeweils so verstellt werden, daß das Produkt aus wirksamen Federdämpferhebelarm a und wirksamer Federkraft stets dem Produkt aus Radhebelarm 1 und wirksamer Radlast entspricht, das Fahrzeugniveau also konstant bleibt.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die oben erwähnte Beziehung
grundsätzlich mit Hilfe verschieden hoch angeordneter Verstellebenen realisiert werden kann. Nur beispielhaft sind schematisch drei verschiedene solcher Ebenen durch die Höhen h 1, h 2 und h 3 angedeutet. Es ist leicht erkennbar, daß der erforderliche Verstellweg V (Durchmesser der halbkreisförmigen Bahn A) um so kleiner ist, je höher die Verstellebene liegt. Der erforderliche Platzbedarf kann somit um so kleiner gehalten werden, je höher die Verstellebene 71 gelegt bzw. um so kürzer die Federdämpfer 4 bemessen werden können, was u. a. natürlich auch von der Größe des benötigten Federweges abhängig ist.
Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, kann die Federdämpferübersetzungsänderung in vorteilhafter Weise ohne Längenänderung des Federdämpfers 4 erfolgen. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß der Federdämpfer 4 dann, wenn er entsprechend der jeweiligen Fahrzeugbeladung in das Fahrzeugniveau konstant haltendem Sinne verstellt wird, am Stützglied 7 jeweils unter dem gleichen Winkel angreift, was bedeutet, daß die auf den Radträger 10 wirkende Kraftkomponente stets gleich ist. Im übrigen ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die Verstellkraft, die benötigt wird, um den Federdämpfer 4 bei Zuladung aus seiner zuvor eingenommenen Position, z. B. die Leerlastposition im Bahnanfang a, in die der neuen Fahrzeugbeladung entsprechende Position, z. B. in die bei Vollast vorgegebene Position Bahnende c, zu verstellen, klein ist im Vergleich zu solchen Verstelleinrichtungen, bei denen eine Verstellung geradlinig in einer in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Vertikalebene erfolgt.
Anhand der Fig. 3 werden diese Verhältnisse leicht verständlich. In dieser Figur ist die in Fig. 1 gezeigte Hinterradaufhängung zu einem Zeitpunkt dargestellt, zu dem sich der Federdämpfer 4 bei voller Beladung des Fahrzeuges (Vollast) noch in seiner Leerlasteinstellung befindet, das durch den nicht weiter dargestellten Niveauregler ausgelöste Hochregeln also noch nicht stattgefunden hat. Zu diesem Zeitpunkt besitzt der wirksame Federdämpferhebelarm seinen Minimalwert d und gleichzeitig der Anstellwinkel der Verstellebene 71″ seinen Maximalwert β.
Wenn die durch den Niveauregler ausgelöste Verstellung des Federdämpfers 4 aus seiner dargestellten Position im Bahnanfang a in die für Vollast erforderliche Position im Bahnende c nun mit einer Linearverschiebung in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Vertikalebene (Zeichenebene) erfolgen müßte, dann wäre die anfänglich aufzubringende Verstellkraft sehr groß. Erst mit zunehmender Verstellung würde sie abnehmen, weil zum einen der wirksame Hebelarm d 1, d 2 etc. ständig größer und andererseits der Anstellwinkel β der Verstellebene 71″ ständig kleiner werden würde.
Beim erfindungsgemäßen Federungssystem, bei dem das radseitige zweite Lager 6 entlang einer halbkreisförmigen Bahn A verstellt wird, liegen demgegenüber völlig andere, viel günstigere Verhältnisse vor. In Verbindung mit Fig. 2 ist erkennbar, daß zu Beginn des Hochregelns, wenn sich also das zweite Lager 6 des Federdämpfers 4 noch in der Lagerposition Bahnanfang a befindet, sich dieses zweite Lager nicht in einer Vertikalebene (Zeichenebene der Fig. 3) unmittelbar vom Punkt a zum Punkt c bewegt, sondern zunächst etwa quer dazu in Richtung I. Da die Steigung der Verstellebene 71″ in dieser Richtung sehr gering ist, erfolgt die Verstellung somit zunächst nahezu kraftlos. Beim weiteren Durchlaufen der halbkreisförmigen Bahnkurve A überlagern sich zwei Vorgänge. Bis zur Bahnmitte b wird zum einen die zu überwindende relative Steigung ständig größer, weil sich die Verstellrichtung des zweiten Lagers 2 von der in Fig. 2 angedeuteten Pfeilrichtung I zur Pfeilrichtung II hin verändert. Zum anderen verringert sich gleichzeitig die absolute Steigung des Stützgliedes 7, weil der Anstellwinkel β ständig kleiner wird. Somit verläuft die aufzubringende Verstellkraft entlang der halbkreisförmigen Bahn A etwa sinusförmig, d. h. sie nimmt vom Bahnanfang a bis kurz vor der Bahnmitte b zu und von dort bis zum Bahnende c wieder ab.
Da der sich für die Position Bahnmitte b ergebende wirksame Hebelarm erheblich größer ist als der in der Bahnposition a wirksame Federdämpferhebelarm und da außerdem in dieser Einstellung der wirksame Anstellwinkel β des Stützgliedes 7 bereits wesentlich kleiner geworden ist als der in Fig. 3 dargestellte ursprüngliche Anstellwinkel β, ist die bei dieser kreisförmigen Verstellung des unteren zweiten Lagers 6 aufzubringende größte Verstellkraft, die etwa in der Bahnmitte b auftritt, erheblich niedriger als bei den vorerwähnten Verstellanordnungen mit in einer Vertikalebene verlaufender geradliniger Verstellrichtung.
Von Vorteil ist es, wenn die Aufbaufrequenz sowie das Dämpfungsmaß eines Kraftfahrzeuges unabhängig von der Fahrzeugbeladung möglichst konstant bleibt. Ein solches Verhalten kann beim vorliegenden Federungssystem in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß einerseits das Stützglied 7 räumlich derart auf dem Radträger 10 bzw. dem Radführungsglied 2 ausgerichtet ist, daß der bei Verdrehung des Stützgliedes 7 beschriebene fiktive Kreiskegel einen geraden Kreiskegel 8 mit etwa horizontal liegender Grundfläche 71 bildet, wenn sich das zweite Lager 6 bei Leerlast in der Position Bahnanfang a oder bei Vollast in der Position Bahnende c befindet, und wenn andererseits das zweite Lager 6 von der Drehachse 72 des Stützgliedes 7 einen Abstand einnimmt, bei dem zwischen dem wirksamen Federdämpferhebelarm a V für die Lagerposition Bahnende c und dem wirksamen Federdämpferhebelarm a L für die Lagerposition Bahnanfang a etwa die Beziehung gilt,
Bei einer solchen Bemessung, bei der die Hebelverhältnisse also eine quadratische Abhängigkeit von der Beladung haben, wie es die Übersetzungsumrechnung von - linearen - Federkonstanten oder Dämpfungskonstanten erfordert, ergibt sich für den Drehscheibendurchmesser bzw. die Kurbellänge des Stützgliedes 7 ein kleinerer Wert als im vorher erläuterten Ausführungsbeispiel, weil das Lastverhältnis eben nur als Wurzelwert in die Rechnung eingeht.
Bei einer solchen Bemessung wird somit zwar die Aufbaufrequenz sowie das Dämpfungsmaß des Fahrzeuges konstant gehalten, wenn das radseitige zweite Lager 6 des Federdämpfers 4 beladungsabhängig entlang der halbkreisförmigen Bahn a des Stützgliedes verstellt wird, doch wird hierbei das Fahrzeugniveau nicht völlig konstant bleiben, weil sich infolge des nunmehr verkleinerten Verstellweges die wirksamen Federdämpferhebelarme beim Verstellen des Federdämpfers ebenfalls weniger stark ändern. Das Fahrzeug wird also mit zunehmender Beladung etwas einfedern, allerdings sehr viel weniger als ohne diese Verstellung.
Diese geringe Einfederung kann in vorteilhafter Weise dadurch beseitigt werden, daß das Stützglied 7 auf dem Radführungsglied 2 bzw. dem Radträger 10 räumlich etwas anders ausgerichtet wird als zuvor beschrieben, nämlich so, daß der bei Verdrehung des Stützgliedes beschriebene fiktive Kreiskegel einen schiefen Kreiskegel 8′ mit einer aus der Horizontalebene zur (Lenker)Drehachse 9 des Radführungsgliedes 2 hin geneigten, durch die Verstellebene des Stützgliedes gebildeten Grundfläche 71′ bildet, wenn sich das zweite Lager 6 bei Leerlast in der Position Bahnanfang a oder bei Vollast in der Position Bahnende c befindet.
In Fig. 4 ist das Ausführungsbeispiel einer derart bemessenen Anordnung dargestellt. Die Neigung der Verstellebene 71′ des Stützgliedes 7 ist hierbei so gewählt, daß die in Fig. 4 mit h bezifferte Neigungshöhe etwa dem Einfederweg entspricht, um den das Fahrzeug einfedern würde, wenn diese Verstellebene wie zuvor erläutert etwa horizontal stehen würde. Die Neigungshöhe ergibt sich also als Differenz von Vollasteinfederweg zu Leerlasteinfederweg am Federdämpfer 4.
Um die Stützglieder 7 den Erfordernissen entsprechend zu verdrehen, kann entweder jedem der Stützglieder ein eigener Stellmotor, beispielsweise ein Elektromotor zugeordnet sein oder aber mehreren gemeinsam, z. B. jeweils den Stützgliedern einer Fahrzeugachse.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5a und 5b werden z. B. mehrere Stützglieder 7 mittels eines nicht weiter dargestellten gemeinsamen Stellmotors verdreht, dessen Rotation jeweils über eine biegsame Welle 11 und ein Schneckengetriebe 13 auf das zugeordnete Stützglied 7 übertragen wird. Als Übertragungsmittel können natürlich auch Seil-, Ketten- oder Zahnriemenantriebe Verwendung finden.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist schematisch die Seiten- und Draufsicht einer Anordnung dargestellt, bei der jedem Stützglied 7 ein eigener Stellmotor 12 zugeordnet ist.

Claims (8)

1. Federungssystem für Kraftfahrzeuge, mit zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Radträgern (Achszapfen) oder den Radführungsgliedern (Längs-, Schräg-, Quer- oder Verbundlenkern) wirksamen, der Fahrzeugabfederung dienenden linearen Federelementen und mit Verstellvorrichtungen zum Verschieben von jeweils mindestens einem der beiden Federelementanlenkpunkte in einer sich etwa quer zur Durchfederungsrichtung der Federelemente erstreckenden Ebene zum Zwecke einer Vergrößerung oder Verkleinerung der wirksamen Hebelarme der Federelemente in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeuges, insbesondere dessen Beladung, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente Teil von Federdämpfern (4) sind, die ihrerseits jeweils mit ihrem aufbauseitigen Ende über ein kugelige Bewegungen ermöglichendes erstes Lager (5) raumfest am Fahrzeugaufbau (3) befestigt und mit ihrem radseitigen Ende über ein ebenfalls kugelige Bewegungen ermöglichendes zweites Lager (6) an einem vom Radträger (Achszapfen 10) oder vom Radführungsglied (2) getragenen drehbaren Stützglied (2) nach Art einer Drehscheibe oder einer Drehkurbel angelenkt sind, und zwar im Abstand zu deren Drehachse (72), wobei die Drehebene (71, 71′, 71″) des Stützgliedes (7) die Grundfläche eines fiktiven Kreiskegels (8, 8′) bildet, dessen Spitze durch das erste Lager (5) und dessen Mantelfläche (81) durch die von der Mittelachse des Federdämpfers (4) während des Verdrehens des Stützgliedes (7) beschriebene Hüllkurve gebildet wird.
2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (7) um etwa 180° verdrehbar und räumlich derart ausgerichtet ist, daß das radseitige zweite Lager (6) des Federdämpfers (4) beim Verdrehen des Stützgliedes (7) eine etwa halbkreisförmige Bahn (A) mit einem der Drehachse (Lenkerdrehachse 9) des Radführungsgliedes (2) nahen Bahnanfang (a) und einem dieser Drehachse fernen Bahnende (c) durchläuft.
3. Federungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (7) räumlich derart auf dem Radträger (10) oder dem Radführungsglied (2) ausgerichtet ist, daß der bei Verdrehung des Stützgliedes (7) beschriebene fiktive Kreiskegel einen geraden Kreiskegel (8) mit etwa horizontal liegender Grundfläche (71) bildet, wenn sich das zweite Lager (6) bei Leerlast in der Position Bahnanfang (a) oder bei Vollast in Position Bahnende (c) befindet, und daß das zweite Lager (6) von der Drehachse (72) des Stützgliedes (7) einen Abstand einnimmt, bei dem zwischen dem wirksamen Federdämpferhebelarm (a V ) für die Lagerposition Bahnende (c) und dem wirksamen Federdämpferhebelarm (a L ) für die Lagerposition Bahnanfang (a) etwa die Beziehung gilt: worin m V die abgefederten Massen bei Vollast
und m L die abgefederten Massen bei Leerlast bedeuten.
4. Federungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (7) räumlich derart auf dem Radträger (10) oder dem Radführungsglied (2) ausgerichtet ist, daß der bei Verdrehung des Stützgliedes (7) beschriebene fiktive Kreiskegel einen geraden Kreiskegel (8) mit etwa horizontal liegender Grundfläche (71) bildet, wenn sich das zweite Lager (6) bei Leerlast in der Position Bahnanfang (a) oder bei Vollast in Position Bahnende (c) befindet, und daß das zweite Lager (6) von der Drehachse (72) des Stützgliedes (7) einen Abstand einnimmt, bei dem zwischen dem wirksamen Federdämpferhebelarm (a V ) für die Lagerposition Bahnende (c) und dem wirksamen Federdämpferhebelarm (a L ) für die Lagerposition Bahnanfang (a) etwa die Beziehung gilt:
5. Federungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (7) räumlich derart auf dem Radträger (10) oder dem Radführungsglied (2) ausgerichtet ist, daß der bei Verdrehung des Stützgliedes (7) beschriebene fiktive Kreiskegel einen schiefen Kreiskegel (8′) mit aus der Horizontalebene zur Drehachse (Lenkerdrehachse 9) des Radführungsgliedes (2) hin geneigte Grundfläche (71) bildet, wenn sich das zweite Lager (6) bei Leerlast in der Position Bahnanfang (a) oder bei Vollast in der Position Bahnende (c) befindet und daß das zweite Lager (6) von der Drehachse (72) des Stützgliedes (7) einen Abstand einnimmt, bei dem zwischen dem wirksamen Federdämpferhebelarm (a V ) für die Lagerposition Bahnende (c) und dem wirksamen Federdämpferhebelarm (a L ) für die Lagerposition Bahnanfang (a) etwa die Beziehung gilt:
6. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverstellung jeweils zumindest der Stützglieder (7) einer Fahrzeugachse mittels eines gemeinsamen Stellmotors, insbesondere eines Elektromotors erfolgt, dessen Rotation über biegsame Wellen-, Seil-, Ketten- oder Zahnriemenantriebe (11) gleichzeitig auf die angeschlossenen Stützglieder (7) übertragen wird.
7. Federungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stützglied (7) ein eigener Stellmotor (12) zugeordnet ist.
8. Federungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung der Stützglieder (7) von einem Niveauregler gesteuert ist, und zwar derart, daß das zweite Lager (6) des Federdämpfers (4) sich bei Leerlast im (Lenker)drehachsennahen Bahnanfang (a) und bei Volllast im (Lenker)drehachsenfernen Bahnende (c) der halbkreisförmigen Bahn (A) befindet.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10105300A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-08 Continental Teves Ag & Co Ohg Federung mit veränderlicher Tragkraft für ein Kraftfahrzeug
EP1627756A1 (de) * 2004-08-20 2006-02-22 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Anti-roll/nicksystem für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen System
EP1916129A1 (de) * 2006-10-23 2008-04-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Aktive Aufhängungsanordnung für ein Fahrzeug
WO2008154911A1 (de) * 2007-06-20 2008-12-24 Asturia Automotive Systems Ag Fusspunktverstellung für fahrzeugfederungen
WO2012025705A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Imperial Innovations Limited Variable-geometry suspension apparatus and vehicle comprising such apparatus

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10105300A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-08 Continental Teves Ag & Co Ohg Federung mit veränderlicher Tragkraft für ein Kraftfahrzeug
EP1627756A1 (de) * 2004-08-20 2006-02-22 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Anti-roll/nicksystem für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen System
WO2006019298A1 (en) 2004-08-20 2006-02-23 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast- Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Anti-roll/pitch system for use in a vehicle and vehicle equiped with such system
JP2008510644A (ja) * 2004-08-20 2008-04-10 ネーデルランデ オルガニサティー ヴール トゥーヘパストナツールウェテンスハペライク オンデルズーク テーエヌオー 車両用の耐ローリング／ピッチングシステムおよびそのシステムを備える車両
US7845660B2 (en) 2004-08-20 2010-12-07 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Anti-roll/pitch system for use in a vehicle and vehicle equiped with such system
US8308170B2 (en) 2006-10-23 2012-11-13 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Active suspension assembly for a vehicle
EP1916129A1 (de) * 2006-10-23 2008-04-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Aktive Aufhängungsanordnung für ein Fahrzeug
WO2008049845A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Active suspension assembly for a vehicle
JP2010507524A (ja) * 2006-10-23 2010-03-11 ネーデルランデ オルガニサティー ヴール トゥーヘパストナツールウェテンスハペライク オンデルズーク テーエヌオー 車両用アクティブ・サスペンション装置
CN101583506B (zh) * 2006-10-23 2014-07-23 荷兰应用自然科学研究组织 车辆的主动悬挂组件
WO2008154911A1 (de) * 2007-06-20 2008-12-24 Asturia Automotive Systems Ag Fusspunktverstellung für fahrzeugfederungen
US8272650B2 (en) 2007-06-20 2012-09-25 Asturia Automotive Systems Ag Low-end adjustment mechanism for vehicle suspensions
WO2012025705A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Imperial Innovations Limited Variable-geometry suspension apparatus and vehicle comprising such apparatus

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