EP2753480A1 - Fahrzeug-radaufhängung mit über einen umlenkhebel veränderbarer radlast - Google Patents

Fahrzeug-radaufhängung mit über einen umlenkhebel veränderbarer radlast

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EP2753480A1
EP2753480A1 EP12741347.4A EP12741347A EP2753480A1 EP 2753480 A1 EP2753480 A1 EP 2753480A1 EP 12741347 A EP12741347 A EP 12741347A EP 2753480 A1 EP2753480 A1 EP 2753480A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
suspension
wheel
spring element
lever
vehicle body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12741347.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Seethaler
Hubert SCHOLZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP2753480A1 publication Critical patent/EP2753480A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle suspension with a suspension spring over which the vehicle body is proportionally supported on a support arm of this suspension, wherein the wheel load acting by this support on the associated wheel is variable by the fact that the transmission ratio at one in the load path of the support provided and pivotable on the vehicle body or an axle relative to this mounted lever by means of an actuator is changeable.
  • EP 1 750 956 B1 the state of the art is referred in particular to DE 199 23 343 B4.
  • the device enabling a variable transmission ratio, which is designed to be of simple construction in the form of a reversing lever.
  • a variable transmission ratio which is designed to be of simple construction in the form of a reversing lever.
  • a further load path is provided according to the invention, in which as well as in the guided over the reversing lever load path, a suspension spring element is provided. Accordingly, (at least) two mutually parallel suspension spring elements are provided on a suspension according to the invention. That it is thus possible to reduce the forces to be transmitted in the respective load path and, in particular, in the deflection lever-containing load path, is obvious. With reduced absolute forces but also a lighter and easier design of the load path containing the lever is possible.
  • the first suspension spring element acting on the deflection lever is an approximately horizontally oriented helical spring, then this can be arranged preferably in the transverse direction of the vehicle in an installation space which is still somewhat free in conventional two-lane motor vehicles, in particular passenger cars. It may then be particularly advantageous to support the load paths of the left-side and right-side vehicle wheel suspension, which are guided via the respective reversing lever, against one another. For such an arrangement can then be provided simpler than conventional stabilizers in the load path supported against each other a supported on the vehicle body or on the axle and as usual constructed damper, which thus a simple damping of rolling movements of Fzg. Structure is easily possible. This damper is preferably tuned to the Wank natural frequency of Fzg. Structure.
  • a considerably more advantageous suspension according to the invention can be designed, namely, when the working direction of the actuator when changing the transmission ratio with the force acting direction of the first provided in the lever arm load path supporting spring element includes an angle in the order of 70 ° to 110 °. Namely, if the adjustment of the actuator is not selected in the direction of the load path, but perpendicular thereto, the actuator must perform virtually no adjustment work apart from friction effects.
  • a further advantageous development of a wheel suspension according to the invention is characterized in that the transmission ratio on the lever by displacement of the support point of the first suspension spring element or a supported at its other end to a support arm of the suspension transmission rod over a wide range is changed by this support point close in the environment of the bearing point of the reversing lever on the vehicle body or axle is displaced.
  • the abovementioned support point can even be displaced in such a way that the load path can extend over the reversing lever on both sides of the bearing point of the reversing lever on the vehicle body or axle carrier.
  • This is virtually a negative transmission ratio on the lever adjustable and it can be relieved in the extreme case, depending on the design of the suspension spring elements in the extreme case, or even minimally lifted from the ground. This would, for example, in the event of a breakdown without the aid of a jack tire change particularly easy to carry out.
  • a so-called preview function for example with a stereo camera
  • a suspension according to the invention is provided on a steerable wheel, the power line of the said transmission rod between a support arm of the suspension and the lever at least approximately intersects the steering axis of the steerable wheel
  • a desired caused by a change in the gear lever caused by a change in the gear ratio change in the wheel load (minor) steering movements of the wheel can practically be ruled out that a desired caused by a change in the gear lever caused by a change in the gear ratio change in the wheel load (minor) steering movements of the wheel.
  • the reference numeral 1 designates the wheel carrier of a front axle of a passenger car which is presently designed as a double wishbone axle, on which a receiving flange for a wheel (not shown) is provided in the region 1a, on which it is rotatably mounted.
  • This wheel carrier 1 is guided by an upper wishbone 3 as usual and two lower links, of which for clarity, only one wishbone 4 is shown, as well as a tie rod 5.
  • a trained as a helical compression spring spring element 7 is supported together with an associated vibration s-damper element 8 at the lower arm 4.
  • Damper spring leg the vehicle body, not shown, is based proportionally, i. with its left front wheel assigned proportion.
  • a transmission rod 9 is hinged in the manner of a pendulum support, the other end is pivotally connected to a lever 10 in a pivot point 10a, said lever 10 via a bearing 11 on the axle 6 about an approximately in the direction of Fzg .
  • -Length axis extending axis is pivotable.
  • a guide slot 12 extending substantially in the vertical direction is provided, in which a displaceable supporting element 13 is displaceably guided by means of an actuator 14.
  • At this support element 13 is an approximately horizontally extending in Fzg.-transverse direction and a spring plate 15a having support rod 15 is attached.
  • this spring plate 15a a presently designed as a coil tension spring spring element 16 is attached with one of its two ends. With its other end, this suspension spring element 16 is supported or fastened to a spring plate 17a of a central support rod 17, which is guided by a damping damper 18 acting on it in a longitudinal direction in longitudinal direction of the rods.
  • this damper 18 acting on it in a longitudinal direction in longitudinal direction of the rods.
  • the same elements are arranged mirror-symmetrically, so that the figuratively illustrated transmission rod 9 of the left front wheel of the vehicle is supported on the corresponding transmission rod, not shown, also not shown right front wheel of the vehicle. In this mutual support the suspension spring element 16 and its corresponding counterpart of the right-side suspension is interposed.
  • a first load path is represented by the outgoing from the wheel carrier 1 transmission rod 9 followed by the lever 10 and the hereinafter referred to as the first suspension spring element (16) designated suspension spring element 16, wherein said in the explanation before the figure description support arm of the suspension present by the Wheel carrier 1 is formed.
  • the second load path parallel to this first load path is represented by the suspension spring element 7, which is referred to below as the second suspension spring element (7).
  • the transmission ratio of this reversing lever 10 can be varied only in the value range from greater than zero to "1." If the guide link 12 in the deflecting lever 10 were to extend beyond the bearing point 11 in the figure depictions , ie at this past even further away from the roadway extended upward, it could even be a negative ratio to the order of, for example, about "-0.5" are displayed.
  • the actuator 14 is arranged as shown next to the guide slot 12 and this example, designed as an electric motor with downstream spindle drive, by means of this actuator 14 and the appropriate guide slot 12, the support member 13 are positioned so that the load path in the lever 10 from the pivot point 10a
  • the transmission rod 9 extends not only through the bearing parts 1 1 of the reversing lever 10 to the support member 13, but it can be 13 positioned in such a way in the guide slot 12, that said load path can extend to both sides of said bearing point 1 1 of the reversing lever 10, the support member 13.
  • the present invention ing arrangement for wheel load change by changing the gear ratio in the first load path by an extremely simple structure with few components.
  • the first suspension spring element 16 in the present case is designed as a tension spring, but that with a different arrangement of the reversing lever 10 and / or its bearing point 11, a compression spring can be used. If such a device is used with a progressive (nonlinear) spring characteristic, then the adjustment travel to be applied by the actuator 14 can be kept small.
  • the first suspension spring element 16 may be supported in the first load path with or without the interposition of a damper element directly on the vehicle body or on the axle 6.
  • a damper element directly on the vehicle body or on the axle 6.
  • the vibration damper 18 which may be similar to a hydraulic steering damper. With mutual deflection left / right this acts and thus dampens the rolling motion of the vehicle body; for the same direction compression left / right, however, the vibration damper 18 remains at rest and develops no damping force.
  • a further independent tuning parameter is available, wherein the possible damper path is preferably limited by suitable (for example within the housing of the vibration damper 18) provided stops.
  • the installation space of an active roll stabilizer which is no longer required but provided without the first load path, is present here.
  • the conventional spring-damper leg remains in the form of the second suspension spring element 7 with associated vibration damper element 8 and it is the wheel load in the design position of the spring damper leg or second suspension spring element 7 and the first suspension spring element 16 supported approximately equally.
  • the force level of the components involved is manageable low. If the support element 13 and thus the support point of the support rod 15 are then displaced via the actuator 14, then the ratio of the deflection lever 10 and thus also the transmission ratio of the first suspension spring element 16 changes with respect to the wheel contact point.
  • a single or rebound movement of the vehicle body relative to the wheel or relative to the wheel carrier 1 is the result. If the actuator 14 returns to its original position, the vehicle body springs back into its design position.
  • This effect can be used in the same direction on the left and right side of the vehicle to change the ride height, for example, for getting in / out, as load compensation or lowering at high speed, or in opposite directions, to the cornering roll when cornering the vehicle to reduce.
  • a predictive wheel load influence on obstacles is possible. Similar to an air suspension, the vibration number remains almost constant with increasing wheel load, ie when loaded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Radaufhängung mit einer Tragfeder (16), über die der Fahrzeug-Aufbau anteilig an einem Tragarm (1) dieser Radaufhängung abgestützt ist und wobei die durch diese Abstützung auf das zugehörige Rad einwirkende Radlast dadurch veränderbar ist, dass das Übersetzungsverhältnis an einem im Lastpfad der Abstützung vorgesehenen und am Fahrzeug-Aufbau verschwenkbar gegenüber diesem gelagerten Umlenkhebel (10) mittels eines Aktuators (14) veränderbar ist. Es ist parallel zu dem den Umlenkhebel (10) und ein erstes Tragfeder-Element (16) enthaltenden Lastpfad ein weiterer Lastpfad mit einem zweiten zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und dem zugehörigen Rad wirksamen Tragfederelement (7) vorgesehen. Vorzugsweise ist dass das Übersetzungsverhältnis am Umlenkhebel (10) durch Verlagerung des AbStützpunktes (13) des ersten Tragfeder-Elementes (16) oder einer mit ihrem anderen Ende an einem Tragarm der Radaufhängung abgestützten Übertragungsstange (9) dadurch über einen weiten Bereich veränderbar, dass dieser Abstützpunkt (13) nahe in die Umgebung der Lagerstelle des Umlenkhebels (10) am Fahrzeug-Aufbau oder Achsträger (6) verlagerbar ist.

Description

Fahrzeug-Radaufhängung mit über einen Umlenkhebel veränderbarer Radlast
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Radaufhängung mit einer Tragfeder, über die der Fahrzeug-Aufbau anteilig an einem Tragarm dieser Radaufhängung abgestützt ist, wobei die durch diese Abstützung auf das zugehörige Rad einwirkende Radlast dadurch veränderbar ist, dass das Übersetzungsverhältnis an einem im Lastpfad der Abstützung vorgesehenen und am Fahrzeug-Aufbau oder einem Achsträger verschwenkbar gegenüber diesem gelagerten Umlenkhebel mittels eines Aktuators veränderbar ist. Zum Stand der Technik wird neben der EP 1 750 956 B1 insbesondere auf die DE 199 23 343 B4 verwiesen.
In der letztgenannten Schrift, die zur Bildung des Oberbegriffs des vorliegenden unabhängigen Patentanspruchs herangezogen ist, ist eine günstige Maßnahme für eine variable Einstellung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und dem Rad-Mittelpunkt des über eine Radaufhängung geführten Rades beschrieben. Demnach ist eine Umlenkung zwischen dem Radhub und dem Hub des Dämpfungs- und/oder Federungsgliedes der Radaufhängung über einen verschwenkbar am Fahrzeug-Aufbau („karosse- rieseitig") gelagerten Umlenkhebel vorgesehen, wobei über eine Lageänderung dieses Umlenkhebels um dessen Schwenkachse die variable Einstellung des genannten Abstände bewirkbar ist und zur Einstellbarkeit der Übersetzung zwischen dem Umlenkhebel und dem Dämpfungs- und/oder Federungsglied ein seinerseits mittels eines Aktuators verschwenkbares Zwischenteil vorgesehen ist. Bereits aufgrund dieses Zwischenteils ist diese bekannte Anordnung relativ aufwändig.
In der eingangs erstgenannten Schrift ist eine ähnliche Maßnahme zur Veränderung der sog. Reaktionscharakteristiken der Tragfeder- Stoßdämpfer-Baugruppe beschrieben, wobei anstelle des im vorhergehen- den Absatz genannten Umlenkhebels eine Kurbeleinrichtung vorgesehen ist. Von Vorteil ist bei dieser Anordnung, dass die Arbeitsrichtung des zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses in der besagten Kurbeleinrichtung vorgesehenen Aktuators annähernd senkrecht zur Kraftwirkrichtung der Tragfeder-Stoßdämpfer-Baugruppe verläuft, so dass die von diesem Aktuator für eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses aufzubringende Kraft relativ niedrig ist. Jedoch ist auch diese Kurbeleinrichtung einerseits relativ aufwändig und muss andererseits ebenso wie die im vorhergehenden Absatz genannte Umlenkhebel-Anordnung für die Aufnahme hoher Kräfte, nämlich der an der jeweiligen Radaufhängung maximal möglichen Radlast (= Radaufstandskraft) ausgelegt sein. Dies erfordert einen relativ massiven und folglich aufwändigen und schweren Aufbau, was grundsätzlich von Nachteil ist.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Fahrzeug-Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass an dieser Einzelradaufhängung parallel zu dem den Umlenkhebel und ein erstes Tragfeder-Element enthaltenden Lastpfad ein weiterer Lastpfad mit einem zweiten zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und dem zugehörigen Rad wirksamen Tragfederelement vorgesehen ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird nur ein Teil der am jeweiligen Rad vorliegenden Radaufstandskraft bzw. Radlast über die ein veränderbares Übersetzungsverhältnis ermöglichende Einrichtung geführt, welche des einfachen Aufbaus wegen vorliegend wie grundsätzlich bekannt in Form eines Umlenkhebels ausgebildet ist. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Begriff des Umlenkhebels abstrakt zu verstehen ist. Von diesem Begriff soll also jegliche Vorrichtung erfasst sein, über die die Wirkungsiinie eines Kraftpfades oder Lastpfades umlenkbar ist und an welcher, wie im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs als notwendiges Merkmal angegeben ist, das Übersetzungsverhältnis (dieses Umlenkhebels) veränderbar ist. Für den nicht über einen solchen Umlenkhebel geführten Anteil der Radlast ist erfindungsgemäß ein weiterer Lastpfad vorgesehen, in welchem ebenso wie im über den Umlenkhebel geführten Lastpfad ein Tragfeder-Element vorgesehen ist. Demzufolge sind an einer erfindungsgemäßen Radaufhängung (zumindest) zwei einander parallel geschaltete Tragfeder-Elemente vorgesehen. Dass damit die im jeweiligen Lastpfad und insbesondere im den Umlenkhebel enthaltenden Lastpfad zu übertragenden Kräfte reduziert werden können, ist offensichtlich. Mit betragsmäßig reduzierten Kräften ist aber auch eine leichtere und einfachere Gestaltung des den Umlenkhebel enthaltenden Lastpfades möglich.
Wenn das am Umlenkhebel angreifende erste Tragfeder-Element eine annähernd horizontal ausgerichtete Schraubenfeder ist, so kann diese in einem in üblichen zweispurigen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen noch einigermaßen freien Bauraum vorzugsweise in Fahrzeug- Querrichtung angeordnet werden. Besonders vorteilhaft kann es dann sein, die über den jeweiligen Umlenkhebel geführten Lastpfade der linksseitigen und rechtsseitigen Fahrzeug-Radaufhängung gegeneinander abzustützen. Für eine solche Anordnung kann dann einfacher als bei üblichen Stabilisatoren im gegeneinander abgestützten Lastpfad ein am Fahrzeug-Aufbau oder am Achsträger abgestützter und wie üblich aufgebauter Dämpfer vorgesehen sein, womit also auch eine einfache Bedämpfung von Wankbewegungen des Fzg.-Aufbaus einfach ermöglicht wird. Dieser Dämpfer ist vorzugsweise auf die Wank-Eigenfrequenz des Fzg.-Aufbaus abgestimmt.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass mit einer erfindungsgemäßen Radaufhängung mit veränderbarer Radlast bei einem zweispurigen Fahrzeug die die jeweilige Radast beeinflussenden Aktuatoren zum Verschwenken der Umlenkhebel an einer Achse bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs solchermaßen angesteuert werden können, dass der Wankwinkel des Fzg.-Aufbaus begrenzt wird. Damit kann also an dieser Achse ein ansonsten vorgesehener (Quer)-Stabilisator entfallen und es kann eine erfindungsgemäße Anordnung deren Bauraum einnehmen. Ist in der gegenseitigen beispielsweise über eine geeignete Stange ausgeführten Abstützung ein auf diese Stange einwirkender Schwingungs-Dämpfer zur Bedämpfung der Wankbewegung vorgesehen, so können beispielsweise geeignete Anschläge vorgesehen sein, die den Verschiebeweg der besagten Stange begrenzen, um die genannte Möglichkeit der Wankwinkel- Reduzierung durch geeignete Ansteuerung des Aktuators oder der Aktuato- ren nicht zu sehr zu beeinträchtigen. Selbstverständlich kann jedoch auch ohne eine solche gegenseitige Abstützung der den Umlenkhebe! enthaltenden Lastpfade der linken und der rechten Fzg.-Seite im jeweiligen Lastpfad neben dem Tragfeder-Element ein Schwingungsdämpfer vorgesehen sein. Damit ist nicht nur die gewünschte Radlast-Beeinflussung und damit auch eine Niveau-Regulierung des Fahrzeug-Aufbaus möglich, sondern es können damit bei einer Veränderung der Zuladung im Fahrzeug auch höhere radbezogene Dämpferkräfte erreicht werden, so dass also eine lastabhängige Schwingungs-Dämpfung geschaffen ist.
In diesem Zusammenhang seien kurz die grundsätzlichen Vorteile einer Radaufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des vorliegenden unabhängigen Patentanspruchs genannt. Insbesondere Oberklasse- Fahrzeuge verwenden heute noch komplexe Systeme, um die Radlast in gewünschter Weise zu beeinflussen. Zu nennen sind eine Luftfederung für die Niveauregulierung, eine aktive Rollstabilisierung zur Reduzierung des Wankwinkels und in Spitzenmodellen volltragende aktive Fahrwerke bis hin zur Kopplung mit Stereokameras, um auf Hindernisse vorausschauend reagieren zu können und die Radlast entsprechend anzupassen. Die nötige Infrastruktur für solche Systeme hat erhebliche negative Auswirkungen auf das Fahrzeug-Package, dessen Gewicht und Herstellkosten und ist mit erheblichem Energiebedarf verbunden, der sich wiederum auf Kraftstoff- Verbrauch und Abgas-Emissionen des Fahrzeugs negativ auswirkt. Die für diese üblichen Systeme zur Radlast-Beeinflussung benötigte Stellenergie ist hoch, weil die jeweiligen Aktuatoren sowohl bei der aktiven Rollstabilisierung als auch beim volltragenden aktiven Fahrwerk in der Richtung des Lastpfads wirken und die Verstellkräfte deshalb auf dem Niveau der stationären Radlast liegen. Bei der Luftfederung schlägt der Aufwand für Kompressor, Lufttrockner und Druckspeicher ungünstig zu Buche.
Demgegenüber erheblich vorteilhafter kann eine erfindungsgemäße Radaufhängung gestaltet werden, nämlich wenn die Arbeitsrichtung des Aktuators beim Verändern des Übersetzungsverhältnisses mit der Kraftwirkrichtung des ersten im den Umlenkhebel enthaltenden Lastpfad vorgesehenen Tragfeder-Elements einen Winkel in der Größenordnung von 70° bis 110° einschließt. Wenn nämlich die Verstellrichtung des Aktuators nicht in Richtung des Lastpfads, sondern senkrecht dazu gewählt wird, muss der Aktuator abgesehen von Reibungseffekten praktisch keine Verstellarbeit leisten.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis am Umlenkhebel durch Verlagerung des Abstützpunktes des ersten Tragfeder- Elementes oder einer mit ihrem anderen Ende an einem Tragarm der Radaufhängung abgestützten Übertragungsstange über einen weiten Bereich veränderbar ist, indem dieser Abstützpunkt nahe in die Umgebung der Lagerstelle des Umlenkhebels am Fahrzeug-Aufbau oder Achsträger verlagerbar ist. Wenn nämlich der besagte Lastpfad mit entsprechender Positionierung des besagten Abstützpunktes exakt durch die genannte Lagerstelle des Umlenkhebels verlaufen würde, so ergäbe sich ein Übersetzungsverhältnis von „Null" und es wäre die Radaufhängung über diesen Lastpfad nicht beeinflusst. Wenn demgegenüber der besagte Abstützpunkt weit von der Lagerstelle des Umlenkhebels entfernt wird, ist es durchaus darstellbar, dass die Abstutzung der Radlast größtenteils vom ersten und weniger vom zweiten Tragfeder-Element, welches im anderen den Umlenkhebel nicht enthaltenden Lastpfad vorgesehen ist, übernommen wird. Zwischen diesen beiden Extrempositionen ist praktisch jede Zwischenstellung möglich, insbesondere wenn der genannte Abstützpunkt des ersten Tragfeder-Elementes oder der Übertragungsstange längs einer Führungskulisse verlagerbar und der Aktuator mit einem geeigneten Getriebe zur Verlagerung des Abstützpunktes neben dieser Führungskulisse vorgesehen ist. Diese Möglichkeiten quasi bis zum Maximum ausnutzend kann der genannte Abstützpunkt sogar solchermaßen verlagerbar sein, dass der Lastpfad über den Umlenkhebel an beiden Seiten der Lagerstelle des Umlenkhebels am Fahrzeug-Aufbau oder Achsträger verlaufen kann. Damit ist quasi ein negatives Übersetzungsverhältnis am Umlenkhebel einstellbar und es kann in Abhängigkeit von der Auslegung der Tragfeder-Elemente im Extremfall das jeweilige Rad vollständig entlastet oder sogar minimal vom Boden abgehoben werden. Damit wäre bspw. im Pannenfall ohne Zuhilfenahme eines Wagenhebers ein Reifenwechsel besonders einfach durchführbar. Ebenso ist im Zusammenhang mit einer sog. Preview-Funktion (bspw. mit einer Stereokamera) vorsteilbar, dass die jeweilige Radlast vor dem Überfahren eines erkannten Hindernisses gezielt reduziert wird.
Es kann der Aktuator als Elektromotor mit einer nachgeschalteten selbsthemmenden Gewindespindel ausgeführt sein, womit unerwünschte Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses am Umlenkhebel beispielsweise unter Einwirkung von umgebungsbedingten Radlastschwankungen ausgeschlossen werden können. Im übrigen ist es vorteilhaft, wenn dann, falls eine erfindungsgemäße Radaufhängung an einem lenkbaren Rad vorgesehen ist, die Kraftwirklinie der genannten Übertragungsstange zwischen einem Tragarm der Radaufhängung und dem Umlenkhebel die Lenkachse des lenkbaren Rades zumindest annähernd schneidet Damit kann praktisch ausgeschlossen werden, dass eine gewünschte durch eine am Umlenkhebel durch eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses hervorgerufenen Veränderung der Radlast eine (geringfügige) Lenkbewegungen des Rades hervorruft.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführyngsbeispiels weiter erläutert» wobei die beigefügte Figur 1 die linksseitige Vorderrad- Aufhängung eines Personenkraftwagens in perspektivischer Darstellung, Figur 2 die entsprechende Ansicht von vorne und Figur 3 diejenige von oben zeigt.
Mit der Bezugsziffer 1 ist der Radträger einer vorliegend als Doppelquerlenkerachse ausgeführten Vorderachse eines PKW's gekennzeichnet, an dem im Bereich 1a ein Aufnahmeflansch für ein nicht dargestelltes Rad vorgesehen ist, an dem dieses drehbar gelagert ist Geführt ist dieser Radträger 1 wie üblich durch einen oberen Dreieckslenker 3 und zwei untere Lenker, von denen der Übersichtlichkeit wegen nur ein Querlenker 4 dargestellt ist, sowie von einer Spurstange 5. Mit der Bezugsziffer 6 ist ein Achsträger gekennzeichnet, an dem wie ersichtlich unter anderem der Querlenker 4 angelenkt ist. Ein als Schrauben-Druckfeder ausgebildetes Tragfeder-Element 7 ist zusammen mit einem zugehörigen Schwingung s-Dämpferelement 8 am unteren Querlenker 4 abgestützt. Auf dem oberen Ende des durch diese Tragfeder-Element 7 und Dämpferelement 8 gebildeten hier sog. Feder- Dämpfer-Beins stützt sich der nicht dargestellte Fahrzeug-Aufbau anteilig, d.h. mit seinem dem linken Vorderrad zugeordneten Anteil ab.
Im oberen Endbereich des Radträgers 1 ist nach Art einer Pendelstütze eine Übertragungsstange 9 angelenkt, deren anderes Ende entsprechend gelenkig mit einem Umlenkhebel 10 in einem Anlenkpunkt 10a verbunden ist, wobei dieser Umlenkhebel 10 über eine Lagerstelle 11 am Achsträger 6 um eine annähernd in Richtung der Fzg. -Längsachse verlaufende Achse verschwenkbar ist. In diesem Umlenkhebel 10 ist eine hier im Wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufende Führungskulisse 12 vorgesehen, in der ein verlagerbares Abstützelement 13 mittels eines Aktuators 14 verlagerbar geführt ist. An diesem Abstützelement 13 ist eine annähernd horizontal in Fzg.-Querrichtung verlaufende und einen Federteller 15a aufweisende Stützstange 15 befestigt. An diesem Federteller 15a ist ein vorliegend als Schrauben-Zugfeder ausgebildetes Tragfeder-Element 16 mit einem seiner beiden Enden befestigt. Mit seinem anderen Ende ist dieses Tragfeder- Element 16 an einem Federteller 17a einer Zentral-Stützstange 17 abgestützt bzw. befestigt, die durch einen auf diese Zentral-Stützstange 17 bzw. Verlagerungsbewegungen derselben in Stangen-Längsrichtung dämpfend einwirkenden Schwingungsdämpfer 18 hindurch geführt ist. Auf der anderen figürlich nicht dargestellten Seite dieses Schwingungsdämpfers 18 sind die gleichen Elemente spiegelsymmetrisch angeordnet, so dass also die figürlich dargestellte Übertragungsstange 9 des linken Vorderrads des Fahrzeugs an der entsprechenden nicht dargestellten Übertragungsstange des ebenfalls nicht dargestellten rechten Vorderrads des Fahrzeugs abgestützt ist. In diese gegenseitige Abstützung ist das Tragfeder-Element 16 und dessen entsprechendes Pendant der rechtsseitigen Radaufhängung zwischengeschaltet.
Wie ersichtlich erfolgt die anteilige Abstützung des Fahrzeugs-Aufbaus an dieser figürlich dargestellten Radaufhängung somit über zwei Lastpfade. Ein erster Lastpfad ist durch die vom Radträger 1 ausgehende Übertragungsstange 9 mit anschließendem Umlenkhebel 10 und dem im weiteren als erstes Tragfeder-Element (16) bezeichnetes Tragfeder-Element 16 dargestellt, wobei der in der Erläuterung vor der Figurenbeschreibung genannte Tragarm der Radaufhängung vorliegend durch den Radträger 1 gebildet ist. Der zu diesem ersten Lastpfad parallele zweite Lastpfad ist durch das im weiteren als zweites Tragfeder-Element (7) bezeichnete Tragfeder-Element 7 dargestellt. Wenn im ersten Lastpfad mittels des Aktuators 14 das den Abstützpunkt für das erste Tragfeder-Element 16 bildende Abstützelement 13 verlagert wird, ändert sich damit bei ansonsten unveränderten Randbedingungen zwangsläufig die auf das Rad bzw. den Radaufnahmeflansch 2 einwirkende sog. Radlast, mit welcher sich das Rad auf der Fahrbahn abstützt, mit sämtlichen damit verbundenen und bekannten Vorteilen und Auswirkungen. Mit einer Gestaltung des Umlenkhebels 10 gemäß den Figuren 1 - 3 kann dabei das Übersetzungsverhältnis dieses Umlenkhebels 10 nur im Wertebereich von größer Null bis „1 " variiert werden. Wäre die Führungskulisse 12 im Umlenkhebel 10 in den Figurendarstellungen nach oben über die Lagerstelle 1 1 hinaus, d.h. an dieser vorbei noch weiter von der Fahrbahn weg nach oben verlängert, so könnte damit sogar ein negatives Übersetzungsverhältnis bis zur Größenordnung von bspw. circa„-0,5" dargestellt werden. Indem nämlich der Aktuator 14 wie ersichtlich neben der Führungskulisse 12 angeordnet ist und hierfür beispielsweise als Elektromotor mit nachgeschaltetem Spindeltrieb ausgebildet ist, kann mittels dieses Aktuators 14 und der geeigneten Führungskulisse 12 das Abstützelement 13 solchermaßen positioniert werden, dass der Lastpfad im Umlenkhebel 10 vom Anlenkpunkt 10a der Übertragungsstange 9 nicht nur durch die Lagersteile 1 1 des Umlenkhebels 10 zum Abstützelement 13 verläuft, sondern es kann das Abstützelement 13 solchermaßen in der Führungskulisse 12 positioniert werden, dass dieser besagte Lastpfad zu beiden Seiten der besagten Lagerstelle 1 1 des Umlenkhebels 10 verlaufen kann.
Ein weiterer Vorteil der figürlich dargestellten Radaufhängung, nämlich dass die in Längsrichtung der Führungskulisse 12 verlaufende Arbeitsrichtung des Aktuators 14 beim Verändern des Übersetzungsverhältnisses mit der Kraftwirkrichtung des ersten im den Umlenkhebel 10 enthaltenden Lastpfad vorgesehenen Tragfeder-Elements 16, die längs der Stützstange 15 verläuft, einen Winkel in der Größenordnung von 70° bis 1 10° einschließt, wurde vor der Figurenbeschreibung bereits erläutert. Ferner zeichnet sich die vorlie- gende Anordnung zur Radlast-Änderung durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses im ersten Lastpfad durch einen äußerst einfachen Aufbau mit wenigen Bauelementen aus. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass das erste Tragfeder-Element 16 vorliegend zwar als Zugfeder ausgeführt ist, dass aber mit anderer Anordnung des Umlenkhebels 10 und/oder dessen Lagerstelle 11 auch eine Druckfeder zum Einsatz kommen kann. Kommt dabei eine solche mit einer progressiven (nichtlinearen) Federkennlinie zum Einsatz, so kann der vom Aktuator 14 aufzubringende Verstellweg gering gehalten werden.
Selbstverständlich kann eine Vielzahl von Details, insbesondere konstruktiver Art, durchaus abweichend von obigen Erläuterungen und den Figurendarstellungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Beispielsweise kann das erste Tragfeder-Element 16 im ersten Lastpfad mit oder ohne Zwischenschaltung eines Dämpferelements direkt am Fahrzeug-Aufbau oder am Achsträger 6 abgestützt sein. Wenn jedoch wie bei der vorliegenden Konstruktion die Abstützung im ersten Lastpfad gegenüber der anderen Fahrzeugseite erfolgt, ist das Vorsehen eines vorzugsweise linearen Dämpfungs-Mechanismus wie hier über den Schwingungsdämpfer 18, der ähnlich einem hydraulischen Lenkungsdämpfer ausgebildet sein kann, besonders vorteilhaft. Bei wechselseitiger Einfederung links/rechts wirkt dieser und bedämpft damit die Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus; für gleichsinniges Einfedern links/rechts hingegen bleibt der Schwingungsdämpfer 18 in Ruhe und entwickelt keine Dämpfkraft. Damit steht ein weiterer unabhängiger Abstimmparameter zur Verfügung, wobei der mögliche Dämpfer-Weg vorzugsweise durch geeignet (bspw. innerhalb des Gehäuses des Schwingungsdämpfers 18) vorgesehene Anschläge begrenzt ist.
Vorliegend ist dabei der Bauraum einer hier nicht mehr erforderlichen, aber ohne den vorliegenden ersten Lastpfad vorgesehenen aktiven Rollstabilisie- rung an einer Doppelquerlenker-Vorderachse genutzt, um diesen ersten Lastpfad unterzubringen. Erhalten bleibt das konventionelle Feder-Dämpfer- Bein in Form des zweiten Tragfeder-Elements 7 mit zugehörigem Schwingungsdämpfer-Element 8 und es ist die Radlast in Konstruktionslage vom Feder-Dämpfer-Bein bzw. zweiten Tragfeder-Element 7 und dem ersten Tragfeder-Element 16 etwa zu gleichen Teilen abgestützt. Damit ist das Kraftniveau der beteiligten Bauteile überschaubar niedrig. Wird dann über den Aktuator 14 das Abstützelement 13 und somit der Abstützpunkt der Stützstange 15 verschoben, so ändert sich die Übersetzung des Umlenkhebels 10 und damit auch das Übersetzungsverhältnis des ersten Tragfeder- Elements 16 bezogen auf den Radaufstandspunkt. Eine Ein- oder Ausfederbewegung des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber dem Rad bzw. gegenüber dem Radträger 1 ist die Folge. Fährt der Aktuator 14 wieder in die Ausgangslage zurück, so federt der Fahrzeug-Aufbau wieder in Konstruktionslage zurück. Diesen Effekt kann man gleichsinnig auf der linken und der rechten Fahrzeugseite nutzen, um den Höhenstand des Fzg. -Aufbaus zu verändern, beispielsweise zum Ein-/Aussteigen, als Beladungsausgleich oder zum Absenken bei Hochgeschwindigkeit, oder gegensinnig, um bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs den Wankwinkel zu reduzieren. In Verbindung mit einer Kamera ist auch eine vorausschauende Radlastbeeinflussung bei Hindernissen möglich. Ähnlich wie bei einer Luftfederung bleibt dabei die Schwingzahl mit zunehmender Radlast, also bei Beladung, annähernd konstant. Insgesamt ist eine hinsichtlich des Bauraumbedarfs optimierte Anordnung zur Radlastbeeinflussung mit der Möglichkeit zur Höhenstand-Verstellung, zur Reduzierung des Wankwinkels, zur Reduzierung der Wankwinkelgeschwindigkeit, und in Verbindung mit einer Kamera zur Radlastoptimierung bei Hindernisüberfahrt vorgestellt, die sich vorteilhafterweise durch minimalen Energiebedarf auszeichnet, da - wie erläutert wurde - der Aktuator 14 bei Verstellung des Abstützelements 13 praktisch nur Reibungskräfte überwinden muss.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug-Radaufhängung mit einer Tragfeder (7, 16), über die der Fahrzeug-Aufbau anteilig an einem Tragarm (1 ) dieser Radaufhängung abgestützt ist und wobei die durch diese Abstützung auf das zugehörige Rad einwirkende Radlast dadurch veränderbar ist, dass das Übersetzungsverhältnis an einem im Lastpfad der Abstützung vorgesehenen und am Fahrzeug-Aufbau oder einem Achsträger (6) verschwenkbar gegenüber diesem gelagerten Umlenkhebel (10) mittels eines Aktuators (14) veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass an dieser Einzelradaufhängung parallel zu dem den Umlenkhebel (10) und ein erstes Tragfeder-Element (16) enthaltenden Lastpfad ein weiterer Lastpfad mit einem zweiten zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und dem zugehörigen Rad wirksamen Tragfederelement (7) vorgesehen ist.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, dass das am Umlenkhebel (10) angreifende erste Tragfeder-Element (16) eine annähernd horizontal ausgerichtete Schraubenfeder ist.
3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsrichtung des Aktuators (14) beim Verändern des Übersetzungsverhältnisses mit der Kraftwirkrichtung des ersten Tragfeder-Elements (16) einen Winkel in der Größenordnung von 70° bis 110° einschließt.
Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis am Umlenkhebel (10) durch Verlagerung des Abstützpunktes (13) des ersten Tragfeder-Elementes (16) oder einer mit ihrem anderen Ende an einem Tragarm der Radaufhängung abgestützten Übertragungsstange (9) dadurch über einen weiten Bereich veränderbar ist, dass dieser Abstützpunkt (13) nahe in die Umgebung der Lagerstelle (11 ) des Umlenkhebels (10) am Fahrzeug-Aufbau oder Achsträger (6) verlagerbar ist.
Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Abstützpunkt (13) des ersten Tragfeder-Elementes (16) oder der Übertragungsstange (9) längs einer Führungskulisse (12) verlagerbar und der Aktuator (14) mit einem geeigneten Getriebe zur Verlagerung des Abstützpunktes (13) neben dieser Führungskulisse (14) vorgesehen ist.
Radaufhängung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Abstützpunkt (13) solchermaßen verlagerbar ist, dass der Lastpfad über den Umlenkhebel (10) an beiden Seiten der Lagerstelle (11 ) des Umlenkhebels (10) am Fahrzeug-Aufbau oder Achsträger (6) verlaufen kann.
Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche an einem zweispurigen Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die über den jeweiligen Umlenkhebel (10) geführten Lastpfade der linksseitigen und rechtsseitigen Fahrzeug-Radaufhängung gegeneinander abgestützt sind.
8. Radaufhängung nach Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, dass im gegeneinander abgestützten Lastpfad ein am Fahrzeug-Aufbau oder am Achsträger (6) abgestützter Dämpfer (18), vorzugsweise mit den Dämpfer-Weg begrenzenden Anschlägen, vorgesehen ist.
9» Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (14) als Elektromotor mit einer nachgeschalteten selbsthemmenden Gewindespindel ausgeführt ist.
10. Radaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwirklinie der Übertragungsstange (9) die Lenkachse des lenkbaren Rades zumindest annähernd schneidet
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