WO2019170340A1 - Radaufhängung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben einer solchen radaufhängung - Google Patents

Radaufhängung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben einer solchen radaufhängung Download PDF

Info

Publication number
WO2019170340A1
WO2019170340A1 PCT/EP2019/052815 EP2019052815W WO2019170340A1 WO 2019170340 A1 WO2019170340 A1 WO 2019170340A1 EP 2019052815 W EP2019052815 W EP 2019052815W WO 2019170340 A1 WO2019170340 A1 WO 2019170340A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring
wheel
spring element
motor vehicle
suspension
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/052815
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Glas
Wolfgang Schmid
Original Assignee
Audi Ag
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi Ag filed Critical Audi Ag
Priority to CN201980017487.5A priority Critical patent/CN111819093A/zh
Priority to US16/977,560 priority patent/US20210008947A1/en
Publication of WO2019170340A1 publication Critical patent/WO2019170340A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/021—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means the mechanical spring being a coil spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/14—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having helical, spiral or coil springs only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/14—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having helical, spiral or coil springs only
    • B60G11/16—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having helical, spiral or coil springs only characterised by means specially adapted for attaching the spring to axle or sprung part of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/027—Mechanical springs regulated by fluid means
    • B60G17/0272—Mechanical springs regulated by fluid means the mechanical spring being a coil spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B60G2202/12—Wound spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/41—Fluid actuator
    • B60G2202/413—Hydraulic actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/42—Electric actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/12—Mounting of springs or dampers
    • B60G2204/124—Mounting of coil springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70—Materials used in suspensions
    • B60G2206/71—Light weight materials
    • B60G2206/7101—Fiber-reinforced plastics [FRP]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60—Load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/22—Spring constant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/30—Height or ground clearance

Definitions

  • the invention relates to a vehicle for a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor driving tool according to the preamble of claim 10. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a suspension.
  • the motor vehicle has a construction designed, for example, as a self-supporting body, in which persons, such as, for example, the driver of the motor vehicle, can stop.
  • the motor vehicle has at least one or more wheels, wherein the structure or the motor vehicle can be supported in total on the respective wheel on a roadway for the motor vehicle.
  • the motor vehicle has a wheel suspension, which comprises at least one spring element with a progressive spring characteristic. In this case, the wheel is spring-supported on the structure supported or supported by the spring element.
  • DE 10 2006 010 054 A1 discloses a wheel suspension, with a spring adjustment for a motor vehicle, the vehicle body via at least one helical compression spring ultimately on a via a LEN keran extract movably articulated on the structure wheel or the like is proportionally supported.
  • a suspension which includes a vehicle body and a voltage on this articulated via a Lenkeranord movable wheel with a wheel and at least one helical compression spring, which is supported on the vehicle body on the one hand and on the wheel or handlebar arrangement on the other.
  • Object of the present invention is to provide a suspension, a motor vehicle and a method, so that a particularly high driving comfort, especially at different loading conditions of the structure, can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to a suspension for a construction and at least one wheel having and supportable via the wheel on a roadway vehicle, which is preferably as a motor vehicle, in particular as a passenger car, formed.
  • the motor vehicle In its fully manufactured state, the motor vehicle has the construction designed, for example, as a self-supporting body.
  • the motor vehicle in its fully manufactured state the at least one wheel or a plurality of wheels, wherein the structure or the motor vehicle is a total support via the respective wheel inizihochrich down on the road supported or supported. If the motor vehicle is driven in its state supported along the roadway by the respective wheel on the roadway, then the respective wheel rolls off the roadway.
  • the suspension has at least one spring element with a progressi ven spring characteristic, wherein the at least one wheel via the Federele spring-supported on the structure is supported or supported.
  • the wheel In the fully manufactured state of the motor vehicle, the wheel is movably held on the body so that the wheel can move relative to the body at least in the vehicle vertical direction.
  • the spring element can thereby extending in the vehicle vertical direction relative movements between tween the wheel and the structure, so that the wheel in vehicle height direction Rich can spring in and rebound relative to the structure.
  • the wheel moves in the vehicle vertical direction relative to the structure and thereby in the direction of the structure, whereby, for example, the spring element is stretched, in particular compressed, is.
  • a rebound the wheel moves in the vehicle vertical direction down and thereby away from the construction, whereby, for example, the spring element relaxed or relationship is lengthened.
  • the spring element is designed as a pressure spring element.
  • the wheel suspension has a height adjustment device by means of which the body is height-adjustable. while a change in the spring rate of the spring element is omitted.
  • the structure, in particular relative to the roadway, height-adjustable by means of the height adjustment, that is movable in Anlagenroch- direction, without in this case the spring rate of the spring element is changed.
  • the height adjustment is thus, for example, in a state in which the structure is supported by the wheel on the road, a running in the vehicle vertical direction distance between the body and the road adjustable, adjustable or variable.
  • the structure is adjustable in height by means of the height adjustment, to understand that the previously described distance can be adjusted, adjusted or varied.
  • the structure is specifically or actively height-adjustable by means of the height adjustment device, so that a so-called static height adjustment by means of the height adjustment.
  • Adjustment or height adjustment can be realized or implemented, within the scope of which the structure can be moved or vertically adjusted by means of the height adjustment device, ie moved in the vertical direction relative to the roadway and can be moved away from the roadway or alternatively onto the roadway without the spring rate of the spring element changes.
  • a change in the spring rate of the spring element is omitted in particular by the fact that in relationship, during the height adjustment of the structure, a change in length of the spring element, in particular along its line of action and / or along its geometric spring center line, omitted.
  • a height adjustment of the structure s is not accompanied by a change in length of the spring element, so that the spring rate is not changed.
  • the spring characteristic describes the relationship between a deformation, in particular along the force action line and / or the geometric spring center line of the spring element, deformation, in particular change in length, of the spring element and a spring force resulting from the deformation and provided by the spring element, wherein the spring characteristic of the spring element according to the invention is progressive.
  • the provided by the spring element Fe derkraft thus increases disproportionately with increasing compression of the spring element.
  • the spring rate of the spring element is to be understood as a respective local gradient of the spring characteristic associated with a respective deformation, in particular compression, of the spring element, so that the spring rate is lower, for example, in a first state of the spring element than in a second state of the spring element is more compressed in the second state than in the first state.
  • the structure is initially unloaded, while the structure is supported by the at least one wheel on, for example, the at least substantially horizontal roadway, then derelement for example, first in the first state in which the
  • the spring element completely relaxed or compressed and thus stretched.
  • the spring element is slightly tensioned, for example, in the first state, in particular slightly compressed relation ship as compressed.
  • the structure bela the while a height adjustment of the structure s is omitted, the structure initially lowers.
  • the spring element is stretched starting from the first state, in particular compressed, and thereby brought, for example, in the second state described above, in which the spring element against the first state more tense, in particular more compressed, is.
  • the spring rate has a first value for the first state and a second value greater than the first value in the second state.
  • the spring rate is greater in the second state than in the first state.
  • Such an increase in the spring rate as the loading of the superstructure increases that is to say as the weight of a system comprising a superstructure of the superstructure increases, for example, the natural frequency of the superstructure, which is also referred to as the vehicle superstructure, despite increasing loading or despite higher mass of the motor vehicle at least substantially the same relationship as constant to keep.
  • the natural frequency of the superstructure which is also referred to as the vehicle superstructure
  • Air springs can compensate for the compression of the structure as compared to ordinary, mechanical springs by increasing their internal pressure. On the one hand, this causes the motor vehicle to reach its normal trim position. On the other hand, the pressure increase or the pressure increase leads to an increase in the spring rate of the respective air spring. This increase in the spring rate, in particular in conjunction with a controllable or variable damper, ideally leads to a constant natural frequency of the vehicle body despite higher vehicle mass as a result of the increasing load. As a result, a load compensation can be realized by which the suspension spring referred to as philosophicalfeder per se for the unloaded or empty motor vehicle can be designed particularly soft, so that ge compared conventional steel springs a particularly high comfort can be realized.
  • air springs exhibit not only their advantage in terms of comfort, but also negative characteristics.
  • the following equation shows the relationship between the spring stiffness of the air spring and the pressure prevailing in the air spring, the gas or air volume received therein, the effective area and the polytropic exponent: h ⁇ r ⁇ A
  • c denotes the spring rate
  • n the polytropic exponent
  • p the pressure
  • A the effective area
  • V the volume.
  • the spring element is a progressive spring element, that is, a progressive philosophicalfeder.
  • the previously described static height adjustment is provided.
  • the inventive combination of the progressive body spring with the stati rule height adjustment the benefits of an air spring without the disadvantage of the dynamic hardening of the air spring can be used.
  • the progressive body spring and a static height adjustment in particular the following two advantages of an air spring can be realized are: load compensation via static height adjustment and suspension spring with low spring rate around the empty position for maximum comfort.
  • suspension spring with low spring rate to the emptiness for comfort maximization is to be understood that the referred to as a suspension spring, progressive mounting spring for the unloaded state of the structure can be designed particularly soft, so that the spring rates in undeformed state of the spring element and in only slightly deformed to stand substantially low, as in the opposite more deformed to stand the spring element. If the structure and thus the motor vehicle are then unloaded or only slightly loaded, a particularly high level of driving comfort can be realized due to the fundamentally soft design of the spring element.
  • a further advantage of the progressive build-up spring is that its spring rate increases progressively or exponentially with increasing loading of the structure s, so that an adaptation of the vibration number can be realized.
  • the mechanical spring element that is the different of a pneumatic spring spring element made of a fiber-reinforced plastic gebil det, whereby the progressive spring characteristic can be realized particularly advantageous.
  • the fiber-reinforced plastic is a glass fiber reinforced plastic (GRP).
  • the spring element is designed as a meandering spring.
  • the progressive spring characteristic or its progression is realized by different slopes of the turns of the spring, wherein the windings are formed for example by a spring wire. This usually means that with increasing deflection and thus with increasing compression of the progressive spring more and more turns touch each other and thus be turned off. By switching off, it is to be understood that the mutually contacting and thus disconnected turns no longer participate in a spring or in an elastic deformation of the spring.
  • the mutual Berüh tion of the individual turns, which are also referred to as spring coil leads to damage of a conventionally seen before lacquer layer, which is applied to the turns per se or on a turns forming body.
  • the height adjustment at least one adjustment, the sen length is adjustable, whereby the structure is adjustable in height, while a change in the spring rate of the spring element is omitted ,
  • the length of the adjusting element is adjusted, that is, varied or changed.
  • the adjusting element is arranged with respect to a force flow extending between the structure via the spring element and the adjusting element to the wheel between the structure and the spring element or between the wheel and the spring element. If the adjusting element is arranged, for example, between the structure and the spring element, the structure is raised, for example, thereby moving in the vehicle vertical direction of the roadway that the structure with increasing the length of the adjustment element in the vehicle vertical direction upwards from the spring and away from the wheel is moved. In order to lower the body, the body in the vertical direction of the vehicle is moved downwards in the direction of the spring and in the direction of the wheel while the adjusting element is being reduced in length.
  • the structure is raised, for example, by increasing the length or increasing the length of the adjusting element so that the spring and the structure move upwards away from the wheel in the vehicle vertical direction or relative to the wheel while moving away from the roadway.
  • the spring element and the structure in the vehicle vertical direction are moved downwards in the direction of the wheel or relative to the wheel in the direction of the roadway while reducing the length or length of the adjusting element.
  • a further embodiment is characterized in that the height adjusting device, in particular the adjusting element is hydraulically and / or electrically operable, so that the structure hydraulic and / or electromechanical is mechanically adjustable.
  • a hydraulic fluid is introduced, for example, in a chamber, whereby an increase in length of the adjustment is effected.
  • the structure is raised.
  • the adjusting element comprises a cylinder, in particular a hydraulic cylinder, into the chamber of which the hydraulic fluid can be introduced.
  • the hydraulic and the electromechanical height adjustment is advantageous because, for example, by means of hydraulic or mechanical height adjustment undesirable spring movements and resulting length shortening of the adjusting element, which can result, for example, from a compression of a gas received in the chamber, can be avoided.
  • the United adjusting element for example, a threaded spindle as the first component and a corresponding, arranged on the threaded nut as a second component, wherein the threaded spindle a first thread in the form of an external thread and the nut a second thread in the form of a External thread corresponding internal thread has.
  • the nut is screwed onto the threaded spindle and screwed to the threaded spindle Ge.
  • the adjusting element beispielswei se comprises at least one electric motor, by means of which a relative rotation between the threaded spindle and the nut can be effected.
  • the threaded spindle and the nut can be rotated relative to each other by means of the electric motor.
  • the threaded spindle and the nut can be rotated relative to one another about an axis of rotation by means of the electric motor, it being preferably provided that one of the components is rotatable about the axis of rotation while the other component is secured against rotation about the axis of rotation , In this way, the one component can be rotated by means of the electric motor relative to the other component, while the axis of rotation extending rotations of the other component can be avoided.
  • the one component is rotated in a first direction of rotation by means of the electric motor, then, for example, the nut is moved translationally in a first direction relative to the threaded spindle.
  • a length increase of the adjustment be acts.
  • one component is rotated relative to the other component by means of the electric motor in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, a translational movement of the nut relative to the threaded spindle is effected in a second direction opposite to the first direction.
  • a shortening of the length of the adjustment is effected.
  • one of the component is at least indirectly, in particular directly, connected to the spring, while the other component indirectly, in particular special directly, is connected to the structure.
  • the adjusting element is arranged between the spring and the structure. If the adjusting element is arranged, for example, between the spring and the wheel, then one of the components is at least indirectly connected, in particular directly, to the wheel, while the other component is connected at least indirectly, in particular directly, to the spring element. If, for example, the one component is rotated by means of the electric motor in the first direction of rotation, the structure in the vehicle vertical direction is thereby moved upward away from the roadway, for example.
  • the adjusting element can thus have at least two adjusting parts, which are movable relative to each other for height adjustment of the structure, in particular translationally.
  • one of the adjusting parts is moved in a first direction in a translatory manner relative to the other adjusting part.
  • the one adjusting part for example, is moved in a translatory manner relative to the other adjusting part in a second direction opposite to the first direction.
  • One of the adjustment parts may be the aforementioned mother, while the other adjustment is the threaded spindle or vice versa.
  • the adjustment parts are, for example, moved hydraulically and / or electrically relative to each other, so that a hydraulic and / or preferably electromechanical height adjustment of the structure can be displayed.
  • inventive suspension comprises the structure and the wheel.
  • the suspension comprises an electronic computing device which is adapted to determine a load of the structure, depending on the determined loading charge the height adjustment device and thereby a To effect height adjustment of the structure s, while a change in the spring rate of the spring element is omitted.
  • the height adjustment of the structure by means of electronic computing device for example, auto matically causes, so that the desired trim position of the structure s relationship between the motor vehicle as a whole automatically, in particular to a predetermined value can be set.
  • the trim position can be adjusted so that the motor vehicle in the loaded state has the same trim position as in the unloaded state.
  • the electronic computing device is designed to detect at least one input caused by a person, depending on the input entered, the height adjustment. To actuate l insightful and thereby cause a height adjustment of the structure, especially during a change in the spring rate of the Fe derelements omitted.
  • the person can effect the input, for example via at least one operating element of the motor vehicle.
  • the driver of the motor vehicle can set a desired trim position or a ground clearance desired by him. Again, in other words, for example, the driver can raise and lower the body as needed.
  • a second aspect of the invention relates to a preferably designed as a motor vehicle, especially as a passenger car, motor vehicle, which has a preferably designed as a self-supporting body structure and at least one wheel or more wheels. About the respective wheel of the structure, in particular in the vehicle vertical direction down, can be supported on a roadway for the motor vehicle.
  • the motor vehicle further comprises a wheel suspension, in particular a wheel suspension according to the invention.
  • the wheel suspension comprises at least one spring element having a progressive spring characteristic via which the respective wheel is supported on the body.
  • inven tion according to a height adjustment device is provided, by means of which the structure, in particular relative to the roadway, height adjustable, while a change in the spring rate of the spring element is omitted.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be considered before parts and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • a third aspect of the invention relates to a method for operating a suspension, in particular a suspension according to the invention, of a structure and at least one wheel and on the wheel, in particular in the vehicle vertical direction down, on a roadway from sustainable motor vehicle.
  • the suspension comprises at least one spring element having a progressive spring characteristic, over which the wheel is sprung supported on the structure.
  • the structure In the United drive by means of a height adjustment of the motor vehicle, the structure, in particular relative to the road, adjusted in height, while a change in the spring rate of the spring element is omitted.
  • the drawing shows in the single FIGURE in fragmentary form a schematic and sectional front view of a motor vehicle according to the invention, which is designed as a motor vehicle, especially as a passenger car.
  • the single FIGURE shows a detail in a schematic and sectional front view of a motor vehicle, in particular as a passenger cars trained motor vehicle 10, which has a structure in the form of a self-supporting body 12.
  • the motor vehicle 10 has at least one wheel 14, via which the motor vehicle 10 can be supported or supported in the vehicle vertical direction downwards on a roadway 16 for the motor vehicle 10.
  • the vehicle vertical direction is illustrated by a double arrow 18 in FIG.
  • the motor vehicle 10 has a plurality of wheels, of which in the figure the wheel designated 14 can be seen.
  • the motor vehicle 10 has at least or exactly four wheels on, with the previous and following comments on the wheel 14 can be easily transferred to the other wheels.
  • the motor vehicle 10 further comprises a wheel suspension 20, via which the wheel 14 is movably connected to the body 12.
  • the suspension 20 allows at least in the vehicle vertical direction extending relative movements between the wheel 14 and the body 12, so that the wheel 14 in the vehicle vertical direction upwards move relative to the body 12 and thus can deflect.
  • the wheel 14 can move in the vehicle vertical direction down relative to the body 12.
  • the suspension 20 comprises a link assembly 22, which also referred to as a handlebar or guide link arm 24, 26 and 28 has.
  • the links 26 and 28 are formed, for example, as a wishbone and on the one hand hinged to the body 12 and on the other hand articulated to a wheel carrier 30 of the suspension 20, wherein the wheel 14 is rotatably mounted on the wheel carrier 30.
  • the link 24 is articulated on the one hand to the body 12 and on the other hand articulated to the wheel carrier 30.
  • the wheel carrier 30 can pivot relative to the links 24, 26 and 28 and overall it can be seen that the wheel 14 is articulated via the suspension 20 to the body 12.
  • the suspension 20 further comprises at least one spring element 32, via which the wheel 14 is spring-supported or supported on the body 12.
  • the spring element 32 is designed as a mechanical spring element or as a mechanical spring, so that the spring element 32 is a different spring from a pneumatic spring and thus from an air spring.
  • the spring element 32 is designed as a helical spring, in particular as a helical compression spring.
  • the spring element 32 is formed as a meandering spring. Since the spring element 32 is formed as a mechanical spring element, the spring element 32 is formed of a solid material, that is, formed from a material which is in a solid state of aggregation at a temperature of 25 degrees Celsius.
  • the material, out which the spring element 32 is formed is also referred to as a material, wherein the spring element 32 is inherently rigid or dimensionally stable and thereby elastically deformable.
  • the spring element 32 designed as a mechanical spring or as a mechanical spring element is at least indirectly supported on the wheel 14 on the one hand and on the other hand is supported on the body 12 at least indirectly. Rad note the spring element 32 via the link assembly 22 and thereby via the handlebar 24 and the wheel carrier 30 is supported on the wheel 14. If it now comes to a deflection of the wheel 14, which moves in the vertical direction in the vehicle vertical upward relative to the structure 12, the spring element 32 is stretched, in particular compressed or compressed. As a result, the spring element 32 provides a spring force, by means of which the wheel 14 can be moved back in the vehicle vertical direction down relative to the structure 12, whereby the wheel 14, for example, rebounds.
  • a shock absorber In order to dampen an upswing of such rebound and rebound movements of the wheel 14, a shock absorber, not shown in the figure, for example, is provided by means of which in the vehicle vertical direction the following relative movements between the wheel 14 and the body 12 are to be damped, that is to be damped , In particular, the deflections and rebounds of the wheel 14 relative to the body 12 can be damped by means of the shock absorber.
  • the spring element 32 in this case has a progressive spring characteristic, so that the spring element 32 is designed as a progressive suspension spring or progressive construction spring. In other words, the spring element 32 has a progressive characteristic.
  • the preferably hydraulic shock absorber is arranged or connected parallel to the spring element 32 and thereby coupled on the one hand at least indirectly with the body 12 and on the other hand indirectly with the wheel 14.
  • the wheel suspension 20 and thus the motor vehicle 10 comprises a Height adjustment device 34, by means of which the body 12 is height-adjustable, while a change in the spring rate of the spring element 32 is omitted.
  • the structure 12 by means of the height adjustment device 34, in particular relative to the roadway 16, is height adjustable, it is understood that the body 12 can be moved by means of the height adjustment device 34 in the vehicle vertical direction relative to the roadway 16, while the body 12 via the wheel 14 is supported on the roadway 16.
  • the Fig. Shows the spring element 32, for example, in a first state in which the body 12 and the motor vehicle 10 is totally unloaded. Now, if the body 12 is loaded, so that the mass of the motor vehicle 10 increases overall, the body 12 lowers in the direction of the lane 16, when initially a height adjustment of the body 12 is omitted. By this lowering of the body 12, the body 12 moves in the vehicle vertical direction downwards in the direction of the lane 16, whereby the spring element 32 is compressed starting from the first state and thereby tensioned. As a result, the spring element 32 reaches a second state, in which the spring element 32 is compressed more strongly in relation to the first state and is thus more strongly tensioned.
  • the spring rate of the spring element 32 in the second state is higher or greater than in the first state.
  • the spring rate of the spring element 32 has a first value in the first state and a second value greater than the first value in the second state, the respective value being a positive, zero, greater number or a positive value greater than zero is.
  • Spring element 32 and thus the larger compared to the first state spring rate will retain, that is, while a change in the spring rate of the spring element 32 is omitted.
  • the height adjustment device 34 has at least one adjusting element 36.
  • the adjusting element 36 is on the one hand at least indirectly, in particular directly, coupled to the spring element 32, in particular with its one end 38, in particular articulated.
  • the adjusting element 36 is at least indirectly, in particular directly, coupled to the body 12, in particular articulated.
  • the adjusting element 36 has a first adjustment part 40 and a second adjustment part 42, wherein the adjustment part 40 is coupled to the spring element 32 and the adjustment part 42 to the body 12.
  • the adjusting parts 40 and 42 are translationally movable relative to one another along a direction of movement illustrated in the figure by a double arrow 44, the direction of movement being oblique or parallel to the vehicle vertical direction.
  • the height adjustment device 34 in particular the adjusting element 36, has a drive 46, by means of which the adjustment parts 40 and 42 are translationally movable relative to each other along the direction of movement. If, for example, by means of the drive 46 of one of the adjustment parts 40 and 42 in a coincident with the direction of movement first direction relative to the respective other adjustment part 42 and 40 moves translationally, so for example, the body 12 in the vehicle direction is moved upwards away from the lane 16 that is, raised, while a change in the spring rate of the spring member 32 is omitted.
  • the one adjustment 40 or 42 in a first direction opposite and thus coincident with the direction of movement translationally relative to the respective other adjustment 42 and 40 translationally moves so for example the structure 12 in the vehicle vertical direction down in the direction the roadway 16 is moved and thus lowered, while a change in the spring rate of the spring element 32 is omitted.
  • a Changing the spring rate of the spring element 32 when raising and lowering the body 12 is omitted in particular by the fact that when lowering or raising the body 12, a change in length of the spring element 32 is omitted.
  • the adjusting element 36 is arranged relative to a force flow between the body 12 and the spring element 32 extending from the body 12 via the adjusting element 36 and the spring element 32 to the wheel 14 and via this to the roadway 16, so that the Adjustment element 36 and the spring element 32 are arranged in the described power flow serially to one another or connected.
  • the adjusting element 36 is arranged between the spring element 32 and the wheel 14, so that even then the adjusting element 36 and the spring element 32 are arranged or connected in series in the power flow.
  • the drive 46 is preferably a hydraulic drive, so that the adjusting parts 40 and 42 are hydraulically movable relative to each other in translation.
  • the drive 46 is an electric drive, so that the drive 46 is designed, for example, as an electric motor.
  • the adjustment parts 40 and 42 are electrically movable relative to one another in a translatory manner.
  • the spring element 32 is formed from a glass-fiber reinforced plastic and thus from a fiber-reinforced plastic.
  • One of the adjusting parts 40 and 42 has, for example, a piston rod and a piston connected thereto, wherein the respective other adjusting part 42 or 40 has a cylinder in which the piston is received translationally movable.
  • the cylinder and the piston form a chamber which, for example, with a working fluid, in particular with a hydraulic fluid, is supplyable bar.
  • a working fluid in particular with a hydraulic fluid
  • the piston and the piston rod from the cylinder extended, whereby an increase in length or increase in length of the adjusting element 36 is effected.
  • the body 12 is raised, for example.
  • the adjusting element 36 thus has, for example, a hydraulic cylinder, by means of which the body 12 is hydraulically adjustable in height.
  • one of the adjusting parts 40 and 42 as a threaded spindle and the respective other adjustment part 42 and 40 is formed as a nut which is screwed via respective threads of the nut and the threaded spindle on the threaded spindle.
  • the one adjusting part, the adjusting part 40 which is designed as a threaded spindle or has the piston rod and the associated piston.
  • the other adjustment part is, for example, the adjusting part 42, which is thus designed as the said cylinder or as the mother.
  • the threaded spindle and the nut can be rotated about an axis of rotation relative to each other, wherein such relative rotations between the threaded spindle and the threaded nut are converted by means of the thread in translational relative movements between the nut and the threaded spindle.
  • the nut is moved translationally relative to the threaded spindle along the threaded spindle.
  • the body 12 is raised or lowered.
  • the motor vehicle 10 in particular the wheel suspension 20, has an electronic computing device 48 shown particularly schematically in the figure.
  • the body is loaded by means of the electronic computing device 48, for example 12 determined.
  • a jounce state of the wheel 14 relative to the body 12 and / or a distance between the body 12 and the roadway 16 extending in the vehicle vertical direction are determined by means of the electronic computing device 48.
  • the electronic computing device 48 controls the electronic computing device 48 to the drive 46, whereby a height adjustment of the body 12 is effected, while a change in the spring rate of the spring element 32 is omitted.
  • the spring rate of the spring element 32 which is greater than the unloaded state, can be maintained, for example, in the loaded state, so that a particularly advantageous driving behavior and a particularly high level of ride comfort can be ensured.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung (20) für ein einen Aufbau (12) und zumindest ein Rad (14) aufweisendes und über das Rad (14) an einer Fahrbahn (16) abstützbares Kraftfahrzeug (10), mit wenigstens einem eine progressive Federkennlinie aufweisenden Federelement (32), über welches das Rad (14) gefedert an dem Aufbau (12) abstützbar ist, wobei eine Höhenverstelleinrichtung (34) vorgesehen ist, mittels welcher der Aufbau (12) höhenverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Federelements (32) unterbleibt.

Description

Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Radaufhängung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahr zeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Radaufhängung.
Eine solche Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug und ein solches Kraftfahr zeug mit einer solchen Radaufhängung sind beispielsweise bereits der DE 10 2009 020 108 Al als bekannt zu entnehmen. Das Kraftfahrzeug weist dabei einen beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf, in welchem sich Personen wie beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs, aufhalten können. Außerdem weist das Kraftfahrzeug zumin dest ein oder mehrere Räder auf, wobei der Aufbau beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt über das jeweilige Rad an einer Fahrbahn für das Kraftfahrzeug abstützbar ist. Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug eine Radaufhängung auf, welche wenigstens ein Federelement mit einer progres- siven Federkennlinie umfasst. Dabei ist das Rad über das Federelement gefedert an dem Aufbau abstützbar beziehungsweise abgestützt.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2006 010 054 A1 eine Radaufhängung, mit einer Federverstellung für ein Kraftfahrzeug, dessen Fahrzeugaufbau über zumindest eine Schraubendruckfeder letztlich auf einem über eine Len- keranordnung beweglich am Aufbau angelenkten Radträger oder dergleichen anteilig abgestützt ist. Darüber hinaus ist aus der EP 1 666 282 B1 eine Radaufhängung bekannt, welche einen Fahrzeugaufbau und ein an diesem über eine Lenkeranord nung beweglich angelenktes Rad mit einem Radträger und zumindest einer Schraubendruckfeder umfasst, die sich am Fahrzeugaufbau einerseits und am Radträger oder Lenkeranordnung andererseits abstützt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radaufhängung, ein Kraft fahrzeug und ein Verfahren zu schaffen, sodass ein besonders hoher Fahr komfort, insbesondere auch bei unterschiedlichen Beladungszuständen des Aufbaus, realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radaufhängung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkma- len des Patentanspruchs 10 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein einen Aufbau und zumindest ein Rad aufweisendes und über das Rad an einer Fahrbahn abstützbares Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwa- gen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. In seinem voll- ständig hergestellten Zustand weist das Kraftfahrzeug den beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf. Außerdem weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das zumindest eine Rad oder aber mehrere Räder auf, wobei der Aufbau beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt über das jeweilige Rad in Fahrzeughochrich tung nach unten an der Fahrbahn abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug in seinem über das jeweilige Rad an der Fahrbahn abgestützten Zustand entlang der Fahrbahn gefahren, so rollt das jeweilige Rad an der Fahrbahn ab.
Die Radaufhängung weist wenigstens ein Federelement mit einer progressi ven Federkennlinie auf, wobei das zumindest eine Rad über das Federele ment gefedert an dem Aufbau abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. In dem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs ist das Rad be- wegbar an dem Aufbau gehalten, sodass sich das Rad zumindest in Fahr- zeughochrichtung relativ zu dem Aufbau bewegen kann. Das Federelement lässt dabei in Fahrzeughochrichtung verlaufende Relativbewegungen zwi schen dem Rad und dem Aufbau zu, sodass das Rad in Fahrzeughochrich tung relativ zu dem Aufbau ein- und ausfedern kann. Bei einer Einfederung bewegt sich das Rad in Fahrzeughochrichtung relativ zu dem Aufbau und dabei in Richtung des Aufbaus, wodurch beispielsweise das Federelement gespannt, insbesondere komprimiert, wird. Bei einer Ausfederung bewegt sich das Rad in Fahrzeughochrichtung nach unten und dabei von dem Auf bau weg, wodurch beispielsweise das Federelement entspannt beziehungs- weise gelängt wird. Insbesondere ist das Federelement als ein Druckfe- derelement ausgebildet.
Um nun einen besonders hohen Fahrkomfort sowie gleichzeitig ein beson- ders vorteilhaftes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs, insbesondere auch bei unterschiedlichen Beladungszuständen des Aufbaus, realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Radaufhängung eine Höhen- verstelleinrichtung aufweist, mittels welcher der Aufbau höhenverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Federelements unterbleibt. Mit anderen Worten ist der Aufbau, insbesondere relativ zu der Fahrbahn, mittels der Höhenverstelleinrichtung höhenverstellbar, das heißt in Fahrzeughoch- richtung bewegbar, ohne dass hierbei die Federrate des Federelements verändert wird. Mittels der Höhenverstelleinrichtung ist somit beispielsweise in einem Zustand, in welchem der Aufbau über das Rad an der Fahrbahn abgestützt ist, ein in Fahrzeughochrichtung verlaufender Abstand zwischen dem Aufbau und der Fahrbahn einstellbar, verstellbar oder variierbar. Mit anderen Worten ist unter dem Merkmal, dass der Aufbau mittels der Höhen verstelleinrichtung höhenverstellbar ist, zu verstehen, dass der zuvor be- schriebene Abstand eingestellt, verstellt beziehungsweise variiert werden kann. Ferner ist unter dem Merkmal, dass der Aufbau mittels der Höhenver stelleinrichtung höhenverstellbar ist, zu verstehen, dass der Aufbau mittels der Höhenverstelleinrichtung gezielt beziehungsweise aktiv höhenverstellbar ist, sodass mittels der Höhenverstellung eine sogenannte statische Höhen- Verstellung oder Höhenverstellbarkeit realisierbar oder realisiert ist, in deren Rahmen der Aufbau mittels der Höhenverstelleinrichtung gezielt bezie- hungsweise aktiv höhenverstell, das heißt in Hochrichtung relativ zu der Fahrbahn bewegt und dabei von der Fahrbahn weg oder wahlweise auf die Fahrbahn zu bewegt werden kann, ohne dass sich die Federrate des Fe- derelements ändert.
Bei der Höhenverstellung des Aufbaus unterbleibt eine Veränderung der Federrate des Federelements insbesondere dadurch, dass bei beziehungs weise während der Höhenverstellung des Aufbaus eine Längenveränderung des Federelements, insbesondere entlang seiner Kraftwirkungslinie und/oder entlang seiner geometrischen Federmittellinie, unterbleibt. Wieder mit ande- ren Worten ausgedrückt geht eine Höhenverstellung des Aufbau s nicht mit einer Längenveränderung des Federelements einher, sodass die Federrate nicht verändert wird.
Wie allgemeint bekannt und üblich ist beschreibt die Federkennlinie den Zusammenhang zwischen einer, insbesondere entlang der Kraftwirkungslinie und/oder der geometrischen Federmittellinie des Federelements, verlaufende Verformung, insbesondere Längenveränderung, des Federelements und einer aus der Verformung resultierenden und von dem Federelement bereit- gestellten Federkraft, wobei die Federkennlinie des Federelements erfin- dungsgemäß progressiv ist. Die von dem Federelement bereitgestellte Fe derkraft nimmt somit mit zunehmender Komprimierung des Federelements überproportional zu. Die Federrate des Federelements ist dabei als jeweilige, zu einer jeweiligen Verformung, insbesondere Kompression, des Federele- ments gehörende lokale Steigung der Federkennlinie zu verstehen, sodass die Federrate beispielsweise in einem ersten Zustand des Federelements geringer als in einem zweiten Zustand des Federelements ist, welches in dem zweiten Zustand stärker als in dem ersten Zustand komprimiert ist.
Ist beispielsweise der Aufbau zunächst unbeladen, während der Aufbau über das zumindest eine Rad an der beispielsweise zumindest im Wesentlichen horizontal verlaufenden Fahrbahn abgestützt ist, so befindet sich das Fe- derelement beispielsweise zunächst in dem ersten Zustand, in welchem das
Federelement vollständig entspannt oder aber komprimiert und dadurch gespannt ist. Insbesondere ist das Federelement beispielsweise in dem ersten Zustand leicht gespannt, insbesondere leicht komprimiert bezie hungsweise zusammengedrückt. Wird dann beispielsweise der Aufbau bela den, während eine Höhenverstellung des Aufbau s unterbleibt, so senkt sich der Aufbau zunächst ab. Dies bedeutet, dass sich der Aufbau in Fahrzeug- hochrichtung nach unten in Richtung der Fahrbahn bewegt. Hierdurch wird das Federelement ausgehend von dem ersten Zustand gespannt, insbeson dere komprimiert, und dadurch beispielsweise in den zuvor beschriebenen zweiten Zustand gebracht, in welchem das Federelement gegenüber dem ersten Zustand stärker gespannt, insbesondere stärker komprimiert, ist. Somit weist die Federrate dem ersten Zustand einen ersten Wert und in dem zweiten Zustand einen gegenüber dem ersten Wert größeren zweiten Wert auf. Mit anderen Worten ist die Federrate in dem zweiten Zustand größer als in dem ersten Zustand. Eine solche Erhöhung der Federrate bei zunehmen der Beladung des Aufbaus, das heißt bei zunehmendem Gewicht eines den Aufbau eine Beladung des Aufbau s umfassenden Systems ist gewünscht, um beispielsweise die Eigenfrequenz des auch als Fahrzeugaufbau bezeich- neten Aufbau s trotz zunehmender Beladung beziehungsweise trotz höherer Masse des Kraftfahrzeugs zumindest im Wesentlichen gleich beziehungs weise konstant halten zu können. In der Folge kann ein besonders vorteilhaf tes und insbesondere sicheres Fahrverhalten gewährleistet werden.
Um nun diese aus der zunehmenden, auch als Zuladung bezeichneten Bela dung des Aufbaus resultierende Erhöhung der Federrate des Federelements beibehalten und dabei eine hinreichende Fahrzeughöhe beziehungsweise einen hinreichenden Bodenabstand des Kraftfahrzeugs realisieren zu kön nen, kann der Aufbau mittels der Höhenverstelleinrichtung - während der zweite Zustand des Federelements beibehalten wird - in Fahrzeughochrich tung nach oben von der Fahrbahn weg bewegt werden. Hierdurch kann bei spielsweise unter Beibehalten der aus der Zuladung resultierenden höheren Federrate des Federelements ein besonders hoher Fahrkomfort gewährleis tet werden. Diese Realsierung eines hohen Fahrkomforts und eines sicheren Fahrverhaltens ist dabei ohne den Einsatz einer Luftfeder möglich, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Federelement als ein mechanisches Federelement beziehungsweise als eine mechanische Feder, insbesondere als eine mäanderförmige Feder, ausgebildet ist. Der Erfindung liegt dabei die folgende Erkenntnis zugrunde:
Der Einsatz von Luftfedern als Aufbaufedern, über welche Räder an Karos serien von Kraftwagen gefedert abgestützt sind, ist hinlänglich bekannt. Luft federn können gegenüber gewöhnlichen, mechanischen Federn über die Erhöhung ihres Innendrucks das Einfedern bei zunehmender Beladung des Aufbaus ausgleichen. Dies bewirkt zum einen, dass das Kraftfahrzeug wie der seine normale Trimmlage erreicht. Zum anderen führt die Druckzunahme beziehungsweise die Druckerhöhung zu einer Erhöhung der Federrate der jeweiligen Luftfeder. Diese Erhöhung der Federrate, insbesondere in Verbin- dung mit einem regelbaren beziehungsweise variablen Dämpfer, führt ideal- erweise zu einer gleichbleibenden Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaus trotz höherer Fahrzeugmasse infolge der zunehmenden Beladung. Dadurch kann ein Beladungsausgleich realisiert werden, durch welchen die auch als Trag feder bezeichnete Aufbaufeder an sich für das unbeladene beziehungsweise leere Kraftfahrzeug besonders weich ausgelegt werden kann, sodass ge genüber konventionellen Stahlfedern ein besonders hoher Komfort realisiert werden kann.
Konventionelle Stahlfedern müssen hier eine höhere Federrate bereits für das unbeladene Kraftfahrzeug aufweisen, sodass bei zunehmender Bela- dung des Kraftfahrzeugs dieses nicht übermäßig stark einfedert und somit ein hinreichender Restfederweg vorhanden ist. Üblicherweise wird bei beiden Federvarianten mittels Zusatzfedern, welche auch als Puffer bezeichnet werden, die Federrate über den Einfederweg erhöht, sodass erst bei ausge- legter Maximalkraft ein oberer Anschlag erreicht wird. Bei der konventionel- len Stahlfeder wird der Puffer auch dazu benötigt, um bei Zuladung die Fe- derrate stark zu erhöhen und den Einfederweg zu verringern. Der auch als Zusatzpuffer bezeichnete Puffer ist parallel zur eigentlichen Tragfeder ge schaltet und wird erst ab einer bestimmten, insbesondere aus einer Bela- düng des Aufbau s resultierenden Einfederung aktiv. Dies führt beim Einset zen beziehungsweise Aktivwerden des Puffers zu einem Sprung in der Ge- samtfederrate, was sich negativ auf den Fahrkomfort auswirken kann.
Luftfedern weisen hingegen weisen neben ihrem Vorteil in komforttechnisch negative Eigenschaften auf. Folgende Gleichung zeigt den Zusammenhang zwischen der Federsteifigkeit der Luftfeder und dem in der Luftfeder herr schenden Druck, dem darin aufgenommenen Gas- beziehungsweise Luftvo- lumen, der wirksamen Fläche und dem Polytropenexponenten : h · r · A
c = - - -
V
Dabei bezeichnet c die Federrate, n den Polytropenexponenten, p den Druck, A die wirksame Fläche und V das Volumen. Wird die Luftfeder lang sam zusammengedrückt beziehungsweise komprimiert, so ist der polytrope Exponent 1. Steigt die Frequenz beispielsweise auf 1 Hertz, die im Bereich der typischen Aufbaufrequenz liegt, steigt der Polytropenexponent auf bis zu 2. Die Folge ist, dass die Luftfeder dynamisch verhärtet, sodass ihre Feder- rate steigt. Dies wirkt sich negativ auf den Komfort aus, der höhere Kräfte bei einer Einfederung in den beispielsweise als selbsttragende Karosserie aus- gebildeten Aufbau gelangen.
Um die zuvor genannten Nachteile und Probleme zu vermeiden, kommt erfindungsgemäß anstelle einer konventionellen Luftfeder das als Aufbaufe der beziehungsweise Tragfeder fungierende Federelement mit progressiver Federkennlinie zum Einsatz, sodass das Federelement ein progressives Federelement, das heißt eine progressive Aufbaufeder ist. Des Weiteren ist die zuvor beschriebene statische Höhenverstellung vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Kombination der progressiven Aufbaufeder mit der stati schen Höhenverstellung können die Vorteile einer Luftfeder ohne den Nach- teil des dynamischen Verhärtens der Luftfeder genutzt werden. Durch den Einsatz der progressiven Aufbaufeder und einer statischen Höhenverstellung können insbesondere die folgenden zwei Vorteile einer Luftfeder realisiert werden: Beladungsausgleich über statische Höhenverstellung und Tragfeder mit geringer Federrate um die Leerlage zur Komfortmaximierung.
Unter dem Beladungsausgleich über die statische Höhenverstellung ist zu verstehen, dass - wie zuvor beschrieben - der Aufbau, der durch zuneh mende Beladung absinkt und sich somit der Fahrbahn nähert, wieder in Fahrzeughochrichtung nach oben von der Fahrbahn weg bewegt werden kann, um dadurch eine Trimmlage des Kraftfahrzeugs wie in unbeladenem Zustand einzustellen. Mit anderen Worten ist es durch die statische Höhen- verstellung möglich, dass das Kraftfahrzeug in beladenem Zustand seines Aufbaus die gleiche Trimmlage und somit die gleiche Bodenfreiheit wie in unbeladenem Zustand des Aufbau s einnimmt beziehungsweise aufweist. Unter der zuvor benannten Tragfeder mit geringer Federrate um die Leerlage zur Komfortmaximierung ist zu verstehen, dass die auch als Tragfeder be- zeichnete, progressive Aufbaufeder für den unbeladenen Zustand des Auf- baus besonders weich ausgelegt werden kann, sodass die Federraten in unverformten Zustand des Federelements und in nur gering verformten Zu stand wesentlich gering sind, als in dem gegenüber stärker verformten Zu stand des Federelements. Sind der Aufbau und somit das Kraftfahrzeug dann unbeladen oder nur geringfügig beladen, so kann aufgrund der grund- sätzlich weichen Auslegung des Federelements ein besonders hoher Fahr komfort realisiert werden.
Ein weiterer Vorteil der progressiven Aufbaufeder ist, dass sich deren Feder- rate bei zunehmender Beladung des Aufbau s progressiv beziehungsweise exponentiell erhöht, sodass eine Anpassung der Schwingzahl realisiert wer den kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mechanische Federelement, das heißt das von einer pneumatischen Feder unterschiedliche Federelement aus einem faserverstärktem Kunststoff gebil det, wodurch die progressive Federkennlinie besonders vorteilhaft realisiert werden kann. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der faserverstärkte Kunststoff ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das das Federelement als eine mäanderförmige Feder ausgebildet ist.
Bei progressiven Federn, insbesondere bei progressiven Stahlfedern, wird die progressive Federkennlinie beziehungsweise deren Progression durch unterschiedliche Steigungen der Windungen der Feder realisiert, wobei die Windungen beispielsweise durch einen Federdraht gebildet sind. Dies führt üblicherweise dazu, dass sich bei steigender Einfederung und somit bei steigender Kompression der progressiven Feder immer mehr Windungen gegenseitig berühren und somit abgeschaltet werden. Unter dem Abschalten ist zu verstehen, dass die sich gegenseitig berührenden und somit abge- schalteten Windungen nicht mehr an einem Federn beziehungsweise an einer elastischen Verformung der Feder teilnehmen. Die gegenseitige Berüh rung der einzelnen Windungen, welches auch als Federwindung bezeichnet werden, führt jedoch zu einer Beschädigung einer herkömmlicherweise vor gesehenen Lackschicht, die auf die Windungen an sich beziehungsweise auf einen die Windungen bildenden Grundkörper aufgebracht ist. Daraus kann eine Korrosion der beispielsweise aus Stahl gebildeten Feder resultieren, was zu einem Versagen, insbesondere zu einem Bruch, der Feder führen kann. Die zuvor genannten Nachteile und Probleme können vermieden wer den, indem das Federelement aus einem faserverstärktem Kunststoff, insbe- sondere aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff, gebildet ist.
Um die Höhenverstellung besonders einfach, effizient und effektiv realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Höhenverstelleinrichtung wenigstens ein Verstellelement aufweist, des sen Länge verstellbar ist, wodurch der Aufbau höhenverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Federelements unterbleibt. Mit anderen Worten wird, um den Aufbau höhen zu verstellen, die Länge des Verstel- lelements verstellt, das heißt variiert beziehungsweise verändert. Durch Vergrößern der Längen des Verstellelements wird der Aufbau beispielsweise in Fahrzeughochrichtung nach oben von der Fahrbahn weg bewegt. Durch Verringern der Längen des Verstellelements wird beispielsweise der Aufbau abgesenkt und dadurch in Fahrzeughochrichtung in Richtung der Fahrbahn bewegt.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstellele- ment bezogen auf einen von dem Aufbau über das Federelement und das Verstellelement zu dem Rad verlaufenden Kraftfluss zwischen dem Aufbau und dem Federelement oder zwischen dem Rad und dem Federelement angeordnet ist. Ist das Verstellelement beispielsweise zwischen dem Aufbau und dem Federelement angeordnet, so wird der Aufbau beispielsweise dadurch angehoben, das heißt dadurch in Fahrzeughochrichtung von der Fahrbahn weg bewegt, dass der Aufbau unter Längenvergrößerung des Verstellelements in Fahrzeughochrichtung nach oben von der Feder und von dem Rad weg bewegt wird. Um den Aufbau abzusenken, wird unter Län- genverringerung des Verstellelements der Aufbau in Fahrzeughochrichtung nach unten in Richtung der Feder und in Richtung des Rads bewegt.
Ist beispielsweise das Verstellelement zwischen dem Rad und dem Fe derelement angeordnet, so wird beispielsweise der Aufbau dadurch angeho- ben, dass unter Längenvergrößerung beziehungsweise unter Längenzunah- me des Verstellelements die Feder und der Aufbau in Fahrzeughochrichtung nach oben von dem Rad weg bewegt beziehungsweise relativ zu dem Rad und dabei von der Fahrbahn weg bewegt werden. Um den Aufbau beispiels- weise abzusenken, wird unter Längenverringerung beziehungsweise Län- genreduzierung des Verstellelements das Federelement und der Aufbau in Fahrzeughochrichtung nach unten in Richtung des Rads beziehungsweise relativ zu dem Rad in Richtung der Fahrbahn bewegt. Durch diese Anord nung des Verstellelements kann der Aufbau besonders effektiv und effizient und mit einem nur geringen Kraftbedarf angehoben und abgesenkt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Höhen verstelleinrichtung, insbesondere das Verstellelement hydraulisch und/oder elektrisch betreibbar ist, sodass der Aufbau hydraulisch und/oder elektrome- chanisch verstellbar ist. Zur hydraulischen Höhenverstellung des Aufbaus wird beispielsweise in eine Kammer eine Hydraulikflüssigkeit eingeleitet, wodurch eine Längenzunahme des Verstellelements bewirkt wird. Hierdurch wird der Aufbau angehoben. Um beispielsweise den Aufbau abzusenken, wird zumindest ein Teil der in der Kammer aufgenommenen Hydraulikflüs sigkeit aus der Kammer abgeführt. Hierzu umfasst das Verstellelement einen Zylinder, insbesondere einen Hydraulikzylinder, in dessen Kammer die Hyd- raulikflüssigkeit eingeleitet werden kann. Gegenüber einer pneumatischen Höhenverstellung ist die hydraulische und die elektromechanische Höhen- verstellung vorteilhaft, da beispielsweise mittels der hydraulischen bezie hungsweise elektromechanischen Höhenverstellung unerwünschte Feder bewegungen und daraus resultierende Längenverkürzungen des Verstel- lelements, die beispielsweise aus einer Kompression eines in der Kammer aufgenommenen Gases resultieren können, vermieden werden können.
Zur Realisierung der elektromechanischen Höhenverstellung weist das Ver stellelement beispielsweise eine Gewindespindel als erstes Bauelement und eine korrespondierende, auf der Gewindespindel angeordnete Mutter als zweites Bauelement auf, wobei die Gewindespindel ein erstes Gewinde in Form eines Außengewindes und die Mutter ein zweites Gewinde in Form eines mit dem Außengewinde korrespond ierenden Innengewindes aufweist. Dabei ist die Mutter auf die Gewindespindel aufgeschraubt und mit der Ge windespindel verschraubt. Ferner umfasst das Verstellelement beispielswei se wenigstens einen Elektromotor, mittels welchem eine Relativdrehung zwischen der Gewindespindel und der Mutter bewirkt werden kann. Mit ande ren Worten können die Gewindespindel und die Mutter mittels des Elektro motors relativ zueinander gedreht werden. Insbesondere können die Gewin despindel und die Mutter mittels des Elektromotors um eine Drehachse rela tiv zueinander gedreht werden, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass eines der Bauelemente um die Drehachse drehbar ist, während das jeweils andere Bauelement gegen um die Drehachse verlaufende Drehungen gesi chert ist. Hierdurch kann das eine Bauelement mittels des Elektromotors relativ zu dem anderen Bauelement gedreht werden, während um die Dreh achse verlaufende Drehungen des anderen Bauelements vermieden werden. Wird somit beispielsweise das eine Bauelement mittels des Elektromotors in eine erste Drehrichtung relativ zu dem anderen Bauelement gedreht, so werden diese Relativdrehungen mittels der Gewinde in translatorische Rela tivbewegungen zwischen den Bauelementen ungewandelt, sodass bei spielsweise die Mutter translatorisch relativ zu der Gewindespindel und ent lang der Gewindespindel bewegt wird.
Wird beispielsweise das eine Bauelement mittels des Elektromotors in eine erste Drehrichtung gedreht, so wird dadurch beispielsweise die Mutter in eine erste Richtung relativ zu der Gewindespindel translatorisch bewegt. Hier durch wird beispielsweise eine Längenzunahme des Verstellelements be wirkt. Wird beispielsweise das eine Bauelement in eine der ersten Drehrich- tung entgegengesetzte zweite Drehrichtung relativ zu dem anderen Bauele- ment mittels des Elektromotors gedreht, so wird dadurch beispielsweise eine translatorische Bewegung der Mutter relativ zu der Gewindespindel in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung bewirkt. Hierdurch wird beispielsweise eine Längenverkürzung des Verstellelements bewirkt. Dabei ist eines der Bauelements zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit der Feder verbunden, während das andere Bauelement mittelbar, insbe sondere direkt, mit dem Aufbau verbunden ist. Dies ist insbesondere dann vorgesehen, wenn das Verstellelement zwischen der Feder und dem Aufbau angeordnet ist. Ist das Verstellelement beispielsweise zwischen der Feder und dem Rad angeordnet, so ist eines der Bauelemente beispielsweise zu mindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Rad verbunden, während das andere Bauelement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Federelement verbunden ist. Wird beispielsweise das eine Bauelement mit tels des Elektromotors in die erste Drehrichtung gedreht, so wird dadurch beispielsweise der Aufbau in Fahrzeughochrichtung nach oben von der Fahrbahn weg bewegt. Wird jedoch das eine Bauelement mittels des Elekt romotors in die zweite Drehrichtung gedreht, so wird dadurch beispielsweise der Aufbau abgesenkt und somit in Fahrzeughochrichtung in Richtung der Fahrbahn bewegt. Das Verstellelement kann somit wenigstens zwei Verstellteile aufweisen, welche zur Höhenverstellung des Aufbaus, insbesondere translatorisch, relativ zueinander bewegbar sind. Um beispielsweise den Aufbau anzuhe- ben, wird eines der Verstellteile in eine erste Richtung translatorisch relativ zu dem anderen Verstellteil bewegt. Um beispielsweise den Aufbau abzu- senken, wird beispielsweise das eine Verstellteil in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung translatorisch relativ zu dem anderen Verstellteil bewegt. Eines der Verstellteile kann dabei die zuvor genannte Mutter sein, während das andere Verstellteil die Gewindespindel ist oder aber umgekehrt. Die Verstellteile werden beispielsweise hydraulisch und/oder elektrisch relativ zueinander bewegt, sodass eine hydraulische und/oder vorzugsweise elektromechanische Höhenverstellung des Aufbaus darstellbar ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die erfin- dungsgemäße Radaufhängung den Aufbau und das Rad umfasst.
Um einen besonders hohen Fahrkomfort zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Radaufhängung eine elektronische Recheneinrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, eine Beladung des Aufbaus zu ermitteln, in Abhängigkeit von der ermittelten Be ladung die Höhenverstelleinrichtung anzusteuern und dadurch eine Höhen- verstellung des Aufbau s zu bewirken, während eine Veränderung der Feder- rate des Federelements unterbleibt. Hierdurch wird die Höhenverstellung des Aufbaus mittels der elektronischen Recheneinrichtung beispielsweise auto matisch bewirkt, sodass die gewünschte Trimmlage des Aufbau s bezie hungsweise des Kraftfahrzeugs insgesamt automatisch, insbesondere auf einen vorgebbaren Wert, eingestellt werden kann. Dadurch kann beispiels weise die Trimmlage derart eingestellt werden, dass das Kraftfahrzeug in beladenem Zustand die gleiche Trimmlage wie in unbeladenem Zustand aufweist. Ein Zutun des Fahrers des Kraftfahrzeugs ist hierfür nicht erforder lich. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die elektronische Recheneinrich- tung dazu ausgebildet ist, wenigstens eine von einer Person bewirkte Einga be zu erfassen, in Abhängigkeit von der erfassten Eingabe die Höhenverstel- leinrichtung anzusteuern und dadurch eine Höhenverstellung des Aufbaus zu bewirken, insbesondere während eine Veränderung der Federrate des Fe derelements unterbleibt. Die Person kann die Eingabe beispielsweise über wenigstens ein Bedienelement des Kraftfahrzeugs bewirken. Auf diese Wei se kann beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs eine von ihm ge- wünschte Trimmlage beziehungsweise eine von ihm gewünschte Bodenfrei- heit einstellen. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann beispielsweise der Fahrer den Aufbau bedarfsgerecht anheben und absenken.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches einen vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau und zumindest ein Rad oder mehrere Räder aufweist. Über das jeweilige Rad ist der Aufbau, insbesondere in Fahrzeughochrichtung nach unten, an einer Fahrbahn für das Kraftfahrzeug abstützbar. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner eine Radaufhängung, insbesondere eine erfindungsgemäße Radaufhän- gung. Die Radaufhängung umfasst wenigstens ein eine progressive Feder- kennlinie aufweisendes Federelement, über welches das jeweilige Rad gefe dert an dem Aufbau abgestützt ist.
Um nun einen besonders hohen Fahrkomfort realisieren zu können, ist erfin dungsgemäß eine Höhenverstelleinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Aufbau, insbesondere relativ zu der Fahrbahn, höhenverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Federelements unterbleibt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vor teile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radaufhängung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Radaufhängung, eines einen Aufbau und zumindest ein Rad aufweisenden und über das Rad, insbesondere in Fahrzeughochrichtung nach unten, an einer Fahrbahn ab stützbaren Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren umfasst die Radaufhängung wenigstens ein eine progressive Federkennlinie aufweisendes Federelement, über welches das Rad gefedert an dem Aufbau abgestützt ist. Bei dem Ver fahren wird mittels einer Höhenverstelleinrichtung des Kraftfahrzeugs der Aufbau, insbesondere relativ zu der Fahrbahn, höhenverstellt, während eine Veränderung der Federrate des Federelements unterbleibt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, welches als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist.
Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Vorderansicht ein als Kraftwagen, insbesondere als Personen kraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug 10, welches einen Aufbau in Form einer selbsttragenden Karosserie 12 aufweist. Das Kraftfahrzeug 10 weist wenigstens ein Rad 14 auf, über welches das Kraftfahrzeug 10 in Fahrzeughochrichtung nach unten an einer Fahrbahn 16 für das Kraftfahrzeug 10 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Dabei ist die Fahrzeughochrichtung in der Fig. durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulicht. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug 10 mehrere Räder auf, von denen in der Fig. das mit 14 bezeichnete Rad erkennbar ist. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug 10 wenigstens oder genau vier Räder auf, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum Rad 14 ohne Weiteres auch auf die anderen Räder übertragen werden können. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst ferner eine Radaufhängung 20, über welche das Rad 14 bewegbar an die Karosserie 12 angebunden ist. Die Radaufhängung 20 lässt zumindest in Fahrzeughochrichtung verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Rad 14 und der Karosserie 12 zu, sodass sich das Rad 14 in Fahrzeughochrichtung nach oben relativ zur Karosserie 12 bewegen und somit einfedern kann. Außerdem kann sich beispielsweise das Rad 14 in Fahrzeughochrichtung nach unten relativ zur Karosserie 12 bewegen. Hierzu umfasst die Radaufhängung 20 eine Lenkeranordnung 22, welche auch als Radlenker oder Führungslenker bezeichnete Lenker 24, 26 und 28 aufweist. Die Lenker 26 und 28 sind beispielsweise als Querlenker ausgebildet und einerseits gelenkig mit der Karosserie 12 und andererseits gelenkig mit einem Radträger 30 der Radaufhängung 20 gekoppelt, wobei das Rad 14 drehbar an dem Radträger 30 gelagert ist. Der Lenker 24 ist einerseits gelenkig mit der Karosserie 12 und andererseits gelenkig mit dem Radträger 30 gekoppelt. Bei Ein- und Ausfederungen des Rads 14 relativ zur Karosserie 12 kann sich der Radträger 30 relativ zu den Lenkern 24, 26 und 28 verschwenken und insgesamt ist erkennbar, dass das Rad 14 über die Radaufhängung 20 an die Karosserie 12 angelenkt ist.
Die Radaufhängung 20 umfasst darüber hinaus wenigstens ein Federelement 32, über welches das Rad 14 an der Karosserie 12 gefedert abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Das Federelement 32 ist als ein mechanisches Federelement beziehungsweise als eine mechanische Feder ausgebildet, sodass das Federelement 32 eine von einer pneumatischen Feder und somit von einer Luftfeder unterschiedliche Feder ist. Insbesondere ist das Federelement 32 als Schraubenfeder, insbesondere als Schraubendruckfeder, ausgebildet. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Federelement 32 als eine mäanderförmige Feder ausgebildet ist. Da das Federelement 32 als mechanisches Federelement ausgebildet ist, ist das Federelement 32 aus einem festen Material, das heißt aus einem Material gebildet, welches bei einer Temperatur von 25 Grad Celsius in festem Aggregatszustand vorliegt, gebildet. Das Material, aus welchem das Federelement 32 gebildet ist, wird auch als Werkstoff bezeichnet, wobei das Federelement 32 eigensteif beziehungsweise formstabil und dabei elastisch verformbar ist.
Das als mechanische Feder beziehungsweise als mechanisches Federelement ausgebildete Federelement 32 ist einerseits zumindest mittelbar an dem Rad 14 und andererseits zumindest mittelbar an der Karosserie 12 abgestützt. Radseitig ist das Federelement 32 über die Lenkeranordnung 22 und dabei über den Lenker 24 und den Radträger 30 an dem Rad 14 abgestützt. Kommt es nun zu einer Einfederung des Rads 14, welches sich im Rahmen der Einfederung in Fahrzeughochrichtung nach oben relativ zu dem Aufbau 12 bewegt, so wird das Federelement 32 gespannt, insbesondere zusammengedrückt beziehungsweise komprimiert. Hierdurch stellt das Federelement 32 eine Federkraft bereit, mittels welcher das Rad 14 wieder in Fahrzeughochrichtung nach unten relativ zu dem Aufbau 12 bewegt werden kann, wodurch das Rad 14 beispielsweise ausfedert. Um ein Aufschwingen von solchen Ein- und Ausfederbewegungen des Rads 14 zu dämpfen, ist beispielsweise ein in der Fig. nicht dargestellter Stoßdämpfer vorgesehen, mittels welchem in Fahrzeughochrichtung auf folgende Relativbewegungen zwischen dem Rad 14 und der Karosserie 12 zu dämpfen sind, das heißt gedämpft werden. Insbesondere können mittels des Stoßdämpfers die Einfederungen und Ausfederungen des Rads 14 relativ zu der Karosserie 12 gedämpft werden. Das Federelement 32 weist dabei eine progressive Federkennlinie auf, sodass das Federelement 32 als progressive Tragfeder beziehungsweise progressive Aufbaufeder ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist das Federelement 32 eine progressive Charakteristik auf. Der vorzugsweise hydraulischer Stoßdämpfer ist parallel zu dem Federelement 32 angeordnet beziehungsweise geschaltet und dabei einerseits zumindest mittelbar mit der Karosserie 12 und andererseits mittelbar mit dem Rad 14 gekoppelt.
Um nun einen besonders hohen Komfort sowie ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs 10 realisieren zu können, umfasst die Radaufhängung 20 und somit das Kraftfahrzeug 10 eine Höhenverstelleinrichtung 34, mittels welcher die Karosserie 12 höhenverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Federelements 32 unterbleibt. Unter dem Merkmal, dass der Aufbau 12 mittels der Höhenverstelleinrichtung 34, insbesondere relativ zur Fahrbahn 16, höhenverstellbar ist, ist zu verstehen, dass die Karosserie 12 mittels der Höhenverstelleinrichtung 34 in Fahrzeughochrichtung relativ zu der Fahrbahn 16 bewegt werden kann, während die Karosserie 12 über das Rad 14 an der Fahrbahn 16 abgestützt ist.
Die Fig. zeigt das Federelement 32 beispielsweise in einem ersten Zustand, in welchem die Karosserie 12 beziehungsweise das Kraftfahrzeug 10 insgesamt unbeladen ist. Wird nun die Karosserie 12 beladen, sodass die Masse des Kraftfahrzeugs 10 insgesamt zunimmt, so senkt sich die Karosserie 12 in Richtung der Fahrbahn 16 ab, wenn zunächst eine Höhenverstellung der Karosserie 12 unterbleibt. Durch dieses Absenken der Karosserie 12 bewegt sich die Karosserie 12 in Fahrzeughochrichtung nach unten in Richtung der Fahrbahn 16, wodurch das Federelement 32 ausgehend von dem ersten Zustand komprimiert und dadurch gespannt wird. Dadurch gelangt das Federelement 32 in einen zweiten Zustand, in welchem das Federelement 32 gegenüber dem ersten Zustand stärker komprimiert und dadurch stärker gespannt ist. Da das Federelement 32 eine progressive Federkennlinie aufweist, ist die Federrate des Federelements 32 in dem zweiten Zustand höher beziehungsweise größer als in dem ersten Zustand. Mit anderen Worten weist die Federrate des Federelements 32 in dem ersten Zustand einen ersten Wert und in dem zweiten Zustand einen gegenüber dem ersten Wert größeren zweiten Wert auf, wobei der jeweilige Wert eine positive, gegenüber null, größere Zahl beziehungsweise ein positiver gegenüber null größerer Wert ist.
Um nun die größere Federrate beizubehalten, und dabei jedoch eine hinreichende Bodenfreiheit, das heißt einen hinreichende, in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Abstand zwischen der Karosserie 12 und der Fahrbahn 16 zu realisieren, wird die Karosserie 12 mittels der Höhenverstelleinrichtung 34 in Fahrzeughochrichtung nach oben von der Fahrbahn 18 weg bewegt, während jedoch der zweite Zustand des
Federelements 32 und somit die gegenüber dem ersten Zustand größere Federrate beibehalte wird, das heißt während eine Veränderung der Federrate des Federelements 32 unterbleibt.
Dies erfolgt bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Höhenverstelleinrichtung 34 wenigstens ein Verstellelement 36 aufweist. Das Verstellelement 36 ist einerseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Federelement 32, insbesondere mit dessen einen Ende 38, insbesondere gelenkig gekoppelt. Andererseits ist das Verstellelement 36 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit der Karosserie 12, insbesondere gelenkig, gekoppelt. Das Verstellelement 36 weist dabei ein erstes Verstellteil 40 und ein zweites Verstellteil 42 auf, wobei das Verstellteil 40 mit dem Federelement 32 und das Verstellteil 42 mit der Karosserie 12 gekoppelt ist. Die Verstellteile 40 und 42 sind entlang einer in der Fig. durch einen Doppelpfeil 44 veranschaulichten Bewegungsrichtung relativ zueinander translatorisch bewegbar, wobei die Bewegungsrichtung schräg oder parallel zur Fahrzeughochrichtung verläuft.
Die Höhenverstelleinrichtung 34, insbesondere das Verstellelement 36, weist einen Antrieb 46 auf, mittels welchem die Verstellteile 40 und 42 entlang der Bewegungsrichtung relativ zueinander translatorisch bewegbar sind. Wird nun beispielsweise mittels des Antriebs 46 eines der Verstellteile 40 und 42 in eine mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende erste Richtung relativ zu dem jeweils anderen Verstellteil 42 beziehungsweise 40 translatorisch bewegt, so wird dadurch beispielsweise die Karosserie 12 in Fahrzeugrichtung nach oben von der Fahrbahn 16 weg bewegt, das heißt angehoben, während eine Veränderung der Federrate des Federelements 32 unterbleibt. Wird beispielsweise mittels des Antriebs 46 das eine Verstellteil 40 beziehungsweise 42 in eine der ersten Richtung entgegengesetzte und somit mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende Richtung relativ zu dem jeweils anderen Verstellteil 42 beziehungsweise 40 translatorisch bewegt, so wird dadurch beispielsweise der Aufbau 12 in Fahrzeughochrichtung nach unten in Richtung der Fahrbahn 16 bewegt und somit abgesenkt, während eine Veränderung der Federrate des Federelements 32 unterbleibt. Eine Veränderung der Federrate des Federelements 32 beim Anheben und Absenken der Karosserie 12 unterbleibt insbesondere dadurch, dass beim Absenken beziehungsweise Anheben der Karosserie 12 eine Längenveränderung des Federelements 32 unterbleibt.
Dies wird dadurch realisiert, dass das Verstellelement 36 bezogen auf einen von der Karosserie 12 über das Verstellelement 36 und das Federelement 32 zu dem Rad 14 und über dieses zu der Fahrbahn 16 verlaufenden Kraftfluss zwischen der Karosserie 12 und dem Federelement 32 angeordnet ist, sodass das Verstellelement 36 und das Federelement 32 in den beschriebenen Kraftfluss seriell zueinander angeordnet beziehungsweise geschaltet sind. Alternativ dazu wäre es denkbar, dass das Verstellelement 36 zwischen dem Federelement 32 und dem Rad 14 angeordnet ist, sodass auch dann das Verstellelement 36 und das Federelement 32 in dem Kraftfluss seriell zueinander angeordnet beziehungsweise geschaltet sind. Der Antrieb 46 ist vorzugsweise ein hydraulischer Antrieb, sodass die Verstellteile 40 und 42 hydraulisch relativ zueinander translatorisch bewegbar sind. Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Antrieb 46 ein elektrischer Antrieb ist, sodass der Antrieb 46 beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Dadurch sind die Verstellteile 40 und 42 beispielsweise elektrisch relativ zueinander translatorisch bewegbar.
Um eine besonders hohe Robustheit des Federelements 32 insbesondere gegenüber Korrosion realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Federelement 32 aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff und somit aus einem faserverstärktem Kunststoff gebildet ist.
Eines der Verstellteile 40 und 42 weist beispielsweise eine Kolbenstange und einen damit verbundenen Kolben auf, wobei das jeweils andere Verstellteil 42 beziehungsweise 40 einen Zylinder aufweist, in welchem der Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der Zylinder und der Kolben bilden eine Kammer, welche beispielsweise mit einem Arbeitsmedium, insbesondere mit einer Hydraulikflüssigkeit, versorg bar ist. Wird beispielsweise Hydraulikflüssigkeit in die Kammer eingeleitet, so werden beispielsweise der Kolben und die Kolbenstange aus dem Zylinder ausgefahren, wodurch eine Längenvergrößerung beziehungsweise Längenzunahme des Verstellelements 36 bewirkt wird. Durch eine solche Längenvergrößerung des Verstellelements 36 wird die Karosserie 12 beispielsweise angehoben. Wird zumindest ein Teil der zunächst in der Kammer aufgenommenen Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer abgeführt, so werden dadurch der Kolben und die Kolbenstange in den Zylinder eingefahren, wodurch eine Längenverkürzung beziehungsweise Längenreduzierung des Verstellelements 36 bewirkt wird. Durch eine solche Längenverkürzung wird die Karosserie 12 abgesenkt. Das Verstellelement 36 weist somit beispielsweise einen Hydraulikzylinder auf, mittels welchem die Karosserie 12 hydraulisch höhenverstellbar ist.
Zur Realisierung einer elektrischen beziehungsweise elektromechanischen Höhenverstellung der Karosserie 12 ist beispielsweise eines der Verstellteile 40 und 42 als eine Gewindespindel und das jeweils andere Verstellteil 42 beziehungsweise 40 als eine Mutter ausgebildet, die über jeweilige Gewinde der Mutter und der Gewindespindel auf die Gewindespindel aufgeschraubt ist. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise das eine Verstellteil, das Verstellteil 40, welches als Gewindespindel ausgebildet ist beziehungsweise die Kolbenstange und den damit verbundenen Kolben aufweist. Das andere Verstellteil ist beispielsweise das Verstellteil 42, welches somit als der genannte Zylinder beziehungsweise als die Mutter ausgebildet ist.
Mittels des Antriebs 46 können die Gewindespindel und die Mutter um eine Drehachse relativ zueinander gedreht werden, wobei derartige Relativdrehungen zwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter mittels der Gewinde in translatorischen Relativbewegungen zwischen der Mutter und der Gewindespindel umgewandelt werden. Im Rahmen einer solchen translatorischen Relativbewegung zwischen der Mutter und der Gewindespindel wird beispielsweise die Mutter relativ zu der Gewindespindelt entlang der Gewindespindel translatorisch bewegt. Je nach der Richtung, in die die Gewindespindel und die Mutter relativ zueinander gedreht werden, wird dann die Karosserie 12 angehoben oder abgesenkt. Um einen besonders hohen Fahrkomfort zu realisieren, umfasst das Kraftfahrzeug 10, insbesondere die Radaufhängung 20, eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte elektronische Recheneinrichtung 48. Im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Radaufhängung 20 wird beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 eine Beladung der Karosserie 12 ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 48 ein Einfederungszustand des Rads 14 relativ zur Karosserie 12 und/oder ein in Fahrzeughochrichtung verlaufender Abstand zwischen der Karosserie 12 und der Fahrbahn 16 ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Beladung und/oder in Abhängigkeit von der ermittelten Einfederung und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand steuert die elektronische Recheneinrichtung 48 den Antrieb 46 an, wodurch eine Höhenverstellung der Karosserie 12 bewirkt wird, während eine Veränderung der Federrate des Federelements 32 unterbleibt. Hierdurch kann unabhängig von der Beladung stets die gleiche Trimmlage und somit der gleiche Bodenabstand des Kraftfahrzeugs 10 realisiert werden, ohne dass hierfür eine Person aktiv werden müsste. Da die Höhenverstellung ohne Veränderung der Federrate des Federelements 32 erfolgt, kann beispielsweise in beladenem Zustand die gegenüber dem unbeladenen Zustand größere Federrate des Federelements 32 beibehalten werden, sodass ein besonders vorteilhaftes Fahrverhalten und ein besonders hoher Fahrkomfort gewährleistet werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Radaufhängung (20) für ein einen Aufbau (12) und zumindest ein Rad (14) aufweisendes und über das Rad (14) an einer Fahrbahn (16) ab- stützbares Kraftfahrzeug (10), mit wenigstens einem eine progressive
Federkennlinie aufweisenden Federelement (32), über welches das Rad (14) gefedert an dem Aufbau (12) abstützbar ist,
gekennzeichnet durch
eine Höhenverstelleinrichtung (34), mittels welcher der Aufbau (12) hö- henverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Fe derelements (32) unterbleibt.
2. Radaufhängung (20) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (32) aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
3. Radaufhängung (20) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der faserverstärkte Kunststoff ein glasfaserverstärkter Kunststoff ist.
4. Radaufhängung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (20) als eine mäanderförmige Feder ausgebildet ist.
5. Radaufhängung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhenverstelleinrichtung (34) wenigstens ein Verstellelement (36) aufweist, dessen Länge verstellbar ist, wodurch der Aufbau (12) höhen- verstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Federele ments (32) unterbleibt.
6. Radaufhängung (20) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (36) bezogen auf einen von dem Aufbau (12) über das Federelement (32) und das Verstellelement (36) zu dem Rad (14) verlaufenden Kraftfluss zwischen dem Aufbau (12) und dem Federele- ment (32) oder zwischen dem Rad (14) und dem Federelement (32) angeordnet ist.
7. Radaufhängung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhenverstelleinrichtung (34) hydraulisch und/oder elektrisch be- treibbar ist, sodass der Aufbau (12) hydraulisch und/oder elektrome chanisch höhenverstellbar ist.
8. Radaufhängung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Radaufhängung (20) den Aufbau
Figure imgf000026_0001
und das Rad (14) umfasst.
9. Radaufhängung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine elektronische Recheneinrichtung (48), welche dazu ausgebildet ist, eine Beladung des Aufbaus (12) zu ermitteln, in Abhängigkeit von der ermittelten Beladung die Höhenverstelleinrichtung (34) anzusteuern und dadurch eine Höhenverstellung des Aufbau s (12) zu bewirken, während eine Veränderung der Federrate des Federelements (32) unterbleibt.
10. Kraftfahrzeug (10), mit einem Aufbau (12), mit zumindest einem Rad (14), über welches der Aufbau (12) an einer Fahrbahn (16) für das Kraftfahrzeug (10) abstützbar ist, und mit einer Radaufhängung (20), welche wenigstens ein eine progressive Federkennlinie aufweisendes Federelement (32) aufweist, über welches das Rad (14) gefedert an dem Aufbau (12) abgestützt ist,
gekennzeichnet durch
eine Höhenverstelleinrichtung (34), mittels welcher der Aufbau (12) hö henverstellbar ist, während eine Veränderung der Federrate des Fe derelements (32) unterbleibt.
11. Verfahren zum Betreiben einer Radaufhängung (20) eines einen Auf bau (12) und zumindest ein Rad (14) aufweisenden und über das Rad (14) an einer Fahrbahn (16) abstützbaren Kraftfahrzeugs (10), mit we nigstens einem eine progressive Federkennlinie aufweisenden Fe- derelement (32), über welches das Rad (14) gefedert an dem Aufbau
(12) abgestützt ist, wobei mittels einer Höhenverstelleinrichtung (34) des Kraftfahrzeugs (10) der Aufbau (12) höhenverstellt wird, während eine Veränderung der Federrate des Federelements (32) unterbleibt.
PCT/EP2019/052815 2018-03-07 2019-02-05 Radaufhängung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben einer solchen radaufhängung WO2019170340A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980017487.5A CN111819093A (zh) 2018-03-07 2019-02-05 用于机动车的车轮悬架设备、机动车及用于运行这种车轮悬架设备的方法
US16/977,560 US20210008947A1 (en) 2018-03-07 2019-02-05 Wheel suspension for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a wheel suspension of this kind

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018203452.4A DE102018203452B3 (de) 2018-03-07 2018-03-07 Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Radaufhängung
DE102018203452.4 2018-03-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019170340A1 true WO2019170340A1 (de) 2019-09-12

Family

ID=65363282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/052815 WO2019170340A1 (de) 2018-03-07 2019-02-05 Radaufhängung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben einer solchen radaufhängung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210008947A1 (de)
CN (1) CN111819093A (de)
DE (1) DE102018203452B3 (de)
WO (1) WO2019170340A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020117338B3 (de) 2020-07-01 2021-10-21 Audi Aktiengesellschaft Fahrwerk für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Fahrzeug
US11724556B2 (en) * 2021-03-15 2023-08-15 Shock Therapy Suspension, Inc. Modified control of variable shock absorbers
CN113370733B (zh) * 2021-07-29 2023-06-16 广东电网有限责任公司 一种车辆避震调节装置及车辆

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10236245A1 (de) * 2002-08-07 2004-02-19 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Niveauregulierbare Federungsvorrichtung für Fahrzeuge
DE102006010054A1 (de) 2006-03-04 2007-09-06 Bayerische Motoren Werke Ag Radaufhängung mit Federverstellung für ein Kraftfahrzeug
EP1666282B1 (de) 2004-12-06 2008-11-05 Muhr und Bender KG Radaufhänger mit Federverstellung für Kraftfahrzeuge
DE102009020108A1 (de) 2009-05-06 2010-11-11 Audi Ag Radaufhängung für Kraftfahrzeuge
EP2342094A1 (de) * 2008-10-29 2011-07-13 Audi AG Radaufhängung für kraftfahrzeuge
US20140021666A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-23 Jun Yoshioka Composite coil spring
GB2529254A (en) * 2014-08-15 2016-02-17 William Blankson Adjustable kit for helical compression springs to fit front axle of cars from Audi, SEAT, VW, SKODA, Lamborghini, BMW, Porsche, Mercedes, Ferarri
DE102016213429A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Feder- und Dämpfungsanordnung für ein Motorrad

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1101180B (de) 1954-01-16 1961-03-02 Aerazur Constr Aeronaut Abfederung von unabhaengig aufgehaengten Fahrzeugraedern
DE10144111A1 (de) 2001-09-08 2003-03-27 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges
DE102011016540A1 (de) * 2011-04-08 2012-10-11 Audi Ag Federungsanordnung für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen
KR101393768B1 (ko) * 2012-12-26 2014-05-14 현대자동차주식회사 전동식 차량 자세제어 시스템

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10236245A1 (de) * 2002-08-07 2004-02-19 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Niveauregulierbare Federungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP1666282B1 (de) 2004-12-06 2008-11-05 Muhr und Bender KG Radaufhänger mit Federverstellung für Kraftfahrzeuge
DE102006010054A1 (de) 2006-03-04 2007-09-06 Bayerische Motoren Werke Ag Radaufhängung mit Federverstellung für ein Kraftfahrzeug
EP2342094A1 (de) * 2008-10-29 2011-07-13 Audi AG Radaufhängung für kraftfahrzeuge
DE102009020108A1 (de) 2009-05-06 2010-11-11 Audi Ag Radaufhängung für Kraftfahrzeuge
US20140021666A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-23 Jun Yoshioka Composite coil spring
GB2529254A (en) * 2014-08-15 2016-02-17 William Blankson Adjustable kit for helical compression springs to fit front axle of cars from Audi, SEAT, VW, SKODA, Lamborghini, BMW, Porsche, Mercedes, Ferarri
DE102016213429A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Feder- und Dämpfungsanordnung für ein Motorrad

Also Published As

Publication number Publication date
CN111819093A (zh) 2020-10-23
DE102018203452B3 (de) 2019-09-12
US20210008947A1 (en) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008006476B4 (de) Gasdruckstoßdämpfer
DE2806247C2 (de) Luftfedersystem für Fahrerhäuser von Nutzfahrzeugen
WO2019170340A1 (de) Radaufhängung für ein kraftfahrzeug, kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben einer solchen radaufhängung
EP1970226A2 (de) Radaufhängung für Kraftfahrzeuge
DE102013215360A1 (de) Höhenverstellvorrichtung für Fahrzeuge mit Luftfeder und Schwingungsdämpfer
DE102007060422A1 (de) Federbeinanordnung für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen
DE10121918B4 (de) Feder-Dämpfer-System mit federndem Anschlag
DE4311521C1 (de) Wankstütze für Schienenfahrzeuge
DE19932868A1 (de) Federbein, wahlweise mit innerer Niveauregelung
DE102018210403A1 (de) Fahrzeug-Radaufhängung mit einem Verstellsystem für den Fußpunkt einer Aufbau-Tragfeder
DE19920109A1 (de) Aktuator
DE19959197A1 (de) Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung
DE102008060477A1 (de) Anordnung zur Niveauregulierung eines Fahrzeugs
WO2007033626A1 (de) Federvorrichtung, insbesondere für einen fahrersitz
DE19731139A1 (de) Kolben-Zylinder-Aggregat, das zwischen einem Aufbau und einem Radführungsteil eines Fahrzeugs eingebaut ist
DE102008017702B4 (de) Achshebevorrichtung und Verfahren zum Anheben einer Achse
DE102006056632A1 (de) Achse eines zweispurigen Fahrzeugs mit Federfußpunktverschiebung und verstellbarem Querstabilisator
DE102012221783B4 (de) Radaufhängung für ein Fahrzeug
EP2199121B1 (de) Radaufhängung für Kraftfahrzeuge
DE102017221955B4 (de) Radaufhängung für ein Fahrzeug mit einer Niveauverstellung
EP1426211A2 (de) Aus Feder und Dämpfer bestehende Federungsanordnung
EP1403103A2 (de) Verstellbares Federbein für Kraftfahrzeuge
DE102019213327A1 (de) System zum Einstellen der Fahrzeughöhe
DE102016222485B4 (de) Regelungsvorrichtung zur Einstellung einer Federrate und eines Fahrzeugniveaus
DE102016206891B3 (de) Hydropneumatisches Federbein

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19704283

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19704283

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1