DE102011115222A1

DE102011115222A1 - Stabilisatoranordnung für eine Radaufhängung von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102011115222A1
Application number: DE102011115222A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schindler; Heinrich Beringer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-09-24
Filing date: 2011-09-24
Publication date: 2013-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für eine Radaufhängung von Kraftfahrzeugen, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten, sich jeweils etwa bis zur senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene erstreckenden, vorzugsweise geradlinigen Torsionsfedern mit einem auf die Radaufhängung wirkenden Abtriebshebel und einer zu den Torsionsfedern koaxialen, fahrzeugfesten Stelleinheit mit einem Stellmotor und einem Stellgetriebe. Erfindungsgemäß sind die Torsionsfedern (24) und die Stelleinheiten (22) bezüglich ihrer gemeinsamen Drehachse (34) winklig und/oder schräg gegenüber einer horizontalen Fahrzeugquerebene (38) im Fahrzeug ausgerichtet, insbesondere dergestalt, dass eine optimale Bodenfreiheit und/oder Bauraumanpassung der Stabilisatoranordnung (20) gegeben ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für eine Radaufhängung von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der 1 ist eine zum Beispiel in der DE 10 2007 007 214 A1 beschriebene, gattungsgemäße Stabilisatoranordnung gezeigt. Konkret zeigt diese 1 in einer vorderen Ansicht eines Kraftfahrzeugs eine linksseitige Radaufhängung 10 für ein Vorderrad 12, die jedoch nur soweit dargestellt ist, als dies für das Verständnis erforderlich ist. Die Radaufhängung 10 weist einen unteren Querlenker 14 auf, der schwenkbar an einem aufbaufesten Hilfsrahmen 16 angelenkt ist. Ferner ist ein Teleskop-Stoßdämpfer 18 eingezeichnet; die Tragfeder (zum Beispiel eine Schraubendruckfeder) und weitere Radaufhängungselemente sind nicht dargestellt. Auf die Radaufhängung 10 bzw. auf deren unteren Querlenker 14 wirkt eine in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtete Stabilisatoranordnung 20, die sich links- und rechtsseitig aus einer Stelleinheit 22 und ineinander verschachtelten, geradlinigen Torsionsfedern 24 zusammensetzt.
Die am Hilfsrahmen 16 befestigte Stelleinheit 22 ist aus einem Elektromotor und einem Stellgetriebe beispielsweise der Hohlwellenbauart, zum Beispiel einem Harmonic-Drive-Getriebe, gebildet. Die Torsionsfedern 24 setzen sich aus einer Rohrfeder und einer darin gelagerten Stabfeder zusammen. Dabei verläuft der Lastpfad von der Stelleinheit 22 bis etwa zur senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene 26 über die Rohrfeder und dann über die innenliegende Stabfeder zurück und durch die Stelleinheit 22 hindurch auf einen unmittelbar benachbarten Abtriebshebel 28, der schließlich über eine Koppelstange 30 mit dem Querlenker 14 gekoppelt ist. Die soweit dargestellte Stabilisatoranordnung 20 mit je Fahrzeugseite vorgesehener Stelleinheit 22 und Torsionsfedern 24 ist in der eingangs genannten DE 10 2007 007 214 A1 detailliert beschrieben; insofern wird hier und auch nachfolgend explizit darauf Bezug genommen.
Mittels der beidseitigen Stelleinheiten 22 kann die Vorspannkraft der Torsionsfedern 24 im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges derart verändert werden, dass ein Niveauausgleich erzielbar und Nick- und Wankbewegungen des Aufbaus entgegengewirkt werden kann. Die Stelleinheiten 22, die Torsionsfedern 24 und der Abtriebshebel 28 sind hier zum Beispiel koaxial angeordnet, weisen also die in 1 eingezeichnete, gemeinsame Drehachse 32 auf, die wie ersichtlich ist horizontal in Fahrzeugquerrichtung verläuft.
Diese Anordnung der Drehsteller in der Stabilisatorgasse wirkt sich jedoch regelmäßig ungünstig auf die Bodenfreiheit des Fahrzeugs aus, da die konzentrisch um den Drehstab angeordneten Getriebe- und Motorkomponenten samt Gehäuse relativ viel radialen Bauraum beanspruchen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stabilisatoranordnung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die praktisch ohne Mehraufwand eine hervorragende Anpassung an gegebene Einbauverhältnisse im Kraftfahrzeug ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Torsionsfedern und die Stelleinheiten bezüglich ihrer gemeinsamen Drehachse derart schräg bzw. winklig gegenüber einer horizontalen Fahrzeugquerebene im Fahrzeug angeordnet bzw. ausgerichtet sind, dass eine optimale Bodenfreiheit und/oder Bauraumanpassung der Stabilisatoranordnung gegeben ist. Damit gelingt es, die Drehsteller mit den Torsionsfedern ohne jeglichen konstruktiven Mehraufwand und ohne Funktionsbeeinträchtigungen im Kraftfahrzeug so anzuordnen, dass erforderliche Freigänge (Bodenfreiheit, Funktionsabstände zu angrenzenden Bauteilen, wie zum Beispiel eine Ölwanne) weitestgehend herstellbar sind.
Besonders bevorzugt können bei mit Bezug zur Fahrzeugquerachse jeweils außenliegenden Stelleinheiten und sich zur Fahrzeugmitte hin erstreckenden Torsionsfedern deren Drehachsen nach unten zu V-förmig geneigt sein. Daraus resultiert eine Verlagerung der außen liegenden Stelleinheiten nach oben, wodurch die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs vergrößert werden kann. Zugleich können bei Bedarf die innenliegenden Abschnitte der Torsionsfedern weiter nach unten verlegt sein und gegebenenfalls die Anordnung darüber befindlicher Bauteile, zum Beispiel einer Ölwanne einer Brennkraftmaschine, begünstigen. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine konkrete Ausgestaltung, bei der die mit Bezug zur Fahrzeugquerachse jeweils außenliegenden Stelleinheiten wenigstens bereichsweise in einem Freiraum zwischen einer Radaufhängung und einem sich daran in Fahrzeugquerrichtung zur Fahrzeugmitte hin angrenzendem Bauteil, insbesondere einer Ölwanne, angeordnet sind.
Insbesondere können die Drehachsen der Torsionsfedern und der Stelleinheiten gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee so geneigt sein, dass die jeweils am tiefsten liegende Außenperipherie der Torsionsfedern und der Stelleinheiten im Wesentlichen in einer gemeinsamen, horizontalen Fahrzeugquerebene liegen.
Zusätzlich können die gemeinsamen Drehachsen der Torsionsfedern und der Stelleinheiten auch in der Draufsicht gesehen schräg nach vorne oder hinten gepfeilt sein, so dass sie insgesamt räumlich schräg angeordnet sind, um Engpässe in den Einbausituationen auszugleichen.
Die Torsionsfedern können sich aus jeweils einer von der äußeren Stelleinheit zur Fahrzeugmitte verlaufenden Rohrfeder und einer zurückgeführten, durch die Stelleinheit sich erstreckenden und mit dem Abtriebshebel verbundenen Vollfeder zusammensetzen, wobei die Abtriebshebel unmittelbar den Stelleinheiten benachbart angeordnet und an der Radaufhängung über Koppelstangen indirekt oder über Schwenklager bzw. Kugelgelenke direkt angelenkt sind.
Schließlich können in bevorzugter Weise die Stelleinheiten jeweils aus einem Elektromotor und einem als Hohlwellengetriebe ausgeführten Stellgetriebe gebildet sein, obwohl gegebenenfalls auch ein hydraulischer Stellmotor in Verbindung mit einer hydraulischen Steuereinrichtung mit einem Steuerventil und einer Druckmittelquelle einsetzbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der skizzenhaften Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine dem Stand der Technik entsprechende, halbseitige Stabilisatoranordnung an einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, mit in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Torsionsfedern, einer Stelleinheit und einem auf die Radaufhängung wirkenden Abtriebshebel; und
2 die Stabilisatoranordnung in der Ausführung gemäß 1, jedoch mit erfindungsgemäß V-förmig nach unten geneigten Drehachsen der Stelleinheiten und der Torsionsfedern.
Die 2 zeigt eine mit Bezug zur 1 beispielhaft und erfindungsgemäß modifizierte Stabilisatoranordnung 20, wobei funktionell gleiche Teile in den 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Erfindungsgemäß und abweichend zur 1 sind die Stelleinheiten 22, die Torsionsfedern 24 und der Abtriebshebel 28 mit ihren gemeinsamen Drehachsen 34 je Fahrzeugseite von den außenliegenden Abtriebshebeln 28 zur Fahrzeuglängsmittelebene 26 zu nach unten geneigt ausgeführt bzw. die im Wesentlichen unveränderte Stabilisatoranordnung 20 (nach 1) entsprechend verschwenkt.
Daraus resultiert, dass die außenliegenden Stelleinheiten 22 nach oben, bevorzugt wenigstens teilweise in einen Freiraum 19 zwischen einer in der 2 nicht mehr mit dargestellten Radaufhängung 10 (so dass insoweit auf die 1 verwiesen wird) und einer hier beispielhaft Ölwanne 40 (strichliert eingezeichnet) als angrenzendes Bauteil, verlagert sind wobei gegebenenfalls gleichzeitig die mittleren Abschnitte 24a der Torsionsfedern 24 nach unten verlegt werden können. Die beidseitigen Neigungswinkel richten sich dabei nach den konstruktiven Gegebenheiten und sind bevorzugt symmetrisch.
Durch die Verlagerung der Stelleinheiten 22 nach oben und/oder der Abschnitte 24a der Torsionsfedern 24 nach unten liegt die Stabilisatoranordnung 10 mit ihrer Außenperipherie bzw. ihren Umfangsausmaßen innerhalb einer horizontalen Querebene 38, die die gewünschte Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs im Bereich der Radaufhängungen 10 definiert.
Zudem ist durch die nach unten gerichtete Verlagerung der mittleren Abschnitte 24a der Torsionsfedern 24 ein vergrößerter Freiraum zum Beispiel für die Anordnung einer oberhalb des Hilfsrahmens 16 positionierten Brennkraftmaschine bzw. deren Ölwanne 40 (nur angedeutet) gegeben.
Die Stelleinheiten 22 sind jeweils durch einen Elektromotor (zum Beispiel einen Hohlwellenmotor) und ein Hohlwellengetriebe wie ein Harmonic-Drive-Getriebe, ein Zykloidgetriebe oder ein Planetengetriebe mit hohem Übersetzungsverhältnis gebildet. Gegebenenfalls könnte aber auch eine hydraulische Verstellung der Torsionsfedern 24 vorgesehen sein.
Neben der beschriebenen, V-förmig nach unten geneigten Drehachsen 34 der Stabilisatoranordnung 10 könnten die Drehachsen 34 auch räumlich so ausgerichtet sein, dass in der Draufsicht gesehen (nicht dargestellt) eine weitere Pfeilung nach vorne oder hinten des Kraftfahrzeugs überlagert ist, um gegebenenfalls den Freigang oder die Anordnung weiterer, benachbarter Funktionsteile zu ermöglichen.
Die Stabilisatoranordnung 20 kann auch an der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, um gegebenenfalls eine erforderliche Bodenfreiheit herzustellen und/oder eine günstige Anordnung von Funktionsteilen zu ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007007214 A1 [0002, 0003]

Claims

Stabilisatoranordnung für eine Radaufhängung von Kraftfahrzeugen, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten, sich jeweils etwa bis zur senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene erstreckenden, vorzugsweise geradlinigen Torsionsfedern mit einem auf die Radaufhängung wirkenden Abtriebshebel und einer zu den Torsionsfedern koaxialen, fahrzeugfesten Stelleinheit mit einem Stellmotor und einem Stellgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfedern (24) und die Stelleinheiten (22) bezüglich ihrer gemeinsamen Drehachse (34) winklig und/oder schräg gegenüber einer horizontalen Fahrzeugquerebene (38) im Fahrzeug ausgerichtet sind, insbesondere dergestalt, dass eine optimale Bodenfreiheit und/oder Bauraumanpassung der Stabilisatoranordnung (20) gegeben ist.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mit Bezug zur Fahrzeugquerachse außenliegenden Stelleinheiten (22) und sich zur Fahrzeugmitte hin erstreckenden Torsionsfedern (24) deren Drehachsen (34) nach unten zu V-förmig geneigt sind.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Bezug zur Fahrzeugquerachse jeweils außenliegenden Stelleinheiten (22) wenigstens bereichsweise in einem Freiraum (19) zwischen einer Radaufhängung (10) und einem daran in Fahrzeugquerrichtung zur Fahrzeugmitte hin angrenzendem Bauteil (40), insbesondere einer Ölwanne, angeordnet sind.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (34) der Torsionsfedern (24) und der Stelleinheiten (22) so geneigt sind, dass die in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen jeweils am tiefsten liegende Außenperipherie (24a) der Torsionsfedern (24) und der Stelleinheiten (22) in etwa in einer gemeinsamen, horizontalen Fahrzeugquerebene (38) liegen.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsamen Drehachsen (34) der Torsionsfedern (24) und der Stelleinheiten (22) auch in der Draufsicht gesehen schräg nach vorne oder hinten ausgerichtet sind.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Torsionsfedern (24) jeweils aus einer von der äußeren Stelleinheit (22) zur Fahrzeugmitte zu verlaufenden Rohrfeder und einer zurückgeführten, durch die Stelleinheit (22) sich erstreckenden und mit dem Abtriebshebel (28) verbundenen Vollfeder zusammensetzen, wobei die Abtriebshebel (28) unmittelbar den Stelleinheiten (22) benachbart angeordnet und an der Radaufhängung (10) über Koppelstangen (30) oder direkt angelenkt sind.
Stabilisatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheiten (22) sich jeweils aus einem Elektromotor und einem als Hohlwellengetriebe ausgeführten Stellgetriebe zusammensetzen.