DE20313103U1 - Federungssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Federungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Federlenker (1), der an einem Ende in einem Anlenkpunkt (2) schwenkbar mit einem Radträger (3) und am anderen Ende in einem Aufhängungspunkt (4) schwenkbar mit einem Karosserieteil (5) verbunden ist, und mit einer Feder (6), die an dem Federlenker (1) zwischen dem Anlenkpunkt (2) und dem Aufhängungspunkt (4) in einem Federpunkt (7) angreift, wobei der Aufhängungspunkt (4) relativ zum Federlenker (1) und zum Karosserieteil (5) verschiebbar ist, so dass der Abstand zwischen dem Federpunkt (7) und dem Aufhängungspunkt (4) geändert werden kann.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Federungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Federlenker, der an einem Ende in einem Anlenkpunkt schwenkbar mit einem Radträger und am anderen Ende in einem Aufhängungspunkt schwenkbar mit einem Karosserieteil verbunden ist, und mit einer Feder, die an dem Federlenker zwischen dem Anlenkpunkt und dem Aufhängungspunkt in einem Federpunkt angreift.
• Um sowohl durch statische Belastungen auftretende Lageänderungen des Fahrzeugaufbaus als auch schnelle Radeigenbewegungen, wie sie z.B. durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, abzufangen und auszugleichen, sind Federungssysteme heute in der Regel mit einer Kombination aus Federung und Stoßdämpfern ausgerüstet, deren Wirkungen durch Stellelemente dem aktuellen Optimum angeglichen werden können. Bei solchen aktiven Federungssystemen sollen Radstörungen einerseits vor einem Einwirken auf die Karosserie abgefangen werden, andererseits gilt es, eine Bewegung der Karosserie relativ zu den Rädern, z.B. hervorgerufen durch Beladung oder die Einwirkung dynamischer Kräfte, zu verhindern. Federsteifigkeit und Dämpfungsverhalten der Federungssysteme sind dabei auf einen möglichst hohen Federungskomfort bei gleichzeitig sicherem und stabilem Fahrverhalten ausgerichtet.
• Aus der Druckschrift DE 39 28 343 A1 ist eine Anordnung zur aktiven Fahrwerksdämpfung bekannt, bei der die Dämpfungskraft der einzelnen Stoßdämpfer in Abhängigkeit von auf die Karosserie wirkenden Beschleunigungen und der jeweiligen Auszugsposition der Dämpfer in einer Weise geregelt wird, dass eine automatische Anpassung der Dämpfung an den Fahrzeugladezustand und die Fahrbahnverhältnisse erreicht wird. Die Anordnung umfasst schnell arbeitende, in die hydraulischen Dämpfer integrierte Ventile, über die eine Öffnung zwischen zwei Kammern eines Dämpfers elektrisch einstellbar vergrößert oder verkleinert werden kann, so dass sich unterschiedliche Dämpfungskräfte ergeben.
• Auf diese Weise lässt sich zwar ein variables Dämpfungsverhalten des Federungssystems bei einem Fahrzeug erreichen, jedoch kann die jeweils am Fahrzeugrad über die Feder wirkende Kraft nicht direkt beeinflusst werden.
• Ein in der DE 199 54 819 C1 gezeigtes hydraulisch betätigtes Federungssystem weist ein hydraulisches Stellglied auf, das über den von einer als Linearmotor ausgebildeten Pumpen/Motor-Einheit erzeugten Hydraulikdruck in Abhängigkeit von wechselnden Belastungen reguliert wird. Der Translator ist als Druckkolben in die Hydraulikleitung integriert, und die geradlinige Bewegung dieses Translators erzeugt eine unmittelbar auf das Stellglied wirkende Druckänderung, wobei ein Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Translators nach einer Kolbenbewegung über eine angeschlossene Hydraulikfluid-Speichereinheit ausgeglichen wird. Somit lassen sich auch statische Belastungen durch das Stellglied ausgleichen.
• Allerdings bedeuten hydraulische Stellelemente gegenüber einer Lösung mit Stahlfedern einen erheblichen zusätzlichen konstruktiven Aufwand. Da bei einer Druckerhöhung am Stellelement die auf diesem lagernde statische Last des Fahrzeugs überwunden werden muss, erfordert dies auch einen hohen Energieaufwand. Hinzu kommt die Gefahr einer Leckage des Hydrauliksystems.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Federungssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das mit einfachen Mitteln den erwünschten Effekt der einstellbaren Kräfte zwischen Karosserie und Rädern mit einem geringen Energieaufwand realisiert.
• Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein Federungssystem für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art so ausgebildet, dass der Aufhängungspunkt des Federlenkers am Karosserieteil relativ zum Federlenker und zum Karosserieteil verschiebbar gelagert ist. Durch eine Verschiebung dieses Aufhängungspunktes ändern sich die Hebelverhältnisse am Federlenker. Bei konstanter Federkraft ergibt sich durch eine Verschiebung des Aufhängungspunktes vom Angriffspunkt der Federkraft weg eine Vergrößerung der am Rad wirksamen Kraft und umgekehrt, da die Summe der Momente um den Aufhängungspunkt stets Null ergibt. Auf diese Weise lassen sich durch eine Verschiebung des Aufhängungspunktes des Federlenkers die zwischen der Karosserie und den Rädern wirkenden Kräfte in Richtung auf ein jeweiliges Optimum hin anpassen.
• Durch die Anordnung von Federlenker und Feder zueinander erfolgt eine Verschiebung des Aufhängungspunktes annähernd senkrecht zur Kraftrichtung der Federkraft. So muss allein die Reibung der Schiebeführungen überwunden werden. Auf die Fahrwerksfeder wirkende statische Kräfte, wie sie z.B. bei einer Änderung der Federvorspannung eine Rolle spielen würden, üben auf eine solche Verschiebung keinen Einfluss aus. Somit ist der für eine Verschiebung des Aufhängungspunktes notwendige Energieaufwand sehr gering.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. In diesen zeigen:
• 1 in einer schematischen Seitenansicht den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Federungssystems.
• 2 in einer schematischen Draufsicht den prinzipiellen Aufbau der Schiebeführungen zur Verstellung des Aufhängepunktes eines erfindungsgemäßen Federungssystems in einer Ausführung gemäß 1.
• 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Federungssystem mit einem Federlenker 1, der über einen Anlenkpunkt 2 an einem Radträger 3 angebunden ist, wobei der Radträger 3 mit einem Fahrzeugrad 12 verbunden ist. Der radseitige Anlenkpunkt 2 des Federlenkers 1 ist als Traggelenk ausgeführt, über welches der Federlenker 1 schwenkbar am Radträger 3 angebunden ist. An seinem anderen Ende ist der Federlenker 1 in einem Aufhängungspunkt 4 schwenkbar über eine Schiebeführung 8 mit einem Karosserieteil 5, beispielsweise einem Fahrschemel, verbunden, welches ebenfalls mit einer Schiebeführung 9 versehen ist. Der Federlenker 1 ist mit einer Feder 6 in einem Federpunkt 7 verbunden. In diesem Federpunkt 7 greifen die zwischen dem Rad 12 und der Karosserie wirkenden Federkräfte der Feder 6 am Federlenker 1 an. Die Feder 6 kann als Fahrwerksfeder aus Stahl oder als Feder / Dämpfer Element ausgeführt sein.
• In 2 sind die Schiebeführungen 8, 9 des Federlenkers 1 und des Karosserieteils 5 gezeigt, die über einen Bolzen 10, der auch den Aufhängungspunkt 4 bildet, miteinander verbunden sind. Der Bolzen 10 kann über ein Stellelement 11 innerhalb der Schiebeführungen 8, 9 verschoben werden, wodurch eine Verschiebung des Kraftübertragungspunktes zwischen Federlenker 1 und Karosserieteil 5 längs der Achse des Federlenkers 1 und damit eine Veränderung der Hebelverhältnisse am Federlenker 1 ermöglicht wird.
• Gemäß 1 verändert sich bei einer Verschiebung des Bolzens 10 und damit des Aufhängungspunktes 4 die Länge des zwischen Aufhängungspunkt 4 und Federpunkt 7 gebildeten Hebelarms 13a, wobei die Länge des Hebelarms 13b zwischen Federpunkt 7 und Anlenkpunkt 2 konstant bleibt. Bei ebenfalls konstanter Federkraft ergibt sich so mit zunehmendem Hebelarm 13a zwischen Aufhängungspunkt 4 und Federpunkt 7 einer Vergrößerung der auf das Rad 12 wirkenden Kräfte. Dagegen bewirkt eine Verringerung des Hebelarms 13a durch eine Verschiebung des Bolzens 10 in Richtung auf den Federpunkt 7 bei gleicher Federkraft eine Reduzierung der am Rad 12 wirkenden Kräfte. Entsprechendes gilt umgekehrt für die vom Rad 12 auf die Karosserie übemagenen Kräfte.
• Das Stellelement 11 kann z.B. elektromechanisch, aber auch hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden, wobei jeweils entsprechende zusätzliche hier nicht gezeigte Komponenten dem Aufbau des Federungssystems hinzugefügt werden.

Claims (8)

1. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Federlenker (1), der an einem Ende in einem Anlenkpunkt (2) schwenkbar mit einem Radträger (3) und am anderen Ende in einem Aufhängungspunkt (4) schwenkbar mit einem Karosserieteil (5) verbunden ist, und mit einer Feder (6), die an dem Federlenker (1) zwischen dem Anlenkpunkt (2) und dem Aufhängungspunkt (4) in einem Federpunkt (7) angreift, wobei der Aufhängungspunkt (4) relativ zum Federlenker (1) und zum Karosserieteil (5) verschiebbar ist, so dass der Abstand zwischen dem Federpunkt (7) und dem Aufhängungspunkt (4) geändert werden kann.
2. Federungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschiebung des Aufhängungspunktes (4) annähernd senkrecht zur Kraftrichtung der Federkraft der Feder (6) erfolgt.
3. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (2) des Federlenkers (1) am Radträger (3) als Traggelenk ausgeführt ist.
4. Federungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federlenker (1) und das Karosserieteil (5) jeweils mit einer Schiebeführung (8, 9) versehen sind, in der ein Bolzen (10) verschiebbar angeordnet ist.
5. Federungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellelement (11) vorgesehen ist, das den Bolzen (10) in den Schiebeführungen (8, 9) verschieben kann.
6. Federungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (11) elektromechanisch betätigt wird.
7. Federungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (11) hydraulisch betätigt wird.
8. Federungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (11) pneumatisch betätigt wird.