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Die
Erfindung betrifft ein Federungssystem für eine Fahrzeug-Radaufhängung
mit einem ersten letztlich zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und einem Fahrzeug-Rad
eingespannten Federelement und einem zweiten oder weiteren als Drehstabfeder
oder (allgemein) als Verdreh-Federelement ausgebildeten Federelement,
das aktiviert und damit dem ersten Federelement parallel geschaltet
werden oder deaktiviert werden kann, wobei zum Aktivieren oder Deaktivieren
des zweiten oder weiteren Federelements ein mechanisches Spannelement
vorgesehen ist, mit Hilfe dessen dieses Federelement letztlich zwischen dem
Fahrzeug-Aufbau und dem Fahrzeug-Rad einspannbar ist oder kraftlos
in einem entspannten Zustand gehalten wird. Ein solches System ist
in unserer nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung 10 2006 011
856 , auf die hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird,
beschrieben.
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Grundsätzlich
ist ein solches System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 äußerst
vorteilhaft, jedoch sind hinsichtlich der das zweite oder weitere allgemein
als Verdreh-Federelement ausgebildeten Federelement aktivierenden
oder deaktivierenden Mechanik bzw. hinsichtlich des genannten mechanischen
Spannelements Verbesserungen möglich, die aufzuzeigen sich
die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.
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Bei
dem in der genannten älteren Patentanmeldung beschriebenen
System ist für das Zuschalten und Abschalten des Verdreh-Federelements,
bei welchem es sich in der genannten älteren Patentanmeldung
vorrangig um eine Drehstabfeder handelt, ein dieses (bzw. diese)
tordierendes Zugmittel oder Zugband vorgesehen, welches einen relativ
hohen Bauraumbedarf aufweist und konstruktiv aufwändig sein
kann, da eine Wickelrolle samt entsprechender Wellenlagerung benötigt
wird. Demgegenüber ist gemäß vorliegender
Erfindung das mechanische Spannelement durch einen mit dem Verdreh-Federelement,
d. h. mit dem zweiten oder weiteren Federelement zumindest drehfest
verbundenen Mitnehmer und ein mit diesem Mitnehmer bspw. über
einen Vorsprung oder dgl. zusammenwirkendes, gegenüber der
Drehachse des Verdreh-Federelements verdrehbares Getriebeelement
gebildet.
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Während
das in der genannten älteren Patentanmeldung als Spannelement
vorgesehene Zugband komplett entspannt und zusätzlich soweit
gelockert werden muss, dass fahrzustandsabhängige Verdrehwinkel
eines konzentrisch zum dort als Drehstabfeder ausgebildeten zweiten
oder weiteren Federelement angeordneten Querstabilisators des zweispurigen
Fahrzeugs in keiner Situation das genannte Zugband spannen können,
kann ein hier vorgeschlagenes, gegenüber dem allgemein
als Verdreh-Federelement ausgebildeten zweiten oder weiteren Federelement
um dessen Drehachse verdrehbares Getriebeelement (mit einem Vorsprung)
in Verbindung mit zumindest einem mit dem Verdreh-Federelement verbundenen
und mit dem Vorsprung zusammenwirkenden Mitnehmer den notwendigen Freigang
zur Abschaltung des Verdreh-Federelements quasi integriert enthalten.
Unter Ausnutzung dieses Freigangs kann das Getriebeelement solange gegenüber
dem Verdreh-Federelement verdreht werden, bis der am Getriebeelement
vorgesehene Vorsprung (oder dergleichen) am Mitnehmer des Verdreh-Federelements
zum Anliegen kommt; erst dann wird bei weiterem Verdrehen des Getriebeelements dieses
Verdreh-Federelement verspannt und somit aktiviert. Nennenswerter
zusätzlicher Bauraum ist für diesen genannten
Freigang aufgrund der Verdrehbewegung des Getriebeelements um die
Drehachse des Verdreh-Federelements nicht erforderlich.
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Vorzugsweise
wird ein Verdrehen des Verdreh-Federelements durch einen Schneckentrieb
erreicht, d. h. beim genannten Getriebeelement handelt es sich um
das Schneckenrad eines motorisch angetriebenen Schneckentriebs.
Neben Bauraumvorteilen und einfacher Gestaltung ist hiermit insbesondere eine
hohe Untersetzung in der (letzten) Getriebestufe des Schneckentriebs
möglich, welche die Anzahl derjenigen Bauteile, die hohe
Kräfte aufnehmen bzw. übertragen müssen,
reduziert. Vorteilhafterweise ist hiermit auch eine Selbsthemmung
des Antriebs durch den hoch untersetzten Schneckentrieb einfach darstellbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Schneckenrad aufgrund
seines relativ geringen Verdrehwinkels, der erheblich kleiner als
360° sein kann, als Segment ausgeführt sein und
benötigt somit nur wenig Bauraum.
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Bereits
genannt wurde zumindest ein Vorsprung oder dgl. am Schneckenrad
bzw. allgemein am Getriebeelement, welcher mit dem besagten Mitnehmer,
der in geeigneter, im weiteren noch erläuterten Weise mit
dem Verdreh-Federelement verbunden ist, zusammen wirkt bzw. zusammen
wirken kann. Selbstverständlich können auch mehrere
Vorsprünge und mit diesen zusammenwirkende (segmentförmige)
Mitnehmer vorgesehen sein, um die Summen-Kontaktfläche
zur Kraftübertragung zwischen dem Getriebeelement und dem
Verdreh-Federelement zu vergrößern. Dabei können
die Mitnehmer und/oder Vorsprünge elastisch ausgeführt
bzw. elastisch mit dem Getriebeelement bzw. mit dem Verdreh-Federelement
verbunden sein, um die Stoßbelastung bei der Inkontakt-Bringung
zu reduzieren. Ferner können mit dem Verdreh-Federelement
zumindest zwei Mitnehmer geeignet derart verbunden sein oder es
können am Getriebeelement zumindest zwei Vorsprünge
geeignet derart vorgesehen sein, dass eine Verdrehung bzw. Torsion
des Verdreh-Federelements sowohl in der einen als auch in der anderen
Dreh-Richtung möglich ist. Mit einer solchen Verdrehung
des Verdreh-Federelements in beiden möglichen Drehrichtungen
kann – wie grundsätzlich bereits in der eingangs
genannten Patentanmeldung beschrieben ist – entweder ein
Tiefer-Legen des Fahrzeug-Aufbaus oder ein Beladungsausgleich erfolgen.
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Was
den (oder die) genannten, mit dem Verdreh-Federelement zumindest
drehfest verbundenen Mitnehmer betrifft, der bspw. in Längsrichtung
der Drehachse des Verdreh-Federelements verschiebbbar sein kann,
wenn dies aus irgendwelchen Gründen gewünscht
sein sollte, so kann dieser – insbesondere an die Gestaltung
des Verdreh-Federelements angepasst – verschiedenartig
ausgestaltet sein. Handelt es sich bspw. bei dem Verdreh-Federelement
um eine rohrförmige Drehstabfeder, die konzentrisch zu
einem ansonsten üblichen Querstabilisator des zweispurigen
Fahrzeugs angeordnet sein kann, so kann dieser Mitnehmer einfach
als segmentförmiger Absatz oder dgl. auf der Außenwand
der rohrförmigen Drehstabfeder angebracht sein. In einer bevorzugten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Federungssystems hingegen sind zwei als quasi rohrförmige
Gummifederelemente ausgebildete Verdreh-Federelemente vorgesehen,
die voneinander beabstandet auf dem ansonsten üblichen Querstabilisator
der Fahrzeug-Radaufhängung angeordnet und befestigt sind
und die über ihre Außenmantelflächen über
ein Rohr miteinander verbunden sind. Dieses Rohr kann entweder im
wesentlichen torsionssteif sein oder selbst als weitere Drehstabfeder
wirken. Vorzugsweise an der Außenwand dieses Rohres kann
bzw. können der bzw. die genannte(n) Mitnehmer zumindest
drehfest befestigt sein, bspw. abermals als segmentförmiger
Absatz ausgebildet. Wenn dieses Rohr als Drehstabfeder wirken kann,
so sollte der Mitnehmer in Querrichtung des Fahrzeugs betrachtet
im wesentlichen mittig auf diesem Rohr angeordnet sein; handelt
es sich hingegen um ein im wesentlichen torsionssteifes Rohr, so
ist der Anbringungsort des (oder der) Mitnehmer(s) auf der Rohr-Außenwand
in Fzg.-Querrichtung beliebig.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines lediglich prinzipiell
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter
erläutert, wobei die beigefügte 1 eine
Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Federungssystem
(ohne die ersten Federelemente) zeigt, während in 2 die
Seitenansicht X aus 1 auf das Getriebeelement mit
zugehöriger Schneckentrieb-Spindel in einer ersten Ausführungsform
und in 3 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt
sind.
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Zunächst
auf
1 Bezug nehmend ist hierin ein Federungssystem
dargestellt, welches grundsätzlich dem in der eingangs
genannten
deutschen Patentanmeldung
10 2006 011 856 in der
3a dargestelltem
System entspricht. Im Hinblick hierauf sind vorliegend auch dieselben
Begriffe und Bezugsziffern wie in der
deutschen Patentanmeldung 10 2006 011
856 verwendet. Abweichend von diesem in der
3a dargestelltem Ausführungsbeispiel
der genannten
deutschen
Patentanmeldung 10 2006 011 856 wird vorliegend das zweite
oder weitere Federelement jedoch nur durch zwei voneinander beabstandet
auf dem Querstabilisator
13 drehfest aufgebrachte, rohrförmige
Verdreh-Federelemente aus einem Elastomerwerkstoff gebildet, deren
Außenmantelflächen über ein im wesentliches
torsionssteifes Rohr
2* praktisch drehfest miteinander
verbunden sind.
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Im
einzelnen ist mit der Bezugsziffer 13 ein wie üblich
als Drehstabfeder ausgebildeter Querstabilisator bezeichnet, der
in bekannter und üblicher Weise zwischen den beiden lediglich
stilisiert dargestellten Rädern 12, 12' einer
Fzg.-Achse eingespannt ist, und zwar über an seinen abgewinkelten
freien Endabschnitten angelenkte Pendelstützen 14, 14'.
Jede Pendelstütze ist am zugeordneten Rad 12 bzw. 12' (linkes
bzw. rechtes Rad) geeignet abgestützt. Mit seinem sich
geradlinig erstreckenden Abschnitt zwischen den beiden demgegenüber
abgewinkelten Endabschnitten ist der Stabilisator 13 in
Lagerstellen 15 in üblicher Weise am bzw. gegenüber
dem lediglich symbolisch dargestellten Fzg.-Aufbau 11 verdrehbar gelagert.
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Nicht
figürlich dargestellt sind die üblichen bspw.
als Schraubendruckfedern ausgebildeten Tragfedern zwischen dem Fzg.-Aufbau 11 und
den Fzg.-Rädern 12, 12', die jeweils
ein sog. erstes Federelement im Sinne der vorliegenden Erfindung
bilden. Figürlich dargestellt sind jedoch zwei zweite Federelemente 3 für
das linke Fzg.-Rad 12 bzw. dessen erstes Federelement und
für das rechte Fzg.-Rad 12' bzw. dessen erstes
Federelement. Diese zweiten Federelemente 3 sind als rohrförmige
Verdreh-Federelemente (hierfür wird ebenfalls die Bezugsziffer 3 verwendet)
ausgebildet und voneinander beabstandet mit ihrer Innenwand drehfest
auf dem Querstabilisator 13 in seinem sich geradlinig zwischen
den abgewinkelten Endabschnitten erstreckenden Abschnitt angeordnet.
Die Außenmantelflächen dieser beiden Verdreh-Federelemente 3,
die aus einem Elastomerwerkstoff bestehen und somit um deren Drehachse, die
mit dem geradlinigen Abschnitt des Querstabilisators 13 zusammenfällt,
in sich tordierbar sind und hierdurch als Federelemente wirken können,
sind über ein im wesentlichen torsionssteifes Rohr 2*,
mit dem die genannten Außenmantelflächen jeweils drehfest
verbunden sind, miteinander verbunden.
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Auf
dem Rohr 2* bzw. auf dessen Außenwand ist ein
Getriebeelement 21 in Form eines Schneckenrads (ebenfalls
Bezugsziffer 21) um die Längsachse dieses Rohres 2*,
die mit der Achse des geradlinigen Abschnitts des Quersatbilisators 13 zusammenfällt,
verdrehbar gelagert. Mit diesem Schneckenrad 21 oder Getriebeelement 21 kämmt
eine Schneckenspindel 22, die von einem Elektromotor 6, der
am Fzg.-Aufbau 11 abgestützt ist, um ihre Längsachse
in Rotation versetzt werden kann. Das Schneckenrad 21 und
die Schneckenspindel 22 bilden somit einen Schneckentrieb 20,
der motorisch antreibbar ist und der als mechanisches Spannelement
im Sinne der vorliegenden Erfindung fungiert, weshalb für
dieses mechanische Spannelement ebenfalls die Bezugsziffer 20 verwendet
wird.
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Im
Hinblick auf die Funktion als mechanisches Spannelement 20 für
die zweiten Federelemente 3 ist an der Seitenwand des Getriebeelements 21/Schneckenrads 21 – wie 2 zeigt – ein
segmentförmiger Vorsprung 23 vorgesehen, der mit
einem im Bereich dieses Getriebeelements 21 auf der Außenwand
des Rohres 2* befestigten (oder aus dieser herausgearbeiteten)
Mitnehmer 24 zusammenwirken kann, derart, dass nach Verdrehen
des Schneckenrads 21 gemäß Pfeilrichtung 25 und
somit nach Überwinden eines Freigangs 26 der Vorsprung 23 am
Mitnehmer 24 zum Anschlag kommt. Wird danach das Schneckenrad/Getriebeelement 21 geringfügig weiter
gemäß Pfeilrichtung 25 verdreht, so wird das
Rohr 2* ebenfalls verdreht, wodurch die Verdreh-Federelemente 3 in
sich tordiert und somit gespannt werden. Wenn dann die zweiten Federelemente 3 gespannt
sind, so wirken diese parallel zu den genannten ersten Federelementen
der beiden Räder 12, 12', und zwar über
die außenseitigen Teilabschnitte des Stabilisators 13 sowie über
die jeweilige Pendelstütze 14 bzw. 14'.
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Das
verdrehbar auf der Drehstabfeder 2 gelagerte Schneckenrad 21 ist
so angeordnet, dass bei nicht gemäß obiger Schilderung
aktivierten Verdreh-Federelementen 3 der bereits genannte
Freigang 26 zwischen dem Vorsprung 23 und dem
Mitnehmer 24 vorliegt, so dass bei Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus
der Querstabilisator 13 in bekannter Weise in sich tordiert
werden kann, wobei auch eine entsprechende Torsion der Verdreh-Federelemente 3 erfolgt,
so dass diese den Querstabilisator 13 in seiner Wirkung
unterstützen. Hierbei soll jedoch der Mitnehmer 24 nicht
am Vorsprung 23 anschlagen, so dass über die mechanische
Spannvorrichtung 20 keine zusätzliche Federkraft
eingeleitet wird. Letzteres soll nämlich nur durch entsprechende Ansteuerung
des Elektromotors 6 und eine damit verbundene Verdrehung
des Schneckenrads 21 erfolgen.
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Beim
Ausführungsbeispiel nach
3 ist an der
Seite des Schneckenrades
21 jeweils unter Vorsehen eines
gewissen bzw. ausreichenden Freigangs
26,
26' gegenüber
dem auf dem Rohr
2* vorgesehenen Mitnehmer
24 beidseitig
desselben jeweils ein Vorsprung
23 bzw.
23' vorgesehen,
so dass in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Schneckenrads
21 (in
bzw. gegen Uhrzeigersinn) die Verdreh-Federelemente
3 in
der einen oder der anderen Richtung vorgespannt werden können,
wodurch selbstverständlich unterschiedliche Auswirkungen erzielt
werden, nämlich in einem Fall ein Absenken des Fahrzeug-Aufbaus
11 und
im anderen Fall ein Anheben desselben, insbesondere für
einen Beladungsausgleich, wie in der eingangs genannten
deutschen Patentanmeldung 10
2006 011 856 bereits beschrieben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006011856 [0001, 0009, 0009, 0009, 0015]