DE102012112467A1

DE102012112467A1 - Strut bar for connecting strut towers of motor car, has actuator that is connected with sleeve portions so that relative movement of sleeve portions is generated with respect to each other for adjusting length of strut bar main portion

Info

Publication number: DE102012112467A1
Application number: DE201210112467
Authority: DE
Inventors: Michael Baum
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2014-06-18

Abstract

The strut bar (1) has an actuator that is connected with telescopically nested sleeve portions (10,11) so that relative movement of the sleeve portions is generated with respect to each other for adjusting the length of a strut bar main portion. The camber angle of the associated wheels is variable. The actuator is formed by an electromotor (6). A threaded nut spindle arrangement is driven by the electromotor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Domstrebe zur Verbindung zweier Federbeindome eines Kraftfahrzeugs, wobei die Domstrebe die Funktion einer Zug- bzw. Druckstütze übernimmt, und wobei die Domstrebe längenverstellbar ist und dadurch ein Sturz der zugeordneten Räder veränderbar ist. The invention relates to a strut brace for connecting two spring struts of a motor vehicle, wherein the strut brace assumes the function of a train or pressure support, and wherein the strut brace is adjustable in length and thereby a fall of the associated wheels is variable.

Aus der DE 92 07 011 U1 ist eine Domstrebe für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die vorbekannte Domstrebe dient der Versteifung selbstragender Karosserien von Kraftfahrzeugen und weist zur Befestigung an der Karosserie an jedem Ende ein Kugelgelenk auf. Die Domstrebe ist dabei in ihrer Länge verstellbar, indem ein in die Domstrebe eingeschraubter Gewindebolzen mit einer Kontermutter gesichert wird. Damit ist der Sturz der zugeordneten Räder einstellbar. Die Sturzeinstellung erfolgt manuell im Stillstand des Kraftfahrzeugs unter Verwendung des entsprechenden Werkzeugs. From the DE 92 07 011 U1 is known a strut brace for a motor vehicle. The previously known strut brace is used for stiffening self-supporting bodies of motor vehicles and has a ball joint for attachment to the body at each end. The strut bar is adjustable in length by a screwed into the strut bar threaded bolt is secured with a lock nut. Thus, the fall of the associated wheels is adjustable. The camber adjustment is done manually at standstill of the motor vehicle using the appropriate tool.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorbekannte Domstrebe derart zu verbessern, dass eine Sturzeinstellung der zugeordneten Räder dynamisch auch während der Fahrt erfolgen kann. It is therefore an object of the present invention to improve a previously known strut bar such that a camber adjustment of the associated wheels can be done dynamically while driving.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous developments are the dependent claims.

Dabei ist vorgesehen, dass die Domstrebe aus teleskopartig ineinander gesteckten Hülsen zweiteilig ausgebildet ist und dass zur Längenverstellung der Domstrebe ein fremdansteuerbarer Aktuator vorgesehen ist, der mit den ineinander gesteckten Hülsen zusammenwirkt und eine Relativbewegung der Hülsen zueinander erzeugt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der Sturz der zugeordneten Räder jederzeit und damit auch streckenabhängig einstellbar ist. Vorteile bieten sich dadurch vor allem im Rennsport. It is envisaged that the strut brace telescopically nested sleeves is made in two parts and that for length adjustment of the strut brace a externally controllable actuator is provided which cooperates with the nested sleeves and produces a relative movement of the sleeves to each other. By this measure it is achieved that the fall of the associated wheels at any time and thus also track-dependent adjustable. Advantages are thus offered above all in racing.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass der Aktuator durch einen Elektromotor und eine vom Elektromotor antreibbare Gewindemutter-Spindel-Anordnung gebildet wird. Dabei wird der Elektromotor vorzugsweise von der ersten Hülse aufgenommen und der Elektromotor treibt die Spindel im Sinne einer Drehbewegung an, während die Gewindemutter der Gewindemutter-Spindel-Anordnung fest mit der anderen Hülse verbunden ist. Mit dieser Maßnahme wird ein sogenanntes Rot-Trans-Getriebe realisiert, das die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Translationsbewegung umsetzt. Alternative Ausführungen, bei denen der Elektromotor koaxial um die erste Hülse herum oder radial beabstandet zur ersten Hülse angeordnet sind, sind ebenfalls denkbar. An advantageous development of the subject invention provides that the actuator is formed by an electric motor and a drivable by the electric motor threaded nut spindle assembly. In this case, the electric motor is preferably received by the first sleeve and the electric motor drives the spindle in the sense of a rotational movement, while the threaded nut of the threaded nut spindle arrangement is firmly connected to the other sleeve. With this measure, a so-called red-trans gear is realized, which converts the rotational movement of the electric motor in a translational movement. Alternative embodiments in which the electric motor coaxially around the first sleeve or radially spaced from the first sleeve are also conceivable.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist es, dass die Länge der Domstrebe und damit der Sturz der zugeordneten Räder in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Quer- und/oder Längsbeschleunigung, des Lenkwinkels oder der Gierrate erfolgt. Durch diese Maßnahme kann der Sturz der zugeordneten Räder dynamisch während der Fahrt unter Berücksichtigung der fahrdynamischen Parameter eingestellt werden. Außerdem sind die Länge der Domstrebe und damit der Sturz der zugeordneten Räder manuell über eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle einstellbar. A further advantageous development of the subject invention is that the length of the strut brace and thus the fall of the associated wheels as a function of vehicle speed, the transverse and / or longitudinal acceleration, the steering angle or the yaw rate. By this measure, the fall of the associated wheels can be set dynamically while driving taking into account the driving dynamics parameters. In addition, the length of the strut bar and thus the fall of the associated wheels are manually adjustable via a man-machine interface.

In beiden Fällen ist ein Steuergerät vorgesehen, dem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Quer- und/oder Längsbeschleunigung, der Lenkwinkel, die Gierrate oder der Fahrerwunsch zugeführt werden, wobei das Steuergerät einen optimalen Sturz der zugeordneten Räder berechnet und den Aktuator zur Einstellung des optimalen Sturzes ansteuert. In both cases, a control device is provided to which the vehicle speed, the lateral and / or longitudinal acceleration, the steering angle, the yaw rate or the driver's request are supplied, wherein the control unit calculates an optimal fall of the associated wheels and controls the actuator for setting the optimum camber ,

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen The present invention will be explained in more detail with reference to an embodiment in conjunction with the accompanying drawings. In the drawing show

1 eine vereinfachte Darstellung einer nicht längenveränderbaren Domstrebe aus dem Stand der Technik und 1 a simplified representation of a non-variable length dome strut from the prior art and

2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Domstrebe. 2 a schematic representation of the strut brace according to the invention.

In der 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung vereinfacht dargestellt. Die vorderen Räder 5 eines Kraftfahrzeugs sind jeweils über eine Feder-Dämpfer-Einheit 6 mit der Karosserie 4 des Kraftfahrzeugs verbunden. Dabei ragt die Feder-Dämpfereinheit 6 durch eine Öffnung in einem Karosserieanbauteil 14 und ist in einem Federbeindom 2 gelagert. Eine Domstrebe 1 verbindet die beiden Domlager, die in den Federbeindomen 2 ausgebildet sind. Das Domlager stellt die Verbindung zwischen Feder-Dämpfer-Einheit 3 und Karosserie 4 her. Es ermöglicht ein Drehen der Feder-Dämpfer-Einheit 3 im Federbeindom 2 sowie eine geringfügige Veränderung eines Winkels α der Feder-Dämpfer-Einheit 3 zur Karosserie 4. In the 1 an arrangement known from the prior art is shown simplified. The front wheels 5 a motor vehicle are each via a spring-damper unit 6 with the body 4 connected to the motor vehicle. The spring-damper unit protrudes 6 through an opening in a body attachment 14 and is in a strut dome 2 stored. A strut bar 1 connects the two cathedral camps, which in the Federbeindomen 2 are formed. The dome bearing provides the connection between spring-damper unit 3 and bodywork 4 ago. It allows rotation of the spring-damper unit 3 in the strut dome 2 and a slight change in an angle α of the spring-damper unit 3 to the body 4 ,

Dieser Winkel α beschreibt auch den Sturz der zugeordneten Räder 5. Der Sturz oder auch Radsturz ist ein Begriff aus der Fahrwerkstechnik. Als Sturz bezeichnet man den Winkel α zwischen der Radmittelebene und einer Senkrechten auf die Fahrbahn. Man unterscheidet den Sturz zur Fahrbahn und den Sturz bezüglich des Fahrzeugs. Im fahrzeugfesten System ist der Sturz positiv, wenn die Oberseite des Rades nach außen geneigt ist. Der Sturz zur Straße wird im Reifen-Koordinatensystem angegeben. Die x-Achse ist die Schnittlinie zwischen Fahrbahn und Radmittelebene und zeigt nach vorn, die z-Achse ist senkrecht zur Straße. Eine Drehung um die x-Achse im Gegen-Uhrzeigersinn, also mathematisch positiv, definiert den positiven Sturzwinkel. This angle α also describes the fall of the associated wheels 5 , The fall or camber is a term from the suspension technology. A fall is the angle α between the center plane of the wheel and a perpendicular to the road surface. One differentiates the fall to the roadway and the fall with respect to the vehicle. In the vehicle-mounted system, the crash is positive when the top of the wheel is tilted outward. The fall to the road is indicated in the tire coordinate system. The x-axis is the intersection line between Lane and wheel center plane and pointing forward, the z-axis is perpendicular to the road. A rotation about the x-axis counterclockwise, that is mathematically positive, defines the positive camber angle.

Die Domstrebe 1 ist dabei dazu eingerichtet, die Funktion einer Zug- bzw. Druckstütze zu erfüllen. Wie 1 außerdem entnehmbar ist, beeinflusst die Länge der Domstrebe 1 den Sturz α der zugeordneten Räder 5. The strut brace 1 is set up to fulfill the function of a tension or pressure support. As 1 also removable, affects the length of the strut bar 1 the fall α of the associated wheels 5 ,

Um den Sturz α der zugeordneten Räder 5 dynamisch während der Fahrt einstellen zu können sieht die vorliegende Erfindung vor, dass die Domstrebe 1 längenverstellbar sein muss und dass die Längenverstellung mit Hilfe eines fremdansteuerbaren Aktuators erfolgt, wie es in der 2 dargestellt ist. Dazu ist die Domstrebe 1 aus teleskopartig ineinander gesteckten Hülsen 10, 11 zweiteilig ausgebildet. Die in 2 linke Hülse 10 weist einen größeren Durchmesser als die in 2 rechts dargestellte Hülse 11 auf, sodass die Hülse 11 in die Hülse 10 eingeschoben werden kann. Wie bereits erwähnt, ist zur Längenverstellung der Domstrebe 1 ein fremdansteuerbarer Aktuator vorgesehen, der mit den ineinander gesteckten Hülsen 10, 11 zusammenwirkt und eine Relativbewegung der Hülsen 10, 11 zueinander erzeugt. To the fall α of the assigned wheels 5 dynamically adjust while driving, the present invention provides that the strut 1 must be adjustable in length and that the length adjustment takes place by means of a externally controllable actuator, as in the 2 is shown. This is the strut bar 1 from telescopically nested pods 10 . 11 formed in two parts. In the 2 left sleeve 10 has a larger diameter than the one in 2 Right sleeve shown 11 on, so the sleeve 11 in the sleeve 10 can be inserted. As already mentioned, the strut brace is used for length adjustment 1 a externally controllable actuator provided with the nested sleeves 10 . 11 interacts and a relative movement of the sleeves 10 . 11 generated to each other.

In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktuator als Elektromotor 6 ausgebildet und innerhalb der Hülse 10 angeordnet. Der Elektromotor 6 treibt eine Spindel 7 an, die gemeinsam mit einer Gewindemutter 8 ein Rot-Trans-Getriebe bildet: Die Rotationsbewegungen der Spindel 7 erzeugen eine Translationsbewegung der Gewindemutter 8. Da die Gewindemutter 8 fest mit der in 2 rechten Hülse 11 verbunden ist, wird eine Relativbewegung der beiden Hülsen 10, 11 zueinander erzeugt, sobald der Elektromotor 6 die Spindel 7 in eine Rotationsbewegung versetzt. Die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 7, 8 ist selbsthemmend ausgebildet, sodass eine Zug- oder Druckkraft zwischen den Federbeindomen 2 keine Längenänderung der Domstrebe 1 verursachen kann. Alternativ kann eine nicht-selbsthemmende Gewindemutter-Spindel-Anordnung 7, 8 vorgesehen sein, wobei dann eine Sperrklinke oder Ähnliches vorgesehen werden muss, damit die Zug- und Druckkräfte zwischen den Fahrwerksdomen 2 über die Domstrebe 1 abgestützt werden können. In the in 2 illustrated embodiment, the actuator is an electric motor 6 trained and inside the sleeve 10 arranged. The electric motor 6 drives a spindle 7 on, in common with a threaded nut 8th a red-trans gearbox forms: The rotational movements of the spindle 7 generate a translational movement of the threaded nut 8th , Because the nut 8th stuck with the in 2 right sleeve 11 is connected, a relative movement of the two sleeves 10 . 11 generated to each other as soon as the electric motor 6 the spindle 7 put in a rotational movement. The threaded nut spindle arrangement 7 . 8th is self-locking, so that a tensile or compressive force between the Federbeindomen 2 no change in length of the strut brace 1 can cause. Alternatively, a non-self-locking threaded nut-spindle arrangement 7 . 8th be provided, in which case a pawl or the like must be provided so that the tensile and compressive forces between the chassis domes 2 over the strut bar 1 can be supported.

Neben der anhand von 2 beschriebenen Anordnung ist es ebenfalls denkbar, den Elektromotor 6 koaxial zur Hülse 10 anzuordnen. Eine parallele Anordnung, bei der die Rotationsachse des Elektromotors 6 parallel und radial beabstandet zur Längsachse der Hülse 10 verläuft, ist ebenfalls denkbar. In addition to the basis of 2 described arrangement, it is also conceivable, the electric motor 6 coaxial with the sleeve 10 to arrange. A parallel arrangement, in which the axis of rotation of the electric motor 6 parallel and radially spaced from the longitudinal axis of the sleeve 10 runs, is also conceivable.

Die Einstellung des Sturzes α der zugeordneten Räder 5 erfolgt beispielsweise nach Maßgabe des Fahrzeugführers. Im Innenraum des Kraftfahrzeugs ist dazu eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle, wie ein Schalter oder ein Drehregler, vorgesehen und der Fahrzeugführer kann den Sturz α der Räder 5 entsprechend einstellen. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Sturzeinstellung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Quer- und/oder Längsbeschleunigung, des Lenkwinkels oder der Gierrate erfolgt. Die Gierrate beschreibt dabei die Giergeschwindigkeit, die Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Kraftfahrzeugs um seine Hochachse. Die Abhängigkeit der Sturzeinstellung von den eben genannten fahrdynamischen Parametern hat den Vorteil, dass der Sturz α der zugeordneten Räder 5 dynamisch während der Fahrt unter Berücksichtigung der fahrdynamischen Parameter eingestellt wird. The setting of the camber α of the associated wheels 5 takes place, for example, in accordance with the driver. In the interior of the motor vehicle to a man-machine interface, such as a switch or a dial, provided and the driver can the camber α of the wheels 5 adjust accordingly. In addition, it is provided that the camber adjustment takes place as a function of the vehicle speed, the transverse and / or longitudinal acceleration, the steering angle or the yaw rate. The yaw rate describes the yaw rate, the angular velocity of the rotation of the motor vehicle about its vertical axis. The dependence of the camber adjustment of the above-mentioned driving dynamics parameters has the advantage that the camber α of the associated wheels 5 is set dynamically while driving taking into account the driving dynamics parameters.

Wie 2 weiter entnehmbar ist, erfolgt die Ansteuerung des Elektromotors 6 mit Hilfe eines Steuergeräts 9. Dem Steuergerät 9 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Quer- und/oder Längsbeschleunigung, der Lenkwinkel, die Gierrate oder der Fahrerwunsch über einen CAN-Verbindung zugeführt. Das Steuergerät 9 berechnet einen optimalen Sturz α der zugeordneten Räder 5 steuert den Elektromotor 6 zur Einstellung des optimalen Sturzes α an. Dadurch wird der Radsturz α dynamisch während der Fahrt des Kraftfahrzeugs optimal eingestellt und es sind höhere Kurvengeschwindigkeiten realisierbar, was gerade auch bei Rennfahrzeugen entscheidend ist. As 2 is further removed, the control of the electric motor takes place 6 with the help of a control unit 9 , The control unit 9 the vehicle speed, the lateral and / or longitudinal acceleration, the steering angle, the yaw rate or the driver's request are supplied via a CAN connection. The control unit 9 calculates an optimal camber α of the associated wheels 5 controls the electric motor 6 for setting the optimum camber α. As a result, the camber α is dynamically adjusted optimally during the drive of the motor vehicle and higher cornering speeds can be achieved, which is crucial, especially in racing vehicles.

Der Hauptgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Domstrebe 1 zur aktiven und dynamischen Einstellung des Radsturzes α in ihrer Länge veränderbar ist und dass die Längenänderung mit Hilfe eines fremdansteuerbaren Elektromotors 6 realisiert wird. The main idea of the present invention is that the strut brace 1 for the active and dynamic adjustment of the camber α is variable in length and that the change in length by means of a externally controllable electric motor 6 is realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 9207011 U1 [0002] DE 9207011 U1 [0002]

Claims

Domstrebe (1) zur Verbindung zweier Federbeindome (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Domstrebe (1) die Funktion einer Zug- bzw. Druckstütze übernimmt, und wobei die Domstrebe (1) längenverstellbar ist und dadurch ein Sturz (α) der zugeordneten Räder (5) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Domstrebe (1) aus teleskopartig ineinander gesteckten Hülsen (10, 11) zweiteilig ausgebildet ist und dass zur Längenverstellung der Domstrebe (1) ein fremdansteuerbarer Aktuator vorgesehen ist, der mit den ineinander gesteckten Hülsen (10, 11) zusammenwirkt und eine Relativbewegung der Hülsen (10, 11) zueinander erzeugt. Strut brace ( 1 ) for connecting two spring legs ( 2 ) of a motor vehicle, wherein the strut brace ( 1 ) assumes the function of a tension or pressure support, and wherein the strut brace ( 1 ) is adjustable in length and thereby a fall (α) of the associated wheels ( 5 ) is variable, characterized in that the strut brace ( 1 ) made of telescopically inserted sleeves ( 10 . 11 ) is formed in two parts and that for length adjustment of the strut brace ( 1 ) a externally controllable actuator is provided, which with the nested sleeves ( 10 . 11 ) and a relative movement of the sleeves ( 10 . 11 ) generated to each other.

Domstrebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator durch einen Elektromotor (6) und eine vom Elektromotor (6) antreibbare Gewindemutter-Spindel-Anordnung (7, 8) gebildet wird. Strut brace ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the actuator by an electric motor ( 6 ) and one from the electric motor ( 6 ) drivable threaded nut spindle arrangement ( 7 . 8th ) is formed.

Domstrebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) von der Hülse (10) aufgenommen wird und die Spindel (7) im Sinne einer Drehbewegung antreibt und dass die Gewindemutter (8) der Gewindemutter-Spindel-Anordnung (7, 8) fest mit der anderen Hülse (11) verbunden ist. Strut brace ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the electric motor ( 6 ) of the sleeve ( 10 ) and the spindle ( 7 ) in the sense of a rotational movement and that the threaded nut ( 8th ) of the threaded nut spindle arrangement ( 7 . 8th ) firmly with the other sleeve ( 11 ) connected is.

Domstrebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Domstrebe (1) und damit der Sturz (α) der zugeordneten Räder (5) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Quer- und/oder Längsbeschleunigung, des Lenkwinkels oder der Gierrate erfolgt. Strut brace ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the length of the strut brace ( 1 ) and thus the fall (α) of the associated wheels ( 5 ) takes place as a function of the vehicle speed, the transverse and / or longitudinal acceleration, the steering angle or the yaw rate.

Domstrebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Domstrebe (1) und damit der Sturz (α) der zugeordneten Räder (5) manuell über eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle einstellbar sind. Strut brace ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the length of the strut brace ( 1 ) and thus the fall (α) of the associated wheels ( 5 ) are manually adjustable via a man-machine interface.

Domstrebe (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (9) vorgesehen ist, dem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Quer- und/oder Längsbeschleunigung, der Lenkwinkel, die Gierrate oder der Fahrerwunsch zugeführt werden, wobei das Steuergerät (9) einen optimalen Sturz (α) der zugeordneten Räder (5) berechnet und den Aktuator zur Einstellung des optimalen Sturzes (α) ansteuert. Strut brace ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that a control device ( 9 ) is provided to which the vehicle speed, the lateral and / or longitudinal acceleration, the steering angle, the yaw rate or the driver's request are supplied, wherein the control unit ( 9 ) an optimal fall (α) of the associated wheels ( 5 ) and drives the actuator to set the optimum camber (α).