DE10016639C1 - Geteilter Stabilisator für eine Fahrzeugachse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen geteilten Stabilisator für eine Fahrzeugachse mit zwei Stabilisatorteilen und mit einem Schwenkmotor, dessen Rotor mit dem einen Stabilisatorteil und dessen Stator mit dem anderen Stabilisatorteil drehfest verbunden ist. Mindestens eines der Stabilisatorteile ist über eine axiale Stirnverzahnung mit dem Rotor oder mit dem Stator drehfest verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen geteilten Stabilisator für eine Fahrzeugachse mit zwei Stabilisatorteilen und mit einem Schwenkmotor, dessen Rotor mit dem einen Stabilisatorteil und dessen Stator mit dem anderen Stabilisatorteil drehfest verbunden ist.

Bei der vorliegenden Erfindung werden als Rotor und Stator des Schwenkmotors diejenigen Elemente des Schwenkmotors bezeichnet, die bei Betätigung des Schwenkmotors relativ zueinander verschwenkt werden. Diese Schwenkteile können auch als Eingangsseite und Ausgangsseite des Schwenkmotors bezeichnet werden. Bei einer konzentrischen Anordnung der beiden Schwenkteile werden die Bezeichnungen Schwenkwelle und Zylinder bevorzugt.

Ein derartiger Stabilisator ist beispielsweise aus der DE 44 42 223 C2 bekannt. Zur drehfesten Kopplung der Stabilisatorteile mit dem Rotor bzw. mit dem Stator des Schwenkmotors sind beim bekannten Stabilisator Radialverzahnungen oder Kerbverzahnungen vorgesehen.

Auch die DE 43 37 813 C2 zeigt einen Stabilisator der eingangs genannten Art, bei dem das eine Stabilisatorteil einen scheibenförmigen Flansch aufweist, der mit einem Zylinder des Schwenkmotors verschweißt ist. Eine Motorwelle des Schwenkmotors weist ebenfalls einen scheibenförmigen Flansch auf, der mit einem weiteren scheibenförmigen Flansch verschraubt ist, der an dem anderen Stabilisatorteil ausgebildet ist. Motorwelle und Zylinder bilden dabei Rotor bzw. Stator des Schwenkmotors.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Stabilisator der eingangs genannten Art eine andere zweckmäßige Ausführungsform anzugeben, die insbesondere beim Zusammenbau des Stabilisators eine einfache Ausrichtung der beiden Stabilisatorteile relativ zueinander ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch einen Stabilisator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, wenigstens eines der beiden Stabilsatorteile mittels einer axialen Stirnverzahnung, insbesonder Plan-Kerbverzahnung, z. B. Hirth- Verzahnung, am Schwenkmotor, d. h. am Rotor bzw. am Stator zu befestigen. Eine Stirnverzahnung baut axial kurz, so daß eine geringe axiale Verstellbewegung ausreicht, die komplementären Verzahnungsteile in Eingriff zu bringen oder voneinander zu trennen. Aufgrund dieser Bauweise ist der Aufwand zum Ausrichten der Relativstellung zwischen den beiden Stabilisatorteilen relativ gering. Die Anzahl der axialen Zähne der Stirnverzahnung gibt dabei eine Rasterung vor, mit der die beiden Stabilisatorteile gegeneinander einstellbar bzw. justierbar sind. Die Stirnverzahnung zeichnet sich aus durch hohe Teilgenauigkeit, Selbstzentrierung und Verschleißfestigkeit.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Verbindungsteil vorgesehen sein, das über die Stirnverzahnung mit dem Rotor oder dem Stator drehfest verbunden ist und an dem das jeweilige Stabilisatorteil befestigt ist. Diese Maßnahmen ermöglichen die separate Herstellung des die Stirnverzahnung aufweisenden Verbindungsteils, des ebenfalls mit der Stirnverzahnung ausgestatteten Rotors bzw. Stators und des jeweiligen Stabilisatorteils. Durch eine separate Herstellung können hohe Qualitätsanforderungen an die Einzelteile eingehalten werden. Außerdem ist es dadurch möglich, die einzelnen Elemente aus unterschiedlichen Materialien herzustellen, wobei die jeweilige Materialauswahl zweckmäßig unter Berücksichtigung der jeweiligen Bauteilfunktion erfolgt.

Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Stabilisators können die Schwenkteile des Schwenkmotors, also Rotor und Stator, konzentrisch zueinander angeordnet sein, wobei dann das mit der Stirnverzahnung ausgestattete Verbindungsteil mit einer zentrischen Spannschraube am radial innenliegenden Schwenkteil axial fixiert ist. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakte Bauform.

Bei einer besonderen Ausführungsform kann das eine Stabilisatorteil mit einer ersten Flanschverbindung am Verbindungsteil befestigt sein, während das andere Stabilisatorteil mit einer zweiten Flanschverbindung am Rotor bzw. am Stator befestigt ist, wobei die beiden Flanschverbindungen identisch und/oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Da die Flanschverbindungen identisch bzw. spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, können auch die beiden Stabilisatorteile zumindest in dem mit dem Schwenkmotor gekoppelten Abschnitt identisch bzw. spiegelsymmetrisch ausgestaltet sein. Durch diese Maßnahme kann somit eine extreme Vereinfachung bei der Herstellung der Stabilisatorteile erzielgt werden. Besonders zweckmäßig ist dabei die Variante, bei der die den Flansch aufweisenden Abschnitte der Stabilisatorteile bei beiden Stabilisatorteilen gleich ausgebildet sind. Bei dieser speziellen Ausführungsform bildet das Verbindungsteil eine Art Adapter, der die Anbindungsstellen von Rotor und Stator gleich oder ähnlich macht. Neben einer vereinfachten Herstellung der Stabilisatorteile kann durch die vorgeschlagenen Maßnahmen auch der Zusammenbau des Stabilisators sowie dessen Montage am Fahrzeug vereinfacht werden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf einen Stabilisator nach der Erfindung.

Entsprechend Fig. 1 besitzt ein geteilter Stabilisator 1 zwei Stabilisatorteile 2 und 3, die über einen Schwenkmotor 4 miteinander verbunden sind. Die beiden Stabilisatorteile 2 und 3 sind jeweils einem Rad einer Fahrzeugachse zugeordnet. Ein solcher Stabilisator 1 dient in der Regel zur Verbesserung des Wankverhaltens bei einem Fahrzeug, wobei eine solche Stabilisatoranordnung grundsätzlich sowohl bei Straßenfahrzeugen als auch bei Schienenfahrzeugen zur Anwendung kommen kann.

Der Schwenkmotor 4 ist nach Art eines Rotor-Stator-Aggregates ausgebildet und wird regelmäßig auch als "Aktuator" oder "Aktor" bezeichnet. Der Schwenkmotor 4 weist zwei Schwenkteile auf, nämlich einen Rotor 5 und einen Stator 6. Die beiden Schwenkteile 5 und 6 sind relativ zueinander schwenkbar und konzentrisch angeordnet.

Das in Fig. 1 links dargestellte Stabilisatorteil 2 ist mit dem Rotor 5 drehfest verbunden, während das in Fig. 1 rechts dargestellte Stabilisatorteil 3 mit dem Stator 6 drehfest verbunden ist. Durch eine entsprechend Betätigung des Schwenkmotors 4 können Rotor 5 und Stator 6 relativ zueinander verdreht werden. Der Schwenkmotor 4 kann beispielsweise als Elektromotor oder als Hydraulikmotor ausgebildet sein. Durch eine gesteuerte Rotation zwischen Rotor 5 und Stator 6 kann eine Verspannung oder Vorspannung der Stabilisatorteile 2 und 3 gezielt aufgebracht werden, wodurch sich eine Wankstabilisierung des Fahrzeuges erzielen läßt. Außerdem kann mit einer Stabilisatoranordnung grundsätzlich auch das Nickverhalten des Fahrzeuges beeinflußt werden. Darüber hinaus kann eine derartige Stabilisatoranordnung auch die Funktion einer Niveauverstellung oder eines Wagenhebers aufweisen.

Das in Fig. 1 links dargestellte Stabilisatorteil 2 ist über ein Verbindungsteil 7 mit dem Schwenkmotor 4 gekoppelt bzw. mit dem Rotor 5 drehfest verbunden. Zur Kopplung des Stabilisatorteils 2 mit dem Verbindungsteil 7 ist eine erste Flanschverbindung 8 vorgesehen, die in Fig. 1 durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet ist. Für diese Flanschverbindung 8 ist am Stabilisatorteil 2 ein scheibenförmiger Flansch 9 ausgebildet. Dieser Flansch 9 kann beispielsweise durch ein Umformverfahren einteilig bzw. einstückig am Stabilisatorteil 2 ausgebildet sein. Des weiteren weist auch das Verbindungsteil 7 einen scheibenförmigen Flansch 10 auf, der komplementär zum Flansch 9 des Stabilisatorteils 2 ausgebildet ist. Im vorliegenden Fall sind die beiden Flansche 9 und 10 der ersten Flanschverbindung 8 durch eine Verschraubung aneinander befestigt. Die Verschraubung ist hier durch eine Schraube 11 symbolisiert, wobei die Verschraubung der beiden Flansche 9 und 10 zweckmäßigerweise durch mehrere, insbesondere symmetrisch verteilte, Schrauben 11 realisiert ist.

Die drehfeste Kopplung des Verbindungsteils 7 mit dem Rotor 5 des Schwenkmotors 4 erfolgt über eine Stirnverzahnung 12, wobei komplementäre Verzahnungsteile 13 und 14 am Verbindungsteil 7 bzw. am Rotor 5, an sich gegenüberliegenden Stirnseiten ausgebildet sind. Die hier dargestellte Stirnverzahnung 12 wird auch als Hirth-Verzahnung oder Plan- Kerbverzahnung bezeichnet. Durch diese Stirnverzahnung 12 wird eine formschlüssige, drehfeste Kopplung zwischen Verbindungsteil 7 und Rotor 5 erreicht.

Das Verbindungsteil 7 ist mittels einer zentral angeordneten Spannschraube 15 mit dem Rotor 5 verschraubt, wobei der Rotor 5 eine entsprechend Gewindebohrung 16 enthält. Die Spannschraube 15 durchdringt dabei die Stirnverzahnung 12 koaxial und bewirkt eine axiale Fixierung und/oder Verspannung von Verbindungsteil 7 und Rotor 5. Bei geringfügig gelöster Schraube 15 kann das Verbindungsteil 7 so weit axial vom Rotor 5 entfernt werden, daß die Stirnverzahnung 12 getrennt ist, wodurch eine Drehpositionierung des Verbindungsteils 7 relativ zum Rotor 5 ermöglicht wird. Die Rasterung oder Auflösung dieser Positionierung hängt dabei von der gewählten Zahnzahl der Verzahnung 12 ab.

Zur Erzielung einer kompakten Bauform weisen sowohl der Flansch 9 des Stabilisatorteils 2 als auch der Flansch 10 des Verbindungsteils 7 jeweils eine axiale Vertiefung 17 bzw. 18 auf. Die beiden Vertiefungen 17 und 18 sind einander gegenüberliegend und zueinander fluchtend angeordnet, so daß sich die beiden Vertiefungen 17 und 18 zu einem Aufnahmeraum 19 ergänzen. In diesem Aufnahmeraum 19 ist ein Kopf 20 der Spannschraube 15 eingeschlossen, wodurch die Stirnverzahnung 12 gesichert ist und die Spannschraube 15 vor Verunreinigungen od. dgl. geschützt ist.

Zur drehfesten Kopplung und Verbindung des in Fig. 1 rechts dargestellten Stabilisatorteils 3 mit dem Stator 6 des Schwenkmotors 4 ist eine zweite Flanschverbindung 21 vorgesehen, die in Fig. 1 durch eine geschweifte Klammer symbolisiert ist. Für diese zweite Flanschverbindung 21 ist einerseits am Stabilisatorteil 3 ein scheibenförmiger Flansch 22 ausgebildet. Andererseits ist eine diesem Flansch 22 gegenüberliegende axiale Stirnseite 23 des Stators 6 als komplementärer Flansch ausgebildet, so daß diese Stirnseite 23 ebenfalls als Flansch 23 bezeichnet werden kann. Die gegenseitige Befestigung der beiden Flansche 22 und 23 der zweiten Flanschverbindung 21 erfolgt vorzugsweise ebenfalls durch eine Verschraubung, die hier durch eine Schraube 24 symbolisiert ist. Es ist klar, daß auch hier vorzugsweise mehrere Schrauben 24 vorgesehen sind, die zur Ausbildung der Schraubbefestigung insbesondere symmetrisch verteilt angeordnet sind.

Bei der hier dargestellten besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Flanschverbindungen 8 und 21 identisch ausgebildet, mit der Folge, daß auch der Flansch 9 des linken Stabilisatorteils 2 identisch zum Flansch 22 des rechten Stabilisatorteils 3 ausgebildet ist. Dementsprechend könnten die beiden Stabilisatorteile 2 und 3 Vertauscht werden; ebenso könnte der Schwenkmotor 4 seitenverkehrt montiert werden. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist es daher möglich, die beiden Stabilisatorteile 2 und 3 zumindest in dem an den Schwenkmotor 4 angeschlossenen Abschnitt völlig gleich herzustellen, wodurch sich die Produktionskosten senken lassen. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn es sich wie hier um ein Produkt handelt, das im Rahmen einer Großserienfertigung hergestellt werden soll.

Das Verbindungsteil 7 dient hier als eine Art Adapter, durch den es möglich ist, die für die Anbindung des rechten Stabilisatorteils 3 an dem Stator 6 gewählte zweite Flanschverbindung 21 in entsprechender Weise auch für die Anbindung des linken Stabilisatorteils 2 an den Rotor 5 zu verwenden. Da der radial innenliegende Rotor 5 aus dem radial außenliegenden Stator 6 axial herausgeführt werden muß, kann der Rotor 5 nur einen im Vergleich zum Stator 6 reduzierten Querschnitt aufweisen. Bei einer direkten Anbindung des linken Stabilisatorteils 2 an den Rotor 5 würde sich daher zwangsläufig eine andere Ausgestaltung für das dem Schwenkmotor 5 zugewandte Ende des betreffenden Stabilisators 2 ergeben. Durch das Adapterteil bzw. Verbindungsteil 7 wird jedoch der Querschnitt des Rotors 5 auf den Querschnitt des Stators 6 bzw. auf dessen Flanschquerschnitt erweitert, so daß rotorseitig und statorseitig identische Flanschverbindungen 8 und 21 zur Anbindung des jeweiligen Stabilisatorteils 2 bzw. 3 zur Verfügung stehen.

Da der hier gezeigte Stabilisator 1 aus mehreren Einzelteilen (zumindest linkes Stabilisatorteil 2, Verbindungsteil 7, Schwenkmotor 4 und rechtes Stabilisatorteil 3) zusammengebaut ist, kann ein solcher Stabilisator 1 auch als "gebauter Stabilisator 1" bezeichnet werden.

Claims (7)

1. Geteilter Stabilisator für eine Fahrzeugachse mit zwei Stabilisatorteilen (2, 3) und mit einem Schwenkmotor (4), dessen Rotor (5) mit dem einen Stabilisatorteil (2) und dessen Stator (6) mit dem anderen Stabilisatorteil (3) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Stabilisatorteile (2; 3) über eine axiale Stirnverzahnung (12) mit dem Rotor (5) oder dem Stator (6) drehfest verbunden ist.

2. Stabilisator nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Stirnverzahnung (12) nach Art einer Hirth-Verzahnung ausgebildet ist.

3. Stabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsteil (7) vorgesehen ist, das einerseits über die Stirnverzahnung (12) mit dem Rotor (5) oder mit dem Stator (6) drehfest verbunden ist und das andererseits mit dem jeweiligen Stabilisatorteil (2; 3) drehfest verbunden ist.

4. Stabilisator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (5) und Stator (6) durch zwei Schwenkteile eines Schwenkmotors (4) gebildet sind, die relativ zueinander schwenkbar und konzentrisch angeordnet sind, und daß das Verbindungsteil (7) mit einer zentrischen Spannschraube (15) am radial innenliegenden Schwenkteil (5) axial fixiert ist (Fig. 1).

5. Stabilisator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (7) einen Flansch (10) aufweist, an dem ein komplementärer Flansch (9; 22) des Stabilisatorteils (2; 3) axial anliegt, wobei die beiden Flansche (9, 10 bzw. 9, 22) durch Schrauben (11) aneinander befestigt sind.

6. Stabilisator nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flansche (9, 10 bzw. 9, 22) jeweils eine zentrisch angeordnete, axiale Vertiefung (17; 18) aufweisen, die gemeinsam einen Kopf (20) der Spannschraube (15) aufnehmen.

7. Stabilisator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Stabilisatorteil (2) mit einer ersten Flanschverbindung (8) am Verbindungsteil (7) befestigt ist, daß das andere Stabilisatorteil (3) mit einer zweiten Flanschverbindung (21) am Rotor (5) oder am Stator (6) befestigt ist und daß die beiden Flanschverbindungen (8; 21) identisch und/oder spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.