DE102004055478A1

DE102004055478A1 - Stabilisatoranordnung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004055478A1
Application number: DE200410055478
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Gramann; Alexander Dipl.-Ing. Wenk; Matthias Dr. Wieczorek
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-05-18

Abstract

Eine Stabilisatoranordnung (1) dient zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug. Ein erstes Stabilisatorelement (9) ist an einer Radaufhängung (11), ein zweites (2) an einem Kraftfahrzeugrahmen anlenkbar. Zwischen den Stabilisatorelementen (9, 2) ist ein Gelenk (7) derart angeordnet, dass durch eine über dieses mittels einer Verschwenkeinrichtung vorgegebenen Verschwenkung der Stabilisatorelemente (9, 2) zueinander um eine Schwenkachse (8) eine Vorspannung der Stabilisatoranordnung (1) vorgebbar ist. Die Verschwenkeinrichtung hat mindestens einen Linearaktuator (12, 13) mit zwei gegeneinander hubverstellbaren Aktuatorelementen (14 bis 17). Dieser ist beabstandet zur Schwenkachse (8) angeordnet. Eines der Aktuatorelemente (14, 16) ist am ersten Stabilisatorelement (9), das andere (15, 17) am zweiten Stabilisatorelement (2) angelenkt. Es resultiert eine Stabilisatoranordnung (1), bei der eine Torsionsvorspannung mit einfachen Mitteln vorgegeben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Stabilisatoranordnung ist bekannt aus der DE 195 33 864 C1 . Dort ist zwischen den Stabilisatorelementen ein Schwenkmotor auf der Schwenkachse angeordnet. Hierdurch lässt sich zwar eine Torsionsvorspannung der Stabilisatoranordnung vorgeben, das System hat sich aber in der Praxis als sehr aufwendig herausgestellt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stabilisatoranordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Torsionsvorspannung der Stabilisatoranordnung mit einfacheren Mitteln vorgegeben werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Stabilisatoranordnung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es mittels eines beabstandet zur Schwenkachse angeordneten Linearaktuaktors möglich ist, den im Stand der Technik vorgesehenen Schwenkmotor auf der Schwenkachse zu ersetzen. Die Funktion des Schwenkmotors kann durch den erfindungsgemäßen Linearaktuaktor vollständig ersetzt werden. Der Linearaktuaktor kann einfacher und insbesondere robuster ausgeführt sein als der Schwenkmotor. Hieraus resultiert eine deutliche Kostenersparnis bei der Herstellung der Stabilisatoranordnung, ohne dass Einschränkungen hinsichtlich der Funktionalität hingenommen werden müssen.

Die Linearaktuaktoren nach Anspruch 2 sind so ausgeführt, dass über diese Kraft nur jeweils in einer Richtung übertragen werden muss. Die Linearaktuaktoren können also als einfach wirkende Zylinder ausgeführt sein. Es können daher für die Linearaktuaktoren Standard-Bauteile herangezogen werden.

Besonders kostengünstig ist eine Ausführung der Stabilisatoranordnung nach Anspruch 3.

Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 4 lassen sich für beide Verschwenkrichtungen gleiche Linearaktuaktoren verbauen.

Eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist baulich einfach realisierbar, da sich in der Regel in Radnähe eher Raum für eine derartige Anordnung bietet als in der Mitte zwischen den Rädern einer Achse. Je nach der fahrzeugabhängigen Form der Stabilisatorelemente können etwa notwendige Umlenkungen bzw. Biegungen der Stabilisatorelemente zur Anlenkung bzw. zur Anbringung von Anlenkungselementen für die Linearaktuaktoren, an denen sich die Aktuatorelemente abstützen, genutzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Stabilisatoranordnung; und
2 einen Ausschnitt einer alternativen Stabilisatoranordnung.
Eine in 1 insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete Stabilisatoranordnung weist als erstes Stabilisatorelement eine Stabilisatorstange 2 auf, die sich hauptsächlich quer zum Fahrzeug zwischen Rädern 3 einer Achse des Kraftfahrzeugs erstreckt, von denen in 1 ein Rad 3 dargestellt ist. Um eine sich ebenfalls quer zum Kraftfahrzeug erstreckende Schwenkachse 4 ist der Stabilisatorstab 2 schwenkbar. Diese Schwenkbewegung ist axial und radial gelagert in einem Schwenklager 5, welches am Kraftfahrzeugrahmen festgelegt ist. Das Schwenklager 5 wird vom Stabilisatorstab 2 durchtreten. Ein entsprechendes weiteres Schwenklager ist benachbart zum in 1 nicht dargestellten Rad der gleichen Fahrzeugachse angeordnet.
Ausgehend vom in 1 dargestellten Schwenklager 5 zum Rad 3 hin macht der Stabilisatorstab 2 eine in etwa 90°-Biegung und setzt sich dann gerade längs eines Stabendes 6 fort. Am freien Ende des Stabendes 6 ist ein Schwenkgelenk 7 angeordnet. Um eine Gelenk- bzw. Schwenkachse 8 des Schwenkgelenks 7 ist das Stabende 6 relativ zu einem über das Schwenkgelenk 7 mit dem Stabende 6 verbundenen Zwischenstab 9 verschwenkbar. Der Zwischenstab 9 ist ein zweites Stabilisatorelement der Stabilisatoranordnung 1. Der Zwischenstab 9 ist an seinem vom Schwenkgelenk 7 abgewandten Ende an einer Befestigungsstange 10 angelenkt. Letztere ist an ihrem vom Zwischenstab 9 abgewandten Ende an einem Dämpfer 11 des Rades 3 gelagert. Der Dämpfer 11 ist Teil einer Radaufhängung des Rades 3.
Eine Relativverschwenkung des Stabilisatorstabs 2 mit dem Stabende 6 zum Zwischenstab 9 um die Gelenkachse 8 und eine daraus resultierende Verschwenkung des Stabilisatorstabs 2 um die Schwenkachse 4 wird von der Hubbewegung zweier Linearaktuaktoren 12, 13 vorgegeben. Die bei den Linearaktuaktoren 12, 13 sind einfach wirkende Hydraulikzylinder, die jeweils auf Druck, nicht aber auf Zug belastet werden können. Die Linearaktuaktoren 12, 13 sind modifizierte Bremszylinder, die als Aktuatoren umgebaut sind. Die Linearaktuaktoren 12, 13 sind symmetrisch, nämlich spiegelsymmetrisch, um die Gelenkachse 8 angeordnet. Der erste Linearaktuaktor 12 ist zwischen zwei Auslegern 14, 15 angeordnet. Der Ausleger 14 ist am Zwischenstab 9 festgelegt. Der Ausleger 15 ist am Stabende 6 festgelegt. Der erste Linearaktuaktor 12 ist oberhalb des Schwenkgelenks 7 angeordnet.
Der zweite Linearaktuaktor 13 ist unterhalb des Schwenkgelenks 7 zwischen Auslegern 16, 17 angeordnet. Der Ausleger 16 ist am Zwischenstab 9 und der Ausleger 17 am Stabende 6 festgelegt.
Die Linearaktuaktoren 12, 13 sind Teil einer Verschwenkeinrichtung, die mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung in Signalverbindung steht.
Die Stabilisatoranordnung 1 wirkt als Torsionsfeder mit vorgebbarer Vorspannung. Um, zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt, einer zu starken Verkippung des Fahrzeugaufbaus bzw. einer Wankneigung von diesem vorzubeugen, wird der Zwischenstab 9 relativ zum Stabende 6 um die Gelenkachse 8 des Schwenkgelenks 7 um einen vorgegebenen Schwenkwinkel verschwenkt. Hierzu wird beispielsweise der obere Linearaktuaktor 12 so angesteuert, dass dessen Hubkolben die Ausleger 14, 15 auseinander zwingt. Dies führt dazu, dass der Zwischenstab 9 nicht mehr, wie in 1 gezeigt, fluchtend in das Stabende 6 übergeht, sondern dass sich in der Ansicht nach 1 zwischen diesen beiden Komponenten 6, 9 eine Dachform ergibt. Entsprechend wird der Stabilisatorstab 2 um die Schwenkachse 4 um einen Schwenkwinkel verschwenkt, dessen Absolutbetrag abhängt von der Größe der Relativverschwenkung um die Gelenkachse 8 und von der Länge des Stabendes 6. Abhängig von der Relativverschwenkung um die Schwenkachse 4 ändert sich die Torsionsvorspannung des Stabilisatorstabs 2 und somit die Rückstellkraft, die auf den Dämpfer 11 wirkt. Eine umgekehrte Relativverschwenkung kann mittels des unteren Linearaktuaktors 13 erzeugt werden. Hierbei entsteht in der Ansicht nach 1 zwischen dem Stabende 6 und dem Zwischenstab 9 in etwa eine V-Form.
Eine alternative Stabilisatoranordnung ist in 2 dargestellt. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf 1 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im einzelnen erläutert.
Bei der Stabilisatoranordnung 1 verläuft der Stabilisatorstab 2 im wesentlichen gerade längs der Schwenkachse 4. Das Stabende 6 ist daher zum Rest des Stabilisatorstabs 2 nicht abgewinkelt. Am dem dem Rad 3 benachbarten Ende des Stabilisatorstabs 2, also am Stabende 6, ist das Schwenkgelenk 7 angeordnet. Die Gelenkachse 8 des Schwenkgelenks fällt mit der Schwenkachse 4 zusammen. Das Gelenk 7 verbindet den Stabilisatorstab 2 mit dem Zwischenstab 9. Letzterer fluchtet zunächst in seinem Verlauf in etwa mit dem Stabilisatorstab 2 und ist anschließend zweimal gegenläufig in etwa um 90° umgebogen, so dass sich ein S-förmiger Verlauf des Zwischenstabs 9 ergibt. Ein in 2 nicht dargestelltes und vom Schwenkgelenk 7 abgewandtes Ende des Zwischenstabs 9 ist vergleichbar der Stabilisatoranordnung nach 1 an der Befestigungsstange 10 angelenkt. Sowohl der Stabilisatorstab 2 als auch der Zwischenstab 9 tragen benachbart zum Schwenkgelenk 7 jeweils einen V-förmigen Ausleger 18, 19. Der Ausleger 18 des Stabilisatorstabs 2 öffnet sich in 2 V-förmig nach hinten. Die beiden Enden der V-Schenkel tragen Anlenkbolzen 20, von denen in 2 einer sichtbar ist. Der Ausleger 19 des Zwischenstabs 9 öffnet sich in der Ansicht nach 2 nach vorne. Die freien Enden der V-Schenkel des Auslegers 19 tragen Anlenkbolzen 21.
Zwischen dem Paar Anlenkbolzen 20, 21, welches in der Ansicht nach 2 oberhalb der Schwenkachse 4, 8 liegen, ist der erste Linearaktuaktor 12 angeordnet. Zwischen dem Paar Anlenkbolzen 20, 21, welches in der Ansicht nach 2 unterhalb der Schwenkachse 4, 8 dargestellt ist, ist der Linearaktuaktor 13 angelenkt.
Für eine Relativverschwenkung des Stabilisatorstabs 2 zum Zwischenstab 9 um die Gelenkachse 8 wird zum Bespiel der Linearaktuaktor 12 betätigt, so dass er das obere Paar von Anlenkbolzen 20, 21 auseinander zwingt. Eine gegenläufige Relativverschwenkung kann durch entsprechende Ansteuerung des unteren Linearaktuaktors 13 erreicht werden. Auch hieraus resultiert eine Änderung der Torsionsvorspannung der Stabilisatoranordnung 1.
Bei den Ausführungen nach den 1 und 2 ist das Gelenk 7 jeweils benachbart zu einem Rad 3 angeordnet. Alternativ ist es auch möglich, das Gelenk mittig im sich zwischen den Rädern 3 einer Achse erstreckenden Stabilisatorstab 2 anzuordnen. Es resultiert eine insgesamt symmetrische Anordnung. Prinzipiell ist es auch möglich, synchron arbeitende Gelenke 7 benachbart zu beiden Rädern 3 einer Fahrzeugachse anzuordnen.

Claims

Stabilisatoranordnung (1) zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug – mit einem ersten Stabilisatorelement (9), welches an einer Radaufhängung (11) anlenkbar ist, – mit einem zweiten Stabilisatorelement (2), welches an einem Kraftfahrzeugrahmen anlenkbar ist, – mit einem Gelenk (7) zwischen dem ersten (9) und dem zweiten (2) Stabilisatorelement, welches derart angeordnet ist, dass durch eine über das Gelenk (7) mittels einer Verschwenkeinrichtung vorgegebene Verschwenkung des ersten Stabilisatorelements (9) relativ zum zweiten Stabilisatorelement (2) um eine Schwenkachse (8) eine Torsionsvorspannung der Stabilisatoranordnung (1) vorgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkeinrichtung mindestens einen Linearaktuaktor (12, 13) mit zwei gegeneinander hubverstellbaren Aktuatorelementen (14 bis 17; 20, 21) aufweist, der beabstandet zur Schwenkachse (8) angeordnet ist, wobei eines der Aktuaktorelemente (14, 16; 21) am ersten Stabilisatorelement (9) und das andere Aktuatorelement (15, 17; 20) am zweiten Stabilisatorelement (2) angelenkt ist.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkeinreichung zwei Linearaktuaktoren (12, 13) mit jeweils zwei gegeneinander hubverstellbaren Aktuatorelementen (14 bis 17; 20, 21) aufweist, die beabstandet zur Schwenkachse (8) angeordnet sind, wobei eines der Aktuatorelemente (14, 16; 21) am ersten Stabilisatorelement (9) und das andere Aktuatorelement (15, 17; 20) am zweiten Stabilisatorelement (2) angelenkt ist, wobei der eine Linearak tuaktor (12) zum Verschwenken in einer Verschwenkrichtung und der andere Linearaktuaktor (13) zum Verschwenken in der entgegengesetzten Verschwenkrichtung dient.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Linearaktuaktor (12, 13) als modifizierter Bremszylinder ausgeführt ist.
Stabilisatoranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Linearaktuaktoren (12, 13) symmetrisch zueinander um die Schwenkachse (8) angeordnet sind.
Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (7) benachbart zu einem Rad (3) angeordnet ist.