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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Fahrwerkstabilisator mit zwei gegeneinander verdrehbaren Stabilisatorteilen, einer Drehmomenterfassungseinrichtung zur Erfassung eines Drehmoments zwischen den beiden Stabilisatorteilen, einem mit einem der Stabilisatorteile verbundenen Flanschteil und einem an diesem Flanschteil befestigten Drehmomentsensor.
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Hintergrund der Erfindung
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Fahrwerkstabilisatoren dienen der Stabilisierung von Fahrwerken in Kraftfahrzeugen. Hierbei werden, beispielsweise in Kurvenfahrten des Fahrzeugs zwei Stabilisatorteile des Fahrwerkstabilisators mittels einer Aktoreinheit so gegeneinander verdreht, dass einer fliehkraftbedingten Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegen gewirkt wird, indem dieser von einem kurvenäußeren Stabilisatorteil angehoben und einem kurveninneren Stabilisatorteil abgesenkt wird. Beispielsweise ist ein Fahrwerkstabilisator aus der
DE 10 2011 084 349 A1 bekannt. Zur Steuerung der Aktoreinheit ist ein Drehmomentsensor vorgesehen, welcher ein zwischen den Stabilisatorteilen wirksames Drehmoment erfasst. Die Stabilisatorteile werden hierbei anwendungsspezifisch vorgebogen. Aus fertigungstechnischen Gründen sind dabei Flanschteile der Stabilisatorteile zur Verbindung und Aufnahme der Aktoreinheit bereits vor dem Biegen dieser angebracht. Hierbei können beispielsweise durch den Biegeprozess Verdrehwinkeltoleranzen der Stabilisatorteile entstehen, wodurch der Drehmomentsensor möglicherweise nicht in einem optimalen Arbeitsbereich betrieben werden kann. Beispielsweise können bei einer Drehmomenterfassungseinrichtung mit einem in eine Öffnung eines Flanschteils eines Stabilisatorteils eingebrachten, berührungslos arbeitenden Drehmomentsensor bei von einer idealen Einbaudrehlage des Drehmomentsensors gegenüber dem Flanschteil abweichenden Verdrehwinkeln eine Konfektionierung und Führung von Zuleitungen des Drehmomentsensors und dergleichen erschwert sein, so dass diese unter Spannung stehen und gegebenenfalls abreißen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Drehmomenterfassungseinrichtung vorzuschlagen, die eine ideale Einbaudrehlage des Drehmomentsensors unabhängig von Verdrehwinkeltoleranzen ermöglicht.
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Allgemeine Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Fahrwekstabilisator mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung zur Erfassung eines Drehmoments zwischen zwei Stabilisatorteilen eines Fahrwerkstabilisators enthält ein mit einem Stabilisatorteil verbundenes Flanschteil, in welches mittels eines Trägerteils ein bevorzugt berührungslos, beispielsweise auf dem magnetostriktiven Messprinzip arbeitender Drehmomentsensor eingebracht ist. Das Trägerteil ist hierbei mit dem Flanschteil fest verbunden, beispielsweise verschraubt. Um bei der Fertigung des Fahrzeugstabilisators beispielsweise während eines Biegevorgangs eines oder beider Stabilisatorteile auftretende innerhalb einer Verdrehwinkeltoleranz von bis zu ±5° auftretende Winkelunterschiede gegenüber einem optimalen Verdrehwinkel zwischen den Stabilisatorteilen beziehungsweise zwischen Flanschteil und dem zugehörigen Stabilisatorteil zumindest teilweise ausgleichen zu können und den Drehmomentsensor in einer stets gleichen Einbaudrehlage einbauen zu können, ist der Drehmomentsensor mittels eines gegenüber dem Flanschteil formschlüssig und in einer vorgesehenen Einbaudrehlage justierbaren Trägerteils an dem Flanschteil aufgenommen. Dies bedeutet, dass das Trägerteil gegenüber dem Flanschteil verdrehbar angeordnet und befestigt ist. Hierdurch kann ein fertigungsbedingter Verdrehwinkelversatz ausgeglichen und der Drehmomentwinkel in stets derselben Einbaudrehlage angeordnet werden. Hierbei erfolgt die Ausbildung der Einbaudrehlage formschlüssig und unabhängig von einer kraftschlüssigen Befestigung des Trägerteils beispielsweise mittels Schrauben, so dass eine robuste Fixierung der Einbaudrehlage über Lebensdauer des Fahrwerkstabilisators erzielt wird. Die Justierung der Einbaulage erfolgt nach vorheriger Ermittlung der Verdrehwinkelabweichung beispielsweise zwischen dem Flanschteil und dem zugehörigen Stabilisatorteil.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem Flanschteil und dem Trägerteil zumindest ein in dem Flanschteil verdrehbar aufnehmbares Führungsteil mit einem exzentrisch befestigten Führungsstift vorgesehen. Hierbei bildet der Führungsstift mit einem Längsschlitz des Trägerteils einen Formschluss in Umfangsrichtung. Durch Verdrehen des Führungsteils erfolgt eine Verdrehung des Trägerteils durch radiales Gleiten des Führungsstifts in dem Längsschlitz. Hierbei können mehrere Führungsteile als direkte Aufnahme für das Trägerteil dienen, indem diese axial fest in dem Flanschteil aufgenommen ist und die Führungsstifte beispielsweise Gewindeabschnitte aufweisen. Hierbei werden die die Längsschlitze durchgreifenden Gewindeabschnitte nach Anlage des Trägerteils an dem Führungsteil verschraubt. In bevorzugter Weise dienen die Führungsstifte lediglich der Ausbildung der formschlüssig fixierten Einbaudrehlage und die axiale Befestigung des Trägerteils an dem Flanschteil erfolgt mittels Befestigungsmitteln wie beispielsweise Schrauben, die Langlöcher des Trägerteils durchgreifen und mit dem Flanschteil verschraubt sind. Hierbei dienen die Langlöcher dem Ausgleich von vorzusehenden Verdrehwinkeltoleranzen. Hierbei erfolgt die Befestigung des Trägerteils mittels der Befestigungsmittel in Umfangsrichtung kraftschlüssig und in axiale Richtung formschlüssig, während der Formschluss des Trägerteils gegenüber dem Flanschteil in Umfangsrichtung justierbar durch den Führungsstift erfolgt. Die Justierung der Einbaulage erfolgt nach vorheriger Ermittlung der Verdrehwinkelabweichung beispielsweise zwischen dem Flanschteil und dem zugehörigen Stabilisatorteil.
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Die Fixierung des Führungsteils in dem Flanschteil kann kraft- und/oder formschlüssig erfolgen. Beispielsweise kann das Führungsteil eingeschraubt und beispielsweise mit Schraubensicherung oder dergleichen drehfixiert bei abhängig von der vorgesehenen Einbaudrehlage eingestellter Drehpositionierung des Führungsstifts in dem Flanschteil drehfixiert wie verdrehgesichert aufgenommen sein. In bevorzugter Weise kann das Führungsteil beispielsweise mittels eines gegenüber dem Führungsstift zentriert angeordneten Aufnahmestifts in eine entsprechend ausgebildete Öffnung des Flanschteils bei abhängig von der vorgesehenen Einbaudrehlage eingestellter Drehpositionierung des Führungsstifts in das Flanschteil eingepresst sein. In einer alternativen Ausführungsform können zumindest zwei Trägerteile vorgesehen sein, bei denen Öffnungen zur Befestigung des Trägerteils an dem Flanschteil mittels Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben in Umfangsrichtung verlagerte Lochbilder aufweisen. Dies bedeutet, dass mit einem Satz von Trägerteilen deren Lochbilder jeweils in Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Verdrehwinkel gegeneinander verlagert sind, nach Ermittlung einer Verdrehwinkelabweichung gegenüber einer idealen Winkelposition durch entsprechende Auswahl eines Trägerteils dieses Satzes eine die Verdrehwinkelabweichung zumindest teilweise kompensierende Einbaudrehlage des Trägerteils und damit des Drehmomentsensors, der stets in derselben Orientierung in dem Trägerteil angeordnet ist, erzielt wird. Hierbei sind die Öffnungen eines abhängig von einer vorgesehenen Einbaudrehlage des Trägerteils ausgewählten Lochbilds an komplementären Aufnahmen des Flanschteils ohne Verdrehspiel aufgenommen. Damit sind das Trägerteil und der Drehmomentsensor axial und in Umfangsrichtung formschlüssig an dem Flanschteil befestigt.
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Der Drehmomentsensor ist insbesondere zur Anwendung eines magnetostriktiven Messprinzips durch Erfassung von Magnetfeldänderungen bei sich abhängig von einem anliegenden Drehmoment reversibel ändernden Materialeigenschaften des Flanschteils auf einem axialen Ansatz des Trägerteils angeordnet und in eine Öffnung des Flanschteils eingebracht. Insbesondere zur Abschirmung des Drehmomentsensors an der dem axialen Absatz abgewandten Seite des Trägerteils ist eine Rückseite des Trägerteils mittels einer Metallscheibe mit einem Schlitz abgeschirmt, wobei ein Platinenteil des Drehmomentsensors, an dem beispielsweise eine Verbindungsleitung des Drehmomentsensors mit einer Stromversorgung, einer Datenerfassungseinrichtung, Datenauswerteeinrichtung und/oder dergleichen angeordnet sein kann, den Schlitz durchgreift. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, die Metallscheibe an Befestigungsmitteln zur Befestigung des Trägerteils an dem Flanschteil aufzunehmen. Hierzu kann vorteilhaft sein, um mehrere, jeweils an die an Verdrehwinkelabweichungen angepasste Metallscheiben zu vermeiden, den Schlitz ausgehend von einem Mittelpunkt in beide radiale Richtungen V-förmig zu erweitern, so dass ein Querschnitt des Platinenteils auf bei gegenüber dem Trägerteil relativ verdrehter Metallscheibe im Rahmen der auftretenden Verdrehwinkeltoleranzen den Schlitz durchgreifen kann.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung einer Drehomenterfassungseinrichtung eines Fahrwerkstabilisators mit einem Führungs teil,
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2 eine Explosionsdarstellung einer gegenüber der Drehmomenterfassungseinrichtung der 1 abgeänderten Drehmomenterfassungseinrichtung mit drehfest und formschlüssig mittels Befestigungsmitteln an dem Flanschteil aufgenommenem Trägerteil und
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3 bis 5 Ansichten von Trägerteilen für die Drehmomenterfassungseinrichtung der 2 mit über den Umfang winkelversetzt angeordneten Lochbildern.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die 1 zeigt die Drehmomenterfassungseinrichtung 1 eines nicht vollständig dargestellten Fahrwerkstabilisators in Explosionsdarstellung mit dem schematisch dargestellten Stabilisatorteil 2 des Fahrwerkstabilisators und dem ebenfalls schematisch dargestellten Aktorgehäuse 3 einer zwischen dem Stabilisatorteil 2 und einem im Wesentlichen spiegelbildlich ausgebildeten, nicht dargestellten Stabilisator wirksamen Aktoreinheit, welche im aktiven Zustand die beiden Stabilisatorteile gegeneinander verdreht. Das Stabilisatorteil 2 nimmt in fertig gestelltem Zustand eine vorgegebene Winkelposition zu dem Aktorgehäuse 3 ein, wobei aufgrund von Fertigungstoleranzen eine Verdrehwinkeltoleranz von bis zu ±5° zwischen dem Aktorgehäuse 3 und dem Flanschteil 4 auftreten kann. Im fertig montierten Zustand wird das Aktorgehäuse 3 mit dem Flanschteil 4 fest verbunden. Die Drehmomenterfassungseinrichtung 1 ist aus dem Flanschteil 4 und dem Trägerteil 5 gebildet, welches einen nicht dargestellten Drehmomentsensor aufnimmt. Insbesondere aus Fertigungsgründen und Haltbarkeitsgründen, beispielsweise bezüglich einer Kabelführung an den Drehmomentsensor und dergleichen ist das Trägerteil 5 in dessen Einbaudrehlage auf das Aktorgehäuse 3 ausgerichtet, so dass sich abhängig von der fertigungsbedingten Verdrehwinkelabweichung zwischen Stabilisatorteil 2 und Aktorgehäuse 3 unterschiedliche Einbaudrehlagen des Trägerteils 5 gegenüber dem Flanschteil 4 und jeweils identische Einbaudrehlagen zwischen Aktorgehäuse 3 und Trägerteil 5 ausgebildet sind. Hierzu ist die Einbaudrehlage des Trägerteils 5 mittels der Langlöcher 6 in dem Trägerteil 5 über einen begrenzten Verdrehwinkel einstellbar, indem die Befestigungsmittel 7 wie Schrauben die Langlöcher 6 durchgreifen und in den Öffnungen 8 wie Innengewinde befestigt werden. Die Langlöcher 6 können mit Kunststoffelementen 9 ausgebildet sein, die beispielsweise Abstandshalter zu dem Flanschteil 4 und/oder die Befestigungsmittel 7 bilden und in die Langlöcher 6 eingelegt sein können oder bereits an das Trägerteil 5 angespritzt sein können.
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Die Befestigung des Trägerteils 5 an dem Flanschteil 4 erfolgt axial formschlüssig und in Umfangsrichtung kraftschlüssig. Zur Erzielung einer lebensdauerfesten Fixierung der Einbaudrehlage des Trägerteils 5 an dem Flanschteil 4 ist das Trägerteil 5 an dem Flanschteil 4 in Umfangsrichtung formschlüssig aufgenommen. Hierzu ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Führungsteil 10 vorgesehen, das in dem Flanschteil 4 fest aufgenommen, beispielsweise eingepresst ist. Das Führungsteil 10 weist den axial erweiterten, exzentrisch auf dieser aufgenommenen Führungsstift 11 auf. Der Führungsstift 11 durchgreift den an dem Trägerteil 5 ausgesparten, bevorzugt in radiale Richtung ausgebildeten Längsschlitz 12 und bildet mit diesem in Umfangsrichtung einen Formschluss, so dass das Trägerteil 5 gegenüber dem Flanschteil 4 bei vorgegebener Orientierung des Führungsstifts 11 in einer vorgegebenen Einbaudrehlage fixiert ist. Die Ausrichtung des Führungsstifts 11 erfolgt nach Ermittlung einer gegebenenfalls vorhandenen Verdrehwinkelabweichung des Flanschteils 4 gegenüber dem Aktorgehäuse 3, in dem das Führungsteil 10 bei entsprechend die Kompensation der Verdrehwinkelabweichung bewirkenden Ausrichtung des Führungsstifts 11 entsprechend verdreht in das Flanschteil 4 eingebracht wird.
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Das Trägerteil 5 ist an dessen Rückseite mit der Metallscheibe 13, beispielsweise einer Metallfolie mit einer Materialstärke kleiner als einem Millimeter abgeschirmt. Zur Durchführung eines Platinenteils, beispielsweise eines Steckers, einer Buchse, einer Leitung oder dergleichen des Drehmomentsensors ist in der Metallscheibe 13 der Schlitz 14 vorgesehen. Die Metallscheibe 13 ist hierbei an den Öffnungen 15 mittels der Befestigungsmittel 7 zur Befestigung des Trägerteils 5 an dem Flanschteil 4 an dem Trägerteil 5 befestigt. Zur Anpassung der Form des Schlitzes 14 an einen rechteckigen Querschnitt des Platinenteils unter Berücksichtigung der einstellbaren Einbaudrehlagen des Trägerteils 5 mit dem sich abhängig von der Einbaudrehlage gegenüber der Metallscheibe 13 ändernden Platinenteil ist der Längsschlitz 12 ausgehend von dessen Mittelpunkt 16 in beide radiale Richtungen V-förmig erweitert. Desweiteren weist die Metallscheibe 13 im Bereich des Längsschlitzes 12 die Ausnehmung 17 auf.
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Der nicht dargestellte Drehmomentsensor ist in dem axialen Ansatz 18 des Trägerteils 5 aufgenommen und wird in die Öffnung 19 des Flanschteils 4 eingebracht und erfasst dabei ein sich abhängig von einem sich bei Drehmomentänderungen reversibel ändernden Strukturgefüge des Flanschteils 4 änderndes Magnetfeld.
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Im Unterschied zu der Drehmomenterfassungseinrichtung 1 der 1 weist die in 2 in Explosionsdarstellung gezeigte Drehmomenterfassungseinrichtung 1a Befestigungsmittel 7a und Öffnungen 6a im Trägerteil 5a auf, die ohne Verdrehspiel mit den Öffnungen 8a des Flanschteils 4a verbunden sind und damit einen Formschluss in axiale Richtung und in Umfangsrichtung ausbilden. Zum Ausgleich von sich innerhalb einer Verdrehwinkeltoleranz einstellenden Verdrehwinkeln und Ausbildung einer hiervon unabhängigen Einbaudrehlage gegenüber dem Aktorgehäuse 3 (1) sind in den 3 bis 5 in Ansicht dargestellte Trägerteile 5a, 5b, 5c vorgesehen, deren Lochbilder 20a, 20b, 20c der Öffnungen 6a, 6b, 6c in Umfangsrichtung gegeneinander verdreht sind. Die 3 zeigt hierbei das Trägerteil 5a, welches ein Lochbild 20a der Öffnungen 6a aufweist und gegenüber dem Koordinatensystem 21a keine Winkelverdrehung aufweist, so dass dieses Trägerteil 5a bei fehlender Verdrehwinkelabweichung zwischen Flanschteil 4a und Aktorgehäuse 3 (1) vorgesehen ist. Die 4 zeigt das Trägerteil 5b mit dem entgegen dem Uhrzeigersinn um den Kompensationswinkel –α gegenüber dem Koordinatensystem 21a verdrehten Lochbild 20b mit den Öffnungen 6b und 5 das Trägerteil 5c mit dem um den Kompensationswinkel α gegenüber dem Koordinatensystem 21a verdrehten Lochbild 20c mit den Öffnungen 6c. Je nach ermitteltem Verdrehwinkel wird eines der Trägerteile 5a, 5b, 5c mit dem größten Kompensationseffekt des Verdrehwinkels in der Drehmomenterfassungseinrichtung der 2 eingesetzt. Hierbei werden entsprechend an die Trägerteile 5a, 5b, 5c angepasste Metallscheiben 13a mit rechteckigem Schlitz 14a oder eine Metallscheibe 13 mit V-förmigem Schlitz 14 (1) vorgesehen. Die Öffnungen 6a, 6b, 6c der 3 bis 5 können in den Kunststoffelementen 9 der 1 entsprechender Weise Kunststoffelemente 9a (2) aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomenterfassungseinrichtung
- 1a
- Drehmomenterfassungseinrichtung
- 2
- Stabilisatorteil
- 3
- Aktorgehäuse
- 4
- Flanschteil
- 4a
- Flanschteil
- 5
- Trägerteil
- 5a
- Trägerteil
- 5b
- Trägerteil
- 5c
- Trägerteil
- 6
- Langloch
- 6a
- Öffnung
- 6b
- Öffnung
- 6c
- Öffnung
- 7
- Befestigungsmittel
- 7a
- Befestigungsmittel
- 8
- Öffnung
- 8a
- Öffnung
- 9
- Kunststoffelement
- 9a
- Kunststoffelement
- 10
- Führungsteil
- 11
- Führungsstift
- 12
- Längsschlitz
- 13
- Metallscheibe
- 13a
- Metallscheibe
- 14
- Schlitz
- 14a
- Schlitz
- 15
- Öffnung
- 16
- Mittelpunkt
- 17
- Ausnehmung
- 18
- axialer Ansatz
- 19
- Öffnung
- 20a
- Lochbild
- 20b
- Lochbild
- 20c
- Lochbild
- 21a
- Koordinatensystem
- α
- Kompensationswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011084349 A1 [0002]
