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Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 101 48 095 A1 zeigt eine Stabilisatoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Dabei umfasst die Stabilisatoreinrichtung einen Aktuator und zwei Stabilisatorelement, die als Stabilisatorhälften ausgebildet sind. Die Stabilisatorhälften sind hierbei an dem Aktuator und an Abstützelementen eines Aufbaus des Fahrzeugs angeordnet. Dabei kann der Aktuator eine Relativdrehung zwischen den beiden Stabilisatorhälften erzeugen, um das Fahrzeug in bestimmten Fahrzuständen zu stabilisieren. Dabei müssen die Stabilisatorhälften derart ausgeführt sein, dass an dem Unterbau des Fahrzeugs hervorstehende Störkonturen von anderen Bauteilen durch die Bewegung oder Rotation der Stabilisatorhälften nicht beschädigt wird. Zur Umgehung derartiger Störkonturen sind die Stabilisatorhälften um diese Störkonturen herumgebogen. Dabei können die Stabilisatorhälften verschiedene Biegeradien aufweisen.
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Vorliegend ist es Aufgabe eine Stabilisatoreinrichtung bereitzustellen, die ein verbessertes umgehen von Störkonturen ermöglicht, wobei die Funktion der Stabilisatoreinrichtung zumindest unverändert verbleiben soll.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Stabilisatoreinrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten der Stabilisatoreinrichtung beschrieben.
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Die Stabilisatoreinrichtung kann hierbei insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Dabei umfasst die Stabilisatoreinrichtung einen Aktuator, einen Stabilisatorelement und ein Abstützelement. Der Aktuator bildet dabei unter anderem ein Gehäuse und eine Welle aus, wobei das Gehäuse des Aktuators drehfest an einem Aufbau des Fahrzeugs befestigt ist und sich die Welle um eine Axialrichtung zu dem Gehäuse drehen kann. Einerseits ist das Stabilisatorelement an dem Aktuator, insbesondere der Welle des Aktuators, und andererseits an dem Abstützelement angeordnet bzw. mit diesen wirkverbunden. Das Stabilisatorelement kann sich dabei frei drehbar an dem Abstützelement gegenüber dem Aufbau abstützen, welches beispielsweise durch ein elastisches Element oder durch ein Lager ausgebildet sein kann. Das Stabilisatorelement ist zudem drehfest mit der Welle wirkverbunden und führt daher mit dieser eine gemeinsame Drehbewegung aus. Dabei kann das Stabilisatorelement beispielsweise als Stabilisatorhälfte drehelastisch bzw. in Rotationsrichtung elastisch ausgeführt sein. Der Aktuator wird mit Vorzug durch eine elektrische Maschine ausgebildet. Dabei kann der Aktuator eine Rotationsbewegung bzw. eine Rotationskraft auf die Welle aufbringen, die ebenso auf das Stabilisatorelement wirkt, wodurch ein Fahrverhalten des Fahrzeugs aktiv beeinflussbar ist.
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Die Welle und das Stabilisatorelement bilden hierbei Endabschnitte aus. Dabei sind der stabilisatorelementseitig angeordnete Endabschnitt der Welle und der wellenseitig angeordnete Endabschnitt des Stabilisatorelements transversal zu der Axialrichtung zueinander versetzt. Der stabilisatorelementseitige Endabschnitt der Welle und der wellenseitige Endabschnitt des Stabilisatorelements sind hierbei über ein Verbindungselement fest, insbesondere drehfest, miteinander verbunden. Die durch das Verbindungselement ausgebildete Verbindung zwischen der Welle und dem Stabilisatorelement ermöglicht eine gemeinsame Rotationsbewegung von Welle und Stabilisatorelement.
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Hierdurch wird ein axialer Versatz ermöglicht, der auch Störkonturen umgehen lässt, die räumlich nahe an dem Aktuator angeordnet sind. Die Funktionsfähigkeit des Aktuators bleibt hierbei unverändert erhalten.
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Mit Vorteil weist das Verbindungselement einen wellenseitigen und einen stabilisatorelementseitigen Aufnahmeabschnitt auf.
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Die Welle und das Stabilisatorelement können in den entsprechenden Aufnahmeabschnitt eingreifen oder an diesem angeordnet sein. Dabei ist die Anordnung von der Welle zu dem Stabilisatorelement zueinander durch die Anordnung der Aufnahmeabschnitte an dem Verbindungselement vorgegeben. Das Verbindungselement kann hierbei einteilig mit der Welle oder mit dem Stabilisatorelement ausgebildet sein. Dementsprechend können das Verbindungselement und die Welle oder auch das Verbindungselement und das Stabilisatorelement stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Dabei sind die Welle, das Verbindungselement und / oder das Stabilisatorelement günstigerweise fest, insbesondere stoffschlüssig, miteinander verbunden.
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Günstiger Weise ist der wellenseitige und/oder der stabilisatorelementseitige Aufnahmeabschnitt durch eine Öffnung ausgebildet.
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Die Welle und / oder das Stabilisatorelement können an dieser Öffnung angeordnet sein, in diese eingreifen oder diese durchgreifen. Die Welle und / oder das Stabilisatorelement können dabei zu dem jeweiligen Aufnahmeabschnitt oder der jeweiligen Öffnung ausgerichtet, insbesondere zu dieser zentriert, sein.
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Mit besonderem Vorteil sind der stabilisatorelementseitige Endabschnitt der Welle mit dem wellenseitigen Aufnahmeabschnitt des Verbindungselements und / oder der wellenseitige Endabschnitt des Stabilisatorelements mit dem stabilisatorelementseitigen Aufnahmeabschnitt des Verbindungselements drehfest verbunden.
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Dabei ist es besonders zweckhaft, wenn das Verbindungselement mit der Welle und/oder dem Stabilisatorelement stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere verschweißt ist.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Endabschnitt der Welle und der Endabschnitt des Stabilisatorelements über das Verbindungselement in einer transversalen Ebene zur Axialrichtung überlappungsfrei zueinander ausgebildet sind.
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Hierdurch ist ein großer transversaler Versatz von der Rotationsachse der Welle bereits mit geringem axialem Abstand zu dem Aktuator möglich, sodass der Aktuator räumlich nahe an einer Störkontur ausgebildet sein kann.
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Im Weiteren wird die erfindungsgemäße Stabilisatoreinrichtung anhand mehrerer Figuren nochmals ausführlich und beispielhaft erläutert. Es zeigen:
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1 eine Stabilisatoreinrichtung mit einem Aktuator, einem Stabilisatorelement und einem Abstützelement;
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2 eine Anbindung des Stabilisatorelements über ein Verbindungselement an einer Welle des Aktuators im Querschnitt;
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3 eine weitere Anbindungsmöglichkeit des Stabilisatorelements an die Welle.
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In der 1 ist eine Stabilisatoreinrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Eine derartige Stabilisatoreinrichtung 10 wird zumeist an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs angeordnet. Dadurch kann ein Verhalten des Fahrzeugs verbessert werden. Die Stabilisatoreinrichtung 10 umfasst hierbei einen Aktuator 12, ein Stabilisatorelement 14 sowie ein Abstützelement 16. Das Stabilisatorelement 14, welches oft auch als Stabilisatorhälfte bezeichnet wird, ist hierbei mit einer Welle 18 des Aktuators 12 wirkverbunden. Das Stabilisatorelement 14 ist somit einerseits an dem Aktuator 12, insbesondere an dessen Welle 18 sowie andererseits an dem Abstützelement 16 angeordnet. Dabei durchgreift das Stabilisatorelement 14 das Abstützelement 16, wobei sich das Stabilisatorelement 14 durch das Abstützelement 16 gegenüber dem Aufbau abstützen und sich relativ zu diesem drehen kann. Das Abstützelement 16 kann beispielsweise als elastisches Element, insbesondere als Gummielement, ausgebildet sein, wobei dieses fest mit dem Aufbau des verbunden ist. Das Stabilisatorelement kann sich hierbei gemeinsam mit der Welle 18 gegenüber dem Gehäuse 20 des Aktuators und dem Abstützelement 16 relativ drehen, insbesondere um eine Rotationsachse A. Dabei sind an dem Aufbau des Fahrzeugs entsprechende Störkonturen 22, die durch andere Bauteile des Fahrzeugs ausgebildet sind. An dem Stabilisatorelement 14 sind entsprechend Biegeradien eingearbeitet, die ein Umgehen der Störkontur, insbesondere der Störkontur 22b, ermöglichen. Dadurch soll während des Betriebs des Fahrzeugs, bei dem das Stabilisatorelement 14 entsprechende Rotationsbewegungen um die Rotationsachse A ausführt, ein Kontakt zwischen dem Stabilisatorelement 14 und der jeweiligen Störkontur 22 vermieden werden. Man erkennt in der 1 zudem, dass die Rotationsachse A durch die Störkontur 22a hindurch verläuft.
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In der 1 ist weiterhin zu sehen, dass die Störkontur 22a sich direkt an einem axialen Ende des Aktuators 12, also räumlich nah zu dem Aktuator 12, angeordnet ist.
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Eine Verbindung der Welle 18 mit dem Stabilisatorelement 14 ist vergrößert und in einem Querschnitt in der 2 dargestellt. Die Welle 18 und das Stabilisatorelement 14 sind über ein Verbindungselement 24 fest, insbesondere drehfest, miteinander verbunden. Dabei greift ein stabilisatorelementseitiger Endabschnitt 18a der Welle 18, der im Weiteren lediglich als Endabschnitt 18a bezeichnet wird, in einen Aufnahmeabschnitt 24a des Verbindungselements 24 ein. Insbesondere ist die Welle 18 mit dessen Endabschnitt 18a an dem Aufnahmeabschnitt 24a des Verbindungselements 24 angeordnet. Der Aufnahmeabschnitt 24a ist hierbei durch eine Öffnung 24a ausgebildet. Der Endabschnitt 18a der Welle 18 ist hierbei stufenförmig ausgeführt und greift in die Öffnung 24a ein. Die Welle 18 und das Verbindungselement 24 sind hierbei über eine V-förmige Schweißnaht 26, die auf der dem Gehäuse 20 abgewandten Seite des Verbindungselements 24 angeordnet ist, stoffschlüssig miteinander verbunden. Hierdurch ist ein Wärmeeintrag durch den Schweißvorgang möglichst gering auf temperatursensible Komponenten des Aktuators.
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Ebenso ist an dem Verbindungselement 24 ein weiterer Aufnahmeabschnitt 24b, der mit dem wellenseitigen Endabschnitt 14a zusammen wirkt. Der Endabschnitt 14a des Stabilisatorelements 14 ist hierbei an dem Aufnahmeabschnitt 24b des Verbindungselements 24 angeordnet. Dabei greift der Endabschnitt 14a in die als sacklochförmig Öffnung 24b ausgebildeten Aufnahmeabschnitt 24b ein. Das Verbindungselement 24 ist hierbei mit der Welle 18 und dem Stabilisatorelement 24 fest verbunden, insbesondere mit deren Endabschnitten 14a und 18a stoffschlüssig verschweist. Das Stabilisatorelement 14 ist hierbei rohrförmig ausgebildet.
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Das Verbindungselement 24 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgeführt, sodass bei geringem Bauraum in axialer Richtung ein möglichst großer Versatz der Endabschnitte 14a und 18a in transversaler Richtung erreicht wird. Dabei überlappen sich die Welle 18 und das Stabilisatorelement 14 in axialer Richtung. Die Endabschnitte 18a sowie 14a der Welle 18 und des Stabilisatorelements 14 sind in transversaler Richtung, also quer zur Axialrichtung, überlappungsfrei ausgebildet. Ebenso sind auch Ausführungsvarianten denkbar, bei der eine transversale Überlappung der Endabschnitte 14a und 18a möglich ist. Man erkennt in Zusammenschau mit der 1, dass bei äußerst geringem Bauraumbedarf entlang der Axialrichtung ein maximaler transversaler Versatz zur Umgehung der jeweiligen Störkonturen 22 möglich ist.
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In der 3 ist eine weitere Ausführungsvariante des Verbindungselements 24 dargestellt. Dabei ist die Welle 18 als Hohlwelle 18 ausgeführt. Des Weiteren ist an dem wellenseitigen Aufnahmeabschnitt 24a des Verbindungselements 24 ein radial innen entlang der Welle 18 hervorstehender Vorsprung 24c ausgebildet. Dieser Vorsprung ermöglicht eine Zentrierung des Verbindungselements gegenüber der Welle, wobei das Verbindungselement 24 und die Hohlwelle 18 anschließend stoffschlüssig miteinander, insbesondere durch schweißen, verbunden werden können. Dabei wird vorzugsweise ein Laserschweißverfahren verwendet, das eine kreisförmig umlaufende Schweißnaht 28 erzeugt. Hierdurch kann ein Temperatureintrag auf temperatursensible Komponenten des Aktuators nochmals verringert werden.
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Das Verbindungselement 24 sowie das Stabilisatorelement 14 aus 3 können auf dieselbe oder auf eine ähnliche Weise miteinander verbunden sein. Man erkennt zudem, dass auch in der 3 ein transversaler Versatz der Endabschnitte 18a und 14a gegeben ist. Die Endabschnitte 18a sowie 14a weisen auch hier keine axiale Überlappung auf. Hierbei ist beispielsweise ein axialer Versatz der Endabschnitte 18a und 14a durch das Verbindungselement 24 verwirklicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stabilisatoreinrichtung
- 12
- Aktuator
- 14
- Stabilisatorelement
- 14a
- Endabschnitt
- 16
- Abstützelement
- 18
- Welle
- 18a
- Endabschnitt
- 20
- Gehäuse
- 22, a, b
- Störkontur
- 24
- Verbindungselement
- 24a, b
- Aufnahmeabschnitt / Öffnung
- 24c
- Vorsprung
- 26
- Schweißnaht
- 28
- Schweißnaht
- A
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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