DE102015222068A1

DE102015222068A1 - Wankstabilisator

Info

Publication number: DE102015222068A1
Application number: DE102015222068.0A
Authority: DE
Inventors: Meinhard SCHMIDT
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen elektromechanischen Aktuator (1) sowie mindestens eine, einerseits mit dem elektromechanischen Aktuator (1) verbundene und andererseits mit einem Rad des Kraftfahrzeugs koppelbare Drehstabfeder (2), wobei die mindestens eine Drehstabfeder (2) über eine Lagereinrichtung (3) drehbar oder schwenkbar gegenüber dem Kraftfahrzeug gelagert ist, und wobei eine Ausgangswelle (4) des elektromechanischen Aktuators (1) stoffschlüssig mit der mindestens einen Drehstabfeder (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs.
In der Regel weist jede Achse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse angeordnet und an beiden Enden mit einer jeweiligen Radaufhängung verbunden. Dabei dient der Wankstabilisator einer Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeugs. Solche Wankbewegungen treten beispielsweise bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auf. Die Wankbewegung des Kraftfahrzeugs wird durch den Wankstabilisator beeinflusst, indem die Einfederbewegung der linken und rechten Radaufhängung einer Achse mithilfe des Wankstabilisators miteinander gekoppelt wird.
Aus der DE 10 2013 205 903 A1 geht ein Wankstabilisator für ein Fahrzeug hervor. Der Wankstabilisator umfasst einen Aktuator zur Erzeugung eines Torsionsmoments um eine Torsionsachse, wobei der Aktuator eine Gehäuseanordnung aufweist, und wobei der Wankstabilisator mindestens ein Stabilisationsbauteil, insbesondere eine Drehstabfeder aufweist. Dabei weist das Stabilisationsbauteil einen Flansch und die Gehäuseanordnung einen Aufnahmeabschnitt auf. Der Flansch und der Aufnahmeabschnitt bilden gemeinsam eine Flanschverbindung, die das Stabilisationsbauteil mit dem Aktuator verbindet. Dabei ist an dem Aufnahmeabschnitt eine aufnahmeseitige Formschlusskontur und an dem Flansch eine flanschseitige Formschlusskontur angeordnet, wobei die Formschlusskonturen gemeinsam eine Formschlussverbindung in Umlaufrichtung um die Torsionsachse bilden. Die flanschseitige Formschlusskontur ist an einer flanschseitigen Mantelfläche und/oder die aufnahmeseitige Formschlusskontur an einer aufnahmeseitigen Mantelfläche angeordnet. Ferner umfasst der Wankstabilisator ein Sicherungselement, welches den Flansch in axialer Richtung zur Torsionsachse gegen die aufnahmeseitige Formschlusskontur presst. Dabei ist das Sicherungselement als eine Überwurfmutter bzw. Kronenmutter mit einem Außengewinde ausgebildet, wobei der Aufnahmeabschnitt ein Innengewinde aufweist, in das die Kronenmutter eingeschraubt ist.
Die Flanschverbindung zwischen dem Stabilisationsbauteil und der Gehäuseanordnung ist während des Betriebs des Wankstabilisators hohen Belastungen ausgesetzt, die zum Bruch der Verbindungselemente, insbesondere der Kronenmutter führen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wankstabilisator der zuvor genannten Art zu optimieren. Insbesondere soll eine Verbindung zwischen einer Welle des Wankstabilisators und einer Drehstabfeder des Wankstabilisators verbessert werden.
Der erfindungsgemäße Wankstabilisator umfasst einen elektromechanischen Aktuator sowie mindestens eine einerseits mit dem elektromechanischen Aktuator verbundene und andererseits mit einem Rad des Kraftfahrzeugs koppelbare Drehstabfeder, wobei die mindestens eine Drehstabfeder über eine Lagereinrichtung drehbar oder schwenkbar gegenüber dem Kraftfahrzeug gelagert ist, und wobei eine Ausgangswelle des elektromechanischen Aktuators stoffschlüssig mit der mindestens einen Drehstabfeder verbunden ist. Ferner wirkt die zweite Drehstabfeder vorzugsweise über ein Gehäuse, indem der elektromechanische Aktuator angeordnet ist, mit dem elektromechanischen Aktuator zusammen, um eine Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen zu realisieren.
Mit anderen Worten substituiert die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Ausgangswelle des elektromechanischen Aktuators und der mindestens einen Drehstabfeder die formschlüssige Verbindung mittels des axialverzahnten Flansches und der Kronenmutter. Ferner entfallen dadurch zusätzlich benötigte Dichtungen zur Abdichtung der formschlüssigen Verbindung. Insbesondere weist die stoffschlüssige Verbindung eine geringere Empfindlichkeit gegenüber wechselnder Biegebeanspruchung auf. Ferner wird durch die stoffschlüssige Verbindung nicht nur das Gewicht des gesamten Wankstabilisators gesenkt, sondern auch die Anzahl der benötigten Bauteile. Denn die Ausgangswelle des elektromechanischen Aktuators verschmilzt durch die stoffschlüssige Verbindung mit der mindestens einen Drehstabfeder zu einem Bauteil. Insbesondere verringert sich dadurch auch der axiale Bauraum des gesamten Wankstabilisators.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Ausgangswelle des elektromechanischen Aktuators durch Reibschweißen mit der mindestens einen Drehstabfeder verbunden ist. Durch Reibschweißen können vorteilhafterweise unterschiedliche Materialien gefügt werden. Ferner bietet das Reibschweißen weitere Vorteile hinsichtlich der Fertigungszeit, Festigkeit der Verbindung sowie Reproduzierbarkeit der Schweißung. Insbesondere ist axial zwischen der Ausgangswelle des elektromechanischen Aktuators und der mindestens einen Drehstabfeder eine Reibschweißnaht ausgebildet.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine schematische Teilschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines hälftig dargestellten erfindungsgemäßen Wankstabilisators, und
2 eine schematische Detailschnittdarstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Wankstabilisators gemäß 1.
1 zeigt einen hälftig dargestellten Wankstabilisator, der für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Der Wankstabilisator wird senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und im Wesentlichen parallel zum Untergrund des Kraftfahrzeugs montiert. Der Wankstabilisator umfasst einen in einem Gehäuse 6 angeordneten elektromechanischen Aktuator 1 sowie eine Drehstabfeder 2, die einerseits mit dem elektromechanischen Aktuator 1 verbunden und andererseits mit einem – hier nicht dargestellten – Rad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Die Drehstabfeder 2 ist über eine Lagereinrichtung 3 drehbar gegenüber dem Kraftfahrzeug gelagert und stoffschlüssig mit einer Ausgangswelle 4 des elektromechanischen Aktuators 1 verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass der elektromechanische Aktuator 1 beidseitig mit einer jeweiligen Drehstabfeder 2 verbunden ist, wobei die zweite Drehstabfeder 2 zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. Der elektromechanische Aktuator 1 ist dazu vorgesehen, die beiden Drehstabfedern 2 durch Beaufschlagung eines Torsionsmoments um eine Torsionsachse gegeneinander zu verdrehen, um ein Torsionsmoment auf die Radaufhängungen zu übertragen und ein Wanken des Kraftfahrzeugs zu steuern, insbesondere zu dämpfen.
2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Verbindungsstelle zwischen der Ausgangswelle 4 des elektromechanischen Aktuators 1 und der Drehstabfeder 2. Die Ausgangswelle 4 des elektromechanischen Aktuators 1 wird durch Reibschweißen mit der Drehstabfeder 2 verbunden, sodass axial zwischen der Ausgangswelle 4 des elektromechanischen Aktuators 1 und der Drehstabfeder 2 eine Reibschweißnaht 5 ausgebildet ist. Insbesondere ist die Ausgangswelle 4 des elektromechanischen Aktuators 1 über ein erstes und ein zweites Lagerelement 7a, 7b drehbar im Gehäuse 6 gelagert. Ferner ist das Gehäuse 6 insbesondere zur Aufnahme eines – hier nicht dargestellten – Elektromotors und eines – hier nicht dargestellten – Getriebes vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Aktuator
2: Drehstabfeder
3: Lagereinrichtung
4: Ausgangswelle
5: Reibschweißnaht
6: Gehäuse
7a, 7b: Lagerelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013205903 A1 [0003]

Claims

Wankstabilisator für eine Radachse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen elektromechanischen Aktuator (1) sowie mindestens eine, einerseits mit dem elektromechanischen Aktuator (1) verbundene und andererseits mit einem Rad des Kraftfahrzeugs koppelbare Drehstabfeder (2), wobei die mindestens eine Drehstabfeder (2) über eine Lagereinrichtung (3) drehbar oder schwenkbar gegenüber dem Kraftfahrzeug gelagert ist, und wobei eine Ausgangswelle (4) des elektromechanischen Aktuators (1) stoffschlüssig mit der mindestens einen Drehstabfeder (2) verbunden ist.
Wankstabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (4) des elektromechanischen Aktuators (1) durch Reibschweißen mit der mindestens einen Drehstabfeder (2) verbunden ist.
Wankstabilisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen der Ausgangswelle (4) des elektromechanischen Aktuators (1) und der mindestens einen Drehstabfeder (2) eine Reibschweißnaht (5) ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen einer Ausgangswelle (4) eines elektromechanischen Aktuators (1) für einen Wankstabilisator und einer Drehstabfeder (2) des Wankstabilisators, wobei die Ausgangswelle (4) des elektromechanischen Aktuators (1) durch Reibschweißen mit der Drehstabfeder (2) verbunden wird.