-
Die Erfindung betrifft einen aktiven Wankstabilisator für ein Fahrzeug, umfassend einen Aktuator sowie zumindest einen ersten und einen zweiten Drehstab, wobei die beiden Drehstäbe über den Aktuator verdrehbar miteinander gekoppelt sind.
-
Üblicherweise weist jede Radachse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse angeordnet und an beiden Enden über eine jeweilige Koppelstange mit der Radaufhängung verbunden. Ferner ist der Wankstabilisator zur Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. 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. Somit findet ein Kopiereffekt zwischen den Einfederbewegungen der beiden Räder an der Achse statt.
-
Aus der
EP 2 213 489 A1 ist ein Getriebemotor für einen Wankstabilisator bekannt, bei dem das als Planetengetriebe ausgeführte Getriebe über eine sternförmige Verzahnungsgeometrie, die in eine entsprechend gegengleich ausgebildete Verzahnungsgeometrie an einer Drehstabfeder eingreift, gekoppelt ist. Zwischen den einzelnen ineinandergreifenden Zähnen sind nahezu inkompressible Elastomerelemente eingesetzt. Hierüber wird ein Steifigkeitssprung realisiert, so dass geringe Relativdrehungen zwischen den beiden Stabilisatorhälften zugelassen werden, ohne dass eine nennenswerte Bewegung im Schwenkmotor einsetzt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drehstab für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln, und insbesondere die Schwingungsdämpfung des Drehstabs zu erhöhen.
-
Der erfindungsgemäße aktive Wankstabilisator für ein Fahrzeug umfasst einen Aktuator mit einem Aktuatorgehäuse sowie zumindest einen Drehstab, der aus zwei über eine Entkopplungseinheit im Wesentlichen drehfest miteinander verbundene Drehstabhälften gebildet ist, wobei die Entkopplungseinheit Dämpfungsmittel zur Schwingungsdämpfung aufweist, und wobei die Entkopplungseinheit zwischen dem Aktuatorgehäuse und einer Lagerstelle des Drehstabs angeordnet ist.
-
Mit anderen Worten ist der Aktuator innerhalb des Aktuatorgehäuses angeordnet und verbindet zwei Drehstäbe miteinander. Zumindest einer der beiden Drehstäbe besteht aus den beiden Drehstabhälften und der Entkopplungseinheit, wobei die Entkopplungseinheit die beiden Drehstabhälften zum Drehstab miteinander verbindet und zudem eine Schwingungsdämpfung zwischen den beiden Drehstabhälften ermöglicht. Mithin wird durch die Entkopplungseinheit die Schwingungsdämpfung des Drehstabs erhöht. Dazu umfasst die Entkopplungseinheit Dämpfungsmittel, die mit den beiden Drehstabhälften in Wirkverbindung stehen. In dem Drehstab eingeleitete Schwingungen werden beim Durchlauf durch die Entkopplungseinheit gedämpft. Das bedeutet, dass die in den Drehstab eingeleiteten Schwingungen bei einem Wechsel von einer Drehstabhälfte auf die andere Drehstabhälfte gemindert beziehungsweise vollständig verhindert werden. Schwingungen werden beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten in den Drehstab eingeleitet. Dabei ist der jeweilige Drehstab über ein jeweiliges an einer Lagerstelle angeordnetes Lagerelement mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Vorzugsweise umfassen beide Drehstäbe des aktiven Wankstabilisators jeweils zwei Drehstabhälften und eine jeweilige dazwischen angeordnete Entkopplungseinheit.
-
Unter dem Begriff Fahrbahnunebenheiten sind beispielsweise Löcher oder Unebenheiten auf der Fahrbahn, die vom Kraftfahrzeug befahren wird, zu verstehen. Die daraus resultierenden geringen Verdrehungen des Wankstabilisators werden mittels der Entkopplungseinheit aufgefangen, wodurch der Fahrkomfort für die Fahrzuginsassen gesteigert wird. Insbesondere werden je nach Steifigkeit des Dämpfungsmittels bestimmte Frequenzen deutlich gedämpft und dadurch auch Vibrationen und akustische Emissionen gesenkt.
-
Vorzugsweise ist das Dämpfungsmittel aus einem Elastomerwerkstoff ausgebildet. Insbesondere ist der Elastomerwerkstoff ein Vulkanisat von Naturkautschuk und/oder Silikonkautschuk. Bevorzugt ist der Elastomerwerkstoff stoffschlüssig mit mindestens einem der beiden Drehstabhälften verbunden. Insbesondere wird der Elastomerwerkstoff an mindestens einem der beiden Drehstabhälften vulkanisiert.
-
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungsmittel aus einem Hydrogel ausgebildet. Das Hydrogel ist ein Wasser enthaltendes, aber wasserunlösliches Polymer, dessen Moleküle chemisch, beispielsweise durch kovalente oder ionische Bindungen, oder physikalisch, im Wesentlichen durch Verschlaufen der Polymerketten, zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft sind. Hydrogel kommt in der Natur beispielsweise als Sekret des Rankenflußkrebses vor und weist eine hohe Haftfähigkeit sowie eine gute stoßdämpfende Wirkung auf.
-
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Hydrogel selbstklebend ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Hydrogel stoffschlüssig mit mindestens einem der beiden Drehstabhälften verbunden.
-
Vorzugsweise ist das Dämpfungsmittel auf einem zylindrischen Abschnitt der ersten Drehstabhälfte ausgebildet und weist eine sternförmige Außenkontur auf, wobei das Dämpfungsmittel mit einem komplementär dazu ausgebildeten Bereich an der zweiten Drehstabhälfte formschlüssig zusammenwirkt. Mithin weist ein Eingriffsabschnitt zwischen dem Dämpfungsmittel und der zweiten Drehstabhälfte bevorzugt eine Verzahnungsgeometrie auf, die dazu vorgesehen ist, mit einer weiteren komplementär dazu ausgebildeten Verzahnungsgeometrie zur Drehmomentübertragung formschlüssig zusammenzuwirken. Insbesondere sind neben einer sternförmigen Außenkontur am Dämpfungsmittel auch andere Außen- oder Innenkonturen denkbar, die eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Drehstabhälften realisieren.
-
Bevorzugt ragen die beiden Drehstabhälften zumindest teilweise axial ineinander, wobei das Dämpfungsmittel radial zwischen den beiden Drehstabhälften ausgebildet ist. Mit anderen Worten erstrecken sich die beiden Drehstabhälften zumindest in einem axial eingeschränkten Bereich überlappend, wobei radial zwischen den beiden Drehstabhälften das Dämpfungsmittel angeordnet ist, um die beiden Drehstabhälften dämpfend miteinander zu verbinden. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die beiden Drehstabhälften auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, jedoch keinen Überlappungsbereich aufweisen, sondern axial über das Dämpfungsmittel der Entkopplungseinheit miteinander verbunden sind. Mithin dringt die jeweilige Drehstabhälfte zumindest teilweise in die Entkopplungseinheit ein oder umgekehrt. Zumindest werden die beiden Drehstabhälften über die Entkopplungseinheit im Wesentlichen drehfest miteinander verbunden.
-
Somit erfolgt eine erfindungsgemäße Verwendung der Entkopplungseinheit mit Dämpfungsmittel zur schwingungsdämpfenden Kopplung der beiden Drehstabhälften eines Drehstabs. Die Entkopplungseinheit ist in dem Drehstab integriert.
-
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der drei Figuren näher dargestellt. Es zeigen
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Drehstabs mit einer Entkopplungseinheit für einen aktiven Wankstabilisator,
- 2 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Entkopplungseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
- 3 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Entkopplungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
Gemäß 1 weist ein Drehstab 1 eines - hier nur teilweise dargestellten - elektromechanischen Wankstabilisators zwei Drehstabhälften 2a, 2b auf, die über eine Entkopplungseinheit 3 miteinander verbunden sind. Die erste Drehstabhälfte 2a ist mit einem Aktuatorgehäuse 5 des Wankstabilisators drehfest verbunden. In dem Aktuatorgehäuse 5 ist ein - hier nicht dargestellter - Aktuator angeordnet. Ferner ist die zweite Drehstabhälfte 2a zumindest mittelbar mit einem - hier nicht dargestellten - Rad einer Fahrzeugachse verbunden und über ein an einer Lagerstelle 6 angeordnetem Lagerelement drehbar an einem - hier nicht dargestellten - Fahrzeugaufbau gelagert. Mithin ist die Entkopplungseinheit 3 zwischen dem Aktuatorgehäuse 5 und der Lagerstelle 6 des Drehstabs 1 angeordnet. In einem Zwischenraum, der axial und radial zwischen den beiden Drehstabhälften 2a, 2b ausgebildet ist, ist ein Dämpfungsmittel 4 der Entkopplungseinheit 3 angeordnet. Mit anderen Worten ragen die beiden Drehstabhälften 2a, 2b zumindest teilweise axial ineinander, wobei das Dämpfungsmittel 4 radial zwischen den beiden Drehstabhälften 2a ausgebildet ist. Das Dämpfungsmittel 4 ist zur Schwingungsdämpfung des Drehstabs 1 vorgesehen und verhindert die Ausbreitung von Schwingungen zwischen der ersten und der zweiten Drehstabhälfte 2a, 2b.
-
Nach 2 ist das Dämpfungsmittel 4 aus einem Elastomerwerkstoff ausgebildet. Ferner ist das Dämpfungsmittel 4 auf einem zylindrischen Abschnitt der ersten Drehstabhälfte 2a ausgebildet und weist eine sternförmige Außenkontur auf. Des Weiteren wirkt das Dämpfungsmittel 4 mit einem komplementär dazu ausgebildeten Bereich an der zweiten Drehstabhälfte 2b formschlüssig zusammen.
-
In 3 ist das Dämpfungsmittel 4 aus einem Hydrogel ausgebildet, wobei das Hydrogel selbstklebend ausgebildet ist. Ferner ist das Dämpfungsmittel 4 radial zwischen einem profilierten Abschnitt der ersten und der zweiten Drehstabhälfte 2a, 2b angeordnet. Die beiden Drehstabhälften 2a, 2b sind formschlüssig durch das Dämpfungsmittel 4 miteinander verbunden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehstab
- 2a, 2b
- Drehstabhälfte
- 3
- Entkopplungseinheit
- 4
- Dämpfungsmittel
- 5
- Aktuatorgehäuse
- 6
- Lagerstelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
