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Die Erfindung betrifft einen Stabilisatorarm für einen Wankstabilisator, mit einem Flanschabschnitt zur Verbindung mit einem Gehäuse des Wankstabilisators, mit einem Drehstababschnitt zur Anbindung an eine Fahrzeugachse, wobei der Flanschabschnitt und der Drehstababschnitt miteinander drehfest verbunden sind, mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung eines auf den Drehstababschnitt wirkenden Drehmoments, wobei die Sensoreinrichtung innerhalb des Flansches angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Wankstabilisator mit dem Stabilisatorarm.
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Wankstabilisatoren weisen in üblicher Bauweise zwei Stabilisatorarme auf, welche am Grundaktuator angeordnet sind, wobei sich die Stabilisatorarme relativ zueinander mittels eines in dem Grundaktuator integrierten Motors verdrehen lassen. Durch derartige Wankstabilisatoren kann aktiv auf das Fahrverhalten eines Fahrzeugs Einfluss genommen werden. Derartige Wankstabilisatoren sind in der Regel mit einem integrierten Drehmomentsensor ausgeführt, der zur Aktorregelung dient. Insbesondere ist der Drehmomentsensor als ein magnetorestriktiver Sensor zur Erfassung des auf den Stabilisatorarms wirkenden Drehmoments ausgebildet.
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Die Druckschrift
DE102014208485A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt einen aktiven Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, mit einer Drehstabfeder und mit einem an die Drehstabfeder angeschlossenen Aktuator, der die Drehstabfeder mit einem Torsionsmoment beaufschlagen kann zur Reduzierung von Wankbewegungen eines Fahrzeugaufbaus. Insbesondere weist der Wankstabilisator einen Drehmomentsensor zur Erfassung eines in der Drehstabfeder wirkenden Torsionsmomentes auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Wankstabilisator vorzuschlagen, welcher ein sicheres Betriebsverhalten aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Stabilisatorarm für den Wankstabilisator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Wankstabilisator mit dem Stabilisatorarm mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Stabilisatorarm für einen Wankstabilisator, welcher für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient der Wankstabilisator zur Kontrolle, insbesondere Steuerung, Dämpfung und/oder Kompensation einer Rollbewegung und/oder Wankbewegung des Fahrzeugs um dessen Fahrzeuglängsachse. Der Wankstabilisator wird besonders bevorzugt an einer Vorderachse des Fahrzeugs eingesetzt, alternativ oder optional ergänzend kann der oder ein weiterer Wankstabilisator an der Hinterachse angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Wankstabilisator als ein elektromechanischer Wankstabilisator ausgebildet.
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Der Wankstabilisator weist vorzugsweise einen Aktuator auf, welcher zur Erzeugung eines Torsionsmoments um eine Torsionsachse ausgebildet ist. Insbesondere weist der Wankstabilisator genau zwei Stabilisatorarme auf, wobei sich an den Aktuator jeweils koaxial oder zumindest gleichgerichtet zu der Torsionsachse ein Stabilisatorarm anschließt. Die Stabilisatorarme können mittels eines im Aktuator integrierten Motors, vorzugsweise ein Elektromotor, relativ zueinander verschwenkt werden. Durch das aktive Verdrehen der beiden Stabilisatorarme zueinander kann das Wanken des Fahrzeugs bei unterschiedlichen Fahrbahnunebenheiten und in Kurvenfahrten verringert werden. Vorzugsweise ist hierzu der Stabilisatorarm mit einer Radaufhängung des Fahrzeuges verbunden.
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Der Stabilisatorarm weist einen Flanschabschnitt zur Verbindung mit einem Gehäuse des Wankstabilisators auf. Insbesondere ist der Flanschabschnitt als ein Tellerflansch und/oder als ein Rohrflansch ausgebildet. Besonders bevorzugt weist der Flanschabschnitt einen Kragenteilabschnitt und einen Zylinderteilabschnitt auf, welche unmittelbar miteinander verbunden sind. Vorzugsweise erstreckt sich der Kragenteilabschnitt in einer Radialebene in Bezug auf die Torsionsachse. Insbesondere ist der Zylinderabschnitt als ein Hohlzylinder ausgebildet, welcher sich in axialer Richtung in Bezug auf die Torsionsachse unmittelbar an den Kragenteilabschnitt anschließt. Vorzugsweise ist der Kragenteilabschnitt als ein Kreisring ausgebildet, wobei sich der Zylinderabschnitt im Speziellen am Innenring des Kreisrings anschließt.
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Insbesondere ist das Gehäuse zur Aufnahme des Aktuators ausgebildet, wobei das Gehäuse ein oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Insbesondere weist das Gehäuse einen Aufnahmeabschnitt auf, wobei der Aufnahmeabschnitt bevorzugt einen Endabschnitt des Gehäuses bildet. Der Flanschabschnitt und der Aufnahmeabschnitt bilden gemeinsam eine Flanschverbindung, die den Stabilisatorarm vorzugsweise mit dem Aktuator zur Einleitung des Torsionsmoments in den Stabilisatorarm verbindet. Insbesondere sind der Stabilisatorarm und der Aktuator über die Flanschverbindung drehfest miteinander verbunden. Beispielsweise weisen der Aufnahmeabschnitt und/oder der Flanschabschnitt eine Formschlusskontur auf, sodass ein Formschluss in Umlaufrichtung um die Torsionsachse gebildet wird.
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Der Stabilisatorarm weist einen Drehstababschnitt zur Anbindung an eine Fahrzeugachse auf, wobei der Flanschabschnitt und der Drehstababschnitt miteinander drehfest verbunden sind. Insbesondere ist der Drehstabfederabschnitt als ein Torsionsstab oder Drehstab ausgebildet. Vorzugsweise ist der Drehstabfederabschnitt an seinem freien Ende mit einer Fahrzeugachse, insbesondere der Radaufhängung verbunden. Vorzugsweise sind der Flanschabschnitt und der Drehstababschnitt formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise kann der Flanschabschnitt und der Drehstababschnitt als eine Steckverbindung ausgebildet sein. Alternativ kann jedoch der Flanschabschnitt und der Drehstababschnitt einstückig, zum Beispiel aus einem gemeinsamen Guss, miteinander verbunden sein.
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Der Stabilisatorarm weist eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines auf den Drehstababschnitt wirkenden Drehmoments auf, wobei die Sensoreinrichtung innerhalb des Flansches angeordnet ist. Insbesondere dient die Sensoreinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Aktuators. Hierzu ist die Sensoreinrichtung vorzugsweise signaltechnisch mit dem Aktuator, insbesondere einem Steuergerät des Aktuators, verbunden. Besonders bevorzugt ist die Sensoreinrichtung innerhalb des Zylinderteilabschnitts angeordnet. Im Speziellen ist die Sensoreinrichtung im Bereich der Zylindermantelinnenfläche des Zylinderteilabschnitts angeordnet.
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Im Rahmen der Erfindung weist die Sensoreinrichtung zur Erfassung des Drehmoments mindestens einen Dehnungsmessstreifen auf. Insbesondere erfasst der Dehnungsmesstreifen eine Formänderung des Flanschabschnitts, vorzugsweise eine Stauchung und/oder eine Dehnung. Aufgrund der Verformung des Dehnungsmessstreifens ändert sich der elektrische Wiederstand, sodass ein Signal an den Aktuator, vorzugsweise das Steuergerät übermittelt wird. Besonders bevorzugt ist der Dehnungsmessstreifen auf einer Oberfläche, beispielsweise der Zylindermantelinnenfläche des Zylinderteilabschnitts, aufgeklebt. Beispielsweise ist der Dehnungsmessstreifen aus einem Folien- und/oder Draht- und/oder Halbleitermaterial ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Dehnungsmesstreifen in unterschiedlichen Anordnungsformen auf der Oberfläche anordbar, beispielsweise als Querdehnungsmessstreifen und/oder Vollbrückendehnungsmessstreifen und/oder Rosettendehnungsmesstreifen.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Verwendung von Dehnungsmessstreifen ein besonders robustes Sensorkonzept vorgeschlagen wird, wodurch sich die Betriebssicherheit des Wankstabilisators und/oder die Lebensdauer der Sensoreinrichtung deutlich erhöht. Ferner lässt sich durch die einfachen Bauteile ein universell herstellbares Sensorkonzept realisieren, wobei beispielsweise unterschiedliche Sensoranordnungen leicht umsetzbar sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das beschriebene Sensorkonzept die Signalqualität bei äußerer Einwirkung von Magnetfeldern und/oder die Montierbarkeit und/oder die Materialauswahl verbessert wird. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung durch die Anordnung innerhalb des Flanschabschnitts vor Umwelteinflüssen geschützt.
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In einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung genau zwei Dehnungsmessstreifen auf, wobei die Dehnungsmesstreifen um 180 Grad versetzt zueinander in Umlaufrichtung in Bezug auf die Torsionsachse angeordnet sind. Insbesondere sind die Dehnungsmesstreifen in axialer Richtung in Bezug auf die Torsionsachse mittig im Bereich des Zylinderteilabschnitts angeordnet.
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In einer alternativen Ausführung der Erfindung weist die Sensoreinrichtung mindestens drei Dehnungsmessstreifen auf, wobei die Dehnungsmesstreifen in Umlaufrichtung in Bezug auf die Torsionsachse gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. Insbesondere weist die Sensoreinrichtung mehr als vier vorzugsweise mehr als sechs, im Speziellen mehr als acht Dehnungsmessstreifen auf. Alternativ ist es auch denkbar, dass mehrere Dehnungsmessstreifen übereinander und/oder verdreht zueinander auf einer Stelle angeordnet sind, sodass eine Dehnungsmessrosette gebildet wird. Bevorzugt sind mehrere derartiger Dehnungsmessrosetten in Umlaufrichtung in Bezug auf die Torsionsachse im Bereich des Zylinderteilabschnitts mittig angeordnet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Richtung und/oder der Betrag der maximalen Dehnung zweifelsfrei bestimmt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinrichtung ein Applikationsgehäuse auf. Insbesondere ist das Applikationsgehäuse dazu ausgebildet ein auf den Flanschabschnitt wirkendes Drehmoment aufzunehmen. Vorzugsweise ist das Applikationsgehäuse innerhalb des Flanschabschnitts, vorzugsweise innerhalb des Kragenteilabschnitts und/oder des Zylinderteilabschnitts, angeordnet. Vorzugsweise weist das Applikationsgehäuse hierzu eine ähnliche Form wie der Flanschabschnitt, insbesondere der Kragenteilabschnitt und/oder der Zylinderteilabschnitt auf.
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Das Applikationsgehäuse ist drehfest mit dem Flanschabschnitt verbunden, sodass ein Teilmoment des Drehmoments über das Applikationsgehäuse geleitet wird. Vorzugsweise ist das Applikationsgehäuse formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Flanschabschnitt verbunden. Beispielsweise ist das Applikationsgehäuse über einem Presssitz und/oder eine Klemmverbindung und/oder eine Schraubverbindung und/oder eine Steckverbindung mit dem Flanschabschnitt verbunden. Bei einer Montage wird das Applikationsgehäuse in den Flanschabschnitt, vorzugsweise in den Zylinderteilabschnitt, eingeschoben bzw. eingepresst.
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Der mindestens eine Dehnungsmesstreifen ist zur Erfassung des Teilmoments mit dem Applikationsgehäuse verbunden. Aufgrund des Festsitzes des Applikationsgehäuses mit dem Flanschabschnitt, wird das Teilmoment über das Applikationsgehäuse geleitet und von dem Dehnungsmessstreifen erfasst.
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Insbesondere ist der Dehnungsmessstreifen auf einer Zylindermantelaußenfläche des Applikationsgehäuses angeordnet und/oder aufgeklebt.
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In einer konkreten konstruktiven Ausführung der Erfindung weist das Applikationsgehäuse einen ersten und einen zweiten Anlageabschnitt sowie einen Verbindungsabschnitt auf, wobei der Verbindungsabschnitt den ersten und den zweiten Anlageabschnitt miteinander verbindet. Insbesondere weist das Applikationsgehäuse eine Zylinder- und/oder Flansch- und/oder Hülsenform auf. Vorzugsweise weisen der Flanschabschnitt und das Applikationsgehäuse in einer axialen Ansicht in Bezug auf die Torsionsachse eine runde Form auf.
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Der erste und der zweite Anlageabschnitt bilden insbesondere einen Endabschnitt des Applikationsgehäuses in axialer Richtung in Bezug auf die Torsionsachse. Dabei weist der erste und/oder der zweite Anlagenabschnitt einen größeren Außendurchmesser als der Verbindungsabschnitt auf, sodass der Verbindungsabschnitt in radialer Richtung beabstandet zu dem Flanschabschnitt, vorzugsweise dem Zylinderteilabschnitt, angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt zu dem ersten und/oder dem zweiten Anlageabschnitt abgesetzt. Dabei liegen der erst und/oder der zweite Anlageabschnitt in radialer Richtung an Zylindermantelinnenfläche des Zylinderteilabschnitts und/oder des Kragenteilabschnitts an.
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Alternativ ist mindestens einer der beiden Anlageabschnitte als eine in einer Radialebene zu der Torsionsachse angeordnete Platte und/oder Scheibe und/oder Kreisring ausgebildet und liegt hierzu in axialer Richtung an dem Flanschabschnitt, vorzugsweise dem Kragenteilabschnitt an.
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Insbesondere erstreckt sich der Verbindungsabschnitt über mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 80 %, im Speziellen mehr als 90 % der gesamten axialen Baulänge des Applikationsgehäuses. Alternativ oder optional ergänzend erstreckt sich der Verbindungsabschnitt über weniger als 95 %, vorzugsweise weniger als 85 %, im Speziellen weniger als 70% der gesamten axialen Baulänge des Applikationsgehäuses.
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Der erste und der zweite Anlageabschnitt sind drehfest mit dem Flanschabschnitt verbunden, sodass das Teilmoment von dem ersten Anlageabschnitt über den Verbindungsabschnitt auf den zweiten Anlageabschnitt verläuft. Insbesondere ist der erste und/oder der zweite Anlageabschnitt formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Flanschabschnitt verbunden. Beispielsweise liegt der erste Anlageabschnitt mit seiner radialen Außenfläche an der Zylindermantelinnenfläche des Zylinderteilabschnitts an, wobei die beiden Abschnitte einen Pressverband bilden. Alternativ oder optional ergänzend ist der zweite Anlageabschnitt als eine Flanschscheibe ausgebildet und liegt in axialer Richtung an dem Kragenteilabschnitt an. Vorzugsweise ist der zweite Anlageabschnitt durch eine Schraubverbindung kraftschlüssig mit dem Kragenteilabschnitt verbunden.
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In einer weiteren Realisierung der Erfindung verläuft ein Momentenpfad des Drehmoments von dem Drehstababschnitt auf den Flanschabschnitt, wobei sich das Drehmoment in einen ersten und einen zweiten Teilmomentenpfad aufteilt. Das vom Drehstababschnitt kommende Eingangsdrehmoment wird vorzugsweise durch eine äußere Krafteinwirkung, aufgrund von z.B. Fahrbahnunebenheiten und/oder eines Wankens und/oder einer Verstellung durch den Aktuator, erzeugt. Durch das Drehmoment wird der Flanschabschnitt, insbesondere der Zylinderteilabschnitt in Umlaufrichtung verdreht und/oder verformt.
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Der erste Teilmomentenpfad verläuft dabei über den Flanschabschnitt, insbesondere von dem Zylinderteilabschnitt zu dem Kragenteilabschnitt. Der zweite Teilmomentenpfad verläuft über das Applikationsgehäuse, insbesondere von dem ersten Anlageabschnitt zu dem Verbindungsabschnitt auf den zweiten Anlageabschnitt. Durch den Festsitz des Applikationsgehäuses und die Aufteilung des Drehmoments, wird somit ein Teil des Drehmoments über das Applikationsgehäuse geleitet, wobei der Dehnungsmessstreifen im Bereich des zweiten Teilmomentenpfads angeordnet ist. Somit wird das Drehmoment bzw. das zweite Teildrehmoment durch den Dehnungsmessstreifen erfasst.
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Die beiden Teilmomentenpfade sind im Bereich des zweiten Anlageabschnitts wieder zusammengeführt. Somit wird vorzugsweise das gesamte Drehmoment, welches durch die beiden Teildrehmomente gebildet ist, auf den Kragenteilabschnitt zu dem Gehäuse des Wankstabilisators und/oder auf weitere Anschlussteile des Wankstabilisators weitergeleitet.
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In einer weiteren Ausführung weist der Verbindungsabschnitt eine Montagefläche auf, wobei der Dehnungsmessstreifen auf der Montagefläche angeordnet ist. Insbesondere ist der Bereich einer Messwandverdrehung des Applikationsgehäuses durch den Verbindungsabschnitt definiert, wobei der Dehnungsmessstreifen in diesem Bereich anordbar oder angeordnet ist. Insbesondere ist die Montagefläche eine Zylindermantelaußenfläche des Verbindungsabschnittes, wobei die Montagefläche beabstandet zu der Zylindermantelinnenfläche des Zylinderteilabschnitts ist. Vorzugsweise beträgt der Abstand weniger als 10 Millimeter, vorzugsweise weniger als 5 Millimeter, im Speziellen weniger als 1 Millimeter.
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In einer weiteren Realisierung der Erfindung weist das Applikationsgehäuse eine Auswerteelektronik zur Verarbeitung von dem Sensorsignal des Dehnungsmessstreifens auf, wobei die Auswerteelektronik in dem Applikationsgehäuse angeordnet ist. Insbesondere ist der Dehnungsmesstreifen signaltechnisch mit der Auswerteelektronik verbunden. Hierzu weist die Auswerteelektronik vorzugsweise eine Leiterplatte auf, wobei der Dehnungsmessstreifen mit der Leiterplatte verbunden ist.
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Die Auswerteelektronik weist in einer bevorzugten Ausführung einen Kontaktabschnitt zur Kontaktierung mit einem Aktuator auf, wobei der Kontaktabschnitt aus dem Applikationsgehäuse herausragt. Insbesondere ist der Kontaktabschnitt direkt mit der Leiterplatte verbunden oder ist ein Teilabschnitt der Leiterplatte. Vorzugsweise bildet der Kontaktabschnitt einen Steckanschluss, wobei der Aktuator, insbesondere das Steuergerät oder eine mit dem Steuergerät verbundene Leitung, eine Steckverbindung mit dem Kontaktabschnitt bildet. Dadurch wird vorzugsweise eine einfache Kontaktierung der Sensoreinrichtung mit dem Aktuator ermöglicht.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Wankstabilisator mit dem Stabilisatorarm gemäß der vorhergehenden Beschreibung. Der Wankstabilisator weist vorzugsweise zwei Stabilisatorarme auf, wie diese zuvor beschrieben wurden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 einen Stabilisatorarm in einer dreidimensionalen Darstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen Längsschnitt entlang der Torsionsachse durch einen Flanschabschnitt des Stabilisatorarms;
- 3 eine Sensoreinrichtung in einer Seitenansicht als ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung einen Stabilisatorarm 1 für einen Wankstabilisator. Beispielsweise ist der Wankstabilisator in einer Vorderachse und/oder Hinterachse eines Fahrzeugs verbaut, wobei der Wankstabilisator dabei zur Reduzierung von Wankbewegungen des Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt und/oder bei Fahrbahnunebenheiten dient. Ein derartiger Wankstabilisator weist dabei zwei der Stabilisatorarme 1 auf, welche mit einem Aktuator, beispielsweise einen elektromechanischen Aktuator, verbunden sind. Der Aktuator ist hierzu in einem Gehäuse angeordnet, wobei die beiden Stabilisatorarme beispielsweise drehbar oder schwenkbar gegenüber dem Gehäuse gelagert sind. Der Aktuator ist ausgebildet, die beiden Stabilisatorarme um eine Torsionsachse A gegeneinander zu verdrehen, um auf diese Weise ein Wanken des Fahrzeugs zu steuern, insbesondere zu dämpfen.
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Der Stabilisatorarm 1 weist einen Drehstababschnitt 2 und einen Flanschabschnitt 3 auf, wobei der Drehstababschnitt 2 und der Flanschabschnitt 3 miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind der Flanschabschnitt 3 und der Drehstababschnitt 2 über eine Schweißverbindung miteinander stoffschlüssig verbunden. Der Drehstababschnitt 2 ist mit seinem freien Ende an einer Fahrzeugachse, vorzugsweise einer Radaufhängung des Fahrzeugs, verbunden. Der Flanschabschnitt 3 ist insbesondere formschlüssig, beispielsweise über eine Flanschverbindung, mit dem Gehäuse des Wankstabilisators verbunden. Hierzu kann der Flanschabschnitt 3 und/oder das Gehäuse beispielsweise eine Formschlusskontur aufweisen, sodass eine Formschlussverbindung in Umlaufrichtung in Bezug auf die Torsionsachse A gebildet wird.
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Ferner weist der Stabilisatorarm 1 eine Sensoreinrichtung 4 auf, welche zur Erfassung eines auf den Drehstababschnitt wirkenden Drehmoments ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung 4 ist dabei innerhalb des Flanschabschnittes angeordnet und mit dem Aktuator und einem Steuergerät des Aktuators signaltechnisch verbunden und/oder verbindbar. Beispielsweise dient die Sensoreinrichtung 4 zur Steuerung und/oder Regelung des Aktuators.
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2 zeigt in einem Längsschnitt entlang der Torsionsachse A den Stabilisatorarm in einer Teilansicht. Der Flanschabschnitt 3 weist einen Kragenteilabschnitt 3a und einen Zylinderteilabschnitt 3b auf, wobei der Kragenteilabschnitt 3a und der Zylinderteilabschnitt 3b unmittelbar und/oder einstückig, zum Beispiel aus einem gemeinsamen Guss, miteinander verbunden sind. Der Kragenteilabschnitt 3a ist als ein ringförmiger Flansch ausgebildet und erstreckt sich in einer Radialebene in Bezug auf die Torsionsachse A. Der Zylinderteilabschnitt 3b ist als ein Hohlzylinder ausgebildet und schließt sich unmittelbar in axialer Richtung an den Kragenteilabschnitt 3a an. Der Flanschabschnitt 3 ist innen hohl und bildet somit eine Aufnahme für die Sensoreinrichtung 4.
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Die Sensoreinrichtung 4 weist ein Applikationsgehäuse 5 auf, welches zur Erfassung und/oder Auswertung eines Drehmoments, insbesondere eines Teildrehmoments ausgebildet ist. Das Applikationsgehäuse 5 weist einen ersten und einen zweiten Anlageabschnitt 5a, b sowie einen Verbindungsabschnitt 5c auf, wobei der Verbindungsabschnitt 5c den ersten und den zweiten Anlageabschnitt 5a, b unmittelbar miteinander verbindet. Beispielsweise ist hierzu das Applikationsgehäuse 5 einstückig, beispielsweise aus einem gemeinsamen Guss, gebildet.
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Der erste Anlageabschnitt 5a liegt in radialer Richtung in Bezug auf die Torsionsachse A an einer Zylindermantelinnenfläche des Zylinderteilabschnitts 3b formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig an. Beispielsweise bildet der erste Anlageabschnitt 5a mit dem Zylinderteilabschnitt 3b in radialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung in Bezug auf die Torsionsachse A einen Festsitz. Der Verbindungsabschnitt 5c ist zu dem ersten Anlageabschnitt 5a abgesetzt, sodass ein Abstand, von z.B. 1 mm, zwischen dem Zylinderteilabschnitt 3b und dem Verbindungsabschnitt 5c gebildet ist.
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Der zweite Anlageabschnitt 5b ist als eine Flanschscheibe ausgebildet und liegt in axialer Richtung in Bezug auf die Torsionsachse A an dem Kragenteilabschnitt 3a an. Der zweite Anlageabschnitt 5b ist beispielsweise über mindestens ein Schraubmittel kraftschlüssig mit dem Kragenteilabschnitt 3a verbunden, sodass ein weiterer Festsitz in Umlaufrichtung gebildet wird.
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Der Verbindungsabschnitt 5c weist eine Montagefläche 6 auf, welche insbesondere durch die Zylindermantelaußenfläche des Verbindungsabschnitts 5c gebildet wird. Ferner weist die Sensoreinrichtung 4 mindestens einen Dehnungsmesstreifen 7 auf, wobei der Dehnungsmessstreifen 7 auf der Montagefläche 6 angeordnet ist. Beispielsweise ist der Dehnungsmesstreifen 7 hierzu mittels einer Klebverbindung auf der Montagefläche 6 befestigt. Beispielsweise weist die Sensoreinrichtung 4 zwei um 180 Grad in Umlaufrichtung versetzte Dehnungsmessstreifen 7 oder beispielsweise vier in Umlaufrichtung um 90 Grad versetzte Dehnungsmessstreifen 7 auf.
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Durch ein auf den Drehstababschnitt 2 wirkendes Drehmoment D wird das Drehmoment D auf den Flanschabschnitt 3 übertragen. Hierzu verläuft ein Momentenpfad M von dem Drehstababschnitt 2 aus kommend in Richtung des Flanschabschnitts 3. Im Bereich des ersten Anlageabschnitts 5a teilt sich der Momentenpfad M in einen ersten Teilmomentenpfad und einen zweiten Teilmomentenpfad TM1, TM2 auf. Dabei verläuft der erste Teilmomentenpfad TM 1 über den Zylinderteilabschnitt 3b zu dem Kragenteilabschnitt 3a.
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Der zweite Teilmomentenpfad TM2 verläuft über den ersten Anlageabschnitt 5a zu dem Verbindungsabschnitt 5c in Richtung des zweiten Anlageabschnitts 5b, wobei der zweite Teilmomentenpfad TM2 im Bereich des zweiten Anlageabschnitts 5b auf den Kragenteilabschnitt 3a rückgeführt wird, sodass der erste Teilmomentenpfad TM1 und der zweite Teilmomentenpfad TM2 beispielsweise auf das Gehäuse oder weitere Anschlussteile des Wankstabilisators weitergeleitet werden. Dabei ist der Dehnungsmessstreifen 7 im Bereich des zweiten Teilmomentenpfads TM2 angeordnet, sodass der zweite Teilmomentenpfad TM2 über den Dehnungsmessstreifen 7 verläuft und eine Torsion bzw. das Drehmoment erfasst wird. Durch das wirkende Drehmoment D, wird der Flanschabschnitt 3 und/oder das Applikationsgehäuse 4 verformt, wobei die Verformung im Bereich des Verbindungsabschnitts 5c über den Dehnungsmessstreifen 7 erfasst wird.
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Der Verbindungsabschnitt 5c definiert einen Messbereich B, in dem eine Verdrehung bzw. die Verformung des Applikationsgehäuses 4 messbar ist. Der Messbereich B erstreckt sich in axialer Richtung in Bezug auf die Torsionsachse A über den gesamten Verbindungsabschnitt 5c, wobei der Dehnungsmessstreifen 7 in dem gesamten Messbereich B anordbar ist.
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Die Sensoreinrichtung 4 weist eine Auswerteelektronik 8 auf, welche zur Verarbeitung von einem Sensorsignal des Dehnungsmessstreifens 7 ausgebildet ist. Der Dehnungsmessstreifen 7 ist hierzu signaltechnisch mit der Auswerteelektronik 8 verbunden, wobei die Auswerteelektronik 8 mit dem Aktuator bzw. dem Steuergerät verbunden ist. Beispielsweise ist die Auswerteelektronik 8 als eine Leiterplatte ausgebildet, welche in axialer Richtung endseitig im Bereich des zweiten Anlageabschnitts 5b aus dem Applikationsgehäuse 5 herausragt, sodass beispielsweise eine Steckverbindung direkt mit dem Aktuator oder einem Anschlussstecker des Steuergeräts gebildet wird.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung die Sensoreinrichtung 4 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei weist die Sensoreinrichtung 4 mehrere Dehnungsmessstreifen 7 auf, welche in Umlaufrichtung in Bezug auf die Torsionsachse A gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei können die Dehnungsmessstreifen 7 unterschiedlich ausgerichtet und/oder verdreht zur Torsionsachs A sein, sodass unterschiedliche Verläufe des zweiten Teilmomentenpfades TM2 erfasst werden können. Alternativ ist es auch denkbar mehrere Dehnungsmessstreifen 7 übereinander zu legen, sodass eine Dehnungsmessrosette gebildet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stabilisatorarm
- 2
- Drehstababschnitt
- 3
- Flanschabschnitt
- 3a
- Kragenteilabschnitt
- 3b
- Zylinderteilabschnitt
- 4
- Sensoreinrichtung
- 5
- Applikationsgehäuse
- 5a,b
- Anlageabschnitt
- 5c
- Verbindungsabschnitt
- 6
- Montagefläche
- 7
- Dehnungsmessstreifen
- 8
- Auswerteelektronik
- A
- Torsionsachse
- D
- Drehmoment
- M
- Momentenpfad
- TM1
- erster Teilmomentenabschnitt
- TM2
- zweiter Teilmomentenabschnitt
- B
- Messbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014208485 A1 [0003]
