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Die Erfindung betrifft einen separierbaren Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs.
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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 werden. Somit findet ein Kopiereffekt zwischen den Einfederbewegungen der beiden Räder an der Achse statt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welcher flexibler in der Montage und Wartung ist.
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Der erfindungsgemäße Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug umfasst zwei Drehstabteile und einen Aktuator zur Verdrehung der zwei Drehstabteile relativ zueinander. Der Aktuator weist eine Welle auf, welche einen Kopplungsabschnitt aufweist zur drehstarren Kopplung der Welle mit einem ersten der Drehstabteile. Durch eine Aktivierung des Aktuators ist die Welle gegenüber einem Gehäuse des Aktuators verdrehbar. Der Wankstabilisator weist ferner eine Dichtung auf, wobei mit Hilfe der Dichtung eine hermetische Abdichtung eines Innenraums des Gehäuses zur Umgebung in einem Zustand des Wankstabilisators erfolgt, in welchem das erste Drehstabteil vom Aktuator separiert ist.
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Die hermetische Abdichtung kann insbesondere luftdicht und/oder wasserdicht sein. Der Aktuator kann beispielsweise ein elektromechanischer Aktuator sein. Es ist aber auch denkbar, dass der Aktuator ein hydraulischer Aktuator ist. Im hermetisch abgedichteten Innenraum kann beispielsweise ein Motor und/oder ein Getriebe des Aktuators angeordnet sein. Die Welle kann eine Ausgangswelle des Getriebes sein. Der Wankstabilisator kann so ausgebildet sein, dass der Innenraum im gekoppelten und im separierten Zustand hermetisch abgedichtet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist in dem separierten Zustand der Kopplungsabschnitt der Welle außerhalb des hermetisch abgedichteten Innenraums des Gehäuses angeordnet.
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Bevorzugt ist die Dichtung als Wellendichtung für die Welle ausgebildet zur hermetisch dichtenden Verbindung der Welle mit dem Gehäuse. Die Wellendichtung kann eine Radialwellendichtung sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Dichtung zumindest ein Teil einer Verbindung, welche eine äußere umfangsseitige Fläche der Welle mit einer inneren umfangsseitigen Fläche des Gehäuses verbindet.
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Bevorzugt ist ein Drehlager des Aktuators zur Lagerung der Welle gegenüber dem Gehäuse im hermetisch abgedichteten Innenraum des Gehäuses angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform ist das Drehlager zumindest ein Teil einer Verbindung, welche eine äußere umfangsseitige Fläche der Welle mit einer inneren umfangsseitigen Fläche des Gehäuses verbindet. Das Drehlager kann als Radiallager ausgebildet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Dichtung aktuatorseitig vom Kopplungsabschnitt der Welle angeordnet.
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Bevorzugt ist in einem gekoppelten Zustand des Wankstabilisators, in welchem das erste Drehstabteil mit Hilfe des Kopplungsabschnitts drehstarr mit der Welle gekoppelt ist, die Dichtung in einer gleichen Anordnung am Aktuator angeordnet, wie im separierten Zustand.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt die Dichtung, gesehen in einer axialen Richtung hin zum Aktuator, an der Welle an. Die axiale Richtung ist relativ zu einer Drehachse der Welle. Bevorzugt liegt die Dichtung an einer Schulter der Welle an.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wankstabilisator eine äußere Dichtung auf, welche eine außenseitige Dichtung der beiden Dichtungen ist. Mit Hilfe der äußeren Dichtung wird im gekoppelten Zustand eine weitere Dichtstufe zur hermetischen Abdichtung des Innenraums zur Umgebung des Gehäuses bereitstellt. Bevorzugt weist der Wankstabilisator eine Überwurfmutter auf zur Erzeugung einer Andrückkraft, um den Kopplungsabschnitt der Welle gegen einen dazu korrespondierenden Kopplungsabschnitt des ersten Drehstabteils zu drücken. Die äußere Dichtung kann die Überwurfmutter mit dem Gehäuse verbinden. Die äußere Dichtung kann als Kassettendichtung ausgebildet sein.
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Weitere, die Erfindung verbessernde, Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der drei Figuren näher dargestellt. Es zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Wankstabilisators gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem gekoppelten Zustand;
- 2 den Wankstabilisator gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem separierten Zustand;
- 3 einen axialen Querschnitt durch einen Teil des Wankstabilisators gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Wankstabilisators 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel, welcher für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Der Wankstabilisator 1 wird senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und im Wesentlichen parallel zu einem Untergrund des Kraftfahrzeuges montiert. Der Wankstabilisator 1 dient dazu, einen Wanken, d. h. eine Rollbewegung, um die Längsachse des Kraftfahrzeugs zu dämpfen. Der Wankstabilisator weist zwei Schnittstellen 6, 7 auf, welche an distalen Enden zweier Drehstabteile 3, 4 angeordnet sind und mithilfe derer eine Wirkverbindung zwischen dem Wankstabilisator 1 und zwei nicht dargestellten Radaufhängungen einer Fahrzeugachse herstellbar ist. Des Weiteren ist jedes der Drehstabteile 3, 4 durch ein Stabilisatorlager 8, 9 gegenüber einem nicht dargestellten Fahrzeugaufbau drehbar gelagert.
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Der Wankstabilisator 1 ist aktiv, d.h. er weist einen Aktuator 2 auf, welcher beispielsweise als elektromechanischer Schwenkaktuator oder aus hydraulischer Schwenkaktuator ausgebildet ist. Der Aktuator 2 ist dazu ausgebildet, die beiden Drehstabteile 3, 4 mithilfe einer Beaufschlagung eines Torsionsmoments gegenseitig zu verdrehen, sodass ein Torsionsmoment auf die Radaufhängungen übertragbar ist. Dadurch ist ein Wanken des Kraftfahrzeugs steuerbar, insbesondere dämpfbar. Das Drehstabteil 4 ist mit dem Gehäuse 5 des Aktuators 2, beispielsweise mithilfe einer Verschweißung oder einer in beiden Umfangsrichtungen formschlüssigen Verbindung, drehstarr verbunden. Das Drehstabteil 3 ist mit einer Welle des Aktuators, wie beispielsweise einem Getriebeausgang, drehstarr verbunden. Zur Erzeugung des Torsionsmoments wird durch eine Aktivierung des Aktuators 2 die Welle gegenüber dem Gehäuse 5 verdreht.
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Die 2 zeigt den Wankstabilisator gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem separierten Zustand, in welchem das erste Drehstabteil 3 vom Aktuator 2 separiert ist. Die 3 zeigt einen axialen Querschnitt durch einen Abschnitt des Wankstabilisators 1, welcher in der 2 mit „A“ markiert ist. Der Wankstabilisator 1 ist so ausgebildet, dass im separierten Zustand ein Innenraum des Gehäuses 5 zur Umgebung hin hermetisch, d.h. insbesondere luftdicht und/oder wasserdicht abgedichtet ist. Im hermetisch abgedichteten Innenraum sind Komponenten des Aktuators 2 angeordnet. Diese Komponenten können beispielsweise ein elektromechanischer Motor und/oder ein Getriebe des Aktuators 2 sein. Durch den abgedichteten Innenraum kann der Wankstabilisator 1 im separierten Zustand transportiert und bei der Montage am Kraftfahrzeug zusammengesetzt werden. Ebenso kann der Wankstabilisator 1 bei Wartungsarbeiten separiert werden. Durch die hermetische Abdichtung sind die im Innenraum angeordneten Komponenten des Aktuators auch im separierten Zustand vor Schmutz und Korrosion geschützt.
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Es hat sich gezeigt, dass diese Ausbildung des Wankstabilisators vorteilhaft ist, da dadurch die Montage des Wankstabilisators am Fahrzeug einfacher ist. Zudem werden dadurch auch Wartungsarbeiten am Wankstabilisator 1 vereinfacht. Des Weiteren erlaubt ein derart ausgebildeter Wankstabilisator 1, dass bei der Konstruktion des Fahrzeugs weniger Rücksicht auf die Montierbarkeit des Wankstabilisators genommen werden muss.
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Wie in der 3 dargestellt ist, weist die Welle 10 des Aktuators 2 einen Kopplungsabschnitt 11 auf zur Kopplung der Welle 10 mit dem Drehstabteil 3. Insbesondere ist der Kopplungsabschnitt 11 so ausgebildet, dass dieser mit einem korrespondierenden Kopplungsabschnitt 12 des Drehstabteils 3 so in Eingriff bringbar ist, dass beide Kopplungsabschnitte 11, 12 in beiden Umlaufrichtungen einen Formschluss bewirken. Beispielsweise bilden die Kopplungsabschnitte 11 und 12 eine Hirth-Verzahnung. Der Formschluss wird durch ein Aneinanderdrücken der Kopplungsabschnitte 11, 12 bewirkt, welches mit Hilfe eines oder mehrerer Befestigungselemente erfolgt.
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Im separierten Zustand, welcher in den 2 und 3 dargestellt ist, ist der Kopplungsabschnitt 11 außerhalb des hermetisch abgedichteten Innenraums des Gehäuses 5 angeordnet.
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Die Dichtung 13 ist als Wellendichtung für die Welle 10 ausgebildet. Die Dichtung 13 verbindet hermetisch die Welle 10, insbesondere eine umfangsseitige Außenfläche 14 der Welle 10 mit dem Gehäuse 5, insbesondere einer umfangsseitigen Innenfläche 15 des Gehäuses 5. Ein Drehlager 23 des Aktuators 2 zur Lagerung der Welle 10 gegenüber dem Gehäuse 5 ist im hermetisch abgedichteten Innenraum angeordnet. Die Dichtung 13 liegt in einer axialen Richtung hin zum Aktuator 2 an der Welle 10 an. Insbesondere liegt die Dichtung 13 an einer Schulter 17 der Welle 10 an.
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Die Dichtung 13 ist aktuatorseitig vom Kopplungsabschnitt 11 der Welle 10 angeordnet. Die Dichtung kann zumindest teilweise aus HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk), insbesondere aus HNBR 75, gefertigt sein.
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Im gekoppelten Zustand des Wankstabilisators 1, wie er in der 1 dargestellt ist, ist die Dichtung 13 in einer gleichen Anordnung angeordnet, wie im separierten Zustand. Daher ist zum Zusammenbau des Wankstabilisators 1 kein Entfernen oder Umordnenden der Dichtung 13 erforderlich.
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Der Wankstabilisator 1 weist eine Überwurfmutter 16 auf, um eine Andrückkraft zu erzeugen, mithilfe welcher der Formschluss in beiden Umfangsrichtungen zwischen den beiden zueinander korrespondierenden Kopplungsabschnitten 11 und 12 erfolgt. Es jedoch auch denkbar, dass die erforderliche Andrückkraft zwischen den beiden zueinander korrespondierenden Kopplungsabschnitten 11 und 12 mithilfe anderer Befestigungsmittel, wie beispielsweise einer oder mehrerer Schrauben, erzeugt wird.
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Wie in den 2 und 3 ferner dargestellt ist, weist der Wankstabilisator 1 eine äußere Dichtung 22 auf, welche im gekoppelten Zustand die Überwurfmutter 16, insbesondere eine äußere umfangsseitige Fläche der Überwurfmutter 16, mit dem Gehäuse 5, insbesondere mit einer inneren umfangsseitigen Fläche 15 des Gehäuses 5, verbindet.
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Es ist auch denkbar, dass die äußere Dichtung 22 den ersten und/oder den zweiten Kopplungsabschnitt 11, 12, insbesondere eine äußere umfangsseitige Fläche des jeweiligen Kopplungsabschnitts, mit dem Gehäuse 5, insbesondere mit der inneren umfangsseitige Fläche 15 des Gehäuses 5, verbindet. In diesem Fall kann die Andrückkraft zur Kopplung der Kopplungsabschnitte 11, 12 beispielsweise durch eine oder mehrere Schrauben erfolgen.
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Die äußere Dichtung 22 ist beispielsweise als Kassettendichtung ausgebildet, welche eine Armierung und ein flexibles Dichtelement aufweist. Das flexible Dichtelement kann zumindest teilweise aus HNBR, insbesondere aus HNBR 75, gefertigt sein. Die äußere Dichtung 22 ist ausgebildet, im gekoppelten Zustand abnehmbar zu sein.
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Die äußere Dichtung stellt, relativ zur Dichtung 13, eine weitere, äußere Dichtstufe bereit zur hermetischen Abdichtung des Innenraums des Gehäuses 5 gegenüber der Umgebung.
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Der Wankstabilisator gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist somit flexibler in der Installation und in der Wartung und erlaubt mehr Freiheiten in der Konstruktion des Kraftfahrzeugs.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wankstabilisator
- 2
- Aktuator
- 3,4
- Drehstabteile
- 5
- Gehäuse
- 6,7
- Schnittstellen
- 8,9
- Stabilisatorlager
- 10
- Welle
- 11,12
- Kopplungsabschnitte
- 13
- Dichtung
- 14
- äußere umfangsseitige Fläche der Welle
- 15
- innere umfangsseitige Fläche des Gehäuses
- 16
- Überwurfmutter
- 17
- Schulter
- 22
- äußere Dichtung
- 23
- Drehlager
