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Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zur Bereitstellung einer dichten Verbindung zweier Komponenten eines Fahrzeugs.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verbindungssystem zur Bereitstellung einer dichten Verbindung zweier Komponenten eines Fahrzeugs.
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Die Erfindung betrifft weiter ein mechatronisches System zum Einsatz in Fahrzeugen oder dergleichen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf mechatronische Systeme anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein mechatronisches System in Form eines Wankstabilisators erläutert.
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In Fahrwerken von Kraftfahrzeugen sind die Räder bzw. Radaufhängung der jeweiligen Achse über Stabilisatoren untereinander und mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, um insbesondere bei Kurvenfahrten die aufgrund von Querbeschleunigung auftretende Wankneigung des Fahrzeugaufbaus, also dessen Seitenneigung, in Kurven zu reduzieren. Beim einseitigen Einfedern des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs übt der als Drehstabfeder ausgebildete Stabilisator, der an seinen Enden mit den Rädern bzw. Radaufhängung verbunden ist, eine kopierende Bewegung auf das gegenüberliegende Rad bzw. die Radaufhängung aus. Daraus ergibt sich eine verminderte Seitenneigung. Der Stabilisator wiederum wird über Pendelstützen mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Die während einer Fahrt auftretenden Auf- und Abwärtsbewegungen des Fahrzeugs werden über die Pendelstützen an den Stabilisator weitergegeben.
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Durch einen Aktuator, der zwischen zwei Teilabschnitten eines geteilten Stabilisators angeordnet wird und diese zueinander verdrehen kann, können zusätzliche gezielte Stabilisierungsmomente erzeugt werden, was zu einer aktiven Verhinderung von Wankbewegungen und damit einer Optimierung des Einlenk- und Lastwechselverhaltens des Fahrwerks führt.
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Ein verstellbarer Wankstabilisator ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 215 859 A1 bekannt geworden. Üblicherweise erfolgt die Masseanbindung des Wankstabilisators, genauer des Aktuators, an der Fahrzeugkarosserie. Hierbei muss die Masseanbindung dauerhaft wassergeschützt sein. Bekannte Masseanbindungen sind kompliziert zu montieren bzw. zu demontieren. Beides stellt insbesondere bei mechatronischen Systemen mit 48V Versorgungsspannung eine Herausforderung dar.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbindungseinrichtung, ein Verbindungssystem sowie ein mechatronisches System bereitzustellen, welche eine dauerhaft dichte Verbindung ermöglichen und gleichzeitig einfach montierbar und demontierbar sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige Verbindungseinrichtung, ein kostengünstiges Verbindungssystem und ein kostengünstiges mechatronisches System bereitzustellen.
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In einer Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch eine Verbindungseinrichtung zur Bereitstellung einer dichten Verbindung zweier Komponenten eines Fahrzeugs, umfassend ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement zylindrisch ausgebildet ist, in dessen Inneren eine sich entlang der Symmetrieachse des Verbindungselements erstreckende Bohrung ausgebildet ist und wobei das Verbindungselement zumindest einen Vorsprung aufweist, der zur Anlage und/oder Aufnahme einer Dichtung ausgebildet ist, wobei der zumindest eine Vorsprung die axiale Erstreckung des Verbindungselements in zwei zylindrische Oberflächenbereiche unterteilt, sodass durch den Vorsprung und dem ersten der zumindest zwei Oberflächenbereiche im Wesentlichen zwei Dichtflächen bereitgestellt werden, die im Wesentlichen rechtwinklig zueinander orientiert sind, und zumindest eine Dichtung, die in dem zweiten der beiden Oberflächenbereiche angeordnet ist und im Wesentlichen den Abmessungen des Vorsprungs entspricht.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch ein Verbindungssystem zur Bereitstellung einer dichten Verbindung zwischen zwei Komponenten eines Fahrzeugs, umfassend eine Verbindungseinrichtung,
ein erstes Festlegeelement, welches mit der ersten Komponente des Fahrzeugs verbunden ist, und welches entsprechend der Bohrung des Verbindungselements ausgebildet und durch diese geführt ist,
ein Befestigungselement zur Festlegung der Verbindungseinrichtung an dem Festlegeelement,
eine zweite Dichtung, und wobei
die zweite Komponente über die zweite Dichtung an der ersten Dichtfläche anliegt und über ein zweites Festlegeelement zumindest mittelbar an der ersten Komponente festgelegt ist.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch ein mechatronisches System zum Einsatz in Fahrzeugen oder dergleichen, insbesondere in Form eines Wankstabilisators,
umfassend eine Verbindungseinrichtung,
ein erstes Festlegeelement, welches mit einem Achsträger verbunden ist und wobei das erste Festlegelement in die Bohrung des Verbindungselements der Verbindungseinrichtung eingreift und wobei mittels des Verbindungselements das zweite Festlegeelement festgelegt ist, und
ein Gehäuse, das an dem ersten Oberflächenbereich anliegt und wobei mittels des Befestigungselements, das zweite Festlegeelement, das Gehäuse und das Verbindungselement gegen den Achsträger dichtend gedrückt werden und wobei das zweite Festlegeelement elektrisch leitend mit dem Wankstabilisator verbunden ist, so dass eine elektrische Verbindung zwischen Wankstabilisator und Achsträger bereitgestellt wird.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass insbesondere eine Masseanbindung eines aktiv verstellbaren Wankstabilisators damit dauerhaft wassergeschützt wird. Zudem ist das Verbindungssystem bzw. das mechatronische System kostengünstig und einfach montierbar bzw. demontierbar ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der zumindest eine Vorsprung als umlaufender Rand ausgebildet. Vorteil hiervon ist, dass die zumindest eine Dichtung zuverlässig durch den Vorsprung gehalten wird bzw. eine zuverlässige umlaufende Dichtfläche mittels der Dichtung eine gute Dichtwirkung bereitstellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Verbindungselement aus Metall, insbesondere Edelstahl und/oder aus Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt. Vorteil von Metall ist die Langlebigkeit und Robustheit, Vorteil von Kunststoff ist die kostengünstige Fertigung und das geringe Gewicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist in dem ersten der beiden Oberflächenbereiche eine weitere Dichtung angeordnet. Vorteil hiervon ist, dass die Dichtwirkung noch weiter verbessert wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verbindungssystems ist das erste Festlegeelement in Form eines Gewindebolzens ausgebildet und das Befestigungselement ist als Mutter ausgebildet, die in das Gewinde des Gewindebolzens eingreift. Einer der damit erzielten Vorteile ist eine einfache und kostengünstige sowie zuverlässige lösbare Festlegung mittels einer Schraubverbindung. Darüber hinaus kann die Stärke der Druckkraft der Dichtung auf einfache Weise durch Drehen der Mutter eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verbindungssystems ist die zweite Komponente in Form eines Gehäuses zur Aufnahme der Festlegeelemente und des Befestigungselements ausgebildet. Vorteil hiervon ist, dass die Festlegeelemente und das Befestigungselement gegenüber Feuchtigkeit geschützt sind. Gleichzeitig wird Raum bereitgestellt, um weitere Elemente im Gehäuse wasserdicht anzuordnen, was die Flexibilität beim Einsatz des Verbindungssystems erhöht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Gehäuse eine verschließbare Öffnung zur Betätigung des Befestigungselements auf. Dies erleichtert erheblich die Montage bzw. Demontage.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Öffnung mittels einer verrastbaren Klappe verschließbar. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage und Demontage des Verbindungssystems bei gleichzeitigem zuverlässigem Verschluss der Öffnung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind das zweite Festlegeelement und der Gewindebolzen elektrisch leitend miteinander verbindbar ausgebildet. Vorteil hiervon ist eine einfache elektrische leitende Verbindung mittels des zweiten Festlegeelements und Gewindebolzen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zweite Dichtung in Form einer Lamellendichtung ausgebildet, insbesondere ist diese mit dem Gehäuse fest verbunden. Vorteil hiervon ist, dass eine noch zuverlässigere Abdichtung bei gleichzeitiger einfacher Montage des Gehäuses ermöglicht wird.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigen in schematischer Form
- 1 eine Querschnittsansicht eines Verbindungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Querschnittsansicht eines Verbindungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 3 einen Wankstabilisator mit einem Verbindungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verbindungssystems in schematischer Form gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail ist in 1 ein Verbindungsystem 1 gezeigt. Das Verbindungssystem 1 umfasst einen Achsträger 2, der sich im Wesentlichen in 1 in horizontaler Richtung erstreckt. Senkrecht hiervon und mit dem Achsträger 2 verbunden, erstreckt sich ein Gewindebolzen 4 in 1 in vertikaler Richtung. Am oberen Ende des Gewindebolzens 4 greift eine Mutter 5 in das am oberen Ende des Gewindebolzens 4 angeordnete Gewinde (in 1 nicht gezeigt) desselben ein. Auf dem Gewindebolzen 4 ist eine Bundbuchse 10 angeordnet, die auf der Unterseite ihres Bundes bzw. Randes 14 eine Dichtung 15 aufweist. Die Dichtung 15 ist somit zwischen Achsträger 2 und Rand 14 der Bundbuchse 10 angeordnet. Weiterhin ist ein Gehäuse 3 angeordnet, welches sich auf dem Rand 14 der Bundbuchse 10 abstützt und dichtend an der Zylinderfläche der Bundbuchse 10 über eine im Inneren des Gehäuses 3 umlaufend bzw. in 1 beidseitig angeordnete Lamellendichtung 16 mit entsprechenden Lamellen anliegt. Das Gehäuse 3 weist weiter oberhalb von Gewindebolzen 4 und Mutter 5 eine Öffnung 8 auf, die mittels einer verrastbaren Klappe 9 verschließbar ist. Die Öffnung 8 dient dazu, dass die Mutter 5 zur Montage oder Demontage des Verbindungssystems betätigt werden kann.
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Das Gehäuse 3 weist weiter einen sich senkrecht zum Gewindebolzen 4 erstreckenden Bereich 7 auf. Dieser Bereich 7 ist so ausgebildet, dass mittels eines Ringkabelschuhs 6, welcher auf den Gewindebolzen 4 gesteckt ist, das Gehäuse 3 bei Betätigung der Mutter 5 das gesamte Gehäuse 3 gegen den Achsträger 2 drückt, sodass das Gehäuse 3 dichtend über die Bundbuchse 10 am Achsträger 2 festgelegt ist. Der Ringkabelschuh 6 dient weiter zur Masseanbindung eines Wankstabilisators an den Achsträger 2. Mit anderen Worten wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Achsträger 2 und Wankstabilisator, über den Gewindebolzen 4, den mit diesem elektrisch leitend verbundenen Ringkabelschuh 6 und einem oder mehreren mit diesem verbundenen Leitungen, mit dem Wankstabilisator hergestellt.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verbindungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 2 eine Bundbuchse 10, die im Inneren 11 symmetrisch zur Symmetrieachse 12 eine Bohrung 13 mit rundem Querschnitt aufweist. Es sind jedoch auch andere Querschnitte denkbar, beispielsweise quadratisch, elliptisch oder dergleichen.
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Durch den „Bund“, also den umlaufenden Vorsprung bzw. Rand 14 der Bundbuchse 10 wird diese auf ihrer Außenseite in zwei axial unterschiedlich große zylindrische Oberflächenbereiche B1, B2 unterteilt, sodass zwei unterschiedlich orientierte Dichtflächen 31, 32 bereitgestellt werden können. Die axiale Erstreckung des zweiten Oberflächenbereichs B2 sowie der äußere Durchmesser des Randes 14 sind so ausgebildet, dass eine geeignete Dichtung 15 dort angeordnet werden kann.
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3 zeigt einen Wankstabilisator mit einem Verbindungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 3 einen Teil eines bekannten Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, hier den Bereich einer Hinterachse eines Fahrzeugs. In üblicher Weise sind hier Räder 202 über eine Fahrzeughinterachse 203 mit einem Dämpfer 200 und einem Federbein 201 verbunden. Federbein 201 und Dämpfer 200 sind wiederum mit einer Karosserie 204 des Fahrzeugs verbunden. Die Fahrzeugachse 203 ist weiter mit einer Stabilisatoranordnung 30 verbunden, um Wankbewegungen beim Einlenken des Fahrzeugs zu minimieren. Die Stabilisatoranordnung 30 umfasst dabei einen Aktuator, hier mit Bezugszeichen 205 bezeichnet, der einen Elektromotor 40 und ein Getriebe 50 umfasst, mit dem zwei Teilabschnitte 30a, 30b der Stabilisatoranordnung 30 gegeneinander verdrehbar sind, um besagte Wankbewegungen des Fahrzeugs auszugleichen. Der Elektromotor 40 des Wankstabilisators weist dabei eine Masseanbindung an den Achsträger 2 der Fahrzeugachse 203 mittels eines Kabels 41 und des Verbindungssystems 1 gemäß 1 auf.
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Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
- - Einfache Montage und Demontage,
- - Einfache und kostengünstige Herstellung,
- - Zuverlässige Masseanbindung eines Wankstabilisators an Achskomponenten,
- - Hohe Dichtigkeit der Masseanbindung gegenüber Wasser, und/oder
- - Einfache Nachrüstbarkeit in bestehende Einrichtungen bzw. Systeme.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungssystem
- 2
- Achsträger
- 3
- Gehäuse
- 7
- horizontaler Teil Gehäuse
- 4
- Gewindebolzen
- 5
- Mutter
- 6
- Ringkabelschuh
- 8
- Öffnung
- 9
- verrastbare Klappe
- 10
- Bundbuchse
- 11
- Innere Bundesbuchse
- 12
- Symmetrieachse Bundbuchse
- 13
- Bohrung
- 14
- Rand/Vorsprung
- 15
- Dichtung
- 16
- Lamellendichtung
- 20
- Verbindungseinrichtung
- 30
- Wankstabilisator
- 30a, 30b
- Teilabschnitte
- 31, 32
- Dichtflächen
- 40
- Elektromotor
- 41
- Kabel
- 50
- Getriebe
- B1, B2
- Oberflächenbereiche
- 100
- Mechatronisches System
- 200
- Dämpfer
- 201
- Federbein
- 202
- Räder
- 203
- Fahrzeughinterachse
- 204
- Karosserie
- 205
- Aktuator
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013215859 A1 [0007]
