DE19644241C2 - Stabilisatoranordnung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 41 36 262 A1 ist es bekannt, die bei Kurvenfahrten eines Kraftfahrzeuges aufgrund der Querbeschleunigung erzwungene Wankbewegung um die Fahrzeug­ längsachse durch eine Stabilisatoranordnung zu mindern oder ganz zu kompen­ sieren. Die Stabilisatoranordnung gleicht während der Kurvenfahrt aus, daß das Wankmoment den Fahrzeugaufbau gegenüber den kurvenäußeren Radträgern ab­ senken und gegenüber den kurveninneren Radträgern anheben möchte. Die bei­ den in der Regel zur selben Fahrzeugachse gehörenden Radträger sind über einen geteilten Stabilisatorstab miteinander verbindbar, dessen gleichachsig an dem Fahrzeugaufbau über gesonderte Lagerelemente drehbar gelagerte Stabili­ satorteile an ihren einander benachbarten Stabenden mittels einer aktiv verstellbaren Drehverbin­ dung verbunden sind. Der Drehverbindung entfernt gelegen, bilden die Stabili­ satorteile Kurbelarme, die mit je einem der beiden Radträger verbunden sind. Die Drehverbindung hat gleichachsig zur Drehachse der Stabilisatorstabteile ange­ ordnete, relativ zueinander drehbar angetriebene Anschlußteile, in die die Stabenden der Stabilisatorteile drehfest eingreifen und die eine ge­ gensinnige Drehbewegung der beiden beispielsweise über Koppelstangen mit den Radträgern verbundenen Kurbelarme für den Ausgleich der den Fahrzeugaufbau während der Kurvenfahrt kippenden Wankbewegung des Fahr­ zeugaufbaus übertragen. Bei der Drehverbindung handelt es sich um einen hydrauli­ schen Drehantrieb.

Aus der Zeitschrift "Konstruktion und Elektronik" Nr. 17, Seite 9, vom 05.08.92, ist es bei einer Stabilisatoranordnung der vorstehend erläuterten Art bekannt, die längs der Drehachse zwischen den Kurbelarmen und dem Drehantrieb sich er­ streckenden Abschnitt der beiden Stabilisatorteile ungleich lang zu machen.

Bei den vorstehend erläuterten Stabilisatoranordnungen sind die Stabilisatorteile während der Fahrt ohne Wankausgleich von den Radträgern her einer ständigen Bewegung aus­ gesetzt. Es hat sich herausgestellt, daß geteilte Stabilisatorstäbe, wie sie vorste­ hend erläutert wurden, in den Anschlußteilen zur Geräuschentwicklung neigen und auch hoher Ver­ schleißgefahr ausgesetzt sind.

In der DE 44 43 809 A1 wird vorgeschlagen, daß Formschlußprofile mittels eines in eine Profilverbindung eingebrachten Klebers spielfrei gemacht werden. Der Kleber füllt praktisch den vorhandenen Freiraum innerhalb der Profilverbindung aus. Ein solches Verfahren verlangt äußerste Sauberkeit bei der Herstellung und relativ enge Fertigungstoleranzen.

Als Alternative ist eine Einschubverbindung für eine Stabilisatoranordnung aus der DE 43 37 771 A1 bekannt, bei der die Verbindung aus einer gabelförmi­ gen Aufnahme in Verbindung mit einer Einschubzunge realisiert ist. Bei dieser Ausführungsform müssen relativ große Formänderungen am Stabilisator ausge­ führt werden, um die Gabel herauszubilden.

Die DE 37 18 410 A1 beschreibt eine drehmomentübertragende Vielzahnverbin­ dung, bei der zwischen der Zahn- und der Nutflanke durch eine sich verjüngende Zahnkontur ein Abstand geschaffen ist, der mit zunehmendem zu übertragendem Moment abnimmt, wodurch eine konstante Flächenpressung sichergestellt wird.

In der DE 195 13 905 C1 wird eine drehfeste Verbindung beschrieben, bestehend aus einer Welle, an deren axialem Ende eine äußere Wellenverzahnung ausgebildet ist, und einer Nabe, in deren Durchgangsbohrung eine Innenverzahnung ausgebildet ist. Die Wellenverbindung wird in der einen Richtung von einem Sicherungsring gesi­ chert. Für die andere Richtung wird an einem der Profile eine Verformung vorge­ nommen, so daß ein Ineinanderschieber der Verbindungsteile ausgeschlossen ist.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE-GM 19 03 818 offenbart eine Kupplung zur koa­ xialen Verbindung von Rohren, Schläuchen oder Wellen. Die Kupplung besteht aus einem ersten und einem zweiten Kupplungsteil, die ineinander geschoben werden können. Die Kupplungsteile weisen eine Verzahnung auf, die schräg zur Längsachse der Kupplung verläuft, wobei der Schrägungswinkel an beiden Kupplungsteilen identisch ist. Zur Sicherung verfügt die Kupplung über eine Schiebemuffe, deren Verzahnung abweichend in Achsrichtung der Kupplung verläuft.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Geräuschentwicklung einer Stabili­ satoranordnung mit geteiltem Stabilisatorstab zu mindern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Die Vorspannkraft in den Formschlußprofilen in der Verbindung zwischen Anschluß­ teil und Stabilisatorteil ist dabei größer als die maximale Betriebsbelastung. Eine zu­ sätzliche Sicherung durch einen Kleber ist nicht notwendig. Des weiteren können die Toleranzen für die Formschlußprofile großzügiger als bisher gewählt werden.

Es ist vorgesehen, daß die Formschlußprofile mittels einer elastischen Verfor­ mung mindestens eines der Formschlußprofile in Wirkverbindung bringbar sind. Die elastische Verformung bewirkt als Reaktionskraft eine Relativbewegung zwi­ schen den Formschlußprofilen, so daß ein u. U. vorhandenes Spiel zwischen den beiden Kupplungshälften zuverlässig ausgeglichen ist.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die Formschlußprofile mittels einer pla­ stischen Verformung mindestens eines der Formschlußprofile in Wirkverbindung bringbar. Dabei wird bewußt eine Deformation eines der Profile herbeigeführt. Daß eine Stabilisatoranordnung dieser Art nicht unzerstört demontierbar ist, ist als ein Vorteil anzusehen, da Hobbybastler dann keine Möglichkeit für unzulässige Manipulationen haben.

Für eine möglichst große Traglänge der Formschlußprofile sind diese im wesentli­ chen gleich lang ausgeführt. Man kann aber auch mindestens ein Form­ schlußprofil einer Kupplungshälfte bezogen auf seine Montagerichtung geteilt ausführen. Die eigentliche Traglänge des Formschlußprofils ist dann eventuell kürzer, doch wird der Traganteil der jeweiligen Traglänge größer, wodurch sich eine Kompensation der zulässigen Belastungsgrenze einstellt. Der Vorteil eines geteil­ ten Formschlußprofils mit axialem Versatz liegt darin, daß bei identischer Gesamtlänge des Form­ schlußprofils die Bearbeitungslänge für ein Profilierungswerkzeug im Vergleich zu einem ungeteilten Formschlußprofil geringer ist.

Die Ausgestaltung des Formschlußprofils erfolgt als Verzahnung. Als eine Form der Verzahnung ist auch ein Polygonprofil anzusehen.

Als eine Möglichkeit ist vorgesehen, daß die Verzahnung mindestens einer der Kupplungshälften einen Profilverlauf unter einem Winkel α zur Mittelachse der Kupplungshälfte aufweist. Alternativ kann die Verzahnung mindestens einer der Kupplungshälften über einem Teil ihrer Länge einen Versatz in Umfangsrichtung aufweisen.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1a/b Darstellung verschiedener Stabilisatoranordnungen,

Fig. 2-3 Ausführungsvarianten einer Formschlußkupplung.

Die Fig. 1a zeigt eine Stabilisatoranordnung 1 mit einem geteilten Stabilisa­ tor 3a; 3b, dessen Stabilisatorteile mittels einer Drehverbindung 5 gekoppelt sind. Als Drehverbindung kann ein Schwenkmotor oder auch eine passive Klauenkupp­ lung entsprechend der DE-43 42 360 zur Anwendung kommen. Jeweils eines der Stabenden der Stabilisatorteile 3a; 3b weist einen Kurbelarm 7a; 7b auf, der in Wirkverbindung mit einem nicht dargestellten Radträger steht. Die jeweils ande­ ren Stabenden der Stabilisatorteile verfügen zusammen mit der Drehverbindung 5 über Anschlußteile in Form von Formschlußkupplungen 9; 11, so daß die Stabili­ satorteile mit der Drehverbindung 5 eine zusammengehörige Baueinheit bilden. Die gesamte Stabilisatoreinheit 1 wird über Drehgelenke 13 mit einem ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugaufbau verbunden. Die Funktionsweise eines Stabili­ sators wird als bekannt vorausgesetzt.

Eine weitere Einbausituation nach der Fig. 1b zeigt eine Abwandlung der Fahr­ zeugachse mit einer Stabilisatoreinheit 1 mit einem ungeteilten Stabilisator inner­ halb eines ungeteilten Verbundlenkers, wobei der Schwenkmotor mit einem Ende mit dem Stabilisatorteil 3a und mit dem anderen Ende mit dem nächstliegenden Achslenker verbunden ist. Praktisch liegt ein einseitiger Stabilisator vor, dessen Kurbelarm von dem Längslenkern der Fahrzeugachse gebildet wird. Diese Ausfüh­ rungsform benötigt nicht mehr Bauraum als eine Fahrzeugachse ohne verstellba­ ren Stabilisator. Hinsichtlich der umfassenden Beschreibung wird auf die DE 195 33 478 verwiesen.

In der Fig. 2 wird eine Formschlußkupplung 11 gezeigt, bei der ein Formschluß­ profil 15 aus einer Längsverzahnung besteht. Die genaue geometrische Ausge­ staltung des Formschlußprofils soll in diesem Rahmen nicht weiter betrachtet werden. Sehr viel interessanter ist die Abweichung der Formschlußprofile 15; 17 des Stabilisatorteils 3a zur Drehverbindung 5 zueinander. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel wird die Abweichung über eine Schrägstellung mindestens eines Profilzahns des Formschlußprofils 17 unter einem Winkel α zur Längsachse einer Kupplungshälfte 19 der Formschlußkupplung realisiert.

Bei der Montage wird die Kupplungshälfte 19, beispielsweise des Stabilisator­ teils 3a, in das Gehäuse der Drehverbindung 5 axial mit einer translatorischen Be­ wegung in eine Kupplungshälfte 21 eingepreßt. Die durch die Abweichung zwi­ schen den Formschlußprofilen erzeugt Vorspannung verspannt die beiden Kupp­ lungshälften spielfrei miteinander. Dabei ist die Vorspannung stets größer als die maximal auftretende Betriebsbelastung. Als tragender Anteil des Formschlußpro­ fils ist die gesamte Profillänge anzusehen.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist das Formschlußprofil 17 ist über einen Frei­ stich 23 in einen ersten und einen zweiten Formschlußprofilabschnitt 17a; 17b unterteilt. Die beiden Formschlußprofilabschnitte 17a; 17b sind in Umfangsrich­ tung um den Winkel α verdreht angeordnet. Bei der Montage wird zuerst der Ab­ schnitt 17a in das Formschlußprofil 15 eingeführt, bis der Formschlußprofilab­ schnitt 17b stirnseitig an der Kupplungshälfte 21 "anschnäbelt". Dann wird ein Verdrehmoment entgegen dem Winkel α aufgebracht, das die Formschlußpro­ filabschnitte in eine Ebene verdreht, so daß auch der andere Teil 17b des Form­ schlußprofils 17 eingeschoben werden kann. Der Vorteil dieser Lösung liegt ei­ nerseits in einem einfachen Profilierungswerkzeug. Beispielsweise kann die Kupplungshälfte 19 als ein Schmiederohling mit dem Außendurchmesser des Formschlußprofils 17 hergestellt werden. In einem anschließenden Arbeitsschritt wird der Freistich 23, beispielsweise durch eine Drehoperation, hergestellt, wo­ durch die beiden Formschlußprofilabschnitte 17a; 17b entstehen. Mit einem Scheibenfräser kann dann das eigentliche Formschlußprofil in den Abschnitt ein­ gearbeitet werden. Wurden sämtliche Zähne ausgefräst, kann man für den ande­ ren Abschnitt den Fräser oder der Rohling um den Winkel α verdrehen. Die tra­ gende Länge des Profils mag zwar kürzer sein, doch wird der Traganteil innerhalb der Formschlußkupplung deutlich höher sein.

Claims (5)

1. Stabilisatoranordnung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, welches mehre­ re an Radträgern gelagerte und durch Radaufhängungen beweglich gegenüber einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs geführte Räder aufweist, umfassend mindestens ein um eine Drehachse drehbar an dem Fahrzeugaufbau gelagertes Stabilisatorstabteil, das mit seinem einen Stabende einen Kurbelarm bildet, mit dem das Stabilisatorteil mit einem von zwei Radträgern verbunden ist, und eine Drehverbindung mit zwei gleichachsig zur Drehachse angeordneten, relativ zueinander drehbaren Anschlußteilen, von denen mindestens eines mittels einer Formschlußkupplung drehfest mit einem der Stabilisatorstabteile gekuppelt ist, wobei die Formschlußkupplung formschlüssig ineinander greifende Kupplungshälften umfaßt, von denen eine an dem Anschlußteil der Drehverbindung und die andere am Staben­ de des Stabilisatorstabteils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungshälfte (21) ein Innen- und eine Kupplungshälfte (19) ein Außenformschlußprofil mit im unverbauten Zustand der Formschlußkupplung (9; 11) hinsichtlich der Ausrichtung der Profile bezogen auf eine gemeinsame Achse voneinander abweichenden Formschlußprofilen (15; 17) aufweisen, wobei die beiden Kupplungshälften (19; 21) unter gegenseitiger Verformung eine translatorische und eine rotatorische Montagebewegung ausführen, wonach die Abweichung zwischen den Formschlußprofilen im montierten Zustand der Formschlußkupplung teilweise aufgehoben ist und eine Verspannung zwischen den beiden Kupplungshälften über die Formschlußprofile einen Spielausgleich bewirkt.

2. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußprofile (15; 17) mittels einer elastischen Verformung min­ destens eines der Profilelemente in Wirkverbindung bringbar sind.

3. Stabilisatoranordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußprofile (15; 17) mittels einer plastischen Verformung min­ destens eines der Profilelemente in Wirkverbindung bringbar sind.

4. Stabilisatoranordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Formschlußprofile (15; 17) der Kupplungshälften (19; 21) einen Profilverlauf unter einem Winkel α zur Mittelachse der Kupplungshälfte auf­ weist.

5. Stabilisatoranordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Formschlußprofil (17) einer Kupplungshälfte (19) bezogen auf seine Achsrichtung geteilt ausgeführt ist und die axial getrennten Teilprofile einen Versatz (d) in Umfangsrichtung aufweisen (Fig. 3).