Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, zur Kopplung
von zwei Rädern einer Fahrzeugachslinie, mit den Merkmalen des
Oberbegriffes des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft r
außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen
Stabilisatoranordnung.
Ein Stabilisator dient in der Regel zur Verbesserung des
Wankverhaltens bei einem Fahrzeug. Aus der DE-PS 11 05 290 ist
eine Stabilisatoranordnung der eingangs genannten Art bekannt,
die ein dem einen Rad zugeordnetes erstes Stabilisatorteil
sowie ein dem anderen Rad zugeordnetes zweites
Stabilisatorteil aufweist. Ein nach Art eines Rotor-Stator-
Aggregates ausgebildeter Aktuator oder Aktor koppelt die
beiden Stabilisatorteile, wobei das erste Stabilisatorteil mit
einem ersten Aktuatoranschluß, z. B. mit dem Rotor, drehfest
verbunden ist und das zweite Stabilisatorteil mit einem
zweiten Aktuatoranschluß, z. B. mit dem Stator, drehfest
verbunden ist. Durch eine gesteuerte Rotation zwischen Rotor
und Stator kann eine Vorspannung der Stabilisatorteile gezielt
aufgebracht werden, wodurch sich eine Wankstabilisierung des
Fahrzeugs erzielen läßt. Außerdem kann mit einer solchen
Stabilisatoranordnung grundsätzlich auch das Nickverhalten des
Fahrzeuges beeinflußt werden. Darüber hinaus kann eine
derartige Stabilisatoranordnung auch die Funktion einer
Niveauverstelleinrichtung oder eines Wagenhebers aufweisen.
Bei der vorgenannten bekannten Stabilisatoranordnung erfolgt
die drehfeste Anbindung zwischen Aktuator und dem jeweiligen
Stabilisatorteil jeweils über eine Verzahnung. Dabei greift
eine am jeweiligen Ende der Stabilisatoren ausgebildete
Außenverzahnung in eine am jeweiligen Aktuatoranschluß
ausgebildete Innenverzahnung ein. Um eine solche
Außenverzahnung am Stabilisatorende auszubilden, muß das
Stabilisatorende zunächst gestaucht werden, um eine
Materialverdickung zu erzielen. Erst dann kann die Verzahnung
durch eine entsprechende spanabhebende Bearbeitung ausgebildet
werden. Ein derartiges Vorgehen ist relativ kostspielig und
für einen Großserieneinsatz ungeeignet.
Die Ausbildung einer derartigen axial verlaufenden Verzahnung
zur drehfesten Ankopplung der Stabilisatorteile an den
Aktuator wird auch in der DE 44 43 809 A1 sowie in der
DE 44 42 223 C2 gezeigt.
Bei der DE 43 37 771 A1 wird die drehfeste Kopplung eines
Stabilisatorteiles an den Aktuator dadurch erzielt, daß an dem
mit dem Aktuator zu verbindenden Ende des Stabilisatorteils
eine abgeflachte Einschubplatte ausgebildet wird, die in einem
entsprechenden Aufnahmeschlitz im jeweiligen Aktuatoranschluß
eingeführt wird, wobei Spannschrauben vorgesehen sind, die die
Einschubplatte quer zur Plattenebene durchdringen und mit dem
Aktuatoranschluß verspannen. Auch diese Ausgestaltung ist
relativ kostspielig für einen Großserieneinsatz.
Aus der DE 43 37 813 A1 ist es bekannt, am jeweiligen
Stabilisatorteilende einen scheibenförmigen Flansch
auszubilden, der dann mit einer ringförmigen Schweißnaht an
den Rotor des Aktuators angeschlossen ist. Zum Anschluß des
Stators ist an diesen ein scheibenförmiger Flansch mittels
einer ringförmigen Schweißnaht angebunden, an dem ein am
jeweiligen Ende des zugehörigen Stabilisatorteils
ausgebildeter passender Flansch befestigt wird. Auch die
Ausbildung derartiger Schweißverbindungen ist relativ
aufwendig.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine Stabilisatoranordnung der eingangs genannten Art eine
Ausführungsform anzugeben, die für eine Herstellung im Rahmen
einer Großserienfertigung geeignet ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine
Stabilisatoranordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und
durch die Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 6 bzw. 7
gelöst.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen
Stabilisatoranordnung kann darin gesehen werden, daß
unterschiedlich aufgebaute, geformte, ausgebildete
Stabilisatorteile stets mit denselben Kopplungsgliedern bzw.
mit denselben Aktuatoranschlüssen verbunden werden können, so
daß insoweit die Teilevielfalt reduziert werden kann. Diese
Maßnahmen erleichtern insbesondere die Logistik bei einer
Großserienfertigung.
Es ist erheblich preiswerter, die geeigneten Kopplungsglieder,
z. B. einen Flansch oder einen Profilzapfen, separat aus
entsprechenden Rohlingen herzustellen und diese z. B. mit dem
vorgeschlagenen Reibschweißverfahren am Ende des
Stabilisatorteiles anzubringen, als am Ende des
Stabilisatorteiles zunächst durch ein Stauchverfahren od. dgl.
die Voraussetzungen zur Ausbildung eines am Stabilisatorteil
angeformten Kopplungsgliedes zu schaffen. Insgesamt können
dadurch Herstellungszeit und Herstellungkosten eingespart
werden, was sich im Rahmen einer Großserienfertigung besonders
vorteilhaft auswirkt.
Durch die Anbindung wenigstens eines Stabilisatorteils an den
zugehörigen Aktuatoranschluß bzw. an ein zugehöriges
Kopplungsteil mit Hilfe einer Stoffschlußverbindung, z. B. mit
einer Reibschweißverbindung oder mit einer
Laserschweißverbindung, wird eine hochfeste Verbindungstechnik
vorgeschlagen, die in besonderem Maße im Rahmen einer
Großserienproduktion anwendbar ist. Denn beispielsweise beim
Reibschweißverfahren oder beim Laserschweißen können
vorgefertigte Kopplungsglieder an das jeweilige
Stabilisatorteil drehfest angeschlossen werden, ohne daß dazu
beispielsweise eine Stauchung des Stabilisatorteils
erforderlich ist. Auch kann eine Reibschweißverbindung relativ
rasch ausgebildet werden. Durch die unlösbare, stoffschlüssige
hochfeste Anbindung des Kopplungsgliedes an das
Sabilisatorteil ergibt sich eine einteilige Baugruppe, die
komplett in herkömmlicher Weise mit dem Aktuator verbunden
werden kann.
Es ist klar, daß das jeweilige Stabilisatorteil auch direkt am
Aktuator bzw. an einem seiner Anschlüsse z. B. durch das
Reibschweißverfahren angebracht werden kann.
Ein Reibschweißverfahren zeichnet sich gegenüber anderen
Schweißverfahren beispielsweise dadurch aus, daß auch
hochlegierte Stähle ohne Vor- und Nachwärmen rißfrei gefügt
werden können. Außerdem können auch bereits vergütete Teile
durch eine Reibverschweißung miteinander verbunden werden. Des
weiteren ist es mit einem Reibschweißverfahren möglich,
unterschiedliche Metalle bzw. Metallegierungen miteinander
stoffschlüssig, untrennbar zu verbinden. Beispielsweise kann
dadurch ein hochwertiger, teurer Federstahl zur Herstellung
der Stabilisatorteile verwendet werden, während das daran
einteilig angeformte Kopplungsteil aus einem anderen
preiswerteren Stahl besteht.
Das jeweilige Kopplungsglied kann im Rahmen seiner Herstellung
bereits soweit vorgefertigt sein, daß zum anschließenden
Anbinden an den Aktuator keine weiteren Bearbeitungsschritte
erforderlich sind. Beispielsweise kann ein Flansch bereits mit
entsprechenden Verschraubungsbohrungen ausgestattet sein,
ebenso kann ein Steckteil mit Außenverzahnung bereits mit den
axialen Zähnen ausgestattet sein.
Gemäß einem besonders zweckmäßigen Herstellungsverfahren kann
das Verfahren zur Ausbildung der Stoffschlußverbindung, z. B.
das Reibschweißen so gesteuert werden, daß zur Beendigung des
Reibschweißvorganges die Rotation zwischen den miteinander zu
verschweißenden Teilen so gestoppt wird, daß sich eine
vorbestimmte Relativlage zwischen Kopplungsglied und
Stabilisatorteil ausbildet, um auf diese Weise eine gewünschte
Relativlage zwischen Aktuator und dem später daran befestigten
Stabilisatorteil zu erhalten. Auf diese Weise können
zusätzliche Ausmeßvorgänge eingespart werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen
Stabilisatoranordnung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und
aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der
Zeichnungen.
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.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Ansicht auf eine Stabilisatoranordnung, wobei
zwei Stabilisatorteile noch nicht mit einem zugehörigen
Aktuator verbunden sind,
Fig. 2 eine Ansicht auf die Stabilisatoranordnung gemäß Fig.
1, wobei die Stabilisatorteile mit dem Aktuator
verbunden sind,
Fig. 3 eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch einer anderen
Ausführungsform mit kompliziert geformten
Stabilisatorteilen,
Fig. 4 eine Seitenansicht auf ein als Steckteil mit
Außenverzahnung ausgestaltetes Kopplungsglied,
Fig. 5 eine Ansicht wie in Fig. 4, wobei jedoch das Steckteil
mit einem Ansatz ausgestattet ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht auf ein als Flansch ausgebildetes
Kopplungsglied mit einem Ansatz und
Fig. 7 eine Ansicht wie in Fig. 6, wobei der Flansch ohne
Ansatz ausgebildet ist.
Entsprechend den Fig. 1 bis 3 besteht eine erfindungsgemäße
Stabilisatoranordnung 1 aus einem ersten Stabilisatorteil 2,
das einem nicht dargestellten Rad eines ebenfalls nicht
dargestellten Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Außerdem weist
die Stabilisatoranordnung 1 ein zweites Stabilisatorteil 3
auf, das einem anderen, derselben Fahrzeugachslinie
zugehörigen und ebenfalls nicht dargestellten Rad zugeordnet
ist. Des weiteren umfaßt die Stabilisatoranordnung 1 einen
Aktuator 4, der vorzugsweise als Rotor-Stator-Aggregat
ausgebildet ist. Zur drehfesten Anbindung der
Stabilisatorteile 2 und 3 an Aktuatoranschlüsse, nämlich einen
ersten Aktuatoranschluß 5 und einen zweiten Aktuatoranschluß
6, sind dem Aktuator 4 zugewandte Enden 7 und 8 der
Stabilisatorteile 2 und 3 jeweils mit einem Kopplungsglied,
nämlich einem ersten Kopplungsglied 9 und einem zweiten
Kopplunglied 10 versehen.
Während das erste Kopplungsglied 9 in Form eines mit einer
axialen Außenverzahnung ausgestatteten Steckteiles ausgebildet
ist, wird das zweite Kopplungsglied 10 durch einen,
insbesondere scheibenförmigen, Flansch gebildet.
Beispielsweise wird das flanschförmige zweite Kopplungsglied
10 mit dem zweiten Aktuatoranschluß 6, der beispielsweise ein
Rotorbestandteil ist, durch eine entsprechende Verschraubung
drehfest angebracht, die in den Fig. 2 und 3 durch
strichpunktierte Linien 11 angedeutet ist. Im Unterschied dazu
wird das als Steckteil ausgebildete erste Kopplungsglied 9
dadurch am ersten Aktuatoranschluß 5 drehfest fixiert, indem
dieses in den Aktuatoranschluß 5 axial eingesteckt wird, wobei
der erste Aktuatoranschluß 5 eine korrespondierende
Innenverzahnung aufweist. Der erste Aktuatoranschluß 5 ist
dann beispielsweise ein Bestandteil des Stators.
Die Anbindung der Kopplungsglieder 9 und 10 an das jeweilige
Stabilisatorteil 2 und 3 erfolgt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel durch eine Reibschweißverbindung 12, die
in Fig. 1 bis 3 durch eine Linie dargestellt ist, die einen
sich bei der Durchführung eines Reibschweißverfahrens
ausbildenden Reibschweißwulst symbolisiert.
Alternativ kann das Kopplungsglied 9, 10 auch durch eine
beliebige andere Stoffschlußverbindung, z. B.
Laserschweißverfahren, mit dem zugehörigen Stabilisatorteil
2, 3 verbunden werden. Je nach der vorliegenden
Materialkombination kann auch eine Lötverbindung, eine
Klebverbindung oder eine Klemmverbindung verwendet werden.
Während bei den dargestellten Ausführungsbeispielen die
Stabilisatorteile 2 und 3 jeweils indirekt über das
zugehörigen Kopplungsglied 9, 10 drehfest mit dem Aktuator 4
verbunden sind, kann es bei einer anderen Ausführungsform
durchaus zweckmäßig sein, wenigstens eines der
Stabilisatorteile 2 oder 3 direkt mit dem jeweiligen Anschluß
5 oder 6 des Aktuators 4 zu verbinden, wobei dann die
Reibschweißverbindung 12 in entsprechender Weise zwischen dem
betreffenden Stabilisatorteil 2, 3 und dem zugehörigen
Aktuatoranschluß 5, 6 ausgebildet wird.
Entsprechend Fig. 3 kann es bei besonderen Ausführungsformen
der Stabilisatoranordnung 1 erforderlich sein, relativ
komplizierte, insbesondere dreidimensionale, Formen für die
Stabilisatorteile 2 und 3 auszubilden. Wenn sich das jeweilige
Stabilisatorteil 2 oder 3 wie bei dem Beispiel in Fig. 3 in
einfach geformte Abschnitte 13, 14 bzw. 15 und kompliziert
geformte Abschnitte 16 bzw. 17 aufteilen läßt, kann es
fertigungstechnisch von Vorteil sein, diese Abschnitte
13, 14, 15, 16, 17 separat herzustellen und anschließend
zusammenzufügen, wobei dies hier zweckmäßig wieder mittels
einer Reibschweißverbindung 12 realisiert wird.
Entsprechend Fig. 4 kann ein als Profilzapfen oder Steckteil
ausgebildetes Kopplungsglied 9 eine standardtisierte Größe
aufweisen, die einen zum Anschluß an den Aktuator 4
optimierten Aufbau aufweist. Zur Anbindung des jeweiligen r
Stabilisatorteils, hier Stabilisatorteil 2, werden zueinander
parallele Stirnflächen 18 und 19 des Stabilisatorteilendes 7
und des Kupplungsgliedes 9 koaxial ausgerichtet und durch das
Reibschweißverfahren miteinander verbunden. Der
Außendurchmesser des anzuschließenden Stabilisatorteils 2 kann
hier eine Vielzahl verschiedener Werte aufweisen, so daß für
eine Vielzahl unterschiedlich aufgebauter
Stabilisatoranordnungen 1 stets die identischen
Kopplungsglieder 9 verwendet werden können.
Für eine verbesserte Kraft- bzw. Momentenübertragung kann
entsprechend Fig. 5 das als Steckteil ausgebildete
Kopplungsglied 9 auch mit einem Änsatz 20 ausgestattet sein,
der einen an das Stabilisatorteil 2 angeglichenen
Außendurchmesser im Bereich der Stirnflächen 18 und 19
aufweist.
Ebenso kann entsprechend Fig. 6 ein als Flansch ausgebildetes
Kopplungsglied 10 mit einem derartigen Ansatz 21 ausgestattet
sein, der eine Kraft- bzw. Momentenübertragung mit reduzierten
Kraft- bzw. Momentenspitzen ermöglicht.
Ebenso ist es entsprechend Fig. 7 möglich, das flanschförmige
Kopplungsglied 10 ohne einen solchen Ansatz 21 (vgl. Fig. 6)
auszustatten, so daß auch hier wieder nahezu beliebige
Außendurchmesser für das jeweilige Stabilisatorteil, hier
Stabilisatorteil 3, mit dem flanschförmigen Kopplungsglied 10
reibverschweißbar sind.
Die Herstellung der Stabilisatoranordnung 1 kann
erfindungsgemäß wie folgt ablaufen:
Die Stabilisatorteile 2 und 3 und der Aktuator 4 sowie die
Kopplungsglieder 9 und 10 werden jeweils separat hergestellt,
wobei die Kopplungsglieder 9 und 10 entsprechend einer ersten
Alternative vollständig fertiggestellt oder entsprechend einer
zweiten Alternative noch ohne die jeweiligen
Befestigungsmittel, z. B. die Verzahnung oder
Verschraubungsbohrungen, ausgebildet werden können.
Vor der Befestigung der Stabilisatorteile 2 und 3 am Aktuator
4 werden die Kopplungsglieder 9 und 10 am jeweiligen
Stabilisatorteil 2 bzw. 3 durch ein Reibschweißverfahren
stoffschlüssig angebracht. Sofern die jeweiligen,
obengenannten Befestigungsmittel an den Kopplungsgliedern 9
und 10 noch nicht ausgebildet sind, werden diese in einem
nachfolgenden Bearbeitungsschritt angebracht, wobei zusätzlich
auf die gewünschte Relativlage zwischen Aktuator 4 und
nachfolgend daran fixierten Stabilisatorteilen 2 und 3
Rücksicht genommen werden muß. Bei bereits fertiggestellten
Kopplungsgliedern 9 und 10, d. h. bei bereits mit den
jeweiligen Befestigungsmitteln ausgestatteten
Kopplungsgliedern 9, 10 wird das Reibschweißverfahren
vorzugsweise so ausgeführt, daß die beim Reibschweißen relativ
zueinander rotierenden Bauteile so angehalten bzw. gestoppt
werden, daß sich zwischen dem Stabilisatorteil 2 bzw. 3 und
dem zugehörigen Kopplungsglied 9 bzw. 10 eine bestimmte
Relativlage ergibt, die mit derjenigen Relativlage korreliert,
die für die Anbindung des Stabilisatorteils 2 bzw. 3 an den
Aktuator 4 erwünscht ist.
Es ist klar, daß die Anbindung der Stabilisatorteile 2 bzw. 3
ebenso auch direkt an den Anschlüssen 5 bzw. 6 des Aktuators 4
durchgeführt werden kann, wobei dann das Reibschweißverfahren
in entsprechend angepaßter Weise durchgeführt wird.
Ein sich im Rahmen der Reibschweißverbindung ausbildender
Schweißwulst kann zum Abschluß des Reibschweißverfahrens
mittels eines Stempels entfernt werden.