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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Wankregelungsstellantrieb
für ein
Wankregelsystem von einem Kraftfahrzeug, wie in dem Oberbegriff
von Anspruch 1 beschrieben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es ist bekannt, für ein Kraftfahrzeug ein Wankregelungssystem
mit einem Torsionsstab vorzusehen, welcher in zwei Teilen ausgebildet
ist, wobei ein Stellantrieb zwischen den beiden Teilen angeordnet
ist. Der Stellantrieb wird steuerbar angetrieben, um entweder eine
freie relative Drehbewegung der beiden Teile des Torsionsstabes
um ihre Längsachsen
herum (zum Beispiel während
einer geradlinigen Bewegung des Kraftfahrzeuges) zu erlauben, oder
um ein Drehmoment zwischen den beiden Teilen zu erzeugen (oder diese
zu blockieren) (z. B. während
des Kurvenfahrens des Kraftfahrzeuges). Bekannte Wankregelungsstellantriebe,
wie sie z. B. in der GB-A-2212770 und der GB-A-2220625 beschrieben
werden, sind kompliziert. Die GB 2 318 771 beschreibt die in dem
Oberbegriff von Anspruch 1 erwähnten
Merkmale.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Wankregelungsstellantrieb bereitzustellen, der das
vorstehend erwähnte
Problem überwindet.
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Ein Wankregelungsstellantrieb gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Einbau zwischen ersten und zweiten axial ausgerichteten
Teilen eines Torsionsstabes wird in Anspruch 1 beschrieben.
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Der Wankregelungsstellantrieb gemäß der vorliegenden
Erfindung ist viel einfacher und deshalb leichter zusammenzubauen
als bisher bekannte Stellantriebe.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nun
beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erklärt,
in welchen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Wankregelungssystems eines Kraftfahrzeuges
mit einem Wankregelungsstellantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung,
ist; und
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2 eine
Querschnittsansicht eines Wankregelungsstellantriebs von 1 ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Unter Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen umfasst das Wankregelungssystem 10 einen Torsionsstab 12,
der in einen ersten bzw. zweiten Teil 14, 16 aufgeteilt
ist. Jedes Ende des Torsionsstabes 12 ist mit einer Radachse 18, 20 verbunden,
an welcher ein Rad 22, 24 drehbar befestigt ist.
Die Radachsen 18, 20 sind über Aufhängungseinheiten 26, 28 an
der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) befestigt. Die ersten und
zweiten Teile 14, 16 des Torsionsstabes 12 weisen
Abschnitte 30, 32 auf, die axial ausgerichtet
sind. Die axial ausgerichteten Abschnitte 30, 32 sind
durch einen Wankregelungsstellantrieb 34 verbunden.
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Der Wankregelungsstellantrieb 34 wie
in 2 gezeigt, umfasst
ein zylindrisches Gehäuse 36,
das durch eine Stirnwand 38 mit dem Abschnitt 32 von
dem zweiten Teil 16 des Torsionsstabes 12 verbunden
ist. Der Stellantrieb 34 umfasst des Weiteren eine Stange 40,
die in dem Gehäuse 36 angeordnet
ist, sich aus dem anderen Ende 42 des Gehäuses heraus
erstreckt und mit dem Abschnitt 30 von dem ersten Teil 14 des
Torsionsstabes 12 verbunden ist. Das Gehäuse 36 und
die Stange 40 sind koaxial an der Achse A. Eine äußere röhrenförmige Hülse 35 umgibt
das Gehäuse 36.
Die Stirnwand 38 ist im Inneren der äußeren röhrenförmigen Hülse 35 an einem Ende 39 derselben,
vorzugsweise durch einen Sicherungsring 37, befestigt.
Eine zweite Stirnwand 44 ist in dem anderen Ende 43 der äußeren Hülse 35 befestigt.
Die Stirnwand 44 steht mit einer Schulter 41 an
der Stange 40 und mit dem Gehäuse 36 in Eingriff.
Das Gehäuse 36 ist
daher zwischen den Stirnwänden 38, 44 gesichert,
um im Wesentlichen eine axiale Bewegung von dem Gehäuse in Bezug
auf die äußern Hülse 35 zu
verhindern. Die zweite Stirnwand 44 verhindert im Wesentlichen
eine axiale Bewegung der Stange 40 in Bezug auf das Gehäuse 36,
erlaubt aber eine Drehung des Stabes um die Achse A in Bezug auf
das Gehäuse
herum.
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Eine zylindrische innere Hülse 46 ist
in dem Gehäuse 36 zwischen
dem Gehäuse
und der Stange 40 und koaxial an der Achse A angeordnet.
Das zylindrische Gehäuse 36 weist
neben der inneren Hülse 46 ein
Innengewinde 48 mit einem halbkugelförmigen Querschnitt auf. Die
innere Hülse 46 weist
benachbart zu dem Gewinde 48 in dem Gehäuse 36 ein entsprechendes
Außengewinde 50 mit
einem halbkugelförmigen
Querschnitt auf. Ein erstes Verbindungsmittel in der Form von Kugeln 52 ist
in den Gewinden 48, 50 drehbar angeordnet. Eine
axiale Bewegung der inneren Hülse 46 resultiert
daher in einer Drehung des Gehäuses 36 um
die Achse A herum. Die Stange 40 weist benachbart zu der
inneren Hülse 46 äußere, sich
axial erstreckende, halbkugelförmige Nuten 54 auf.
Die innere Hülse 46 weist
benachbart zu den Nuten 54 in der Stange 40 entsprechende
innere, sich axial erstreckende, halbkugelförmige Nuten 56 auf.
Ein zweites Verbindungsmittel in der Form von Kugeln 58 ist
in den Nuten 54, 56 drehbar angeordnet. Die innere
Hülse 46 kann
daher in der axialen Richtung in Bezug auf die Stange 40 gleiten,
aber eine Drehbewegung der inneren Hülse um die Achse A herum resultiert
in einer entsprechenden Drehbewegung der Stange 40 um die
Achse A herum.
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Eine Kammer 60 ist in dem
Gehäuse 36 zwischen
der Stirnwand 38 des Gehäuses und dem Ende 62 der
Stange 40 angeordnet. Ein sich radial erstreckender Kolben 64 ist
in der Kammer 60 angeordnet und kann in der axialen Richtung
gleiten. Der Kolben 64 trennt fluidisch erste und zweite
Fluidkammern 66, 68 in der Kammer 60.
Der Kolben 64 ist an der inneren Hülse 46 sicher befestigt,
sodass die innere Hülse
und der Kolben sich zusammen bewegen. Die erste Fluidkammer 66 ist über einen
Einlass 74 in der Stirnwand 38 und ein sich axial
erstreckendes Rohr 70, das durch den Kolben 64 führt, sowie
durch ein äußeres Rohr 78 mit
einer Fluidpumpe 72 verbunden. Die zweite Fluidkammer 68 ist über einen
Einlass 76 in der Stirnwand 38 und ein äußeres Rohr 80 mit
der Fluidpumpe 72 verbunden. Die erste und zweite Fluidkammer 66, 68 enthalten
Fluid, und definieren Steuermittel. Die Pumpe 72 wird durch
eine elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt) angetrieben, die
den Lenkwinkel der Räder 22, 24 überwacht. Das
Steuermittel steuert die relative drehende Bewegung zwischen der
Stange 40 und dem Gehäuse 36, wie
unten stehend erklärt
werden wird.
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Während
des Geradeausfahrens des Kraftfahrzeuges ist die Pumpe 72 nicht
in Betrieb, und kein Fluiddruck wird auf die Fluidkammern 66, 68 aufgebracht.
Falls sich der Abschnitt 30 von dem ersten Teil 14 des
Torsionsstabes 12 um die Achse A in Bezug auf den Abschnitt 32 von
dem zweiten Teil 16 des Torsionsstabes herum dreht, wird
sich die Stange 40 um die Achse in Bezug auf das Gehäuse 36 herum drehen.
Eine solche relative Drehung wird bewirken, dass die innere Hülse 46 sich
um die Achse A herum dreht und sich in der axialen Richtung in Bezug
auf das Gehäuse 36 bewegt,
auf Grund der Wechselwirkung zwischen den Gewinden 48, 50 und
den Kugeln 52. Da in keiner der Fluidkammern 66, 68 ein
Fluiddruck vorhanden ist, ist der Kolben 64 frei, um in
der Kammer 60 zu gleiten. Als eine Folge wird der Torsionsstab
im Wesentlichen keine Wirkung auf das Kraftfahrzeug haben.
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Während
des Kurvenfahrens des Kraftfahrzeuges wird der Abschnitt 30 von
dem ersten Teil 14 des Torsionsstabes 12 versuchen,
sich um die Achse A in Bezug auf den Abschnitt 32 von dem
zweiten Teil 16 des Torsionsstabes herum zu drehen. Während des
Kurvenfahrens wird auch die Pumpe 72 betrieben, und unter
Druck stehendes Fluid wird auf die erste Fluidkammer 66 oder
auf die zweite Fluidkammer 68 aufgebracht, abhängig von
der Richtung des Kurvenfahrens. Das unter Druck stehende Fluid wirkt an
dem Kolben 64, um den Kolben und die innere Hülse 46 in
der axialen Richtung anzutreiben. Die axiale Bewegung der inneren
Hülse 46 hat
im Wesentlichen keine Wirkung an der Stange 40 (wegen der
Anordnung der Nuten 54, 56 und der Kugeln 58), bringt
jedoch auf Grund der Wechselwirkung zwischen den Gewinden 48, 50 und
den Kugeln 52 ein Drehmoment auf das Gehäuse 36 auf,
welches versucht, das Gehäuse
um die Achse A herum zu drehen. Als eine Folge kann der Abschnitt 30 von
dem ersten Teil 14 des Torsionsstabes 12 im Wesentlichen
daran gehindert werden, sich um die Achse A herum in Bezug auf den
Abschnitt 32 von dem zweiten Teil 16 des Torsionsstabes
zu drehen, und der Torsionsstab wird für einen Nichtwankungseffekt
an dem Kraftfahrzeug sorgen.
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Die Kugeln 52, 58 können durch
alternative Mittel ersetzt werden, um das Gehäuse 36 und die innere
Hülse 46 zu
verbinden, und um die innere Hülse mit
der Stange 40 zu verbinden. Neben der vorstehend beschriebenen
Anordnung mit unter Druck stehendem Fluid können alternative Formen von
Steuermitteln verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Elektromagnet-Anordnung
für die
Steuerung der Bewegung der inneren Hülse verwendet werden, wobei in
diesem Fall der Kolben weggelassen sein kann. Als eine weitere Alternative
kann die Pumpe durch eine Kolbenanordnung, oder eine Anordnung mit
einem Bypassventil ersetzt sein.