EP4240601A1 - Stabilisatoranordnung mit aktuator für ein zweispuriges fahrzeug - Google Patents

Stabilisatoranordnung mit aktuator für ein zweispuriges fahrzeug

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Publication number
EP4240601A1
EP4240601A1 EP21805484.9A EP21805484A EP4240601A1 EP 4240601 A1 EP4240601 A1 EP 4240601A1 EP 21805484 A EP21805484 A EP 21805484A EP 4240601 A1 EP4240601 A1 EP 4240601A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
stabilizer
section
arrangement according
outer part
Prior art date
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Pending
Application number
EP21805484.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel SCHRÖDER
Thomas Schrüllkamp
Andreas Gersmeier
Gerhard Zeller
Serge Vos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Muhr und Bender KG
Original Assignee
Muhr und Bender KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Muhr und Bender KG filed Critical Muhr und Bender KG
Publication of EP4240601A1 publication Critical patent/EP4240601A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
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    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/22—Spring constant

Definitions

  • the invention relates to a stabilizer arrangement with an actuator for a two-track vehicle.
  • a stabilizer arrangement serves to counteract rolling of the vehicle and thus to contribute to improving the driving dynamics or the road holding of the vehicle.
  • the ends of a stabilizer are each connected to a wheel suspension of a vehicle axle.
  • the stabilizer bar is attached to the vehicle body between the two ends.
  • Passive, semi-active and active anti-roll bar assemblies are known.
  • a roll control actuator for a torsion bar comprising a cylindrical housing connectable to a first part of the torsion bar and a rod rotatable in the housing and connectable to a second part of the torsion bar.
  • a cylindrical sleeve is disposed within and non-rotatably connected to the housing and has circumferential recesses in an inner surface.
  • the rod has external threads on its outer surface. Balls engage on the inside in the external thread of the rod and on the outside in the recesses of the sleeve.
  • Control means in the form of two fluid chambers cooperate with the housing and the rod, the fluid chambers being located on opposite sides of a rib of the sleeve.
  • the two fluid chambers are connected to a pump which can apply hydraulic fluid to the chambers.
  • a stabilizer arrangement for a two-lane vehicle is known from WO 2020/225029 A1, which includes an actuator with two working chambers.
  • the actuator includes a gear unit which is designed such that a rotational movement of the Stabilizer halves can be converted into a translational movement of an intermediate element arranged between the working chambers.
  • a semi-active stabilizer arrangement for a motor vehicle is known from DE 10 2009 029 802 A1.
  • the stabilizer bar assembly includes a split stabilizer bar having a first stabilizer section coupled to a second stabilizer section via a hydraulic actuator.
  • the first stabilizer section is torsionally connected to a housing of the actuator, and the second stabilizer section is torsionally connected to a shaft protruding into the housing.
  • a displaceable piston is arranged in the housing, from which two hydraulically connected chambers can be pressurized.
  • the chambers are directly interconnected with the incorporation of a control element.
  • DE 10 2008 030 361 A1 discloses a roll stabilizer system with a two-part torsion shaft and a torsion motor for adjustment.
  • a first shaft part is non-rotatably connected to a sleeve-shaped housing into which the second shaft part extends.
  • a piston is accommodated in the housing, the inner lateral surface of which has a helical contour, so that it can move axially and is guided in a rotationally fixed manner on the second shaft part.
  • the piston has an eccentric through hole through which the second shaft portion extends.
  • DE 20 2015 101 123 111 discloses a semi-active stabilizer arrangement for a chassis of a vehicle.
  • the stabilizer arrangement comprises two stabilizer parts which are separate from one another and can be rotated in opposite directions.
  • An actuator is provided between the two stabilizer parts, which connects their free end regions to one another.
  • the actuator includes electromagnetically interacting coil elements.
  • a stabilizer arrangement is known from DE 10 2017 1 18 044 A1, with a first stabilizer rod, a second stabilizer rod and a rotation damper arranged between them.
  • the rotary damper can implement two operating modes depending on the driving condition of the vehicle.
  • the present invention is based on the object of proposing a stabilizer arrangement with an actuator which is of simple design and requires little installation space.
  • a stabilizer arrangement for a dual-track vehicle comprising: a first stabilizer section; a second stabilizer section; a spring element disposed between the first stabilizer section and the second stabilizer section; a hydraulic actuator having an actuator outer non-rotatably connected to one of the first and second stabilizer sections, and an actuator inner part non-rotatably connected to the other of the first and second stabilizer sections, and an intermediate member connected via external engagement means to the actuator outer part and is connected to the actuator inner part via inner engagement means, one of the outer and inner engagement means having a pitch component in the axial direction and the other of the outer and inner engagement means running parallel to the longitudinal axis, so that a relative rotational movement between the actuator outer part and the actuator inner part is converted into axial movement of the intermediate member, the intermediate member pressurizing a first hydraulic chamber when moving in a first direction and a second hydraulic chamber when moving in the opposite second direction chamber pressurized; wherein the first hydraulic chamber and a second hydraulic chamber are hydraulically connected to one another with the inter
  • An advantage of the stabilizer arrangement is that it has a short axial overall length due to the outer engagement means on the actuator outer part and the inner engagement means on the actuator inner part.
  • the outer and inner engagement means can in particular be arranged at least partially overlapping one another axially. This allows a simpler axis integration depending on the available space.
  • the hydraulic actuator on the one hand and the spring element on the other are arranged functionally in parallel between the first and second stabilizer sections.
  • the stabilizer bar assembly with at least two different Spring characteristics operable.
  • the two stabilizer sections which can also be referred to as stabilizer halves, are coupled by means of the spring element such that they can rotate relative to one another, as a result of which the stabilizer can be operated with a first spring characteristic.
  • the two stabilizer sections can be hydraulically coupled or coupled by means of the hydraulic actuator such that they can rotate relative to one another, as a result of which the stabilizer can be operated with a second spring characteristic.
  • a first hydraulic connection for the first hydraulic chamber and a second hydraulic connection for the second hydraulic chamber are both connected to the actuator outer part.
  • both connections and also the hydraulic lines connected to them rotate together with the outer part of the actuator.
  • the hydraulic lines between the first and the second connection and the control unit can be designed as rigid lines which are robust and have a long service life.
  • the control element can be arranged at least partially with an axial overlap with the actuator.
  • a housing of the control element can be firmly connected to the outer part of the actuator, for example by means of materially bonded connection means such as gluing or welding, or form-fitting connection means such as screws.
  • the control element can be arranged at least partially axially offset from the actuator.
  • the control housing can be fixedly connected at least indirectly to the outer part of the actuator, for example on the stabilizer section that is non-rotatably connected to the outer part of the actuator.
  • the actuator outer part is designed as a housing part and the actuator inner part as a hollow shaft.
  • One of the parts actuator outer part and actuator inner part is non-rotatably connected to the first stabilizer section, while the other of the parts mentioned is non-rotatably connected to the second stabilizer section.
  • the spring element arranged between the stabilizer sections is designed in particular in the form of a torsion spring.
  • the torsion spring preferably extends axially through the actuator inner part designed as a hollow shaft. A first end portion of the spring element is non-rotatably connected to the first stabilizer section, and a second end portion of the spring element is non-rotatably connected to the second stabilizer section.
  • the intermediate element sits in the manner of a piston between the actuator outer part and the actuator inner part in an axially movable manner, and in this respect can also be referred to as a piston element.
  • the intermediate or piston element forms a rotation-translation converter together with the outer engagement means on the actuator outer part and the inner engagement means on the actuator inner part.
  • a relative rotational movement between the actuator outer part and the actuator inner part is converted into a translational movement of the piston element, so that pressure is applied to the respective hydraulic chamber depending on the direction of rotation.
  • the assignment of the means of engagement with or without an axial gradient component to the actuator outer part or actuator inner part can in principle be freely selected.
  • the engagement means with an axial pitch component are assigned to the actuator outer part, and the engagement means without an axial pitch component are correspondingly assigned to the actuator inner part.
  • the engagement means can be designed with an axial pitch component in the form of helical gearing, with outer helical gearing being formed on the intermediate element, which engages in a correspondingly opposite inner helical gearing on the actuator outer part in a screw-like, rotatable manner.
  • the engagement means without an axial pitch component can be designed in the form of a longitudinal toothing, with an inner hollow shaft toothing being formed on the intermediate element, which engages in a rotationally fixed and axially movable manner in an opposite shaft toothing of the actuator inner part.
  • the axial extent of the engagement means running parallel to the longitudinal axis can in particular be shorter than an axial length of the intermediate element, in particular shorter than 0.5 times the axial length of the intermediate element. This allows the intermediate element to move axially relative to the inner part of the actuator.
  • the intermediate element of the actuator has a first end section, which is assigned to the first hydraulic chamber, and a second end section, which is assigned to the second hydraulic chamber. The two hydraulic chambers are hydraulically sealed against each other.
  • one of the two end sections can be sealed against the actuator outer part by means of an outer seal and seal-free against the actuator inner part, while the other of the two end sections is sealed against the actuator inner part by means of an inner seal and is seal-free against the actuator outer part.
  • This design means that only two seals are required to seal the piston element from the two hydraulic chambers or the two hydraulic chambers from one another, which has a favorable effect on the manufacturing and assembly costs.
  • the control element can be designed according to the requirements of the stabilizer arrangement, the first and second hydraulic chambers preferably being hydraulically connected to one another in at least one state of the control element.
  • the damping of the stabilizer arrangement can be adjusted as required depending on the speed of the forces or moments introduced, which in turn depend on the frequency of movement of the vehicle.
  • the hydraulic actuator is preferably designed such that a low damping force is achieved at higher frequencies of, for example, greater than 2 Hz, in particular greater than 5 Hz, and a greater damping force at lower frequencies of, for example, less than 5 Hz, in particular less than 2 Hz is produced.
  • a semi-active or adaptive design is possible, in which the damping behavior is adapted automatically, ie purely physically or hydraulically, without external hydraulic or electrical (pneumatic, magnetic, etc.) activation.
  • an active version with a separate external controller is possible.
  • the control element can comprise a frequency-selective valve which has a variable damping force depending on an oscillation frequency and/or the oscillation amplitude of the stabilizer arrangement.
  • the frequency-selective valve can be designed such that it higher excitation frequencies and/or vibration amplitudes has a lower damping force than at low excitation frequencies and/or vibration amplitudes. This can be accomplished by appropriately selecting the bore sizes in the valve to direct the desired volumetric flow of hydraulic fluid.
  • small drain bores or orifices in the valve can allow hydraulic fluid to pass through when the excitation is slow, while a hydraulic flow is prevented or dampened when the excitation is rapid.
  • the control element can include a frequency-selective valve and at least one controllable switching valve.
  • the frequency-selective valve can be configured as in the first option.
  • the at least one switching valve is arranged in the hydraulic connection between the two hydraulic chambers. In the closed position, the hydraulic connection between the chambers is interrupted, so that the piston element of the actuator is prevented from moving axially. In this switching position, the actuator outer part and the actuator inner part are locked together in a torsionally rigid manner. A comparatively hard spring characteristic results.
  • the two chambers communicate with one another hydraulically, so that the actuator piston element can move axially when the two stabilizer sections rotate relative to one another. In this switching position, the damping takes place by means of the frequency-selective valve in a variable manner depending on the oscillation frequency of the stabilizer arrangement.
  • the control element can include a controllable switching valve, as in the second option, but without a frequency-selective valve.
  • the two chambers In the closed position of the switching valve, the two chambers are hydraulically separated from one another, so that the outer part of the actuator and the inner part of the actuator are locked together in a torsionally rigid manner. A comparatively hard spring characteristic results.
  • the two chambers In the open position of the switching valve, the two chambers communicate with one another hydraulically, so that the actuator piston element can move axially when the two stabilizer sections rotate relative to one another. This results in a comparatively soft spring characteristic via the spring element connected to the stabilizer sections.
  • FIG. 1 shows a stabilizer arrangement according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 2 shows the actuator of the stabilizer arrangement from FIG. 1 as a detail in longitudinal section
  • FIG. 3 shows the stabilizer arrangement from FIG. 1 schematically
  • FIG. 4 schematically shows a stabilizer arrangement according to the invention in a second embodiment
  • FIG. 5 schematically shows a stabilizer arrangement according to the invention in a third embodiment
  • FIG. 6 shows a stabilizer arrangement according to the invention in a further embodiment with a modified connection of the control unit
  • FIG. 7 shows a stabilizer arrangement according to the invention in a further embodiment with a modified arrangement of the control unit
  • FIG. 8 shows an actuator arrangement in a modified embodiment for a stabilizer arrangement according to the invention
  • FIG. 9 shows an actuator arrangement in a modified embodiment for a stabilizer arrangement according to the invention.
  • FIGS 1 to 3 which are described together below, show a stabilizer arrangement 2 according to the invention in a first embodiment.
  • the stabilizer arrangement 2 comprises a first stabilizer section 3 and a second stabilizer section 4, which are coupled to one another such that they can rotate in opposite directions by means of a spring element 5, the stabilizer being operable with a first spring characteristic.
  • the stabilizer arrangement 2 also includes a hydraulic actuator 6, via which the two stabilizer sections 3, 4 can be hydraulically coupled to one another in a functionally parallel arrangement to the spring element 5, the stabilizer being operable with a second spring characteristic.
  • the actuator 6 includes an actuator outer part 7, which is rotatably connected to the first stabilizer section 3, an actuator inner part 8, which is connected to the second Stabilizer section 4 is rotationally connected, as well as an intermediate element 9 arranged radially between the two actuator parts 7, 8.
  • the actuator outer part 7 is presently designed as a housing part, and the actuator inner part 8 as a hollow shaft, without being restricted to this.
  • the inner part 8 of the actuator is rotatably mounted about the longitudinal axis A in the outer part 7 of the actuator, in particular by means of suitable bearing means 10, 11, and is sealed off from the latter by means of suitable sealing elements 12, 13.
  • the actuator outer part 7 includes a connection section 14 which is firmly connected to the first stabilizer section 3 .
  • the actuator inner part 8 designed as a hollow shaft has a connection section 15 to which the second stabilizer section 4 is firmly connected.
  • the spring element 5 is designed in particular as a torsion bar spring, with a first spring end 16 being non-rotatably connected to the connection section 14 of the actuator outer part 7 via a plug connection and a second spring end 17 being non-rotatably connected to the connection section 15 of the actuator inner part 8 via a plug connection.
  • a second spring rate results from the actuator 6. Its intermediate element 9 sits in the manner of a piston between the actuator outer part 7 and the actuator inner part 8 in an axially movable manner.
  • the intermediate element 9 is part of a rotation-translation converter which is designed in such a way that a twisting movement of the two actuator parts 7, 8 relative to one another is converted or can be converted into an axial movement of the intermediate element 9.
  • outer engagement means 18 are provided, with which the intermediate element 9 is in particular positively engaged with the actuator outer part 7, and inner engagement means 19, with which the intermediate element 9 is particularly positively engaged with the actuator inner part 8.
  • the outer engagement means 18 have a pitch component in the axial direction, whereas the inner engagement means 19 are axially pitch-free relative to the longitudinal axis A or run parallel to it. It goes without saying that a reverse assignment of the engagement means with and without a gradient component to the outer and inner actuator part is also possible.
  • the engagement means 18 with an axial pitch component are designed in particular in the form of a helical arrangement, in which an outer helical toothing 29 of the intermediate element 9 engages in an opposite inner helical toothing 30 of the actuator outer part 7 in such a way that the intermediate element and the actuator outer part can be rotated in relation to one another in a screw-like manner.
  • the engagement means 19 without an axial pitch component are designed in particular in the form of a longitudinal toothing, with an inner hollow shaft toothing 31 of the intermediate element 9 engaging in an opposite shaft toothing 32 of the actuator inner part 8 in a rotationally fixed and axially movable manner.
  • the effective axial length of the axis-parallel engagement means 19 is shorter than the axial length of the intermediate element 9, in particular shorter than 0.5 times the axial length of the intermediate element.
  • a first hydraulic chamber 20 When the intermediate element 9 is moved in a first axial direction R1, a first hydraulic chamber 20 is pressurized.
  • a second hydraulic chamber 21 located on the opposite side of the piston member is pressurized.
  • the two hydraulic chambers 20, 21 are hydraulically sealed from one another by the piston element and are hydraulically connected to one another with the interposition of a control element 22. This includes the possibility that the two hydraulic chambers 20, 21 can be hydraulically connected to one another via the control element 22, ie the hydraulic chambers are connected to one another in at least one state of the control element 22.
  • an inner seal 24 is provided on a first end section 23 of the intermediate element 9, which seals off the first hydraulic chamber 20 from the actuator inner part 8, the first end section 23 from the actuator outer part 7 being free of seals.
  • An outer seal 26 is provided on the second end section 25 of the intermediate element 9 , which seals off the second hydraulic chamber 21 from the actuator outer part 7 , the second end section 25 from the actuator inner part 8 being free of seals. Only two seals 24, 26 are therefore required to seal off the intermediate element 9 from the two hydraulic chambers 20, 21.
  • the end sections 23, 25 can be designed as seal supports which are firmly connected to the intermediate element 9, for example by means of welding.
  • a first hydraulic connection 27 to the first hydraulic chamber 20 and a second hydraulic connection 28 to the second hydraulic chamber 21 are provided on the actuator outer part 7 .
  • the connections 27, 28 are hydraulically connected to the control element 22 via hydraulic lines 38, 39, which can be designed as rigid or flexible lines.
  • the control element 22 can be designed according to the requirements of the stabilizer arrangement 2. By designing the control element 22 appropriately, the damping of the stabilizer arrangement 2 can be adjusted as required depending on the speed of the forces or moments introduced, which in turn depend on the frequency of movement of the vehicle.
  • the hydraulic actuator 6 is preferably designed such that a low damping force is achieved at higher frequencies of, for example, greater than 2 Hz, in particular greater than 5 Hz, and a greater damping force is achieved at lower frequencies of, for example, less than 5 Hz, in particular less than 2 Hz damping force is generated.
  • FIG. 1 Various functional exemplary embodiments of the actuator 6 or control element 22 are explained below with reference to FIGS. It goes without saying that the stabilizer arrangement shown in FIG. 1 can be provided with any of the actuators or control elements described below.
  • the actuator 6 with the control element 22 is designed as a semi-active system.
  • the control element 22 comprises a damping unit 33, which is hydraulically connected to the first and second hydraulic chambers 20, 21, and a pressure accumulator 34.
  • the damping unit 33 is designed in the form of a frequency-selective valve that generates a variable damping force as a function of an oscillation frequency and / or Vibration amplitude of the stabilizer assembly 2 allows.
  • the frequency-selective valve is designed in particular in such a way that it has a lower damping force at higher excitation frequencies or vibration amplitudes than at low excitation frequencies or vibration amplitudes.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the actuator 6 or of the control unit 22, which is designed as an active system. This embodiment largely corresponds to the embodiment according to FIG. 3, to the description of which reference is made for abbreviation. The same details are provided with the same reference symbols.
  • two externally controllable switching valves 35, 36 are provided according to FIG. 4, which are arranged between the hydraulic chambers 20, 21 and the connections of the frequency-selective valve. In the closed position of the switching valves 35, 36, which is shown in FIG.
  • the hydraulic connection between the chambers 20, 21 is interrupted, so that the piston element 9 of the actuator 6 is prevented from moving axially.
  • the actuator outer part 7 and the actuator inner part 8 are locked together in a torsionally rigid manner.
  • the result is a comparatively hard spring characteristic, bypassing the spring element 5.
  • the switching valves 35, 36 are in the open position, the two chambers 20, 21 communicate hydraulically with one another, so that the piston element 9 can move axially when the two stabilizer sections 3, 4 rotate relative to one another.
  • the damping takes place by means of the frequency-selective valve 33 in a variable manner depending on the oscillation frequency of the stabilizer arrangement.
  • the frequency-selective valve 33 can be designed as in the embodiment according to FIG.
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment for the actuator 6 or the control unit 22, which is designed as an active system.
  • This exemplary embodiment is characterized in that only one controllable switching valve 35 is provided, but no frequency-selective valve.
  • the switching function is as described in FIG. In the closed position of the switching valve 35, the two chambers 20, 21 are hydraulically separated from one another. When the switching valve 35 is in the open position, the two chambers 20, 21 communicate with one another hydraulically, so that the two stabilizer sections 3, 4 can rotate relative to one another and the piston element 9 can move axially accordingly.
  • the design of the actuator 6 according to the invention results in structural flexibility with regard to the design and arrangement of the control element 22.
  • Various structural exemplary embodiments for the arrangement of the control element 22 are explained below with reference to FIGS.
  • the control element 22 is arranged so that it overlaps the actuator 6 in the axial direction.
  • the housing 37 of the control element 22 is firmly connected to the actuator outer part 7, for example by gluing, welding or a screw connection.
  • the connecting lines 38, 39 or connections 27, 28 open into axial end sections of the actuator 6.
  • control element is arranged offset axially with respect to the actuator 6 .
  • the control housing 37 is firmly connected to a stabilizer section 3 or sits on it.
  • the lines 38, 39 are preferably designed in such a way that they have little rotational mobility in order to compensate for relative twisting between the stabilizer sections 3, 4.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 8 is characterized in that the pressure accumulator 34 of the control element 22 is designed as a separate element and is connected to the damping element 33. Furthermore, the control element 22 and the pressure accumulator 34 are arranged with an axial overlap with the actuator 6 .
  • the housing 37 of the control element 22 is firmly connected to the actuator housing 7 .
  • the connecting lines 38, 39 or connections 27, 28 connect to a casing section of the actuator housing.
  • control element 22 includes the damping unit 33 and the pressure accumulator 34 as a structural unit.
  • the control element 22 is longer than the actuator 6 and protrudes beyond it on one side in the axial direction.
  • the connecting lines 38, 39 or connections 27, 28 connect to a casing section of the actuator housing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein zweispuriges Fahrzeug, umfassend: einen ersten und einen zweiten Stabilisatorabschnitt (3, 4); ein Federelement (5) zwischen den Stabilisatorabschnitten (3, 4); einen hydraulischen Aktuator (6) mit einem Aktuatoraußenteil (7) und einem Aktuatorinnenteil (8), die jeweils mit einem der Stabilisatorabschnitte (3, 4) drehfest verbunden sind, sowie mit einem Zwischenelement (9), das über äußere und innere Eingriffsmittel (18, 19) mit dem Aktuatoraußenteil beziehungsweise Aktuatorinnenteil (7, 8) verbunden ist, wobei eines der Eingriffsmittel (18, 19) eine Steigungskomponente in axiale Richtung aufweist und das andere parallel zur Längsachse verläuft, so dass ein relative Drehbewegung der Aktuatorteile (7, 8) in eine axiale Bewegung des Zwischenelements (9) umgewandelt wird, wobei das Zwischenelement (9) eine erste beziehungsweise zweite Hydraulikkammer (20, 21) druckbeaufschlagt; wobei die Hydraulikkammern (20, 21) unter Zwischenschaltung eines Steuerelements (22) hydraulisch miteinander verbunden sind.

Description

Stabilisatoranordnung mit Aktuator für ein zweispuriges Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung mit Aktuator für ein zweispuriges Fahrzeug.
Eine Stabilisatoranordnung dient dazu, einem Wanken des Fahrzeugs entgegenzuwirken und so zu einer Verbesserung der Fahrdynamik beziehungsweise der Straßenlage des Fahrzeugs beizutragen. Die Enden eines Stabilisators werden mit jeweils einer Radaufhängung einer Fahrzeugachse verbunden. Zwischen den beiden Enden wird der Stabilisator an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Es sind passive, semi-aktive und aktive Stabilisatoranordnungen bekannt.
Aus der GB 2 318 771 A ist ein Wanksteuerungaktuator für einen Torsionsstab bekannt, mit einem zylindrischen Gehäuse, das mit einem ersten Teil des Torsionsstabs verbindbar ist, und einer im Gehäuse drehbaren Stange, die mit einem zweiten Teil des Torsionsstabs verbindbar ist. Eine zylindrische Hülse ist im Gehäuse angeordnet und mit diesem drehfest verbunden, die umlaufende Ausnehmungen in einer Innenfläche aufweist. Die Stange weist auf ihrer Außenfläche ein Außengewinde auf. Kugeln greifen innen in das Außengewinde der Stange und außen in die Ausnehmungen der Hülse ein. Steuermittel in Form von zwei Fluidkammern wirken mit dem Gehäuse und der Stange zusammen, wobei die Fluidkammern auf entgegengesetzten Seiten einer Rippe der Hülse angeordnet sind. Die beiden Fluidkammern sind mit einer Pumpe verbunden, welche die Kammern mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagen kann.
Aus der WO 2020/225029 A1 ist eine Stabilisatoranordnung für ein zweispuriges Fahrzeug bekannt, die einen Aktuator mit zwei Arbeitskammern umfasst. Der Aktutator umfasst eine Getriebeeinheit, die derart ausgelegt ist, dass eine Rotationsbewegung der Stabilisatorhälften in eine Translationsbewegung eines zwischen den Arbeitskammern angeordneten Zwischenelements umwandelbar ist.
Aus der DE 10 2009 029 802 A1 ist eine semi-aktive Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Stabilisatoranordnung umfasst einen geteilten Stabilisator, dessen erster Stabilisatorabschnitt über einen hydraulischen Aktuator mit einem zweiten Stabilisatorabschnitt gekoppelt ist. Der erste Stabilisatorabschnitt ist verdrehtest mit einem Gehäuse des Aktuators verbunden, und der zweite Stabilisatorabschnitt ist verdrehtest mit einer in das Gehäuse ragenden Welle verbunden ist. In dem Gehäuse ist ein verlagerbarer Kolben angeordnet, von dem zwei hydraulisch miteinander verbundene Kammern druckbeaufschlagbar sind. Die Kammern sind unter Eingliederung eines Steuerelements direkt miteinander verbunden.
Aus der DE 10 2008 030 361 A1 ist ein Wankstabilisatorsystem mit einer zweigeteilten Torsionswelle und einem Torsionsmotor zur Verstellung bekannt. Ein erstes Wellenteil ist mit einem hülsenförmigen Gehäuse drehfest verbunden, in das sich das zweite Wellenteil hineinerstreckt. Ein Kolben ist in dem Gehäuse, dessen Innenmantelfläche eine Helixkontur aufweist, axial verschieblich aufgenommen und an dem zweiten Wellenteil drehfest geführt. Der Kolben weist eine außermittige Durchgangsausnehmung, durch die sich das zweite Wellenteil erstreckt.
Aus der DE 20 2015 101 123 111 ist eine semi-aktive Stabilisatoranordnung für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs bekannt. Die Stabilisatoranordnung umfasst zwei voneinander getrennte Stabilisatorteile, die gegeneinander verdrehbar sind. Zwischen den beiden Stabilisatorteilen ist ein Aktuator vorgesehen ist, welcher deren freie Endbereiche miteinander verbindet. Der Aktuator umfasst elektromagnetisch wechselwirkende Spulenelemente.
Aus der DE 10 2017 1 18 044 A1 ist eine Stabilisatoranordnung bekannt, mit einer ersten Stabilisatorstange, einer zweiten Stabilisatorstange und einem dazwischen angeordneten Rotationsdämpfer. Der Rotationsdämpfer kann abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs zwei Betriebsmodi realisieren. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisatoranordnung mit Aktuator vorzuschlagen, die einfach aufgebaut ist und einen geringen Bauraum benötigt.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Stabilisatoranordnung für ein zweispuriges Fahrzeug vorgeschlagen, umfassend: einen ersten Stabilisatorabschnitt; einen zweiten Stabilisatorabschnitt; ein Federelement, das zwischen dem ersten Stabilisatorabschnitt und dem zweiten Stabilisatorabschnitt angeordnet ist; einen hydraulischen Aktuator mit einem Aktuatoraußenteil, das mit einem von dem ersten und zweiten Stabilisatorabschnitt drehfest verbunden ist, und mit einem Aktuatorinnenteil, das mit dem anderen von dem ersten und zweiten Stabilisatorabschnitt drehfest verbunden ist, sowie mit einem Zwischenelement, das über äußere Eingriffsmittel mit dem Aktuatoraußenteil verbunden ist und über innere Eingriffsmittel mit dem Aktuatorinnenteil verbunden ist, wobei eines von den äußeren und inneren Eingriffsmitteln eine Steigungskomponente in axiale Richtung aufweist und das andere von den äußeren und inneren Eingriffsmitteln parallel zur Längsachse verläuft, so dass ein relative Drehbewegung zwischen dem Aktuatoraußenteil und dem Aktuatorinnenteil in eine axiale Bewegung des Zwischenelements umgewandelt wird, wobei das Zwischenelement beim Bewegen in eine erste Richtung eine erste hydraulische Kammer druckbeaufschlagt und beim Bewegen in die entgegengesetzte zweite Richtung eine zweite hydraulische Kammer druckbeaufschlagt; wobei die erste Hydraulikkammer und eine zweite Hydraulikkammer unter Zwischenschaltung eines Steuerelements hydraulisch miteinander verbunden sind.
Ein Vorteil der Stabilisatoranordnung ist, dass diese aufgrund der äußeren Eingriffsmittel am Aktuatoraußenteil und der inneren Eingriffsmittel am Aktuatorinnenteil eine kurze axiale Baulänge aufweist. Die äußeren und inneren Eingriffsmittel können dabei insbesondere zumindest teilweise einander axial überlappend angeordnet sein. Hierdurch kann eine einfachere Achsintegration in Abhängigkeit vom zur Verfügung stehenden Bauraum erfolgen.
Der hydraulische Aktuator einerseits und das Federelement andererseits sind zwischen dem ersten und zweiten Stabilisatorabschnitt funktional parallel angeordnet. Auf diese Weise ist die Stabilisatoranordnung mit zumindest zwei unterschiedlichen Federkennlinien betreibbar. Die beiden Stabilisatorabschnitte, die auch als Stabilisatorhälften bezeichnet werden können, sind mittels des Federelements gegeneinander verdrehbar gekoppelt, wodurch der Stabilisator mit einer ersten Federkennlinie betreibbar ist. Ferner sind die beiden Stabilisatorabschnitte mittels des hydraulischen Aktuators gegeneinander verdrehbar hydraulisch koppelbar beziehungsweise gekoppelt, wodurch der Stabilisator mit einer zweiten Federkennlinie betreibbar ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind ein erster hydraulischer Anschluss für die erste Hydraulikkammer und ein zweiter hydraulischer Anschluss für die zweite Hydraulikkammer beide mit dem Aktuatoraußenteil verbunden. Auf diese Weise drehen beide Anschlüsse und auch die hiermit verbundenen Hydraulikleitungen gemeinsam mit dem Aktuatoraußenteil. Dies ermöglicht es, dass die Hydraulikleitungen zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss und der Steuereinheit als starre Leitungen ausgestaltet sein können, welche robust sind und eine lange Lebensdauer aufweisen. Des Weiteren ergibt sich eine konstruktive Flexibilität hinsichtlich der Ausgestaltung und Anordnung der Steuerelements. Beispielsweise kann das Steuerelement zumindest teilweise mit axialer Überdeckung zu dem Aktuator angeordnet sein. Dabei kann ein Gehäuse des Steuerelements fest mit dem Aktuatoraußenteil verbunden sein, beispielsweise mittels stoffschlüssiger Verbindungsmittel wie Kleben oder Schweißen, oder formschlüssiger Verbindungsmittel wie Schrauben. Alternativ kann das Steuerelement zumindest teilweise axial versetzt zu dem Aktuator angeordnet sein. Dabei kann das Steuergehäuse zumindest mittelbar mit dem Aktuatoraußenteil fest verbunden sein, beispielsweise an dem mit dem Aktuatoraußenteil drehfest verbundenen Stabilisatorabschnitt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aktuatoraußenteil als Gehäuseteil gestaltet, und das Aktuatorinnenteil als Hohlwelle. Eines der Teile Aktuatoraußenteil und Aktuatorinnenteil ist mit dem ersten Stabilisatorabschnitt drehfest verbunden, während das andere der genannten Teile mit dem zweiten Stabilisatorabschnitt drehfest verbunden ist. Bei einer Wankbewegung des Fahrzeugs werden die beiden Stabilisatorabschnitte und damit das zwischengeschaltete Federelement beziehungsweise die beiden Aktuatorteile relativ zu einander verdreht. Das zwischen den Stabilisatorabschnitten angeordnete Federelement ist insbesondere in Form einer Torsionsfeder gestaltet. Die Torsionsfeder erstreckt sich vorzugsweise durch das als Hohlwelle gestaltete Aktuatorinnenteil axial hindurch. Ein erster Endabschnitt des Federelements ist mit dem ersten Stabilisatorabschnitt drehfest verbunden, und ein zweiter Endabschnitt des Federelements ist mit dem zweiten Stabilisatorabschnitt drehfest verbunden.
Das Zwischenelement sitzt nach Art eines Kolbens zwischen dem Aktuatoraußenteil und dem Aktuatorinnenteil axial beweglich ein, und kann insofern auch als Kolbenelement bezeichnet werden. Das Zwischen- beziehungsweise Kolbenelement bildet zusammen mit den äußeren Eingriffsmitteln am Aktuatoraußenteil und den inneren Eingriffsmitteln am Aktuatorinnenteil einen Rotations-Translations-Wandler. Eine relative Drehbewegung zwischen Aktuatoraußenteil und Aktuatorinnenteil wird in eine translatorische Bewegung des Kolbenelements umgesetzt, so dass je nach Drehrichtung die jeweilige Hydraulikkammer druckbeaufschlagt wird.
Die Zuordnung der Eingriffsmittel mit beziehungsweise ohne axiale Steigungskomponente zum Aktuatoraußenteil beziehungsweise Aktuatorinnenteil ist grundsätzlich frei wählbar. Nach einer ersten Möglichkeit sind die Eingriffsmittel mit axialer Steigungskomponente dem Aktuatoraußenteil zugeordnet, und die Eingriffsmittel ohne axiale Steigungskomponente dementsprechend dem Aktuatorinnenteil. Es ist jedoch prinzipiell auch die kinematische Umkehr möglich. Nach einer konkretisierenden Ausführungsform können die Eingriffsmittel mit axialer Steigungskomponente in Form einer Helixverzahnung gestaltet sein, wobei eine äußere Helixverzahnung am Zwischenelement ausgebildet ist, welche in eine entsprechend gegengleiche innere Helixverzahnung am Aktuatoraußenteil schraubenartig drehbar eingreift. Die Eingriffsmittel ohne axiale Steigungskomponente können in Form einer Längsverzahnung gestaltet sein, wobei eine innere Hohlwellenverzahnung am Zwischenelement ausgebildet ist, die in eine gegengleiche Wellenverzahnung des Aktuatorinnenteils drehfest und axial bewegbar eingreift. Dabei kann die axiale Erstreckung der parallel zur Längsachse verlaufenden Eingriffsmittel insbesondere kürzer ausgebildet sein, als eine axiale Länge des Zwischenelements, insbesondere kürzer ist als das 0,5-fache der axialen Länge des Zwischenelements. Auf diese Weise wird eine axiale Beweglichkeit des Zwischenelements relativ zum Aktuatorinnenteil ermöglicht. Nach einer Ausführungsform weist das Zwischenelement des Aktuators einen ersten Endabschnitt auf, welcher der ersten Hydraulikkammer zugeordnet ist, und einen zweiten Endabschnitt, welcher der zweiten Hydraulikkammer zugeordnet ist. Die beiden Hydraulikkammern sind gegeneinander hydraulisch abgedichtet. Hierfür kann einer der beiden Endabschnitte mittels einer äußeren Dichtung gegenüber dem Aktuatoraußenteil abgedichtet und gegenüber dem Aktuatorinnenteil dichtungsfrei gestaltet sein, während der andere der beiden Endabschnitte mittels einer inneren Dichtung gegenüber dem Aktuatorinnenteil abgedichtet und gegenüber dem Aktuatoraußenteil dichtungsfrei ist. Durch diese Ausführung sind nur zwei Dichtungen nötig, um das Kolbenelement gegenüber den beiden Hydraulikkammern beziehungsweise die beiden Hydraulikkammern gegeneinander abzudichten, was sich günstig auf den Fertigungs- und Montageaufwand auswirkt.
Das Steuerelement kann nach den Anforderungen an die Stabilisatoranordnung gestaltet werden, wobei die erste und zweite Hydraulikkammer vorzugsweise in zumindest einem Zustand des Steuerelements miteinander hydraulisch verbunden sind. Durch entsprechende Auslegung des Steuerelements kann die Dämpfung der Stabilisatoranordnung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der eingeleiteten Kräfte beziehungsweise Momente, welche wiederum von der Bewegungsfrequenz des Fahrzeugs abhängen, entsprechend den Bedürfnissen eingestellt werden. Vorzugsweise ist der hydraulische Aktuator so ausgelegt, dass bei höheren Frequenzen von beispielsweise größer als 2 Hz, insbesondere größer als 5 Hz eine geringe Dämpfkraft erreicht wird, und bei niedrigeren Frequenzen von beispielsweise kleiner als 5 Hz, insbesondere kleiner als 2 Hz, eine größere Dämpfkraft erzeugt wird. Es ist eine semiaktive beziehungsweise adaptive Ausführung möglich, bei der eine Anpassung des Dämpfungsverhaltens automatisch, das heißt rein physikalisch beziehungsweise hydraulisch, ohne externe hydraulische oder elektrische (pneumatisch, magnetisch usw.) Ansteuerung erfolgt. Alternativ ist eine aktive Ausführung mit separater externer Steuerung möglich.
Beispielsweise kann das Steuerelement nach einer ersten Möglichkeit ein frequenzselektives Ventil umfassen, das eine variable Dämpfungskraft in Abhängigkeit von einer Schwingungsfrequenz und/oder der Schwingungsamplitude der Stabilisatoranordnung hat. Dabei kann das frequenzselektive Ventil derart ausgebildet sein, dass es bei höheren Anregungsfrequenzen und/oder Schwingungsamplituden eine geringere Dämpfungskraft aufweist als bei niedrigen Anregungsfrequenzen und/oder Schwingungsamplituden. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass die Bohrungsgrößen im Ventil entsprechend derart ausgewählt werden, um den gewünschten Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit zu leiten. Dabei können kleine Ablassbohrungen beziehungsweise Blenden im Ventil bei langsamer Anregung einen Durchtritt von Hydraulikfluid ermöglichen, während bei schneller Anregung ein hydraulischer Fluss unterbunden beziehungsweise gedämpft wird.
Nach einer zweiten Möglichkeit kann das Steuerelement ein frequenzselektives Ventil und zumindest ein steuerbares Schaltventil umfassen. Das frequenzselektive Ventil kann wie in der ersten Möglichkeit ausgestaltet sein. Das mindestens eine Schaltventil ist in der hydraulischen Verbindung zwischen den beiden Hydraulikkammern angeordnet. In der Schließstellung ist die hydraulische Verbindung zwischen den Kammern unterbrochen, so dass das Kolbenelement des Aktuators an einer axialen Bewegung gehindert ist. In dieser Schaltstellung sind das Aktuatoraußenteil und das Aktuatorinnenteil drehstarr miteinander verblockt. Es ergibt sich eine vergleichsweise harte Federkennung. In der Offenstellung des Schaltventils kommunizieren die beiden Kammern hydraulisch miteinander, so dass das Aktuator-Kolbenelement bei relativer Drehbewegung der beiden Stabilisatorabschnitte axial beweglich ist. Die Dämpfung erfolgt in dieser Schaltstellung mittels des frequenzselektiven Ventils variabel in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz der Stabilisatoranordnung.
Nach einer dritten Möglichkeit kann das Steuerelement ein steuerbares Schaltventil umfassen, wie bei der zweiten Möglichkeit, jedoch unter Verzicht auf ein frequenzselektives Ventil. In der Schließstellung des Schaltventils sind die beiden Kammern hydraulisch voneinander getrennt, so dass das Aktuatoraußenteil und das Aktuatorinnenteil drehstarr miteinander verblockt sind. Es ergibt sich eine vergleichsweise harte Federkennung. In der Offenstellung des Schaltventils kommunizieren die beiden Kammern hydraulisch miteinander, so dass das Aktuator-Kolbenelement bei relativer Drehbewegung der beiden Stabilisatorabschnitte axial beweglich ist. Hieraus ergibt sich eine vergleichsweise weiche Federkennung über das mit den Stabilisatorabschnitten verbundene Federelement. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung in einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 den Aktuator der Stabilisatoranordnung aus Figur 1 als Detail im Längsschnitt;
Figur 3 die Stabilisatoranordnung aus Figur 1 schematisch;
Figur 4 schematisch eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung in einer zweiten Ausführungsform;
Figur 5 schematisch eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung in einer dritten Ausführungsform;
Figur 6 eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung in einer weiteren Ausführungsform mit abgewandelter Anbindung der Steuereinheit;
Figur 7 eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung in einer weiteren Ausführungsform mit abgewandelter Anordnung der Steuereinheit;
Figur 8 eine Aktuatoranordnung in einer abgewandelten Ausführung für eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung;
Figur 9 eine Aktuatoranordnung in einer abgewandelten Ausführung für eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung;
Die Figuren 1 bis 3, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung 2 in einer ersten Ausführungsform.
Die Stabilisatoranordnung 2 umfasst einen ersten Stabilisatorabschnitt 3 und einen zweiten Stabilisatorabschnitt 4, die gegeneinander verdrehbar mittels eines Federelements 5 miteinander gekoppelt sind, wobei der Stabilisator mit einer ersten Federkennlinie betreibbar ist. Die Stabilisatoranordnung 2 umfasst ferner einen hydraulischen Aktuator 6, über den die beiden Stabilisatorabschnitte 3, 4 in funktional paralleler Anordnung zum Federelement 5 hydraulisch miteinander koppelbar sind, wobei der Stabilisator mit einer zweiten Federkennlinie betreibbar ist.
Der Aktuator 6 umfasst ein Aktuatoraußenteil 7, das mit dem ersten Stabilisatorabschnitt 3 drehfest verbunden ist, ein Aktuatorinnenteil 8, das mit dem zweiten Stabilisatorabschnitt 4 drehtest verbunden ist, sowie ein radial zwischen den beiden Aktuatorteilen 7, 8 angeordnetes Zwischenelement 9. Das Aktuatoraußenteil 7 ist vorliegend als Gehäuseteil gestaltet, und das Aktuatorinnenteil 8 als Hohlwelle, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Das Aktuatorinnenteil 8 ist insbesondere mittels geeigneter Lagermittel 10, 11 um die Längsachse A im Aktuatoraußenteil 7 drehbar gelagert und mittels geeigneter Dichtelemente 12, 13 gegenüber dieser abgedichtet. Das Aktuatoraußenteil 7 umfasst einen Anschlussabschnitt 14, der mit dem ersten Stabilisatorabschnitt 3 fest verbunden ist. An dem entgegensetzten Ende weist das als Hohlwelle ausgebildete Aktuatorinnenteil 8 einen Anschlussabschnitt 15 auf, an dem der zweite Stabilisatorabschnitt 4 fest verbunden ist. Das Federelement 5 ist insbesondere als Drehstabfeder gestaltet, wobei ein erstes Federende 16 über eine Steckverbindung mit dem Anschlussabschnitts 14 des Aktuatoraußenteils 7 drehfest verbunden ist und ein zweites Federende 17 über eine Steckverbindung mit dem Anschlussabschnitts 15 des Aktuatorinnenteils 8 drehfest verbunden ist. Bei einer Wankbewegung des Fahrzeugs werden die beiden Stabilisatorabschnitte 3, 4 beziehungsweise die hiermit verbundenen Aktuatorteile 7, 8 relativ zueinander verdreht, so dass das zwischengeschaltete Federelement 5 tordiert wird und die Wankbewegung mit einer ersten Federrate dämpft.
Eine zweite Federrate ergibt sich aufgrund des Aktuators 6. Dessen Zwischenelement 9 sitzt nach Art eines Kolbens zwischen dem Aktuatoraußenteil 7 und dem Aktuatorinnenteil 8 axial beweglich ein. Das Zwischenelement 9 ist Teil eines Rotations-Transla- tions-Wandlers, welcher derart gestaltet ist, dass eine Verdrehbewegung der beiden Aktuatorteile 7, 8 relativ zueinander in eine Axialbewegung des Zwischenelements 9 umgewandelt wird beziehungsweise umwandelbar ist. Hierfür sind äußere Eingriffsmittel 18 vorgesehen, mit denen das Zwischenelement 9 mit dem Aktuatoraußenteil 7 insbesondere formschlüssig in Eingriff ist, sowie innere Eingriffsmittel 19, mit denen das Zwischenelement 9 mit dem Aktuatorinnenteil 8 insbesondere formschlüssig in Eingriff ist. Dabei haben bei der vorliegenden Ausführungsform die äußeren Eingriffsmittel 18 eine Steigungskomponente in axiale Richtung, wohingegen die inneren Eingriffsmittel 19 axial steigungsfrei zur Längsachse A sind beziehungsweise parallel zur dieser verlaufen. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Zuordnung der Eingriffsmittel mit und ohne Steigungskomponente zum äußeren und inneren Aktuatorteil möglich ist. Die Eingriffsmittel 18 mit axialer Steigungskomponente sind insbesondere in Form einer Helixanordnung gestaltet, bei der eine äußere Helixverzahnung 29 des Zwischenelements 9 in eine gegengleiche innere Helixverzahnung 30 des Aktuatoraußenteils 7 derart eingreift, dass das Zwischenelement und das Aktuatoraußenteil schraubenartig gegeneinander verdrehbar sind. Die Eingriffsmittel 19 ohne axiale Steigungskomponente sind insbesondere in Form einer Längsverzahnung gestaltet, wobei eine innere Hohlwellenverzahnung 31 des Zwischenelements 9 in eine gegengleiche Wellenverzahnung 32 des Aktuatorinnenteils 8 drehfest und axial bewegbar eingreift. Für eine ausreichende axiale Beweglichkeit des Zwischenelements 9 gegenüber dem Aktuatorinnenteil 8 ist die effektive axiale Länge der achsparallelen Eingriffsmittel 19 kürzer, als die axiale Länge des Zwischenelements 9, insbesondere kürzer ist als das 0,5- fache der axialen Länge des Zwischenelements.
Beim Bewegen des Zwischenelements 9 in eine erste axiale Richtung R1 wird eine erste hydraulische Kammer 20 druckbeaufschlagt. Beim Bewegen in die entgegengesetzte zweite Richtung R2 wird eine zweite hydraulische Kammer 21 druckbeaufschlagt, welche auf der entgegengesetzten Seite des Kolbenelements angeordnet ist. Die beiden Hydraulikkammern 20, 21 sind durch das Kolbenelement gegeneinander hydraulisch abgedichtet und unter Zwischenschaltung eines Steuerelements 22 hydraulisch miteinander verbunden. Dies schließt die Möglichkeit mit ein, dass die beiden Hydraulikkammern 20, 21 über das Steuerelement 22 hydraulisch miteinander verbindbar sind, das heißt, die Hydraulikkammern in mindestens einem Zustand des Steuerelements 22 miteinander verbunden sind.
Zum Abdichten der Hydraulikkammern 20, 21 ist an einem ersten Endabschnitt 23 des Zwischenelements 9 eine innere Dichtung 24 vorgesehen, welche die erste Hydraulikkammer 20 zum Aktuatorinnenteil 8 abdichtet, wobei der erste Endabschnitt 23 zum Aktuatoraußenteil 7 dichtungsfrei ist. An dem zweiten Endabschnitt 25 des Zwischenelements 9 ist eine äußere Dichtung 26 vorgesehen, welche die zweite Hydraulikkammer 21 zum Aktuatoraußenteil 7 abdichtet, wobei der zweite Endabschnitt 25 zum Aktuatorinnenteil 8 dichtungsfrei ist. Es sind somit nur zwei Dichtungen 24, 26 nötig, um das Zwischenelement 9 gegenüber den beiden Hydraulikkammern 20, 21 abzudichten. Die Endabschnitte 23, 25 können als Dichtungsträger gestaltet sein, die fest mit dem Zwischenelement 9 verbunden sind, beispielsweise mittels Schweißen. Am Aktuatoraußenteil 7 sind ein erster hydraulischer Anschluss 27 zur ersten Hydraulikkammer 20 und ein zweiter hydraulischer Anschluss 28 zur zweiten Hydraulikkammer 21 vorgesehen. Die Anschlüsse 27, 28 sind über Hydraulikleitungen 38, 39 mit dem Steuerelement 22 hydraulisch verbunden, welche als starre oder flexible Leitungen gestaltet sein können.
Das Steuerelement 22 kann entsprechend den Anforderungen an die Stabilisatoranordnung 2 gestaltet werden. Durch entsprechende Auslegung des Steuerelements 22 kann die Dämpfung der Stabilisatoranordnung 2 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der eingeleiteten Kräfte beziehungsweise Momente, welche wiederum von der Bewegungsfrequenz des Fahrzeugs abhängen, nach Bedarf eingestellt werden. Vorzugsweise ist der hydraulische Aktuator 6 so ausgelegt, dass bei höheren Frequenzen von beispielsweise größer als 2 Hz, insbesondere größer als 5 Hz eine geringe Dämpfkraft erreicht wird, und bei niedrigeren Frequenzen von beispielsweise kleiner als 5 Hz, insbesondere kleiner als 2 Hz, eine größere Dämpfkraft erzeugt wird.
Nachstehend werden verschiedene funktionale Ausführungsbeispiele des Aktuators 6 beziehungsweise Steuerelements 22 anhand der Figuren 3 bis 5 erläutert. Es versteht sich, dass die in Figur 1 gezeigte Stabilisatoranordnung mit jedem der nachstehend beschriebenen Aktuatoren beziehungsweise Steuerelementen versehen sein kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist der Aktuator 6 mit Steuerelement 22 als semi-aktives System gestaltet. Hierfür umfasst das Steuerelement 22 eine Dämpfungseinheit 33, die hydraulisch mit der ersten und zweiten Hydraulikkammer 20, 21 verbunden ist, und einen Druckspeicher 34. Die Dämpfungseinheit 33 ist vorliegend in Form eines frequenzselektiven Ventils gestaltet, das eine variable Dämpfungskraft in Abhängigkeit von einer Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsamplitude der Stabilisatoranordnung 2 ermöglicht. Dabei ist das frequenzselektive Ventil insbesondere derart ausgebildet, dass es bei höheren Anregungsfrequenzen beziehungsweise Schwingungsamplituden eine geringere Dämpfungskraft aufweist als bei niedrigen Anregungsfrequenzen beziehungsweise Schwingungsamplituden. Der Druckspeicher 34 dient insbesondere zum Ausgleich von Temperaturänderungen und kann in das Steuerelement integriert sein, oder als separates Element mit diesem verbunden sein. Eine externe Steuerung oder Schaltung ist bei dieser Ausführung nicht vorgesehen. Die Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Aktuators 6 beziehungsweise der Steuereinheit 22, die als aktives System gestaltet ist. Diese Ausführung entspricht weitestgehend der Ausführung gemäß Figur 3, auf deren Beschreibung insofern abkürzend Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Ergänzung zu dem obigen System sind vorliegend gemäß Figur 4 zwei extern steuerbare Schaltventile 35, 36 vorgesehen, welche zwischen den Hydraulikkammern 20, 21 und den Anschlüssen des frequenzselektiven Ventils angeordnet sind. In der Schließstellung der Schaltventile 35, 36, die in Figur 4 gezeigt ist, ist die hydraulische Verbindung zwischen den Kammern 20, 21 unterbrochen, so dass das Kolbenelement 9 des Aktuators 6 an einer axialen Bewegung gehindert ist. In dieser Schaltstellung sind das Aktuatoraußenteil 7 und das Aktuatorinnenteil 8 drehstarr miteinander verblockt. Es ergibt sich eine vergleichsweise harte Federkennung, unter Umgehung des Federelements 5. In der Offenstellung der Schaltventile 35, 36 kommunizieren die beiden Kammern 20, 21 hydraulisch miteinander, so dass das Kolbenelement 9 bei relativer Drehbewegung der beiden Stabilisatorabschnitte 3, 4 axial beweglich ist. Die Dämpfung erfolgt in dieser Schaltstellung mittels des frequenzselektiven Ventils 33 variabel in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz der Stabilisatoranordnung. Das frequenzselektive Ventil 33 kann wie bei der Ausführungsform nach Figur 3 gestaltet sein.
In Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel für den Aktuator 6 beziehungsweise die Steuereinheit 22 gezeigt, die als aktives System gestaltet ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass nur ein steuerbares Schaltventil 35 vorgesehen ist, aber kein frequenzselektives Ventil. Die Schaltfunktion ist wie in Figur 4 beschrieben. In der Schließstellung des Schaltventils 35 sind die beiden Kammern 20, 21 hydraulisch voneinander getrennt. In der Offenstellung des Schaltventils 35 kommunizieren die beiden Kammern 20, 21 hydraulisch miteinander, so dass ein relatives Verdrehen der beiden Stabilisatorabschnitte 3, 4 zueinander ermöglicht wird und das Kolbenelement 9 entsprechend axial beweglich ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Aktuators 6 ergibt sich eine konstruktive Flexibilität hinsichtlich der Ausgestaltung und Anordnung der Steuerelements 22. Nachstehend werden verschiedene konstruktive Ausführungsbeispiele für die Anordnung des Steuerelements 22 anhand der Figuren 6 bis 9 erläutert. In dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Steuerelement 22 mit axialer Überdeckung zum Aktuator 6 angeordnet. Dabei ist das Gehäuse 37 des Steuerelements 22 fest mit dem Aktuatoraußenteil 7 verbunden, beispielsweise durch Kleben, Schweißen oder eine Schraubverbindung. Die Verbindungsleitungen 38, 39 beziehungsweise Anschlüsse 27, 28 münden in axiale Endabschnitte des Aktuators 6.
Bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Steuerelement axial versetzt zum Aktuator 6 angeordnet. Dabei ist das Steuergehäuse 37 mit einem Stabilisatorabschnitt 3 fest verbunden beziehungsweise sitzt auf diesem auf. Die Leitungen 38, 39 sind dabei vorzugsweise so gestaltet, dass sie eine geringe Drehbeweglichkeit aufweisen, um ein relatives Verdrehen zwischen den Stabilisatorabschnitten 3, 4 auszugleichen.
Das in Figur 8 gezeigte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher 34 des Steuerelements 22 als separates Element gestaltet und mit dem Dämpfungselement 33 verbunden ist. Ferner sind das Steuerelement 22 und der Druckspeicher 34 mit axialer Überdeckung zum Aktuator 6 angeordnet. Das Gehäuse 37 des Steuerelements 22 ist fest mit dem Aktuatorgehäuse 7 verbunden. Die Verbindungsleitungen 38, 39 beziehungsweise Anschlüsse 27, 28 schließen an einem Mantelabschnitt des Aktuatorgehäuses an.
Bei dem in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Steuerelement 22 die Dämpfungseinheit 33 und den Druckspeicher 34 als eine Baueinheit. Das Steuerelement 22 ist länger als der Aktuator 6 und überragt diesen an einer Seite in axiale Richtung. Die Verbindungsleitungen 38, 39 beziehungsweise Anschlüsse 27, 28 schließen an einem Mantelabschnitt des Aktuatorgehäuses an. Bezugszeichenliste
2 Stabilisatoranordnung
3 erster Stabilisatorabschnitt
4 zweiter Stabilisatorabschnitt
5 Federelement
6 Aktuator
7 Aktuatoraußenteil
8 Aktuatorinnenteil
9 Zwischenelement
10 Lagermittel
11 Lagermittel
12 Dichtelement
13 Dichtelement
14 Anschlussabschnitt
15 Anschlussabschnitt
16 erstes Federende
17 zweites Federende
18 äußere Eingriffsmittel
19 innere Eingriffsmittel
20 erste Hydraulikkammer
21 zweite Hydraulikkammer
22 Steuerelement
23 erster Endabschnitt
24 innere Dichtung
25 zweiter Endabschnitt
26 äußere Dichtung
27 erster Anschluss
28 zweiter Anschluss
29 äußere Helixverzahnung
30 innere Helixverzahnung
31 Hohlwellenverzahnung
32 Wellenverzahnung
33 Dämpfungseinheit 34 Druckspeichers
35 Schaltventil
36 Schaltventil
37 Steuergehäuse
38 Leitung
39 Leitung
A Achse
R1 erste Richtung
R2 zweite Richtung

Claims

Ansprüche
1 . Stabilisatoranordnung für ein zweispuriges Fahrzeug, umfassend: einen ersten Stabilisatorabschnitt (3); einen zweiten Stabilisatorabschnitt (4); einen hydraulischen Aktuator (6) mit einem Aktuatoraußenteil (7), das mit einem von dem ersten und zweiten Stabilisatorabschnitt (3, 4) drehfest verbunden ist, und mit einem Aktuatorinnenteil (8), das mit dem anderen von dem ersten und zweiten Stabilisatorabschnitt (4) drehfest verbunden ist, sowie mit einem Zwischenelement (9), das über äußere Eingriffsmittel (18) mit dem Aktuatoraußenteil (7) verbunden ist und über innere Eingriffsmittel (19) mit dem Aktuatorinnenteil (8) verbunden ist, wobei eines von den äußeren und inneren Eingriffsmitteln (18, 19) eine Steigungskomponente in axiale Richtung aufweist und das andere von den äußeren und inneren Eingriffsmitteln (19, 18) parallel zur Längsachse verläuft, so dass ein relative Drehbewegung zwischen dem Aktuatoraußenteil (7) und dem Aktuatorinnenteil (8) in eine axiale Bewegung des Zwischenelements (9) umgewandelt wird, wobei das Zwischenelement (9) beim Bewegen in eine erste Richtung (R1 ) eine erste Hydraulikkammer (20) druckbeaufschlagt und beim Bewegen in die entgegengesetzte zweite Richtung (R2) eine zweite Hydraulikkammer (21 ) druckbeaufschlagt; dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (5) zwischen dem ersten Stabilisatorabschnitt (3) und dem zweiten Stabilisatorabschnitt (4) angeordnet ist; und dass die erste Hydraulikkammer (20) und die zweite Hydraulikkammer (21 ) unter Zwischenschaltung eines Steuerelements (22) hydraulisch miteinander verbunden sind. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster hydraulischer Anschluss (27) für die erste Hydraulikkammer (20) und ein zweiter hydraulischer Anschluss (28) für die zweite Hydraulikkammer (21 ) beide mit dem Aktuatoraußenteil (7) verbunden sind. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Verbindungsleitung (38) zwischen dem ersten hydraulischen Anschluss (27) und dem Steuerelement (22) sowie eine zweite Verbindungsleitung (39) zwischen dem zweiten hydraulischen Anschluss (28) und dem Steuerelement (22) jeweils starr oder flexibel ausgebildet sind. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatoraußenteil (7) als Gehäuseteil gestaltet ist, und dass das Aktuatorinnenteil (8) als Hohlwelle gestaltet ist, wobei eines von dem Aktuatoraußenteil (7) und dem Aktuatorinnenteil (8) mit dem ersten ersten Stabilisatorabschnitt (3) drehfest verbunden ist, und das andere von dem Aktuatoraußenteil (7) und dem Aktuatorinnenteil (8) mit dem zweiten Stabilisatorabschnitt (4) drehfest verbunden ist. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) als eine Torsionsfeder gestaltet ist, die funktional parallel zum Aktuator (6) zwischen dem ersten Stabilisatorabschnitt (3) und dem zweiten Stabilisatorabschnitt (4) angeordnet ist, wobei sich die Torsionsfeder durch das als Hohlwelle gestaltete Aktuatorinnenteil (8) axial hindurcherstreckt und mit einem ersten Endabschnitt mit dem ersten Stabilisatorabschnitt (3) drehfest verbunden ist, und mit einem zweiten Endabschnitt mit dem zweiten Stabilisatorabschnitt (4) drehfest verbunden ist. 18 Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (9) einen ersten Endabschnitt (23) aufweist, welcher der ersten Hydraulikkammer (20) zugeordnet ist, und einen zweiten Endabschnitt (25), welcher der zweiten Hydraulikkammer (21 ) zugeordnet ist, wobei einer von dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt mittels einer äußeren Dichtung (26) gegenüber dem Aktuatoraußenteil (7) abgedichtet und gegenüber dem Aktuatorinnenteil (8) dichtungsfrei ist, und der andere von dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt mittels einer inneren Dichtung (24) gegenüber dem Aktuatorinnenteil (8) abgedichtet und gegenüber dem Aktuatoraußenteil (7) dichtungsfrei ist. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Eingriffsmittel (18) winklig zur Längsachse (A) verlaufen, und die inneren Eingriffsmittel (19) parallel zur Längsachse (A) verlaufen, oder, dass die äußeren Eingriffsmittel parallel zur Längsachse (A) verlaufen, und die inneren Eingriffsmittel winklig zur Längsachse (A) verlaufen. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Eingriffsmittel (18) des Zwischenelements (9) in Form einer Helixverzahnung gestaltet sind, die in eine entsprechende Gegenverzahnung des Aktuatoraußenteils (7) schraubenartig drehbar eingreift. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Eingriffsmittel (19) des Zwischenelements (9) in Form einer Längsverzahnung gestaltet sind, die in eine entsprechende Wellenverzahnung des Aktuatorinnenteils (8) drehfest und axial verschieblich eingreift. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, 19 dass die axiale Erstreckung von den parallel zur Längsachse (A) verlaufenden Eingriffsmitteln (19) kürzer ist als eine axiale Länge des Zwischenelements (9), insbesondere kürzer ist als das 0,5-fache der axialen Länge des Zwischenelements (9). 1 . Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (22) eine Dämpfungseinheit (33) und einen Druckspeicher (34) aufweist, wobei die Dämpfungseinheit (33) insbesondere als semiaktive oder aktive Einheit gestaltet ist.
2. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheit (33) ein frequenzselektives Ventil umfasst, das in Abhängigkeit von einer Schwingungsfrequenz der Stabilisatoranordnung (2) eine variable Dämpfungskraft aufweist, wobei das frequenzselektive Ventil insbesondere derart ausgebildet ist, dass es bei höheren Anregungsfrequenzen von mehr als 5 Hz eine geringere Dämpfungskraft aufweist als bei niedrigen Anregungsfrequenzen von weniger als 2 Hz.
3. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (22) zumindest teilweise mit axialer Überdeckung zu dem Aktuator (6) angeordnet ist und ein Steuergehäuse (37) aufweist, das mit dem Aktuatoraußenteil (7) fest verbunden ist.
4. Stabilisatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (22) zumindest teilweise axial versetzt zu dem Aktuator (6) angeordnet ist, wobei das Steuergehäuse (37) zumindest mittelbar mit dem Aktuatoraußenteil (7) fest verbunden ist. 20 Stabilisatoranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergehäuse (37) über ein Verbindungselement mit dem an das Aktuatoraußenteil (7) angeschlossenen Stabilisatorabschnitt (3, 4) verbunden ist, wobei das Verbindungselement insbesondere geringe Winkeldifferenzen aufnehmen kann.
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