WO2018095662A1

WO2018095662A1 - Fahrerhausstabilisator

Info

Publication number: WO2018095662A1
Application number: PCT/EP2017/076940
Authority: WO
Inventors: Mario PAGEN; Christian LÖSCHE; Wolfgang Ratermann
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2018-05-31
Also published as: DE102016223092A1

Abstract

Die Erfindung schlägt einen Fahrerhausstabilisator (2) mit einer sich in einer Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Drehstabfeder (3) vor, deren beide Endbereiche (4, 5) jeweils starr mit einem sich zumindest im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Hebel (6, 7) verbunden sind. Die starre Verbindung zwischen dem Hebel (6, 7) und der Drehstabfeder (3) ist jeweils lösbar ausgebildet, um im Wartungsfall eine einfache Demontage der Drehstabfeder (3) zu ermöglichen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die starren Verbindungen zwischen den Hebeln (6, 7) und der Drehstabfeder (3) jeweils als eine mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines Anschlussteils (24, 25) ausgebildet sind.

Description

Fahrerhausstabilisator

Die Erfindung betrifft einen Fahrerhausstabilisator gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Fahrerhausstabilisatoren, beispielsweise zur Wankstabilisierung eines Nutzfahrzeugfahrerhauses, sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der

DE 10 2014 221 141 A1 ist ein Fahrerhausstabilisator zur Wankabstützung einer Fahrerkabine offenbart, wobei der Fahrerhausstabilisator eine Drehstabfeder und zwei sich an deren Enden quer zu dieser erstreckende Hebel aufweist. Die Hebel weisen jeweils ein mit einer unrunden Innenumfangskontur versehenes Lagerauge auf. Die Drehstabfeder ist an ihren Enden jeweils mit einer an die Innenumfangskon- turen der Lageraugen angepassten, unrunden Außenumfangskontur versehen, wobei die Enden der Drehstabfeder jeweils in dem zugeordneten Lagerauge sitzen. Die Wandungen der Lageraugen sind jeweils von zwei in einer gemeinsamen Ebene angeordneten und sich in Längsrichtung der Drehstabfeder erstreckenden Schlitzen durchsetzt, wodurch pro Hebel jeweils ein Wandungsabschnitt als separates Bauteil gebildet ist. Diese Wandungsabschnitte sind jeweils durch Schrauben gegen die unrunde Außenumfangskontur der Enden der Drehstabfeder gepresst, wodurch die Enden der Drehstabfeder starr mit dem jeweils zugordneten Hebel verbunden sind.

Durch das Unterteilen der Wandung in jeweils einen dem Hebel zugeordneten und einen separaten Wandungsabschnitt ist es nach einem Lösen der Schrauben möglich, die Drehstabfeder aus den Lageraugen herauszunehmen. Bei einem derart ausgebildeten Fahrerhausstabilisator können somit die Drehstabfeder und die Hebel voneinander getrennt werden, so dass im Wartungsfall nicht der gesamte Fahrerhausstabilisator demontiert werden muss, um beispielsweise an einen Kühler des Nutzfahrzeugs zu gelangen. Die zuvor beschriebene Verbindung der Enden der Drehstabfeder mit dem jeweils zugordneten Hebel soll einerseits möglichst stabil und andererseits zugleich lösbar sein. Da die beiden vorgenannten Forderungen nur bedingt vereinbar sind, stellt die aus dem Stand der Technik bekannte Lösung einen Kompromiss dar. Aufgabe der Erfindung ist es, einen stabilen Fahrerhausstabilisator bereitzustellen, dessen Drehstabfeder mit wenig Aufwand demontiert und wieder montiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch einen Fahrwerkstabilisator mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungsfiguren.

Die Erfindung sieht demnach einen Fahrerhausstabilisator mit einer sich in einer Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Drehstabfeder vor, deren beide Endbereiche jeweils starr mit einem sich zumindest im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Hebel verbunden sind, wobei die starre Verbindung zwischen dem Hebel und der Drehstabfeder jeweils lösbar ausgebildet ist, um im Wartungsfall eine einfache Demontage der Drehstabfeder zu ermöglichen. Erfindungsgemäß sind die starren Verbindungen zwischen den Hebeln und der Drehstabfeder jeweils als eine mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines Anschlussteils ausgebildet.

Die Anschlussteile sind dabei insbesondere starr an die beiden Endbereiche der Drehstabfeder angebunden, wobei diese starre Anbindung jeweils unlösbar, beispielsweise als eine umlaufende Schweißverbindung, oder lösbar ausgebildet sein kann. Die starre Anbindung bleibt bevorzugt auch bei einer Demontage der Drehstabfeder im Wartungsfall erhalten. Daher kann bei der konstruktiven Auslegung der starren Anbindung der Anschlussteile an die beiden Endbereiche der Drehstabfeder der Fokus auf eine möglichst stabile Ausführung gelegt werden. Insbesondere umgreifen die Anschlussteile die Endbereiche der Drehstabfeder jeweils vollständig, um an diesen Stellen eine besonders stabile Verbindung zu erreichen. Durch die Zwischenschaltung der Anschlussteile können die Stellen, an denen die lösbaren Verbindungen zwischen der Drehstabfeder und den Hebeln realisiert werden sollen, in hierfür besonders geeignete Bereiche des Fahrerhausstabilisators gelegt werden. Die Drehstabfeder und die starr an deren Endbereiche angebundenen Anschlussteile sind Bestandteil einer Unterzusammenbaueinheit, die im Wartungsfall von dem Fahrerhausstabilisator gelöst werden kann, um beispielsweise mit geringem Aufwand an einen Kühler eines Nutzfahrzeugs zu gelangen oder diesen auszutauschen. Die Anschlussteile sind bevorzugt an die Außenoberfläche der Hebel angebunden, um die vorgenannte Unterzusammenbaueinheit auf einfache Weise von den Hebeln trennen zu können. Im Gegensatz zu Ausgestaltungen bei denen die Endbereiche der Drehstabfeder in formkorrespondierende Ausnehmungen der Hebel aufgenommen werden, wird bei dieser Ausführung ein aufwendiges Ausfädeln der Drehstabfeder bei der Demontage und ein anschließendes Wiedereinfädeln im Rahmen der Montage vermieden.

Der Fahrerhausstabilisator ist vorliegend als ein Federelement in einer Fahrerhauslagerung eines Nutzfahrzeuges zu verstehen, wobei der Fahrerhausstabilisator vorzugsweise als ein Wankstabilisator ausgebildet ist, der einem Wanken des Fahrerhauses, also einer Drehbewegung des Fahrerhauses um eine Längsachse des Nutzfahrzeugs, entgegenwirkt und so zur Verbesserung des Fahrkomforts für einen Fahrer des Nutzfahrzeugs beiträgt. Der Fahrerhausstabilisator kann alternativ auch als Nickstabilisator ausgebildet sein, der einem Nicken des Fahrerhauses, also einer Drehbewegung des Fahrerhauses um eine Querachse des Nutzfahrzeugs, entgegenwirkt. Unter einer starren Verbindung ist vorliegend eine Verbindung zwischen zwei Teilen zu verstehen, die zwar prinzipiell getrennt werden kann, beispielsweise durch ein Lösen von Schrauben oder Zerstören einer stoffschlüssigen Verbindung, deren beide Teile sich bei bestimmungsgemäßer Verwendung allerdings nicht relativ zueinander bewegen können. Unter einem Nutzfahrzeug ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein vorzugsweise angetriebenes Fahrzeug zu verstehen, welches nach seiner Bauart und Einrichtung zum Transport von Gütern, zum Ziehen von Anhängern oder zum Ernten land- oder forstwirtschaftlicher Erzeugnisse bestimmt ist.

Der Fahrerhausstabilisator weist insbesondere genau eine Drehstabfeder auf, die vorzugsweise torsionsweich und biegesteif ausgebildet ist und aus Vollmaterial bestehen kann. Bevorzugt ist die Drehstabfeder aber als Rohr, insbesondere als gera- des Rohr, ausgebildet, um Gewicht einzusparen. Die Drehstabfeder kann einstückig oder geteilt ausgebildet sein. Eine geteilte Ausführung kann beispielsweise verwendet werden, um eine aktive Wankstabilisierung des Fahrerhausstabilisators zu realisieren. Die Endbereiche der Drehstabfeder sind vorzugsweise aufgeweitet, wobei in die aufgeweiteten Endbereiche bevorzugt jeweils ausfüllend ein Pressstopfen eingesetzt ist. Wenn die Anschlussteile die Endbereiche der Drehstabfeder vollständig umgreifen, üben die in die Endbereiche eingetriebenen Pressstopfen indirekt Presskräfte auf die Anschlussteile aus, insbesondere auf Wandungen von Innenbohrungen der Anschlussteile. Die Presskräfte verleihen der starren Anbindung der Anschlussteile an die beiden Endbereiche der Drehstabfeder jeweils eine hohe Stabilität. Zugleich verhindern die von den Pressstopfen in die starren Verbindungen eingebrachten Presskräfte im Fahrbetrieb eine unerwünschte Verformung der Endbereiche der Drehstabfeder. Die Innenbohrungen sind bei dieser Ausführungsform insbesondere ebenso wie die form korrespondierenden Endbereiche der Drehstabfeder unrund ausgebildet. Bevorzugt sitzen die Pressstopfen vollständig und im Wesentlichen bündig in den Endbereichen der rohrförmigen Drehstabfeder. Die Pressstopfen weisen insbesondere keine Lagerbereiche oder Aufnahmen für Lager auf, mittels welchen die Drehstabfeder beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen oder an einem Fahrerhaus lagerbar ist. Die Drehstabfeder besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Federstahl. Ferner sind die Hebel bevorzugt aus Metall gebildet, insbesondere aus Aluminium oder aus einem Eisenwerkstoff. Vorzugsweise sind die Hebel massiv ausgeführt und bestehen aus einem Gusswerkstoff, wie beispielsweise einer Aluminiumgusslegierung, aus Stahlguss oder aus Kugelgraphitguss. Die unrunden Konturen der Endbereiche der Drehstabfeder sowie der dazu formkorrespondierenden Innenbohrungen der Anschlussteile bilden bevorzugt jeweils eine polygonale Kontur, beispielsweise eine dreieckige Kontur. Die Ecken der polygonalen Konturen sind dabei vorzugsweise abgerundet. Ferner können die Seiten der polygonalen Konturen beispielsweise gekrümmt verlaufen. Alternativ können die unrunden Konturen aber auch jeweils durch eine ovale Kontur gebildet sein.

Vorteilhaft weisen die Hebel Kontaktbereiche zu den Anschlussteilen auf und die Anschlussteile wiederum Kontaktbereiche zu den Hebeln, wobei die zugeordneten Kontaktbereiche jeweils konturiert ausgebildet sind. Die Kontaktbereiche der Hebel sind dabei jeweils Teil der Außenoberfläche der Hebel. Bevorzugt sind die Kontaktbereiche beabstandet zu der Drehstabfeder angeordnet. Untersuchungen der Anmelderin nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) haben gezeigt, dass ebene Kontaktbereiche zwischen den Hebeln und den Anschlussteilen im Fahrbetrieb, beispielsweise bei Kurvenfahrt, bei einem Durchfahren eines Schlaglochs oder bei einem Auffahren auf einen Bordstein, dazu neigen, bereichsweise voneinander abzuheben. Insbesondere ist ein solches Abheben in den Teilbereichen der Kontaktbereiche zu beobachten, die der Fahrzeugmitte zugewandt sind. Dagegen tritt in den nach fahrzeugaußen gewandten Teilbereichen durch das fahrzeuginnenseitige Abheben der Kontaktbereiche eine unzulässig hohe Flächenpressung auf. Ein solches Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche, das mit einem vollflächigen Anliegen der Kontaktbereiche abwechselt, kann während des Fahrbetriebs zu einem unerwünschten Lockern von Schrauben führen, mit denen die Kontaktbereiche gegeneinander gedrückt werden. Dies kann im ungünstigsten Fall zu einer Unwirksamkeit des Fahrerhausstabilisators und/oder einem Separieren von Einzelteilen desselben führen. Durch das Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche hervorgerufene unzulässig hohe Flächenpressungen können darüber hinaus zu Schädigungen in den Oberflächen der betroffenen Teilbereiche der Kontaktbereiche führen. Bauraumbedingt kann in der Umgebung der Kontaktbereiche lediglich eine begrenzte Anzahl von Schrauben vorgesehen werden, um einem solchen teilweisen Abheben der Kontaktbereiche, verbunden mit dem zuvor beschriebenen Kippen oder Verkanten derselben entgegenzuwirken.

Weitere FEM-Untersuchungen haben gezeigt, dass das unerwünschte Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche durch eine konturierte Ausbildung derselben unterbunden oder zumindest verringert werden kann. Mit einer konturierten Ausbildung ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung gemeint, dass die Kontaktbereiche jeweils zumindest teilweise eine von einer ebenen Planfläche abweichende Er- streckung aufweisen und dass von zwei einander zugeordneten Kontaktbereichen einer zumindest einen konkav ausgebildeten Konturbereich und der andere einen formkorrespondierenden konvexen Konturbereich aufweist. Durch die Konturierung wird somit erreicht, dass ein Verschieben der jeweils zugeordneten Kontaktbereiche gegeneinander durch einen formschlüssig wirkenden Anteil der Konturierung unter- bunden wird. Die jeweils zugeordneten Kontaktbereiche können teilweise oder vollständig formkorrespondierend ausgebildet sein.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Kontaktbereiche jeweils symmetrisch in Bezug auf eine sich senkrecht zu einer Längsmittelachse der Drehstabfeder erstreckende Teilsymmetrieebene ausgebildet. Die Teilsymmetrieebene erstreckt sich dabei jeweils senkrecht zu einer Ebene, die durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung aufgespannt wird. Im Rahmen der vorgenannten FEM- Untersuchungen konnten mit einer derartig angeordneten Teilsymmetrieebene die Anforderungen an die starren Verbindungen zwischen den Hebeln und der Drehstabfeder erfüllt werden. Durch die symmetrische Ausbildung der konturierten Kontaktbereiche ist jeweils innerhalb zugeordneter, zumindest teilweise formkorrespondierend ausgebildeter Kontaktbereiche, die beispielsweise bei Wankbewegungen des Fahrerhauses zusammenwirken, eine Stützwirkung gegeben. Durch diese Stützwirkung wird einem Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche im Fahrbetrieb entgegenwirkt.

Zweckmäßig ist die Längserstreckung der Kontaktbereiche in einer Fahrzeughochrichtung größer als senkrecht dazu. Die Fahrzeughochrichtung erstreckt sich dabei senkrecht zu der Fahrzeuglängsrichtung und zugleich senkrecht zu der Fahrzeugquerrichtung. Diese Ausgestaltung ist an die allgemein übliche Ausführung der Hebel mit zumindest im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit sich in der Fahrzeughochrichtung erstreckenden Längsseiten angepasst.

Vorteilhaft erstrecken sich die Teilsymmetrieebenen symmetrisch zu einer Fahrzeugsymmetrieebene. Dies gilt insbesondere für den nicht ausgelenkten, entspannten Zustand des Fahrerhausstabilisators. Die Fahrzeugsymmetrieebene erstreckt sich dabei senkrecht zu der Längsmittelachse der Drehstabfeder und verläuft zugleich durch den Mittelpunkt der Längsmittelachse. Dabei weist die Längsmittelachse der Drehstabfeder die gleiche Länge auf wie die Drehstabfeder selbst, weshalb der Mittelpunkt der Längsmittelachse zugleich in der Mitte der Drehstabfeder liegt. Der Fahrerhausstabilisator ist vorzugsweise derart in das Nutzfahrzeug eingebaut, dass sich die Drehstabfeder in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt und der Mittelpunkt von de- ren Längsmittelachse bei Betrachtung in der Fahrzeugquerrichtung zumindest im Wesentlichen in der Fahrzeugmitte angeordnet ist. Im Einbauzustand im Nutzfahrzeug wird die Fahrzeugsymmetrieebene durch die Fahrzeughochrichtung und die Fahrzeuglängsrichtung aufgespannt und verläuft zugleich durch die Fahrzeugmitte. Durch die zuvor beschriebene Anordnung der Teilsymmetrieebenen wird der Erkenntnis Rechnung getragen, dass die Hebel während des Fahrbetriebs bei Wankbewegungen des Fahrerhauses in der Fahrzeughochrichtung in entgegengesetzten Richtungen um gleiche Beträge ausgelenkt werden. Ein mittelbar an die Drehstabfeder angebundenes Hebelende wird demzufolge nach oben in Fahrzeughochrichtung und das andere nach unten ausgelenkt, wobei die Drehstabfeder selbst zumindest im Wesentlichen eine Schwenkbewegung um den Mittelpunkt ihrer Längsmittelachse vollführt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche jeweils eine Mehrzahl von Kontaktflächen aufweisen. Mit Kontaktflächen sind in diesem Zusammenhang die Flächen gemeint, mit denen die Anschlussteile die jeweils zugeordneten Hebel unmittelbar berühren. Die Kontaktbereiche können grundsätzlich als Freiformflächen ausgebildet sein, also als Flächen, die sich nicht durch einfache Regelgeometrien darstellen lassen und somit beliebige, auch hochkomplexe Strukturen annehmen können. Derartige Freiformflächen sind allerdings aufwendig in der Herstellung, weil sie in der Regel durch eine dreidimensionale Bearbeitung erzeugt werden müssen, beispielsweise durch 3D-Fräsen. Kostengünstiger ist es daher, wenn die Kontaktbereiche eine Mehrzahl von Kontaktflächen aufweisen, wobei die einzelnen Kontaktflächen vorzugsweise als Regelgeometrieflächen ausgeführt sind.

Bevorzugt sind die Kontaktflächen eines Kontaktbereichs zumindest teilweise in sich eben ausgebildet. Ebene Kontaktflächen sind Regelgeometrieflächen, die sich kostengünstig herstellen lassen, beispielsweise spanend durch 2D-Fräsen.

Besonders bevorzugt sind jeweils zumindest zwei der Kontaktflächen eines Kontaktbereichs durch eine Freifläche verbunden. Im Bereich der Freiflächen liegen die Kontaktbereiche frei, d. h. sie weisen einen Abstand zueinander auf, beispielsweise einen parallelen Abstand, um beispielsweise im Zuge eines Verschraubens ein Ver- spannen der jeweils zugeordneten Kontaktbereiche gegeneinander zu ermöglichen. Ein solches Verspannen wäre nicht möglich, wenn die Kontaktbereiche ausschließlich aus Kontaktflächen gebildet wären. In diesem Fall könnten die jeweils zugeordneten Kontaktflächen lediglich auf Block gebracht und in diesem Zustand miteinander verschraubt werden. Bei den Freiflächen kann es sich um bearbeitete oder unbearbeitete Flächen mit relativ geringen Genauigkeitsanforderungen handeln. Durch eine Verbindung von zwei Kontaktflächen über eine Freifläche wird darüber hinaus bei einer spanenden Herstellung der Kontaktflächen die Möglichkeit eines Fräserüberlaufs geschaffen, also der Möglichkeit, einen Fräser geringfügig über die Kontaktflächen hinaus rotieren zu lassen, um auch die Randbereiche der Kontaktflächen vollständig plan herstellen zu können. Die Freiflächen durchsetzen die Kontaktbereiche insbesondere in Fahrzeughochrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung.

Zudem ist es bevorzugt, wenn die Kontaktflächen eines Kontaktbereichs zumindest teilweise Schenkelflächen einer geraden Säule mit einer als ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Grundfläche bilden. Die Säule entsteht dabei insbesondere durch Parallelverschiebung des gleichschenkligen Dreiecks senkrecht zu dessen Grundfläche. Mit der Formulierung, dass die Kontaktflächen eines Kontaktbereichs „zumindest teilweise" Schenkelflächen einer geraden Säule mit einer als ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Grundfläche bilden, soll zum Ausdruck gebracht werden, dass zumindest zwei der Kontaktflächen durch eine Freifläche verbunden sein können. In diesem Fall ist die durch die beiden Schenkel des gleichschenkligen Dreiecks gebildete Spitze durch die Freifläche quasi abgeschnitten. Vorteilhaft schließen die als Schenkelflächen ausgebildeten Kontaktflächen einen Winkel zwischen 80 Grad und 140 Grad, bevorzugt zwischen 90 Grad und 130 Grad und besonders bevorzugt zwischen 100 und 120 Grad ein. Beispielsweise kann der eingeschlossene Winkel zwischen den als Schenkelflächen ausgebildeten Kontaktflächen 110 Grad betragen. Eine Ausführung mit derartig ausgestalteten Regelgeometrie- Kontaktflächen ist einfach in der Herstellung und hat in den vorgenannten FEM- Untersuchungen gute Ergebnisse erzielt. Die sich gegeneinander abstützenden Schenkelflächen der zugeordneten Kontaktflächen stellen bei dieser Ausgestaltung den formschlüssig wirkenden Anteil der Konturierung der zugeordneten Kontaktbereiche dar. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die lösbare Verbindung zwischen dem Hebel und dem Anschlussteil jeweils als eine Schraubverbindung ausgebildet, wobei Schrauben der Schraubverbindung die Kontaktflächen jeweils zumindest teilweise durchsetzen. Dabei ist die lösbare Verbindung zwischen dem Hebel und dem Anschlussteil insbesondere jeweils zugleich als eine starre Verbindung ausgeführt, so dass zusammen mit der starren Anbindung des Anschlussteils an den Endbereich der Drehstabfeder insgesamt jeweils eine starre Verbindung zwischen dem Hebel und der Drehstabfeder bereitgestellt wird. Es ist günstig, wenn die Schrauben die Kontaktflächen durchsetzen, weil auf diese Weise entlang der Schraubenachsen wirkende Schraubkräfte unmittelbar in die Kontaktflächen eingeleitet werden und die zu verbindenden Bauteile auf diese Weise nicht durch die Schraubenkräfte verzogen, im Sinne einer unerwünschten Verformung, werden. Die Schrauben können die Kontaktflächen senkrecht oder schräg durchsetzen. Schraubenköpfe der Schrauben sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie in Richtung von deren Schraubenachsen zugänglich sind, um die eingangs beschriebene Zugänglichkeit zu Antriebskomponenten des Nutzfahrzeugs, beispielsweise dem Kühler, zu verbessern. Als Schrauben eignen sich beispielsweise Innensechskantschrauben.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung durchsetzen die Schrauben die Kontaktbereiche senkrecht zu der Längsmittelachse der Drehstabfeder und jeweils in den Teilbereichen der Kontaktbereiche mit dem größtmöglichen Abstand zu der Längsmittelachse. Praktisch bedeutet dies, dass die Schrauben, bei Betrachtung im Einbauzustand im Fahrzeug, in den oberen und unteren Teilbereichen der Kontaktbereiche mit dem größtmöglichen Abstand in der Fahrzeughochrichtung angeordnet sind. Die Schrauben sind senkrecht zu der Längsmittelachse der Drehstabfeder möglichst weit voneinander beabstandet, um durch die Drehstabfeder in die Kontaktbereiche eingeleitete Dreh- und/oder Biegemomente bestmöglich abstützen zu können. Dies liegt darin begründet, dass die Teilbereiche, die am weitesten von der Längsmittelachse entfernt liegen, den größten Anteil an der Drehmomentabstützung leisten. Aus diesem Grund ist es alternativ auch möglich, die Kontaktbereiche derart auszulegen, dass der zwischen den Teilbereichen, die von den Schrauben durchsetzt sind, ange- ordnete mittlere Abschnitt der Kontaktbereiche hohl, also als Freifläche, ausgebildet ist.

Bevorzugt bilden die Kontaktflächen der Kontaktbereiche zumindest teilweise

Zentrierflächen für eine Montage des Fahrerhausstabilisators. Dadurch kann auf separate Zentrierelemente, wie beispielsweise Zentrierstifte mit korrespondierenden Zentrierbohrungen, verzichtet werden.

Zweckmäßig weisen die Hebel und die diesen zugeordneten Anschlussteile jeweils ein Paar formkorrespondierender Anschlagflächen auf, die zusammen mit den jeweiligen Kontaktflächen während der Montage eine eindeutige Positionierung der Hebel und der zugeordneten Anschlussteile zueinander ermöglichen. Die formkorrespondierenden Anschlagflächen bilden während der Montage, insbesondere nach erfolgter Anlage der jeweils zugeordneten Kontaktflächen, einen Schiebeanschlag für eine Bewegung der Drehstabfeder mit den daran starr angebundenen Anschlussteilen in Fahrzeughochrichtung oder zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung.

Vorteilhaft weisen die Hebel an deren den Anschlussteilen zugewandten, zweiten Enden jeweils eine Lagerstelle zur Abstützung des Fahrerhausstabilisators auf. Die Lagerstellen sind vorzugsweise außerhalb der Kontaktbereiche angeordnet und dienen insbesondere zur direkten oder indirekten Abstützung des Fahrerhausstabilisators gegenüber dem Fahrerhaus und/oder je Fahrzeugseite einem Feder-Dämpfer- Element, welches beispielsweise aus einer Luftfeder mit integriertem Dämpfer gebildet ist. Die Lagerstellen sind vorteilhaft einstückig mit den Hebeln ausgeformt. Insbesondere sind die Lagerstellen zur Aufnahme von Pratzengelenken, welche auch als Molekulargelenke bezeichnet werden, ausgebildet. Aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsformen, bei denen eine derartige Abstützung des Fahrerhausstabilisators direkt oder indirekt über stirnseitige Verlängerungen der Drehstabfeder erfolgt, sind nachteilig, weil über diese stirnseitigen Verlängerungen in den Fahrerhausstabilisator eingetragene Kräfte und Momente, insbesondere Biegemomente, im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung, zusätzlich über die Kontaktbereiche geführt werden müssen. Dadurch, dass die über die vorgenannte Lagerstellen in den Fahrerhausstabilisator eingeleiteten Kräfte und Momente direkt in die relativ stabilen, vorzugsweise massiv ausgebildeten, Hebel eingeleitet und nicht über die Kontaktbereiche geführt werden, ist gegenüber dem Stand der Technik eine Entlastung der Kontaktbereiche gegeben. Wie bereits ausgeführt, wird durch die Lagerstellen beispielsweise die Abstützung des Fahrerhausstabilisators gegenüber dem Fahrerhaus und/oder einem Feder-Dämpfer-Element je Fahrzeugseite übernommen. Vor diesem Hintergrund hat die Anordnung der Lagerstellen an den den Anschlussteilen zugewandten, zweiten Enden der Hebel den Vorteil, dass zur Demontage der Drehstabfeder keine Demontage der an den Lagerstellen angebundenen Bauteile oder Komponenten erforderlich ist. Zur Demontage der Drehstabfeder müssen lediglich die Schrauben gelöst werden, mit denen die Anschlussteile an die Hebel angebunden sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen Teil eines Nutzfahrzeugs mit einem Fahrerhausstabilisator gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 in einer vergrößerten Detailansicht die Einzelheit X aus Figur 1 ;

Fig. 3 in einer vergrößerten Detailansicht die Einzelheit Y aus Figur 1 ;

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung den Fahrerhausstabilisator aus Figur 1 ;

Fig. 5 in einer Explosionsdarstellung den Fahrerhausstabilisator aus Figur 4;

Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung die Ansicht A aus Figur 5;

Fig. 7 in einer vergrößerten Darstellung ähnlich Figur 6, allerdings bei Betrachtung von schräg unten, den Fahrerhausstabilisator in einem Montagezwischenschritt und Fig. 8 in einer Schnittdarstellung den Schnitt E - E aus Fig. 4.

Fig. 1 zeigt in einer teilweise schematischen Darstellung ein als Lastkraftwagen 1 ausgebildetes Nutzfahrzeug mit einem Fahrerhausstabilisator 2, welcher eine sich in einer Fahrzeugquerrichtung y erstreckende Drehstabfeder 3 aufweist. Die beiden Endbereiche 4, 5 der Drehstabfeder 3 sind jeweils starr mit einem sich zumindest im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung x erstreckenden Hebel 6, 7 verbunden, wobei die starre Verbindung zwischen dem Hebel 6, 7 und der Drehstabfeder 3 jeweils lösbar ausgebildet ist, um im Wartungsfall eine einfache Demontage der Drehstabfeder 3 zu ermöglichen. Durch die Demontage der Drehstabfeder 3 wird es beispielsweise möglich, auf einfache Weise an einen Kühler 8 des Nutzfahrzeugs 1 zu gelangen. Die Hebel 6, 7 weisen jeweils ein erstes Ende 9, 10 auf, mit welchem sie jeweils über eine Konsole 11 an einen Längsträger 12, 13 eines Fahrzeugrahmens 14 angebunden sind. An deren der Drehstabfeder 3 zugewandten, zweiten Enden 44, 45 weisen die Hebel 6, 7 jeweils eine einstückig mit diesen ausgebildete Lagerstelle 15, 16 zur Abstützung des Fahrerhausstabilisators 2 auf. Die Lagerstellen 15, 16 dienen zur Abstützung des Fahrerhausstabilisators 2 gegenüber einem Fahrerhaus 17, welches indirekt über Fahrerhausanbindungen 18, 19 an die Lagerstellen 15, 16 angebunden ist. Darüber hinaus werden der Fahrerhausstabilisator 2 und das daran angebundene Fahrerhaus 17 durch Feder-Dämpfer-Elemente 20, 21 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 14 abgestützt, wobei die Feder-Dämpfer-Elemente 20, 21 jeweils als Luftfeder mit integriertem Dämpfer ausgebildet sind.

Fig. 2 zeigt die Verbindung der Drehstabfeder 3 mit der Fahrerhausanbindung 19 der linken Fahrzeugseite im Detail. Es ist zu erkennen, dass die Lagerstelle 15 zur Aufnahme eines Pratzengelenks 23 ausgebildet sind, wobei das Pratzengelenk 23 wiederum mit der zugeordneten Fahrerhausanbindung 19 verschraubt ist. Zur Demontage der Drehstabfeder 3 ist keine Demontage der an der Lagerstelle 15 direkt oder indirekt angebundenen Bauteile oder Komponenten erforderlich. In Fig. 3 ist verdeutlicht, dass die Anbindung der Drehstabfeder 3 auf der rechten Fahrzeugseite analog zu der Anbindung auf der linken Fahrzeugseite ausgebildet ist. Die Lagerstelle 16 ist auch hier zur Aufnahme eines Pratzengelenks 22 ausgebildet, wobei das Pratzengelenk 22 ebenfalls mit der zugeordneten Fahrerhausanbindung 18 verschraubt ist.

Fig. 4 zeigt den Fahrerhausstabilisator 2 als Zusammenbaueinheit, wobei die beiden Endbereiche 4, 5 der Drehstabfeder 3 jeweils starr mit den sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckenden Hebeln 6, 7 verbunden sind. Weiterhin sind die starren Verbindungen zwischen den Hebeln 6, 7 und der Drehstabfeder 3 jeweils als eine mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines Anschlussteils 24, 25 ausgebildet. Eine Fahrzeugsymmetrieebene 26 erstreckt sich senkrecht zu einer Längsmittelachse 27 der Drehstabfeder 3 und verläuft zugleich durch den Mittelpunkt 28 der Längsmittelachse 27. Im Einbauzustand im Nutzfahrzeug 1 wird die Fahrzeugsymmetrieebene 26 durch die Fahrzeuglängsrichtung x und eine sich hierzu sowie zu der Fahrzeugquerrichtung y senkrecht erstreckende Fahrzeughochrichtung z aufgespannt. Zugleich verläuft die Fahrzeugsymmetrieebene 26 durch den in der Fahrzeugmitte angeordneten Mittelpunkt 28 der Längsmittelachse 27.

In Fig. 5 ist zu erkennen, dass die Hebel 6, 7 Kontaktbereiche 29, 30 zu den Anschlussteilen 24, 25 aufweisen und die Anschlussteile 24, 25 wiederum Kontaktbereiche 31 , 32 zu den Hebeln 6, 7 aufweisen, wobei die zugeordneten Kontaktbereiche 29, 31 sowie 30, 32 jeweils konturiert und im Wesentlichen formkorrespondierend ausgebildet sind. Die lösbaren Verbindungen zwischen den Hebeln 6, 7 und den Anschlussteilen 24, 25 stellen zugleich starre Verbindungen dar und sind als Schraubverbindungen 33, 34 mit jeweils vier Innensechskantschrauben ausgebildet. Durch die lösbar und zugleich starr ausgebildeten Verbindungen zwischen den Hebeln 6, 7 und den Anschlussteilen 24, 25 werden zusammen mit den starren Anbin- dungen der Anschlussteile 24, 25 an die beiden Endbereiche 4, 5 der Drehstabfeder 3 insgesamt starre Verbindungen zwischen den Hebeln 6, 7 und der Drehstabfeder 3 bereitgestellt. Die Drehstabfeder 3 und die Anschlussteile 24, 25 bilden während der Demontage des Fahrerhausstabilisators 2, beispielsweise im Rahmen einer Wartung des Kühlers 8, eine Unterzusammenbaueinheit, da ein Lösen der starren Anbindun- gen der Anschlussteile 24, 25 an die beiden Endbereiche 4, 5 der Drehstabfeder 3 nicht vorgesehen ist. Deutlich zu erkennen sind die an den zweiten Enden 44, 45 der Hebel 6, 7 angeordneten und einstückig mit diesen ausgebildeten Lagerstellen 15, 16, die an die Kontaktbereiche 29, 30 der Hebel 6, 7 grenzen.

Fig. 6 zeigt die linke Seite des Fahrerhausstabilisators 2 von schräg oben betrachtet. Es ist zu erkennen, dass der Kontaktbereich 29 des Hebels 7 der linken Fahrzeugseite zwei Kontaktflächen 35, 36 aufweist, wobei die Kontaktflächen 35, 36 in sich eben ausgebildet sind und das zugeordnete Anschlussteil 25 unmittelbar berühren. Die beiden Kontaktflächen 35, 36 sind durch eine Freifläche 37 verbunden. Der durch die beiden Kontaktflächen 35, 36 und die Freifläche 37 gebildete Kontaktbereich 29 ist symmetrisch in Bezug auf eine sich senkrecht zu der Längsmittelachse 27 der Drehstabfeder 3 erstreckende Teilsymmetrieebene 38 ausgebildet. Die Längserstreckung des Kontaktbereichs 29 in der Fahrzeughochrichtung z ist größer als dessen

Längserstreckung senkrecht dazu, womit zum Ausdruck gebracht werden soll, dass der Kontaktbereich 29 im Einbauzustand im Nutzfahrzeug eine Höhe aufweist, die größer ist als dessen Breite. Die Teilsymmetrieebene 38 erstreckt sich dabei parallel beabstandet zu der Fahrzeugsymmetrieebene 26. Die Kontaktflächen 35, 36 des Kontaktbereichs 29 liegen in Schenkelflächen einer geraden Säule mit einer als ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Grundfläche.

Die Schenkelflächen schließen dabei einen Winkel α von 110 Grad ein, wodurch die Kontaktflächen 35, 36 der Kontaktbereiche 29 zugleich Zentrierflächen für eine Montage des Fahrerhausstabilisators 2 darstellen. In dem Kontaktbereich 29 sind

Schraubenlöcher zu erkennen, die die Kontaktflächen 35, 36 teilweise durchsetzen, weshalb auch die Innensechskantschrauben der Schraubverbindung 33 die Kontaktflächen 35, 36 teilweise durchsetzen. Darüber hinaus durchsetzen die Innensechskantschrauben den Kontaktbereich 29 senkrecht zu der Längsmittelachse 27 der Drehstabfeder 3 sowie in den oberen und unteren Teilbereichen der Kontaktbereiche 29 mit dem größtmöglichen Abstand in der Fahrzeughochrichtung z.

Aus Fig. 7 geht hervor, dass der Hebel 7 der linken Fahrzeugseite und das diesem zugeordnete Anschlussteil 25 ein Paar formkorrespondierender Anschlagflächen 39 aufweisen, wobei die Anschlagfläche des Anschlussteils 25 verdeckt ist. Die Anschlagflächen 39 ermöglichen zusammen mit den Kontaktflächen 35, 36 während der Montage der aus der Drehstabfeder 3 und den Anschlussteilen 24, 25 gebildeten Unterzusammenbaueinheit eine eindeutige Positionierung des Hebels 7 und des zugeordneten Anschlussteils 25 zueinander. Dadurch, dass die Kontaktflächen 35, 36 zum einen in sich eben ausgebildet sind und zum anderen einen Winkel α von 110 Grad einschließen, bilden die Kontaktflächen 35, 36 des Hebels 7 zusammen mit formkorrespondierenden Kontaktflächen 42, 43 des Anschlussteils 25 eine Schiebeführung, durch welche die vorgenannte Unterzusammenbaueinheit bereits in der Fahrzeuglängsrichtung x und in der Fahrzeugquerrichtung y festgelegt ist. Die Anschlagflächen 39 bilden einen zusätzlichen Anschlag in der Fahrzeughochrichtung z, wodurch eine eindeutige Positionierung des Hebels 7 und des zugeordneten Anschlussteils 25 zueinander gegeben ist. In Fig. 7 ist eine Zwischen position während der Montage der vorgenannten Unterzusammenbaueinheit dargestellt. Das Anschlussteil 25 liegt bereits in der zuvor beschriebenen Schiebeführung; ist aber noch nicht gegen die Anschlagfläche 39 des Hebels 7 geschoben.

In Fig. 8 ist zu erkennen, dass die Drehstabfeder 3 als gerades Rohr ausgebildet ist. Auf der linken Fahrzeugseite ist der Endbereich 5 der Drehstabfeder 3 aufgeweitet ausgeführt und nimmt einen Pressstopfen 40 mit geringem Übermaß auf. Durch den Pressstopfen 40 wird der Endbereich 5 gegen eine Wandung einer Innenbohrung des Anschlussteils 25 gepresst. Der Pressstopfen 40, der Endbereich 5 der Drehstabfeder 3 und die Wandung der Innenbohrung des Anschlussteils 25 weisen formkorrespondierende, polygonal unrunde Umfangsflächen auf, die vollumfänglich aneinander anliegen, wodurch eine formschlüssige und zugleich kraftschlüssige, starre und zugleich lösbare Anbindung des Anschlussteils 25 an die Drehstabfeder 3 gegeben ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Endbereich 5 der Drehstabfeder 3 zwischen dem Pressstopfen 40 und dem Anschlussteil 25 eingespannt. Der Fahrerhausstabilisator 2 ist symmetrisch in Bezug auf die Fahrzeugsymmetrieebene 26 ausgebildet. Daher weist der Endbereich 4 der rechten Fahrzeugseite ebenfalls einen Pressstopfen auf. Im Bereich der dem Hebel 7 zugeordneten Freifläche 37 und einer korrespondierenden, dem Anschlussteil 25 zugeordneten Freifläche 41 weisen der Kontaktbereich 29 des Hebels 7 und der formkorrespondierende Kontaktbereich 31 des Anschlussteils 25 einen parallelen Abstand zueinander auf, um ein Verspannen der beiden zugeordneten Kontaktbereiche 29, 31 gegeneinander zu ermögli- chen. Die Kontaktfläche 35 des Hebels 7 liegt vollflächig an der in sich eben ausgebildeten Kontaktfläche 42 des Anschlussteils 25 an. In gleicher weise liegt die Kontaktfläche 36 des Hebels 7 vollflächig an der Kontaktfläche 43 des Anschlussteils 25 an. Die vorgenannten Kontaktflächen 35, 36, 42, 43 sowie die Freiflächen 37, 41 sind symmetrisch in Bezug auf die Teilsymmetrieebene 38 angeordnet, deren flächige Erstreckung durch Zusammenschau der strichpunktierten, jeweils die Teilsymmetrieebene 38 darstellenden Linien aus den Zeichnungsfiguren 6 und 8 deutlich wird. Die sich gegeneinander abstützenden Kontaktflächen 35, 42 und 36, 43 stellen einen formschlüssig wirkenden Anteil der Konturierung der zugeordneten Kontaktbereiche 29, 31 dar.

Bezuqszeichen Nutzfahrzeug, Lastkraftwagen

Fahrerhausstabilisator

Drehstabfeder

Endbereich

Hebel

Kühler

erstes Ende

Konsole

Längsträger

Fahrzeugrahmen

Lagerstelle

Fahrerhaus

Fahrerhausanbindung

Feder-Dämpfer-Element

Pratzengelenk

Anschlussteil

Fahrzeugsymmetrieebene

Längsmittelachse

Mittelpunkt

Kontaktbereich

Kontaktbereich 32 Kontaktbereich

33 Schraubverbindung

34 Schraubverbindung

35 Kontaktfläche

36 Kontaktfläche

37 Freifläche

38 Teilsymmetrieebene

39 Anschlagfläche

40 Pressstopfen

41 Freifläche

42 Kontaktfläche

43 Kontaktfläche

44 zweites Ende

45 zweites Ende x Fahrzeuglängsrichtung y Fahrzeugquerrichtung z Fahrzeughochrichtung α Winkel

Claims

Patentansprüche

1. Fahrerhausstabilisator (2) mit einer sich in einer Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Drehstabfeder (3), deren beide Endbereiche (4, 5) jeweils starr mit einem sich zumindest im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Hebel (6, 7) verbunden sind, wobei die starre Verbindung zwischen dem Hebel (6, 7) und der Drehstabfeder (3) jeweils lösbar ausgebildet ist, um im Wartungsfall eine einfache Demontage der Drehstabfeder (3) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die starren Verbindungen zwischen den Hebeln (6, 7) und der Drehstabfeder (3) jeweils als eine mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines Anschlussteils (24, 25) ausgebildet sind.

2. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (6, 7) Kontaktbereiche (29, 30) zu den Anschlussteilen (24, 25) aufweisen und die Anschlussteile (24, 25) wiederum Kontaktbereiche (31 , 32) zu den Hebeln (6, 7) aufweisen, wobei die zugeordneten Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) jeweils kontu- riert ausgebildet sind.

3. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) jeweils symmetrisch in Bezug auf eine sich senkrecht zu einer Längsmittelachse (27) der Drehstabfeder (3) erstreckende Teilsymmetrieebene (38) ausgebildet sind.

4. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) in einer Fahrzeughochrichtung (z) größer ist als senkrecht dazu.

5. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Teilsymmetrieebenen (38) symmetrisch zu einer Fahrzeugsymmetrieebene (26) erstrecken.

6. Fahrerhausstabilisator (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) jeweils eine Mehrzahl von Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) aufweisen.

7. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) eines Kontaktbereichs (29, 30, 31 , 32) zumindest teilweise in sich eben ausgebildet sind.

8. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest zwei der Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) eines Kontaktbereichs (29, 30, 31 , 32) durch eine Freifläche (37) verbunden sind.

9. Fahrerhausstabilisator (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) eines Kontaktbereichs (29, 30, 31 , 32) zumindest teilweise Schenkelflächen einer geraden Säule mit einer als ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Grundfläche bilden.

10. Fahrerhausstabilisator (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung zwischen dem Hebel (6, 7) und dem Anschlussteil (24, 25) jeweils als eine Schraubverbindung (33, 34) ausgebildet ist, wobei Schrauben der Schraubverbindung (33, 34) die Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) jeweils zumindest teilweise durchsetzen.

11. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben die Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) senkrecht zu der Längsmittelachse (27) der Drehstabfeder (3) und jeweils in den Teilbereichen der Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) mit dem größtmöglichen Abstand zu der Längsmittelachse (27) durchsetzen.

12. Fahrerhausstabilisator (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) der Kontaktbereiche (29, 30, 31 , 32) zumindest teilweise Zentrierflächen für eine Montage des Fahrerhausstabilisators (2) bilden.

13. Fahrerhausstabilisator (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (6, 7) und die diesen zugeordneten Anschlussteile (24, 25) jeweils ein Paar formkorrespondierender Anschlagflächen (39) aufweisen, die zusammen mit den jeweiligen Kontaktflächen (35, 36, 42, 43) während der Montage eine eindeutige Positionierung der Hebel (6, 7) und der zugeordneten Anschlussteile (24, 25) zueinander ermöglichen.

14. Fahrerhausstabilisator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (6, 7) an deren den Anschlussteilen (24, 25) zugewandten, zweiten Enden (44, 45) jeweils eine Lagerstelle (15, 16) zur Abstützung des Fahrerhausstabilisators (2) aufweisen.