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Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator mit einem ersten Stabilisatorteil, einem zweiten Stabilisatorteil und einem Aktuator zum Verdrehen der beiden Stabilisatorteile relativ zueinander um eine Drehachse. Hierbei ist ein Endabschnitt wenigstens eines der beiden Stabilisatorteile über eine Koppeleinrichtung mit einem Befestigungsabschnitt des Aktuators verbunden.
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Ein derartiger, sogenannter geteilter Stabilisator dient dazu, Wankbewegungen eines Kraftfahrzeugs entgegenzuwirken. Hierfür ist der Wankstabilisator einer Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet und besitzt zwei üblicherweise stabförmige oder rohrförmige Stabilisatorteile, die an ihrem dem Aktuator abgewandten jeweiligen Ende in geeigneter Weise abgewinkelt oder gekröpft sind und mit den beiderseitigen Radträgern der Fahrzeugachse verbunden sind. Der dem Aktuator zugewandte jeweilige Endabschnitt der beiden Stabilisatorteile ist an einem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Aktuators befestigt. Hierbei ist wenigstens eine dieser beiden Verbindungen üblicherweise lösbar, um die Montage des Wankstabilisators im Fahrzeug zu ermöglichen. Mittels des Aktuators, der auch als Schwenkmotor bezeichnet wird, können über die beiden Befestigungsabschnitte die beiden Stabilisatorteile aktiv relativ zueinander gedreht werden, wobei die Drehachse mit der jeweiligen Längsachse der genannten Endabschnitte der beiden Stabilisatorteile zusammenfallt.
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Bei dem Verdrehen der beiden Stabilisatorteile treten hohe Drehmomente auf, sodass an die Verbindung der Endabschnitte der beiden Stabilisatorteile mit dem jeweiligen Befestigungsabschnitt des Aktuators hohe Anforderungen gestellt werden. Diesen Anforderungen kann zwar durch bekannte Fügeverfahren entsprochen werden, z. B. durch Schweißen. Allerdings sind aufwändige Zusatzmaßnahmen erforderlich (z. B. Glättung des Nahtbereichs, Wärmebehandlung), um die erforderliche Dauerfestigkeit zu gewährleisten. Hierdurch verteuert sich die Herstellung und Montage des Wankstabilisators in unerwünschter Weise.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Wankstabilisator der genannten Art zu schaffen, der sich in kostengünstiger Weise herstellen und montieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wankstabilisator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass die Koppeleinrichtung zwischen dem Endabschnitt des jeweiligen Stabilisatorteils und dem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Aktuators eine Schweißverbindung umfasst, deren radialer Abstand von der Drehachse des Wankstabilisators größer ist als der Außenradius des betreffenden Endabschnitts des Stabilisatorteils.
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Die für die Kopplung zwischen dem Stabilisatorteil und dem Aktuator vorgesehene Schweißverbindung erstreckt sich in einem radial größeren Abstand als der Außenradius des Endabschnitts des Stabilisatorteils, der typischerweise eine axiale Fortsetzung des stabförmigen oder rohrförmigen Stabilisatorteils bildet. Die genannte Schweißverbindung kann sich bezüglich der Drehachse insbesondere in Umfangsrichtung erstrecken. Vorzugsweise ist die Schweißverbindung umfänglich geschlossen.
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Aufgrund des größeren radialen Abstands von der Drehachse ist die auf die Schweißverbindung wirkende Kraft – bei gegebenem Drehmoment – vergleichsweise gering, und zusätzlich kann die Schweißverbindung aufgrund des größeren Radius in Umfangsrichtung länger ausgebildet sein, um das zwischen dem Stabilisatorteil und dem Aktuator wirkende Drehmoment aufnehmen zu können. Hierdurch können an etwaige Nachbehandlungen der Schweißverbindung geringere Anforderungen gestellt werden, sodass letztlich eine kostengünstigere Herstellung und Montage des Wankstabilisators möglich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Koppeleinrichtung wenigstens ein erstes, dem Endabschnitt des betreffenden Stabilisatorteils zugeordnetes Koppelelement. Dieses dient dazu, die Anbringung der genannten Schweißverbindung in einem vergrößerten radialen Abstand von der Drehachse zu ermöglichen, ohne dass hierfür der Endabschnitt des Stabilisatorteils unmittelbar modifiziert werden muss, beispielsweise durch Aufstauchen. Die genannte Schweißverbindung ist somit an dem ersten Koppelelement vorgesehen, insbesondere zwischen dem ersten Koppelelement und dem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Aktuators oder zwischen dem ersten Koppelelement und einem zweiten Koppelelement, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Das erste Koppelelement ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform als eine Hülse ausgebildet, die den Endabschnitt des betreffenden Stabilisatorteils umfänglich umschließt. Hierdurch wird für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Endabschnitt des Stabilisatorteils und dem ersten Koppelelement eine große Wirkfläche geschaffen, die sich bezüglich der Drehachse des Wankstabilisators in axialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckt.
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Die Verbindung zwischen dem ersten Koppelelement und dem zugeordneten Endabschnitt des Stabilisatorteils kann beispielsweise eine gegenseitige Steckverzahnung umfassen. Eine besonders einfache, wirksame und kostengünstig zu bewerkstelligende Verbindung ergibt sich allerdings, wenn das erste Koppelelement an dem Endabschnitt des Stabilisatorteils über eine Schrumpfsitzverbindung befestigt ist. Diese Schrumpfsitzverbindung kann zur Erhöhung der Festigkeit eine zusätzliche Klebeverbindung umfassen.
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Eine besonders hohe Festigkeit wird erzielt, wenn das erste Koppelelement mit dem Endabschnitt des Stabilisatorteils zusätzlich zu der genannten Schrumpfsitzverbindung verschweißt ist, insbesondere an der dem freien Ende des Stabilisatorteils zugewandten Seite des ersten Koppelelements, d. h. an der dem Aktuator zugewandten Seite. Eine derartige Schweißverbindung an dem äußersten Ende des betreffenden Stabilisatorteils muss nahezu kein Biegemoment aufnehmen, da dieses von der genannten Schrumpfsitzverbindung zwischen dem ersten Koppelelement und dem Endabschnitt des Stabilisatorteils übertragen wird. Durch das zusätzliche Verschweißen des ersten Koppelelements mit dem Endabschnitt des Stabilisatorteils kann allerdings ein Teil des Torsionsmoments übertragen werden, wodurch sich die Stabilität der Befestigung des ersten Koppelelements an dem Endabschnitt des Stabilisatorteils erhöht. Vorzugsweise ist das erste Koppelelement entlang einer umfänglich geschlossenen Naht mit dem Endabschnitt des Stabilisatorteils verschweißt.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Koppeleinrichtung auch noch ein zweites, dem Befestigungsabschnitt des Aktuators zugeordnetes Koppelelement aufweist, wobei das erste Koppelelement und das zweite Koppelelement über die genannte Schweißverbindung aneinander befestigt sind. Das zweite Koppelelement dient somit als ein Zwischenkoppelelement, um zum einen die genannte Schweißverbindung in einem radial vergrößerten Abstand zu der Drehachse des Wankstabilisators zu ermöglichen und um zum anderen eine Verbindung, insbesondere eine lösbare Verbindung, mit dem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Aktuators zu gestatten.
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Das zweite Koppelelement kann beispielsweise einen Ringabschnitt aufweisen, der einen Abschnitt des ersten Koppelelements umfänglich umschließt und an dem ersten Koppelelement über die genannte Schweißverbindung befestigt ist. Zusätzlich kann das zweite Koppelelement einen Zapfenabschnitt oder einen Hülsenabschnitt umfassen, der eine Verbindung des zweiten Koppelelements mit dem Befestigungsabschnitt des Aktuators ermöglicht.
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Die genannte Schweißverbindung umfasst gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eine Kehlnaht, die sich bezüglich der Drehachse des Wankstabilisators in Umfangsrichtung zwischen einer Zylinderfläche des einen der beiden Koppelelemente und einer Ringfläche des anderen der beiden Koppelelemente erstreckt. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine stabile Schweißverbindung hergestellt werden.
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Alternativ hierzu ist es beispielsweise möglich, dass das erste Koppelelement und das zweite Koppelelement einen jeweiligen Flanschabschnitt aufweisen, der die Anbringung der genannten Schweißverbindung in einem radial vergrößerten Abstand zu der Drehachse ermöglicht, insbesondere in Form einer I-Naht oder einer V-Naht.
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Das genannte zweite Koppelelement ist mit dem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Aktuators vorzugsweise lösbar verbunden, insbesondere über eine axial gesicherte gegenseitige Steckverzahnung oder über eine Schraubverbindung.
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Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines geteilten Wankstabilisators.
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2 zeigt eine Längsschnittansicht einer Koppeleinrichtung.
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Der in 1 gezeigte Wankstabilisator besitzt ein gebogenes rohrförmiges erstes Stabilisatorteil 11, ein gebogenes rohrförmiges zweites Stabilisatorteil 12 und einen dazwischen angeordneten Aktuator 13. Der Aktuator 13 umfasst zwei Befestigungsabschnitte 15, die um eine Drehachse A relativ zueinander gedreht werden können. Hierfür kann der Aktuator 13 beispielsweise einen Elektromotor mit einem Untersetzungsgetriebe aufweisen. Die Befestigungsabschnitte 15 des Aktuators 13 sind über Koppeleinrichtungen 17 mit einem jeweiligen Endabschnitt 19 des ersten Stabilisatorteils 11 bzw. des zweiten Stabilisatorteils 12 drehfest verbunden. Die beiden somit drehbaren Stabilisatorteile 11, 12 sind an Lager 21 abgestützt.
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2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Koppeleinrichtung 17. Die Koppeleinrichtung 17 umfasst ein erstes Koppelelement 31 und ein zweites Koppelelement 32. Das erste Koppelelement 31 ist hülsenförmig, mit einer zylindrischen Innenmantelfläche 35. Die Innenmantelfläche 35 bildet eine Schrumpfsitzverbindung mit dem ebenfalls zylindrischen Endabschnitt 19 des betreffenden Stabilisatorteils 11. Über diese Schrumpfsitzverbindung kann ein wesentlicher Teil des Torsionsmoments, d. h. des in Drehrichtung wirksamen Drehmoments zwischen dem ersten Koppelelement 31 und dem Stabilisatorteil 11 übertragen werden. Ferner übernimmt die genannte Schrumpfsitzverbindung aufgrund der Erstreckung der Innenmantelfläche 35 entlang der Drehachse A nahezu das gesamte Biegemoment, d. h. das Drehmoment, welches bezüglich einer senkrecht zu der Drehachse A stehenden Achse auftritt.
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Um die Übertragung des Torsionsmoments zu unterstützen, ist zwischen dem ersten Koppelelement 31 und dem Endabschnitt 19 des Stabilisatorteils 11 eine sich umfänglich erstreckende Schweißnaht 37 vorgesehen, die hier als Kehlnaht ausgebildet ist. Die Schweißnaht 37 ist an der dem zweiten Koppelelement 32 zugewandten Seite des ersten Koppelelements 31 angeordnet, und somit an dem äußersten Ende des betreffenden Stabilisatorteils 11. Hierdurch wird die Schweißnaht 37 nicht oder zumindest nicht übermäßig mit einem Biegemoment belastet.
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Das erste Koppelelement 31 besitzt entlang eines Teils seiner axialen Erstreckung eine zylindrische Außenmantelfläche 39. Der Außenradius R2 dieser Außenmantelfläche 39 ist deutlich größer als der Außenradius R1 des Endabschnitts 19 des betreffenden Stabilisatorteils 11.
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Das zweite Koppelelement 32 besitzt einen Ringabschnitt 41, der eine Ringfläche 43 bildet, welche sich innerhalb einer Normalebene zu der Drehachse A erstreckt. Der Ringabschnitt 41 ist auf eine bezüglich der Außenmantelfläche 39 radial zurück versetzte Aufnahmefläche 45 des ersten Koppelelements 31 aufgesetzt, wobei vorzugsweise ein Presssitz verwirklicht ist. Das erste Koppelelement 31 und das zweite Koppelelement 32 sind über eine Schweißnaht 47 aneinander befestigt, die als Kehlnaht zwischen der Außenmantelfläche 39 des ersten Koppelelements 31 und der Ringfläche 43 des zweiten Koppelelements 32 ausgebildet ist.
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Das zweite Koppelelement 32 umfasst ferner einen Zapfenabschnitt 49, der sich in axialer Verlängerung zu dem Endabschnitt 19 des Stabilisatorteils 11 erstreckt und über eine Steckverzahnung 51 eine lösbare Befestigung an dem Befestigungsabschnitt 15 des Aktuators 13 (1) ermöglicht.
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Ein besonderer Vorteil der in 2 gezeigten Koppeleinrichtung 17 besteht darin, dass die Drehmomentübertragung von dem Aktuator 13 auf das betreffende Stabilisatorteil 11 über die Schweißnaht 47 erfolgt, die bezüglich des Außenradius R1 des Stabilisatorteils 11 in einem relativ großen radialen Abstand R2 zu der Drehachse A verläuft. Die Schweißnaht 47 besitzt dementsprechend eine große Länge in Umfangsrichtung. Die Schweißnaht 47 kann hierdurch ein vergleichsweise großes Drehmoment aufnehmen, ohne dass unbedingt ein Nacharbeiten beispielsweise durch Wärmebehandlung erforderlich ist.
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Zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist noch anzumerken, dass das erste Koppelement 31 und das zweite Koppelelement 32 alternativ auch auf Stoß miteinander verschweißt werden können. Wichtig ist lediglich, dass die Schweißnaht 47 in einem vergrößerten radialen Abstand R2 zu der Drehachse A angeordnet ist.
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Die in 2 gezeigte Koppeleinrichtung 17 kann auch lediglich auf einer Seite des Aktuators 13 gemäß 1 vorgesehen sein, während auf der anderen Seite eine andersartige Verbindung zwischen dem Aktuator 13 und dem betreffenden Stabilisatorteil 12 vorgesehen ist, beispielsweise eine unlösbare Verbindung.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- erstes Stabilisatorteil
- 12
- zweites Stabilisatorteil
- 13
- Aktuator
- 15
- Befestigungsabschnitt
- 17
- Koppeleinrichtung
- 19
- Endabschnitt
- 21
- Lager
- 31
- erstes Koppelelement
- 32
- zweites Koppelelement
- 35
- Innenmantelfläche
- 37
- Schweißnaht
- 39
- Außenmantelfläche
- 41
- Ringabschnitt
- 43
- Ringfläche
- 45
- Aufnahmefläche
- 47
- Schweißnaht
- 49
- Zapfenabschnitt
- 51
- Steckverzahnung
- A
- Drehachse
- R1
- Außenradius des Endabschnitts
- R2
- Außenradius des ersten Koppelelements
