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Die Erfindung betrifft einen aktiven Wankstabilisator mit einem Aktuator und mit einer Übertragungsvorrichtung zum Übertragen der von dem Aktuator erzeugten Kräfte und/oder Drehmomente, wobei die Übertragungsvorrichtung einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist und wobei der erste Teil relativ zu einem zweiten Teil ausgehend von einer Neutralstellung gegen eine Rückstellkraft sowohl linksdrehend, als auch rechtsdrehend tordierbar ist.
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Aus
DE 10 2005 031 036 A1 ein Schwenkmotor für einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator bekannt. Der geteilte Kraftfahrzeugstabilisator besitzt einen eingebauten Schwenkmotor zur Wankregelung, der mindestens aus einem Verstellantrieb mit einem Elektromotor, einem Schwenkmotorgetriebe und mit einem Gehäuse besteht. Der Schwenkmotor ist zwischen den beiden Hälften eines Stabilisators angeordnet und dazu bestimmt, aufgrund einer geeigneten Ansteuerung, diese Stabilisatorhälften bedarfsgerecht gegeneinander zu verdrehen.
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Eine solche Wankstabilisation ist besonders bei dem Fahren in schnellen und/oder engen Kurven von besonderem Vorteil. Bei Fahrsituationen in denen nur geringe Wankbewegungen auftreten, also insbesondere bei Geradeausfahrt, sollte das Wankstabilisatorsystem jedoch im Hinblick auf einen möglichst großen Fahrkomfort drehmomentfrei geschaltet werden.
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Aus
DE 10 2008 048 950 A1 ist ein druckmittelbetätigbarer Schwenkmotor für ein Fahrzeug bekannt, der in einem geteilten Stabilisator angeordnet ist und mit dem die beiden Stabilisatorhälften zum Ausgleich von Fahrzeugbewegungen zueinander schwenkbar sind. Der Schwenkmotor weist einen in einem Gehäuse axial verschiebbaren Kolben und beidseitig zum Kolben angeordnete Arbeitsräume auf. Durch Druckmittelbeaufschlagung der Arbeitsräume in Verbindung mit einem oder mehreren Koppelelementen ist ein Drehmoment zwischen den Stabilisatorhälften erzeugbar. Zwischen den Arbeitsräumen besteht eine Verbindung, die mittels eines Ventils in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeugs schließbar oder freigebbar ist.
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Aus
DE 10 2009 013 053 A1 ist ein Stabilisator für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges mit zumindest zwei Stabilisatorelementen bekannt, welche mittels zumindest eines elektromotorischen Aktuators zur Wankregelung verdrehbar sind und welche jeweils über zumindest eine Koppelstange mit dem Fahrwerk verbunden sind. Der Stabilisator ist mittels zumindest einer hydraulischen Freischalteinrichtung entkoppelbar.
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Aus
EP 2 011 674 A1 ist eine Stabilisatoranordnung, umfassend einen zweigeteilten Stabilisator, dessen Stabilisatorabschnitte eine rotatorische Relativbewegung zueinander ausführen und bei einer gegensinnigen Verdrehbelastung eine Rückstellkraft ausüben, bekannt. Die Rückstellkraft ist mittels eines Aktuators in Verbindung mit einem Getriebe einstellbar, wobei die Stabilisatoranordnung unabhängig von einer Torsionsfederwirkung der Stabilisatorabschnitte mindestens eine weitere Feder aufweist, die eine Torsionsfederwirkung bewirkt. Die mindestens eine weitere Feder ist Bestandteil eines Torsionsdämpfers, der ein Primärteil und ein Sekundärteil aufweist, die sich zueinander verdrehen können, wobei die mindestens eine Feder zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil verspannbar ist. Die Feder ist als sternförmig ausgebildeter Elastomerkörper mit einzelnen Federsegmenten ausgebildet. Den unterschiedlichen Drehrichtungen sind unterschiedliche Federsegmente zugeordnet. Das heißt, dass bei einer Linksdrehung des Primärteils relativ zum Sekundärteil andere Federsegmente belastet werden, als bei einer Rechtsdrehung.
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Eine ähnliche Vorrichtung ist aus
DE 10 2009 006 385 A1 bekannt. Konkret offenbart diese Druckschrift einen Schwenkmotor für einen aktiven Wankstabilisator, der mit seinem Antrieb an eine Stabilisatorhälfte und der statorseitig an eine andere Stabilisatorhälfte eines geteilten Stabilisators angeschlossen werden kann. Zwischen dem Antrieb und der einen Stabiliatorhälfte ist ein Torsionselement wirksam angeordnet, dessen Drehsteifigkeit geringer als die Drehsteifigkeit des Stabilisators ist. Es ist ein Anschlussteil und ein Antriebsteil mit umfangsseitig um eine Drehachse herum hintereinander angeordneten und ineinander greifenden Stegen versehen, die insbesondere als Klauen oder Lamellen ausgebildet sein können. Zwischen diesen ineinander greifenden Stegen sind die Elastomer-Federelemente angeordnet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wankstabilisator anzugeben, der mit weniger Federelementen auskommt.
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Die Aufgabe wird durch einen Wankstabilisator der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Rückstellkraft sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung von demselben Federelement bewirkt ist.
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Der erfindungsgemäße Wankstabilisator hat den besonderen Vorteil, dass er einfacher und damit auch robuster und zuverlässiger aufgebaut sein kann, als die aus dem Stand der Technik bekannten Wankstabilisatoren.
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In erfindungsgemäßer Weise ist der erste Teil der Übertragungsvorrichtung relativ zum zweiten Teil der Übertragungsvorrichtung um eine gedachte Drehachse tordierbar, die parallel, insbesondere koaxial, zur Richtung des Drehmomentvektors eines über die Drehmomentübertragungsvorrichtung zu übertragenden Drehmomentes angeordnet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung des Wankstabilisators ist eine Neutralstellung des ersten Teils relativ zu dem zweiten Teil definiert. Die Neutralstellung kann vorteilhaft dadurch definiert sein, dass das Federelement ein den ersten Teil relativ zu dem zweiten Teil in die Neutralstellung drängendes Drehmoment bewirkt. In der Neutralstellung heben sich die durch das Federelement ausgeübten linksdrehenden und rechtsdrehenden Kräfte entweder gegeneinander auf oder diese Kräfte sind in der Neutralstellung gleich Null.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die Neutralstellung durch einen Neutralstellungsbereich verwirklicht ist, in dem das erste Teil relativ zu dem zweiten Teil um ein begrenztes Winkelmaß tordierbar ist, ohne dass von dem Federelement eine Rückstellkraft bewirkt wird. Dies kann, wie weiter unter noch detailliert ausgeführt wird, bspw. dadurch erreicht werden, dass das Federelement mit etwas Spiel eingebaut ist.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass genau der Teil des Federelementes, der ausgehend von der Neutralstellung bei einer Linksdrehung verspannt wird, auch bei einer von der Neutralstellung ausgehenden Rechtsdrehung verspannt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass genau dieser Teil des Federelements unabhängig von der Drehrichtung auf Druck verspannt wird. Alternativ ist es auch möglich, dass dieses Federelement unabhängig von der Drehrichtung auf Zug verspannt wird. Bei einer anderen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Federelement bei einer linksdrehenden Torsion auf Zug und bei einer rechtsdrehenden Torsion verspannt wird oder umgekehrt.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein weiteres Federelement vorgesehen, mit dem eine weitere Rückstellkraft bewirkbar ist.
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Auch in Bezug auf das weitere Federelement kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass sowohl bei einer Linksdrehung als auch bei einer Rechtsdrehung die weitere Rückstellkraft von demselben weiteren Federelement bewirkt ist.
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Auch das weitere Federelement kann dazu ausgebildet sein, dass es unabhängig von der Drehrichtung auf Druck verspannt wird. Ebenfalls ist es möglich, dass das weitere Federelement unabhängig von der Drehrichtung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil auf Zug verspannt wird. Natürlich ist es auch möglich, dass eine Verspannung des Federelements in Abhängigkeit von der Drehrichtung entweder auf Zug oder auf Druck erfolgt.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung werden das Federelement und/oder das weitere Federelement scherend verspannt. Eine solche Vorrichtung kann vorteilhaft ein Elastomer-Federelement aufweisen.
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Bei einer ganz besonderes vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wankstabilisators, die insbesondere die Ausbildung einer progessiven Federkennlinie für das Übertragungsbauteil ermöglicht, ist vorgesehen, dass bei einer Relativdrehung des ersten und zweiten Teils ausgehend von der Neutralstellung zunächst das Federelement die Rückstellkraft bewirkt, während das weitere Federelement zunächst keine Rückstellkraft bewirkt. Vielmehr wird bei dieser Ausführung die weitere Rückstellkraft durch das weitere Federelement erst dann bewirkt, wenn eine von der Neutralstellung verschiedene Drehstellung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil erreicht wird. Dies kann, wie im Folgenden noch detaillierter aufgezeigt wird, bspw. dadurch realisiert sein, dass das Federelement – in Bezug auf seine Wirkrichtung – ohne Spiel oder mit Vorspannung eingebaut wird, während das weitere Federelement – in Bezug auf seine Wirkrichtung – mit etwas Spiel eingebaut wird. Es ist auch möglich, dass das Federelement – bezogen auf seine Wirkrichtung – mit Spiel eingebaut ist, während das weitere Federelement – bezogen auf seine Wirkrichtung – mit größerem Spiel eingebaut ist.
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Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass insbesondere Metallfedern, Schraubendruckfedern, Schraubenzugfedern und/oder Tellerfedern, eingesetzt werden können, die naturgemäß nicht den Alterungsprozessen unterliegen, die Elastomerfedern aufweisen, und die naturgemäß weniger Verschleißanfällig sind. Gleichwohl ist die Verwendung von Elastomerfedern durchaus möglich.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung sind das Federelement und/oder das weitere Federelement als Druckfeder ausgebildet. In vorteilhafter Weise kann das Federelement und/oder das weitere Federelement auch als Tellerfeder ausgebildet sein. Eine solche Ausführung ist besonders robust und langlebig.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement aus mehreren Bauteilen aufgebaut sind und eine Druckfeder und/oder eine Tellerfeder aufweisen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement als Zugfeder ausgebildet sind oder eine Zugfeder aufweisen.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung sind das Federelement und/oder das weitere Federelement als Torsionsfeder, bspw. als Torsionsstab ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das Federelement aus mehreren Bauteilen besteht und eine Torsionsfeder, insbesondere einen Torsionsstab aufweist.
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Insbesondere um eine progressive Federkennlinie zu erreichen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement mehrere mechanisch in Reihe geschaltete Einzelfedern aufweist. Dies kann beispielsweise derart verwirklicht sein, dass eine weichere und eine härtere Feder mechanisch in Reihe geschaltet sind, so dass bei kleinen Torsionswinkeln beide Federn wirksam sind, während bei größeren Torsionswinkeln die weichere Feder vollständig zusammengedrückt ist und daher in Bezug auf das Federelement ausschließlich noch die härtere Feder wirksam ist.
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Es kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement mehrere mechanisch parallel geschaltete Einzelfedern aufweist. Bei einer solchen Ausführung ist die Funktionsfähigkeit der Übertragungsvorrichtung auch dann noch gewährleistet, wenn eine der Federn bricht.
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In Bezug auf eine besonders große Funktionssicherheit kann alternativ oder zusätzlich insbesondere vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement mindestens eine Mehrdrahtfeder aufweist.
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Insbesondere um eine progressive Federkennlinie zu erreichen, kann vorteilhaft mindestens ein Anschlag vorgesehen sein, der den Bereich der Tordierbarkeit des ersten Teils relativ zum zweiten Teil begrenzt. Bei einer solchen Ausführung ist die Federkennlinie in dem Winkelbereich, in dem das erste Teil relativ zum zweiten Teil tordierbar ist, durch das Federelement und/oder das weitere Federelement charakterisiert, während außerhalb dieses Bereichs das Federelement durch den Anschlag mechanisch kurzgeschlossen ist, so dass außerhalb des Drehwinkelbereichs, in dem das erste Teil relativ zum zweiten Teil tordierbar ist, die Federkennlinie der Übertragungsvorrichtung durch die Materialeigenschaften des ersten Teils und des zweiten Teils und ggf. weiterer Bauteile der Übertragungsvorrichtung charakterisiert ist.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung weist der Wankstabilisator eine Anschlaganordnung, insbesondere mit mehreren Anschlägen, auf, die jeweils in Abhängigkeit von der Relativstellung des ersten und zweiten Teils das Federelement und/oder das weitere Federelement und/oder Teile des Federelements und/oder Teile des weiteren Federelements mechanisch kurz schließt.
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Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass sich zwei Anschläge in Abhängigkeit von der Drehstellung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil – je nach Drehrichtung – zunehmend oder abnehmend aneinander anschmiegen.
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Bei den vorgenannten Ausführungen kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Federkennlinie dadurch – vorzugsweise progressiv – festlegbar ist, dass stets nur ein von der Drehstellung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil abhängiger Teil des Federelements und/oder des weiteren Federelements Wirkung entfalten kann, während ein anderer Teil durch eine oder mehrere Anschläge mechanisch kurzgeschlossen ist.
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Eine solche Ausführung kann bspw. dadurch realisiert sein, dass das Federelement ein das erste Teil und das zweite Teil verbindender Torsionsstab ist und das der Torsionsstab zumindest eine im Wesentlichen entlang seiner Längserstreckung verlaufende und vom ersten Teil ausgehende Anschlagsleiste aufweist, die sich bei zunehmender Verdrehung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil in zunehmenden Maße an einer drehfest zum zweiten Teil angeordnete, schraubenförmige, weitere Anschlagleiste anschmiegt. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Anschlagleiste selbst schraubenförmig ist und sich an eine – weitere Anschlagleiste anschmiegt. Die weitere Anschlagleiste kann gradlinig ausgebildet sein. Die weitere Anschlagleiste kann jedoch auch schraubenförmig mit einer anderen Windungssteigung als die Anschlagsleiste des Torsionsstabs ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die weitere Anschlagleiste einen anderen Windungssinn aufweist, als die Anschlagleiste des Torsionsstabes.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung weist das erste Teil eine zum zweiten Teil gerichtete erste Ausnehmung auf, während das zweite Teil eine zum ersten Teil gerichtete zweite Ausnehmung aufweist. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung können zusammen vorteilhaft einen Aufnahmeraum für das Federelement ausbilden, wobei vorzugsweise ein erster Federelementteil des Federelements in der ersten Ausnehmung und ein zweiter Federelementteil des Federelements in der zweiten Ausnehmung angeordnet ist. Beispielsweise kann das Federelement, das in den Aufnahmeraum eingesetzt ist vorteilhaft als Schraubendruckfeder ausgebildet sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung liegen sich die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung in der Neutralstellung einander, insbesondere deckungsgleich, gegenüber. In dieser Neutralstellung ist der effektive Aufnahmeraum für das Federelement maximal groß. Wird das erste Teil relativ zum zweiten Teil tordiert, verschieben sich die Ausnehmungen relativ zueinander, wodurch der effektive Aufnahmeraum verkleinert und ein in den Ausnehmungen angeordnetes Federelement zusammengedrückt wird. Dies, weil der effektive Aufnahmeraum für das Federelement durch den Überlappungsbereich der Ausnehmungen definiert ist. Eine Stauchung des Federelements erfolgt hierbei unabhängig von der Drehrichtung, weil der für das Federelement zur Verfügung stehende Aufnahmeraum sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung stets verkleinert wird.
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Gleiches ist analog in Bezug auf das weitere Federelement und dessen, beispielsweise aus einer weiteren ersten Ausnehmung und einer weiteren zweiten Ausnehmung gebildetem, weiteren Aufnahmeraum oder noch weitere zusätzliche Federelemente, die jeweils auch einen eigenen Aufnahmeraum aufweisen können, umsetzbar.
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In vorteilhafter Weise kann die erste Ausnehmung bspw. in einer ersten flanschartigen Scheibe des ersten Teils ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die zweite Ausnehmung vorteilhaft in einer zweiten, flanschartigen Scheibe des zweiten Teils ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die flanschartigen Scheiben in zueinander parallelen Ebenen angeordnet und relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbar.
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Bei einer besonders stabilen und verschleißunanfälligen Ausführungsform weist das erste Teil zusätzlich eine dritte flanschartige Scheibe mit einer dritten Ausnehmung auf, wobei die zweite flanschartige Scheibe zwischen der ersten und der dritten flanschartigen Scheibe angeordnet ist und wobei ein dritter Federelementteil in der dritten Ausnehmung angeordnet ist.
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Analog zu den beschriebenen Ausnehmungen können in vorteilhafter Weise eine weitere erste Ausnehmung, eine weitere zweite Ausnehmung und ggf. eine weitere dritte Ausnehmung für ein weiteres Federelement vorgesehen sein. In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass ein erster Federelementteil des weiteren Federelements in der weiteren ersten Ausnehmung und ein zweiter Federelementteil des weiteren Federelements in der weiteren zweiten Ausnehmung angeordnet ist. Zusätzlich kann – falls vorhanden – in einer weiteren dritten Ausnehmung ein dritter Federelementteil des weiteren Federelements angeordnet sein.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung, die eine Torsionsbewegung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil dämpft, ist vorgesehen, dass das erste Teil und das zweite Teil, insbesondere Federbelastet, reibend gegeneinander gedrückt sind. Insbesondere kann eine zusätzliche Reibscheibe zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet sein, die ggf. bei Verschleiß ausgetauscht werden kann. Zum Gegeneinanderdrücken können vorteilhaft beispielsweise eine Tellerfeder oder mehrere Tellerfedern eingesetzt sein. Bei einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass eine Tellerfeder eine flanschartige Scheibe des ersten Teils gegen eine zweite, koaxial zur ersten flanschartigen Scheibe angeordnete, flanschartige Scheibe des zweiten Teils drückt.
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Zur Beeinflussung der Federkennlinie kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das Federelement und das weitere Federelement sich in zumindest einer Eigenschaft, insbesondere in der Länge und/oder in Bezug auf eine Federsteifigkeit, unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen, in denen das Federelement angeordnet ist, insbesondere in Wirkrichtung des Federelements, eine andere Größe aufweisen, als – in Bezug auf die Wirkrichtung des weiteren Federelements – die Ausnehmungen, in denen das weitere Federelement angeordnet ist.
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Auf diese Weise kann, wie bereits geschildert, erreicht werden, dass in einem ersten Drehstellungsbereich eine andere Federcharakteristik wirkt, als in einem anderen, von dem ersten Drehstellungsbereich verschiedenen zweiten Drehstellungsbereich. Darüber hinaus kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass außerhalb der Drehstellungsbereiche, bspw. definiert durch Anschläge, das Federelement und das weitere Federelement mechanisch kurzgeschlossen sind, so dass dann im Wesentlichen die Federeigenschaften des Materials der übrigen Bauteile der Übertragungsvorrichtung die Federkennlinie charakterisieren.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wankstabilisators ist vorgesehen, dass die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung und/oder die dritte Ausnehmung von einer gemeinsamen Drehachse des ersten und zweiten Teils beabstandet angeordnet sind. Gleiches ist vorteilhaft auch in Bezug auf die weiteren Ausnehmungen für das weitere Federelement und/oder auch in Bezug auf noch weitere zusätzliche Ausnehmungen für noch weitere zusätzliche Federelemente vorteilhaft möglich.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung ist das Federelement und/oder das weitere Federelement außengeführt angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Aufnahmeraum – beispielsweise durch Ausnehmungen im ersten undzweiten Teil – für das Federelement gebildet ist, wobei zumindest ein Teil der den Aufnahmeraum nach Innen begrenzenden Flächen oder Kanten als Führung für das Federelement dienen. Gleiches kann natürlich analog für ein weiteres Federlement und noch weitere Federelemente vorgesehen sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Federelement und/oder das weitere Federelement auch innengeführt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Federelement einen Durchgang aufweist, in dem ein Führungsdorn angeordnet ist und/oder dass das weitere Federelement einen weiteren Durchgang aufweist, in dem ein weiterer Führungsdorn angeordnet ist.
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Das Federelement ist bei einer vorteilhaften Ausführung – in Bezug auf seine Wirkrichtung – spielfrei oder mit Spiel eingebaut. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Federelement vorgespannt eingebaut ist. Je nach Grad der Vorspannung kann eingestellt werden, auf welchem Drehmomentniveau die Federkennlinie beginnt.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung sind das erste Teil und das zweite Teil relativ zueinander biegesteif gelagert. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das erste Teil eine zylinderförmige Ausnehmung, insbesondere in einem Rohr, aufweist, in der eine Welle des zweiten Teils drehbar gelagert ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein, insbesondere rohrförmiger, Träger zur Aufnahme und/oder zum Ableiten von Biegekräften vorgesehen sein.
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Wir bereits erläutert, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement Bestandteile einer progressiven Federvorrichtung sind und/oder dass das erste Teil und das zweite Teil progressiv drehelastisch verkoppelt sind. Eine progressive Auslegung hat den ganz besonderen Vorteil, dass bspw. bei Geradeausfahrt soviel federnd nachgegeben werden kann, das ein hoher Geradeausfahrkomfort gewährleistet ist und das bei Kurvenfahrt – also beim Auftreten von großen Kräften und Drehmomenten in Bezug auf die Wankstabilisierung – auf Grund der progressiven Federeigenschaft die Möglichkeit geschaffen ist, die zur Wankstabilisierung nötigen Kräfte und/oder Drehmomente sicher und schnell zu übertragen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Teil und/oder das zweite Teil als Federrohr und/oder als Torsionsfeder ausgebildet, das eine andere Federcharakteristik aufweist, als die federelastische Kopplung von erstem und zweitem Teil. Insbesondere kann das erste und/oder das zweite Teil aus faserverstärktem Kunststoff und/oder aus Kohlefaser verstärktem Kunststoff hergestellt sein. Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass sie besonders belastbar, jedoch auch besonders leicht ausgebildet sein kann.
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Bei dem Aktuator kann es sich insbesondere um einen elektrisch angetriebenen Aktuator handeln. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass dem Aktuator ein Getriebe, insbesondere ein Spannungswellengetriebe nachgeschaltet ist und/oder das der Aktuator ein Getriebe, insbesondere ein Spannungswellengetriebe beinhaltet.
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Die Übertragungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Wankstabilisators kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie Kräfte und/oder Drehmomente von einem Aktuator an eine Radaufhängung eines Fahrzeuges überträgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Übertragungsvorrichtung dazu ausgebildet und angeordnet ist, Kräfte und/oder Drehmomente von einer, beispielsweise als Drehstabfeder ausgebildeten, Stabilisatorhälfte auf eines andere, ggf. als Drehstabfeder ausgebildete, Stabilisatorhälfte zu übertragen.
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Es sei klargestellt, das im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Übertragungsvorrichtung als progressiv anzusehen ist, bei der die Rückstellkraft bzw. das Rückstellmoment überproportional zum einwirkenden Drehmoment bzw. zur einwirkenden Kraft zunimmt. Dies unabhängig davon, ob die Federkennlinie der Übertragungsvorrichtung stetig oder unstetig verläuft.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen aktiven Wankstabilisator,
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2 eine Explosionsdarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung,
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3 eine Zusammenbaudarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung,
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4 eine Detaildarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung,
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5 eine weitere Detaildarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung,
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6 eine Schnittdarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung,
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7 eine Ausschnittdarstellung einer Aufnahme für ein Federbauteil in einer Neutralstellung und
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8 eine Ausschnittdarstellung der Aufnahme für das Federbauteil in einer von der Neutralstellung verschiedenen Torsionsstellung.
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1 zeigt einen Fahrwerksteil 1 mit Rädern 2 und Stoßdämpfern 3. Das Fahrwerksteil 1 weist einen Wankstabilisator 4 mit einem Aktuator 5 auf, dem beidseitig je eine Übertragungsvorrichtung 6 zum Übertragen der vom Aktuator 5 erzeugten Drehmomente nachgeschaltet sind. Die Übertragungsvorrichtungen 6 sind jeweils als progressive Federvorrichtungen ausgebildet. Die Federcharakteristik der Übertragungsvorrichtungen 6 ist in dem Diagramm, in dem das Drehmoment N in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ aufgetragen ist, dargestellt. Jede der Übertragungsvorrichtungen 6 weist einen ersten Teil 7 und einen zweiten Teil 8 auf, wobei der erste Teil 7 relativ zu einem zweiten Teil 8 ausgehend von einer Neutralstellung gegen eine Rückstellkraft sowohl linksdrehend, als auch rechtsdrehend tordierbar ist.
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Der Aktuator 5 wird von einer Regelvorrichtung 11 geregelt.
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Jedes der ersten Teile 7 weist eine erste flanschartige Scheibe 9 auf. Außerdem weist jedes der zweiten Teile 8 eine zweite flanschartige Scheibe 10 auf. Die erste flanschartige Scheibe 9 und die zweite flanschartige Scheibe 10 einer Übertragungsvorrichtung 6 sind zueinander parallel und koaxial und relativ zueinander drehbar angeordnet.
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Die flanschartigen Scheiben 9, 10 weisen – was in dieser Figur nicht zusehen ist, aber in den folgenden Figuren detailliert dargestellt ist – erste und zweite Ausnehmungen auf, die einen Aufnahmeraum für ein Federelement bilden, das sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung des ersten Teils 7 relativ zum zweiten Teil 8 eine Rückstellkraft bewirkt.
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2 zeigt eine Detailansicht der Übertragungsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung. Konkret ist die erste flanschartige Scheibe 9 und die zweite flanschartige Scheibe 10 gezeigt. Darüber hinaus weist die Übertragungsvorrichtung eine dritte flanschartige Scheibe 12 auf, die in der Zusammenbaustellung drehfest zur ersten flanschartigen Scheibe 9 angeordnet ist. Zwischen der ersten flanschartigen Scheibe 9 und der dritten flanschartigen Scheibe 12 befindet sich die zweite flanschartige Scheibe 10.
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Die erste flanschartige Scheibe 9 weist eine erste Ausnehmung 13 auf. Die erste Ausnehmung 13 steht in einer Neutralstellung einer zweiten Ausnehmung 14 der zweiten flanschartigen Scheibe 10 gegenüber. Die dritte flanschartige Scheibe weist eine dritte Ausnehmung 15 auf, die in der Neutralstellung fluchtend zu der ersten Ausnehmung 13 und zu der zweiten Ausnehmung 14 angeordnet ist. Die erste Ausnehmung 13, die zweite Ausnehmung 14 und die dritte Ausnehmung 15 bilden einen Aufnahmeraum für ein Federelement 16, das als Druckfeder 17 ausgebildet ist. In Zusammenbaustellung befindet sich ein erster Federelementteil des Federelements 17 in der Ausnehmung 13, ein zweiter Federelementteil des Federelements 17 in der zweiten Ausnehmung 14 und ein dritter Federelementteil des Federelements 17 in der dritten Ausnehmung 15.
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Bspw. wenn von dem Aktuator 5 ein Drehmoment ausgeübt wird, tordiert die zweite flanschartige Scheibe 10 relativ zu der ersten flanschartigen Scheibe 9 und der dritten flanschartigen Scheibe 12, wodurch der effektive Aufnahmeraum für das Federelement 16 verringert wird, was ein Zusammendrücken der Druckfeder 17 zur Folge hat. Dies ist insbesondere in den 7 (Neutralstellung) und 8 (Verdrehstellung) besonders deutlich illustriert.
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Die erste flanschartige Scheibe 9 weist weitere erste Ausnehmungen 18 auf. Die zweite flanschartige Scheibe 10 weist weitere zweite Ausnehmungen 19 auf. Die dritte flanschartige Scheibe 12 weist weitere dritte Ausnehmungen 20 auf. Die weiteren ersten Ausnehmungen 18, die weiteren zweiten Ausnehmungen 19 und die weiteren dritten Ausnehmungen 20 bilden jeweils weitere Aufnahmeräume für weitere Federelemente 21. Auch die weiteren Aufnahmeräume werden bei einer Torsion des ersten Teils 7 relativ zum zweiten Teil 8 effektiv verringert, was zu einer Komprimierung der weiteren Federelemente 21 führt.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die weiteren Aufnahmeräume in Bezug auf die Wirkrichtung der weiteren Federelemente 21 größer ausgebildet sind, als der Aufnahmeraum für das Federelement, was zur Folge hat – vorausgesetzt die Federelemente und die weiteren Federelemente sind gleich groß –, dass bei einem kleinem Verdrehwinkel lediglich das Federelement wirksam ist, während bei größeren Verdrehwinkeln zusätzlich die weiteren Federelemente wirken.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die weiteren Federelemente unterschiedlich lang ausgebildet sind, was ebenfalls zur Ausbildung einer progressiven Federcharakteristik ausgenutzt werden kann.
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3 zeigt die in 2 bereits dargestellten Bauteile in Zusammenbaustellung.
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4 beinhaltet eine Darstellung ohne die Federelemente 16, 21 und ohne die dritte flanschartige Scheibe 12.
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5 zeigt eine Darstellung ohne die dritte flanschartige Scheibe 12, jedoch mit den Federelementen 16, 21.
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6 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung die erste flanschartige Scheibe 9, die zweite flanschartige Scheibe 10 und die dritte flanschartige Scheibe 12, deren Ausnehmungen 13, 14 und 15, die einen Aufnahmeraum für eine als Schraubendruckfeder ausgeführtes Federelement 16 bilden. Es ist zu erkennen, dass die zweite flanschartige Scheibe 10 drehfest mit einer ersten Welle 22 verbunden ist, während die erste flanschartige Scheibe 9 und die dritte flanschartige Scheibe 12 drehfest mit einem rohrförmigen Fortsatz 23 des ersten Teils 7 der Übertragungsvorrichtung 6 drehfest verbunden ist.
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Die Welle 22 ist mittels zweier Kugellager 24 drehbar in dem rohrförmigen Fortsatz 23 gelagert. Hierdurch ist vorteilhaft, eine biegesteife Lagerung des ersten Teils 7 relativ zu dem zweiten Teil 8 erreicht. Anstelle von Kugellagern könnten auch Gleitlager oder Rollenlager eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrwerksteil
- 2
- Räder
- 3
- Stoßdämpfer
- 4
- Wankstabilisator
- 5
- Aktuator
- 6
- Übertragungsvorrichtung
- 7
- erster Teil
- 8
- zweiter Teil
- 9
- erste flanschartige Scheibe
- 10
- zweite flanschartige Scheibe
- 11
- Regelvorrichtung
- 12
- dritte flanschartige Scheibe
- 13
- erste Ausnehmung
- 14
- zweite Ausnehmung
- 15
- dritte Ausnehmung
- 16
- Federelement
- 17
- Druckfeder
- 18
- erste Ausnehmung
- 19
- zweite Ausnehmungen
- 20
- dritte Ausnehmungen
- 21
- weitere Federelemente
- 22
- Welle
- 23
- Rohrförmiger Fortsatz
- 24
- Kugellager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005031036 A1 [0002]
- DE 102008048950 A1 [0004]
- DE 102009013053 A1 [0005]
- EP 2011674 A1 [0006]
- DE 102009006385 A1 [0007]