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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Drehstab, insbesondere für einen Querstabilisator eines Fahrwerks, mit einem Hohlprofil, das ein abgeflachtes Ende mit einer Bohrung zur Befestigung eines Krafteinleitungselements aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus der
DE 198 53 411 A1 ist ein geteilter Stabilisator bekannt, umfassend zwei Drehstäbe, die dort als Stabilisatorteile bezeichnet werden und die in einem Aktuator, der als Elektromotor ausgebildet ist, münden. Derartige Drehstäbe oder Drehstabfedern sind Bestandteile von Wankstabilisatoren, die einen geteilten Drehstab eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs während der Kurvenfahrt in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung und gegebenenfalls weiteren Parametern verdrehen, um die Neigung der Fahrzeugkarosserie während der Kurvenfahrt zu verringern. Ein Wankstabilisator umfasst einen mechatronischen Aktuator, bestehend aus einem Elektromotor und einem zugeordneten Steuergerät sowie ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe.
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Herkömmliche Drehstäbe weisen jeweils ein abgeflachtes Ende auf, das mit einer Bohrung versehen ist, um ein Krafteinleitungselement zu befestigen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehstab anzugeben, der eine große Anzahl von Lastwechseln ohne Beeinträchtigung übersteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Drehstab der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das abgeflachte Ende eine Freistellung für das Krafteinleitungselement aufweist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine sehr hohe Lebensdauer des Drehstabs erwartet werden kann, wenn in dem Bereich des abgeflachten Endes eine Freistellung für eine Begrenzungsfläche oder Kante des Krafteinleitungselements vorgesehen ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Krafteinleitungselement oder ein mit diesem verschraubtes Befestigungselement das abgeflachte Ende beschädigt. Sofern keine Freistellung vorgesehen ist, könnte das Krafteinleitungselement oder das zugehörige Befestigungselement das abgeflachte Ende des Drehstabs im Laufe der Zeit beschädigen, so dass Spannungsspitzen entstehen, wodurch die Gefahr einer Verformung oder eines Bruches des abgeflachten Endes steigt. Demgegenüber bewirkt die erfindungsgemäß vorgesehene Freistellung, dass das abgeflachte Ende dauerhaft nicht durch ein anderes Bauteil, beispielsweise das Befestigungselement, beeinträchtigt wird.
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Eine erste Variante der Erfindung sieht vor, dass die Freistellung als erhabenes Plateau ausgebildet ist. Dementsprechend weist das abgeflachte Ende eine erhöhte Dicke um die Bohrung herum auf, die bewirkt, dass das Krafteinleitungselement und/oder ein dem Krafteinleitungselement zugeordnetes Befestigungselement lediglich an dem erhöhten Plateau an- oder aufliegt, nicht jedoch an oder auf dem abgeflachten Ende des Drehstabs. Da kein Berührkontakt zwischen dem Krafteinleitungselement oder dem Befestigungselement und dem abgeflachten Ende vorhanden ist, treten an dieser Stelle keine Kerbspannungen auf, die ansonsten zu einer Beschädigung des Drehstabs führen könnten.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass das erhabene Plateau durch zwei voneinander beabstandete parallele Kanten und zwei die Kanten verbindende konvexe Bogenabschnitte begrenzt ist. Die Bogenabschnitte können vorzugsweise als Kreissegmente ausgebildet sein. In ähnlicher Weise kann das erhabene Plateau jedoch auch ringförmig ausgebildet sein. Die Formgebung des Plateaus gewährleistet, dass das Krafteinleitungselement oder das zugehörige Befestigungselement plan auf dem Plateau aufliegt, so dass der Drehstab mit dem anderen Bauteil, beispielsweise einer Pendelstütze, fest verbunden sein kann. Andererseits wird das abgeflachte Ende aufgrund der vorgesehenen Freistellung nicht durch das befestigte Krafteinleitungselement beeinträchtigt.
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Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Drehstabs kann vorsehen, dass die Freistellung als die Bohrung umgebende Ringnut ausgebildet ist. Bei dieser Variante ist anstelle des erhabenen Plateaus eine Ringnut vorgesehen, die die Bohrung umgibt. Diese Ringnut hat eine ähnliche Funktion wie das erhabene Plateau, indem es verhindert, dass von dem Krafteinleitungselement oder einem zugehörigen Befestigungselement erzeugte Kräfte und Spannungen uneingeschränkt auf das abgeflachte Ende einwirken können. Stattdessen werden Spannungsspitzen im Bereich der Befestigung des Krafteinleitungselements durch die Ringnut abgeschwächt, so dass über die gesamte vorgesehene Lebensdauer des erfindungsgemäßen Drehstabs nicht mit Beschädigungen des abgeflachten Endes zu rechnen ist.
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Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Ringnut zumindest näherungsweise der Breite des abgeflachten Endes entspricht. Auf diese Weise kann die gesamte zur Verfügung stehende Breite des abgeflachten Endes zur Befestigung genutzt werden. Alternativ zu der beschriebenen Ringnut könnte auch eine aus zwei voneinander beabstandeten geraden Abschnitten und zwei diese geraden Abschnitte verbindende konvexe Bogenabschnitte bestehende Nut vorgesehen sein.
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Um eine größtmögliche Sicherheit gegenüber einer Beschädigung des abgeflachten Endes des erfindungsgemäßen Drehstabs zu erzielen, kann es auch vorgesehen sein, dass das abgeflachte Ende an beiden Seiten eine Freistellung für das Krafteinleitungselement aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist das abgeflachte Ende symmetrisch aufgebaut, das heißt an beiden abgeflachten Flächen ist eine Freistellung vorhanden, entweder in der Form eines erhabenen Plateaus oder in Form einer Ringnut.
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Im Rahmen der Erfindung wird es besonders bevorzugt, dass das Krafteinleitungselement einen Kugelkopf umfasst, der einen die Bohrung durchsetzenden Schaft aufweist, der ein Außengewinde aufweist und mittels einer Mutter mit dem Drehstab verschraubt ist. Alternativ kann der Kugelkopf eine Gewindebohrung aufweisen, die mittels einer Schraube verschraubt ist. Vorzugsweise ist der Mutter eine Scheibe zugeordnet, die auf der Freistellung aufliegt. Weiter vorzugsweise kann die Mutter eine angestauchte, das heißt einstückig mit der Mutter ausgebildete Scheibe aufweisen, die auf der Freistellung aufliegt.
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Daneben betrifft die Erfindung einen Wankstabilisator. Der erfindungsgemäße Wankstabilisator umfasst wenigstens einen Drehstab der beschriebenen Art.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehstabs;
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2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehstabs in einer perspektivischen Ansicht;
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehstabs in einer perspektivischen Ansicht;
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4 eine ähnliche Ansicht wie 1, ohne das Krafteinleitungselement;
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5 eine vergrößerte Ansicht des abgeflachten Endes eines erfindungsgemäßen Drehstabs;
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6 eine geschnittene Seitenansicht des in 5 gezeigten abgeflachten Endes des Drehstabs; und
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7 ein Detail der Ansicht von 6 in einem vergrößerten Maßstab.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt einen Drehstab 1, der aus einem Rohr oder Rohrabschnitten hergestellt ist und somit ein Hohlprofil aufweist. Ein Ende 2 ist dafür vorgesehen, an einen Aktuator eines Wankstabilisators angeschlossen zu werden. Der Wankstabilisator umfasst zwei Drehstäbe beziehungsweise einen geteilten Drehstab, wobei der Aktuator zwischen den beiden Drehstäben angeordnet ist. Zur Beeinflussung der Neigung der Fahrzeugkarosserie bei einer Kurvenfahrt werden die Drehstäbe durch den elektrischen Aktuator gegeneinander verdreht.
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Das entgegengesetzte Ende des in 1 gezeigten Drehstabs 1 ist abgeflacht und weist eine Bohrung auf, die von einem Krafteinleitungselement 3 durchsetzt ist, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kugelkopf ausgebildet ist. Der Kugelkopf dient zur gelenkigen Befestigung einer Pendelstütze.
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Das Krafteinleitungselement 3 weist einen Schaft 4 auf, der mit einem Außengewinde versehen ist. In 1 erkennt man, dass das Krafteinleitungselement 3 die Bohrung im Bereich des flachen Endes 5 durchsetzt und dass es mittels einer Mutter 6 mit dem Drehstab 1 verschraubt ist. Die Mutter 6 weist eine einstückig mit ihr verbundene, angestauchte Scheibe 7 auf, die auf dem flachen Ende 5 des Drehstabs 1 aufliegt.
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2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Drehstabs mit einem abgeflachten Ende 8, das eine Freistellung für das Krafteinleitungselement aufweist. Bei dem in 2 gezeigten Drehstab 9 ist die Freistellung als erhabenes Plateau 10 ausgebildet. Sowohl die in 2 sichtbare Seite des Drehstabs 9 als auch die entgegengesetzte Seite des abgeflachten Endes 8 weisen ein derartiges Plateau 10 auf. Das Plateau 10 wird durch zwei voneinander beabstandete parallele Kanten 11, 12 und zwei die Kanten 11, 12 verbindende konvexe Bogenabschnitte 13, 14 begrenzt. Im Bereich der beiden Plateaus 10 weist das abgeflachte Ende 8 des Drehstabs 9 eine größere Dicke als der umliegende Bereich des abgeflachten Endes auf. Dadurch wird verhindert, dass sich durch das Krafteinleitungselement erzeugte Kraftspannungen nachteilig auf das flache Ende 8 auswirken, wodurch bei herkömmlichen Drehstäben Beschädigungen entstehen könnten, die nach einer bestimmten Anzahl von Lastwechseln sogar zum Bruch führen könnten.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Drehstabs 15, von dem in 3 lediglich das abgeflachte Ende 16 gezeigt ist. In 3 erkennt man, dass das abgeflachte Ende 16 eine Freistellung für das Kraftelement aufweist, die als die Bohrung 17 umgebende Ringnut 18 ausgebildet ist. Der Durchmesser der Ringnut 18 entspricht zumindest näherungsweise der Breite des abgeflachten Endes 16. Die Ringnut 18 hat dieselbe Funktion wie das erhabene Plateau des vorangegangenen Ausführungsbeispiels, nämlich zu verhindern, dass durch das mit dem flachen Ende des Drehstabs verschraubte Krafteinleitungselement Kerbspannungen eingeleitet werden, die zu einer Beschädigung des flachen Endes führen könnten.
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4 ist eine ähnliche Ansicht wie 1 und zeigt den Drehstab 1, allerdings ohne ein Krafteinleitungselement. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Freistellung als Plateau 10 ausgebildet und entspricht somit dem Ausführungsbeispiel von 2.
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5 zeigt das flache Ende 5 des Drehstabs 1 mit montiertem Krafteinleitungselement 3. In der Ansicht von 5 erkennt man, dass die Mutter 6, die die angeformte Scheibe 7 aufweist, auf dem Plateau 10 aufliegt. In der geschnittenen Seitenansicht von 6 und insbesondere in 7, die ein vergrößertes Detail von 6 zeigt, ist sichtbar, dass das abgeflachte Ende 5 an beiden Seiten ein Plateau 10, 19 aufweist, das heißt in diesem Bereich weist das flache Ende 5 eine erhöhte Dicke auf. Dadurch berührt die Scheibe 7 lediglich das Plateau 10, nicht jedoch die Oberseite des abgeflachten Endes 5, so dass an dieser Stelle keine unzulässig hohen Kerbspannungen entstehen können. In ähnlicher Weise liegt ein Bund 20 des Krafteinleitungselements 3 lediglich auf dem Plateau 19 des abgeflachten Endes 5 auf, nicht jedoch direkt auf dem abgeflachten Ende 5, so dass auch auf dieser Seite keine Spannungsspitzen auftreten können. Durch die beiden Plateaus 10, 19, die als Freistellung dienen, wird ein direktes Anpressen der Kanten der Scheibe 7 und des Bunds 20 gegen das abgeflachte Ende 5 vermieden, wodurch die Gefahr von Beschädigungen des abgeflachten Endes 5 beträchtlich verringert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehstab
- 2
- Ende
- 3
- Krafteinleitungselement
- 4
- Schaft
- 5
- Ende
- 6
- Mutter
- 7
- Scheibe
- 8
- Ende
- 9
- Drehstab
- 10
- Plateau
- 11
- Kante
- 12
- Kante
- 13
- Bogenabschnitt
- 14
- Bogenabschnitt
- 15
- Drehstab
- 16
- Ende
- 17
- Bohrung
- 18
- Ringnut
- 19
- Plateau
- 20
- Bund
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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