DE10237103A1 - Stabilisatoranordnung für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zu deren Herstellung, mit einem zwischen zwei Stabilisatorteilen eingebundenen und diese bedarfsweise gegeneinander um einen Verdrehwinkel verdrehenden, durch einen Elektromotor angetriebenen Schwenkmotor zur Wankregelung. Von dem Gehäuse des Schwenkmotors ist mindestens ein Gehäuseteil mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil zur Drehmomentübertragung entweder direkt oder über mindestens ein Verbindungselement verbunden. Dabei ist die Verbindung zwischen Gehäuseteil oder Verbindungselement und Stabilisatorteil eine mittels Laserschweißverfahren erzeugte Schweißverbindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Stabilisatorteil und das Gehäuseteil oder das Verbindungselement an deren einander zugewandten Seiten so gestaltet sind, dass die Schweißverbindung als radial nach innen gerichtete I-Naht ausgeführt werden kann, die am Außenumfang zugänglich ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zu deren Herstellung, mit einem zwischen zwei Stabilisatorteilen eingebundenen und diese bedarfsweise gegeneinander um einen Verdrehwinkel verdrehenden Schwenkmotor, der aus einem Verstellantrieb sowie einem diesem nachgeschalteten Getriebe besteht. Zum technischen Umfeld wird auf die DE 198 46 275 A1 verwiesen.
• Mit einem Kraftfahrzeug-Fahrwerk, dessen Stabilisator in eine erste, der Aufhängung des linken Rades einer Fahrzeug-Achse zugeordneten Stabilisatorhälfte und in eine zweite, der Aufhängung des rechten Rades dieser Fahrzeug-Achse zugeordneten Stabilisatorhälfte unterteilt ist, und bei dem diese Stabilisatorhälften um deren gemeinsame Längsachse gegeneinander verdrehbar sind, kann gegenüber Fahrwerken mit einstückigem Stabilisator eine deutlich gesteigerte Wankstabilität erzielt werden. Dabei ist zwischen den beiden Stabilisatorhälften ein geeigneter Schwenkmotor oder allgemein Schwenkmotor vorgesehen, der aufgrund einer geeigneten Ansteuerung diese Stabilisatorhälften bedarfsgerecht gegeneinander verdreht.
• Die DE 198 46 275 A1 beschreibt einen elektromechanischen Schwenkmotor, der einen Elektromotor und ein mechanisches Getriebe, sowie eine Feststellbremse umfasst. Ein elektromechanisch angetriebener Stabilisator, bestehend aus den beiden Stabilisatorteilen, die durch einen elektromechanischen Schwenkmotor miteinander verbunden sind, dient auch dazu, gezielt eine Verdrehung der beiden Stabilisatorteile zueinander zu erreichen, damit ein gewünschtes Stabilisatormoment erzeugt wird, welches dann das Wanken des Fahrzeug-Aufbaus verhindert.
• Die beiden Stabilisatorteile und der Schwenkmotor können bei hydraulisch angetriebenen Schwenkmotoren an den entsprechenden Stellen durch konventionelles Schweißen miteinander verbunden werden. Dies bedeutet, dass eine MIG- bzw. MAG-Schweißung zur Anwendung kommt mit der die Stabilisatorteile an das Gehäuse bzw. an Flanschteile oder -ringe bzw. an auf die Stabilisatorteile kraftschlüssig aufgebrachte Hülsen angeschweißt werden.
• Der Aufbau eines elektromechanischen Schwenkmotors beinhaltet auch elektronische Komponenten in der Nähe der Schweißverbindungen, die bei einer konventionell ausgeführten Schweißung, durch die eine erhebliche Wärmemenge in die umliegenden Bauteile eingebracht wird, unter Umständen beschädigt werden können.
• Einen demgegenüber auf andere Weise hergestellten Schwenkmotor bzw. elektromechanisch angetriebenen Stabilisator bereitzustellen, bei dem die beschriebenen Nachteile nicht auftreten, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Außerdem soll die Schweißverbindung in ihrer Herstellung so optimiert werden, dass sie schnell und einfach herstellbar ist in einer möglichst hohen reproduzierbaren Qualität.
• Die Erfindung beschreibt einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator mit einem eingebauten, durch einen Elektromotor angetriebenen Schwenkmotor zur Wankregelung, von dessen Gehäuse mindestens ein Gehäuseteil mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil zur Drehmomentübertragung entweder direkt oder über mindestens ein Verbindungselement verbunden ist. Dabei ist die Verbindung zwischen Gehäuseteil oder Verbindungselement und Stabilisatorteil eine mittels Laserschweißverfahren erzeugte Schweißverbindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Stabilisatorteil und das Gehäuseteil oder das Verbindungselement an deren einander zugewandten Seiten so gestaltet sind, dass die Schweißverbindung als radial nach innen gerichtete I-Naht ausgeführt werden kann, die am Außenumfang zugänglich ist.
• Das hat den Vorteil, dass sich beim Schweißen die Wärmeeinfuhr in die umliegenden Teile verringert und der Montageprozess einfacher zu handhaben ist, wenn die Stabilisatorenhälften direkt oder indirekt miteinander verbunden werden. Beim Herstellen der kleinen aber tiefen Schweißnaht entsteht nur ganz wenig umherspritzendes Schweißmaterial.
• Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines solchen Kraftfahrzeugstabilisators ist dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuseteil oder Verbindungselement und Stabilisatorteil zueinander in eine Verbindungsposition gebracht werden und anschließend durch Laserschweißen die drehmomentbelastbare Verbindung hergestellt wird. Besonders schnell kann dies durchgeführt werden, wenn gleichzeitig auf jeder Seite des Schwenkmotors jeweils ein Stabilisatorteil an das Gehäuseteil oder an das Verbindungselement angeschweißt wird, indem ein geteilter Laserstrahl mit einem seiner beiden Teile eine Schweißnaht auf der einen Seite und mit dem anderen seiner beiden Teile eine Schweißnaht auf der anderen Seite des Schwenkmotors erzeugt.
• Für die Laserschweißverbindung gibt es einige Nebenbedingungen und Parameter, die zu beachten sind:
  Bei der Schweißverbindung von Stählen mit hohen Kohlenstoffanteil, zum Beispiel dem Federstahl der Stabilisatorteile, mit anderen Stählen, zum Beispiel dem Material des Gehäuseteils oder Verbindungselements, kann es zu Materialspannungen und Mikrorissen kommen. Unter Umständen ist die Schweißung mit Materialzufuhr durchzuführen.
• Das Materialgefüge im Federstahl soll möglichst nicht angetastet werden. Damit ist das Laserschweißen gegenüber dem konventionellen Schweißen von Vorteil, da kaum Wärme ins Material eingebracht wird und somit das eigentliche Schweißgemenge relativ klein ist.
• Bei der elektrischen Wankstabilisierung ist ein hohes Drehmoment zu übertragen. Um die Schweißnaht nicht übermäßig zu beanspruchen, ist daher auf einen großen Druchmesser der Schweißfügung zu achten. Auf der einen Seite des Schwenkmotors muß der Druchmesser der Schweißnaht größer sein als der Elektromotor (ca. 70-80 mm), um diesen fügen zu können. Auf der Getriebeseite des Schwenkmotors ist der Druchmesser der Schweißnaht etwa 35 bis 40 mm.
• Aufgrund der Umfangslänge der Schweißnaht und einer optimalen Schweißgeschwindigkeit sind keine thermischen Verzüge zu erwarten und somit ist die Schweißnaht lebensdauerfest belastbar.
• Die Laserintensität und die Schweißgeschwindigkeit sind so zu wählen, das mindestens eine Schweißtiefe von 5-7 mm erreicht wird, um damit die mechanische Belastbarkeit der Teile bzw. der Schweißnaht zu gewährleisten. Dabei ist es sinnvoll, daß sich Schwenkmotor und Stabilisatorteile während des Schweißvorganges unter dem Laserstrahl drehen.
• Für die Zentrierung bzw. Anschlagsvorrichtung und Fixierung während des Schweißens können die einschlägig bekannten Passverbindungen und Vorrichtungen verwendet werden.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand fünf bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert. Die fünf Figuren zeigen jeweils einen Schnitt einer konstruktiven Variante von Füge- und Zentriermaßnahmen zur laserschweißtechnischen Verbindung von Stabilisatorteil und Schwenkmotorgehäuse. Gleiche Bezugsziffern in den Figuren werden für dieselben Teile verwendet.
• Dargestellt ist jeweils die Verbindung eines teilweise gezeichneten Stabilisatorteils 1 mit einem teilweise gezeichneten Gehäuseteil 2 eines in einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator eingebauten Schwenkmotors zur Wankregelung. Das Gehäuseteil 2 ist mit dem dazugehörigen Stabilisatorteil 1 zur Drehmomentübertragung durch eine mittels Laserschweißverfahren erzeugte Schweißverbindung direkt verbunden. Das Stabilisatorteil 1 und das Gehäuseteil 2 sind an deren einander zugewandten Seiten 3, 4 so gestaltet, dass die Schweißverbindung als radial nach innen gerichtete I-Naht 5 ausgeführt werden kann, die am Außenumfang zugänglich ist.
• Beim Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeugstabilisators werden Gehäuseteil 2 und Stabilisatorteil 1 zueinander in eine Verbindungsposition gebracht, wie sie in den Figuren dargestellt ist, und anschließend wird durch Laserschweißen die drehmomentbelastbare Verbindung hergestellt. Bei geschickter Teilung des Laserstrahl können unter Umständen an beiden Seiten des Schwenkmotors gleichzeitig die Stabilisatorteile 1 angeschweißt werden, indem ein geteilter Laserstrahl mit dem einen seiner beiden Teile eine Schweißnaht auf der einen und mit dem anderen seiner beiden Teile eine Schweißnaht auf der anderen Seite erzeugt.
• Durch das Laserschweißverfahren verringert sich die Wärmeeinfuhr in umliegende Teile und der Montageprozess ist einfacher zu handhaben gegenüber konventionell ausgeführten Schweißverbindungen durch zum Beispiel Autogen- oder Elektroschweißen.

Claims (3)

1. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator mit einem eingebauten Schwenkmotor zur Wankregelung, von dessen Gehäuse mindestens ein Gehäuseteil (2) mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil (1) zur Drehmomentübertragung entweder direkt oder über mindestens ein Verbindungselement verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen Gehäuseteil (2) oder Verbindungselement und Stabilisatorteil (1) eine mittels Laserschweißverfahren erzeugte Schweißverbindung ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisatorteil (1) und das Gehäuseteil (2) oder das Verbindungselement an deren einander zugewandten Seiten (3, 4) so gestaltet sind, dass die Schweißverbindung als radial nach innen gerichtete I-Naht (5) ausgeführt werden kann, die am Außenumfang zugänglich ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstabilisators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuseteil (2) oder Verbindungselement und Stabilisatorteil (1) zueinander in eine Verbindungsposition gebracht werden und anschließend durch Laserschweißen die drehmomentbelastbare Verbindung hergestellt wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstabilisators nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig auf jeder Seite des Schwenkmotors jeweils ein Stabilisatorteil (1) an das Gehäuseteil (2) oder an das Verbindungselement angeschweißt wird, indem ein geteilter Laserstrahl mit dem einen seiner beiden Teile eine Schweißnaht auf der einen Seite des Schwenkmotors und dem anderen seiner beiden Teile eine Schweißnaht auf der anderen Seite des Schwenkmotors erzeugt.