DE202005014926U1

DE202005014926U1 - Stabilisator-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE202005014926U1
Application number: DE202005014926U
Authority: DE
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: DE112006002527A5; CN101267954A; KR20080059241A; US20090302555A1; WO2007033718A1; US8256775B2

Abstract

Stabilisator-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Fluiddruckaktuator und einem zweiten Fluiddruckaktuator, die entgegengesetzten Enden eines Querstabilisators (12) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Fluiddruckaktuatoren genau ein Druckfluidanschluß vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabilisator-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Fluiddruckaktuator und einem zweiten Fluiddruckaktuator, die entgegengesetzten Enden eines Querstabilisators zugeordnet sind.
Derartige Stabilisator-Baugruppen werden in aktiven Fahrwerken zur Unterdrückung oder Steuerung der Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus bei Kurvenfahrt eingesetzt. Dabei ist insbesondere die Verwendung eines für sich genommen passiven Querstabilisators seit langem bekannt. Ein solcher Querstabilisator besteht aus einem elastischen Mittelteil, der drehbar an der Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist, sowie zwei Hebeln, die mit den Radaufhängungen verbunden sind. Ändert sich nun auf der einen Fahrzeugseite, verglichen mit der anderen Fahrzeugseite, der vertikale Abstand zwischen der Fahrzeugachse, der der Querstabilisator zugeordnet ist, und der Karosserie, so wird der Querstabilisator mit wachsender Abstandsänderung zunehmend elastisch verspannt. Dadurch entsteht ein Wankmoment, das den Fahrzeugaufbau in eine Lage zu drängen versucht, in der beide Enden der Fahrzeugachse den gleichen Abstand zum Fahrzeugaufbau aufweisen.
Ein grundsätzlicher Nachteil der alleinigen Verwendung derartiger Querstabilisatoren besteht darin, daß diese einseitige Federungsbewegungen der Achse behindern, die beispielsweise im Fall einseitiger Fahrbahnunebenheiten erforderlich sind.
Zur Lösung dieses Problems dienen die bereits genannten aktiven Fahrwerke. In diesen werden mit Hilfe von Aktuatoren in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und Verkehrssituation die Fahrwerkseigenschaften verändert, indem beispielsweise Querstabilisatoren vorgespannt oder entlastet werden. Dies führt zu einer besseren Anpassung des Fahrzeugs an die jeweilige Verkehrssituation, wie etwa verbesserte Bodenhaftung bei Kurvenfahrt.
Die DE 44 43 809 A1 offenbart z.B. eine Stabilisator-Baugruppe mit einem zweiteilig ausgeführten Querstabilisator, dessen Enden mittels eines hydraulischen Drehantriebs gegeneinander verspannt werden können. Derartige Drehantriebe müssen mit engen Toleranzen gefertigt und aufwendig abgedichtet sein. Sie sind daher teuer. Außerdem sind sie im Betrieb relativ wartungsintensiv und anfällig.
Die gattungsbildende WO 02/083439 A1 zeigt eine Stabilisator-Baugruppe mit einem Querstabilisator, der über zwei lineare hydraulische Aktuatoren mit den Rädern verbunden werden kann. Jeder der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Hydraulikaktuatoren verfügt über zwei Druckanschlüsse, über die die beiden in jedem Aktuator vorhandenen Zylinderkammern mit Druck beaufschlagt werden können. Dazu sind ein oder mehrere Steuerventile, eine Vielzahl von Hydraulikleitungen sowie eine Hydraulikpumpe mit zugehörigem Reservoir vorgesehen, die eine vergleichsweise komplizierte Anordnung mit nicht zu vernachlässigendem Platzbedarf bilden.
Demgegenüber schafft die Erfindung eine Stabilisator-Baugruppe der eingangs genannten Art, die sich durch eine einfache Bauweise und einen deutlich reduzierten Bauraum auszeichnet und daher besonders kostengünstig realisierbar ist.
Zu diesem Zweck ist bei einer Stabilisator-Baugruppe der eingangs genannten Art an jedem der Fluiddruckaktuatoren genau ein Druckfluidanschluß vorgesehen.
Auf diese Weise wird ein System geschaffen, das gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfacht und daher preiswert herstellbar und weniger störungsanfällig ist.
Vorzugsweise ist der Fluiddruckaktuator ein Linear-Fluiddruckaktuator, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und deshalb besonders zuverlässig arbeitet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddruckaktuator ein Hydraulikzylinder und der Druckfluidanschluß ein Hydraulikanschluß. Hydraulikzylinder sind Standardbauteile, die kostengünstig verfügbar sind.
Vorteilhaft weist der Hydraulikzylinder ein Rückstellelement auf, das in einem Innenraum des Hydraulikzylinders angeordnet ist. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil eines besonders geringen Platzbedarfs.
Vorzugsweise weist der Hydraulikzylinder einen Kolben auf, der durch das Rückstellelement in eine Neutralstellung beaufschlagt wird. Daher ist lediglich ein Hydraulikanschluß nötig, um den Kolben in eine ausgefahrene Stellung zu bringen, da dieser durch das Rückstellelement in die Neutralstellung zurückgeführt werden kann. Da zudem die Neutralstellung nicht, wie sonst bei Hydraulikzylindern üblich, auf eine Mittelstellung des Kolbens beschränkt ist, läßt sich durch geeignete Wahl der Kolbenneutralstellung ein Hydraulikzylinder erzielen, der sich durch eine besonders geringe axiale Abmessung auszeichnet.
Vorteilhaft unterteilt der Kolben den Innenraum des Hydraulikzylinders in eine erste Kammer und eine zweite Kammer, wobei die erste Kammer über den Hydraulikanschluß mit einer Quelle verbunden ist und die zweite Kammer unter Atmosphärendruck steht. Bei geeigneter Ausbildung des Hydraulikzylinders, bei der sich die Kolbenstange in der zweiten Kammer und aus dieser heraus erstreckt, ist somit eine Abdichtung um die Kolbenstange herum unnötig, was den Hydraulikzylinder besonders einfach und kostengünstig herstellbar macht.
Das Rückstellelement kann in der ersten Kammer angeordnet sein. Auf diese Weise läßt sich die zweite Kammer vollständig für den Kolbenweg nutzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rückstellelement eine Schraubenfeder, die ein zuverlässiges, nahezu wartungsfreies und dennoch preiswertes Bauteil darstellt.
Vorzugsweise ist ein Ventil zur Betätigung beider Fluiddruckaktuatoren vorgesehen, das zwischen einer Druckquelle und den Druckfluidanschlüssen angeordnet ist. So erhält man ein besonders einfach aufgebautes Hydrauliksystem mit einem Minimum an Komponenten, bei dem das vorgesehene einzige Ventil das gesamte System steuert.
Vorteilhaft weist das Ventil eine Neutralstellung und zwei Betätigungsstellungen auf, wobei in jeder Betätigungsstellung jeweils ein Fluiddruckaktuator betätigt wird. Dadurch ergibt sich eine unkomplizierte und wenig störungsanfällige Anordnung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Neutralstellung des Ventils beide Fluiddruckaktuatoren mit einem Reservoir der Druckquelle verbunden. Dies ermöglicht einen Druckaustausch der Fluiddruckaktuatoren sowohl mit dem Reservoir als auch untereinander, wodurch der mechanische Querstabilisator in der Neutralstellung überbrückt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stabilisator-Baugruppe in einer Neutralstellung; und
2 eine schematische Darstellung der Stabilisator-Baugruppe aus 1 in einer Betätigungsstellung.
1 zeigt schematisch eine Stabilisator-Baugruppe 10 mit einem Querstabilisator 12 für eine Achse eines Fahrzeugs. Der Querstabilisator 12 weist einen in der Figur linken Hebelarm 14, einen in der Figur rechten Hebelarm 16 sowie einen Mittelteil 18 auf. Der Mittelteil 18 ist um seine Längsachse drehbar in zwei Lagern 20 und 22 an der Fahrzeugkarosserie gelagert, während die beiden Hebelarme 14 und 16 mit je einem Linear-Fluiddruckaktuator in Form eines Hydraulikzylinders 24 bzw. 26 verbunden sind.
Jeder Hydraulikzylinder 24 bzw. 26 umfaßt einen Kolben 28 bzw. 30 und einen Zylinderkörper 32 bzw. 34, wobei der Kolben 28 bzw. 30 am Hebelarm 14 bzw. 16 des Querstabilisators 12 befestigt ist und der Zylinderkörper 32 bzw. 34 mit der jeweiligen Radaufhängung verbunden werden kann. Somit ersetzen die Hydraulikzylinder 24 und 26 die üblicherweise vorhandenen Koppelstangen, die die Hebelarme 14 und 16 des Querstabilisators 12 mit den Radaufhängungen des Fahrzeugs verbinden. Die nicht dargestellten Räder sind also mit Befestigungspunkten 35 verbunden.
Durch die Kolben 28 und 30 werden die Innenräume der Zylinderkörper 32 und 34 in je eine erste Kammer 36 bzw. 38 und eine zweite Kammer 40 bzw. 42 unterteilt. In der ersten Kammer 36 bzw. 38 ist ein Rückstellelement in Form einer Schraubenfeder 44 bzw. 46 angeordnet, das den jeweiligen Kolben 28 bzw. 30 mit dem zugehörigen Zylinderkörper 32 bzw. 34 koppelt.
Die zweite Kammer 40 bzw. 42, in der sich ein Stangenabschnitt 48 bzw. 50 des Kolbens 28 bzw. 30 erstreckt, ist dabei gegenüber der Atmosphäre nicht abgedichtet, steht also folglich unter Atmosphärendruck. Dagegen wird die erste Kammer 36 bzw. 38 durch den Kolben 28 bzw. 30 abgedichtet und steht über einen Druckfluidanschluß, genauer über einen Hydraulikanschluß 52 bzw. 54 und eine zugehörige Hydraulikleitung 56 bzw. 58 mit einer Druckquelle 60 in Verbindung.
Die Druckquelle 60 umfaßt eine Hydraulikpumpe 62 sowie ein druckloses Reservoir 64. Zwischen den Hydraulikzylindern 24 bzw. 26 und der Druckquelle 60 ist ein Ventil 66 zur Steuerung der Stabilisator-Baugruppe 10 vorgesehen. Das Ventil 66, bei dem es sich beispielsweise um ein Magnetventil handeln kann, weist eine Neutralstellung II sowie zwei Betätigungsstellungen I bzw. III auf. In der Neutralstellung II sind beide Hydraulikzylinder 24 und 26 mit dem Reservoir 64 verbunden.
In dem in der 1 gezeigten Zustand der Stabilisator-Baugruppe 10 befinden sich sowohl das Ventil 66 als auch beide Hydraulikzylinder 24 bzw. 26 in der Neutralstellung. Die Neutralstellung der Kolben 28 bzw. 30 wird durch die Federn 44 bzw. 46 festgelegt, wobei in der gezeigten Ausführungsform die Neutralstellung der Kolben 28 bzw. 30 so gewählt ist, daß die erste Kammer 36 bzw. 38 in der Neutralstellung wesentlich kleiner bemessen ist als die zweite Kammer 40 bzw. 42. Dadurch steht dem Kolben 28 bzw. 30 bei gleicher Baugröße des Hydraulikzylinders 24 bzw. 26 nahezu die doppelte Hubhöhe zur Verfügung, als dies bei einem konventionellen Linearaktuator der Fall wäre, bei dem der Kolben in der Neutralstellung mittig angeordnet ist.
Tritt nun eine Situation ein, in der eine Erhöhung des Abstands zwischen der Karosserie und dem dem in der Figur linken Hebelarm 14 des Querstabilisators 12 zugeordneten Rad erforderlich ist, wird das Ventil 66 in die in der 2 gezeigte Betätigungsstellung I geschaltet. Dadurch wird die erste Kammer 36 des in der Figur linken Hydraulikzylinders 24 über den Hydraulikanschluß 52 mit Druck beaufschlagt, wodurch sich der Kolben 28 gegen den in der zweiten Kammer 40 herrschenden Atmosphärendruck nach unten verschiebt, während der in der Figur rechte Hydraulikzylinder 26 in seiner Neutralstellung blockiert wird. Dabei verdreht der unter Druck stehende Hydraulikzylinder 24 den Querstabilisator 12, was die Bereitstellung eines kontrollierten Wankmoments zur Karosserie gestattet.
Analog läßt sich der in den Figuren rechte Hydraulikzylinder 26 betätigen, indem das Ventil 66 in die Betätigungsstellung III geschaltet wird, wobei dann der linke Hydraulikzylinder 24 in seiner Neutralstellung blockiert wird.
Eine Rückführung des jeweils ausgelenkten Kolbens 28 bzw. 30 erfolgt nach Schaltung des Ventils 66 in die Neutralstellung II aufgrund der Rückstellkraft der Feder 44 bzw. 46 sowie der von außen am Fahrzeug angreifenden Kräfte.

Claims

Stabilisator-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Fluiddruckaktuator und einem zweiten Fluiddruckaktuator, die entgegengesetzten Enden eines Querstabilisators (12) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Fluiddruckaktuatoren genau ein Druckfluidanschluß vorgesehen ist.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruckaktuator ein Linear-Fluiddruckaktuator ist.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruckaktuator ein Hydraulikzylinder (24, 26) und der Druckfluidanschluß ein Hydraulikanschluß (52, 54) ist.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (24, 26) ein Rückstellelement aufweist, das in einem Innenraum des Hydraulikzylinders (24, 26) angeordnet ist.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (24, 26) einen Kolben (28, 30) aufweist, der durch das Rückstellelement in eine Neutralstellung beaufschlagt wird.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28, 30) den Innenraum des Hydraulikzylinders (24, 26) in eine erste Kammer (36, 38) und eine zweite Kammer (40, 42) unterteilt, wobei die erste Kammer (36, 38) über den Hydraulikanschluß (52, 54) mit einer Druckquelle (60) verbunden ist und die zweite Kammer (40, 42) unter Atmosphärendruck steht.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellelement in der ersten Kammer (36, 38) angeordnet ist.
Stabilisator-Baugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellelement eine Schraubenfeder (44, 46) ist.
Stabilisator-Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (66) zur Betätigung beider Fluiddruckaktuatoren vorgesehen ist, das zwischen einer Druckquelle (60) und den Druckfluidanschlüssen angeordnet ist.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (66) eine Neutralstellung (II) und zwei Betätigungsstellungen (I, III) aufweist, wobei in jeder Betätigungsstellung (I, III) jeweils ein Fluiddruckaktuator betätigt wird.
Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Neutralstellung (II) des Ventils (66) beide Fluiddruckaktuatoren mit einem Reservoir (64) der Druckquelle (60) verbunden sind.