JP2005528282A - 分割されたスタビライザ及び両方のスタビライザ部分の一方に外側の回転部分を歯による噛合で結合する方法 - Google Patents

Abstract

２部分から成るスタビライザのスタビライザ部分のスタビライザ部分をアクチェータに結合することは通常は形状接続（形による接続）で行われる。これによって付加的な軸方向の確保と外部に対する液圧的なシールが必要になる。
構造と製作方法を簡易化するためには、外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）との間の歯による噛合を遊びなく構成しかつ環状の溶接シーム（１８）で溶接することが提案されている。この場合、シーム領域は３５０℃の温度に予熱され、次いで組織におけるマルテンサイト含有量が３０％になるまで冷却される。

Description

本発明は請求項１の上位概念による分割されたスタビライザ及び請求項３の上位概念に相応する製造方法に関する。

このようなスタビライザは特に自動車技術分野で使用される。

この場合には原則的には自動車の各車軸に１つのスタビライザが配属される。このスタビライザはトーションバーの原理で働き、自動車車軸に対し平行に向けられている。スタビライザの両端は各車輪懸架装置に固定されている。このスタビライザは路面状態に起因する揺動が自動車に伝達されることを阻止するか又はその伝達を著しく低減させる。

所定のばね値に合わせて設計され、したがって交番する負荷に対し柔軟すぎるか又は剛性すぎる一体構造のスタビライザが存在する。このスタビライザは市街地と山岳地との両方のために設計された自動車には適していない。

このような負荷に晒される自動車は一般的には分割されたスタビライザを備えている。このような分割されたスタビライザはＤＥ１００１２９１５Ａ１号明細書で公知である。両方のスタビライザ部分は切換え可能な連結装置の形をしたアクチェータによって結合されている。このアクチェータは、蓋体を介し一方のスタビライザ部分と回動不能に結合された外側の回転部分と、他方のスタビライザ部分と直接的に回動不能に結合された内側の回転部分とから成っている。この場合にはそれぞれ、内側の回転部分は一方のスタビライザ部分と一体に、外側の回転部分の蓋体は他方のスタビライザ部分と一体に製作されている。

この構成的な解決策では、製作技術的に複雑な単個部材が生じる。何故ならばスタビライザ部分は曲がった形と大きな長さとを有しているからである。製作技術的な困難は、特に蓋体を有するスタビライザ部分の場合には、複雑なスタビライザ部分の端部が蓋体を製作するために変形によって加工されなければならないことでさらに増大する。

ＤＥ４２２９０２５Ａ１号明細書によれば分割されたスタビライザであって、そのスタビライザ部分が外側の回転部分の蓋体にレザー光線によって溶接されているものが記載されている。このような溶接結合は、交番する高い回転モーメントを伝達するための強度要求を充たさない。何故ならばスタビライザ部分はばね鋼から成りかつ蓋体は浸炭焼入れされた材料から成りかつ特にばね鋼が溶接可能ではないからである。又、高い溶接温度は冷却期において亀裂を発生させる。

さらにレザー光線溶接は費用の点で疑問である。何故ならばレザー光線溶接のためには複雑な装置を有する特別なレザー溶接機が必要であるからである。

ＵＳ５７０００２７号明細書によればアクチェータを有する分割されたスタビライザであって、外側の回転部分の蓋体が内歯を有し、対応するスタビライザ部分が外歯を有している形式のものが公知である。しかしこのような歯による噛合は通常は製作技術的な遊びを有しており、この遊びは機能的には両方の回転部分の間のスリップをもたらす。この欠点を排除するために蓋体をその内歯でスタビライザ部分の外歯の上にこねつけることが一般的である。これによって遊びは除去されはするが、その代わりにこの噛合の保持性が劣化する。

又、前述の噛合は軸方向でも移動を阻止しないので付加的に半径方向のピンが差込まれなければならない。このピンは一方では回転モーメントを伝達する部分の材料強度を減じ、他方では材料質が高いために加工を困難にし、ひいては製作費用を著しく増大させる。別の欠点は前記噛合が外に対するシール性を保証しないことである。したがってアクチェータの内部の作業室を外へシールする付加的なシール部材を必要としている。このシール部材もスタビライザを高価にする。

本発明の課題は、前記形式の２分割されたスタビライザにおいて対応するスタビライザ部分におけるアクチェータの結合を構造的に簡単に構成することである。方法的には当該結合は従来の製作方法に較べて簡単でかつ費用的に有利なものにしたい。

前述の技術的な課題は構成的には請求項１の特徴を成す構成により解決された。これに関する構成の可能性は従属請求項２に記載されている。

方法的な課題は請求項３の特徴によって解決された。有利な実施例は請求項４と５に記載されている。

新しい２分割されたスタビライザと外側の回転部分を該当するスタビライザ部分に結合する新しい方法とによっては公知技術の持つ前述の欠点が除かれた。

新しい方法ではまず、遊びなく製作された噛合によって保持性が高くなるという利点が達成される。この保持性は環状の溶接シームによりさらに高められる。何故ならば溶接シームも限られた範囲で保持機能を発揮するからである。この場合、噛合部の無遊び性は溶接シームがどの機能期でも単独では回転モーメントの伝達を引受けないようにわずかに構成されている。これにより溶接シームに対する強度要求を低く保つことができる。

このように構成された環状の溶接シームは、内部の作業室から圧力媒体が外へ出ないように噛合部を閉鎖するという利点を有している。このシール機能によって外側の回転部の閉鎖蓋体と該当するスタビライザ部分との間の従来のシール部材は余分になり、著しいコスト節減が達成される。さらにこの溶接シームは、外側の回転部分の閉鎖蓋体に対して、スタビライザ部分を、軸方向の負荷に対し確保する。これによって、さもないと必要である半径方向のピン止め及びその困難な製造をやめることができるようになる。これによってもコストは節減される。さらにピン止めに帰因する閉鎖蓋体とスタビライザ部分とにおける材料の弱化も回避される。これは結合の保持性に有利に働く。

さらに溶接シームは内部に位置するリング室内に構成されていると有利である。これは製作技術的に有利で、溶接シームを見えなくし、溶接シームを装飾的に後加工する必要はなくなる。

溶接不能であるか、又は限られてしか溶接可能ではない材料を使用した場合には、亀裂の形成を回避するためには、目的とした予熱と規定された冷却とを行うことが必要である。この場合には誘導加熱による予熱が有利である。何故ならばこの場合にはきわめて限られた領域だけが加熱され、次いでこの領域しか保護ガスのもとで溶接される必要がないので、この方法は簡単でかつこの方法にはわずかな費用しかかからないからである。

次に本発明を図示の１実施例に基づき詳述する。

図１と２とによれば分割されたスタビライザは第１のスタビライザ部分１と第２のスタビライザ部分２とから成っている。第１のスタビライザ部分１と第２のスタビライザ部分２は切換え連結装置３を介して互いに結合されている。切換え連結装置３は、回動不能でかつ内方へ向けられた回転翼５を備えた円筒形のケーシングの形をした外側の回転部分４と、外方へ向けられた回転翼７を備えた内側の回転部分６とから成っている。この場合、内側の回転部分６と外へ向けられた回転翼７とは歯８により互いに回動不能に結合されている。両方の回転翼５と７は共通の半径平面に位置し、その間に２つの向き合った連結装置室を形成している。内側の回転部分６の上には２つの円錐形の連結爪を備えた連結スリーブ９が軸方向に移動可能に案内されている。この場合、連結爪は回転翼５と７との両方の自由な連結装置室内へ係合する。その際連結スリーブ９は一方の側では圧縮ばね１０の力によりかつ両側でかつ交番に、図示されていない液圧装置の液圧によって負荷されている。これにより圧縮ばね１０の力と同じ方向に向けられた液圧の力とによって回転翼５及び７と連結スリーブ９の連結爪との間に形状接続が与えられ、ひいては外側の回転部分４と内側の回転部分６との間に回動不能な結合が与えられる。この形状接続、ひいては外側の回転部分４と内側の回転部分６との間の回動不能な結合は連結ケーシング９が反対方向に圧力負荷された場合に中断され、回転翼５と７は互いに限られた範囲内で相対回動可能である。

内側の回転部分６は第１のスタビライザ部分１と一体に構成され、その自由端部で外側の回転部分４のケーシングを通って第２のスタビライザ部分２の高さまで導かれかつそこで支承されている。さらに内側の回転部分６は別の支承個所１１を支承蓋体１２に有している。この支承蓋体１２は第１のスタビライザ部分１の側に位置しかつ付加的にこちら側の液圧室を閉鎖しかつ外に対してシールしている。

外側の回転部分４は第２のスタビライザ部分２に閉鎖蓋体１３を備え、この閉鎖蓋体１３は外側の回転部分４のケーシングと有利には溶接されておりかつこちら側の液圧室を閉鎖している。この閉鎖蓋体１３は内歯を有する貫通孔１４を有している。他方では第２のスタビライザ部分２の端部はシャフト１５として構成され、このシャフト１５は外歯を有している。この場合、貫通孔１４とシャフト１５はほぼ遊びのない噛合が得られるように互いに調和させられている。さらにこの噛合は、単独で、発生する回転モーメントを伝達するのに適するような強度と保持性とを有している。第２のスタビライザ部分２のシャフト１５の直径は段階づけられ、軸方向で内側の回転部分６に支えられかつ閉鎖蓋体１３の貫通孔１４と協働してリング室１７を構成するピン１６を構成する。特別な形式でこのリング室１７内には閉鎖蓋体１３とシャフト１５との間の噛合を溶接する環状の溶接シーム１８が存在している。この溶接シーム１８はこちら側の液圧的な圧力室を外部に対しシールする作用と外側の回転部分４に対する第２のスタビライザ部分２を軸方向で確保する作用とを引受けるように構成されかつ実施されている。

必要なばね値を達成するためにはスタビライザ部分１，２はばね鋼５５Ｃｒ３から製作されかつ閉鎖蓋体１３は浸炭鋼から製作され、この浸炭鋼としては有利には１６ＭｎＣｒ５が用いられる。ばね鋼は溶接可能ではなく、浸炭鋼は限られてしか溶接可能ではない。両方の異なる材料の間の溶接シーム１８はしたがって約１５ｓｅｃの継続時間３５０℃の温度に予熱される。この場合、予熱は部位的にシーム領域に限られた誘導加熱により行われる。これにより、関与するすべての材料にてスタビライザ部分２の基材とほぼ同一の組織が生じる。次いで両方の部分は保護ガスのもとで溶接される。この場合、溶接ワイヤの送り速度としては１１ｃｍ／ｍｉｎが選択され、溶接速度としては９ｍｍ／ｓｅｃが選択される。そのあとで少なくとも１０９ｓｅｃの時間に亘って徐冷される。この徐冷は組織におけるマルテンサイト含有量が３０％に減退するまで行われる。

回転可能な切換え連結装置として構成されたアクチェータの断面図。 回転可能な切換え連結装置を拡大してスタビライザ部分と共に示した図。

符号の説明

１ 第１のスタビライザ部分、 ２ 第２のスタビライザ、 ３ 切換え連結装置、 ４ 外側の回転部分、 ５ 回転翼、 ６ 内側の回転部分、 ７ 回転翼、 ８ 歯、 ９ 連結スリーブ、 １０ 圧縮ばね、 １１ 支承部、 １２ 支承蓋体、 １３ 閉鎖蓋体、 １４ 貫通孔、 １５ シャフト、 １６ ピン、 １８ 溶接シーム

Claims (5)

1. アクチェータ（３）により互いに結合された第１のスタビライザ部分（１）と第２のスタビライザ部分（２）とから成る分割型スタビライザであって、アクチェータ（３）が外へ向けられた少なくとも１つの回転翼（７）を有する内側の回転部分（６）と同数の内へ向けられた回転翼（５）を有する外側の回転部分（４）とから成り、内側の回転部分（６）と外側の回転部分（４）との間に連結スリーブ（９）のための空間又は液圧的な圧力室を構成しており、アクチェータ（３）の内側の回転部分（６）が第１のスタビライザ部分（１）と回動不能に結合されかつ外側の回転部分（４）が第２のスタビライザ部分（２）と回動不能に結合されており、外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）との間の回動不能な結合が外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）との間の歯による噛合を介して行われている形式のものにおいて、外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）との間の歯による噛合が遊びなく構成されておりかつ環状の溶接シーム（１８）で溶接されており、該溶接シーム（１８）で内にある作業室が外に向かって圧密に閉鎖されかつ第２のスタビライザ部分（２）が外側の回転部分（４）に対し軸方向で確保されるように該溶接シーム（１８）が形成されていることを特徴とする、分割されたスタビライザ。
2. 外側の回転部分（４）が、貫通孔（１４）を備えた閉鎖カバー（１３）を有し、この貫通孔（１４）に内歯が形成されており、第２のスタビライザ部分（２）が端面側にピン（１６）を備え、該ピン（１６）が外歯を有しており、前記貫通孔（１４）と前記ピン（１６）とがリング室（１７）を構成し、該リング室（１７）が前記噛合領域に溶接シーム（１８）受容し、該溶接シーム（１８）がすみ肉シームとして構成されている、請求項１記載のスタビライザ。
3. アクチェータ（３）の外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）とを歯による噛合で結合する方法であって、外側の回転部分（４）を浸炭鋼から製造しかつ第２のスタビライザ部分（２）をばね鋼から製造する形式の方法において、外側の回転部分（４）の内歯と第２のスタビライザ部分（２）の外歯とを互いに遊びなくブローチ削し、外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）との間の歯による噛合を環状の溶接シーム（１８）で溶接することを特徴とする、外側の回転部分と両方のスタビライザ部分の一方とを歯による噛合で結合する方法。
4. 外側の回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（２）とをシーム領域にて１５ｓｅｃの継続時間に亘って３５０℃の温度に予熱し、溶接後、組織におけるマルテンサイト含有量が３０％になるまで冷却する、請求項３記載の方法。
5. 前記予熱を誘導焼なましによりかつ溶接を保護ガス下で行い、１１ｃｍ／ｍｉｎの溶接ワイヤ送りと速度と９ｍｍ／ｓｅｃの溶接速度とを選択する、請求項４記載の方法。

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