WO2007112714A1 - Radführende stabilisatoreinrichtung - Google Patents

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WO2007112714A1
WO2007112714A1 PCT/DE2007/000371 DE2007000371W WO2007112714A1 WO 2007112714 A1 WO2007112714 A1 WO 2007112714A1 DE 2007000371 W DE2007000371 W DE 2007000371W WO 2007112714 A1 WO2007112714 A1 WO 2007112714A1
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stabilizer
hollow shaft
wheel
vehicle
roll
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PCT/DE2007/000371
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Jens Vortmeyer
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60G2204/143—Mounting of suspension arms on the vehicle body or chassis

Definitions

  • the invention relates to a stabilizer device for a vehicle axle with roll stabilizer according to the preamble of patent claim 1.
  • both the usual articulations of stabilizer ends each have its own Pende ⁇ 1 with two ball joints, as well as the usual bent stabilizer legs, which also saves weight and valuable space is also released to a considerable extent.
  • the relevant functions or requirements include in particular the most direct implementation of the compression movements of the wheel in corresponding torsional movements of the stabilizer, also the power transmission from the wheel to the chassis or to the axle, as well as each specifically required compliance and vibration damping on the way between wheel and axle carrier or chassis.
  • connection area between stabilizer end, chassis workedem end of Rad operationslenkers and chassis or axle must thus ensure as possible a defined soft and vibration damping initiation of the wheel forces in the chassis, but also ensure a possible undamped, direct implementation of Radeinfederung in the Stabilisatortord ist, and at the same time also still allow the occurring during the compression angle changes between the longitudinal axis of the Rad Equipmentslenkers and the axis of rotation of the stabilizer.
  • the stabilizer device should in particular lead to advantages in terms of comfort properties, acoustics and structure-borne sound decoupling of the chassis while at the same time directly responding to the stabilizer. Furthermore, improvements in the space required by the stabilizer device, in terms of weight savings and with respect to improved modularity in connection with the use in wheel suspensions and axle systems are to be achieved.
  • the stabilizer device is provided according to the invention for use on a vehicle axle with a roll stabilizer, wherein the axis for each wheel has at least one Rad Equipmentslenker.
  • the chassis-side linkage of the wheel control arm is connected in such a way also known manner with the associated end portion of the roll stabilizer that takes place by Einfederungsterrorismen the Rad Equipmentslenkers a twisting operation of the roll stabilizer.
  • the stabilizer device is distinguished by the fact that the roll stabilizer is accommodated at the end in each case in an at least partially hollow shaft connected to the wheel control arm.
  • This hollow shaft is mounted in a chassis side bearing bearer, wherein the bearing support is elastically connectable to the vehicle, for example to an axle of the vehicle.
  • the inclusion of the stabilizer ends in each case in a chassis side elastically mounted hollow shaft is initially advantageous in that in this way no more cranking of the stabilizer is required, especially not in the region of its ends.
  • the bearing carrier can continue to be optimal decoupling of the entire module of stabilizer, hollow shaft and Rad arrangementslenker with respect to vibrations and sound transmission relative to the vehicle chassis, the Rad arrangementslenker simultaneously but not elastic acts on the hollow shaft or on the stabilizer and thus for an immediate response of the stabilizer in compression movements of the wheel.
  • the invention is first of all realized independently of how the elastic connection of the bearing carrier to the vehicle chassis or axle is designed constructively.
  • the elastic connection of the bearing carrier in the z-direction (ie along the vehicle vertical axis) at least twice as high spring rate as in the x-direction (vehicle longitudinal axis) or y-direction (vehicle transverse axis) on.
  • good comfort properties can be achieved with respect to the unwanted sound and vibration transmission taking place, in particular, along the longitudinal axis of the wheel control arm, wherein at the same time an immediate response of the stabilizer is ensured due to the high spring rate in the z direction.
  • the elastic connection of the bearing carrier on the axle or on the vehicle chassis is preferably carried out by elastomeric bearings or hydraulic bearings, which have been widely used for the purpose of vibration damping and sound absorption on the vehicle.
  • the elastomeric bearings or hydraulic bearings are arranged point-symmetrically with respect to the intersection of the longitudinal axes of Rad entryslenker and hollow shaft.
  • the bearing points are arranged in accordance with this embodiment point symmetrical with respect to the effective force application point - which is located at the intersection of the longitudinal axes of Rad Entryslenker and hollow shaft or stabilizer - no secondary moments are generated and thus there is no undesirable tilting of the bearing carrier with respect to the chassis or force introduction upon application of force . held opposite the axle carrier.
  • the invention can be realized regardless of which shape of the roll stabilizer concretely, as long as the end portions of the stabilizer can be accommodated in the hollow shaft.
  • the roll stabilizer is essentially formed by a straight rod or by a straight tube. This leads to a particularly cost-effective production as well as the lowest possible weight and to an optimal material utilization, since in this way the entire length of the stabilizer undergoes a completely uniform torsional load.
  • the Stabüisator is structurally particularly accurate manageable, and it follows, moreover, a simple installation of the stabilizer device as a module unit.
  • a further Austungsform of the invention provides that the roll stabilizer consists of two separate stabilizer halves.
  • an actuator for active Relatiwerwindung the stabilizer halves can be arranged against each other between the stabilizer halves. In this way can be in the sense of the active suspension actuating moments or actuating forces between the suspension and vehicle body produce or initiate the suspension.
  • an active roll stabilization of the vehicle when cornering can take place, or the effective hardness of the roll stabilizer can be changed depending on the driving state of the vehicle.
  • stabilizer halves chosen for reasons of clarity is not intended to be limiting in that the two stabilizer halves must necessarily have the same length. Just as well, namely, the stabilizer halves may have a different length without the effectiveness or overall characteristic of such an active roll stabilizer would be changed.
  • the connection of the Rad arrangementslenkers to the hollow shaft by means of two ball joints.
  • This is advantageous insofar as a play-free motion transmission between Rad entryslenker and hollow shaft, or between Rad Equipmentslenker and roll stabilizer can be done by means of the proven in wheel suspension ball head technology.
  • Schwenkiolos Schwenkiolos originatedsgrad between Rad Equipmentslenker and hollow shaft is easy in this way provided.
  • such a connection between Rad Equipmentslenker and hollow shaft with a long service life is largely maintenance-free and structurally well controlled.
  • the ball centers of the ball joints are particularly preferably arranged on a diameter straight line of the hollow shaft. In this way, an optimal torque introduction is achieved with the least possible load on the ball joints and at the same time with the optimum lever arm between the ball joints and the hollow shaft.
  • the joint housing of the ball joints are formed by the Rad entryslenker itself.
  • This embodiment can be carried out in particular in the form of a one-piece fork-like design of the vehicle-side end portion of the Rad enclosureslenkers, wherein the joint housing of the ball joints are formed by corresponding holes in the two fork ends of the Rad enclosureslenkers, or be absorbed by these holes. In this way, an advantageous, cost-saving function combination is achieved with high rigidity and low space requirement.
  • the type of storage of the hollow shaft in the bearing carrier according to the invention initially arbitrary, as long as the occurring wheel forces can be reliably transmitted from the Rad Installationslenker on the hollow shaft on the bearing bracket.
  • the hollow shaft is mounted in the bearing carrier by means of a fixed / floating bearing. In this way, ease of movement and freedom from stress of the storage under all temperature and load conditions can be ensured, also a long and structurally precisely manageable life can be achieved by suitable design of fixed / floating.
  • the fixed bearing of the hollow shaft is formed by a sleeve joint.
  • Sleeve joints are inexpensive and proven in the axle systems of motor vehicles. They are characterized by high load capacity, low maintenance, space-saving design and in particular by easy recording of angular errors or shaft deflections.
  • the Rad Equipmentslenker connected to the roll stabilizer is a tension strut or strut of a suspension.
  • Pull struts or pressure struts of suspensions are due to the acute angle between the longitudinal axis of the strut and the direction of travel particularly good for the operation of the stabilizer, since in this way almost a l: l-translation between the spring-induced angular movement of the tension strut or strut and the corresponding Tordtechnik the roll stabilizer is achievable.
  • Figure 1 is a schematic representation of the connection between Rad Equipmentslenker and stabilizer end in an embodiment of a stabilizer device according to the invention in plan view.
  • Fig. 2 is an isometric view of a schematic example of a
  • Fig. 3 shows the connection between Rad Equipmentsscher and stabilizer end of Figure 1 in vertical section.
  • Figure 1 shows the connection between a Rad arrangementslenker 1 and the associated stabilizer end 2 in one embodiment of Stabihsator worn according to the present invention in plan view.
  • the direction of travel-related left-side stabilizer end 2 and the chassis-side end region of the associated wheel control arm 1 are shown in FIG.
  • the direction of travel of the associated vehicle is drawing-related upward, as indicated by the dashed arrow D.
  • the illustrated in Figures 1 and 3 end of the roll stabilizer 1 is received in a bearing support 3, which is connected via two bearing points 4, 5 with the vehicle chassis, or with an axle carrier, not shown, of the vehicle.
  • the bearing carrier 3 is in the sense of lightweight construction in the form of a one-piece component made of light metal diecasting and contributes at 4 and 5 each formed as an elastomeric bearing or hydraulic bearing bearing point for connection to the vehicle chassis or with the axle of the vehicle.
  • the mounting of the stabilizer end 2 is particularly clear from the sectional view of Figure 3, which is rotated relative to the illustration of Figure 1 by 90 ° relative to the longitudinal axis of the roll stabilizer 2.
  • the viewing direction in the illustration according to FIG. 3 thus runs horizontally in the direction of travel of the motor vehicle. It can be seen on the basis of the sectional illustration in FIG. 3 that the end of the tubular hollow roll stabilizer 2 is in turn received in a hollow shaft 6.
  • the non-rotatable Connection between the hollow shaft 6 and stabilizer end 2 takes place in the illustrated embodiment in the form of an outermost end of the stabilizer 2, annular weld 7, the stabilizer end 2 and the hollow shaft end 6 connects to each other.
  • the storage of the hollow shaft 6 and thus also the Wankstabüisators 2 relative to the bearing carrier 3 takes place in the illustrated embodiment in the form of a fixed / floating bearing, in which a drawing related left-side needle bearing 8 is combined as a floating bearing with a drawing related right-hand fixed bearing 9.
  • the fixed bearing is designed in the form of a sleeve joint 9, whereby in particular misalignment or shaft deflections of the stabilizer 2, for example due to dynamic wheel forces, can be readily absorbed.
  • a stabilizer device which brings over the prior art significant advantages in terms of comfort characteristics and structure-borne sound decoupling of the chassis while maintaining the immediate response of the stabilizer with it.
  • significant improvements in terms of the required space and in terms of modularity in design and installation achieved in comparison to the prior art also significant improvements in terms of the required space and in terms of modularity in design and installation achieved.
  • the invention thus makes a significant contribution to the design improvement and in terms of simplification in the assembly of wheel-guiding
  • Stabilizer devices in particular for use in driving dynamics demanding axle systems.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoreinrichtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs. Die Achse weist einen Wankstabilisator (2) und für jedes Rad zumindest einen Radführungslenker (1) auf. Dabei ist die chassisseitige Anlenkung des Radführungslenkers (1) mit einem Endbereich des Wankstabilisators (2) dergestalt verbunden, dass durch Einfederungsbewegung des Radführungslenkers (1) eine tordierende Betätigung des Wankstabilisators (2) erfolgt. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Stabilisatoreinrichtung dadurch aus, dass der Wankstabilisator (2) jeweils mit einem seiner Enden in einer mit dem Radführungslenker (1) verbundenen Hohlwelle (6) aufgenommen ist. Dabei ist die Hohlwelle (6) in einem chassisseitigen Lagerträger (3) gelagert und der Lagerträger (3) ist elastisch an das Fahrzeug anbindbar. Die erfindungsgemäße Stabilisatoreinrichtung dient insbesondere der Beseitigung des konstruktiven Zielkonflikts zwischen den Anforderungen von Körperschallentkopplung bzw. Komfortfahrwerk einerseits und unmittelbarem Ansprechverhalten des Stabilisators andererseits. Ferner werden unter anderem Verbesserungen bezüglich Bauraumbedarf, Gewicht und Modularität der Stabilisatoreinrichtung erzielt.

Description

Radführende Stabilisatoreinriclitung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoreinrichtung für eine Fahrzeugachse mit Wankstabilisator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gattungsgemäße Fahrzeugachsen, bei denen die Betätigung des Wankstabilisators unmittelbar durch einen mit dem Wankstabilisator verbundenen Radführungslenker erfolgt, beispielsweise durch eine Zugstrebe oder Druckstrebe der Radaufhängung, sind zunächst einmal vorteilhaft insofern, als auf diese Weise insbesondere eine Stabilisatorübersetzung von 1:1 erreicht werden kann. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Einfederungsbewegungen des Rades nicht nur anteilig, sondern jeweils im vollen Umfang in eine dementsprechende Torsionsbewegung des Stabilisators umgesetzt werden, weshalb beispielsweise entsprechend dünnere bzw. dünnwandigere und damit leichtere Stabilisatoren eingesetzt werden können. Ferner kann so auch die Lagerung des Stabilisators, jedoch ohne Verschlechterung des Ansprechverhaltens, nachgiebiger und somit komfortabler ausgelegt werden.
Darüber hinaus entfallen mit dieser Bauart sowohl die üblichen Anlenkungen der Stabilisatorenden jeweils über eine eigene Pendeϊstütze mit zwei Kugelgelenken, als auch die üblichen abgewinkelten Stabilisatorschenkel, wodurch ebenfalls Gewicht eingespart und zusätzlich wertvoller Bauraum in erheblichem Umfang freigesetzt wird.
Im Bereich der Verbindung zwischen dem chassisseitigen Ende des Radführungslenkers und dem jeweils zugeordneten Ende des Stabilisators treten jedoch bei gattungsgemäßen radführenden Stabilisatoreinrichtungen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2004 020 073 Al oder aus der EP 1 564 041 A2 bekannt sind, erhebliche konstruktive Zielkonflikte auf. Denn gerade in diesem Bereich treffen gegensätzliche konstruktive Anforderungen der ansonsten getrennten Bauteile "Radführungslenker" bzw. "Zugstrebe/Druckstrebe" und "Wankstabilisator" aufeinander, die ein gattungsgemäßer Stabilisator nach wie vor erfüllen muss.
Zu den dabei relevanten Funktionen bzw. Anforderungen gehören insbesondere die möglichst direkte Umsetzung der Einfederungsbewegungen des Rades in entsprechende Verdrehungsbewegungen des Stabilisators, ferner die Kraftübertragung vom Radträger zum Chassis bzw. zum Achsträger, wie auch die jeweils spezifisch geforderte Nachgiebigkeit und Schwingungsdämpfung auf dem Weg zwischen Radträger und Achsträger bzw. Chassis.
Bei der Vereinigung von Stabilisator und Radführungslenker zur gattungsgemäßen radführenden Stabilisatoreinrichtung entsteht insbesondere das Problem, dass weiche Gummilager und entsprechend hohe Nachgiebigkeiten im Bereich der chassisseitigen Anbindung des Radführungslenkers am Achsträger zwar vorteilhaft für eine Komfortlagerung mit guter akustischer Dämpfung sind, sich gleichzeitig jedoch nachteilig für das Ansprechverhalten des Stabilisators auswirken. In Bezug auf die Ankopplung des Radführungslenkers an das Stabilisatorende kommt erschwerend hinzu, dass die Drehachse des Stabilisators in Fahrzeugquerrichtung verläuft, während die Drehachsen von Radführungslenkern, insbesondere die Drehachsen der in Frage kommenden Zugstreben oder Druckstreben, im Allgemeinen unter einem spitzen Winkel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen.
Der Verbindungsbereich zwischen Stabilisatorende, chassisseitigem Ende des Radführungslenkers und Chassis bzw. Achsträger muss somit möglichst eine definiert weiche und schwingungsdämpfende Einleitung der Radkräfte in das Chassis gewährleisten, ferner jedoch eine möglichst ungedämpfte, direkte Umsetzung der Radeinfederung in die Stabilisatortordierung gewährleisten, und dabei gleichzeitig auch noch die bei der Einfedemng auftretenden Winkelveränderungen zwischen der Längsachse des Radführungslenkers und der Drehachse des Stabilisators zulassen.
Mit diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine radführende Stabilisatoreinrichtung zu schaffen, mit der die genannten, im Stand der Technik vorhandenen Nachteile überwunden werden. Die Stabilisatoreinrichtung soll dabei insbesondere zu Vorteilen hinsichtlich Komforteigenschaften, Akustik und Körperschallentkopplung des Fahrwerks bei gleichzeitig unmittelbarem Ansprechen des Stabilisators führen. Ferner sollen Verbesserungen bei dem von der Stabilisatoreinrichtung benötigten Bauraum, in Bezug auf Gewichtsersparnis sowie bezüglich verbesserter Modularität im Zusammenhang mit dem Einsatz bei Radaufhängungen und Achssystemen erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Stabilisatoreinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unter ansprüche.
In für sich genommen zunächst bekannter Weise ist die Stabilisatoreinrichtung gemäß der Erfindung für den Einsatz an einer Fahrzeugachse mit einem Wankstabilisator vorgesehen, wobei die Achse für jedes Rad zumindest einen Radführungslenker aufweist. Dabei ist in für sich genommen ebenfalls bekannter Weise die chassisseitige Anlenkung des Radführungslenkers mit dem zugehörigen Endbereich des Wankstabilisators dergestalt verbunden, dass durch Einfederungsbewegungen des Radführungslenkers eine tordierende Betätigung des Wankstabilisators erfolgt.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Stabüisatoreinrichtung jedoch dadurch aus, dass der Wankstabilisator endseitig jeweils in einer mit dem Radführungslenker verbundenen, zumindest teilweise hohlen Welle aufgenommen ist. Diese Hohlwelle ist dabei in einem chassisseitigen Lagertxäger gelagert, wobei der Lagerträger elastisch an das Fahrzeug, beispielsweise an einen Achsträger des Fahrzeugs anbindbar ist. Die Aufnahme der Stabilisatorenden jeweils in einer chassisseitig elastisch gelagerten Hohlwelle ist zunächst einmal vorteilhaft insofern, als auf diese Weise keinerlei Kröpfung des Stabilisators mehr erforderlich ist, insbesondere nicht im Bereich seiner Enden. Vielmehr können auf diese Weise die Enden des Stabilisators dank der Hohlwelle, die erfindungsgemäß die Aufgabe der Verbindung des Stabilisatorendes mit dem fahrzeugseitigen Ende des Radführungslenkers übernimmt, stabförmig gerade ausgeführt werden, wodurch sich die erfindungsgemäße Stabüisatoreinrichtung insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, für die sehr leichten, aber konstruktiv anspruchsvollen Rohrstabilisatoren eignet.
Zudem kann dank der Hohlwelle auch die konstruktiv wünschenswerte, vollständige Ausnutzung der gesamten Länge des Stabilisators - bzw. der gesamten Breite der Stabilisatoreinrichtung - als wirksame Stabilisator-Verdreblänge erfolgen. Ferner ergibt sich so eine insgesamt besonders bauraumsparende Anordnung der Lagerung der Hohlwelle sowie der Verbindung zwischen Stabilisatorende und Radführungslenker.
Dank des Lagerträgers kann weiterhin eine optimale Entkopplung des gesamten Moduls aus Stabilisator, Hohlwelle und Radführungslenker bezüglich Schwingungen und Schallübertragung gegenüber dem Fahrzeugchassis erfolgen, wobei der Radführungslenker gleichzeitig jedoch nichtelastisch an der Hohlwelle bzw. am Stabilisator angreift und somit für ein unmittelbares Ansprechen des Stabilisators bei Einfederungsbewegungen des Rades sorgt.
Schließlich werden auch noch weitere Vorteile erreicht, die insbesondere einfache Herstellbarkeit und unkomplizierte Montage der gesamten Stabüisatoreinrichtung als Achsteilmodul am Fahrzeug betreffen.
Die Erfindung wird zunächst einmal verwirklicht unabhängig davon, wie die elastische Anbindung des Lagerträgers an Fahrzeugchassis bzw. Achsträger konstruktiv ausgeführt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die elastische Anbindung des Lagerträgers jedoch in der z-Richtung (sprich entlang der Fahrzeughochachse) eine zumindest doppelt so hohe Federrate wie in x-Richtung (Fahrzeuglängsachse) bzw. y-Richtung (Fahrzeugquerachse) auf. Auf diese Weise lassen sich gute Komforteigenschaften bezüglich der vor allem entlang der Längsachse des Radführungslenkers erfolgenden, unerwünschten Schall- und Schwingungsübertragung erreichen, wobei gleichzeitig aufgrund der hohen Federrate in z-Richtung ein unmittelbares Ansprechen des Stabilisators gewährleistet ist.
Die elastische Anbindung des Lagerträgers am Achsträger bzw. am Fahrzeugchassis erfolgt dabei vorzugsweise durch Elastomerlager bzw. Hydrolager, welche sich zum Zweck der Schwingungsdämpfung und Schallabsorption am Fahrzeug weithin bewährt haben.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Elastomerlager bzw. Hydrolager dabei punktsymmetrisch bezüglich des Schnittpunkts der Längsachsen, von Radführungslenker und Hohlwelle angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine optimal gleichmäßige Einleitung und Verteilung der Radkräfte aus dem Radführungslenker in bzw. auf die einzelnen Lagerpunkte. Da die Lagerpunkte gemäß dieser Ausführungsform punktsymmetrisch bezüglich des effektiven Krafteinleitungspunkts angeordnet sind - der sich am Schnittpunkt der Längsachsen von Radführungslenker und Hohlwelle bzw. Stabilisator befindet - werden keine sekundären Momente erzeugt und es findet somit bei Krafteinleitung auch keinerlei unerwünschte Verkippung des Lagerträgers gegenüber dem Chassis bzw. gegenüber dem Achsträger statt.
Die Erfindung lässt sich unabhängig davon verwirklichen, welche Formgebung der Wankstabilisator konkret aufweist, solange die Endbereiche des Stabilisators in der Hohlwelle aufnehmbar sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Wankstabilisator jedoch im Wesentlichen durch einen geraden Stab bzw. durch ein gerades Rohr gebildet. Dies führt zu einer besonders kostengünstigen Herstellung wie auch zu geringstmöglichem Gewicht sowie zu einer optimalen Materialausnutzung, da auf diese Weise die gesamte Länge des Stabilisators eine vollkommen gleichförmige Torsionsbelastung erfährt. Ferner ist die Stabüisatoreinrichtung dergestalt konstruktiv besonders exakt beherrschbar, und es ergibt sich, überdies eine einfache Montage der Stabilisatoreinrichtung als Moduleinheit.
Eine weitere Ausfühxungsform der Erfindung sieht vor, dass der Wankstabilisator aus zwei separaten Stabilisatorhälften besteht. Dabei lässt sich zwischen den Stabilisatorhälften ein Aktuator zur aktiven Relatiwerdrehung der Stabilisatorhälften gegeneinander anordnen. Auf diese Weise lassen sich im Sinne des aktiven Fahrwerks Stellmomente oder Stellkräfte zwischen Radaufhängung und Fahrzeugaufbau erzeugen bzw. in die Radaufhängung einleiten. So kann beispielsweise eine aktive Wankstabilisierung des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt erfolgen, oder es kann die wirksame Härte des Wankstabilisators in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeugs verändert werden.
Der aus Gründen der Anschaulichkeit gewählte Begriff "Stabilisatorhälften" soll dabei jedoch nicht dahingehend limitierend ausgelegt werden, dass die beiden Stabilisatorhälften zwingend die gleiche Länge aufweisen müssen. Ebenso gut nämlich können die Stabilisatorhälften eine unterschiedliche Länge aufweisen, ohne dass die Wirksamkeit oder Gesamtkennlinie eines derartigen aktiven Wankstabilisators damit verändert würde.
Für die Verwirklichung der Erfindung ist es ferner zunächst unerheblich, wie das fahrzeugseitige Ende des Radführungslenkers und die Hohlwelle miteinander gekoppelt werden, solange eine zuverlässige Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Veränderbarkeit des Winkels zwischen der Längsachse des Radführungslenkers und der Drehachse der Hohlwelle gewährleistet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Anbindung des Radführungslenkers an die Hohlwelle jedoch mittels zweier Kugelgelenke. Dies ist vorteilhaft insofern, als hierdurch eine spielfreie Bewegungsübertragung zwischen Radführungslenker und Hohlwelle, bzw. zwischen Radführungslenker und Wankstabilisator mittels der bei Radaufhängungen bewährten Kugelkopftechnik erfolgen kann. Gleichzeitig wird auf diese Weise der bei Einfederungs- bzw. Lenkbewegungen erforderliche Schwenkbewegungsfreiheitsgrad zwischen Radführungslenker und Hohlwelle leichtgängig bereitgestellt. Ferner ist eine solche Verbindung zwischen Radführungslenker und Hohlwelle bei langer Lebensdauer weitestgehend wartungsfrei sowie konstruktiv gut beherrschbar.
Besonders bevorzugt sind dabei die Kugelmittelpunkte der Kugelgelenke auf einer Durchmessergeraden der Hohlwelle angeordnet. Auf diese Weise wird eine optimale Momenteneinleitung bei geringstmöglicher Belastung der Kugelgelenke und gleichzeitig mit dem optimalen Hebelarm zwischen den Kugelgelenken und der Hohlwelle erreicht.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Gelenkgehäuse der Kugelgelenke durch den Radführungslenker selbst gebildet. Diese Ausführungsform kann insbesondere in Form einer einstückigen gabelartigen Ausbildung des fahrzeugseitigen Endbereichs des Radführungslenkers erfolgen, wobei die Gelenkgehäuse der Kugelgelenke durch entsprechende Bohrungen in den beiden Gabelenden des Radführungslenkers gebildet sind, oder von diesen Bohrungen aufgenommen werden. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte, kostensparende Funktionsvereinigung bei gleichzeitig hoher Steifigkeit und geringem Bauraumbedarf erreicht.
Die Art der Lagerung der Hohlwelle im Lagerträger ist erfindungsgemäß zunächst einmal beliebig, solange die auftretenden Radkräfte zuverlässig vom Radführungslenker über die Hohlwelle auf den Lagerträger übertragen werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hohlwelle jedoch mittels einer Fest-/Loslagerung im Lagerträger gelagert. Auf diese Weise lässt sich Leichtgängigkeit und Spannungsfreiheit der Lagerung unter allen Temperatur- und Belastungsbedingungen gewährleisten, ferner ist durch geeignete Auslegung der Fest-/Loslagerung eine lange und konstruktiv exakt beherrschbare Lebensdauer erzielbar.
Vorzugsweise ist dabei das Festlager der Hohlwelle durch ein Hülsengelenk gebildet. Hülsengelenke sind kostengünstig und im Bereich der Achssysteme von Kraftfahrzeugen bewährt. Sie zeichnen sich durch hohe Tragfähigkeit, Wartungsarmut, platzsparenden Aufbau und insbesondere durch problemlose Aufnahme von Winkelfehlern bzw. Wellendurchbiegungen aus. Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mit dem Wankstabilisator verbundene Radführungslenker eine Zugstrebe oder Druckstrebe einer Radaufhängung. Zugstreben bzw. Druckstreben von Radaufhängungen eignen sich aufgrund des spitzen Winkels zwischen der Längsachse der Strebe und der Fahrtrichtung besonders gut zur Betätigung des Stabilisators, da auf diese Weise nahezu eine l:l-Übersetzung zwischen der einfederungsbedingten Winkelbewegung der Zugstrebe bzw. Druckstrebe und der entsprechenden Tordierung des Wankstabilisators erreichbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in schematischer Darstellung die Anbindung zwischen Radführungslenker und Stabilisatorende bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stabilisatoreinrichtung in der Draufsicht;
Fig. 2 in isometrischer Darstellung ein schematisches Beispiel für einen
Radführungslenker für eine erfindungsgemäße Stabilisatoreinrichtung; und
Fig. 3 die Anbindung zwischen Radführungslenker und Stabilisatorende gemäß Figur 1 im Vertikalschnitt.
Figur 1 zeigt die Anbindung zwischen einem Radführungslenker 1 und dem zugehörigen Stabilisatorende 2 bei einer Ausführungsform einer Stabihsatoreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht. Dabei ist in Figur 1 das fahrtrichtungsbezogen linksseitige Stabilisatorende 2 sowie der chassisseitige Endbereich des zugehörigen Radführungslenkers 1 dargestellt. Die Fahrtrichtung des zugehörigen Fahrzeugs verläuft dabei zeichnungsbezogen nach oben, wie durch den strichlierten Pfeil D angedeutet.
Man erkennt in Figur 1 - insbesondere in Zusammenschau mit Figur 3 - zunächst einmal den fahrzeugbezogen linksseitigen Endbereich des hier als Rohrstabilisator ausgebildeten Wankstabilisators 2 des Fahrzeugs; sowie ferner den chassisseitigen Endbereich eines ebenfalls nur teilweise dargestellten Radführungslenkers 1, bei dem es sich vorliegend um eine Zugstrebe der Radaufhängung des Unken Vorderrads eines Kraftfahrzeugs handelt.
Das in den Figuren 1 und 3 dargestellte Ende des Wankstabilisators 1 ist dabei in einem Lagerträger 3 aufgenommen, der über zwei Lagerpunkte 4, 5 mit dem Fahrzeugchassis, bzw. mit einem nicht dargestellten Achsträger des Fahrzeugs verbunden ist. Der Lagerträger 3 Hegt im Sinne des Leichtbaus in Form eines einstückigen Bauteils aus Leichtmetall-Druckguss vor und trägt bei 4 und 5 jeweils eine als Elastomerlager bzw. Hydrolager ausgebildeten Lagerstelle zur Verbindung mit dem Fahrzeugchassis bzw. mit dem Achsträger des Fahrzeugs.
Während somit die gesamte Anordnung aus Wankstabilisator 2 und Radführungslenker 1 mittels der Elastomerlager 4, 5 gegenüber dem Fahrzeugchassis schwingungsmäßig entkoppelt ist, ist gleichzeitig ein unmittelbares Ansprechen des Wankstabilisators 2 aufgrund der im Folgenden näher beschriebenen, nichtelastischen Anbindung zwischen Radführungslenker 1 und Wankstabilisator 2 gewährleistet. Dabei ist es insbesondere möglich, die Elastomerlager 4, 5 in der x-y-Ebene - also in der Zeicheriebene gemäß Figur 1 - im Sinne einer Komfortlagerung weich abzustimmen, da vor allem in dieser Ebene die unerwünschten Schwingungen und Schallübertragungen stattfinden, ausgehend vom (nicht dargestellten) Radträger und übertragen primär in Längsrichtung des Radführungslenkers 1. Gleichzeitig lassen sich die Elastomerlager 4, 5 jedoch in der z-Richtung, also entlang der Fahrzeughochachse, praktisch ohne Komfortverlust um ein Mehrfaches härter als in der x-y- Ebene abstimmen, um so ein besonders unmittelbares Ansprechen des Wankstabilisators 2 bei Einfederungsbewegungen des Rades zu gewährleisten.
Die Lagerung des Stabilisatorendes 2 geht besonders deutlich aus der Schnittdarstellung gemäß Figur 3 hervor, die gegenüber der Darstellung gemäß Figur 1 um 90° gegenüber der Längsachse des Wankstabilisators 2 verdreht ist. Die Blickrichtung in der Darstellung gemäß Figur 3 verläuft somit horizontal in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Anhand der Schnittdarstellung in Figur 3 erkennt man, dass das Ende des rohrförmig hohl ausgebildeten Wankstabilisators 2 seinerseits in einer Hohlwelle 6 aufgenommen ist. Die drehfeste Verbindung zwischen Hohlwelle 6 und Stabilisatorende 2 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer am äußersten Ende des Stabilisators 2 angeordneten, kreisringförmigen Schweißnaht 7, die Stabilisator ende 2 und Hohlwellenende 6 miteinander verbindet.
Dies bedeutet zunächst einmal, dass die gesamte Länge des Wankstabilisators 2 gleichmäßig für die vorgesehene tordierende Verformung des Stabilisators 2 zur Verfügung steht. Hierdurch wird eine konstruktiv optimale Auslegung des Wankstabilisators 2 ermöglicht, wodurch ein lineares Ansprechverhalten des Stabilisators 2 genau mit der vorgesehenen Torsionssteifigkeit bei gleichzeitig geringstmöglichem Stabilisatorgewicht realisiert werden kann.
Die Lagerung der Hohlwelle 6 und damit auch des Wankstabüisators 2 gegenüber dem Lagerträger 3 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer Fest-/Loslagerung, bei der ein zeichnungsbezogen linksseitiges Nadellager 8 als Loslager mit einer zeichnungsbezogen rechtsseitig angeordneten Festlagerung 9 kombiniert wird. Die Festlagerung ist dabei in Form eines Hülsengelenks 9 ausgebildet, wodurch insbesondere Fluchtungsfehler bzw. Wellendurchbiegungen des Stabilisators 2, beispielsweise infolge dynamischer Radkräfte, ohne weiteres aufgenommen werden können.
Die Verbindung zwischen der Hohlwelle 6 und dem chassisseitigen Ende des Radführungslenkers 1 bzw. der durch den Radführungslenker gebildeten Zugstrebe 1 der Radaufhängung erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie dies insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, mittels zweier Kugelgelenke 10, 11. Die Kugelköpfe der beiden Kugelgelenke 10, 11 sind dabei mit zwei an die Hohlwelle 6 angeformten, einander gegenüberhegenden Befestigungsvorsprüngen 12, 13 verbunden, während die Gelenkgehäuse der beiden Kugelgelenke in dem gabelförmig ausgebildeten chassisseitigen Ende des Radführungslenkers bzw. der Zugstrebe 1 angeordnet sind, bzw. durch das Ende der Zugstrebe 1 selbst gebildet werden. Letzteres geht in schematischer Weise auch aus der Darstellung gemäß Figur 2 hervor, aus der ein entsprechend gabelförmig ausgebildetes chassisseitiges Ende einer Zugstrebe 1 mit den in den beiden Gabelenden angeordneten Kugelgelenken 10, 11 beispielhaft ersichtlich wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung aus geradem Stabilisator bzw. Stabilisatorende 2, Hohlwelle 6 und Lagerträger 3 ermöglicht, wie eine Zusammenschau der Figur 1 und 3 ergibt, insbesondere eine in Axiahichtung des Stabilisators 2 aufgereihte Funktionstrennung zwischen den verschiedenen Aufgaben "Stabüisatorlagerung", "Krafteinleitung" vom Radführungslenker 1 in den Stabilisator 2 sowie "Anbindung" der Stabilisatoreinrichtung an Chassis bzw. Achsträger. Hierdurch wird nicht nur ein äußerst montagefreundlicher und im Betrieb robuster Aufbau der Stabilisatoreinrichtung geschaffen, sondern es wird gegenüber anderen im Stand der Technik vorgeschlagenen Lösungen auch wertvoller Bauraum in erheblichem Maße eingespart. Überdies lässt sich die dargestellte Stabilisatoreinrichtung auf einfachste Weise als komplette, vormontierte Einheit am Fahrzeugchassis anbringen, wobei aufgrund der Anbindung der gesamten Anordnung lediglich über die Elastomerlager 4, 5 gleichzeitig eine vorteilhafte toleranzunempfindliche Montage gegeben ist.
Im Ergebnis wird damit deutlich, dass infolge der Erfindung eine Stabilisatoreinrichtung geschaffen wird, die gegenüber dem Stand der Technik maßgebliche Vorteile hinsichtlich Komforteigenschaften und Körperschallentkopplung des Fahrwerks unter Beibehaltung des unmittelbaren Ansprechens des Stabilisators mit sich bringt. Dabei werden im Vergleich zum Stand der Technik zudem erhebliche Verbesserungen bezüglich des benötigten Bauraums sowie hinsichtlich der Modularität in Aufbau und Montage erreicht.
Die Erfindung leistet somit einen maßgeblichen Beitrag hinsichtlich der konstruktiven Verbesserung sowie im Hinblick auf Vereinfachungen bei der Montage von radführenden
Stabilisatoreinrichtungen, insbesondere für die Anwendung bei fahrdynamisch anspruchsvollsten Achssystemen.
ClS
Bezugszeichenliste
1 Radführungsleiiker, Zugstrebe
Wankstabilisator
3 Lagerträger
4, 5 Lagerstelle, Elastomerlager
6 Hohlwelle
7 Schweißnaht
8 Loslager, Nadellager
9 Festlager, Hülsengelenk
10, 11 Kugelgelenk
12, 13 Befestigungsvorsprung

Claims

Radführende StabilisatoreinrichtungPatentansprüche
1. Stabilisatoreinrichtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, die Achse aufweisend einen Wankstabilisator (2) sowie für jedes Rad zumindest einen Radführungslenker (l), wobei die chassisseitige Anlenkung des Radführungslenkers (l) mit einem Endbereich des Wankstabilisators (2) verbunden ist dergestalt, dass durch Einfederungsbewegung des Radführungslenkers (l) tordierende Betätigung des Wankstabilisators (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wankstabilisator (2) jeweils endseitig in einer mit dem Radführungslenker (l) verbundenen, zumindest bereichsweise hohlen Welle (6) aufgenommen ist, wobei die Hohlwelle (6) in einem chassisseitigen Lagerträger (3) gelagert ist, der elastisch an das Fahrzeug anbindbar ist.
2. Stabilisator einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Anbindung des Lagerträgers (3) an das Fahrzeug in der z-Richtung (Fahrzeughochachse] eine zumindest doppelt so hohe Federrate wie in x-Richtung bzw. y-Richtung aufweist.
3. Stabilisatoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Anbindung des Lagerträgers (3) an das Fahrzeug durch Elastomerlager (4, 5) bzw. Hydrolager (4, 5) erfolgt.
4. Stabüisatoreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerlager (4, 5] bzw. Hydrolager (4, 5) punktsymmetrisch verteilt bezüglich des Schnittpunkts der Längsachsen von Radführungslenker (1) und Hohlwelle (6) angeordnet sind.
5. Stabilisatoreinriclitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wankstabilisator (2) im Wesentlichen durch einen geraden Stab bzw. durch ein gerades Rohr gebildet ist.
6. Stabilisatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wankstabilisator (2) aus zwei separaten Stabilisatorhälften besteht, wobei zwischen den Stabilisatorhälften ein Aktuator zur Relatiwerdrehung der Stabilisatorhälften gegeneinander anordnenbar ist.
7. Stabilisatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Radführungslenkers (l) an die Hohlwelle (6) mittels zweier Kugelgelenke (10, 11) erfolgt.
8. Stabüisatoreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugehnittelpunkte der Kugelgelenke (10, 11) auf einβT Durchmessergeraden der Hohlwelle (6) angeordnet sind.
9. Stabilisatoreinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkgehäuse der Kugelgelenke (10, 11) durch den Radführungslenker (l) gebildet sind.
10. Stabüisatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (6) mittels einer Fest-/Loslagerung (8, 9) im Lagerträger (3) gelagert ist.
11. Stabilisatoreinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlager (9) der Hohlwelle durch ein Hülsengelenk (9) gebildet ist.
12. Stabilisator einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Radführungslenker (l) eine Zugstrebe oder Druckstrebe einer Radaufhängung ist.
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