DE102011052275B4 - Active roll stabilizer - Google Patents
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Abstract
Aktiver Wankstabilisator (4) mit einem Aktuator (5) und mit einer Übertragungsvorrichtung (6) zum Übertragen von von dem Aktuator (5) erzeugten Kräften und/oder Drehmomenten an eine Radaufhängung, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (6) einen ersten Teil (7) und einen zweiten Teil (8) aufweist und wobei der erste Teil (7) relativ zu dem zweiten Teil (8) ausgehend von einer Neutralstellung gegen eine Rückstellkraft sowohl linksdrehend, als auch rechtsdrehend tordierbar ist, und wobei die Übertragungsvorrichtung (6) ein Federelement (16) aufweist und die Rückstellkraft sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung von demselben Federelement (16) bewirkt ist. Active roll stabilizer (4) with an actuator (5) and with a transmission device (6) for transmitting forces and/or torques generated by the actuator (5) to a wheel suspension, characterized in that the transmission device (6) has a first part (7) and a second part (8) and wherein the first part (7) relative to the second part (8) can be torsionally rotated both counterclockwise and clockwise from a neutral position against a restoring force, and wherein the transmission device (6) has a spring element (16) and the restoring force is effected by the same spring element (16) both in a counterclockwise and in a clockwise rotation.
Description
Die Erfindung betrifft einen aktiven Wankstabilisator mit einem Aktuator und mit einer Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von von dem Aktuator erzeugten Kräften und/oder Drehmomenten an eine Radaufhängung.The invention relates to an active roll stabilizer with an actuator and with a transmission device for transmitting forces and/or torques generated by the actuator to a wheel suspension.
Aus
Eine solche Wankstabilisation ist besonders bei dem Fahren in schnellen und/oder engen Kurven von besonderem Vorteil. Bei Fahrsituationen in denen nur geringe Wankbewegungen auftreten, also insbesondere bei Geradeausfahrt, sollte das Wankstabilisatorsystem jedoch im Hinblick auf einen möglichst großen Fahrkomfort drehmomentfrei geschaltet werden.Such roll stabilization is particularly advantageous when driving in fast and/or tight curves. However, in driving situations where only minimal body roll occurs, especially when driving straight ahead, the roll stabilization system should be switched to torque-free mode to ensure maximum driving comfort.
Aus
Aus
Aus
Eine ähnliche Vorrichtung ist aus
Zwischen diesen ineinander greifenden Stegen sind die Elastomer-Federelemente angeordnet.The elastomer spring elements are arranged between these interlocking webs.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wankstabilisator anzugeben, der mit weniger Federelementen auskommt.The object of the present invention is to provide a roll stabilizer that requires fewer spring elements.
Die Aufgabe wird durch einen Wankstabilisator der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Übertragungsvorrichtung einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist und wobei der erste Teil relativ zu dem zweiten Teil ausgehend von einer Neutralstellung gegen eine Rückstellkraft sowohl linksdrehend, als auch rechtsdrehend tordierbar ist, und wobei die Übertragungsvorrichtung ein Federelement aufweist und die Rückstellkraft sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung von demselben Federelement bewirkt ist.The problem is solved by a roll stabilizer of the type mentioned above, characterized in that the transmission device has a first part and a second part, wherein the first part relative to the second part, starting from a neutral position against a restoring force, can be torsioned both counterclockwise and clockwise, and wherein the transmission device has a spring element and the restoring force is caused by the same spring element in both counterclockwise and clockwise rotation.
Der erfindungsgemäße Wankstabilisator hat den besonderen Vorteil, dass er einfacher und damit auch robuster und zuverlässiger aufgebaut sein kann, als die aus dem Stand der Technik bekannten Wankstabilisatoren.The roll stabilizer according to the invention has the particular advantage that it can be constructed in a simpler and therefore more robust and reliable manner than roll stabilizers known from the prior art.
In erfindungsgemäßer Weise ist der erste Teil der Übertragungsvorrichtung relativ zum zweiten Teil der Übertragungsvorrichtung um eine gedachte Drehachse tordierbar, die parallel, insbesondere koaxial, zur Richtung des Drehmomentvektors eines über die Drehmomentübertragungsvorrichtung zu übertragenden Drehmomentes angeordnet ist.In accordance with the invention, the first part of the transmission device is rotatable relative to the second part of the transmission device about an imaginary axis of rotation which is arranged parallel, in particular coaxially, to the direction of the torque vector of a torque to be transmitted via the torque transmission device.
Bei einer vorteilhaften Ausführung des Wankstabilisators ist eine Neutralstellung des ersten Teils relativ zu dem zweiten Teil definiert. Die Neutralstellung kann vorteilhaft dadurch definiert sein, dass das Federelement ein den ersten Teil relativ zu dem zweiten Teil in die Neutralstellung drängendes Drehmoment bewirkt. In der Neutralstellung heben sich die durch das Federelement ausgeübten linksdrehenden und rechtsdrehenden Kräfte entweder gegeneinander auf oder diese Kräfte sind in der Neutralstellung gleich Null.In an advantageous embodiment of the roll stabilizer, a neutral position of the first part relative to the second part is defined. This neutral position can advantageously be defined by the spring element exerting a torque that forces the first part into the neutral position relative to the second part. In the neutral position, the counterclockwise and clockwise forces exerted by the spring element either cancel each other out or are zero.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Neutralstellung durch einen Neutralstellungsbereich verwirklicht ist, in dem das erste Teil relativ zu dem zweiten Teil um ein begrenztes Winkelmaß tordierbar ist, ohne dass von dem Federelement eine Rückstellkraft bewirkt wird. Dies kann, wie weiter unter noch detailliert ausgeführt wird, bspw. dadurch erreicht werden, dass das Federelement mit etwas Spiel eingebaut ist.It can also be provided that the neutral position is achieved by a neutral position range in which the first part can be torsionally rotated relative to the second part by a limited angular amount without the spring element exerting a restoring force. As will be explained in more detail below, this can be achieved, for example, by installing the spring element with some play.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass genau der Teil des Federelementes, der ausgehend von der Neutralstellung bei einer Linksdrehung verspannt wird, auch bei einer von der Neutralstellung ausgehenden Rechtsdrehung verspannt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass genau dieser Teil des Federelements unabhängig von der Drehrichtung auf Druck verspannt wird. Alternativ ist es auch möglich, dass dieses Federelement unabhängig von der Drehrichtung auf Zug verspannt wird. Bei einer anderen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Federelement bei einer linksdrehenden Torsion auf Zug und bei einer rechtsdrehenden Torsion verspannt wird oder umgekehrt.In a particularly advantageous embodiment, the portion of the spring element that is tensioned during counterclockwise rotation from the neutral position is also tensioned during clockwise rotation from the neutral position. Specifically, this portion of the spring element can be tensioned in compression regardless of the direction of rotation. Alternatively, this spring element can be tensioned in tension regardless of the direction of rotation. In another device, the spring element is tensioned during counterclockwise torsion and during clockwise torsion, or vice versa.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein weiteres Federelement vorgesehen, mit dem eine weitere Rückstellkraft bewirkbar ist.In a particularly advantageous embodiment, at least one further spring element is provided with which a further restoring force can be effected.
Auch in Bezug auf das weitere Federelement kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass sowohl bei einer Linksdrehung als auch bei einer Rechtsdrehung die weitere Rückstellkraft von demselben weiteren Federelement bewirkt ist.With regard to the additional spring element, it can also be advantageously provided that the further restoring force is caused by the same additional spring element in both a left-hand and a right-hand rotation.
Auch das weitere Federelement kann dazu ausgebildet sein, dass es unabhängig von der Drehrichtung auf Druck verspannt wird. Ebenfalls ist es möglich, dass das weitere Federelement unabhängig von der Drehrichtung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil auf Zug verspannt wird. Natürlich ist es auch möglich, dass eine Verspannung des Federelements in Abhängigkeit von der Drehrichtung entweder auf Zug oder auf Druck erfolgt.The second spring element can also be designed to be compressed, regardless of the direction of rotation. It is also possible for the second spring element to be tensioned relative to the second element, regardless of the direction of rotation of the first element. Of course, it is also possible for the spring element to be tensioned either under tension or compression, depending on the direction of rotation.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung werden das Federelement und/oder das weitere Federelement scherend verspannt. Eine solche Vorrichtung kann vorteilhaft ein Elastomer-Federelement aufweisen.In another embodiment according to the invention, the spring element and/or the further spring element are shear-tensioned. Such a device can advantageously comprise an elastomer spring element.
Bei einer ganz besonderes vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wankstabilisators, die insbesondere die Ausbildung einer progessiven Federkennlinie für das Übertragungsbauteil ermöglicht, ist vorgesehen, dass bei einer Relativdrehung des ersten und zweiten Teils ausgehend von der Neutralstellung zunächst das Federelement die Rückstellkraft bewirkt, während das weitere Federelement zunächst keine Rückstellkraft bewirkt. Vielmehr wird bei dieser Ausführung die weitere Rückstellkraft durch das weitere Federelement erst dann bewirkt, wenn eine von der Neutralstellung verschiedene Drehstellung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil erreicht wird. Dies kann, wie im Folgenden noch detaillierter aufgezeigt wird, bspw. dadurch realisiert sein, dass das Federelement - in Bezug auf seine Wirkrichtung - ohne Spiel oder mit Vorspannung eingebaut wird, während das weitere Federelement - in Bezug auf seine Wirkrichtung - mit etwas Spiel eingebaut wird. Es ist auch möglich, dass das Federelement - bezogen auf seine Wirkrichtung - mit Spiel eingebaut ist, während das weitere Federelement - bezogen auf seine Wirkrichtung - mit größerem Spiel eingebaut ist.In a particularly advantageous embodiment of the roll stabilizer according to the invention, which especially enables the formation of a progressive spring characteristic for the transmission component, it is provided that, during a relative rotation of the first and second parts starting from the neutral position, the spring element initially exerts the restoring force, while the second spring element initially exerts no restoring force. Rather, in this embodiment, the further restoring force is only exerted by the second spring element when a rotational position of the first part relative to the second part, other than the neutral position, is reached. As will be shown in more detail below, this can be achieved, for example, by installing the first spring element—with respect to its direction of action—without play or with preload, while the second spring element—with respect to its direction of action—is installed with some play. It is also possible that the first spring element—with respect to its direction of action—is installed with Play is built in, while the other spring element - in relation to its direction of action - is installed with greater play.
Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass insbesondere Metallfedern, Schraubendruckfedern, Schraubenzugfedern und/oder Tellerfedern, eingesetzt werden können, die naturgemäß nicht den Alterungsprozessen unterliegen, die Elastomerfedern aufweisen, und die naturgemäß weniger Verschleißanfällig sind. Gleichwohl ist die Verwendung von Elastomerfedern durchaus möglich.The invention has the particular advantage that, in particular, metal springs, helical compression springs, helical extension springs and/or disc springs can be used, which by their very nature are not subject to the aging processes exhibited by elastomer springs and are naturally less prone to wear. Nevertheless, the use of elastomer springs is certainly possible.
Bei einer vorteilhaften Ausführung sind das Federelement und/oder das weitere Federelement als Druckfeder ausgebildet. In vorteilhafter Weise kann das Federelement und/oder das weitere Federelement auch als Tellerfeder ausgebildet sein. Eine solche Ausführung ist besonders robust und langlebig.In an advantageous embodiment, the spring element and/or the additional spring element are designed as compression springs. Advantageously, the spring element and/or the additional spring element can also be designed as a disc spring. Such an embodiment is particularly robust and durable.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement aus mehreren Bauteilen aufgebaut sind und eine Druckfeder und/oder eine Tellerfeder aufweisen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement als Zugfeder ausgebildet sind oder eine Zugfeder aufweisen.It is also possible that the spring element and/or the additional spring element are composed of several components and include a compression spring and/or a disc spring. Alternatively, it is also possible that the spring element and/or the additional spring element are designed as a tension spring or include a tension spring.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung sind das Federelement und/oder das weitere Federelement als Torsionsfeder, bspw. als Torsionsstab ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das Federelement aus mehreren Bauteilen besteht und eine Torsionsfeder, insbesondere einen Torsionsstab aufweist.In a particularly advantageous embodiment, the spring element and/or the additional spring element are designed as a torsion spring, e.g., as a torsion bar. It is also possible that the spring element consists of several components and includes a torsion spring, in particular a torsion bar.
Insbesondere um eine progressive Federkennlinie zu erreichen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement mehrere mechanisch in Reihe geschaltete Einzelfedern aufweist. Dies kann beispielsweise derart verwirklicht sein, dass eine weichere und eine härtere Feder mechanisch in Reihe geschaltet sind, so dass bei kleinen Torsionswinkeln beide Federn wirksam sind, während bei größeren Torsionswinkeln die weichere Feder vollständig zusammengedrückt ist und daher in Bezug auf das Federelement ausschließlich noch die härtere Feder wirksam ist.In particular, to achieve a progressive spring characteristic, it can be advantageously provided that the spring element and/or the further spring element has several individual springs mechanically connected in series. This can be implemented, for example, by mechanically connecting a softer and a stiffer spring in series, so that at small torsion angles both springs are effective, while at larger torsion angles the softer spring is fully compressed and therefore only the stiffer spring is effective with respect to the spring element.
Es kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement mehrere mechanisch parallel geschaltete Einzelfedern aufweist. Bei einer solchen Ausführung ist die Funktionsfähigkeit der Übertragungsvorrichtung auch dann noch gewährleistet, wenn eine der Federn bricht.Alternatively or additionally, the spring element and/or the further spring element may also have several individual springs connected mechanically in parallel. With such a design, the functionality of the transmission device is still guaranteed even if one of the springs breaks.
In Bezug auf eine besonders große Funktionssicherheit kann alternativ oder zusätzlich insbesondere vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement mindestens eine Mehrdrahtfeder aufweist.With regard to particularly high functional reliability, it may alternatively or additionally be provided that the spring element and/or the further spring element has at least one multi-wire spring.
Insbesondere um eine progressive Federkennlinie zu erreichen, kann vorteilhaft mindestens ein Anschlag vorgesehen sein, der den Bereich der Tordierbarkeit des ersten Teils relativ zum zweiten Teil begrenzt. Bei einer solchen Ausführung ist die Federkennlinie in dem Winkelbereich, in dem das erste Teil relativ zum zweiten Teil tordierbar ist, durch das Federelement und/oder das weitere Federelement charakterisiert, während außerhalb dieses Bereichs das Federelement durch den Anschlag mechanisch kurzgeschlossen ist, so dass außerhalb des Drehwinkelbereichs, in dem das erste Teil relativ zum zweiten Teil tordierbar ist, die Federkennlinie der Übertragungsvorrichtung durch die Materialeigenschaften des ersten Teils und des zweiten Teils und ggf. weiterer Bauteile der Übertragungsvorrichtung charakterisiert ist.In particular, to achieve a progressive spring characteristic, at least one stop can advantageously be provided that limits the range of torsional flexibility of the first part relative to the second part. In such a design, the spring characteristic in the angular range in which the first part is torsionally flexible relative to the second part is characterized by the spring element and/or the additional spring element, while outside this range the spring element is mechanically short-circuited by the stop, so that outside the rotational angular range in which the first part is torsionally flexible relative to the second part, the spring characteristic of the transmission device is characterized by the material properties of the first part and the second part and, if applicable, other components of the transmission device.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung weist der Wankstabilisator eine Anschlaganordnung, insbesondere mit mehreren Anschlägen, auf, die jeweils in Abhängigkeit von der Relativstellung des ersten und zweiten Teils das Federelement und/oder das weitere Federelement und/oder Teile des Federelements und/oder Teile des weiteren Federelements mechanisch kurz schließt.In a particularly advantageous embodiment, the roll stabilizer has a stop arrangement, in particular with several stops, which, depending on the relative position of the first and second part, mechanically short-circuits the spring element and/or the further spring element and/or parts of the spring element and/or parts of the further spring element.
Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass sich zwei Anschläge in Abhängigkeit von der Drehstellung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil - je nach Drehrichtung - zunehmend oder abnehmend aneinander anschmiegen.Alternatively, it can also be provided that two stops, depending on the rotational position of the first part relative to the second part, increasingly or less closely align themselves with each other, depending on the direction of rotation.
Bei den vorgenannten Ausführungen kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Federkennlinie dadurch - vorzugsweise progressiv - festlegbar ist, dass stets nur ein von der Drehstellung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil abhängiger Teil des Federelements und/oder des weiteren Federelements Wirkung entfalten kann, während ein anderer Teil durch eine oder mehrere Anschläge mechanisch kurzgeschlossen ist.In the aforementioned embodiments, it can be provided in particular that the spring characteristic curve can be determined - preferably progressively - by ensuring that only a part of the spring element and/or the further spring element, which depends on the rotational position of the first part relative to the second part, can have an effect, while another part is mechanically short-circuited by one or more stops.
Eine solche Ausführung kann bspw. dadurch realisiert sein, dass das Federelement ein das erste Teil und das zweite Teil verbindender Torsionsstab ist und das der Torsionsstab zumindest eine im Wesentlichen entlang seiner Längserstreckung verlaufende und vom ersten Teil ausgehende Anschlagsleiste aufweist, die sich bei zunehmender Verdrehung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil in zunehmenden Maße an einer drehfest zum zweiten Teil angeordnete, schraubenförmige, weitere Anschlagleiste anschmiegt. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Anschlagleiste selbst schraubenförmig ist und sich an eine - weitere Anschlagleiste anschmiegt. Die weitere Anschlagleiste kann gradlinig ausgebildet sein. Die weitere Anschlagleiste kann jedoch auch schraubenförmig mit einer anderen Windungssteigung als die Anschlagsleiste des Torsionsstabs ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die weitere Anschlagleiste einen anderen Windungssinn aufweist, als die Anschlagleiste des Torsionsstabes.Such a design can be achieved, for example, by having the spring element be a torsion bar connecting the first and second parts, and by having at least one stop bar extending substantially along its longitudinal extent and originating from the first part. As the first part rotates relative to the second part, this stop bar increasingly conforms to a further, helically shaped stop bar that is fixed against rotation to the second part. Of course, it is also possible to provide for... The stop bar itself is helical and fits against another stop bar. This second stop bar can be straight. However, it can also be helical with a different pitch than the stop bar of the torsion bar. It is also possible that the second stop bar has a different direction of winding than the stop bar of the torsion bar.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung weist das erste Teil eine zum zweiten Teil gerichtete erste Ausnehmung auf, während das zweite Teil eine zum ersten Teil gerichtete zweite Ausnehmung aufweist. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung können zusammen vorteilhaft einen Aufnahmeraum für das Federelement ausbilden, wobei vorzugsweise ein erster Federelementteil des Federelements in der ersten Ausnehmung und ein zweiter Federelementteil des Federelements in der zweiten Ausnehmung angeordnet ist. Beispielsweise kann das Federelement, das in den Aufnahmeraum eingesetzt ist vorteilhaft als Schraubendruckfeder ausgebildet sein.In another advantageous embodiment, the first part has a first recess facing the second part, while the second part has a second recess facing the first part. The first and second recesses can advantageously form a receiving space for the spring element, wherein preferably a first part of the spring element is arranged in the first recess and a second part of the spring element is arranged in the second recess. For example, the spring element inserted into the receiving space can advantageously be designed as a helical compression spring.
Bei einer vorteilhaften Ausführung liegen sich die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung in der Neutralstellung einander, insbesondere deckungsgleich, gegenüber. In dieser Neutralstellung ist der effektive Aufnahmeraum für das Federelement maximal groß. Wird das erste Teil relativ zum zweiten Teil tordiert, verschieben sich die Ausnehmungen relativ zueinander, wodurch der effektive Aufnahmeraum verkleinert und ein in den Ausnehmungen angeordnetes Federelement zusammengedrückt wird. Dies, weil der effektive Aufnahmeraum für das Federelement durch den Überlappungsbereich der Ausnehmungen definiert ist. Eine Stauchung des Federelements erfolgt hierbei unabhängig von der Drehrichtung, weil der für das Federelement zur Verfügung stehende Aufnahmeraum sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung stets verkleinert wird.In an advantageous embodiment, the first and second recesses are opposite each other, and in particular, congruent, in the neutral position. In this neutral position, the effective receiving space for the spring element is maximally large. If the first part is twisted relative to the second part, the recesses shift relative to each other, thereby reducing the effective receiving space and compressing a spring element arranged in the recesses. This occurs because the effective receiving space for the spring element is defined by the overlap area of the recesses. Compression of the spring element occurs regardless of the direction of rotation, because the receiving space available for the spring element is always reduced in both counterclockwise and clockwise rotations.
Gleiches ist analog in Bezug auf das weitere Federelement und dessen, beispielsweise aus einer weiteren ersten Ausnehmung und einer weiteren zweiten Ausnehmung gebildetem, weiteren Aufnahmeraum oder noch weitere zusätzliche Federelemente, die jeweils auch einen eigenen Aufnahmeraum aufweisen können, umsetzbar.The same can be implemented analogously with regard to the further spring element and its further receiving space, which may consist of, for example, a further first recess and a further second recess, or even further additional spring elements, each of which may also have its own receiving space.
In vorteilhafter Weise kann die erste Ausnehmung bspw. in einer ersten flanschartigen Scheibe des ersten Teils ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die zweite Ausnehmung vorteilhaft in einer zweiten, flanschartigen Scheibe des zweiten Teils ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die flanschartigen Scheiben in zueinander parallelen Ebenen angeordnet und relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbar.Advantageously, the first recess can be formed, for example, in a first flange-like disk of the first part. Furthermore, the second recess can advantageously be formed in a second flange-like disk of the second part. Preferably, the flange-like disks are arranged in planes parallel to each other and rotatable relative to each other about a common axis of rotation.
Bei einer besonders stabilen und verschleißunanfälligen Ausführungsform weist das erste Teil zusätzlich eine dritte flanschartige Scheibe mit einer dritten Ausnehmung auf, wobei die zweite flanschartige Scheibe zwischen der ersten und der dritten flanschartigen Scheibe angeordnet ist und wobei ein dritter Federelementteil in der dritten Ausnehmung angeordnet ist.In a particularly stable and wear-resistant embodiment, the first part additionally has a third flange-like disc with a third recess, wherein the second flange-like disc is arranged between the first and the third flange-like disc, and wherein a third spring element part is arranged in the third recess.
Analog zu den beschriebenen Ausnehmungen können in vorteilhafter Weise eine weitere erste Ausnehmung, eine weitere zweite Ausnehmung und ggf. eine weitere dritte Ausnehmung für ein weiteres Federelement vorgesehen sein. In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass ein erster Federelementteil des weiteren Federelements in der weiteren ersten Ausnehmung und ein zweiter Federelementteil des weiteren Federelements in der weiteren zweiten Ausnehmung angeordnet ist. Zusätzlich kann - falls vorhanden - in einer weiteren dritten Ausnehmung ein dritter Federelementteil des weiteren Federelements angeordnet sein.Analogous to the described recesses, a further first recess, a further second recess, and optionally a further third recess for a further spring element can advantageously be provided. It can advantageously be provided that a first spring element part of the further spring element is arranged in the further first recess and a second spring element part of the further spring element is arranged in the further second recess. Additionally, if present, a third spring element part of the further spring element can be arranged in a further third recess.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung, die eine Torsionsbewegung des ersten Teils relativ zum zweiten Teil dämpft, ist vorgesehen, dass das erste Teil und das zweite Teil, insbesondere Federbelastet, reibend gegeneinander gedrückt sind. Insbesondere kann eine zusätzliche Reibscheibe zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet sein, die ggf. bei Verschleiß ausgetauscht werden kann. Zum Gegeneinanderdrücken können vorteilhaft beispielsweise eine Tellerfeder oder mehrere Tellerfedern eingesetzt sein. Bei einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass eine Tellerfeder eine flanschartige Scheibe des ersten Teils gegen eine zweite, koaxial zur ersten flanschartigen Scheibe angeordnete, flanschartige Scheibe des zweiten Teils drückt.In a particularly advantageous embodiment that dampens torsional movement of the first part relative to the second part, the first and second parts are pressed against each other, preferably by spring action. In particular, an additional friction disc can be arranged between the first and second parts, which can be replaced if necessary when worn. For example, a disc spring or several disc springs can be advantageously used for this purpose. In an advantageous embodiment, a disc spring presses a flange-like disc of the first part against a second flange-like disc of the second part, arranged coaxially to the first flange-like disc.
Zur Beeinflussung der Federkennlinie kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das Federelement und das weitere Federelement sich in zumindest einer Eigenschaft, insbesondere in der Länge und/oder in Bezug auf eine Federsteifigkeit, unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen, in denen das Federelement angeordnet ist, insbesondere in Wirkrichtung des Federelements, eine andere Größe aufweisen, als - in Bezug auf die Wirkrichtung des weiteren Federelements - die Ausnehmungen, in denen das weitere Federelement angeordnet ist.To influence the spring characteristic, it can advantageously be provided that the spring element and the further spring element differ in at least one property, in particular in length and/or with respect to spring stiffness. Alternatively or additionally, it can also be provided that the recesses in which the spring element is arranged, particularly in the direction of action of the spring element, have a different size than – with respect to the direction of action of the further spring element – the recesses in which the further spring element is arranged.
Auf diese Weise kann, wie bereits geschildert, erreicht werden, dass in einem ersten Drehstellungsbereich eine andere Federcharakteristik wirkt, als in einem anderen, von dem ersten Drehstellungsbereich verschiedenen zweiten Drehstellungsbereich. Darüber hinaus kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass außerhalb der Drehstellungsbereiche, bspw. definiert durch Anschläge, das Federelement und das weitere Federelement mechanisch kurzgeschlossen sind, so dass dann im Wesentlichen die Federeigenschaften des Materials der übrigen Bauteile der Übertragungsvorrichtung die Federkennlinie charakterisieren.In this way, as already described, it can be achieved that a different spring characteristic is at work in a first rotational position range than in another range, which is different from the first rotational position range. The spring element and the second rotational position range are different. Furthermore, it can be advantageously provided that outside the rotational position ranges, e.g. defined by stops, the spring element and the other spring element are mechanically short-circuited, so that the spring properties of the material of the other components of the transmission device essentially characterize the spring characteristic.
Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wankstabilisators ist vorgesehen, dass die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung und/oder die dritte Ausnehmung von einer gemeinsamen Drehachse des ersten und zweiten Teils beabstandet angeordnet sind. Gleiches ist vorteilhaft auch in Bezug auf die weiteren Ausnehmungen für das weitere Federelement und/oder auch in Bezug auf noch weitere zusätzliche Ausnehmungen für noch weitere zusätzliche Federelemente vorteilhaft möglich.In an advantageous embodiment of the roll stabilizer according to the invention, the first recess and/or the second recess and/or the third recess are arranged at a distance from a common axis of rotation of the first and second parts. The same is advantageously possible with regard to further recesses for the additional spring element and/or even further additional recesses for further additional spring elements.
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist das Federelement und/oder das weitere Federelement außengeführt angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Aufnahmeraum - beispielsweise durch Ausnehmungen im ersten undzweiten Teil - für das Federelement gebildet ist, wobei zumindest ein Teil der den Aufnahmeraum nach Innen begrenzenden Flächen oder Kanten als Führung für das Federelement dienen. Gleiches kann natürlich analog für ein weiteres Federlement und noch weitere Federelemente vorgesehen sein.In an advantageous embodiment, the spring element and/or the further spring element are arranged with external guidance. In particular, it can be provided that a receiving space – for example, by recesses in the first and second parts – is formed for the spring element, wherein at least a portion of the surfaces or edges bounding the receiving space inwards serve as a guide for the spring element. The same can, of course, be provided analogously for a further spring element and further spring elements.
Alternativ oder zusätzlich können das Federelement und/oder das weitere Federelement auch innengeführt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Federelement einen Durchgang aufweist, in dem ein Führungsdorn angeordnet ist und/oder dass das weitere Federelement einen weiteren Durchgang aufweist, in dem ein weiterer Führungsdorn angeordnet ist.Alternatively or additionally, the spring element and/or the further spring element can also be internally guided. In particular, it can be provided that the spring element has a passage in which a guide pin is arranged and/or that the further spring element has a further passage in which another guide pin is arranged.
Das Federelement ist bei einer vorteilhaften Ausführung - in Bezug auf seine Wirkrichtung - spielfrei oder mit Spiel eingebaut. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Federelement vorgespannt eingebaut ist. Je nach Grad der Vorspannung kann eingestellt werden, auf welchem Drehmomentniveau die Federkennlinie beginnt.In an advantageous design, the spring element is installed with or without play, with respect to its direction of action. Additionally, the spring element can be pre-tensioned. Depending on the degree of pre-tension, the torque level at which the spring characteristic begins can be adjusted.
Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung sind das erste Teil und das zweite Teil relativ zueinander biegesteif gelagert. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das erste Teil eine zylinderförmige Ausnehmung, insbesondere in einem Rohr, aufweist, in der eine Welle des zweiten Teils drehbar gelagert ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein, insbesondere rohrförmiger, Träger zur Aufnahme und/oder zum Ableiten von Biegekräften vorgesehen sein.In a particularly advantageous embodiment, the first part and the second part are mounted in a way that is rigid relative to each other. This can be achieved, for example, by the first part having a cylindrical recess, particularly in a tube, in which a shaft of the second part is rotatably mounted. Alternatively or additionally, a support, particularly a tubular one, can be provided to absorb and/or dissipate bending forces.
Wir bereits erläutert, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Federelement und/oder das weitere Federelement Bestandteile einer progressiven Federvorrichtung sind und/oder dass das erste Teil und das zweite Teil progressiv drehelastisch verkoppelt sind. Eine progressive Auslegung hat den ganz besonderen Vorteil, dass bspw. bei Geradeausfahrt soviel federnd nachgegeben werden kann, das ein hoher Geradeausfahrkomfort gewährleistet ist und das bei Kurvenfahrt - also beim Auftreten von großen Kräften und Drehmomenten in Bezug auf die Wankstabilisierung - auf Grund der progressiven Federeigenschaft die Möglichkeit geschaffen ist, die zur Wankstabilisierung nötigen Kräfte und/oder Drehmomente sicher und schnell zu übertragen.As already explained, it can be advantageous for the spring element and/or the other spring element to be components of a progressive spring system and/or for the first part and the second part to be progressively torsionally coupled. A progressive design has the distinct advantage that, for example, when driving straight ahead, enough spring action can be provided to ensure a high level of straight-line comfort, and that when cornering – i.e., when large forces and torques occur with regard to roll stabilization – the progressive spring characteristic makes it possible to transmit the forces and/or torques necessary for roll stabilization safely and quickly.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Teil und/oder das zweite Teil als Federrohr und/oder als Torsionsfeder ausgebildet, das eine andere Federcharakteristik aufweist, als die federelastische Kopplung von erstem und zweitem Teil. Insbesondere kann das erste und/oder das zweite Teil aus faserverstärktem Kunststoff und/oder aus Kohlefaser verstärktem Kunststoff hergestellt sein. Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass sie besonders belastbar, jedoch auch besonders leicht ausgebildet sein kann.In an advantageous embodiment, the first part and/or the second part is designed as a spring tube and/or as a torsion spring, exhibiting a different spring characteristic than the spring-elastic coupling of the first and second parts. In particular, the first and/or the second part can be made of fiber-reinforced plastic and/or carbon fiber-reinforced plastic. This embodiment has the particular advantage of being both exceptionally strong and exceptionally lightweight.
Bei dem Aktuator kann es sich insbesondere um einen elektrisch angetriebenen Aktuator handeln. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass dem Aktuator ein Getriebe, insbesondere ein Spannungswellengetriebe nachgeschaltet ist und/oder das der Aktuator ein Getriebe, insbesondere ein Spannungswellengetriebe beinhaltet.The actuator can be, in particular, an electrically driven actuator. Furthermore, it can be advantageously provided that a gearbox, in particular a tension wave gearbox, is connected downstream of the actuator and/or that the actuator includes a gearbox, in particular a tension wave gearbox.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Übertragungsvorrichtung dazu ausgebildet und angeordnet ist, Kräfte und/oder Drehmomente von einer, beispielsweise als Drehstabfeder ausgebildeten, Stabilisatorhälfte auf eines andere, ggf. als Drehstabfeder ausgebildete, Stabilisatorhälfte zu übertragen.It may also be provided that the transmission device is designed and arranged to transmit forces and/or torques from one stabilizer half, for example designed as a torsion bar spring, to another stabilizer half, possibly also designed as a torsion bar spring.
Es sei klargestellt, das im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Übertragungsvorrichtung als progressiv anzusehen ist, bei der die Rückstellkraft bzw. das Rückstellmoment überproportional zum einwirkenden Drehmoment bzw. zur einwirkenden Kraft zunimmt. Dies unabhängig davon, ob die Federkennlinie der Übertragungsvorrichtung stetig oder unstetig verläuft.It should be clarified that, for the purposes of the present invention, a transmission device is to be considered progressive if the restoring force or restoring torque increases disproportionately to the applied torque or force. This applies regardless of whether the spring characteristic of the transmission device is continuous or discontinuous.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further objectives, advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of an exemplary embodiment based on the Drawing. All features described and/or illustrated, whether individually or in any meaningful combination, constitute the subject matter of the present invention, even independently of their summary in the claims or their cross-reference.
Es zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen aktiven Wankstabilisator, -
2 eine Explosionsdarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung, -
3 eine Zusammenbaudarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung, -
4 eine Detaildarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung, -
5 eine weitere Detaildarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung, -
6 eine Schnittdarstellung eines Teils einer Übertragungsvorrichtung, -
7 eine Ausschnittdarstellung einer Aufnahme für ein Federbauteil in einer Neutralstellung und -
8 eine Ausschnittdarstellung der Aufnahme für das Federbauteil in einer von der Neutralstellung verschiedenen Torsionsstellung.
-
1 an active roll stabilizer according to the invention, -
2 an exploded view of part of a transmission device, -
3 an assembly diagram of a part of a transmission device, -
4 a detailed representation of part of a transmission device, -
5 a further detailed representation of part of a transmission device, -
6 a sectional view of part of a transmission device, -
7 a section view of a photograph of a spring component in a neutral position and -
8 A section view of the mounting for the spring component in a torsional position different from the neutral position.
Der Aktuator 5 wird von einer Regelvorrichtung 11 geregelt.The actuator 5 is controlled by a control device 11.
Jedes der ersten Teile 7 weist eine erste flanschartige Scheibe 9 auf. Außerdem weist jedes der zweiten Teile 8 eine zweite flanschartige Scheibe 10 auf. Die erste flanschartige Scheibe 9 und die zweite flanschartige Scheibe 10 einer Übertragungsvorrichtung 6 sind zueinander parallel und koaxial und relativ zueinander drehbar angeordnet.Each of the first parts 7 has a first flange-like disk 9. Furthermore, each of the second parts 8 has a second flange-like disk 10. The first flange-like disk 9 and the second flange-like disk 10 of a transmission device 6 are arranged parallel and coaxial to each other and rotatably relative to each other.
Die flanschartigen Scheiben 9, 10 weisen - was in dieser Figur nicht zusehen ist, aber in den folgenden Figuren detailliert dargestellt ist - erste und zweite Ausnehmungen 13, 14 auf, die einen Aufnahmeraum für ein Federelement 16 bilden, das sowohl bei einer Linksdrehung, als auch bei einer Rechtsdrehung des ersten Teils 7 relativ zum zweiten Teil 8 eine Rückstellkraft bewirkt.The flange-like discs 9, 10 have - which is not visible in this figure, but is shown in detail in the following figures - first and second recesses 13, 14 which form a receiving space for a spring element 16 which causes a restoring force both when the first part 7 is rotated to the left and when the second part 8 is rotated to the right
Die erste flanschartige Scheibe 9 weist eine erste Ausnehmung 13 auf. Die erste Ausnehmung 13 steht in einer Neutralstellung einer zweiten Ausnehmung 14 der zweiten flanschartigen Scheibe 10 gegenüber. Die dritte flanschartige Scheibe 12 weist eine dritte Ausnehmung 15 auf, die in der Neutralstellung fluchtend zu der ersten Ausnehmung 13 und zu der zweiten Ausnehmung 14 angeordnet ist. Die erste Ausnehmung 13, die zweite Ausnehmung 14 und die dritte Ausnehmung 15 bilden einen Aufnahmeraum für ein Federelement 16, das als Druckfeder 17 ausgebildet ist. In Zusammenbaustellung befindet sich ein erster Federelementteil des Federelements 17 in der Ausnehmung 13, ein zweiter Federelementteil des Federelements 17 in der zweiten Ausnehmung 14 und ein dritter Federelementteil des Federelements 17 in der dritten Ausnehmung 15.The first flange-like disc 9 has a first recess 13. In its neutral position, the first recess 13 is opposite a second recess 14 of the second flange-like disc 10. The third flange-like disc 12 has a third recess 15, which in its neutral position is aligned with the first recess 13 and the second recess 14. The first recess 13, the second recess 14, and the third recess 15 form a receiving space for a spring element 16, which is designed as a compression spring 17. In the assembled position, a first spring element part of the spring element 17 is located in the recess 13, a second spring element part of the spring element 17 is located in the second recess 14, and a third spring element part of the spring element 17 is located in the third recess 15.
Bspw. wenn von dem Aktuator 5 ein Drehmoment ausgeübt wird, tordiert die zweite flanschartige Scheibe 10 relativ zu der ersten flanschartigen Scheibe 9 und der dritten flanschartigen Scheibe 12, wodurch der effektive Aufnahmeraum für das Federelement 16 verringert wird, was ein Zusammendrücken der Druckfeder 17 zur Folge hat. Dies ist insbesondere in den
Die erste flanschartige Scheibe 9 weist weitere erste Ausnehmungen 18 auf. Die zweite flanschartige Scheibe 10 weist weitere zweite Ausnehmungen 19 auf. Die dritte flanschartige Scheibe 12 weist weitere dritte Ausnehmungen 20 auf. Die weiteren ersten Ausnehmungen 18, die weiteren zweiten Ausnehmungen 19 und die weiteren dritten Ausnehmungen 20 bilden jeweils weitere Aufnahmeräume für weitere Federelemente 21. Auch die weiteren Aufnahmeräume werden bei einer Torsion des ersten Teils 7 relativ zum zweiten Teil 8 effektiv verringert, was zu einer Komprimierung der weiteren Federelemente 21 führt.The first flange-like disc 9 has further first recesses 18. The second flange-like disc 10 has further second recesses 19. The third flange-like disc 12 has further third recesses 20. The further first recesses 18, the further second recesses 19, and the further third recesses 20 each form further receiving spaces for further spring elements 21. The further receiving spaces are also effectively reduced when the first part 7 is torsioned relative to the second part 8. which leads to a compression of the other spring elements 21.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die weiteren Aufnahmeräume in Bezug auf die Wirkrichtung der weiteren Federelemente 21 größer ausgebildet sind, als der Aufnahmeraum für das Federelement 16, was zur Folge hat - vorausgesetzt die Federelemente 16 und die weiteren Federelemente 21 sind gleich groß -, dass bei einem kleinem Verdrehwinkel lediglich das Federelement 16 wirksam ist, während bei größeren Verdrehwinkeln zusätzlich die weiteren Federelemente 21 wirken.In particular, it may be provided that the additional receiving spaces are larger with respect to the direction of action of the additional spring elements 21 than the receiving space for the spring element 16, which has the effect - provided that the spring elements 16 and the additional spring elements 21 are of the same size - that at a small angle of rotation only the spring element 16 is effective, while at larger angles of rotation the additional spring elements 21 also act.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die weiteren Federelemente 21 unterschiedlich lang ausgebildet sind, was ebenfalls zur Ausbildung einer progressiven Federcharakteristik ausgenutzt werden kann.It can also be provided that the other spring elements 21 are of different lengths, which can also be used to create a progressive spring characteristic.
Die Welle 22 ist mittels zweier Kugellager 24 drehbar in dem rohrförmigen Fortsatz 23 gelagert. Hierdurch ist vorteilhaft, eine biegesteife Lagerung des ersten Teils 7 relativ zu dem zweiten Teil 8 erreicht. Anstelle von Kugellagern 24 könnten auch Gleitlager oder Rollenlager eingesetzt werden.The shaft 22 is rotatably mounted in the tubular extension 23 by means of two ball bearings 24. This advantageously achieves a rigid mounting of the first part 7 relative to the second part 8. Instead of ball bearings 24, plain bearings or roller bearings could also be used.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Fahrwerksteilchassis component
- 22
- RäderWheels
- 33
- Stoßdämpfershock absorbers
- 44
- WankstabilisatorRoll stabilizer
- 55
- Aktuatoractuator
- 66
- ÜbertragungsvorrichtungTransmission device
- 77
- erster Teilfirst part
- 88
- zweiter Teilsecond part
- 99
- erste flanschartige Scheibefirst flange-like disc
- 1010
- zweite flanschartige Scheibesecond flange-like disc
- 1111
- RegelvorrichtungControl device
- 1212
- dritte flanschartige Scheibethird flange-like disc
- 1313
- erste Ausnehmungfirst extraction
- 1414
- zweite Ausnehmungsecond recess
- 1515
- dritte Ausnehmungthird exclusion
- 1616
- Federelementspring element
- 1717
- DruckfederCompression spring
- 1818
- erste Ausnehmungfirst extraction
- 1919
- zweite Ausnehmungensecond exceptions
- 2020
- dritte Ausnehmungenthird exceptions
- 2121
- weitere Federelementeother spring elements
- 2222
- WelleWave
- 2323
- Rohrförmiger FortsatzTubular extension
- 2424
- Kugellagerball bearings
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-
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