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Patent Searching and Data


Title:
ROLL STABILIZER FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/192604
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a roll stabiliser (1) for a motor vehicle, comprising a torsion bar (2) with a first and a second distal end (3a, 3b), the two distal ends (3a, 3b) being embodied in a tubular manner and designed to at least partially axially receive a base body (5) of a respective welding bushing (4), the respective welding bushing (4) also comprising a collar (6) that axially rests on the respective distal ends (3a, 3b), on the front side, in an abutment region (10), said collar (6) being weldable to the respective distal ends (3a, 3b). The base body (5) of the respective welding bushing (4) can be pressed axially into the respective distal end (3a, 3b) in order to form a non-positive interference fit, and at least one ventilation channel (8) for evacuating a gas created during the welding process is embodied radially between the base body (5) and the inner diameter of the respective distal end (3a, 3b).

Inventors:
KRÜGER SEBASTIAN (DE)
SCHULZE ROBERT (DE)
TULLY ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2018/100124
Publication Date:
October 25, 2018
Filing Date:
February 14, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60G21/055; B23K33/00
Foreign References:
DE102014219605A12016-03-31
US20030016777A12003-01-23
JPS5785310U1982-05-26
DE102010063277A12012-06-21
DE102014007306A12014-12-04
DE102013205903A12014-10-09
DE102015009604A12016-03-24
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Claims:
Patentansprüche

1 . Wankstabilisator (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Drehstab (2) mit einem ersten und zweiten distalen Ende (3a, 3b), wobei die beiden distalen Enden (3a, 3b) rohrförmig ausgebildet und dazu vorgesehen sind, einen Grundkörper (5) einer jeweiligen Einschweißbuchse (4) zumindest teilweise axial aufzunehmen, wobei die jeweilige Einschweißbuchse (4) ferner einen Bund (6) umfasst, der stirnseitig in einem Stoßbereich (10) an dem jeweiligen distalen Ende (3a, 3b) axial zur Anlage kommt, wobei der Bund (6) mit dem jeweiligen distalen Ende (3a, 3b) verschweißbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) der jeweiligen Einschweißbuchse (4) axial in das jeweilige distale Ende (3a, 3b) einpressbar ist, um einen kraftschlüssigen Pressverband zu bilden, wobei radial zwischen dem Grundkörper (5) und dem Innendurchmesser des jeweiligen distalen Endes (3a, 3b) zumindest ein Entlüf- tungskanal (8) zur Abführung eines beim Verschweißen entstehenden Gases ausgebildet ist.

2. Wankstabilisator (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Entlüftungskanal (8) zumindest partiell abgeflacht und achsparallel zum Grundkörper (5) ausgebildet ist.

3. Wankstabilisator (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) im Stoßbereich (10) der am jeweiligen distalen Ende (3a, 3b) zur Anlage kommenden Einschweißbuchse (4) eine umlaufende Ringnut (7) aufweist, wobei der Grundkörper (5) ferner eine spiralförmige Drallnut (9) aufweist, die im Stoßbereich (10) zur Abführung des beim Verschweißen entstehenden Gases in die Ringnut (7) mündet.

4. Wankstabilisator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) zylinderförmig ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser des Grundkörpers (5) größer ist als der Innendurch- messer des jeweiligen distalen Endes (3a, 3b), wobei zumindest der Innendurchmesser zumindest teilweise elastisch verformt.

5. Wankstabilisator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstab (2) aus einem ersten metallischen Werkstoff und die jeweilige Einschweißbuchse (4) aus einem zweiten metallischen Werkstoff ausgebildet sind, wobei der erste metallische Werkstoff eine höhere Festigkeit aufweist als der zweite metallische Werkstoff. 6. Wankstabilisator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (6) der jeweiligen Einschweißbuchse (4) stirnseitig mit dem jeweiligen distalen Ende (3a, 3b) des Drehstabes (2) durch ein Schmelzschweißverfahren verschweißbar ist.

7. Wankstabilisator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (6) der jeweiligen Einschweißbuchse (4) umlaufend am jeweiligen distalen Ende (3a, 3b) verschweißt ist.

Description:
Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Drehstab mit einem ersten und zweiten distalen Ende, wobei die beiden distalen En- den rohrförmig ausgebildet und dazu vorgesehen sind, einen Grundkörper einer jeweiligen Einschweißbuchse zumindest teilweise axial aufzunehmen.

Üblicherweise weist jede Radachse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse angeordnet und an beiden Enden über eine jeweilige

Koppelstange mit der Radaufhängung verbunden. Ferner ist der Wankstabilisator zur Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Solche Wankbewegungen treten beispielsweise bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auf. Die Wankbewegung des Kraftfahrzeugs wird durch den Wankstabilisator beeinflusst, indem die Einfederbewegung der linken und rechten Radaufhängung einer Achse mithilfe des Wankstabilisators miteinander gekoppelt wird.

Aus der DE 10 2013 205 903 A1 geht ein Wankstabilisator für ein Fahrzeug hervor. Der Wankstabilisator umfasst einen Aktuator zur Erzeugung eines Torsionsmoments um eine Torsionsachse, wobei der Aktuator eine Gehäuseanordnung aufweist, und wobei der Wankstabilisator mindestens ein Stabilisationsbauteil, insbesondere eine Drehstabfeder aufweist. Die Stabilisationsbauteile sind in der Regel pulverbeschichtet. Aus der DE 10 2015 009 604 A1 ist ferner eine Einschweißbuchse mit einem Flansch bekannt, über welchen die Einschweißbuchse mit einem Trägerelement verschweißbar ist. Die Einschweißbuchse weist auf wenigstens einer beim Verschweißen dem Trägerelement zugewandten Seite zumindest eine von beim Verschweißen entstehendem Gas durchström bare Ausnehmung auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln und insbesondere eine feste und kostengünstige Verbindung zwischen einem Drehstab und einer Einschweißbuchse zu schaffen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Wankstabilisator gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Ein erfindungsgemäßer Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Drehstab mit einem ersten und zweiten distalen Ende, wobei die beiden distalen Enden rohr- förmig ausgebildet und dazu vorgesehen sind, einen Grundkörper einer jeweiligen Einschweißbuchse zumindest teilweise axial aufzunehmen, wobei die jeweilige Ein- schweißbuchse ferner einen Bund umfasst, der stirnseitig in einem Stoßbereich an dem jeweiligen distalen Ende axial zur Anlage kommt, wobei der Bund mit dem jeweiligen distalen Ende verschweißbar ist, wobei der Grundkörper der jeweiligen Einschweißbuchse axial in das jeweilige distale Ende einpressbar ist, um einen kraftschlüssigen Pressverband zu bilden, und wobei radial zwischen dem Grundkörper und dem Innendurchmesser des jeweiligen distalen Endes zumindest ein Entlüftungskanal zur Abführung eines beim Verschweißen entstehenden Gases ausgebildet ist.

Unter dem Begriff Pressverband ist grundsätzlich ein zylindrischer Pressverband als Welle-Nabe-Verbindung zu verstehen, bei der der Grundkörper der Einschweißbuchse die Welle und das jeweilige distale Ende des Drehstabs die Nabe darstellt. Mit einem Pressverband können auftretende Längs- und Querkräfte kraftschlüssig beziehungsweise reibschlüssig übertragen werden. Dadurch kann die Betriebsfestigkeit der Verbindung durch eine verbesserte Abstützung der Buchse im Rohr und dadurch resultierender Entlastung der Schweißnaht gesteigert werden. Vorteilhaft sind dabei eine Selbstzentrierung zur gleichmäßigen Kraftübertragung, sowie ein hoher Widerstand gegenüber stoß- und wechselartigen Beanspruchungen. Der Pressverband ist im Wesentlichen dazu vorgesehen, die im Schweißvorgang erzeugte Schweißnaht zu entlasten. Mit anderen Worten wird der Grundkörper der Einschweißbuchse innerhalb des jeweiligen distalen Endes des Drehstabs abgestützt, wodurch die auf die Schweißnaht einwirkenden Kräfte reduziert werden.

Der mindestens eine radial zwischen Grundkörper und Innendurchmesser des jeweiligen distalen Endes ausgebildete Entlüftungskanal stellt eine ausreichende Entlüftung während des Schweißprozesses sicher. Die beim Verschweißen entstehenden Gase entweichen zum einen in radialer Richtung nach außen, zum anderen entweichen sie ausgehend von der Schweißnahtwurzel radial in den Zwischenraum nach innen, wo sie in den Entlüftungskanal strömen und so in Richtung des Rohrinneren abgeführt werden können. Dabei ist sicherzustellen, dass der Entlüftungskanal in dem Bereich liegt beziehungsweise vorgesehen wird, wo später die Porenbildung zu erwarten ist. Mit anderen Worten ist der Entlüftungskanal im Überlappungsbereich der Schweißnaht, das heißt am Anfangs- beziehungsweise Endpunkt der Schweißnaht vorgesehen. Dadurch ist eine Einhaltung der geforderten Schweißnahtqualität durch Vermeidung von Porenbildung in der Schweißnaht gewährleistet.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der zumindest eine Entlüftungskanal zumindest partiell abgeflacht und achsparallel zum Grundkörper ausgebildet ist. Es ist aber auch denkbar den Entlüftungskanal als Entlüftungsnut auszubilden. Ferner können mehrere über den Umfang des Grundkörpers verteilte Entlüftungskanäle aus- gebildet werden. Vorzugsweise weist die Einschweißbuchse stirnseitig einen Freistich auf, um im montierten Zustand mit der Stirnfläche des Drehstabs einen primären Luftkanal zu erzeugen, der mit dem Entlüftungskanal verbunden ist.

Vorzugsweise weist der Grundkörper im Stoßbereich der am jeweiligen distalen Ende zur Anlage kommenden Einschweißbuchse eine umlaufende Ringnut auf, wobei der Grundkörper ferner eine spiralförmige Drallnut aufweist, die im Stoßbereich zur Abführung des beim Verschweißen entstehenden Gases in die Ringnut mündet. Mit anderen Worten ist unter der Drallnut ein Entlüftungskanal zu verstehen. Vorteilhaft ist dabei, dass aufgrund der spiralförmigen Ausbildung der Drallnut eine Schwächung des Pressverbandes vermieden wird. Durch die umlaufende Ringnut wird ferner vermieden, dass es zu Gaseinschlüssen in der Schweißnaht kommt, da die sich ausdehnende Luft zu jedem Zeitpunkt des Schweißvorgangs eine Abzugsmöglichkeit in die mit der Ringnut verbundene Drallnut hat. Es ist ferner denkbar, mehrere über den Umfang des Grundkörpers verteilte Drallnuten auszubilden. Insbesondere weist die Ein- schweißbuchse stirnseitig einen Freistich auf, der mit der Drallnut oder Ringnut verbunden ist.

Vorzugsweise ist der Grundkörper zylinderförmig ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser des Grundkörpers größer ist als der Innendurchmesser des jeweiligen distalen Endes, wobei zumindest der Innendurchmesser zumindest teilweise elastisch verformt. Beispielsweise kann der Drehstab aus einem ersten metallischen Werkstoff und die jeweilige Einschweißbuchse aus einem zweiten metallischen Werkstoff ausgebildet sein, wobei der erste metallische Werkstoff eine höhere Festigkeit aufweist als der zweite metallische Werkstoff.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Bund beziehungsweise Flansch der jeweiligen Einschweißbuchse stirnseitig mit dem jeweiligen distalen Ende des Drehstabes durch ein Schmelzschweißverfahren verschweißbar. Besonders be- vorzugt ist das WIG-Schweißverfahren, da es ein relativ schnelles Verfahren ist und im Schweißprozess nur eine geringe Gas- und Schlackenbildung aufweist, wodurch dieser Prozess besonders sauber ist und der Drehstab aufgrund der kurzen Hitzeeinwirkung nicht maßgeblich verformt. Alternativ ist die Schweißnaht auch mit einem Laserschweißverfahren herstellbar, das ebenfalls eine verringerte Gas- und Schlacken- bildung, sowie einen reduzierten Wärmeeintrag aufweist.

Bevorzugt ist der Bund der jeweiligen Einschweißbuchse umlaufend am jeweiligen distalen Ende verschweißt. Ferner ist denkbar den Drehstab nach der Verschweißung des jeweiligen Bundes mit dem jeweiligen distalen Ende mittels Pulverlackierung zu beschichten, um einen zusätzlichen Schutz gegenüber äußeren Einflüssen und chemischer Beanspruchung des Drehstabinnenraums, insbesondere Korrosion, zu bilden. Insbesondere kann die Beschichtung die durch die Schweißnacht erzeugte Abdichtwirkung zusätzlich verbessern. Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wankstabilisators,

Figur 2 eine schematische teilweise geschnittene Perspektivdarstellung eines ersten distalen Endes eines Drehstabs des erfindungsgemäßen Wankstabilisators, Figur 3 eine schematische Detailschnittdarstellung zur Veranschaulichung der am ersten distalen Ende aufgenommenen Einschweißbuchse im einge- pressten Zustand, wobei die Einschweißbuchse in einer ersten Ausführungsform vorliegt,

Figur 4a eine schematische Perspektivdarstellung der Einschweißbuchse gemäß

Figur 3, und

Figur 4b eine schematische Perspektivdarstellung der Einschweißbuchse gemäß einer zweiten Ausführungsform .

Nach Figur 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Wankstabilisator 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug einen Drehstab 2 mit einem ersten und zweiten distalen Ende 3a, 3b, wobei die beiden distalen Enden 3a, 3b rohrförmig ausgebildet sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Wankstabilisator 1 auch einen - hier nicht dargestellten - Aktuator und zwei Drehstabhälften umfassen. Der Wankstabilisator 1 ist quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet und an seinen freien Enden an - hier nicht dargestellte - Räder beziehungsweise Radträger angeschlossen. In den Figuren 2 und 3 ist jeweils die linke Seite des Drehstabs 2 mit dem ersten distalen Ende 3a dargestellt. Die - nicht dargestellte - rechte Seite des Drehstabs 2 kann analog zur linken Seite ausgebildet sein, es kann aber auch eine alternative Ausführung des zweiten in Figur 1 dargestellten distalen Endes 3b vorgesehen sein. In Figur 2 ist das erste distale Ende 3a des Drehstabs 2 dazu vorgesehen, einen Grundkörper 5 einer Einschweißbuchse 4 axial aufzunehmen, wobei der Grundkörper 5 der Schaft der Einschweißbuchse 4 ist, und wobei die Einschweißbuchse 4 ferner einen axial benachbart zum Grundkörper 5 ausgebildeten Bund 6 umfasst, der stirnseitig in einem Stoßbereich 16 an dem ersten distalen Ende 3a axial zur Anlage kommt. Nach Figur 3 ist der Grundkörper 5 zylinderförmig ausgebildet und axial durch das erste distale Ende 3a aufgenommen. Der Bund 6 ist ebenfalls zylinderförmig ausgebildet und weist einen größeren Außendurchmesser auf als der Grundkörper 5. Ferner ist der Bund 6 durch eine Schweißnaht 1 1 mit dem ersten distalen Ende 3a verschweißt. Durch das Verschweißen der Einschweißbuchse 4 über den Bund 6 kann die Einschweißbuchse 4 besonders großflächig und somit fest mit dem Drehstab 2 verschweißt werden. Beim Verschweißen wird zumindest eine Schweißnaht 1 1 hergestellt, wobei die Schweißnaht 1 1 vorliegend umlaufend ausgebildet ist und einen Drehstabinnenraum 14 des Drehstabs 2 gegen äußere Einflüsse, wie beispielsweise Spritzwasser, abdichtet. Die Schweißnaht 1 1 ist vorliegend mittels eines WIG-

Schweißverfahrens ausgebildet, wobei die der Schweißnaht 1 1 angrenzenden umlaufenden Kanten des Bundes 6 und des ersten distalen Endes 3a gefast ausgebildet sind. Die Einschweißbuchse 4 weist ferner eine Bohrung 13 zur zumindest teilweisen Aufnahme zumindest eines - hier nicht dargestellten - Befestigungselements auf, das mit der Einschweißbuchse 4 verbindbar ist, wobei die Bohrung 13 beispielsweise als Innengewindebohrung ausgebildet sein kann.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist zur Verbesserung der Entlüftung während des Schweißvorgangs radial zwischen dem Grundkörper 5 und dem Innendurchmes- ser des ersten distalen Endes 3a ein Entlüftungskanal 8 zur Abführung eines beim Verschweißen entstehenden Gases ausgebildet. Beim Schweißen und insbesondere beim Schmelzschweißen entstehen Gase, insbesondere aus Korrosionsschutzschichten oder aus Legierungselementen von metallischen Werkstoffen. Ferner können im Schweißprozess Gase aus dem eingesetzten Schweißzusatzwerkstoff und dem Schutzgas, der Schweißelektrode, sowie Verunreinigungen auf der Oberfläche der Einschweißbuchse oder dem Drehstab entstehen. Kommt es aufgrund von nicht ausreichender Entlüftung zu Lufteinschlüssen beziehungsweise Gaseinschlüssen in der Schweißnaht 1 1 , wird die Festigkeit der Schweißverbindung zwischen Einschweißbuchse 4 und dem ersten distalen Ende 3a herabgesetzt.

Des Weiteren ist der Entlüftungskanal 8 dazu vorgesehen, ein Entweichen von Luft beim Einpressvorgang der Einschweißbuchse 4 in das distale Ende 3a zu ermöglichen. Dies führt zusätzlich zu einer Reduktion der erforderlichen Einpresskraft für die Einschweißbuchse 4.

Der Außendurchmesser des Grundkörpers 5 ist größer als der Innendurchmesser des ersten distalen Endes 3a ausgebildet. Ferner ist der Drehstab 2 aus einem ersten metallischen Werkstoff und die jeweilige Einschweißbuchse 4 aus einem zweiten metallischen Werkstoff ausgebildet. Des Weiteren weist der erste metallische Werkstoff eine höhere Festigkeit auf als der zweite metallische Werkstoff. Der Grundkörper 5 dringt beim Einpressvorgang in einer Einpressrichtung 12 in das erste distale Ende 3a ein, wobei der Innendurchmesser des ersten distalen Endes 3a zumindest elastisch verformt wird. Mithin bildet sich in radialer Richtung und in Drehrichtung eine kraftschlüs- sige Verbindung zwischen Einschweißbuchse 4 und Drehstab 2. Der radiale Abstand zwischen dem Entlüftungskanal 8 und dem Innendurchmesser des ersten distalen Endes 3a ist maßgeblich für die Entlüftungswirkung während des Einpressvorgangs sowie während des Schweißvorgangs. In Figur 4a ist die erste Ausführungsform der Einschweißbuchse gemäß Figur 3 perspektivisch dargestellt. Der Entlüftungskanal 8 ist partiell abgeflacht und achsparallel zum Grundkörper 5 ausgebildet, wobei die Länge des Entlüftungskanals 8 im Wesentlichen der Länge des Grundkörpers 5 entspricht, die den Pressverband zwischen dem Grundkörper 5 und Innendurchmesser des ersten distalen Endes 3a bildet. Durch den Pressverband zwischen dem Grundkörper 5, der Einschweißbuchse 4 und dem ersten distalen Ende 3a wird die Schweißnaht 1 1 entlastet und dadurch die Betriebsfestigkeit der Schweißverbindung erhöht.

Nach Figur 4b ist an der Einschweißbuchse 4 gemäß einer zweiten Ausführungsform eine Ringnut 7 umfänglich am Grundkörper 5 ausgebildet. Die Ringnut 7 ist im Stoßbereich 10 angeordnet. Der Grundkörper 5 weist ferner eine spiralförmig ausgebildete Drallnut 9 auf, die ebenso wie der in Figur 4a dargestellte Entlüftungskanal 8 dazu vorgesehen ist, beim Verschweißen entstehende Gase abzuführen. Dazu mündet die Drallnut 9 im Stoßbereich 10 in die Ringnut 7.

Bezugszeichenliste

1 Wankstabilisator

2 Drehstab

3a, 3b Distales Ende

4 Einschweißbuchse

5 Grundkörper

6 Bund

7 Ringnut

8 Entlüftungskanal

9 Drallnut

10 Stoßbereich

1 1 Schweißnaht

12 Einpressrichtung

13 Bohrung

14 Drehstabinnenraum