Wankstabilisator für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs Beschreibung Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für das Fahrwerk ei- nes Kraftfahrzeugs. Diese Stabilisatoren haben die Aufgabe die Wankneigung des Aufbaus bei Kurvenfahrt zu verringern und das Kurvenverhalten zu beein- flussen, also die Fahrsicherheit zu erhöhen. Im Regelfall bleibt bei gleichseiti- ger Federung der Stabilisator wirkungslos.

Aus DE 100 02 455 A1 beispielsweise ist ein Wankstabilisator bekannt gewor- den, dessen Aktuator zwei Aktuatorteile umfasst, die jeweils an einer Stabilisa- torhälfte drehfest angeschlossen sind. Über einen Stellantrieb und ein nachge- schaltetes Getriebe kann eine Verdrehung der beiden Aktuatorteile um die Drehachse des Aktuators erfolgen, um die Stabilisatorhälften gegeneinander zu verdrehen. Bei dem bekannten Wankstabilisator bilden die beiden Aktuator- teile Kurvenbahnträger, die mit Kurvenbahnen als Teil eines Kurvenbahnge- triebes versehen sind. Es können elektromechanische, aber auch hydraulische Stellantriebe vorgesehen sein. Unter Betätigung der Stellantriebe werden Stellmomente erzeugt, die einem Wankmoment entgegenwirken, so dass die Fahrsicherheit verbessert ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wankstabilisator nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei dem die Fahrsi- cherheit weiter verbessert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Aktuator mit einer Failsafe-Einrichtung versehen ist, die bedarfsweise die beiden Stabilisa- torhälften drehfest miteinander verbindet. Die Failsafe-Einrichtung kann akti- viert werden, wenn beispielsweise der Aktuator überlastet ist oder ausfällt. Im Falle eines Ausfalls ist eine unkontrollierte Verdrehung der beiden Stabilisator- hälften zueinander mittels der Failsafe-Einrichtung verhindert. Demzufolge ist mit dem erfindungsgemäßen Wankstabilisator eine Verbesserung der Fahrsi- cherheit erreicht.

Vorzugsweise ist die Failsafe-Einrichtung zwischen zwei Aktuatorteilen des Aktuators wirksam angeordnet, die an die beiden Stabilisatorhälften drehfest angeschlossen sind. Üblicherweise wirkt der Stellantrieb zwischen diesen Ak- tuatorteilen. Bei erfindungsgemäßen Wankstabilisatoren können die Aktuator- teile ebenso wie bei dem bekannten Wankstabilisator als Kurvenbahnträger ausgebildet sein, die Teil eines Kurvenbahngetriebes sind, um die Aktuatorteile gegeneinander zu verdrehen. In vorteilhafter Weise können diese beiden Ak- tuåtorteile zugleich für die Verdrehsicherung im Failsafemodus verwendet wer- den. Als Failsafe-Einrichtung kann beispielsweise ein Verriegelungsmechanis- mus vorgesehen sein. Vorzugsweise umfasst dieser Verriegelungsmechanis- mus einen Sperriegel, der in einer passiven Lage außer Eingriff mit den beiden Aktuatorteilen und in einer aktiven Lage in Eingriff mit den beiden Aktuatorte. i- len ist. Auf einfache Art und Weise können an einem der beiden Aktuatorteile oder aber auch an beiden Aktuatorteilen Rasten zum Eingriff für den Sperriegel ausgebildet sein. Wenn beispielsweise der aus DE 100 02 455 A1 bekannte Wankstabilisator zugrunde gelegt wird, bilden die beiden dort beschriebenen Kurvenbahnträger die Aktuatorteile. Diese Aktuatorteile können dann auf einfa- che Art und Weise sowohl mit den Kurvenbahnen, als auch mit den Rasten für den Eingriff des Sperriegels versehen sein.

Vorzugsweise ist der Sperriegel in seiner passiven Lage von einer elektromag-

netischen Kraft gehalten. In praktischer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Elektromagnet vorgesehen sein, der im Betrieb des Wankstabilisators strom- durchflossen ist und dabei eine elektromagnetische Kraft auf den Sperriegel ausübt, die gegen einer Federkraft arbeitet, die den Sperriegel aus seiner pas- siven Lage heraus und in seine aktive Lage hineinfedern will. Wenn nun bei- spielsweise eine elektrische Verbindung zum Wankstabilisator unterbrochen ist, fällt der Stellantrieb aus, aber auch die elektromagnetische Kraft bricht zu- sammen. Nach Wegfall dieser Kraft kann der Sperriegel nun aus seiner passi- ven Lage mittels der Federkraft eines vorgespannten Federspeichers oder mit- tels Fliehkraft in seine aktive Lage hinein gefedert werden. Wenn beispielswei- se der Verriegelungsmechanismus an einem der beiden Aktuatorteile befestigt ist und das andere Aktuatorteil gegenüber dem einen Aktuatorteil verdreht, kann eine an dem anderen Aktuatorteil ausgebildete Raste so angeordnet sein, dass bei einem bestimmten Verdrehwinkel der Sperriegel mit dieser Raste fluchtet und schließlich in diese Raste eingreift. Nun ist eine formschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Aktuatorteilen gewährleistet, und somit auch eine Verdrehung der beiden Stabilisatorhälften gegeneinander ausge- schlossen.

Failsafe-Einrichtungen gemäß dieser Erfindung lassen sich in besonders güns- tiger Weise in Wankstabilisatoren integrieren, bei dem der Aktuator zwei inein- ander angeordnete Aktuatorteile aufweist, die um eine gemeinsame Drehachse relativ zueinander drehbar sind, wobei der Sperriegel quer zur Drehachse an- geordnet und aus seiner passiven Lage in seine aktive Lage unter Verlagerung quer zur Drehachse bringbar ist. Die Verriegelung findet an einem von der Drehachse entfernten Punkt des Wankstabilisators statt so dass aufgrund des vergrößerten Hebelarms die zwischen dem Riegel und der Raste wirkenden Kräfte reduziert und in Umfangsrichtung sicher übertragen werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in drei Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen :

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Wankstabilisator in perspektivischer Darstellung, Figur 2 den erfindungsgemäßen Wankstabilisator im Längsschnitt und Figur 3 einen Ausschnitt der Figur 2 in einem weiteren Längsschnitt.

Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäßen Wankstabilisator für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges umfasst Stabilisatorhälften 1,2, die hier nur gestrichelt dargestellt sind. Zwischen den Stabilisatorhälften 1,2 ist ein Aktuator 3 angeordnet. der Aktuator 3 verdreht bedarfsweise die beiden Stabi- lisatorhälften 1,2 um die Drehachse des Aktuators 3 zueinander.

Der Aktuator 3 weist zwei koaxial ineinander angeordnete Kurvenbahnträger 4, 5 auf. Die beiden Kurvenbahnträger 4,5 sind rohrförmig ausgebildet und relativ zueinander drehbar. Der äußere Kurvenbahnträger 5 ist mit seinem in der Figur 2 linksseitigen Ende an einem Gehäuse 6 eines Elektromotors 7 befestigt. Der Kurvenbahnträger 4 und das Gehäuse 6 weisen an ihren einander abgewand- ten stirnseitigen Enden jeweils eine Zapfenaufnahme 8,9 zur drehfesten Auf- nahme der Enden der Stabilisatorhälften 1,2 auf. Die Kurvenbahnträger 4,5 bilden gegeneinander um eine Drehachse verdrehbare Aktuatorteile 45,46.

An einem Rotor 9a des Elektromotors 7 ist eine Gewindespindel 10 befestigt.

Die Gewindespindel 10 ist koaxial zu den beiden Kurvenbahnträgern 4,5 an- geordnet. Auf der Gewindespindel 10 ist eine Spindelmutter 11 nach Art eines an sich bekannten Kugelgewindetriebes drehbar angeordnet. eine Relativdre- hung zwischen der Gewindespindel 10 und der Spindelmutter 11 wird in eine axiale Bewegung der Spindelmutter 11 gegenüber den Kurvenbahnträgern 4,5 umgewandelt.

Eine koaxial auf der Gewindespindel 10 angeordnete Schraubendruckfeder 12 ist einerseits an dem Kurvenbahnträger 4 abgestützt und andererseits gegen die Spindelmutter 11 angefedert. Die Spindelmutter 11 trägt ein Koppelelement 13, das für eine Verdrehung der beiden Kurvenbahnträger 4,5 zueinander er- forderlich ist, wie weiter unten ausgeführt wird. Das Koppelelement 13 umfasst mehrere über den Umfang der Spindelmutter 11 verteilt angeordnete Stellzap- fen 14, die sternförmig um die Drehachse des Aktuators 3 herum angeordnet sind. Die Stellzapfen 14 sind in Radiallagern 15 um ihre Längsachse herum drehbar an der Spindelmutter 11 aufgenommen. Auf den Stellzapfen 14 sind Stützrollen 16 drehbar gelagert.

Der Kurvenbahnträger 4ist an mehren über den Umfang verteilt angeordneten Stellen mit parallel zur Drehachse des Aktuators 3 angeordneten geradlinigen Kurvenbahnen 17 versehen. Der Kurvenbahnträger 5 ist an mehreren über seinen Umfang verteilt angeordneten Stellen jeweils mit einer V-förmigen Kur- venbahn 18 versehen, deren etwa V-förmig zueinander angeordneten Kurven- bahnschenkel 19,20 spiegelsymmetrisch zu einer die Drehachse des Aktua- tors 3 enthaltenden Längsmittelebene angeordnet sind. Die V-förmige Kurven- bahn 18 bzw. deren Kurvenbahnschenkel 19,20 sind deutlich den Figuren 1 und 3 zu entnehmen. Die Koppelelemente 13 koppeln die beiden Kurvenbahn- träger 4,5 miteinander. Zu diesem Zweck greifen die Stellzapfen 14 jeweils sowohl in die Kurvenbahn 17 als auch in die V-förmige Kurvenbahn 18 ein. Die Stützrollen 16 arbeiten mit der Kurvenbahn 17 zusammen, während die Stell- zapfen 14 jeweils mit deren Umfang mit der V-förmigen Kurvenbahn 18 zu- sammenarbeitet. Die beiden Kurvenbahnschenkel 19,20 jeder V-förmigen Kur- venbahn 18 schneiden sich in einer in der Längsmittelebene enthaltenen Schnittstelle 21 wie dies in der Figur 3 angedeutet ist. In einer Neutralstellung des Aktuators 3 ist das Koppelelement 14, dass heißt der Stellzapfen 14 in der Schnittstelle 21 angeordnet. für eine einwandfreie Positionierung des Stellzap- fens 14 ist vorliegend an der inneren Wandung 22 der V-förmige Kurvenbahn 18 eine Halteposition 23 ausgebildet. Diese Halteposition 23 für das Koppel-

element 13, dass heißt hier den Stellzapfen 14, ist quer zur der Drehachse des Aktuators 3 angeordnet und bildet ein Plateau 24.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein elektromechanischer Stellantrieb vorge- sehen, der den bereits beschriebenen Elektromotor 7 mit dem angeschlosse- nen Kugelgewindetrieb beinhaltet. Wenn einem Wanken des Fahrzeugaufbaus entgegengewirkt werden soll, werden bei aktiven Wankstabilisatoren die bei- den Stabilisatorenhälften entgegen dem wirksamen Wankmoment verdreht.

Diese Verdrehung wird vorliegend dadurch erreicht, dass unter Betätigung des Elektromotors 7 die Spindelmutter 11 axial verlagert wird, wobei die jeweils in einer der beiden Kurvenbahnschenkel 19,20 angeordneten Stellzapfen 14 entlang dieser Kurvenbahnschenkel 19,20 verlagert werden. Das bedeutet, dass der äußere Kurvenbahnträger 5 gegenüber den Stellzapfen 14 und ge- genüber dem Kurvenbahnträger 4 verdreht. Wenn der Stellzapfen 14 in dem Kurvenbahnschenkel 19 angeordnet ist, erfolgt eine Relativdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn der Stellzapfen 14 in dem Kurvenbahnschenkel 20 angeordnet ist, erfolgt eine Relativdrehung mit dem Uhrzeigersinn.

Je nach der Orientierung des anliegenden Wankmoments muss gewählt wer- den, in welchen der beiden Kurvenbahnschenkel 19,20 der Stellzapfen 14 ausgehend von seiner Neutralposition in der Schnittstelle 21 gelenkt werden soll. Zu diesem Zweck ist gemäß den Figuren 1 und 2 eine Steuerung 25 vor- gesehen, mittels der das Koppelelement 13 wahlweise aus der Neutralstellung heraus in einen der beiden Kurvenbahnschenkel 19,20 eingelenkt werden kann. Diese Steuerung 25 umfasst eine Wippe 26, die um eine Wippenachse 27 schwenkt. Die Wippenachse 27 ist quer zu der Drehachse des Aktuators 3 angeordnet. das eine Wippenende 28 greift an dem Koppelelement 13 und das andere Wippenende 29 greift an dem anderen Kurvenbahnträger 4 an. Im vor- liegenden Ausführungsbeispiel greift der Stellzapfen 14 in eine U-förmige Auf- nahme 30 der Wippe 26 an deren Wippenende 28 ein. An dem anderen Wip- penende 29 greifen Zapfen 31 jeweils in eine U-förmige Aufnahme 32 am an-

deren Wippenende 29 ein. Die Wippenachse 27 ist an dem Kurvenbahnträger 5 befestigt.

Diese Steuerung 25 kann in vorteilhafter Weise das Wankmoment nutzen, um das Koppelelement 13 in den entsprechenden Kurvenbahnschenkel 19,20 der V-förmigen Kurvenbahn einzulenken. Wenn beispielsweise unter einem Wankmoment eine Relativdrehung zwischen den beiden Stabilisatorhälften 1,2 im Uhrzeigersinn eingeleitet wird, verschwenkt der Zapfen 31 ebenfalls im Uhr- zeigersinn und bewegt sich in Umfangsrichtung gegenüber den Kurvenbahn- träger 5. Diese Relativdrehung gegenüber dem Kurvenbahnträger 5 ist mög- lich, weil in dem Kurvenbahnträger 5 in Umfangsrichtung ausgebildete Nuten 33 ausgebildet sind, durch die der Zapfen 31 hindurch greift. Die Wippe 26 schwenkt mit ihrem Wippenende 29 nun ebenfalls im Uhrzeigersinn bzw. nach oben, wenn man Figur 1 zugrundelegt. Die Wippe 26 schwenkt nun mit ihrem Wipppenende 28 entgegen dem Uhrzeigersinn, also nach unten wenn man Figur 1 zugrundelegt. Unter dieser Schwenkbewegung des Wippenendes 28 wird der Stellzapfen 14 von seiner Halteposition 23 weg und in den Kurven- bahnabschnitt 19 hinein verlagert. Die Schraubenfeder 12 drückt nun die Spin- delmutter 11 axial nach rechts. Diese Bewegung wird unterstützt durch die Be- tätigung des Elektromotors 7, der die Gewindespindel 10 antreibt. Je weiter das Koppelelement 13 nach rechts verlagert wird, desto größer ist demzufolge die Verdrehung zwischen den beiden Kurvenbahnträgern 4,5, so dass dem Wankmoment aktiv entgegengewirkt wird.

Die Schraubenfeder 12 umfasst den Elektromotor 7. In der Startphase des E- lektromotors 7 unterstützt die vorgespannte Schraubenfeder 12 mit ihrer vollen Vorspannkraft den gewünschten Stellvorgang. Über eine geeignete Regelung kann nun der Motor 7 derart angesteuert werden, dass nach dem Wegfall des Wankmoments das Koppelelement 13 wieder in seiner Neutralstellung ange- ordnet ist, wobei dann die Schraubendruckfeder 12 wieder ihre volle Vor- spannkraft erreicht hat.

Um im Falle eines Stromausfalls ein unkontrolliertes Verdrehen der beiden Stabilisatorhälften 1,2 zueinander zu verhindern sieht die Erfindung eine Fail- safe-Einrichtung 34 vor, die in einer derartigen Notsituation die beiden Stabil- satorhälften 1,2 drehfest miteinander verbindet. Eine derartige Failsafe- Einrichtung 34 ist selbstverständlich unabhängig von einer bestimmten Ausbil- dung des Stellantriebs oder des Getriebes. Die Failsafe-Einrichtung 34 ist auch unabhängig von der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Schrauben- feder 12.

Figur 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung des erfindungsgemäßen Wanksta- bilisators gemäß den Figuren 1 und 2. Im Inneren des rohrförmig ausgebildeten Kurvenbahnträgers 4 ist die Failsafe-Einrichtung 34 angeordnet, die vorligend durch einen Verriegelungsmechanismus 34a gebildet ist. Diese umfasst ein Gehäuse 35 und einen darin längsverschieblich angeordneten, zweiteiligen Sperriegel 36. Zwischen den Sperriegelteilen 37,38 ist eine Schraubendruck- feder 39 koaxial zum Sperriegel 36 angeordnet. Der Sperriegel 36 ist quer zur Drehachse des Aktuators 3 angeordnet. Lediglich angedeutet ist ein strom- durchflossener Elektromagnet 40, der die beiden Sperriegelteile 37,38 unter Komprimierung der Schraubendruckfeder 39 in einer eingerückten Position der Failsafe-Einrichtung 34 hält. Die beiden Sperriegelteile 37,38 greifen in Boh- rungen 41,42 des inneren Kurvenbahnträgers 4 oder Aktuatorteil 45 ein. Der äußere Kurvenbahnträger 5 oder Aktuatorteil 46 weist korrespondierende Ras- ten 43,44 auf, die in einer bestimmten Drehstellung der Kurvenbahnträger 4,5 mit den Bohrungen 41,42 fluchten. Es können eine Vielzahl von Rasten 43,44 über den Umfang verteilt hintereinander angeordnet sein, um im Failsafe- Modus möglichst rasch ohne große Verdrehwinkel ein Verrasten der Aktuator- teile 45,46 erfolgt.

Beispielsweise in Folge eines Stromausfalls kann der Elektromotor eine defi- nierte Drehlage der Stabilisatorhälften 1,2 zueinander nicht länger aufrechthal-

ten. Ebenso bricht die Stromversorgung für den Elektromagneten 40 zusam- men. In dieser Situation fällt die elektromagnetische Kraft weg, die den Sper- riegel 36 entgegen der Federkraft der Schraubendruckfeder 39 in seiner einge- rückten Position hält. Unter der Kraft der vorgespannten Schraubendruckfeder 39 drücken nun die Sperriegelteile 37,38 radial nach außen und verlassen somit ihre passive Lage. Sobald die Bohrungen 41,42 des inneren Kurven- bahnträgers 4 mit den korrespondierenden Rasten 43,44 des äußeren Kur- venbahnträgers 5 fluchten schieben sich die Sperriegelteile 37,38 in diese Rasten 43,44 hinein, so dass die beiden Kurvenbahnträger 4,5 drehfest mit- einander verbunden sind. In dieser Situation haben die Sperriegelteile 37,38 ihre aktive Lage eingenommen. Demzufolge sind nun auch die Stabilisatorhälf- ten 1,2 des Wankstabilisators drehfest miteinander verbunden. Die Fahrsi- cherheit ist demzufolge gegenüber einem Wankstabilisator erhöht, bei dem keine Failsafe-Einrichtung vorgesehen ist.

Positionszahlenliste 1 Stabilisatorhälfte 2 Stabilisatorhälfte 3 Aktuator 4 Kurvenbahnträger 5 Kurvenbahnträger 6 Gehäsue 7 Elektromotor 8 Zapfenaufnahme 9 Zapfenaufnahme 9a Rotor 10 Gewindespindel 11 Spindelmutter 12 Schraubenfeder 13 Koppelelement 14 Stellzapfen 15 Radiallager 16 Stützrolle 17 Kurvenbahn 18 V-förmige Kurvenbahn 19 Kurvenbahnschenkel 20 Kurvenbahnschenkel 21 Schnittstelle 22 innere Wandung 23 Halteposition 24 Plateau 25 Steuerung 26 Wippe 27 Wippachse 28 Wippenende 29 Wippenende 30 Aufnahme 31 Zapfen 32 Aufnahme 33 Nut 34 Failsafe-Einrichtung 34a Verriegelungsmechanismus 35 Gehäuse 36 Sperriegel 37 Sperriegelteil 38 Sperriegelteil 39 Schraubendruckfeder 40 Elektromagnet 41 Bohrung 42 Bohrung 43 Raste 44 Raste 45 Aktuatorteil 46 Aktuatorteil