DE102005007211A1 - Divided stabilizer for motor vehicle has electric motor with a rotor surrounding the stator from outside whereby permanent magnet is provided at the inner circumference of rotor directed towards the stator - Google Patents

Divided stabilizer for motor vehicle has electric motor with a rotor surrounding the stator from outside whereby permanent magnet is provided at the inner circumference of rotor directed towards the stator Download PDF

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Abstract

Divided stabilizer has an integrated oscillating motor (1) to control rolling. At least one housing part is connected with the corresponding stabilizer part for torque transmission. The electric motor has a rotor (9) surrounding the stator (8) from outside. A permanent magnet (9') is provided at the inner circumference of the rotor directed towards the stator.

Description

Die Erfindung betrifft einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator mit einem eingebauten elektrischen Schwenkmotor nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The The invention relates to a split motor vehicle stabilizer a built-in electric swivel motor according to the preamble of the first claim.

Es ist bereits bekannt, einen Kraftfahrzeugstabilisator in eine erste, der Aufhängung des linken Rades einer Fahrzeug-Achse zugeordnete Stabilisatorhälfte und in eine zweite, der Aufhängung des rechten Rades dieser Fahrzeug-Achse zugeordnete Stabilisatorhälfte zu unterteilen. Sind diese Stabilisatorhälften um deren gemeinsame Längsachse gegeneinander verdrehbar, kann gegenüber Fahrwerken mit einstückigem Stabilisator eine deutlich gesteigerte Wankstabilität erreicht werden, wenn zwischen den beiden Stabilisatorhälften ein geeigneter Schwenkmotor vorgesehen ist, der aufgrund einer geeigneten Ansteuerung diese Stabilisatorhälften bedarfsgerecht gegeneinander verdreht.It is already known, a motor vehicle stabilizer in a first, the suspension the left wheel of a vehicle axle associated stabilizer half and in a second, the suspension the right wheel of this vehicle axle associated stabilizer half divide. These stabilizer halves are about their common longitudinal axis can be rotated against each other, compared to chassis with one-piece stabilizer a significantly increased roll stability can be achieved if between the two stabilizer halves a suitable pivot motor is provided, which due to a suitable Activation of these stabilizer halves as required twisted against each other.

Ein elektromechanischer Schwenkmotor umfasst mindestens einen Elektromotor und ein mechanisches Getriebe. Damit erhält man einen Stabilisator, dessen beide Stabilisatorhälften, die durch den elektromechanischen Schwenkmotor miteinander verbunden sind, durch diesen gezielt zueinander verdreht werden können, damit ein gewünschtes Stabilisatormoment erzeugt wird, welches dann das Wanken des Fahrzeug-Aufbaus verhindert.One Electromechanical swivel motor comprises at least one electric motor and a mechanical transmission. This gives you a stabilizer, whose two stabilizer halves, which are interconnected by the electromechanical swing motor are, by this targeted to each other can be twisted, so a desired one Stabilizer torque is generated, which then the shaking of the vehicle body prevented.

Bei elektrischen Schwenkmotoren mit Kurvenrollengetriebe zur Wankregelung befindet sich der Stator des Elektromotors in der Außenhülse des Getriebes. Dies ist zugleich das Gehäuse des Schwenkmotors. Der Stator ist gegenüber dem Gehäuse kraftschlüssig verbunden.at electric swivel motors with curved roller gear for roll control is the stator of the electric motor in the outer sleeve of the transmission. This is also the case the swing motor. The stator is positively connected to the housing.

Die DE 198 46 275 A1 beschreibt einen geteilten Stabilisator mit eingebautem elektrischem Schwenkmotor zur Wankregelung. Der Schwenkmotor besteht aus Elektromotor, Untersetzungsgetriebe und Bremse. Der Stator des Elektromotors ist ebenfalls, den Rotor umgebend, im Gehäuse befestigt. Ein solcher Schwenkmotor mit einem schnell drehenden Elektromotor und einem Getriebe hoher Übersetzung, um ein hohes Stellmoment erreichen zu können, benötigt aufgrund der erforderlichen hohen Übersetzung ein drei- bis vierstufiges Planetengetriebe oder ein Getriebe anderer Bauart mit sehr hoher Übersetzung, zum Beispiel ein Wolfromgetriebe.The DE 198 46 275 A1 describes a split stabilizer with built-in electric swivel motor for roll control. The swivel motor consists of electric motor, reduction gear and brake. The stator of the electric motor is also, surrounding the rotor, mounted in the housing. Such a swivel motor with a high-speed electric motor and a high-ratio transmission in order to achieve a high control torque required due to the required high gear ratio, a three- to four-stage planetary gear or a gearbox of other types with very high gear ratio, for example, a Wolfromgetriebe.

Durch diese hohe Übersetzung von i = 100 bis i = 150 entsteht abtriebsseitig ein sehr hohes Trägheitsmoment, das sich in einer niedrigen Eigenfrequenz der Rotationsträgheiten auf den Stabilisatorhälften widerspiegelt, die im geforderten Arbeitsbereich des Schwenkmotors liegt. Bei mehrstufigen Planetengetrieben nimmt das Getriebespiel und die Länge mit jeder Stufe zu. Durch die hohe Übersetzung muss der Motor sehr schnell drehen und beschleunigen. Dadurch wird viel elektrische Leistung zur Beschleunigung der sich bewegenden Teile verbraucht.By this high translation from i = 100 to i = 150 the output side produces a very high moment of inertia, this results in a low natural frequency of the rotational inertia on the stabilizer halves reflected in the required working range of the swing motor lies. In multi-stage planetary gearboxes, the gearbox clearance decreases and the length with each stage too. Due to the high ratio of the engine must be very turn and accelerate quickly. This will be a lot of electrical Power consumed to accelerate the moving parts.

Die bekannten Getriebe mit sehr hoher Übersetzung haben den Nachteil eines schlechten, tendenziell mit zunehmender Übersetzung abnehmenden Wirkungsgrades.The known transmissions with very high translation have the disadvantage a poor efficiency, which tends to decrease with increasing translation.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Schwenkmotor für einen geteilten Stabilisator zur Wankregelung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem obige Nachteile vermieden werden.It Object of the invention is an electric swing motor for a to provide a split stabilizer for roll control for a motor vehicle, in which the above disadvantages are avoided.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.The Task is solved by the features of the first claim. preferred Executions of the Invention describe the dependent Claims.

Nach der Erfindung besitzt ein geteilter Kraftfahrzeugstabilisator einen eingebauten Schwenkmotor zur Wankregelung, der mindestens aus einem Verstellantrieb aus Elektromotor und Schwenkmotorgetriebe und aus einem Gehäuse besteht. Dabei ist mindestens ein Gehäuseteil mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil zur Drehmomentübertragung verbunden. Der Elektromotor besitzt einen den Stator außen umgebenden Rotor, der an seinem Innenumfang mit zum Stator hin gerichteten Permanentmagneten versehenen ist.To The invention has a shared motor vehicle stabilizer a built-in swivel motor for roll control, the at least one adjustment consists of electric motor and swivel motor gear and a housing. Here is at least one housing part with an associated Stabilizer part for torque transmission connected. The electric motor has a stator surrounding the outside Rotor, which directed on its inner circumference with the stator towards Permanent magnet is provided.

Vorteilhafterweise besitzt ein solcher Elektromotor ein sehr hohes Drehmoment bei geringen Drehzahlen. Hierdurch lässt sich eine niedrige Getriebeübersetzung zwischen i = 10 und i = 20 realisieren. Der Motor ist vorteilhafterweise einfach aufgebaut aus einem innen liegenden Stator und einem diesen umgebenden Rotor. Letzterer besteht aus einem mit Permanentmagneten besetzten Rohr. Die Wandstärke des Rotors kann möglichst dünn gehalten werden, für ein kleines Rotationsträgheitsmoment. Das sich zeitlich ändernde Magnetfeld wird vom Stator erzeugt. Durch das geringe Trägheitsmoment des Schwenkmotors ist die erreichbare Dynamik sehr hoch und dessen Eigenfrequenz liegt in einem Bereich, der oberhalb seines Arbeitsbereiches liegt. Hierdurch lässt sich eine bessere Regelung erzielen. Der Leistungsverbrauch bei schnellen Drehzahländerungen ist aufgrund der geringen Trägheit niedriger als bei den anderen elektrischen Konzepten.advantageously, has such an electric motor has a very high torque at low speeds. This leaves a low gear ratio between i = 10 and i = 20 realize. The engine is advantageous simply constructed from an internal stator and a stator surrounding rotor. The latter consists of a permanent magnet occupied pipe. The wall thickness the rotor can as possible kept thin be, for a small moment of inertia of rotation. The time-changing Magnetic field is generated by the stator. Due to the low moment of inertia the swing motor is the achievable dynamics are very high and its Natural frequency is in an area that is above its working range. This leaves get better regulation. The power consumption at fast speed changes is lower due to the low inertia as with the other electrical concepts.

Durch den dünnwandigen Rotor liegt der Arbeitsluftspalt vorteilhaft weit außen, so dass der große Hebelarm des Kraftangriffspunkts und die große Magnetfläche sich positiv auf das erzielbare Motormoment auswirken.Due to the thin-walled rotor, the working air gap is advantageously far out, so that the large The lever arm of the force application point and the large magnetic surface have a positive effect on the achievable engine torque.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind zum Beispiel dadurch gekennzeichnet, dass der Stator des Elektromotors innerhalb des Rotors im Gehäuse eingebaut ist. Dabei kann der Elektromotor vorteilhafterweise ein bürstenloser Elektromotor und das Schwenkmotorgetriebe ein ein- oder zweistufiges Planetengetriebe sein, dessen Antrieb vorzugsweise über das Sonnenrad und dessen Abtrieb über den Planetenradträger erfolgt. Wenn dann noch der Stator als Hohlzylinder ausgebildet ist und an seinem Innenumfang mit dem Gehäuse verbunden ist, das in diesem Bereich ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet ist, an dessen Innenumfang der Rotor verdrehbar gelagert ist, entsteht ein einfacher Aufbau des Schwenkmotors.preferred embodiments are for example characterized in that the stator of the electric motor installed in the housing inside the rotor is. In this case, the electric motor advantageously a brushless Electric motor and the swivel motor gear a one or two-stage planetary gear be whose drive preferably via the sun gear and its Downforce over the planet carrier he follows. If then still the stator formed as a hollow cylinder is and is connected at its inner circumference with the housing, in this Region is also formed as a hollow cylinder, on the inner circumference the rotor is rotatably mounted, creating a simple structure the swing motor.

Dieser einfache Aufbau mit wenigen Teilen vermindert potentielle Versagensmöglichkeiten und hilft, die Herstellkosten gering zu halten. Kosteneinsparungen entstehen durch das Getriebe geringer Übersetzung und durch den in wenigen Arbeitsschritten aufzubauenden Motor.This simple construction with few parts reduces potential failure possibilities and helps to keep the manufacturing costs low. cost savings caused by the gearbox lower gear ratio and by the in a few steps to build engine.

Zusätzlich kann noch die Verzahnung des angetriebenen Sonnenrads, in Längsrichtung gesehen, an einem Ende eines fliegend, zentrisch im Gehäuse verdrehbar gelagerten Rotorlagerzapfens angebracht sein und der Rotorlagerzapfen kann zwischen der Verzahnung und der fliegenden Lagerung einen Bund zur Außendurchmesservergrößerung besitzen, der den den Stator außen umgebenden Rotor trägt.In addition, can still the teeth of the driven sun gear, in the longitudinal direction Seen, at one end of a flying, centric in the housing rotatable mounted rotor journal and the rotor bearing journal can covenant between the gearing and the flying bearing to enlarge the outer diameter, the outside of the stator wearing surrounding rotor.

Vorteilhafterweise bildet dann der Rotorlagerzapfen mit dem Bund und dem Rotor eine kreisringartige Nut, in die sich das Gehäuse mit dem Stator hinein erstreckt.advantageously, then forms the rotor bearing journal with the collar and the rotor one annular groove into which the housing extends with the stator.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Dazu zeigt die einzige Figur in einer Schnittdarstellung einen erfindungsgemäßen elektrischen Schwenkmotor für einen Kraftfahrzeugstabilisator zum Verdrehen zweier Stabilisatorhälften gegeneinander.One preferred embodiment The invention is described in the following description and the accompanying drawings shown in more detail. For this purpose, the single figure in a sectional view shows an electrical according to the invention Swing motor for a motor vehicle stabilizer for rotating two stabilizer halves against each other.

Ein in einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator 5, 5' eingebauter elektrischer Schwenkmotor 1 ist in der Figur dargestellt, umfassend einen Elektromotor als Verstellantrieb 2 und ein mechanisches Schwenkmotorgetriebe 3. Die gewählte Getriebeübersetzung des Schwenkmotorgetriebes 3 ist konstant. Die Dynamik des Gesamtsystems ist dabei maßgeblich durch die Getriebeübersetzung, die Massenträgheit des Systems und die Torsionssteifigkeit der beiden Stabilisatorhälften 5, 5' gekennzeichnet.One in a shared vehicle stabilizer 5 . 5 ' built-in electric swivel motor 1 is shown in the figure, comprising an electric motor as adjustment 2 and a mechanical swing motor gearbox 3 , The selected gear ratio of the swing motor gearbox 3 is constant. The dynamics of the overall system is determined by the gear ratio, the inertia of the system and the torsional rigidity of the two stabilizer halves 5 . 5 ' characterized.

Am Gehäuse 4 ist die eine Stabilisatorhälfte 5 und am Getriebeabtriebselement 6 die andere Stabilisatorhälfte 5' befestigt. Bruchteile der Stabilisatorhälften 5, 5' sind in der Figur gezeigt, woraus hervorgeht, dass die Stabilisatorhälften 5, 5' im Bereich der Befestigung koaxial zum Schwenkmotor 1 angeordnet sind. Die Drehmomentübertragung auf die Stabilisatorhälften 5, 5' erfolgt über eine geeignete Wellen-Nabenverbindung, gezeichnet sind hier Verzahnungen 7, 7' zwischen dem Gehäuse 4 und der einen Stabilisatorhälfte 5 beziehungsweise zwischen dem Getriebeabtriebselement 6 und der anderen Stabilisatorhälfte 5'.At the housing 4 is the one stabilizer half 5 and on the transmission output member 6 the other stabilizer half 5 ' attached. Fractions of stabilizer halves 5 . 5 ' are shown in the figure, from which it can be seen that the stabilizer halves 5 . 5 ' in the area of attachment coaxial with the swivel motor 1 are arranged. The torque transmission to the stabilizer halves 5 . 5 ' takes place via a suitable shaft-hub connection, here are drawn gears 7 . 7 ' between the case 4 and the one stabilizer half 5 or between the transmission output member 6 and the other stabilizer half 5 ' ,

Zur Wankregelung wird der Elektromotor bestromt, der dann sein Drehmoment an das Schwenkmotorgetriebe 3 abgibt. Der Elektromotor ist so ausgeführt, dass er einen den Stator 8 außen umgebenden Rotor 9 besitzt, der an seinem Innenumfang mit zum Stator 8 hin gerichteten Permanentmagneten 9' versehen ist. Der Stator 8 des bürstenlosen Elektromotors ist innerhalb des Rotors 9 im Gehäuse 4 eingebaut. Dazu ist der Stator 8 als Hohlzylinder ausgebildet und an seinem Innenumfang mit dem Gehäuse 4 verbunden, das in diesem Bereich ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet ist, an dessen Innenumfang der Rotor 9 mittels Wälzlagern 10 über den Rotorlagerzapfen 11, fliegend, zentrisch im Gehäuse 4 verdrehbar gelagert angebracht ist. In Längsrichtung gesehen, am anderen Ende besitzt der Rotor 9 eine Verzahnung 12, die ein Sonnenrad 13 des mechanischen Schwenkmotorgetriebes 3 bildet, das als zweistufiges Planetengetriebe ausgeführt ist.For roll control, the electric motor is energized, which then its torque to the swing motor gear 3 emits. The electric motor is designed so that it has a stator 8th outside surrounding rotor 9 owns, on its inner circumference with the stator 8th directed towards permanent magnets 9 ' is provided. The stator 8th of the brushless electric motor is inside the rotor 9 in the case 4 built-in. This is the stator 8th designed as a hollow cylinder and on its inner circumference with the housing 4 connected, which is also formed in this area as a hollow cylinder, on the inner circumference of the rotor 9 by means of rolling bearings 10 over the rotor bearing journal 11 , flying, centric in the housing 4 mounted rotatably mounted. Seen in the longitudinal direction, at the other end has the rotor 9 a gearing 12 a sun wheel 13 of the mechanical swivel motor gearbox 3 forms, which is designed as a two-stage planetary gear.

Zwischen der Verzahnung 12 und den Wälzlagern 10 seiner fliegenden Lagerung besitzt der Rotorlagerzapfen 11 einen Bund 16 zur Außendurchmesservergrößerung, der den den Stator 8 außen umgebenden Rotor 9 trägt. Der Rotorlagerzapfen 11 bildet mit dem Bund 16 und dem Rotor 9 eine kreisringartige Nut 15, in die sich das Gehäuse 4 mit dem Stator 8 hinein erstreckt. Rotorlagerzapfen 11, Bund 16, Rotor 9 und Sonnenrad 13 können einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein.Between the teeth 12 and the rolling bearings 10 its flying bearing has the rotor journal 11 a covenant 16 to the outer diameter enlargement of the the stator 8th outside surrounding rotor 9 wearing. The rotor bearing journal 11 forms with the covenant 16 and the rotor 9 a circular groove 15 into which the case is 4 with the stator 8th extends into it. Rotor bearing journals 11 , Federation 16 , Rotor 9 and sun gear 13 can be made in one piece or in several parts.

Der Abtrieb des Planetengetriebes erfolgt über einen Planetenradträger 14, der formschlüssig mit dem Getriebeabtriebselement 6, und damit mit der anderen Stabilisatorhälfte 5', verbunden ist.The output of the planetary gear is via a planet carrier 14 , the form-fitting with the transmission output member 6 , and thus with the other stabilizer half 5 ' , connected is.

Claims (8)

Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator mit einem eingebauten Schwenkmotor (1) zur Wankregelung, der mindestens aus einem Verstellantrieb (2) aus Elektromotor und Schwenkmotorgetriebe (3) und aus einem Gehäuse (4) besteht, wobei mindestens ein Gehäuseteil mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil (5) zur Drehmomentübertragung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor einen, den Stator (8) außen umgebenden Rotor (9) besitzt, der an seinem Innenumfang mit zum Stator (8) hin gerichteten Permanentmagneten (9') versehen ist.Divided vehicle stabilizer with a built-in swivel motor ( 1 ) for roll control, the at least one adjustment ( 2 ) of electric motor and swivel motor gear ( 3 ) and from a housing ( 4 ), wherein at least one Housing part with an associated stabilizer part ( 5 ) is connected to the torque transmission, characterized in that the electric motor one, the stator ( 8th ) outside surrounding rotor ( 9 ), which at its inner circumference with the stator ( 8th ) directed towards permanent magnets ( 9 ' ) is provided. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) des Elektromotors innerhalb des Rotors (9) im Gehäuse (4) eingebaut ist.Split motor vehicle stabilizer according to claim 1, characterized in that the stator ( 8th ) of the electric motor within the rotor ( 9 ) in the housing ( 4 ) is installed. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein bürstenloser Elektromotor ist.Shared motor vehicle stabilizer after one of claims 1 or 2, characterized in that the electric motor is a brushless Electric motor is. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkmotorgetriebe (3) ein ein- oder zweistufiges Planetengetriebe ist.Split motor vehicle stabilizer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the swivel motor gear ( 3 ) is a one or two-stage planetary gear. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Planetengetriebes über ein Sonnenrad (13) und der Abtrieb über einen Planetenradträger (14) erfolgt.Divided vehicle stabilizer according to claim 4, characterized in that the drive of the planetary gear via a sun gear ( 13 ) and the output via a planet carrier ( 14 ) he follows. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) als Hohlzylinder ausge bildet ist und an seinem Innenumfang mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, das in diesem Bereich ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet ist, an dessen Innenumfang der Rotor (9) verdrehbar gelagert ist.Split motor vehicle stabilizer according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the stator ( 8th ) is formed out as a hollow cylinder and on its inner circumference with the housing ( 4 ) is connected, which is also formed in this area as a hollow cylinder, on the inner circumference of the rotor ( 9 ) is rotatably mounted. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (12) des angetriebenen Sonnenrads (13), in Längsrichtung gesehen, an einem Ende eines fliegend, zentrisch im Gehäuse verdrehbar gelagerten Rotorlagerzapfens (11) angebracht ist und dass der Rotorlagerzapfen (11), zwischen der Verzahnung (12) und der fliegenden Lagerung, einen Bund (16) zur Außendurchmesservergrößerung besitzt, der den den Stator (8) außen umgebenden Rotor (9) trägt.Divided vehicle stabilizer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the toothing ( 12 ) of the driven sun gear ( 13 ), seen in the longitudinal direction, at one end of a rotor, rotatably mounted centrally rotatably mounted in the housing bearing journal ( 11 ) is mounted and that the rotor bearing journal ( 11 ), between the teeth ( 12 ) and the flying storage, a bundle ( 16 ) to the outer diameter enlargement, which the the stator ( 8th ) outside surrounding rotor ( 9 ) wearing. Geteilter Kraftfahrzeugstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagerzapfen (11) mit dem Bund (16) und dem Rotor (9) eine kreisringartige Nut (15) bilden, in die sich das Gehäuse (4) mit dem Stator (8) hinein erstreckt.Split motor vehicle stabilizer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor bearing journal ( 11 ) with the federal government ( 16 ) and the rotor ( 9 ) an annular groove ( 15 ), in which the housing ( 4 ) with the stator ( 8th ) extends into it.
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