DE102008033270A1

DE102008033270A1 - Elektromechanischer Aktuator, insbesondere für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102008033270A1
Application number: DE102008033270A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Grau; Ralf Mayer; Thorsten MEYERHÖFER
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-21
Also published as: US8613452B2; US20110140378A1; WO2010006878A1

Abstract

Elektromechanischer Aktuator, insbesondere für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Aktuatorelementen, die um eine gemeinsame Drehachse herum zueinander verdrehbar sind, wozu ein Elektromotor und ein mit diesem gekoppeltes Getriebe vorgesehen sind, wobei zur Übertragung eines Drehmoments der Elektromotor in einem Aktuatorelement angeordnet ist und eine Ausgangswelle des Getriebes mit dem anderen Aktuatorelement gekoppelt ist, wobei im drehmomentübertragenden Laststrang vom Elektromotor (9) zur Getriebeausgangswelle (14) eine mechanische Überlastkupplung (15) vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Aktuator, insbesondere für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Aktuatorelementen, die um eine gemeinsame Drehachse herum zueinander verdrehbar sind, wozu ein Elektromotor und ein mit diesem gekoppeltes Getriebe vorgesehen sind, wobei zur Übertragung eines Drehmoments der Elektromotor im einen Aktuatorelement angeordnet ist und eine Ausgangswelle des Getriebes mit dem anderen Aktuatorelement gekoppelt ist.
Hintergrund der Erfindung
Zur Steuerung insbesondere fahrwerksseitiger Komponenten werden im Automobilbau häufig hydraulische Systeme verwendet, die jedoch zunehmend durch elektromechanische Systeme ersetzt werden. Beispiele hierfür sind z. B. elektromechanische Lenkungen oder insbesondere elektrische Wankstabilisierungssysteme. Solche Systeme, beispielsweise ein Wankstabilisator, umfassen in der Regel einen elektromechanischen Aktuator, der einen Elektromotor sowie ein ihm nachgeschaltetes Getriebe aufweist. Über die Elektromotor-Getriebe-Kombination können zwei Aktuatorelemente gegeneinander verdreht werden. Im Falle eines Wankstabilisators sind die beiden Aktuatorelemente mit jeweils einer Drehstabfeder gekoppelt, die wiederum fahrwerkseitig gelagert und mit jeweils einem Rad über eine Pendelstange verbunden sind. Je nach Aktuatorverdrehung können Drehmomente aufgebaut und an die Drehstabfedern, die hierbei tordiert werden, übertragen werden, die wiederum der Wankbewegungskompensation dienen. Der grundsätzliche Aufbau beispielsweise eines solchen Wankstabilisators ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und muss nicht näher beschrieben werden.
Im Betrieb des Kraftfahrzeugs kann es, beispielsweise bei einer Schwellerüberfahrt, zu Lastspitzen kommen, die auf das elektromechanische System, hier also den Aktuator beispielsweise des Wankstabilisators, wirken. Bisher wird der Aktuator entsprechend ausgelegt, damit diese Lastspitzen aktuatorseitig aufgefangen werden können, das heißt, dass bei der Aktuatorauslegung bereits entstehende Lastspitzen, die je nach Anwendungsfall auch mehr als den zweifachen Wert deren Nennlast betragen können, berücksichtigt werden. Hierzu sind diese Systeme, also der Aktuator, entsprechend mechanisch deutlich größer dimensioniert, als es im Hinblick auf die eigentliche Nennlast erforderlich wäre, was zu höheren Kosten und Gewichtsnachteilen führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen elektromechanischen Aktuator anzugeben, der insbesondere bei Einsatz im Automobilbau wie beispielsweise einem Wankstabilisator trotz der einsatzbedingt auftretenden hohen Lastspitzen hinreichend klein dimensioniert bzw. ausgelegt werden kann.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem elektromechanischen Aktuator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Drehmoment übertragenden Laststrang vom Elektromotor zur Getriebeausgangswelle eine mechanische Überlastkupplung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auftretende Überlasten im System, also im Aktuator, durch geeignete Maßnahmen auf einen definierten Überlastwert zu reduzieren. Hierzu ist erfindungsgemäß eine Überlastsicherung in Form einer Überlastkupplung integriert, die die am Aktuator auftretenden Lasten auf eine definierte Überlast reduziert, die deutlich unter den Überlasten ohne Integration einer solchen Überlastsicherung liegen. Damit kann die Dimensionierung bezüglich maximaler Last und Einzelereignisse deutlich reduziert werden, nachdem die überlastbedingt stark beeinflussbaren Elemente, nämlich der Elektromotor respektive dessen Rotor, über die Überlastkupplung entkoppelt werden. Die Überlastkupplung ist in Bezug auf die Dynamik beim Auftreten der Überlast so zu integrieren, dass das oder die Elemente mit einer hohen Masseträgheit abgekoppelt werden, da bei dynamischen Missbrauchsfehlern wie beispielsweise einer Schwellerüberfahrt, die zu einer sehr kurzzeitig auftretenden, hohen Überlast führen, führt, gerade die im System vorhandene Massenträgheiten entscheidend für die auftretenden Überlasten sind. Gerade elektromechanische Systeme fügen durch die begrenzten Momentkapazitäten der verwendeten Elektromotoren, üblicherweise permanent erregte, bürstenlose Gleichstrommotoren, in der Regel über ein hochübersetzendes mechanisches Getriebe. Dies führt dazu, dass in der Regel der Rotor des Elektromotors die wesentliche mechanische Trägheit darstellt. Bei stoßartigen Belastungen, die wie beschrieben im elektrischen Wankstabilisator z. B. durch eine einseitige Schwellerüberfahrt verursacht werden, verhindert diese hohe Masseträgheit einen schnellen Momentenabbau und ist deshalb ursächlich für die mechanischen Überlasten, die auf den Aktuator wirken. Wird dagegen, wie erfindungsgemäß vorgesehen, eine reversible Überlastkupplung integriert, bevorzugt zwischen den Rotor des Elektromotors und das nachgeschaltete Getriebe, so wird erreicht, dass bei einem definierten Überlastmoment, das über die Auslegung der Überlastkupplung definiert wird, der Elektromotor respektive sein Rotor vom Getriebe entkoppelt wird, das heißt, dass damit auch die entsprechende Massenträgheit vom System entkoppelt wird und damit die Überlast am Aktua tor deutlich reduziert werden kann. Dabei ist es unerheblich, ob die Entkopplung direkt am Rotor des Elektromotors oder an einem anderen Übertragungsglied des Übersetzungsgetriebes angreift, wichtig ist lediglich die Entkopplung der eigentlichen Massenträgheit. Deshalb kann die erfindungsgemäß vorgesehene Überlastkupplung an unterschiedlichen Bereichen im Drehmoment übertragenden Laststrang vom Elektromotor zur Getriebeausgangwelle vorhanden sein.
Durch die Integration der Überlastsicherung kann auch einem weiteren Problem, das aus der Dämpfungscharakteristik des Elektromotors resultiert, begegnet werden. Beispielsweise bei einem elektrischen Wankstabilisator wird ein sicherer Zustand des Systems bei Ausfall der Elektrik dadurch angestrebt, dass der Elektromotor kurzgeschlossen wird und damit durch die daraus resultierende Dämpfung ein für die Fahrsicherheit sinnvoller und sicherer Zustand erreicht wird. Allerdings weist, wie sich herausgestellt hat, die Dämpfungscharakteristik des Elektromotors eine Besonderheit auf, die sicherheitskritisch ist. Das Dämpfungsmoment bei dem verwendeten permanent erregten bürstenlosen Gleichstrommotor zeigt ein drehzahlabhängiges Maximalmoment. Wird dieses Moment überschritten, nimmt das Dämpfungsmoment mit steigender Drehzahl ab und das für einen sicheren Betrieb erforderliche Dämpfungsmoment kann nicht mehr bereitgestellt werden, es kommt zu einem Überdrehen des gedämpften Motors. Dieses Überdrehen kann durch eine Limitierung des am Motor angreifenden Moments infolge der erfindungsgemäßen Integration der mechanischen Überlastkupplung verhindert werden, nachdem eine weitere Drehzahlsteigerung mit Erreichen des Eingangsmoments respektive des Entkopplungsmoments verhindert wird.
Insgesamt lässt die erfindungsgemäße Integration der mechanischen Überlastkupplung die kleinere Dimensionierung des Aktuators zu, da die maximal aufzufangenden Überlasten durch die Kupplung auf ein gegenüber der realen Überlast deutlich niedrigeres Maß reduziert werden kann. Das heißt, dass der Motor nur deutlich niedrigere Lastspitzen auffangen muss, was wiederum dazu führt, dass der Aktuator insgesamt vom Bauraum her kleiner und leichter sowie kostengünstiger ausgelegt werden kann.
Wie bereits beschrieben, ist es bei dem elektromechanischen Aktuator erfindungsgemäß erforderlich respektive zweckmäßig, die eigentlich die Massenträgheit darstellenden oder definierenden Elemente vom System zu entkoppeln. Wie beschrieben stellt der Rotor des Elektromotors die wesentliche mechanische Trägheit dar. Nachdem zwischen Rotor und Getriebeeingang ohnehin eine mechanische Schnittstelle gegeben ist, wird erfindungsgemäß die Überlastkupplung zweckmäßigerweise zwischen dem Elektromotorrotor und dem Eingang des nachgeschalteten Getriebes integriert, das heißt, der Rotor wird direkt entkoppelt. Denkbar wäre aber auch die Integration an einem anderen Übertragungsglied des Übersetzungsgetriebes.
Nach einer ersten Erfindungsalternative kann die Überlastkupplung eine axial oder radial wirkende federbelastete Rastkupplung sein. Diese über ein Drehmoment beaufschlagte Rastkupplung öffnet mit Erreichen des definierten Überlast-Drehmoments, das heißt, die miteinander verrastenden Kupplungselemente lösen sich voneinander, es kommt zu einem Überspringen der Raststellungen. Die Überlastkupplung kann dabei je nach Aufbau des Aktuators axial oder radial wirken.
Sie weist zweckmäßigerweise ein mit einem ersten Element, insbesondere dem Rotor, drehfest gekoppeltes erstes Rastierelement mit Rastaufnahmen sowie ein mit einem vom ersten Element zu entkoppelnden zweiten Element, insbesondere einem Sonnenrad des Getriebes, drehfest gekoppeltes zweites Rastierelement auf, von denen eines federbelastet ist, wobei entweder das zweite Rastierelement ebenfalls Rastaufnahmen aufweist und zwischen beiden Rastierelementen insbesondere kugelförmige Rastelemente vorgesehen sind, oder wobei am zweiten Rastierelement ein oder mehrere Rastvorsprünge, die eine Art Stirn- oder Radialverzahnung bilden, vorgesehen sind. Die beiden Rastierelemente sind also mit zwei Elementen, die über die Kupplung voneinander zu entkoppeln sind, verbunden. Dies kann der Rotor sein, während das andere Element das Sonnenrad oder Getriebeeingangsrad des Getriebes ist, wenn die Rastkupplung direkt zwischen den Rotor und das Getriebe gesetzt wird. Die Rastierungsausgestaltung kann unterschiedlich sein. Entweder weisen beide Rastierelemente, von denen eines federbelastet ist, entsprechende Rastausnehmungen auf, in die gemeinsame, zwischen beiden Rastierelementen befindliche Rastelemente, vornehmlich Rastkugeln, greifen. Im Falle des Öffnens der Kupplung rutschen die Rastelemente aus den Rastaufnahmen eines der Rastierelemente heraus, dieses dreht relativ zum anderen weiter, bis die Rastelemente nach Abnahme des anliegenden Moments in andere Rastieraufnahmen eingreifen, worüber die Kupplung wieder geschlossen wird. Anstelle solcher separater Rastelemente wäre es auch denkbar, an einem Rastierelement eine Verzahnung vorzusehen, die mit den Rastaufnahmen des anderen Rastierelements zusammenwirkt.
Insbesondere bei einer axial wirkenden Rastkupplung ist es zweckmäßig, wenn eines der Rastierelemente nach Art einer Scheibe und das andere nach Art einer Hülse ausgebildet ist, wobei in der Hülse ein Federelement, vorzugsweise eine Schraubenfeder, angeordnet ist. Gegen die Rückstellkraft der Feder wird die Hülse beim Öffnen der Kupplung und Lösen der Verrastung bewegt, die Feder drückt die Hülse wiederum in die Raststellung, worüber dann die Kupplung wieder geschlossen ist.
Bei einer axial wirkenden Rastkupplung ist es erforderlich, die Hülse sowie die Scheibe axial zu integrieren, beispielsweise zwischen Getriebe und Elektromotor. Um dies zu ermöglichen weist die Rastkupplung zweckmäßigerweise eine Welle auf, die mit dem Getriebeeingang, insbesondere einem Sonnenrad des Getriebes, drehfest verbunden ist, und die sich in den hohlzylindrischen Rotor erstreckt und mit dem einem Rastierelement verbunden ist, während das andere Rastierelement mit dem Rotor verbunden ist. Das auf der Welle befindliche Rastierelement ist zweckmäßigerweise die Hülse, die, da federbelastet, axial verschiebbar an der Welle gelagert ist. Infolge der Integration der Welle im Rotorinneren ist hinreichend Bauraum für die Integration der Hülse gegeben. Das andere Rastierelement, also die Scheibe, ist am Rotor vorgesehen, wobei die gewählte Konstruktion einen einfachen Aufbau respektive eine einfache Integration im Rotorinneren ermöglicht.
Nachdem wie beschrieben die Welle vom Getriebe kommend in den Rotor geführt wird, und dabei das rotorseitige Rastierelement, also die Scheibe, durchsetzt, ist es zweckmäßig, dieses Rastierelement auf der es durchsetzenden Welle gleit- oder wälzzulagern, so dass sich dort eine gute mechanische Abstützung ergibt.
Alternativ zur Ausbildung als Rastkupplung kann die Überlastkupplung auch als axial oder radial wirkende Reibkupplung ausgebildet sein. Bei einer solchen Reibkupplung sind die zu entkoppelnden Elemente über ein Reibelement verbunden, das reibschlüssig mit beiden Koppelpartnern verbunden ist. Solange das anliegende Drehmoment niedriger ist als das Losbrechmoment des Reibelements, sind beide Elemente drehfest miteinander verbunden. Ist das Drehmoment jedoch gleich oder größer als das Losbrechmoment, rutscht das Reibelement auf dem einen oder anderen Reibpartner, das heißt, beide drehen relativ zueinander, die Kupplung öffnet. Über die Wahl des Reibelements respektive die Ausgestaltung der Reibpartner kann ebenfalls auf einfache Weise die Überlast definiert werden, mithin also eine bedarfsabhängige exakte Auslegung erreicht werden.
Die Reibkupplung umfasst zweckmäßigerweise einen axial oder radial vorgespannten Reibring, der zwischen zwei voneinander zu entkoppelnden Elementen eingespannt ist. Im Falle einer Integration der Reibkupplung zwischen Rotor und Getriebe ist der radial vorgespannte Reibring zwischen der Getriebeeingangswelle, also letztlich dem Getriebesonnenrad, und einem diese übergreifenden rotorseitig vorgesehenen Ring in einem wellenseitig und/oder ringseitig vorgesehenen Aufnahmeraum angeordnet. Der Ring selbst ist zweckmäßigerweise mittels eines wellenseitig vorgesehenen Sicherungsring axial gesichert. Neben seiner Funktion im Rahmen der Reibkupplung kann der Ring auch der radialen Drehlagerung des Rotors dienen, denn es ist möglich, den Rotor über den Ring radial drehzulagern, das heißt, dass ein entsprechendes Wälzlager auf den Ring aufgesetzt ist.
Neben dem elektromechanischen Aktuator selbst betrifft die Erfindung ferner einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Drehstabfedern, die über einen Aktuator der beschriebenen Art verbunden sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Wankstabilisators mit einem erfindungsgemäßen Aktuator,
2 eine Schnittansicht durch den Aktuator aus 1,
3 eine vergrößerte Teilansicht des Aktuators aus 2 im Bereich der Rastkupplung, und
4 eine Detailansicht aus dem Aktuator einer zweiten Ausführungsform mit einer Reibkupplung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt einen Wankstabilisator 1, umfassend zwei Drehstabfedern 2, 3, die über entsprechende Lagerstellen 4, 5 fahrzeugseitig drehgelagert sind und mit ihren Enden 6, 7 über eine Pendelstange mit dem Rad des Kraftfahrzeugs, sei es ein Vorderrad oder ein Hinterrad, verbunden sind. Die beiden Drehstabfedern sind über einen erfindungsgemäßen Aktuator 8 miteinander verdrehbar verbunden.
2 zeigt eine Schnittansicht durch den Aktuator 8 aus 1. Gezeigt ist ein Elektromotor 9, der in einem ersten Aktuatorteil 10 nach Art eines Gehäuses aufgenommen ist. Dem Elektromotor nachgeschaltet ist ein Getriebe 11, das mit dem Rotor 12, der im Stator 13 drehbar aufgenommen ist, gekoppelt ist. Das Getriebe 11 weist eine drehbar gelagerte Getriebeabtriebswelle 14 auf, die mit der Drehstabfeder 2 verbunden ist. Auf der anderen Seite ist die Drehstabfeder 3 mit dem ersten Aktuatorelement 10 verbunden. Ersichtlich ist es über diesen Aufbau möglich, die beiden Drehstabfedern 2, 3 relativ zueinander zu verdrehen.
Zwischen den Elektromotor 9 und das Übersetzungsgetriebe 11 ist erfindungsgemäß eine Überlastkupplung 15 geschaltet, die im Detail in 3 näher gezeigt ist. Die Überlastkupplung 15 ist hier als Rastkupplung ausgeführt. Sie umfasst ein erstes Rastierelement 16, das scheibenartig ist und mit dem Rotor 12 drehfest verbunden ist. Das Rastierelement 16 ist in einer Hülse 17, die mit dem Rotor 12 verbunden ist, aufgenommen, über welche Hülse 17 die Drehlagerung des Rotors 12 über ein Wälzlager 18 realisiert ist. An der zum Rotorinneren gewandten Seite des ersten Rastierelements 16 beziehungsweise der Scheibe 16 sind Rastaufnahmen 19 vorgesehen, in die Rastelemente 20, hier Kugeln, eingreifen.
Dem ersten Rastierelement ist ein zweites Rastierelement 21 in Form einer Hülse zugeordnet, an deren Stirnfläche ebenfalls Rastaufnahmen 22 vorgesehen sind, die an der anderen Seite der kugelförmigen Rastelemente 20 angreifen. Das heißt, diese sind in jeweils einander gegenüberliegenden Rastaufnahmen 19, 22 aufgenommen. Das zweite Rastierelement oder die Hülse 21 ist über eine Schraubenfeder 23 federbelastet. Diese ist zum einen an der Innenseite des Hülsenbodens 24 aufgelagert, das andere Ende liegt an einem Mitnehmer 25 an. An diesem Mitnehmer 25 ist die Hülse 21 axial verschiebbar gelagert, so dass sie gegen die Rückstellkraft der Schraubenfeder 23 einfedern kann.
Der Mitnehmer 25 seinerseits befindet sich an einer Welle 26, die drehfest mit dem Sonnenrad 27 oder einer anderen Eingangswelle des Getriebes 11 verbunden ist. Die Welle 26 erstreckt sich ersichtlich vom Getriebe 11 kommend in das Rotorinnere, wo hinreichend Bauraum zur Verfügung steht, um die Scheibe 16 sowie die Hülse 21 zu integrieren.
Die Federkraft der Schraubenfeder 23 ist dabei so eingestellt, dass die Kugeln 20 bis zu einem definierten Drehmoment die Drehverbindung zwischen der Rastierscheibe 16 und der Rastierhülse 21 gewährleisten. Dies erfolgt durch die auf die Kugeln einwirkende Federkraft und die in der Hülse 21 und der Scheibe 16 vorgesehenen Rastaufnahmen 19, 22. Bei Überschreiten dieses Moments wird die Hülse 21 gegen die wirkende Rückstellkraft der Schraubenfeder 23 nach rechts geschoben, die Kugeln rasten entsprechend über, so dass die Drehverbindung bei Überschreiten des Überlastmoments zeitweise aufgehoben ist. Die Rastierscheibe 16 und die Hülse 21 drehen in diesem Fall entkoppelt relativ zueinander, sie sind in keiner festen Drehverbindung mehr, so dass ein etwaiges auf den Elektromotor 9 vom Getriebe 11 her einwirkendes Überlastmoment entkoppelt wird und nicht auf den Rotor 12 durchgreift. Sobald das anliegende Überlastmoment kleiner dem Äquivalent der Verrastung und der daran anliegenden Federkraft ist, ist die Momentmitnahme zwischen dem Rotor 12 und dem Eingang des Getriebes 11 wieder gewährleistet. Die Relativbewegung und die damit verbundene Reibung beim Durchrasten wird über ein Gleitlager 28, über das die Scheibe 16 auf der Welle 26 gleitgelagert ist, reduziert. Anstelle des Gleitlagers kann dort auch ein Wälzlager vorgesehen sein. Alternativ kann zur gezielten Erhöhung der Reibung auch ein Reibbelag eingesetzt werden.
Wenngleich hier die Hülse 21 angefedert ist, wäre es grundsätzlich auch denkbar, in umgekehrter Funktionsweise die Scheibe 16 axial verschiebbar und federgelagert am Rotor 12 anzubinden. Die Hülse 21 wäre dann ein starres, ungefedertes Element, das mit dem Getriebe dreht, während die Scheibe 16 mit dem Rotor dreht, wie dies auch bei der Ausgestaltung gemäß 3 der Fall ist.
Während 3 eine axial wirkende Rastkupplung zeigt, ist es selbstverständlich auch denkbar, die Rastkupplung auch radial auszugestalten. Die Rastkupplung wäre auch in diesem Fall in das Innere des Rotors 12 integrierbar.
4 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform eines Aktuators 8, wobei auch hier nur ein Teilausschnitt gezeigt ist. Soweit möglich, werden gleiche Bezugszeichen verwendet.
Vorgesehen ist wiederum ein Elektromotor 9 sowie ein Getriebe 11, die hier wiederum über eine Überlastkupplung 15 voneinander entkoppelbar sind. Die Überlastkupplung 15 ist hier jedoch als Reibkupplung ausgeführt. Die Reibkupplung wirkt hier radial und entkoppelt wiederum den Rotor 12 des Elektromotors 9 vom Getriebeeingang, hier wiederum dem Sonnenrad 27. Das Sonnenrad 27 weist hier einen verlängerten Zapfen 32 auf, der von einem rotorseitig vorgesehenen Lagersitz am Rotor 29 übergriffen ist. Der Lagersitz 29 ist drehfest mit dem Rotor 12 verbunden und an der anderen Seite über das Wälzlager 18, das die Rotordrehlagerung übernimmt, aufgelagert. Der Lagersitz 29 weist eine nutartige Eintiefung 30 auf, in der ein Reibelement 31 in Form eines vorgespannten Reibrings aufgenommen ist. Dieser liegt reibschlüssig an der Innenseite der nutartigen Eintiefung 30 sowie an der Außenseite des Zapfens 32 des Sonnenrades 27 an. Die axiale Sicherung des Lagersitzes 29 wird über einen Sicherungsring 33, der an dem Zapfen 32 vorgesehen ist, sichergestellt, an der anderen Seite ist der Lagersitz an dem Rotor 12 verspannt.
Die Vorspannung des Reibrings 31 wird nun so eingestellt, dass ein definiertes Drehmoment über die Drehverbindung zwischen dem Sonnenrad 27 und dem Rotor 12 reibschlüssig übertragen werden kann. Sobald das anliegende Moment größer als das Losbrechmoment ist, rutscht die Verbindung mit einem konstanten Reibmoment. Wird das anliegende Moment kleiner als das Reibmoment, ist die Momentenmitnahme zwischen Rotor 12 und Getriebeeingang, also dem Sonnenrad 27, wieder gewährleistet.

1: Wankstabilisator
2: Drehstabfeder
3: Drehstabfeder
4: Lagerstelle
5: Lagerstelle
6: Ende
7: Ende
8: Aktuator
9: Elektromotor
10: Aktuatorelement
11: Getriebe
12: Rotor
13: Stator
14: Getriebeabtriebswelle
15: Überlastkupplung
16: Rastierelement (Scheibe)
17: Hülse
18: Wälzlager
19: Rastaufnahme
20: Rastelement
21: Rastierelement (Hülse)
22: Rastaufnahme
23: Schraubenfeder
24: Hülsenboden
25: Mitnehmer
26: Welle
27: Sonnenrad
28: Gleitlager
29: Lagersitz am Rotor
30: Eintiefung
31: Reibelement
32: Zapfen

Claims

Elektromechanischer Aktuator, insbesondere für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Aktuatorelementen, die um eine gemeinsame Drehachse herum zueinander verdrehbar sind, wozu ein Elektromotor und ein mit diesem gekoppeltes Getriebe vorgesehen sind, wobei zur Übertragung eines Drehmoments der Elektromotor im einen Aktuatorelement angeordnet ist und eine Ausgangswelle des Getriebes mit dem anderen Aktuatorelement gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im drehmomentübertragenden Laststrang vom Elektromotor (9) zur Getriebeausgangswelle (14) eine mechanische Überlastkupplung (15) vorgesehen ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (15) zwischen einem Rotor (12) des Elektromotors (9) und dem Eingang (27) des nachgeschalteten Getriebes (11) vorgesehen ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (15) eine axial oder radial wirkende federbelastete Rastkupplung ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass die Rastkupplung ein mit einem ersten Element, insbesondere dem Rotor (12), drehfest gekoppeltes erstes Rastierelement (16) mit Rastaufnahmen (19) sowie ein mit einem vom ersten Element (12) zu entkoppelnden zweiten Element, insbesondere einem Sonnenrad (27) des Getriebes (11), drehfest gekoppeltes zweites Rastierelement (21), von denen eines federbelastet ist, umfasst, wobei entweder das zweite Rastierelement (21) ebenfalls Rastaufnahmen (22) aufweist und zwischen beiden Rastierelementen (16, 21) insbesondere kugelförmige Rastelemente (20) vorgesehen sind, oder wobei am zweiten Rastierelement (21) ein oder mehrere Rastvorsprünge vorgesehen sind.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Rastierelemente als Scheibe (16) und das andere als Hülse (21) ausgebildet ist, wobei in der Hülse (21) ein Federelement (23) angeordnet ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkupplung eine Welle (26) umfasst, die mit dem Getriebeeingang, insbesondere einem Sonnenrad (27) des Getriebes (11), drehfest verbunden ist, und die sich in den Rotor (12) erstreckt und mit dem einen Rastierelement (21) verbunden ist, während das andere Rastierelement (16) mit dem Rotor (12) verbunden ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Welle (26) drehfest verbundene und federbelastete Rastierelement, insbesondere in Form der federbelasteten Hülse (21), axial verschiebbar an der Welle (26) gelagert ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Rotor (12) verbundene Rastierelement (16) auf der es durchsetzenden Welle (26) gleit- oder wälzgelagert ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (15) eine axial oder radial wirkende Reibkupplung ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkupplung einen axial oder radial vorgespannten Reibring (31) umfasst, der zwischen zwei voneinander zu entkoppelnden Elemente (27, 29) eingespannt ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der radial vorgespannte Reibring (31) zwischen der Getriebeeingangswelle (27) und einem diese übergreifenden rotorseitig vorgesehenen Ring (29) in einem wellenseitig und/oder ringseitig vorgesehenen Aufnahmeraum (30) angeordnet ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (30) mittels eines wellenseitig vorgesehenen Sicherungsring (33) axial gesichert ist.
Elektromechanischer Aktuator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (12) über den Ring (30) radial drehgelagert ist.
Wankstabilisator (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Drehstabfedern (2, 3), die über einen Aktuator (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche verbunden sind.