DE102009037084A1

DE102009037084A1 - Wankstabilisator-Anordnung eines Fahrzeugs mit einer Einrichtung zur Bedämpfung von Wankbewegungen

Info

Publication number: DE102009037084A1
Application number: DE200910037084
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schmidt; Markus Dr. Nyenhuis
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2011-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wankstabilisator-Anordnung eines zweispurigen Fahrzeugs mit einer Einrichtung zur Bedämpfung von Wankbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus, wobei ein Mittel zur Übertragung des sich bei einer Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus zwischen den beiden Endbereichen des geraden, sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckenden Abschnitts des Wankstabilisators einstellenden Torsionswinkels auf die Bedämpfungseinrichtung vorgesehen ist, welche in Form eines elektrischen Generators ausgebildet ist, dessen Pole, an denen die von diesem erzeugte Energie abgreifbar ist, direkt oder unter Zwischenschaltung eines Verbrauchers miteinander verbindbar sind. Der Verbraucher kann durch einen veränderbaren elektrischen Widerstand und/oder durch einen Energiespeicher gebildet sein. Vorzugsweise enthält das genannte Mittel zur Übertragung des sich einstellenden Torsionswinkels ein Getriebe in Form eines Planetengetriebes, dessen Hohlrad mit einem Endbereich des geraden Abschnitts des Wankstabilisators drehfest verbunden ist, während das Sonnenrad den Rotor des mit seinem Stator am anderen Endbereich des Wankstabilisators abgestützten Generators antreibt. Vorzugsweise wird ein mehrstufiges Getriebe, vorzugsweise gebildet aus mehreren Planetenstufen, verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wankstabilisator-Anordnung eines zweispurigen Fahrzeugs mit einer Einrichtung zur Bedämpfung von Wankbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus, wobei ein Mittel zur Übertragung des sich bei einer Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus zwischen den beiden Endbereichen des im wesentlichen geraden, sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckenden Abschnitts des Wankstabilisators einstellenden Torsionswinkels auf die Bedämpfungseinrichtung vorgesehen ist. Zum Stand der Technik wird auf die DE 10 2006 057 891 A1 verwiesen.
In der genannten Schrift ist eine Wankstabilisierungs- und Wankdämpfungs-Anordnung für die Achse eines zweispurigen Fahrzeugs gezeigt, wobei ein rechtsseitiges und ein linksseitiges jeweils zumindest anteilig in Vertikalrichtung verlagerbares Radführungselement über einen am Fahrzeug-Aufbau verdrehbar gelagerten Torsionsstab mit Hebelarmen miteinander verbunden sind und wobei weiterhin zumindest ein eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Radführungselementen bedämpfendes Dämpferelement vorgesehen ist, das über ein im wesentlichen torsionssteifes und den genannten Torsionsstab umhüllendes Rohr mit den Radführungselementen zusammenwirkt. Dabei ist das Dämpferelement als Rotationsdämpfer ausgeführt und konzentrisch zum Torsionsstab zwischen diesem und dem Rohr angeordnet.
In der vorliegenden Patentanmeldung werden teilweise etwas andere Begriffe verwendet, und zwar wird vorliegend der „Torsionsstab” aus der genannten Schrift als im wesentlichen gerader, sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckender Abschnitt eines bzw. des Wankstabilisators bezeichnet und es wird vorliegend anstelle des Begriffs „Dämpferelement” der Begriff „Bedämpfungseinrichtung” verwendet.
Grundsätzlich weist die aus der genannten Schrift bekannte Anordnung Vorteile auf, nämlich erstens dass überhaupt eine Bedämpfung der Wankbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus möglich ist und dass zweitens diese vorgeschlagene Anordnung relativ wenig zusätzlichen Bauraum benötigt, jedoch ist – ohne die vorliegende Erfindung durch Nennung dieser besagten Schrift als nächstkommenden Stand der Technik auf eine bestimmte bauliche Anordnung beschränken zu wollen – eine weitere signifikante Verbesserung möglich, die aufzuzeigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.
Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Wankstabilisator-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfungseinrichtung in Form eines elektrischen Generators ausgebildet ist, dessen Pole, an denen die von diesem (= Generator) erzeugte Energie abgreifbar ist, direkt oder unter Zwischenschaltung eines Verbrauchers miteinander verbindbar sind. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Es wurde erkannt, dass ein (oder wie in der genannten Schrift gezeigt zwei) Rotationsdämpfer, welche(r) im bekannten Stand der Technik als Bedämpfungseinrichtung verwendet wird (oder werden), ein relativ aufwändiges Bauelement darstellt bzw. darstellen, welche(s) zudem nicht in einfacher Weise auf dem Wankstabilisator aufbringbar ist (oder sind). Vorliegend wird nun vorgeschlagen, anstelle eines Rotationsdämpfers einen elektrischen Generator als Bedämpfungseinrichtung vorzusehen, welcher zwar ebenfalls kein simples Bauteil ist, welcher jedoch einen signifikanten zusätzlichen Vorteil aufweist, nämlich dass die Intensität der Bedämpfung zumindest in zwei Stufen veränderbar ist. Wird nämlich vom Generator die in diesem erzeugte elektrische Energie nicht abgegriffen, so ist dessen Widerstandsmoment gegen eine Verdrehbewegung des Generator-Rotors gegenüber dem Generator-Statur von einem anderen Wert als bei einem Abgriff der im elektrischen Generator erzeugten Energie. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch ein Kurzschluss der beiden (elektrischen) Pole des Generators als Abgriff von elektrischer Energie zu verstehen ist, in diesem Falle wirkt der Generator dann als sog. Kurzschlussbremse, während bei Zwischenschaltung eines beliebigen Verbrauchers ein Bremswiderstand geschaffen ist. Dabei ist der Bremswiderstand oder die Kurzschlussbremse zuschaltbar oder abschaltbar.
Der genannte Verbraucher kann durch einen elektrischen Widerstand beliebiger Art gebildet sein, wobei im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung dessen Größe veränderbar sein kann. Damit wird die Intensität der Bedämpfung in mehr als zwei Stufen veränderbar, falls gewünscht auch stufenlos. Ebenfalls im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung kann die im elektrischen Generator im Rahmen eines Bedämpfungsvorgangs erzeugte Energie im Fahrzeug genutzt werden. Beispielsweise kann die vom elektrischen Generator in Verbindung mit einer von ihm durchgeführten Bedämpfung einer Wankbewegung erzeugte elektrische Energie dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs und somit einem an diesem angeschlossenen elektrischen Verbraucher oder Energiespeicher zugeführt werden, oder es kann die erzeugte elektrische Energie beispielsweise in einem elektrischen Heizwiderstand verbraucht werden, dessen Abwärme beispielsweise dem Fahrzeug-Innenraum zur Beheizung desselben zugeführt werden kann.
Grundsätzlich erfolgt die Erzeugung von elektrischer Energie im elektrischen Generator funktionsbedingt, wenn dessen Rotor oder allgemein ein rotierendes Element desselben durch die Torsion des Wankstabilisators bzw. des im wesentlichen geraden Abschnitts desselben im Rahmen einer Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus in Rotation versetzt wird. Es wird also der sich bei einer solchen Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus einstellende Torsionswinkel des Wankstabilisators bzw. die mit dieser Torsionswinkel-Einstellung einhergehende Relativbewegung zwischen den beiden Endbereichen des im wesentlichen geraden Abschnitts des Wankstabilisators dazu genutzt, den Rotor des geeignet angekoppelten elektrischen Generators gegenüber dessen Statur in Bewegung zu versetzen, wodurch im elektrischen Generator nicht nur elektrischer Strom erzeugt wird, sondern gleichzeitig durch das Generatormoment eine Bedämpfung dieser Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus erfolgt.
Um aus den nicht allzu großen Torsionswinkeln, die sich an einem Wankstablisator mit üblichen Wankbewegungen eines Fahrzeug-Aufbaus einstellen, eine verwertbare Drehbewegung im elektrischen Generator erzielen zu können, wird vorgeschlagen, ein geeignetes Getriebe mit geeigneter Übersetzung vor den Generator bzw. vor dessen rotierendes Element zu schalten, was in anderen Worten ausgedrückt dazu führt, dass das im unabhängigen Patentanspruch genannte Mittel zur Übertragung des sich einstellenden Torsionswinkels auf die Bedämpfungseinrichtung ein Getriebe enthält. Letzteres ist vorzugsweise als Planetengetriebe ausgeführt, wobei vorzugsweise das Gehäuse des Generators gegenüber einem ersten Endbereich des im wesentlichen geraden Abschnitts des Wankstabilisators drehfest abgestützt ist, während der zweite Endbereich des im wesentlichen geraden Abschnitts des Wankstabilisators mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbunden ist, dessen Sonnenrad den Rotor des Generators antreibt. Falls die mit einem Planetengetriebe erzielbare grundsätzlich bereits hohe Übersetzung nicht ausreicht, können im genannten Getriebe mehrere Getriebestufen beispielsweise in Form mehrerer Planetenstufen vorgesehen werden.
Wenn weiterhin das genannte Mittel zur Übertragung des sich einstellenden Torsionswinkels in Form einer den im wesentlichen geraden Abschnitt des Wankstabilisators abschnittsweise umhüllenden Rohrkonstruktion ausgeführt ist, die vorzugsweise in einer den besagten geraden Abschnitt des Wankstabilisators enthaltenden Ebene teilbar ist, so ergibt sich zum einen eine hinsichtlich des Bauraumbedarfs günstige Anordnung, die darüberhinaus aufgrund der genannten Teilbarkeit einfach montierbar ist.
Die beigefügte Prinzipskizze zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 ein in seinem grundsätzlichen Aufbau sowie in seiner grundsätzlichen Anordnung im Fahrwerk eines zweispurigen Fahrzeugs dem Fachmann bekannter Wankstabilisator gekennzeichnet, dessen im wesentlichen gerader und sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckender Abschnitt 1a, dessen Endbereiche zumeist und auch gemäß der vorliegenden Prinzipskizze in am Fahrzeug-Aufbau befestigten Lagern 2a, 2b drehbar gelagert ist, wie bekannt bei einer Wankbewegung des (nicht gezeigten) Fahrzeug-Aufbaus tordiert wird, derart, dass sich hierbei zwischen diesen beiden Endbereichen des geraden Abschnitts 1a des Wankstablisiators 1 ein Torsionswinkel einstellt. Wie bekannt sind die freien Enden 1b des Wankstabilisators 1, d. h. die freien Enden 1b der beiden gegenüber dem besagten geraden Abschnitt 1a abgewinkelten Abschnitte des Wankstabilisators 1 direkt oder unter Zwischenschaltung einer Pendelstütze oder dgl. jeweils an einem figürlich nicht dargestellten geeigneten radführenden Element des linken bzw. rechten Rades des zweispurigen Fahrzeugs abgestützt.
Nahe des in der Prinzipskizze rechtsseitigen Lagers 2a ist am geraden Abschnitt 1a des Wankstabilisators 1 ein sog. Mittel zur Übertragung eines sich in diesem geraden Abschnitt 1a einstellenden Torsionswinkels befestigt, welches mit der Bezugsziffer 3 gekennzeichnet ist. Dieses Mittel 3 zur Übertragung eines sich einstellenden Torsionswinkels ist als Rohrkonstruktion ausgeführt, für welche im weiteren ebenfalls die Bezugsziffer 3 verwendet wird, und die den geraden Abschnitt 1a abschnittsweise, d. h. über eine gewisse Länge umhüllt. Zu Montagezwecken ist diese Rohrkonstruktion 3 in einer den besagten geraden Abschnitt 1a enthaltenden Ebene teilbar ausgeführt.
An das in der Figur linksseitige und somit der Befestigung am geraden Abschnitt 1a gegenüber liegende Ende dieser Rohrkonstruktion 3 oder dieses Mittels 3 zur Übertragung eines Torsionswinkels schließt sich über eine drehfeste Verbindung ein erstes Element 4a eines Getriebes 4 an. Dieses Getriebe 4 ist als ein dem Fachmann bekanntes Planetengetriebe (4) ausgebildet und beim ersten Element 4a dieses Getriebes 4 handelt es sich um das Hohlrad desselben, für welches im weiteren ebenfalls die Bezugsziffer 4a verwendet wird.
Das zentrale Sonnenrad 4b dieses Planetengetriebes 4 ist auf dem geraden Abschnitt 1a des Wankstabilisators 1 nahe von dessen anderem, in der Figur linksseitigen Lager 2b drehbar gelagert und ist mit einer weiteren Getriebestufe 4' drehfest verbunden, an welche der Rotor eines elektrischen Generators 6 angekoppelt ist. Mit seinem Statur ist dieser elektrische Generator 6 am in der Figur linksseitigen Endbereich des geraden Abschnitts 1a des Wankstabilisators 1drehfest abgestützt. Indem der Planetenradträger des Planetengetriebes 4 blockiert ist, ist in diesem eine hohe Übersetzung der bei einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus erfolgenden Torsion des geraden Abschnitts 1a des Wankstabilisators 1 (zwischen dessen in der Figur rechtsseitigem und dessen in der Figur linksseitigem Endbereich) erreicht, die durch die weitere Getriebestufe 4' in Form zweier einfacher stirnverzahnter Räder noch gesteigert wird, so dass der Rotor des elektrischen Generators 6 gegenüber dessen Stator durch eine solche Torsion signifikant verdreht wird.
Vom elektrischen Generator 6 gehen elektrische Leitungen 7 ab, die über eine Gleichrichterschaltung 8 mit dem elektrischen Bordnetz 9 des Fahrzeugs und/oder mit einem elektrischen Heizwiderstand 10 verbunden sind.
Die Funktion des besagten elektrischen Generators 6, nämlich die durch ein Wanken des Fahrzeug-Aufbaus verursachte Torsion des im wesentlichen geraden Abschnitts 1a des Wankstabilisators 1 zu bedämpfen, indem der sich einstellende Torsionswinkel unter Übersetzung im Getriebe 4 in den Generator 6 derart eingeleitet wird, dass hierbei dessen Rotor gegenüber dessen Stator verdreht wird, wobei ausgelöst durch diese Torsionsbewegung im elektrischen Generator 6 elektrischer Strom erzeugt wird und diese Torsionsbewegung durch das Generator-Moment eine Bedämpfung erfährt, wurde vor der Figurenbeschreibung bereits erläutert. Deshalb sei nurmehr darauf hingewiesen, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006057891 A1 [0001]

Claims

Wankstabilisator-Anordnung eines zweispurigen Fahrzeugs mit einer Einrichtung zur Bedämpfung von Wankbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus, wobei ein Mittel (3) zur Übertragung des sich bei einer Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus zwischen den beiden Endbereichen des im wesentlichen geraden, sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckenden Abschnitts (1a) des Wankstabilisators (1) einstellenden Torsionswinkels auf die Bedämpfungseinrichtung (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedämpfungseinrichtung (6) in Form eines elektrischen Generators (6) ausgebildet ist, dessen Pole, an denen die von diesem erzeugte Energie abgreifbar ist, direkt oder unter Zwischenschaltung eines Verbrauchers miteinander verbindbar sind.
Wankstabilisator-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher einen elektrischen Widerstand bildet.
Wankstabilisator-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des elektrischen Widerstands veränderbar ist
Wankstabilisator-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher durch einen Energiespeicher gebildet ist.
Wankstabilisator-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel (3) zur Übertragung des sich einstellenden Torsionswinkels ein Getriebe (4) enthält.
Wankstabilisator-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadruch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel (3) zur Übertragung des sich einstellenden Torsionswinkels in Form einer den im wesentlichen geraden Abschnitt (1a) des Wankstabilisators (1) abschnittsweise umhüllenden Rohrkonstruktion (3) ausgeführt ist, die vorzugsweise in einer den besagten geraden Abschnitt enthaltenden Ebene teilbar ist.
Wankstabilisator-Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) als Planetengetriebe ausgeführt ist, wobei vorzugsweise das Gehäuse des Generators (6) gegenüber einem ersten Endbereich des im wesentlichen geraden Abschnitts (1a) des Wankstabilisators (1) drehfest abgestützt ist, während dessen zweiter Endbereich mit dem Hohlrad des Planetengetriebes (4) drehfest verbunden ist, dessen Sonnenrad den Rotor des Generators (6) antreibt.
Wankstabilisator-Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) mehrstufig gestaltet ist.