DE102011121572A1

DE102011121572A1 - Stellvorrichtung für einen Stabilisator fürRadaufhängungen

Info

Publication number: DE102011121572A1
Application number: DE102011121572A
Authority: DE
Inventors: Bastian Becker; Albert Schlecht
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für einen Stabilisator für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, die in den zumindest zweiteiligen Querstab des Stabilisators integriert ist und durch gegensinnige Verstellung eine Wankstabilisierung des Kraftfahrzeugs ermöglicht, wobei die Stellvorrichtung einen Elektromotor und ein Stellgetriebe aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Zur Erzielung einer bauraumgünstigen Konstruktion wird vorgeschlagen, dass der Elektromotor (22) und das Stellgetriebe (24) in voneinander räumlich getrennten Gehäusen (22a, 24a) angeordnet sind, die mittels eines im Durchmesser kleineren Rohres (26) fest miteinander verbunden sind und dass innerhalb des Rohres (26) eine den Rotor (32) des Elektromotors (22) mit dem Stellgetriebe (24) verbindende Welle (46) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für einen Stabilisator für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Stellvorrichtung zur Wankstabilisierung der Karosserien von Kraftfahrzeugen beschreibt beispielsweise die DE 10 2005 031 036 A1 , bei der in einem einheitlichen Gehäuse ein Elektromotor und ein hoch übersetzendes Stellgetriebe angeordnet sind, die auf die abtreibenden Stabilisatorhälften wirken. Das Stellgetriebe ist durch einen Schwenkmotor mit zwei Gewindespindeln und mit diesen zusammenwirkenden Spindelmuttern gebildet; vorgeschlagen wurden jedoch auch schon Planetengetriebe oder Harmonic drive Getriebe. Aufgrund von baulichen Gegebenheiten wie zum Beispiel der Anordnung von Antriebsaggregaten, etc. können sich Einbauprobleme für derartige Stellvorrichtungen ergeben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stellvorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die ohne Funktionsbeeinträchtigungen auch bei gedrängten Bauraumverhältnissen in Kraftfahrzeugen verbaubar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 angeführt. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Elektromotor und das Stellgetriebe in voneinander räumlich getrennten Gehäusen angeordnet sind, die mittels eines im Durchmesser kleineren Rohres fest miteinander verbunden sind und dass innerhalb des Rohres eine den Rotor des Elektromotors mit dem Stellgetriebe verbindende Welle vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme gelingt es, die getrennt ausgeführtes Gehäuse der Stellvorrichtung nahezu beliebig in Querrichtung in Unterbodenbereiche der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu verschieben, in denen keine Einbauzwänge vorliegen. Insbesondere können die beiden Gehäuse aus der mittleren, Bauraum kritischen Zone heraus verlegt werden, wodurch u. a. deren Auslegung und bauliche Ausführung freier gestaltbar ist.
Bevorzugt kann dabei das Gehäuse des Elektromotors den einen Stabilisatorabtrieb und das Ausgangselement des Stellgetriebes den anderen Stabilisatorabtrieb bilden, wobei diese Abtriebe gegebenenfalls direkt mit Stabilisatorarmen verbunden sein können.
Insbesondere können die Gehäuse beiderseits einer senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene und bevorzugt symmetrisch dazu angeordnet sein, um zum Beispiel den Freigang einer Ölwanne einer Brennkraftmaschine oder eines Lenkaggregats nicht zu behindern.
Besonders bevorzugt kann das die Gehäuse verbindende Rohr ca. 2/3 der Länge des Querstabs des Stabilisators betragen, wobei die ortsfeste Lagerung des Stabilisators (am Unterboden oder an einem Hilfsrahmen) außerhalb der beiden Gehäuse und des verbindenden Rohres in Nähe der abtreibenden Stabilisatorarme positioniert ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das die beiden Gehäuse verbindende Rohr als Torsionsfeder ausgeführt und somit in die Funktion des Stabilisators unmittelbar eingebunden sein bzw. dessen Federrate mit bestimmen.
Die den Rotor des Elektromotors mit dem Stellgetriebe verbindende Welle kann beidseitig drehbar gelagert sein, um Verspannungen im Übertragungsbereich und innerhalb des verbindenden Rohres zu vermeiden. Dabei kann baulich günstig die Lagerung der Welle einerseits unmittelbar über ein den Rotor lagerndes Wälzlager gebildet sein.
Des Weiteren kann das Stellgetriebe ein Planetengetriebe mit einem antreibenden Sonnenrad sein, wobei die Welle in dem Sonnenrad des Planetengetriebes in Umfangsrichtung formschlüssig abgestützt ist. Dementsprechend kann die getriebeseitige Lagerung der Welle unmittelbar über das Sonnenrad des Planetengetriebes erfolgen. Das Sonnenrad kann dabei fertigungstechnisch günstig unmittelbar auf der Welle ausgebildet sein.
Schließlich kann das als Planetengetriebe ausgeführte Stellgetriebe ein gehäusefestes Hohlrad und einen mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad über mehrere Planetenräder in Eingriff befindlichen Steg aufweisen, wobei der Steg in dem Gehäuse drehbar gelagert und mit dem einen Stabilisatorabtrieb trieblich verbunden ist. Mit einem derartigen, baulich unkomplizierten Planetengetriebe lässt sich eine hohe Übersetzung des Stellgetriebes von zum Beispiel > 100 einstellen, so dass das Antriebsmoment des Elektromotors niedrig gehalten sein kann und andererseits eine ausreichende Selbsthemmung des Stellgetriebes im Rücktrieb gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 in skizzenhafter Darstellung eine Draufsicht auf eine Stellvorrichtung für einen Stabilisator für eine Radaufhängung von Kraftfahrzeugen, mit zwei Gehäusen und einem verbindenden Rohr; und
2 einen Längsschnitt durch die Stellvorrichtung des Stabilisators nach 1, mit einem Elektromotor, einem Planetengetriebe und einer diese trieblich verbindenden Welle.
Die 1 zeigt einen in der Draufsicht U-förmigen Stabilisator 10, der sich funktionell aus einem Querstab 12 und zwei etwa in Fahrzeuglängsrichtung abragenden Stabilisatorarmen 14, 16 zusammensetzt. Der Querstab 12 ist beidseitig in Nähe der Stabilisatorarme 14, 16 am Unterboden der Karosserie des Kraftfahrzeugs oder an einem Hilfsrahmen (nicht dargestellt) über Lagerstellen 18 drehbar gelagert. Die Stabilisatorarme 14, 16 sind in bekannter Weise an nicht dargestellten Radaufhängungselementen des Kraftfahrzeugs angelenkt.
In den Stabilisator 10 bzw. dessen Querstab 12 ist eine Stellvorrichtung 20 (2) integriert, die sich aus einem Elektromotor 22, einem Stellgetriebe 24 und einem diese verbindenden Rohr 26 zusammensetzt.
Dabei weist der Elektromotor 22 ein erstes Gehäuse 22a auf, in dem eine Statorwicklung 28 und ein über Wälzlager 30 drehbar gelagerter Rotor 32 angeordnet ist. An das Gehäuse 22a ist der eine Stabilisatorabtrieb 12a des Querstabs 12 fest angeschlossen (zum Beispiel an einen Flansch des Gehäuses 22a angeschweißt).
Das Stellgetriebe 24 weist ein zweites, räumlich entferntes Gehäuse 24a auf, das sich aus einem Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 34, einem gehäusefesten Hohlrad 36 und einem mehrere Planetenräder 38 tragenden Steg 40 zusammensetzt. Der Steg 40 ist über zumindest ein Wälzlager 42 in dem Gehäuse 24a drehbar gelagert und mit dem zweiten Stabilisatorabtrieb 12b des Querstabs 12 trieblich fest verbunden.
Die beiden Gehäuse 22a, 24a (vergleiche 1) sind räumlich voneinander entfernt und aus der senkrechten Fahrzeugmittellängsebene 44 jeweils nach außen versetzt angeordnet und mittels des als Torsionsfeder ausgeführten, im Durchmesser wesentlich kleiner ausgeführten Rohres 26 fest miteinander verbunden.
Die Länge des Rohres 26 beträgt ca. 2/3 der Gesamtlänge des Querstabs 12, die sich aus dem mittleren Rohr 26 und den Stabilisatorabtrieben 12a, 12b zusammensetzt. Die Lagerstellen 18 für den Querstab 12 liegen, wie ersichtlich ist, jeweils zwischen den Gehäusen 22a, 24a und den Stabilisatorarmen 14, 16.
Die triebliche Verbindung zwischen dem Rotor 32 des Elektromotors 22 und dem Stellgetriebe 24 erfolgt mittels einer innerhalb des Rohres 26 verlaufenden Welle 46, die an dem Rotor 32 befestigt ist und die an ihrem anderen Ende unmittelbar das Sonnenrad 34 aufweist. Die Welle 46 kann aber auch über eine Steckverbindung mit dem dann separaten Sonnenrad 34 verbunden sein.
Die Welle 46 ist somit einerseits über das Wälzlager 30 des Rotors 32 und andererseits über das Sonnenrad 34 drehgelagert, wobei das Sonnenrad über die zum Beispiel drei umfangsverteilten Planetenräder 38 und das Hohlrad 36 gehäusefest, jedoch drehbar abgestützt ist.
Im regulären Fahrbetrieb wirkt der Stabilisator 10 bzw. der Querstab 12 mit den äußeren Abtriebsabschnitten 12a, 12b und dem mittleren, als Torsionsfeder ausgeführten Rohr 26 in üblicher Weise, wobei bei Federbewegungen der Radaufhängung über die Stabilisatorarme 14, 16 der Querstab 12 mit den Abschnitten 12a, 12b und dem Rohr 26 mit definierter Federrate tordiert wird (vergleiche die strichpunktierte Kraftwirkungslinie 1 in 2).
Im Falle einer Wankstabilisierung wird der Elektromotor 22 über ein entsprechendes, elektronisches Fahrstabilitätsprogramm angesteuert und übt in der einen oder anderen Drehrichtung ein überlagertes Stellmoment (vergleiche die strichpunktierte Kraftwirkungslinie 11) über den Rotor 32, die Welle 46 und das Stellgetriebe 24 auf die Stabilisatorabtriebe 12a, 12b aus, welches die Wankstabilisierung ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005031036 A1 [0002]

Claims

Stellvorrichtung für einen Stabilisator für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, die in den zumindest zweiteiligen Querstab des Stabilisators integriert ist und durch gegensinnige Verstellung eine Wankstabilisierung des Kraftfahrzeugs ermöglicht, wobei die Stellvorrichtung einen Elektromotor und ein Stellgetriebe aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (22) und das Stellgetriebe (24) in voneinander räumlich getrennten Gehäusen (22a, 24a) angeordnet sind, die mittels eines im Durchmesser kleineren Rohres (26) fest miteinander verbunden sind und dass innerhalb des Rohres (26) eine den Rotor (32) des Elektromotors (22) mit dem Stellgetriebe (24) verbindende Welle (46) vorgesehen ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22a) des Elektromotors (22) den einen Stabilisatorabtrieb (12a) und das Ausgangselement (40) des Stellgetriebes (24) den anderen Stabilisatorabtrieb (12b) bildet.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (22a, 24a) beiderseits einer senkrechten Fahrzeuglängsmittelebene (44) angeordnet sind.
Stellvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Gehäuse (22a, 24a) verbindende Rohr (26) ca. 2/3 der Länge des Querstabs (12) des Stabilisators (10) beträgt und dass die ortsfeste Lagerung (18) des Stabilisators (10) außerhalb der beiden Gehäuse (22a, 24a) und des verbindenden Rohres (26) in Nähe der abtreibenden Stabilisatorarme (14, 16) positioniert sind.
Stellvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die beiden Gehäuse (22a, 24a) verbindende Rohr (26) als Torsionsfeder ausgeführt ist.
Stellvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rotor (32) des Elektromotors (22) mit dem Stellgetriebe (24) verbindende Welle (46) beidseitig drehbar gelagert ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Welle (46) einerseits unmittelbar über ein den Rotor (32) lagerndes Wälzlager (30) gebildet ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellgetriebe (24) ein Planetengetriebe mit einem antreibenden Sonnenrad (34) ist und dass die Welle (46) in dem Sonnenrad (34) des Planetengetriebes in Umfangsrichtung formschlüssig abgestützt ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (34) unmittelbar auf der Welle (46) ausgebildet ist.
Stellvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Planetengetriebe ausgeführte Stellgetriebe (24) ein gehäusefestes Hohlrad (36) und einen mit dem Sonnenrad (34) und dem Hohlrad (36) über mehrere Planetenräder (38) in Eingriff befindlichen Steg (40) aufweist, wobei der Steg (40) in dem Gehäuse (24a) drehbar gelagert und mit dem einen Stabilisatorabtrieb (12b) trieblich verbunden ist.