DE102012215396A1

DE102012215396A1 - Aktuator für eine Wankstabilisierungseinrichtung

Info

Publication number: DE102012215396A1
Application number: DE201210215396
Authority: DE
Inventors: Manuel Seubert; Thorsten Meyerhöfer; Ralf Mayer; Andrea Lottes
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: DE102012215396B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator (2) für eine Wankstabilisierungseinrichtung (1) mit zwei mittels des Aktuators (2) gegeneinander verdrehbaren Drehstabfederteilen (5, 6), wobei ein erster Drehstabfederteil (5) mit einem Gehäuse (7) des Aktuators (2), der zweite Drehstabfederteil (6) mit einem gegenüber diesem Gehäuse (7) verdrehbar vorgesehen Ausgang (8) sowie ein Stator (10) eines Elektromotors (9) mit dem Gehäuse (7) drehfest und ein Rotor (11) mittels eines zumindest einstufigen Planetengetriebes (12) mit dem Ausgang (8) wirksam verbunden sind. Um den Bauraum des Aktuators (2) zu verringern, dessen Montage zu vereinfachen und eine Toleranzkette zu minimieren, ist ein Hohlrad (16, 17) zumindest einer Planetenstufe (14, 15) des Planetengetriebes (12) einteilig aus dem Gehäuse (7) gebildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Wankstabilisierungseinrichtung mit zwei mittels des Aktuators gegeneinander verdrehbaren Drehstabfederteilen, wobei ein erster Drehstabfederteil mit einem Gehäuse des Aktuators, der zweite Drehstabfederteil mit einem gegenüber diesem Gehäuse verdrehbar vorgesehen Ausgang sowie ein Stator eines Elektromotors mit dem Gehäuse drehfest und ein Rotor mittels eines zumindest einstufigen Planetengetriebes mit dem Ausgang wirksam verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
Wankstabilisierungseinrichtungen verhindern unerwünschte Verlagerungen eines Aufbaus eines Fahrzeugs entlang der Aufbaufreiheitsgrade, indem an entsprechend belasteten Rädern oder Achsen mittels eines Aktuators entsprechende Gegenkräfte ausgebildet werden. Die DE 10 2007 007 417 A1 und DE 10 2010 022 895 A1 zeigen hierzu entsprechende Vorrichtungen zur Wankstabilisierung, bei denen mittels verdrehter Drehstabfederteile eine Seite einer Achse gegenüber der andere Seite mit einer Kraft beaufschlagt wird. Hierbei werden die beiden gegeneinander verdrehbar angeordneten Drehstabfederteile gegeneinander von einem Elektromotor angetrieben. Zur Untersetzung der Drehzahlen der Elektromaschine ist ein Untersetzungsgetriebe beispielsweise in Form eines Planetengetriebes vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Aktuators für eine Wankstabilisierungseinrichtung insbesondere zur Verringerung dessen Bauraums, Verringerung des Montageaufwands, Verringerung einer Toleranzkette und damit Vermeidung hoher Produktionskosten.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch einen Aktuator gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die diesem untergeordneten Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsbeispiele wieder.
Der vorgeschlagene Aktuator für eine Wankstabilisierungseinrichtung verdreht zwei gegeneinander verdrehbare Drehstabfederteile und ist hierzu zwischen diesen wirksam angeordnet. Hierbei ist ein erster Drehstabfederteil mit einem Gehäuse des Aktuators, der zweite Drehstabfederteil mit einem gegenüber diesem Gehäuse verdrehbar vorgesehen Ausgang sowie ein Stator eines Elektromotors mit dem Gehäuse drehfest und ein Rotor mittels eines zumindest einstufigen Planetengetriebes mit dem Ausgang wirksam verbunden. Um eine kostengünstige, montagefreundliche und sich durch geringe Toleranzspannen und geringen Bauraum auszeichnende Ausführung vorschlagen zu können, ist ein Hohlrad zumindest einer Planetenstufe des Planetengetriebes einteilig aus dem Gehäuse gebildet. Die Ausbildung einer das Hohlrad bildenden Innenverzahnung in dem rohrförmigen Gehäuse, mit der jeweils die Planeten einer oder mehrerer Planetenstufen kämmen, kann durch Räumen, Wälzstoßen, Axialformen und dergleichen erfolgen. Hierbei kann die Innenverzahnung mit einer vorgegebenen Zähnezahl über alle Planetenstufen eines mehrstufigen Planetengetriebes wirksam sein.
Alternativ kann ein mehrstufiges Planetengetriebe vorgesehen sein, bei dem die einteilig in das Gehäuse eingebrachte Innenverzahnung als Hohlrad für eine oder mehrere Planetenstufen dient, während zumindest eine weitere Planetenstufe aus einem Hohlrad gebildet ist, das als fest mit dem Gehäuse verbundenes Einlegeteil ausgebildet ist. Das Einlegeteil kann in eine Innenverzahnung des einteilig aus dem Gehäuse gebildeten Hohlrads drehfest eingelegt und beispielsweise axial fixiert sein. Ein entsprechendes einen Formschluss mit der Innenverzahnung bildendes Außenprofil kann an dem Einlegeteil vorgesehen sein. Alternativ kann das Einlegeteil an einer nicht von der Innenverzahnung umfassten Stelle eingebracht und fest mit dem Gehäuse stoff-, form- und/oder reibschlüssig verbunden sein. Eine separate Anordnung des Einlegeteils kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die beiden axial nebeneinander angeordneten Hohlräder unterschiedlicher Planetenstufen unterschiedliche Zähnezahlen, unterschiedliche Durchmesser und dergleichen aufweisen sollen. Beispielsweise kann eine mit dem Einlegeteil als Hohlrad in Wirkverbindung tretende Planetenstufe mittels eines Sonnenrads direkt vom Rotor angetrieben sein.
Um eine ausreichende Untersetzung der Drehzahlen des Rotors des Elektromotors bei geringem Bauraum zu erzielen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Planetengetriebe aus drei hintereinander geschalteten Planetenstufen gebildet ist. Zur Serienschaltung der Planetenstufen kann ein Sonnenrad der ersten Planetenstufe mittels des Rotors angetrieben, ein Sonnenrad einer nachfolgenden zweiten Planetenstufe von einem Steg der ersten Planetenstufe, ein Sonnenrad einer nachfolgenden dritten Planetenstufe von einem Sonnenrad der zweiten Planetenstufe und der Ausgang des Aktuators von einem Steg der dritten Planetenstufe angetrieben sein. Die einzelnen Zahnräder des Planetengetriebes können gerad- und/oder schrägverzahnt sein.
Kurze Beschreibung der Figur
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt einen Schnitt durch eine schematische Darstellung einer Wankstabilisierungseinrichtung.
Ausführliche Beschreibung der Figur
Die einzige Figur zeigt die Wankstabilisierungseinrichtung 1 unter Weglassung der Steuereinheit und der zugehörigen Sensorik mit dem Aktuator 2, welcher zwischen die beiden mittels der Lager 3, 4 wie Gummi- oder Wälzlager um die Drehachse x verdrehbar gelagerten Drehstabfederteilen 5, 6 geschaltet ist. Hierbei sind der Drehstabfederteil 5 mit dem Gehäuse 7 des Aktuators 2 und der Drehstabfederteil 6 mit dem Ausgang 8 des Aktuators 2 drehfest verbunden. Mit dem Gehäuse 2 ist der Stator 10 des Elektromotors 9 verbunden. Dessen Rotor 11 treibt das dreistufige Planetengetriebe 12 mit den Planetenstufen 13, 14, 15 an, dessen dritte Planetenstufe 15 mittels des Stegs 30 den Ausgang 8 des Aktuators 2 bildet und damit den Drehstabfederteil 6 antreibt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Hohlräder 16, 17 der beiden Planetenstufen 14, 15 durch die einteilig in dem Gehäuse 7 eingebrachte Innenverzahnung 18 gebildet. Auf diese Weise entfällt die Tolerierung von zwei getrennten Bauteilen und die Innenverzahnung 18 kann durch einen gemeinsamen Umfang von Gehäuse 7 und Innenverzahnung unter Einsparung von Bauraum vorgesehen werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel soll das Hohlrad 19 der Planetenstufe 13 mit geänderter Zähnezahl ausgebildet werden, so dass das Hohlrad 19 separat zu der Innenverzahnung 18 ausgebildet ist und beispielsweise als Einlegeteil 20 in die Innenverzahnung 18 formschlüssig eingelegt oder in anderer Weise drehfest in dem Gehäuse 7 untergebracht ist. In weiteren Ausführungsbeispielen können alle Hohlräder 16, 17, 19 aus einer einzigen, einteilig im Gehäuse gebildeten Innenverzahnung gebildet sein.
Von der Steuereinheit wird bei Bedarf der Elektromotor 9 zur Erzeugung eines Drehmoments zwischen den Krafteinleitungspunkten 21, 22 in die entsprechende Drehrichtung bestromt. Hierbei verläuft der abhängig von der Kraftrichtung fließende Kraftfluss über den Drehstabfederteil 5, das Gehäuse 7, den Elektromotor 9, das Planetengetriebe 12 und den Drehstabfederteil 6. Der Rotor 11 stützt sich dabei über den Stator 10 am Gehäuse 7 und damit am Drehstabfederteil 5 ab und treibt das Sonnenrad 23 der ersten Planetenstufe 13 an. Die Planetenräder 24 kämmen dabei mit dem Hohlrad 19 und treiben dabei den Steg 25 an. Dieser treibt das Sonnenrad 27 an, die Planetenräder 26 der zweiten Planetenstufe 14, die zwischen dem Sonnenrad 27 und dem Hohlrad 16 kämmen, sind in dem Steg 31 aufgenommen, der das Sonnenrad 28 der dritten Planetenstufe 15 antreibt. Das Sonnenrad 28 treibt die zwischen Sonnenrad 28 und dem Hohlrad 17 kämmenden Planetenräder 29 an, die den Steg 30 der dritten Planetenstufe und damit über den Ausgang 8 den Drehstabfederteil 6 gegenüber dem Drehstabfederteil 5 relativ verdrehen. Es versteht sich, dass weitere Beschaltungsformen des Planetengetriebes 12 im Sinne einer seriellen Schaltung der Planetenstufen 13, 14, 15 ebenfalls von der Erfindung umfasst sind.
Bezugszeichenliste

1: Wankstabilisierungseinrichtung
2: Aktuator
3: Lager
4: Lager
5: Drehstabfederteil
6: Drehstabfederteil
7: Gehäuse
8: Ausgang
9: Elektromotor
10: Stator
11: Rotor
12: Planetengetriebe
13: Planetenstufe
14: Planetenstufe
15: Planetenstufe
16: Hohlrad
17: Hohlrad
18: Innenverzahnung
19: Hohlrad
20: Einlegeteil
21: Krafteinleitungspunkt
22: Krafteinleitungspunkt
23: Sonnenrad
24: Planetenrad
25: Steg
26: Planetenrad
27: Sonnenrad
28: Sonnenrad
29: Planetenrad
30: Steg
31: Steg
x: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007007417 A1 [0002]
DE 102010022895 A1 [0002]

Claims

Aktuator (2) für eine Wankstabilisierungseinrichtung (1) mit zwei mittels des Aktuators (2) gegeneinander verdrehbaren Drehstabfederteilen (5, 6), wobei ein erster Drehstabfederteil (5) mit einem Gehäuse (7) des Aktuators (2), der zweite Drehstabfederteil (6) mit einem gegenüber diesem Gehäuse (7) verdrehbar vorgesehenen Ausgang (8) sowie ein Stator (10) eines Elektromotors (9) mit dem Gehäuse (7) drehfest und ein Rotor (11) mittels eines zumindest einstufigen Planetengetriebes (12) mit dem Ausgang (8) wirksam verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (16, 17) zumindest einer Planetenstufe (14, 15) des Planetengetriebes (12) einteilig aus dem Gehäuse (7) gebildet ist.
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Hohlrad bildende Innenverzahnung mit einer vorgegebenen Zähnezahl über alle Planetenstufen eines mehrstufigen Planetengetriebes wirksam ist.
Aktuator (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) mehrstufig ausgebildet ist und das einteilig mit dem Gehäuse (7) gebildete Hohlrad (16, 17) zumindest einer Planetenstufe (14, 15) zugeordnet ist und zumindest eine weitere Planetenstufe (13) ein Hohlrad (19) aus einem fest mit dem Gehäuse (7) verbundenen Einlegeteil (20) aufweist.
Aktuator (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hohlräder (16, 17, 19) unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.
Aktuator (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (20) in eine Innenverzahnung (18) des einteilig aus dem Gehäuse (7) gebildeten Hohlrads (16, 17) drehfest eingelegt ist.
Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Einlegeteil (20) in Wirkverbindung tretende Planetenstufe (13) mittels eines Sonnenrads (23) direkt vom Rotor (11) angetrieben ist.
Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (12) aus drei hintereinander geschalteten Planetenstufen (13, 14, 15) gebildet ist.
Aktuator (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (23) der ersten Planetenstufe (13) mittels des Rotors (11) angetrieben, ein Sonnenrad (27) einer nachfolgenden zweiten Planetenstufe (14) von einem Steg (25) der ersten Planetenstufe (13), ein Sonnenrad (28) einer nachfolgenden dritten Planetenstufe (15) von einem Steg (31) der zweiten Planetenstufe (14) und der Ausgang (8) des Aktuators (2) von einem Steg (30) der dritten Planetenstufe (15) angetrieben ist.