DE102016125226A1

DE102016125226A1 - Fahrwerksaktuator für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016125226A1
Application number: DE102016125226.3A
Authority: DE
Inventors: Ramon JURJANZ; Heike Haardörfer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksaktuator für ein Fahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine (1) und ein Getriebe (2), wobei zumindest das Getriebe (2) in einem Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei das Getriebe (2) zumindest ein Hohlrad (4) aufweist, wobei das Hohlrad (4) am Gehäuse (3) aufgenommen ist und aus einem Innenring (5), einem Außenring (6) sowie einem radial zwischen dem Innenring (5) und dem Außenring (6) angeordneten Dämpfungsmittel (7) zur Schwingungsdämpfung des Hohlrads (4) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksaktuator, insbesondere einen Wankstabilisator für ein Fahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine und ein Getriebe mit zumindest einem Hohlrad.
Üblicherweise weist jede Radachse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse angeordnet und an beiden Enden über eine jeweilige Koppelstange mit der Radaufhängung verbunden. Ferner ist der Wankstabilisator zur Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Solche Wankbewegungen treten beispielsweise bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auf. Die Wankbewegung des Kraftfahrzeugs wird durch den Wankstabilisator beeinflusst, indem die Einfederbewegung der linken und rechten Radaufhängung einer Achse mithilfe des Wankstabilisators miteinander gekoppelt wird.
Wankstabilisatoren für mehrspurige Kraftfahrzeuge können als aktive Wankstabilisatoren ausgeführt und mit einem geteilten Drehstab versehen sein, zwischen dessen einander zugewandten Enden ein Aktuator zur Übertragung eines Torsionsmomentes angeordnet ist. Der Aktuator weist ein mit dem einen Drehstabteil verbundenes Gehäuse auf, in dem ein Motor und ein an den Motor angeschlossenes Planetengetriebe angeordnet sind, dessen Getriebeausgang mit dem anderen Drehstabteil verbunden ist, wobei Planetenräder des Planetengetriebes mit einem drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Hohlrad kämmen. Bei derartigen aktiven Wankstabilisatoren sind im Betrieb störende Klappergeräusche beobachtet worden, die über Körperschall bis in die Fahrgastzelle übertragen wurden. Insbesondere kann die Antriebsmaschine Schwingungen erzeugen, die sich über das Getriebe ausbreiten und ungewollte akustische Emissionen generieren.
Aus der DE 10 2013 219 033 A1 geht eine in einem Gehäuse gelagerte Drehschwingungsdämpferanordnung hervor. Diese umfasst ein antriebseitiges Übertragungselement und ein abtriebseitiges Übertragungselement sowie ein zwischen dem antriebseitigen Übertragungselement und dem abtriebseitigen Übertragungselement angeordnetes Planetengetriebe. Das Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, einen wenigstens ein Planetenrad tragenden Steg und ein Hohlrad auf. Eines der Planetengetriebeglieder, nämlich das Sonnenrad oder der Steg oder das Hohlrad ist über einen Energiespeicher- und Dämpfungselement an das Gehäuse angekoppelt. Das Energiespeicher- und Dämpfungselement bewirkt die Dämpfung von Drehschwingungen im Planetengetriebe zwischen dem antriebseitigen Übertragungselement und dem abtriebseitigen Übertragungselement. Das Energiespeicher- und Dämpfungselement ist in einem Bereich des Gehäuses radial und axial außerhalb des Planetengetriebes untergebracht, wo ein wesentlich größerer Bauraum für das Energiespeicher- und Dämpfungselement zur Verfügung steht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Fahrwerksaktuator für ein Fahrzeug weiterzuentwickeln, und insbesondere eine bauraumsparende und kostengünstige Schwingungsdämpfung zu realisieren.
Der erfindungsgemäße Fahrwerksaktuator für ein Fahrzeug umfasst eine Antriebsmaschine und ein Getriebe, wobei zumindest das Getriebe in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Getriebe zumindest ein Hohlrad aufweist, wobei das Hohlrad am Gehäuse aufgenommen ist und aus einem Innenring, einem Außenring sowie einem radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Dämpfungsmittel zur Schwingungsdämpfung des Hohlrads ausgebildet ist. Mithin weist das Hohlrad ein integriertes Dämpfungsmittel auf, das den Außenring und den Innenring drehfest miteinander verbindet. Bevorzugt ist der Fahrwerksaktuator als aktiver Wankstabilisator ausgebildet. Insbesondere ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine ausgebildet.
In dem Hohlrad eingeleitete Schwingungen werden bei einem Durchlauf durch das Dämpfungsmittel gedämpft. Das bedeutet, dass die in das Hohlrad eingeleiteten Schwingungen bei einem Wechsel von dem Innenring auf den Außenring gemindert beziehungsweise vollständig eliminiert werden. Schwingungen werden beispielsweise durch den Betrieb der Antriebsmaschine erzeugt und in das Getriebe eingeleitet. Diese Schwingungen werden über das im Gehäuse aufgenommene, insbesondere stationär mit dem Gehäuse verbundene Hohlrad in das Gehäuse und von dort aus in andere daran angrenzende Bauteile eingeleitet. Insbesondere werden je nach Steifigkeit des Dämpfungsmittels bestimmte Frequenzen stärker gedämpft als andere und dadurch auch Vibrationen und akustische Emissionen gesenkt.
Vorzugsweise ist das Dämpfungsmittel aus einem Polymer ausgebildet. Insbesondere ist das Dämpfungsmittel aus einem Elastomerwerkstoff ausgebildet. Beispielsweise ist der Elastomerwerkstoff ein Vulkanisat von Naturkautschuk und/oder Silikonkautschuk.
Bevorzugt ist das Dämpfungsmittel stoffschlüssig mit dem Innenring und/oder dem Außenring verbunden. Insbesondere wird das Dämpfungsmittel an dem Innenring und/oder an dem Außenring vulkanisiert oder geklebt.
Alternativ oder ergänzend ist das Dämpfungsmittel vorzugsweise formschlüssig mit dem Innenring und/oder dem Außenring verbunden. Insbesondere sind am Innenring und/oder am Außenring Konturen zur formschlüssigen Aufnahme des Dämpfungsmittels vorgesehen. Die Konturen sind komplementär zum Dämpfungsmittel ausgebildet. Unter dem Begriff Konturen sind insbesondere Einbuchtungen oder Ausprägungen aber auch Durchbrüche am Innenring und/oder am Außenring zu verstehen, die durch ihre Geometrie eine formschlüssige Verbindung des Dämpfungsmittels ermöglichen.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Dämpfungsmittel ringförmig ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Dämpfungsmittel umlaufend über die gesamte Umfangsfläche radial zwischen dem Innenring und dem Außenring ausgebildet.
Vorzugsweise ist radial zwischen dem Innenring und dem Außenring ein Spalt vorgesehen. Mit anderen Worten kommt der Innenring nicht unmittelbar an dem Außenring zur Anlage sondern mittelbar über das Dämpfungsmittel. Somit erfolgen eine Kraftübertragung und eine Schwingungsübertragung zwischen dem Innenring und dem Außenring stets über das Dämpfungsmittel.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung drei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der fünf Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen

1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrwerksaktuators für ein Kraftfahrzeug,
2 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Hohlrads gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Hohlrads gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Hohlrads gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
5 eine schematische Seitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Hohlrads gemäß 2.

Gemäß 1 weist der erfindungsgemäße - hier nur teilweise und stark vereinfacht dargestellte - Fahrwerksaktuators für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Antriebsmaschine 1 und ein Getriebe 2 auf. Die Antriebsmaschine 1 und das Getriebe 2 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 3 angeordnet. Das Getriebe 2 umfasst mehrere an einem gemeinsamen Planetenträger 12 gelagerte Planetenräder 10, die radial zwischen einer Sonne 11 und einem Hohlrad 4 kämmen. Das Hohlrad 4 ist stationär an dem Gehäuse 3 aufgenommen. Ferner ist die Sonne 11 mit einer Rotorwelle 13 der Antriebsmaschine 1 drehfest verbunden.
Nach 2 weist das Hohlrad 4 gemäß 1 einen Innenring 5 mit einer Innenverzahnung 14, einen Außenring 6, der dazu vorgesehen ist, stationär mit dem Gehäuse 3 verbunden zu werden, sowie ein radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 angeordnetes Dämpfungsmittel 7 zur Schwingungsdämpfung des Hohlrads 4 auf. Das Dämpfungsmittel 7 ist ringförmig aus einem Polymer ausgebildet und stoffschlüssig mit dem Innenring 5 und dem Außenring 6 verbunden. Radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 ist ein Spalt 9 vorgesehen, um zu verhindern, dass der Innenring 5 am Außenring 6 zur Anlage kommt.
Gemäß 3 weist ein erfindungsgemäßes Hohlrad 4 einen Innenring 5 mit einer Innenverzahnung 14, einen Außenring 6, der dazu vorgesehen ist, stationär mit dem Gehäuse 3 verbunden zu werden, sowie ein radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 angeordnetes Dämpfungsmittel 7 zur Schwingungsdämpfung des Hohlrads 4 auf. Das Dämpfungsmittel 7 ist ringförmig aus einem Polymer ausgebildet und stoffschlüssig mit dem Innenring 5 sowie formschlüssig mit dem Außenring 6 verbunden. Dazu sind an einer Innenumfangsfläche des Außenrings 6 verteilt über den Umfang Konturen 8 zur formschlüssigen Aufnahme des Dämpfungsmittels 7 vorgesehen. Radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 ist ein Spalt 9 vorgesehen, um zu verhindern, dass der Innenring 5 am Außenring 6 zur Anlage kommt.
Nach 4 weist ein erfindungsgemäßes Hohlrad 4 einen Innenring 5 mit einer Innenverzahnung 14, einen Außenring 6, der dazu vorgesehen ist, stationär mit dem Gehäuse 3 verbunden zu werden, sowie ein radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 angeordnetes Dämpfungsmittel 7 zur Schwingungsdämpfung des Hohlrads 4 auf. Das Dämpfungsmittel 7 ist ringförmig aus einem Polymer ausgebildet und formschlüssig mit dem Innenring 5 und mit dem Außenring 6 verbunden. Dazu sind am Außenring 6 und am Innenring 5 verteilt über den Umfang Konturen 8 zur formschlüssigen Aufnahme des Dämpfungsmittels 7 vorgesehen. Radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 ist ein Spalt 9 vorgesehen, um zu verhindern, dass der Innenring 5 am Außenring 6 zur Anlage kommt.
In 5 ist eine Seitendarstellung des erfindungsgemäßen Hohlrads 4 nach 2 dargestellt. Radial zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 ist das ringförmige Dämpfungsmittel 7 kompaktbauend in das Hohlrad 4 integriert und verbindet den Innenring 5 und den Außenring 6 drehfest miteinander.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmaschine
2: Getriebe
3: Gehäuse
4: Hohlrad
5: Innenring
6: Außenring
7: Dämpfungsmittel
8: Kontur
9: Spalt
10: Planetenrad
11: Sonne
12: Planetenträger
13: Rotorwelle
14: Innenverzahnung

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 102013219033 A1 [0004]

Claims

Fahrwerksaktuator für ein Fahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine (1) und ein Getriebe (2), wobei zumindest das Getriebe (2) in einem Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei das Getriebe (2) zumindest ein Hohlrad (4) aufweist, wobei das Hohlrad (4) am Gehäuse (3) aufgenommen ist und aus einem Innenring (5), einem Außenring (6) sowie einem radial zwischen dem Innenring (5) und dem Außenring (6) angeordneten Dämpfungsmittel (7) zur Schwingungsdämpfung des Hohlrads (4) ausgebildet ist.
Fahrwerksaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (7) aus einem Polymer ausgebildet ist.
Fahrwerksaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (7) stoffschlüssig mit dem Innenring (5) und/oder dem Außenring (6) verbunden ist.
Fahrwerksaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (7) formschlüssig mit dem Innenring (5) und/oder dem Außenring (6) verbunden ist.
Fahrwerksaktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenring (5) und/oder am Außenring (6) Konturen (8) zur formschlüssigen Aufnahme des Dämpfungsmittels (7) vorgesehen sind.
Fahrwerksaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (7) ringförmig ausgebildet ist.
Fahrwerksaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Innenring (5) und dem Außenring (6) ein Spalt (9) vorgesehen ist.
Fahrwerksaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrwerksaktuator als aktiver Wankstabilisator ausgebildet ist.