DE102016222889B4 - Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Wankstabilisators - Google Patents

Abstract

Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Stabilisatorhälften (1a, 1b), die über einen elektromechanischen Aktuator (2) verdrehbar miteinander gekoppelt sind, wobei der elektromechanische Aktuator (2) einen Elektromotor (3) und ein Planetengetriebe (4) umfasst, ferner umfassend ein Elastomerelement zur Entkopplung geringfügiger Relativbewegungen zwischen den beiden Stabilisatorhälften (1a, 1b) von dem Elektromotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement ein selbstklebendes Hydrogel (6) aufweist, das an ein zur Übertragung eines Drehmomentes vorgesehenes Drehelement im elektromechanischen Aktuator (2) geklebt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Stabilisatorhälften, die über einen elektromechanischen Aktuator verdrehbar miteinander gekoppelt sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wankstabilisators.
• 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. Somit findet ein Kopiereffekt zwischen den Einfederbewegungen der beiden Räder an der Achse statt.
• Aus der EP 2 213 489 A1 ist ein Getriebemotor für einen Wankstabilisator bekannt, bei dem das als Planetengetriebe ausgeführte Getriebe über eine sternförmige Verzahnungsgeometrie, die in eine entsprechend gegengleich ausgebildete Verzahnungsgeometrie an einer Drehstabfeder eingreift, gekoppelt ist. Zwischen den einzelnen ineinandergreifenden Zähnen sind nahezu inkompressible Elastomerelemente eingesetzt. Hierüber wird ein Steifigkeitssprung realisiert, so dass geringe Relativdrehungen zwischen den beiden Stabilisatorhälften zugelassen werden, ohne dass eine nennenswerte Bewegung im Schwenkmotor einsetzt.
• Ferner ist auch bekannt, dass das Elastomerelement zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem Drehelement des Wankstabilisators, insbesondere an einer eine Drehbewegung und ein Drehmoment übertragende Verzahnung vulkanisiert sein kann.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln, und insbesondere den im Wankstabilisator verwendeten Elastomerwerkstoff zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten zu ersetzen.
• Diese Aufgabe wird durch den Wankstabilisator gemäß Anspruch 1, sowie durch das Verfahren zur Herstellung eines Wankstabilisators gemäß Anspruch 4 gelöst. Der erfindungsgemäße Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug umfasst zwei Stabilisatorhälften, die über einen elektromechanischen Aktuator verdrehbar miteinander gekoppelt sind, wobei der elektromechanische Aktuator einen Elektromotor und ein Planetengetriebe umfasst, und wobei ein selbstklebendes Hydrogel zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an ein Drehelement im elektromechanischen Aktuator geklebt ist. Mit anderen Worten ersetzt das Hydrogel den Elastomerwerkstoff als Mittel zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und ist somit Teil einer sogenannten Elastomerentkopplungseinheit.
• Unter einem Drehelement ist eine Welle zu verstehen, die zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Drehelement als Sonnenwelle, Hohlrad oder Planetenträger ausgebildet sein.
• Unter dem Begriff Fahrbahnunebenheiten sind beispielsweise Löcher oder Unebenheiten auf der Fahrbahn, die vom Kraftfahrzeug befahren wird, zu verstehen. Die daraus resultierenden geringen Verdrehungen des Wankstabilisators werden mittels Hydrogel aufgefangen, wodurch der Fahrkomfort für die Fahrzuginsassen gesteigert wird. Insbesondere werden je nach Steifigkeit des Hydrogels bestimmte Frequenzen deutlich gedämpft und dadurch auch Vibrationen und akustische Emissionen gesenkt.
• Das Hydrogel ist ein Wasser enthaltendes, aber wasserunlösliches Polymer, dessen Moleküle chemisch, beispielsweise durch kovalente oder ionische Bindungen, oder physikalisch, im Wesentlichen durch Verschlaufen der Polymerketten, zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft sind. Hydrogel kommt in der Natur beispielsweise als Sekret des Rankenflußkrebses vor und weist eine hohe Haftfähigkeit sowie eine gute stoßdämpfende Wirkung auf.
• Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Hydrogel selbstklebend ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Hydrogel stoffschlüssig mit dem Drehelement im elektromechanischen Aktuator verbunden.
• Vorzugsweise ist das Hydrogel zumindest an einem Abschnitt eines Planetenträgers des Planetengetriebes angeordnet. Dabei kann der Abschnitt des Planetenträgers bevorzugt eine Verzahnungsgeometrie aufweisen, die dazu vorgesehen ist, mit einer weiteren Verzahnungsgeometrie zur Drehmomentübertragung zusammenzuwirken.
• Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Hydrogel sternförmig auf einem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers ausgebildet. Dazu wird bei der Aufbringung des Hydrogels auf dem Planetenträger eine Form zur Formgebung des Hydrogels am Planetenträger verwendet. Die Form ist dazu vorgesehen das Hydrogel aufzunehmen, durch Zuführung von Druck und/oder Temperatur auszuformen und fest mit dem dafür vorgesehenen Abschnitt des Planetenträgers zu verbinden.
• Ferner betrifft die Erfindung auch die Verwendung des Hydrogels in einem Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Lagerelement, das zur Lagerung des Wankstabilisators vorgesehen ist. Beispielsweise sind die beiden Drehstabfedern des Wankstabilisators über jeweilige Lagerelemente an der Karosserie des Fahrzeugs aufgenommen. Diese Lagerelemente können vorteilhafterweise das Hydrogel zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und anderen Schwingungen, insbesondere zur Dämpfung von akkustischen Schwingungen aufweisen.
• Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen
• 1 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Wankstabilisators, und
• 2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Planetenträgers des erfindungsgemäßen Wankstabilisators.
• Gemäß 1 weist ein elektromechanischer Wankstabilisator 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Fahrzeug zwei Stabilisatorhälften 1a, 1b auf, die über einen elektromechanischen Aktuator 2 verdrehbar miteinander gekoppelt sind. Der elektromechanische Aktuator 2 umfasst einen Elektromotor 3, ein Planetengetriebe 4 und eine Steuerungsvorrichtung 7. Der Wankstabilisator 1 weist zwei Drehstabfedern 8a, 8b auf, wobei die jeweilige Drehstabfeder 8a, 8b mit einem jeweiligen - hier nicht dargestellten - Rad einer Fahrzeugachse verbunden ist.
• In 2 ist ein Planetenträger 5 des in 1 dargestellten Planetengetriebes 4 vergrößert dargestellt. Der Planetenträger 5 ist dazu vorgesehen mehrere - hier nicht dargestellte Planetenräder einer Planetenstufe aufzunehmen. Ferner ist ein Hydrogel 6 zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers 5 angeordnet. Das Hydrogel 6 ist sternförmig am zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers 5 ausgebildet. Ferner ist das Hydrogel 6 selbstklebend ausgebildet und somit stoffschlüssig mit dem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers 5 verbunden. Tangential zwischen dem sternförmig ausgebildeten Hydrogel 6 kommen im Wesentlichen komplementär dazu ausgebildete - hier nicht dargestellte - Zwischenelemente zur Drehmomentübertragung und Wirkverbindung mit der Drehstabfeder 8a zur Anlage. Unter einer Wirkverbindung ist zu verstehen, dass die Zwischenelemente direkt mit der Drehstabfeder 8a verbunden sein können oder zwischen den Zwischenelementen und der Drehstabfeder 8a weitere Drehelemente angeordnet sein können.
• Bezugszeichenliste

1a, 1b

Stabilisatorhälfte

2

elektromechanischer Aktuator

3

Elektromotor

4

Planetengetriebe

5

Planetenträger

6

Hydrogel

7

Steuerungsvorrichtung

8a, 8b

Drehstabfeder

Claims (4)

1. Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Stabilisatorhälften (1a, 1b), die über einen elektromechanischen Aktuator (2) verdrehbar miteinander gekoppelt sind, wobei der elektromechanische Aktuator (2) einen Elektromotor (3) und ein Planetengetriebe (4) umfasst, ferner umfassend ein Elastomerelement zur Entkopplung geringfügiger Relativbewegungen zwischen den beiden Stabilisatorhälften (1a, 1b) von dem Elektromotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement ein selbstklebendes Hydrogel (6) aufweist, das an ein zur Übertragung eines Drehmomentes vorgesehenes Drehelement im elektromechanischen Aktuator (2) geklebt ist.
2. Wankstabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel (6) zumindest an einen Abschnitt eines Planetenträgers (5) des Planetengetriebes (4) geklebt ist, wobei dieser Abschnitt eine Verzahnungsgeometrie aufweist, die dazu vorgesehen ist, mit einer weiteren Verzahnungsgeometrie zur Drehmomentübertragung zusammenzuwirken.
3. Wankstabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel (6) sternförmig auf einem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers (5) ausgebildet ist,
4. Verfahren zur Herstellung eines Wankstabilisators nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form zur Formgebung des Hydrogels (6) bei dessen Aufbringung am Planetenträger (5) verwendet wird.

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