-
Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Hohlwellenvorrichtung für eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung für ein Fahrzeug, ein elektromechanisches Wankstabilisierungssystem und ein Verfahren zum Herstellen einer Hohlwellenvorrichtu ng.
-
Zur Erfassung eines Drehmoments eines Fahrzeugs kann ein verformbarer Körper eingesetzt werden, welcher sich abhängig von einem anliegenden Drehmoment verformt.
-
Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz eine verbesserte Hohlwellenvorrichtung für eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung für ein Fahrzeug, ein verbessertes elektromechanisches Wankstabilisierungssystem und ein Verfahren zum Herstellen einer verbesserten Hohlwellenvorrichtung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
-
Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine Erfassung eines Drehmoments unbeeinflusst oder zumindest nur geringfügig beeinflusst von Umwelteinflüssen erfolgen kann.
-
Eine Hohlwellenvorrichtung für eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung für ein Fahrzeug weist eine Hohlwelle und ein Abschirmelement auf. Ein Hohlraum der Hohlwelle ist zur Aufnahme eines Sensors zum Erfassen eines Sensorwerts eines physikalischen Parameters der Hohlwelle ausgeformt. Das Abschirmelement ist an zumindest einem Außenwandabschnitt einer Außenwand der Hohlwelle angeordnet oder anordenbar und dazu ausgeformt, um Umwelteinflüsse von dem Außenwandabschnitt und/oder Sensor abzuschirmen, wenn der Sensor in dem Hohlraum aufgenommen ist.
-
Eine von der elektromechanischen Wankstabilisierungseinrichtung bewirkte elektromechanische Wankstabilisierung, kurz „ERC“, (engl. für Electromechanical Roll Control), funktioniert folgendermaßen: An einer Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs erzeugen aktive elektromechanische Wankstabilisierungen in Kurvenfahrten Stabilisierungsmomente, so dass eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus minimiert oder gänzlich beseitigt wird. Zusätzlich wird ein optimales Einlenk- und Lastwechselverhalten erzeugt. Bei Geradeausfahrt dagegen passt eine elektronische Steuerung ein Dämpfmaß an und sorgt für ein weicheres, komfortableres Ansprechen der Federung. Eine Kopierbewegung des Aufbaus wird reduziert, dadurch erhält das Fahrzeug eine hohe Agilität und Zielgenauigkeit über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Eingesetzt werden kann der elektrische Steller beispielsweise in Fahrzeugen der Mittel- und Oberklasse auch mit Hybrid- bzw. Elektroantrieb.
-
Die Hohlwellenvorrichtung kann nun dazu dienen, dass die Hohlwelle der elektromechanischen Wankstabilisierungseinrichtung, welche im Betrieb zum Erfassen beispielsweise eines Drehmoments des Fahrzeugs dienen kann und hierbei allerlei Umwelteinflüssen wie Steinschlag, Temperaturen, Magnetfeldern ausgesetzt ist, dank des Abschirmelements von diesen Umwelteinflüssen abgeschirmt wird. Die Hohlwelle kann als ein Gehäuse der elektromechanischen Wankstabilisierungseinrichtung, beispielsweise zumindest für einen ERC-Steller ausgeformt und einsetzbar sein. Die Hohlwelle kann ferner verformbar ausgeformt sein, beispielsweise als ein Hook'scher Verformungskörper. Im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung reagiert die Hohlwelle somit auf ein von außen in axialer Richtung angelegtes Drehmoment in linearer Weise durch eine tordierende Verformung. Bei dem Sensor kann es sich um einen Drehmomentsensors, beispielsweise einen Dehnungsmessstreifen, ein magnetostriktives Element, einen akustischen und zusätzlich oder alternativ optischen Sensor handeln, welcher dazu ausgebildet ist, um im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung als den Sensorwert eine Verformung der Hohlwelle anzuzeigen, um das Drehmoment unter Verwendung der Verformung erkennbar zu machen. Die Hohlwelle selbst kann somit als ein primärer Sensor und der Sensor als ein sekundärer Sensor bezeichnet werden.
-
Die Hohlwellenvorrichtung kann auch den Sensor aufweisen, der in dem Hohlraum aufgenommen oder aufnehmbar ist. Der Sensor kann beispielsweise an einem Innenwandabschnitt der Hohlwelle angeordnet oder anordenbar sein, wobei der Innenwandabschnitt direkt gegenüberliegend zu zumindest einem Bereich des Außenwandabschnitts angeordnet ist. Eine direkt gegenüberliegende Anordnung von Sensor und Abschirmelement kann einen durch einen Umwelteinfluss auf die Hohlwelle bewirkten und somit verfälschten Sensorwert verhindern.
-
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn eine Abschirmelementbreite des Abschirmelements im Wesentlichen einer Sensorbreite des Sensors entspricht. Als „im Wesentlichen“ kann eine Abweichung von 10 Prozent oder 20 Prozent der Abschirmelementbreite von der Sensorbreite verstanden werden. So kann eine gesamte Breite des Sensors durch das Abschirmelement abgeschirmt werden. Die Abschirmelementbreite und die Sensorbreite können parallel zu der Längsachse der Hohlwelle erstreckende Größen sein.
-
Das Abschirmelement kann beispielsweise ringförmig oder ringabschnittförmig um den Außenwandabschnitt aufgenommen oder aufnehmbar ausgeformt sein. Ein ringförmiges Abschirmelement kann umlaufend an dem Außenwandabschnitt angeordnet sein. Ein ringabschnittförmiges Abschirmelement kann zumindest den Bereich des Außenwandabschnitts abdecken, an dem direkt gegenüberliegend an dem Innenwandabschnitt der Sensor angeordnet ist.
-
Das Abschirmelement kann ferner an dem Außenwandabschnitt angeordnet oder anordenbar sein, der in einer Vertiefung innerhalb der Außenwand angeordnet ist. Hierbei kann eine Oberfläche des Abschirmelements bündig mit der Außenwand abschließen oder aber die Oberfläche kann über die Außenwand hervorstehend angeordnet sein. Eine solche Vertiefung in Form einer reduzierten Hohlwellenwandstärke kann einem Ausgleich einer Messstellenempfindlichkeit an die tatsächliche Last dienen.
-
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Abschirmelement zumindest teilweise ein elastisches Material aufweist. Dieses elastische Material kann beispielsweise Gummi sein. Das Abschirmelement kann komplett elastisch ausgeformt sein. Das Abschirmelement kann aber auch zumindest einen elastischen Abschnitt innerhalb eines sonst starren Materials des Abschirmelements aufweisen.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann das Abschirmelement zumindest teilweise ein starres Material aufweisen. Dieses starre Material kann beispielsweise Metall sein. Das Abschirmelement kann komplett starr ausgeformt sein. Das Abschirmelement kann aber auch zumindest einen starren Abschnitt innerhalb eines sonst elastischen Materials des Abschirmelements aufweisen.
-
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Abschirmelement zumindest einen verjüngenden und/oder gebogenen Rand aufweist. Ein solcher Rand kann zu der Außenwand hin verjüngend oder gebogen ausgeformt sein, wenn das Abschirmelement an dem Außenwandabschnitt angeordnet ist. Dies schafft einerseits eine aerodynamische Ausformung für das Abschirmelement an der Hohlwelle. Ferner können im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung auftretende Spannungen durch Temperatur und/oder Schläge auf die Hohlwelle auf einen größeren Bereich verteilt werden.
-
Ein Querschnitt des Abschirmelements kann als eine Wanne ausgeformt sein und/oder eine Knickstelle zum Ausbilden eines Kontaktbereichs zum Kontaktieren der Wanne mit dem Außenwandabschnitt aufweisen, insbesondere wobei in der Wanne ein Füllmaterial zwischen der Hohlwelle und dem Abschirmelement angeordnet sein kann. Die Wanne und/oder die Knickstelle können einstückig und/oder ein starres Material wie Metall aufweisend ausgeformt sein. Das Füllmaterial ist als ein sich von Luft unterscheidendes Material, beispielsweise ein festes Material wie Gummi zu verstehen. Die Wanne kann in einem montierten Zustand an der Hohlwelle eine wannenartige Ausnehmung aufweisen, welche einen Spalt zwischen dem Abschirmelement und dem Bereich erzeugt. Dieser Spalt kann im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung verhindern, dass das Abschirmelement ein Drehmoment von der Hohlwelle ableitet. Das Füllmaterial kann in dem Spalt angeordnet sein, um ein Eindringen von Schmutz zu verhindern.
-
Ein elektromechanisches Wankstabilisierungssystem weist eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung und eine Hohlwellenvorrichtung auf, die in einer der vorangehend beschriebenen Varianten ausgeformt ist. Ein solches elektromechanisches Wankstabilisierungssystem kann einem Wanken eines Fahrzeugs entgegenwirken, wobei die Hohlwelle zur Erfassung eines Drehmoments des Fahrzeugs von Umwelteinflüssen geschützt ist und somit besonders verlässliche Sensorwerte sensiert werden können.
-
Ein Verfahren zum Herstellen einer Hohlwellenvorrichtung für eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung für ein Fahrzeug weist einen Schritt des Bereitstellens und einen Schritt des Anordnens auf. Im Schritt des Bereitstellens werden eine Hohlwelle, deren Hohlraum zur Aufnahme eines Sensors zum Erfassen eines Sensorwerts eines physikalischen Parameters der Hohlwelle ausgeformt ist, und ein Abschirmelement bereitgestellt. Im Schritt des Anordnens wird das Abschirmelement an zumindest einem Außenwandabschnitt einer Außenwand der Hohlwelle derart angeordnet, dass durch das Abschirmelement Umwelteinflüsse von dem Außenwandabschnitt und/oder Sensor abgeschirmt werden, wenn der Sensor in dem Hohlraum aufgenommen ist.
-
Im Schritt des Anordnens kann das Abschirmelement an den Außenwandabschnitt aufgezogen, aufgeklebt oder angespritzt werden.
-
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
-
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
-
Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt.
-
Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
-
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
-
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektromechanischen Wankstabilisierungssystem mit einer Hohlwellenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Hohlwellenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung einer Hohlwellenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine schematische Darstellung einer Hohlwellenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 eine schematische Querschnittsdarstellung eines elektromechanischen Wankstabilisierungssystems mit einer Hohlwellenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Hohlwellenvorrichtung für eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem elektromechanischen Wankstabilisierungssystem 105 mit einer Hohlwellenvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
Lediglich beispielhaft ist das elektromechanische Wankstabilisierungssystem 105, welches eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung 112 und die Hohlwellenvorrichtung 110 umfasst, gemäß diesem Ausführungsbeispiel an dem Fahrzeug aufgenommen. Die elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung 112 ist in 5 detaillierter dargestellt.
-
Die elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung 112 ist dazu ausgebildet, um eine elektromechanische Wankstabilisierung, kurz „ERC“, engl. für „Electromechanical Roll Control“, für das Fahrzeug 100 durchzuführen. Dies funktioniert gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen: An einer Vorder- und/oder Hinterachse des Fahrzeugs 100 erzeugen aktive elektromechanische Wankstabilisierungen in Kurvenfahrten Stabilisierungsmomente, so dass eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus minimiert oder gänzlich beseitigt wird. Zusätzlich wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ein optimales Einlenk- und Lastwechselverhalten erzeugt. Bei Geradeausfahrt dagegen passt gemäß einem Ausführungsbeispiel eine elektronische Steuerung ein Dämpfmaß an und sorgt für ein weicheres, komfortableres Ansprechen der Federung. Eine Kopierbewegung des Aufbaus wird gemäß einem Ausführungsbeispiel reduziert, dadurch erhält das Fahrzeug 100 eine hohe Agilität und Zielgenauigkeit über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um ein Fahrzeug 100 der Mittel- oder Oberklasse, mit einem beliebigen Fahrzeugantrieb, hier mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb.
-
Die Hohlwellenvorrichtung 110 weist eine Hohlwelle 115 und ein Abschirmelement 120 auf. Ein Hohlraum 125 der Hohlwelle 115 ist zur Aufnahme eines Sensors 130 zum Erfassen eines Sensorwerts eines physikalischen Parameters der Hohlwelle 115 ausgeformt. Das Abschirmelement 120 ist an zumindest einem Außenwandabschnitt 135 einer Außenwand 140 der Hohlwelle 115 angeordnet oder anordenbar und dazu ausgeformt, um Umwelteinflüsse von dem Außenwandabschnitt 135 und/oder Sensor 130 abzuschirmen, wenn der Sensor 130 in dem Hohlraum 125 aufgenommen ist.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Hohlwellenvorrichtung 110 in einem betriebsbereiten Zustand dargestellt, in dem das Abschirmelement 120 an dem Außenwandabschnitt 135 angeordnet ist. Der Sensor 130 ist ferner in dem Hohlraum 125, gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einem Innenwandabschnitt 145 einer der Außenwand 140 gegenüberliegenden Innenwand der Hohlwelle 115, aufgenommen. Bei der Hohlwelle 115 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um ein Gehäuse der elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung 112 beispielsweise für einen sogenannten „ERC-Steller“ der elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung 112. Die Hohlwelle 115 dient im Betrieb zum Erfassen beispielsweise eines Drehmoments des Fahrzeugs 100 und ist hierbei allerlei Umwelteinflüssen wie Steinschlag, Temperaturen und/oder Magnetfeldern ausgesetzt. Die hier vorgestellte Hohlwellenvorrichtung 110 ermöglicht es nun dank des Abschirmelements 120, dass die Hohlwelle 115 von diesen Umwelteinflüssen abgeschirmt wird.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Hohlwelle 115 verformbar ausgeformt. Im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung 110 reagiert die Hohlwelle 115 auf ein von außen in axialer Richtung angelegtes Drehmoment in linearer Weise durch eine tordierende Verformung. Bei dem Sensor 130 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um einen Drehmomentsensor, beispielsweise einen Dehnungsmessstreifen, ein magnetostriktives Element, einen akustischen und/oder optischen Sensor handeln, welcher dazu ausgebildet ist, um im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung 110 als den Sensorwert die Verformung der Hohlwelle 115 anzuzeigen, um das Drehmoment unter Verwendung der Verformung erkennbar zu machen.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Hohlwellenvorrichtung 110 ferner den Sensor 130, eine Vertiefung 150, einen ersten Flansch 155 und/oder einen zweiten Flansch 160 auf.
-
Der Innenwandabschnitt 145, welchen der Sensor 130 kontaktiert, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel direkt gegenüberliegend zu zumindest einem Bereich des Außenwandabschnitts 135 angeordnet, welchen das Abschirmelement 120 kontaktiert. Das Abschirmelement 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ringförmig um den Außenwandabschnitt 135 aufgenommen.
-
Das Abschirmelement 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Vertiefung 150 aufgenommen, die innerhalb der Außenwand 140 angeordnet ist und sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel ringförmig um den gesamten Außenwandabschnitt 135 erstreckt. Die Vertiefung 150 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Querschnitt rechteckig ausgeformt und/oder vollständig von dem Abschirmelement 120 ausgefüllt. Eine Oberfläche des Abschirmelements 120 schließt gemäß diesem Ausführungsbeispiel bündig mit der Außenwand 140 ab. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel steht die Oberfläche über die Außenwand 140 hervor. Das Abschirmelement 120 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise ein elastisches Material auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Abschirmelement 120 komplett elastisch ausgeformt, beispielsweise aus Gummi. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist das Abschirmelement 120 zumindest teilweise ein starres Material auf.
-
Eine Abschirmelementbreite des Abschirmelements 120 entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen einer Sensorbreite des Sensors 130. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weicht die Abschirmelementbreite um 10 Prozent oder 20 Prozent von der Sensorbreite ab. Die Abschirmelementbreite und die Sensorbreite sind parallel verlaufend angeordnet und als parallel zu einer Längsachse der Hohlwelle 115 erstreckende Größen zu verstehen.
-
Die hier vorgestellte Hohlwellenvorrichtung 110 ermöglicht eine Messung des Drehmoments an einem ERC-System innerhalb der Hohlwelle 115 des ERC-Gehäuses. Diese Stelle ist gut geschützt vor Umwelt-Einflüssen und in der Nähe einer elektronischen Steuereinheit der elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung 112 einfach an diese Steuereinheit anschließbar. Der eigentliche Messkörper ist dabei allerdings die Hohlwelle 115, welche gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Hook'scher-Verformungskörper ausgeformt ist und als „Primär-Sensor“ bezeichnet werden kann. Innerhalb der Hohlwelle 115 ist der Sensor 130 angebraucht, der als „Sekundär-Sensor“ bezeichnet werden kann. Wohingegen der Sensor 130 in der Hohlwelle 115 geschützt angeordnet ist, ist die Hohlwelle 115 im Betrieb direkt Umwelteinflüssen, wie Steinschlag, Temperatur, Temperaturgradienten wie Eiswasser-Durchfahrt, Waschstraße an kaltem Wintermorgen, Magnetfeldern, etc. ausgesetzt. Dank des Abschirmelements 120 ist nun eine angepasste Drehmoment-Messung ermöglicht. Die Flansche 155, 160 dienen gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Betrieb der Hohlwellenvorrichtung 110 einer Drehmomenteinleitung. Für die Anpassung einer Dehnung an der Messstelle an das Hohlwellenmaterial (linear plastisches Verhalten) und den Sensoreffekt („Signal to Noise“-Verhalten) ist die Wandstärke der Hohlwelle 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel geeignet eingestellt. Dies ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch die Vertiefung 150 in Form einer Eindrehung oder Einfräsung an der Außenwand 140 im Bereich des Sekundär-Sensors umgesetzt. Diese Vertiefung 150 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einem weichen Material wie Gummi ausgefüllt. Dadurch wird ein Schutz vor den oben genannten Umwelteinflüssen erreicht. Gezeigt ist die Hohlwellenvorrichtung 110 hier beispielhaft mit der Eindrehung oder Einfräsung zur Anpassung der Messstellenempfindlichkeit an die tatsächliche Last sowie mit dem Abschirmelement 120 in Form eines Rings oder einer ringförmigen Umspritzung, o.ä. aus einem vorteilhaft elastischen Material, welches den Außenwandabschnitt 135 als Messstelle vor äußeren Einflüssen schützt.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Hohlwellenvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in 1 beschriebene Hohlwellenvorrichtung 110 handeln, mit dem Unterschied, dass das Abschirmelement 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen verjüngenden und/oder gebogenen Rand 200 aufweist, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel umlaufend ausgeformt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Abschirmelement 120 an zwei gegenüberliegenden Enden je einen solchen Rand 200 auf. Der Rand 200 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zu der Außenwand 140 hin verjüngend und gebogen ausgeformt.
-
Das Abschirmelement 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine erhabene Gummierung oder ein erhabener, umlaufender Ring aus elastischem Material ausgeformt, hier beispielhaft ohne die Vertiefung in der Hohlwelle dargestellt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Ring in der in 1 beschriebenen Vertiefung angeordnet und bündig mit der Außenwand abschließend oder über die Außenwand hervorstehend angeordnet.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Hohlwellenvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in 1 oder 2 beschriebene Hohlwellenvorrichtung 110 handeln, mit dem Unterschied, dass das Abschirmelement 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht ringförmig, sondern lediglich ringabschnittförmig ausgeformt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Abschirmelement 120 lediglich an dem Bereich, welcher direkt gegenüberliegend zu dem Innenwandabschnitt, an welchem der Sensor 130 kontaktiert ist, aufgenommen. Das Abschirmelement 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein erhabener, lokaler „Flicken“ aus elastischem Material ausgeformt, hier beispielhaft ohne die Vertiefung in der Hohlwelle dargestellt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Flicken mit oder ohne den in 2 beschriebenen Rand in einer an die Geometrie des Flickens angepassten Vertiefung in der Außenwand angeordnet und/oder bündig mit der Außenwand abschließend oder über die Außenwand hervorstehend angeordnet.
-
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Hohlwellenvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der in einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen Hohlwellenvorrichtungen 110 handeln, mit dem Unterschied, dass das Abschirmelement 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise ein starres Material aufweist. Das Abschirmelement 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel komplett starr ausgeformt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus Metall.
-
Ein Querschnitt des Abschirmelements 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Wanne 400 ausgeformt und/oder weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Knickstelle 405 zum Ausbilden eines Kontaktbereichs 407 zum Kontaktieren der Wanne 400 mit dem Außenwandabschnitt auf. Die Wanne 400 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem montierten Zustand an der Hohlwelle eine wannenartige Ausnehmung auf, welche einen Spalt 410 zwischen dem Abschirmelement 120 und dem Bereich des Außenwandabschnitts erzeugt. Die Wanne 400 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel verjüngende und/oder gebogene Seitenwände auf, welche je in eine der Knickstellen 405 mit anschließenden Kontaktbereichen 407 übergehen. Die Kontaktbereiche 407 sind neben dem Bereich an der Außenwand kontaktiert, beispielsweise umlaufend befestigt.
-
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist in der Wanne 400, also in dem Spalt 410, ein Füllmaterial zwischen der Hohlwelle und dem Abschirmelement 120 angeordnet. Das Füllmaterial ist als ein sich von Luft unterscheidendes Material zu verstehen, beispielsweise ein festes Material wie Gummi.
-
Das Abschirmelement 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein umlaufender Schutzring aus hartem Material, hier beispielhaft Metall, ausgeformt. Wesentlich ist der Spalt 410, der auch als „Ringspalt“ bezeichnet werden kann, welcher verhindert, dass der Schutzring Drehmoment von der Hohlwelle ableitet. Der Ringspalt ist gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel mit elastischem Material gefüllt, um das Eindringen von Schmutz zu vermeiden.
-
Eine wichtige Neuheit der hier vorgestellten Hohlwellenvorrichtung 110 ist das Abschirmelement 120 in Form eines Schutzrings oder „Flickens“, der das Einwirken von Steinschlag, Wärme, Magnetfeldern direkt auf die Hohlwelle verhindert oder zumindest erschwert. Ein weiteres Merkmal ist eine optionale Kombination mit Eindrehungen oder Einfräsungen (auch Verdickungen) im Bereich der Messstelle, welche es gestatten, durch Dickenvariation die mechanische Empfindlichkeit der Messstelle auf das Drehmoment-Messprinzip anzupassen.
-
Die hier vorgestellte Hohlwellenvorrichtung 110 ermöglicht eine Verwendung/Ausnutzung einer die Empfindlichkeit und Auslegung eines Drehmomentsensor-Elementes bestimmenden Eigenschaft/eines Konstruktionsdetails für den Schutz und eine Entstörung der Messstelle.
-
5 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines elektromechanischen Wankstabilisierungssystems 105 mit einer Hohlwellenvorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in 1 beschriebene elektromechanischen Wankstabilisierungssystem 105 handeln, welches eine der in einer der 1 bis 4 beschriebenen Hohlwellenvorrichtungen 110 aufweist. Auch das Fahrzeug 100 kann das in 1 beschriebene Fahrzeug 100 sein.
-
Die rein schematische Darstellung zeigt einen Schnitt durch das Fahrzeug 100 längs der Hochachse und Querachse des Fahrzeugs 100. Gezeigt ist beispielsweise eine erste Achse 500 mit einem Ausführungsbeispiel der Wankstabilisierungseinrichtung 112, die auch als Stabilisator bezeichnet wird. Die Wankstabilisierungseinrichtung 112 ist als zweigeteilter Drehstab mit einem ersten Stabilisatorelement 505 und einem zweiten Stabilisatorelement 510 realisiert. Hierbei ist ein Ende des ersten Stabilisatorelements 505 mit einem ersten Radaufhängungselement 515 des Fahrzeugs 100 verbunden und ein Ende des zweiten Stabilisatorelements 510 mit einem zweiten Radaufhängungselement 520 des Fahrzeugs 100 verbunden.
-
Beispielsweise sind die Enden der Stabilisatorelemente 505, 510 hierbei als, vorzugsweise etwa in Fahrtrichtung gebogene oder gekröpfte, Arme ausgeführt, die mittels gelenkig gelagerter Pendelstützen 525, 530 jeweils mit den Radaufhängungselementen 515, 520 verbunden sind. Bei den Radaufhängungselementen 515, 520 handelt es sich beispielsweise um gegenüberliegende Querlenker des Fahrzeugs 100. Die Stabilisatorelemente 505, 510 sind je mittels eines Aufbaulagers 535 um eine gemeinsame Drehachse D-D drehbar an einem Fahrgestell bzw. der Karosserie des Fahrzeugs 100 befestigt. Die Drehachse D-D entspricht hierbei beispielhaft der Querachse des Fahrzeugs 100.
-
Je ein einer Fahrzeugmitte des Fahrzeugs 100 zugewandtes Ende der Stabilisatorelemente 505, 510 ist mit zumindest einem als Aktuator dienenden Elektromotor einer Drehstromantriebseinrichtung 540 mechanisch gekoppelt. Die Drehstromantriebseinrichtung 540 ist ausgebildet, um unter Verwendung eines Regelungssignals 545 von einer Steuervorrichtung 550, die Stabilisatorelemente 505, 510 gegensinnig um die Drehachse D-D zu verdrehen. Hierbei repräsentiert das Regelungssignal 545 bspw. ein basierend auf einer feldorientierten Regelung ermitteltes Signal. Durch das gegensinnige Verdrehen der Stabilisatorelemente 505, 510 werden die Radaufhängungselemente 515, 520 bewegt und es kann einem Wanken der Karosserie bspw. bei Kurvenfahrt entgegengewirkt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 100 mit der Steuervorrichtung 550 ausgestattet, die an die Drehstromantriebseinrichtung 540 angeschlossen ist und ausgebildet ist, um das Regelungssignal 545 bereitzustellen.
-
Das elektromechanische Wankstabilisierungssystem 105 kann auch eine zweite elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung aufweisen, die entsprechend zu der Wankstabilisierungseinrichtung 112 ausgeführt sein kann. Alternativ kann auch auf ein alternatives Prinzip zur Wankstabilisierung zurückgegriffen werden. Beispielsweise können die Stabilisatorelemente 505, 510 entfallen, wenn die Gegenwankmomente beispielsweise unter Verwendung geeigneter Aktoren in den Radaufhängungselementen 515, 520 bereitgestellt werden.
-
6 zeigt Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Herstellen einer Hohlwellenvorrichtung für eine elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der in einer der 1 bis 5 beschriebenen Hohlwellenvorrichtungen handeln.
-
Das Verfahren 600 weist einen Schritt 605 des Bereitstellens und einen Schritt 610 des Anordnens auf. Im Schritt 605 des Bereitstellens werden eine Hohlwelle, deren Hohlraum zur Aufnahme eines Sensors zum Erfassen eines Sensorwerts eines physikalischen Parameters der Hohlwelle ausgeformt ist, und ein Abschirmelement bereitgestellt. Im Schritt 610 des Anordnens wird das Abschirmelement an zumindest einem Außenwandabschnitt einer Außenwand der Hohlwelle derart angeordnet, dass durch das Abschirmelement Umwelteinflüsse von dem Außenwandabschnitt und/oder Sensor abgeschirmt werden, wenn der Sensor in dem Hohlraum aufgenommen ist.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 610 des Anordnens das Abschirmelement an den Außenwandabschnitt aufgezogen, aufgeklebt oder angespritzt.
-
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
-
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
-
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Fahrzeug
- 105
- elektromechanisches Wankstabilisierungssystem
- 110
- Hohlwellenvorrichtung
- 112
- elektromechanische Wankstabilisierungseinrichtung
- 115
- Hohlwelle
- 120
- Abschirmelement
- 125
- Hohlraum
- 130
- Sensor
- 135
- Außenwandabschnitt
- 140
- Außenwand
- 145
- Innenwandabschnitt
- 150
- Vertiefung
- 155
- erster Flansch
- 160
- zweiter Flansch
- 200
- Rand
- 400
- Wanne
- 405
- Knickstelle
- 407
- Kontaktbereich
- 410
- Spalt
- 500
- erste Achse
- 505
- erstes Stabilisatorelement
- 510
- zweites Stabilisatorelement
- 515
- erstes Radaufhängungselement
- 520
- zweites Radaufhängungselement
- 525
- erste Pendelstütze
- 530
- zweite Pendelstütze
- 535
- Aufbaulager
- 540
- Drehstromantriebseinrichtung
- 545
- Regelungssignal
- 550
- Steuervorrichtung
- 600
- Verfahren zum Herstellen einer Hohlwellenvorrichtung
- 605
- Schritt des Bereitstellens
- 610
- Schritt des Anordnens
