DE102022209474B3 - Actuator for a chassis device - Google Patents
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Abstract
Aktuator (2) für eine Fahrwerkseinrichtung, insbesondere für einen aktiv verstellbaren Wankstabilisator (1) oder eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: eine Hohlwelle, eine damit verbundene Antriebseinheit (15, 16), wobei der Aktuator (2) ein wellenfestes Ende (5a) und ein abtriebseitiges Ende (5b) aufweist, die mittels der Antriebseinheit (15, 16) unter Aufbringung eines zwischen den Enden (5a, 5b) des Aktuators (2) wirkenden Drehmoments (M) um eine Rotationsachse (3) gegeneinander verdrehbar sind, und eine Sensoreinrichtung (10) zur Erfassung des übertragenen Drehmoments (M) unter Nutzung der inversen Magnetostriktion, wobei die Sensoreinrichtung (10) einen zumindest bereichsweise durch die Hohlwelle gebildeten Primärsensor und eine innerhalb der Hohlwelle angeordnete Sensoreinheit (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (11) ein Trägerelement (18, 22) für wenigstens eine sensorische Komponente (12, 13), ein das Trägerelement (18, 22) haltendes Sensorgehäuse (23) sowie Mittel zum Zentrieren des Trägerelements (18, 22) gegenüber dem Sensorgehäuse (23) aufweist.Actuator (2) for a chassis device, in particular for an actively adjustable roll stabilizer (1) or a steering device of a motor vehicle, comprising: a hollow shaft, a drive unit (15, 16) connected thereto, the actuator (2) having a shaft-fixed end (5a) and has an output-side end (5b), which can be rotated relative to one another about an axis of rotation (3) by means of the drive unit (15, 16) by applying a torque (M) acting between the ends (5a, 5b) of the actuator (2), and a sensor device (10) for detecting the transmitted torque (M) using inverse magnetostriction, the sensor device (10) comprising a primary sensor formed at least in some areas by the hollow shaft and a sensor unit (11) arranged within the hollow shaft, characterized in that the Sensor unit (11), a carrier element (18, 22) for at least one sensory component (12, 13), a sensor housing (23) holding the carrier element (18, 22) and means for centering the carrier element (18, 22) relative to the sensor housing ( 23).
Description
Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Fahrwerkseinrichtung, insbesondere für einen aktiv verstellbaren Wankstabilisator oder eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen aktiv verstellbaren Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 16.The invention relates to an actuator for a chassis device, in particular for an actively adjustable roll stabilizer or a steering device of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 and an actively adjustable roll stabilizer for a motor vehicle according to
Aus der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere der Fahrwerkstechnik, ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit einem sogenannten Wankstabilisator auszustatten. In einfacher Ausführung handelt es sich hierbei um eine im Wesentlichen C-förmige Drehstabfeder, die im mittigen Bereich drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagert ist und deren äußere, sich gegenüberliegende Enden jeweils mit einer Radaufhängung gekoppelt sind. Durch diese Konstruktion sorgt der Wankstabilisator dafür, dass die Karosserie des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt nicht nur an der kurvenäußeren Seite einfedert (bedingt durch die Zentrifugalkraft), sondern zudem das kurveninnere Rad etwas abgesenkt wird (Kopierverhalten).From motor vehicle technology, in particular chassis technology, it is known to equip motor vehicles with a so-called roll stabilizer. In a simple embodiment, this is a substantially C-shaped torsion bar spring, which is rotatably mounted in the central area relative to the vehicle body and whose outer, opposite ends are each coupled to a wheel suspension. Thanks to this design, the roll stabilizer ensures that the body of the vehicle not only deflects on the outside side of the curve when cornering (due to the centrifugal force), but also that the wheel on the inside of the curve is lowered slightly (copy behavior).
Zur weiteren Steigerung des Fahrkomforts sowie der Fahrzeugstabilität ist es bekannt, Wankstabilisatoren aktiv verstellbar auszuführen. Der Wankstabilisator umfasst in diesem Fall einen Aktuator, und ist in zwei mit Hilfe des Aktuators um eine Rotationsachse relativ zueinander verdrehbare Stabilisatorabschnitte geteilt. Durch die Verdrehung der Stabilisatorabschnitte zueinander wird eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt erzeugt oder einer durch äußere Einflüsse hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugsaufbaus gezielt entgegengewirkt. Zur bedarfsgerechten Ansteuerung des Aktuators kann es zweckmäßig sein, ein zwischen den Stabilisatorabschnitten wirkendes Drehmoment zu erfassen, insbesondere um dieses beispielsweise in einen Regelkreis des Aktuators einfließen zu lassen.To further increase driving comfort and vehicle stability, it is known to make roll stabilizers actively adjustable. In this case, the roll stabilizer comprises an actuator and is divided into two stabilizer sections that can be rotated relative to one another about an axis of rotation with the aid of the actuator. By rotating the stabilizer sections relative to one another, a rolling movement of the vehicle body is specifically generated or a rolling movement of the vehicle body caused by external influences is specifically counteracted. In order to control the actuator as required, it may be expedient to detect a torque acting between the stabilizer sections, in particular in order to allow this to flow into a control circuit of the actuator, for example.
Auch für andere in der Fahrwerkstechnik zum Einsatz kommende Aktuatoren wie beispielsweise an einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs kann es zweckmäßig sein, ein auf den Aktuator wirkendes Drehmoment zu erfassen.It can also be useful for other actuators used in chassis technology, such as on a steering device of a motor vehicle, to detect a torque acting on the actuator.
Aus
Weiterhin sei verwiesen auf die Patentoffenlegungen
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktuator für eine Fahrwerkseinrichtung, insbesondere für einen aktiv verstellbaren Wankstabilisator oder eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, dessen Drehmoment sich zuverlässig und mit hoher Genauigkeit erfassen lässt, dessen Sensoreinrichtung in möglichst geringem Maße äußeren Einflüssen ausgesetzt ist und der einfach herstellbar ist. Dieser Aufgabenstellung entsprechend soll ein aktiv verstellbarer Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug angegeben werden.It is an object of the present invention to provide an actuator for a chassis device, in particular for an actively adjustable roll stabilizer or a steering device of a motor vehicle, whose torque can be detected reliably and with high accuracy, whose sensor device is exposed to external influences to the least possible extent and which is easy to produce. According to this task, an actively adjustable roll stabilizer for a motor vehicle should be specified.
Die Aufgabe wird zunächst gelöst durch einen Aktuator für eine Fahrwerkseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß weist dieser auf: eine Hohlwelle, eine damit verbundene Antriebseinheit, wobei der Aktuator ein wellenfestes Ende und ein abtriebsseitiges Ende aufweist, die mittels der Antriebseinheit unter Aufbringung eines zwischen den Enden des Aktuators wirkenden Drehmoments um eine Rotationsachse gegeneinander verdrehbar sind, und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des übertragenen Drehmoments unter Nutzung der inversen Magnetostriktion. Die Sensoreinrichtung umfasst erfindungsgemäß einen zumindest bereichsweise durch die Hohlwelle gebildeten Primärsensor und eine innerhalb der Hohlwelle angeordnete Sensoreinheit. Insbesondere dient dabei der durch die Hohlwelle gebildete Primärsensor als sogenannter „Hookscher Verformungskörper“ [lineares Verhalten bezüglich der wirkenden Kraft (mechanische Spannung) und der sich einstellenden Verformung (mechanische Dehnung)], der unter Nutzung eines inversen magnetostriktiven Effekts, insbesondere des sogenannten inversen Villari-Effekts („Längen-Magnetostriktion“), die mechanische Drehmomentlast in eine messbare Änderung seiner magnetischen Eigenschaften transformiert. Die Sensoreinheit wiederum dient dabei insbesondere als sogenannter Sekundärsensor, dessen magnetisch wirkende Koppel-Elektronik einerseits die Hohlwelle mit einem Magnetfeld dynamisch anregt, andererseits die magnetische Reaktion der Hohlwelle - insbesondere in zwei Achsen diagonal zur Symmetrieachse der Hohlwelle - misst.The object is initially solved by an actuator for a chassis device with the features of claim 1. According to the invention, this has: a hollow shaft, a drive unit connected thereto, the actuator having a shaft-fixed end and an output-side end, which is activated by means of the drive unit by applying a Torque acting between the ends of the actuator can be rotated relative to one another about an axis of rotation, and a sensor device for detecting the transmitted torque using inverse magnetostriction. According to the invention, the sensor device comprises a primary sensor formed at least in regions by the hollow shaft and a sensor unit arranged within the hollow shaft. In particular, the primary sensor formed by the hollow shaft serves as a so-called “Hook deformation body” [linear behavior with regard to the acting force (mechanical tension) and the resulting Deformation (mechanical stretching)], which transforms the mechanical torque load into a measurable change in its magnetic properties using an inverse magnetostrictive effect, in particular the so-called inverse Villari effect (“length magnetostriction”). The sensor unit in turn serves in particular as a so-called secondary sensor, the magnetically acting coupling electronics of which, on the one hand, dynamically excites the hollow shaft with a magnetic field and, on the other hand, measures the magnetic reaction of the hollow shaft - in particular in two axes diagonal to the axis of symmetry of the hollow shaft.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der Aktuator dadurch aus, dass die Sensoreinheit ein Trägerelement für wenigstens eine sensorische Komponente, ein das Trägerelement haltendes Sensorgehäuse sowie Mittel zum Zentrieren des Trägerelements gegenüber dem Sensorgehäuse aufweist.According to the invention, the actuator is characterized in that the sensor unit has a carrier element for at least one sensory component, a sensor housing holding the carrier element and means for centering the carrier element relative to the sensor housing.
Das Sensorgehäuse hat dabei insbesondere die Funktion, wenigstens eine für die magnetische Anregung und/oder für die Messung der magnetischen Reaktionen erforderliche sensorische Komponente, insbesondere in Form einer Spulenanordnung, in einer definierten und von Betriebseinflüssen möglichst unbeeinflussbaren Relativposition gegenüber der als Primärsensor dienenden Hohlwelle zu halten. Bevorzugt erfolgt dies, indem das Sensorgehäuse die Hohlwelle innenseitig kontaktiert, wodurch sich auf konstruktiv einfache Weise eine durch die Gehäusegestaltung vorgebbare Relativposition des Sensorgehäuses ergibt. Da die Relativposition der wenigstens einen sensorischen Komponente, insbesondere der Spulenanordnung, gegenüber der als Primärsensor dienenden Hohlwelle einen hohen Einfluss auf die Messergebnisse sowie deren Qualität hat, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Sensorgehäuse das Trägerelement für die wenigstens eine sensorische Komponente hält. Indem weiterhin zudem Mittel zum Zentrieren des Trägerelements gegenüber dem Sensorgehäuse vorgesehen sind, ist vorteilhaft eine Möglichkeit geschaffen, die Relativposition des Trägerelements, insbesondere der wenigstens einen sensorischen Komponente gegenüber der als Primärsensor dienenden Hohlwelle besonders genau vorzugeben. Die Mittel zum Zentrieren tragen vorteilhaft dazu bei, dass die Relativposition weitgehend unabhängig ist von Montageeinflüssen und/oder von späteren betrieblichen Einflüssen, wie beispielsweise mechanischen und/oder thermischen Einflüssen. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel zum Zentrieren des Trägerelements gegenüber dem Sensorgehäuse können auf unterschiedliche, noch näher zu beschreibende Weise gestaltet sein.The sensor housing has the particular function of holding at least one sensor component required for the magnetic excitation and/or for the measurement of the magnetic reactions, in particular in the form of a coil arrangement, in a defined relative position relative to the hollow shaft serving as the primary sensor, which is as uninfluenced as possible by operating influences . This is preferably done by the sensor housing contacting the hollow shaft on the inside, which results in a relative position of the sensor housing that can be predetermined by the housing design in a structurally simple manner. Since the relative position of the at least one sensory component, in particular the coil arrangement, compared to the hollow shaft serving as the primary sensor has a high influence on the measurement results and their quality, it is provided according to the invention that the sensor housing holds the carrier element for the at least one sensory component. By also providing means for centering the carrier element relative to the sensor housing, a possibility is advantageously created to particularly precisely specify the relative position of the carrier element, in particular of the at least one sensory component, relative to the hollow shaft serving as the primary sensor. The centering means advantageously contribute to the fact that the relative position is largely independent of assembly influences and/or of later operational influences, such as mechanical and/or thermal influences. The means provided according to the invention for centering the carrier element relative to the sensor housing can be designed in different ways that will be described in more detail.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Aktuators ist die Hohlwelle Teil eines die Antriebseinheit aufnehmenden Aktuatorgehäuses, wobei die Sensoreinheit innerhalb des zumindest bereichsweise als Primärsensor dienenden Aktuatorgehäuses angeordnet ist. Mit anderen Worten kann in diesem Fall die Hohlwelle zumindest teilweise das Aktuatorgehäuse bilden, welches die Antriebseinheit des Aktuators aufnimmt. Indem die Sensoreinheit innerhalb dieses Aktuatorgehäuses angeordnet ist, wird deren Schutz vor äußeren mechanischen oder thermischen Einflüssen gewährleistet. Indem ein Teil des Aktuatorgehäuses als Primärsensor dient, wird auf vorteilhafte Weise eine Funktionsintegration erzielt.According to a preferred development of the actuator, the hollow shaft is part of an actuator housing that accommodates the drive unit, the sensor unit being arranged within the actuator housing, which serves as a primary sensor at least in some areas. In other words, in this case the hollow shaft can at least partially form the actuator housing, which accommodates the drive unit of the actuator. By arranging the sensor unit within this actuator housing, its protection from external mechanical or thermal influences is guaranteed. By using part of the actuator housing as a primary sensor, functional integration is advantageously achieved.
Vorteilhaft sind das wellenfeste Ende und das abtriebsseitige Ende des Aktuators jeweils mit gegenüberliegenden Stabilisatorabschnitten des Wankstabilisators verbindbar, um diese mittels der Antriebseinheit um die Rotationsachse gegeneinander verdrehen zu können. Bei der Antriebseinheit des Aktuators kann es sich um einen Elektromotor handeln, der weiterhin mit einem Getriebe, insbesondere einem mehrstufigen Planetengetriebe zu einer Antriebseinheit antriebsverbunden sein kann.Advantageously, the shaft-fixed end and the output-side end of the actuator can each be connected to opposite stabilizer sections of the roll stabilizer in order to be able to rotate them relative to one another about the axis of rotation by means of the drive unit. The drive unit of the actuator can be an electric motor, which can also be drive-connected to a gearbox, in particular a multi-stage planetary gearbox, to form a drive unit.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Mittel zum Zentrieren sind zweckmäßigerweise geeignet, eine Verformung, insbesondere eine thermisch bedingte Ausdehnung eines Bauteils der Sensoreinheit, wie beispielsweise des Trägerelements und/oder des Sensorgehäuses, auszugleichen. Dies kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht sein.The centering means used according to the invention are expediently suitable for compensating for deformation, in particular thermally induced expansion, of a component of the sensor unit, such as the carrier element and/or the sensor housing. This can be realized in different ways.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Aktuators sehen die Mittel eine Zentrierung des Trägerelements gegenüber dem Sensorgehäuse in axialer und/oder umfänglicher Richtung vor, derart dass die Relativposition eines Zentrums des Trägerelements gegenüber dem Sensorgehäuse trotz Verformung, insbesondere Ausdehnung eines Bauteils der Sensoreinheit weitgehend unverändert bleibt. Im Zusammenhang dieser Anmeldung seien die Ausdrücke „axial“ bzw. „umfänglich“ auf die Lage der Rotationsachse bezogen. Eine Zentrierung in axialer Richtung meint entsprechend eine Zentrierung bezogen auf eine zur Rotationsachse parallele Richtung. Eine Zentrierung in umfänglicher Richtung meint entsprechend eine Zentrierung bezogen auf eine zur Rotationsachse umfängliche Richtung.According to a preferred development of the actuator, the means provide for centering of the carrier element relative to the sensor housing in the axial and/or circumferential direction, such that the relative position of a center of the carrier element relative to the sensor housing remains largely unchanged despite deformation, in particular expansion, of a component of the sensor unit. In the context of this application, the terms “axial” and “circumferential” refer to the position of the axis of rotation. Centering in the axial direction correspondingly means centering in relation to a direction parallel to the axis of rotation. Centering in the circumferential direction correspondingly means centering in relation to a direction circumferential to the axis of rotation.
Bei einem Trägerelement handelt es sich im Rahmen der Anmeldung vorzugsweise um eine Platine oder eine Anordnung mehrerer, insbesondere miteinander verbundener Platinen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Spulenplatine und eine damit verbundene Spulenträgerplatine. Vorzugsweise sind auf der Spulenplatine die Senderspule und mehrere Empfängerspulen, insbesondere nebeneinander, angeordnet. Spulenplatine und Spulenträgerplatine sind vorzugsweise miteinander verbunden.In the context of the application, a carrier element is preferably a circuit board or an arrangement of several, in particular interconnected, circuit boards. Particularly preferably it is a coil board and a coil carrier board connected to it. The transmitters are preferably on the coil board coil and several receiver coils, in particular arranged next to each other. Coil board and coil carrier board are preferably connected to each other.
Bevorzugt weist das Trägerelement eine Spulenanordnung auf. Die zweckmäßigerweise zum Einsatz kommende Spulenanordnung kann auf unterschiedliche Weise gestaltet sein. Vorteilhaft umfasst diese eine Senderspule zur Magnetisierung des Primärsensors und eine, vorzugsweise mehrere, Empfängerspulen zur Erfassung des Magnetfelds des magnetisierten Primärsensors. Durch gemeinsame Anordnung der Spulen kann auf vorteilhafte Weise eine leicht handhabbare und einfach montierbare Einheit geschaffen werden. Entsprechend sind an dem Trägerelement vorteilhaft eine Senderspule zur Magnetisierung des Primärsensors und eine, vorzugsweise mehrere Empfängerspulen zur Erfassung des Magnetfelds des magnetisierten Primärsensors angeordnetThe carrier element preferably has a coil arrangement. The coil arrangement that is expediently used can be designed in different ways. This advantageously includes a transmitter coil for magnetizing the primary sensor and one, preferably several, receiver coils for detecting the magnetic field of the magnetized primary sensor. By arranging the coils together, an easy-to-handle and easy-to-assemble unit can advantageously be created. Accordingly, a transmitter coil for magnetizing the primary sensor and one, preferably several, receiver coils for detecting the magnetic field of the magnetized primary sensor are advantageously arranged on the carrier element
Zur Gewährleistung der Beibehaltung einer unveränderten Relativposition der Spulenanordnung gegenüber der Hohlwelle und zum Schutz der Spulenplatine weist vorzugsweise das Sensorgehäuse eine wannenförmige Grundform auf, die an ihrer radial nach außen weisenden Unterseite eine an den Konturverlauf der Hohlwelle, insbesondere der Innenwand des Aktuatorgehäuses, angepasste Wölbung aufweist.To ensure that an unchanged relative position of the coil arrangement is maintained relative to the hollow shaft and to protect the coil board, the sensor housing preferably has a trough-shaped basic shape, which has a curvature on its radially outward-facing underside that is adapted to the contour of the hollow shaft, in particular the inner wall of the actuator housing .
Vorteilhaft kontaktiert das Sensorgehäuse das Aktuatorgehäuse bereichsweise, insbesondere über am Sensorgehäuse ausgebildete Auflagepads. Besonders vorteilhaft sind an der radial nach außen weisenden Unterseite des Sensorgehäuses mehrere, insbesondere vier Anlagebereiche ausgebildet, wobei sich Sensorgehäuse und Aktuatorgehäuse in ausschließlich diesen Anlagebereichen kontaktieren. Durch diese Maßnahme lässt sich vorteilhalft gewährleisten, dass das Sensorgehäuse in einer definierten Relativposition gegenüber der Hohlwelle positioniert werden kann und dass diese Relativposition frei von späteren betrieblichen Einflüssen wie die Verformungen und/oder thermischen Veränderungen benachbarter Komponenten ist.The sensor housing advantageously contacts the actuator housing in certain areas, in particular via support pads formed on the sensor housing. Particularly advantageously, several, in particular four, contact areas are formed on the radially outwardly facing underside of the sensor housing, with the sensor housing and actuator housing contacting only in these contact areas. This measure can advantageously ensure that the sensor housing can be positioned in a defined relative position relative to the hollow shaft and that this relative position is free from later operational influences such as deformations and/or thermal changes of adjacent components.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Aktuators weist das Sensorgehäuse insbesondere nahe der gewölbten Unterseite einen Aufnahmebereich für das Trägerelement auf, an welchem das Trägerelement in radialer Richtung anliegt, um eine definierte, insbesondere radial unveränderliche Position gegenüber dem Aktuatorgehäuse einzunehmen.According to a preferred development of the actuator, the sensor housing has, in particular near the curved underside, a receiving area for the carrier element, against which the carrier element rests in the radial direction in order to assume a defined, in particular radially unchangeable position relative to the actuator housing.
Vorteilhaft ist am Trägerelement, insbesondere der Spulenträgerplatine, eine Kontur ausgebildet, die komplementär ist zu am Sensorgehäuse ausgebildeten Strukturelementen und damit in Eingriff steht, um die Spulenträgerplatine gegenüber dem Sensorgehäuse formschlüssig in einer tangential und/oder axial definierten Position zu halten.Advantageously, a contour is formed on the carrier element, in particular the coil carrier board, which is complementary to structural elements formed on the sensor housing and engages with it in order to hold the coil carrier board in a form-fitting manner relative to the sensor housing in a tangentially and/or axially defined position.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Aktuators sieht vor, dass am Trägerelement, insbesondere der Spulenträgerplatine, mehrere, insbesondere vier Durchgänge ausgebildet sind, denen jeweils ein am Sensorgehäuse ausgebildeter Haltestift zugeordnet ist, der in den jeweiligen Durchgang eingreift. Die Durchgänge und dazu komplementären Strukturelemente sind vorzugsweise nahe der Ecken des Trägerelements angeordnet.An advantageous development of the actuator provides that several, in particular four, passages are formed on the carrier element, in particular the coil carrier board, each of which is assigned a retaining pin formed on the sensor housing, which engages in the respective passage. The passages and structural elements complementary thereto are preferably arranged near the corners of the support element.
Zur Erzielung einer Zentrierung des Trägerelements gegenüber dem Sensorgehäuse - damit gegenüber der als Primärsensor dienenden Hohlwelle - können unterschiedliche Maßnahmen zum Einsatz kommen. Gemäß einer konstruktiv bevorzugten Ausgestaltung sind dazu die Durchgänge als Langlöcher in kreuzweiser Ausrichtung, insbesondere symmetrisch zu einem Mittelpunkt einer Spulenanordnung des Trägerelements ausgebildet.To achieve centering of the carrier element relative to the sensor housing - and therefore relative to the hollow shaft serving as the primary sensor - different measures can be used. According to a structurally preferred embodiment, the passages are designed as elongated holes in a crosswise orientation, in particular symmetrically to a center point of a coil arrangement of the carrier element.
Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen aktiv verstellbaren Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16. Dieser weist erfindungsgemäß einen Aktuator gemäß der zuvor beschriebenen Art auf, dessen wellenfestes Ende mit einem Stabilisatorabschnitt und dessen abtriebsseitiges Ende mit einem Stabilisatorabschnitt verbunden ist.The task mentioned at the beginning is further solved by an actively adjustable roll stabilizer for a motor vehicle according to the features of
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Daraus gehen auch weitere Merkmale und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung hervor. In der Zeichnung zeigt:
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1 einen aktiv verstellbaren Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs, in Zusammenwirkung mit gegenüberliegenden Radaufhängungen der rechten und linken Fahrzeugseite in schematischer Ansicht, -
2 einen Aktuator eines verstellbaren Wankstabilisators mit Sensoreinrichtung zur Drehmomenterfassung in vereinfacht schematischer Darstellung, -
3 eine an einem wie in2 dargestellten Aktuator zum Einsatz kommende Sensoreinrichtung im axialen Schnitt des Aktuators in schematisch vereinfachter Darstellung, -
4 eine Sensoreinheit einer Sensoreinrichtung in perspektivischer Darstellung von radial schräg außen, -
5 dieSensoreinrichtung gemäß 4 in perspektivischer Schnittdarstellung, schräg von der Seite, -
6 eine Übersicht über verschiedene Möglichkeiten der Befestigung der Elektronikplatine in Prinzipdarstellung, -
7 dieSensoreinheit der 4 und5 , angeordnet im Aktuatorgehäuse (Hohlwelle) eines Aktuators im axialen Schnitt, wobei aus Darstellungsgründen übrige Elemente des Aktuators weggelassen sind, -
8 die im Aktuatorgehäuse (Hohlwelle) angeordnete Sensoreinheit (Sekundärsensor) im Anordnungszustand wie in7 in perspektivischer Ansicht von schräg oben, -
9 die Sensoreinheit in einer alternativen perspektivischen Darstellung von radial außen, -
10 die Sensoreinheit in perspektivischer Darstellung schräg von der Seite, -
11 die Sensoreinheit in Draufsicht, -
12 eine Spulenträgerplatine in vereinfachter Darstellung in Draufsicht mit kreuzweise ausgerichteten Langlöchern.
-
1 an actively adjustable roll stabilizer of a motor vehicle, in cooperation with opposing wheel suspensions on the right and left side of the vehicle in a schematic view, -
2 an actuator of an adjustable roll stabilizer with a sensor device for detecting torque in a simplified schematic representation, -
3 one on one as in2 The sensor device used in the actuator is shown in an axial section of the actuator in a schematically simplified representation, -
4 a sensor unit of a sensor device in a perspective view from the radially oblique outside, -
5 the sensor device according to4 in a perspective sectional view, diagonally from the side, -
6 an overview of various options for attaching the electronic board in a schematic diagram, -
7 the sensor unit of the4 and5 , arranged in the actuator housing (hollow shaft) of an actuator in axial section, with other elements of the actuator being omitted for reasons of illustration, -
8th the sensor unit (secondary sensor) arranged in the actuator housing (hollow shaft) in the arrangement state as in7 in a perspective view from diagonally above, -
9 the sensor unit in an alternative perspective view from the radial outside, -
10 the sensor unit in a perspective view diagonally from the side, -
11 the sensor unit in top view, -
12 a coil carrier board in a simplified representation in a top view with crosswise aligned elongated holes.
Zur Veranschaulichung des Einsatzgebietes der Erfindung zeigt
Auf für sich gesehen bekannte Weise ist der verstellbare Wankstabilisator 1 um eine Rotationsachse 3 drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagert (Lagerung nicht näher dargestellt). Der Aktuator 2, vereinfacht als zylindrischer Körper dargestellt, umfasst im Wesentlichen ein in Bezug auf die Rotationsachse 3 im Wesentlichen rotationssymmetrisches Aktuatorgehäuse 4, das zumindest bereichsweise als Hohlwelle ausgebildet ist und entsprechend wirkt.In a manner known per se, the adjustable roll stabilizer 1 is mounted so that it can rotate relative to the vehicle body about an axis of rotation 3 (mounting not shown in more detail). The actuator 2, shown in simplified form as a cylindrical body, essentially comprises an
In dem Aktuatorgehäuse 4 sind unter anderem ein Elektromotor 15 sowie ein mehrstufiges Planetengetriebe 16 angeordnet, hierzu sei auf
Gemäß der gezeigten schematischen Darstellung ist der Stabilisatorabschnitt 6a gehäusefest, d. h. dieser ist drehfest mit einem Ende 5a des Aktuatorgehäuses 4 verbunden. Hingegen ist der Stabilisatorabschnitt 6b mit dem Aktuator 2 an dessen abtriebsseitigen Ende 5b verbunden. D. h., der Stabilisatorabschnitt 6b ist drehbar gegenüber dem Aktuatorgehäuse 4 gelagert, zugleich jedoch antriebsverbunden mit dem Getriebeausgang des Aktuators 2. Abhängig vom Betriebszustand des mit dem Wankstabilisator 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs wirkt zwischen den Stabilisatorabschnitten 6a, 6b ein Drehmoment M, das in
Der in
In
Die Sensoreinrichtung 10 des Aktuators 2 umfasst im Wesentlichen einen Primärsensor und einen Sekundärsensor. Ein axialer Abschnitt des Aktuatorgehäuses 4, der sich zwischen Elektromotor 15 und dem gehäusefesten Ende des Aktuators 5a befindet, ist aus einem magnetisierbaren Material hergestellt. Gemäß dem physikalischen Effekt der inversen Magnetostriktion, d. h. einer Änderung der Magnetisierung durch mechanische Spannungen, kann dieser als Hohlwelle ausgebildete Bereich des Aktuatorgehäuses 4, der das Drehmoment M zwischen den Stabilisatorabschnitten 6a und 6b überträgt, als Primärsensor genutzt werden. Zu diesem Zweck ist innerhalb des Aktuatorgehäuses 4 weiterhin eine Sensoreinheit 11 angeordnet, die als sogenannter Sekundärsensor wirkt, wie in
Anhand von
Liegt am Aktuatorgehäuse 4 ein Drehmoment M an, wie in
Anhand der nachfolgenden
Die
Zunächst sei im Folgenden anhand der
Wie in den
An der Unterseite des Sensorgehäuses 23 sind, wie beispielsweise in
In dem Sensorgehäuse 23 ist, wie am besten in den
An der Unterseite liegt die Spulenträgerplatine 18 zumindest in deren Außenbereichen am Sensorgehäuse 23 auf, wie in
Unterhalb der Spulenträgerplatine 18 ist die Spulenplatine 22 angeordnet, die an der Spulenträgerplatine 18 befestigt ist. Auf der Spulenplatine 22 befindet sich eine - hier nicht sichtbare - Anordnung von Sensorspulen, umfassend zumindest eine Senderspule und eine Empfängerspule (vergl. Erläuterung zu
Wie in
Wie in
Wie in den
Wie den
Wie in
Mit Bezug auf
Zur Befestigung der Sensoreinheit 11 am Aktuatorgehäuse 4 wird die Sensoreinheit 11 einschließlich Käfiglasche 25 in das Aktuatorgehäuse 4 eingesetzt, wie in den
Zur Befestigung der Sensoreinheit 11 am Aktuatorgehäuse 4 wird die Käfiglasche 25 im Bereich der beiden abragenden Lötflächen 26 jeweils nach unten, das heißt nach radial außen, gedrückt (und damit leicht elastisch verformt) und dann an die Innenwandung des Aktuatorgehäuses 4 angelötet, also stoffschlüssig damit verbunden. Es sei erwähnt, dass die Käfiglasche 25 auch auf alternative Weise stoffschlüssig mit dem Aktuatorgehäuse 4 verbunden werden kann, insbesondere durch eine Schweißverbindung, vorzugsweise durch Widerstands-Punktschweißen.To attach the
Bedingt durch die vorige leichte elastische Verformung übt die Käfiglasche 25 in ihrem verformten Zustand im Bereich der Bügel 33, 34 eine Rückstellkraft auf die Schultern 31 des Sensorgehäuses 23 aus, so dass das gesamte Sensorgehäuse 23 entsprechend der in
Gemäß der in
Gemäß einer in
Wiederum alternativ zeigt die in
Wie anhand der vorigen Figuren beschrieben, und insbesondere in den
Da es betriebsbedingt - beispielsweise durch Temperatureinfluss oder mechanische Einflüsse - zu thermischer bzw. mechanischer Ausdehnung der Spulenträgerplatine 18 kommen kann, wodurch sich im ungünstigen Fall eine Veränderung der Relativposition der Spulenplatine 22 gegenüber dem Aktuatorgehäuse 4 erheben kann, sind bei der in
Die in
BezugszeichenReference symbols
- 11
- WankstabilisatorRoll stabilizer
- 22
- Aktuatoractuator
- 33
- RotationsachseAxis of rotation
- 44
- Aktuatorgehäuse (Hohlwelle)Actuator housing (hollow shaft)
- 5a5a
- gehäusefestes Ende des Aktuatorsend of the actuator fixed to the housing
- 5b5b
- abtriebsseitiges Ende des Aktuatorsoutput end of the actuator
- 6a6a
- Stabilisatorabschnitt (gehäusefest)Stabilizer section (fixed to housing)
- 6b6b
- Stabilisatorabschnitt (abtriebsseitig)Stabilizer section (output side)
- 7a, 7b7a, 7b
- Radwheel
- 8a, 8b8a, 8b
- Radaufhängungsuspension
- 1010
- SensoreinrichtungSensor device
- 1111
- Sensoreinheit (Sekundärsensor)Sensor unit (secondary sensor)
- 1212
- SenderspuleTransmitter coil
- 1313
- EmpfängerspuleReceiver coil
- 1414
- Steuerungsteering
- 1515
- ElektromotorElectric motor
- 1616
- (mehrstufiges Planeten-) Getriebe(multi-stage planetary) gearbox
- 1717
- ElektronikplatineElectronic board
- 1818
- SpulenträgerplatineCoil carrier board
- 1919
- KontaktpinContact pin
- 2020
- LochHole
- 2121
- Haltestiftretaining pin
- 2222
- Spulenplatinecoil board
- 2323
- SensorgehäuseSensor housing
- 2424
- PassnasePass nose
- 2525
- KäfiglascheCage tab
- 2626
- Lötflächesoldering area
- 2727
- AuflagepadSupport pad
- 2828
- GehäuseschlitzHousing slot
- 3131
- Schultershoulder
- 3232
- HaltearmHolding arm
- 3333
- Bügelhanger
- 3434
- Bügelhanger
- 3535
- Stegweb
- 3636
- Stegweb
- MM
- DrehmomentTorque
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022209474.3A DE102022209474B3 (en) | 2022-09-12 | 2022-09-12 | Actuator for a chassis device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022209474.3A DE102022209474B3 (en) | 2022-09-12 | 2022-09-12 | Actuator for a chassis device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022209474B3 true DE102022209474B3 (en) | 2024-02-22 |
Family
ID=89809024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022209474.3A Active DE102022209474B3 (en) | 2022-09-12 | 2022-09-12 | Actuator for a chassis device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022209474B3 (en) |
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-
2022
- 2022-09-12 DE DE102022209474.3A patent/DE102022209474B3/en active Active
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