DE10225296A1

DE10225296A1 - Divided motor vehicle stabilizer has adjustable drive, electric motor, swivel motor gearing and housing and has electric motor so arranged in housing that magnetic field generated by motor is interrupted and eddy currents are prevented

Info

Publication number: DE10225296A1
Application number: DE2002125296
Authority: DE
Inventors: Bruno Ehrmaier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2003-12-18

Abstract

The stabilizer includes a swivel motor for controlling rolling motion. The stabilizer consists of at least an adjustable drive (2), an electric motor, a swivel motor gearing (3) and a housing. At least one housing part is connected to a stabilizer part (5) for torque transmission. The electric motor is so arranged in the housing that a magnetic field that is generated when the electric motor is in operation is interrupted and eddy currents are prevented.

Description

Die Erfindung betrifft einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator mit einem eingebauten Schwenkmotor nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. The invention relates to a divided motor vehicle stabilizer with a built-in swivel motor according to the preamble of the first claim.

Es ist bereits bekannt, einen Kraftfahrzeugstabilisator in eine erste, der Aufhängung des linken Rades einer Fahrzeug-Achse zugeordnete Stabilisatorhälfte und in eine zweite, der Aufhängung des rechten Rades dieser Fahrzeug-Achse zugeordnete Stabilisatorhälfte zu unterteilen. Sind diese Stabilisatorhälften um deren gemeinsame Längsachse gegeneinander verdrehbar, kann gegenüber Fahrwerken mit einstückigem Stabilisator eine deutlich gesteigerte Wankstabilität erreicht werden, wenn zwischen den beiden Stabilisatorhälften ein geeigneter Schwenkmotor vorgesehen ist, der aufgrund einer geeigneten Ansteuerung diese Stabilisatorhälften bedarfsgerecht gegeneinander verdreht. It is already known to convert a motor vehicle stabilizer into a first one Suspension of the left wheel assigned to a vehicle axle Stabilizer half and in a second, the suspension of the right wheel this Subdivide the stabilizer half assigned to the vehicle axle. Are these Stabilizer halves against each other about their common longitudinal axis rotatable, can clearly be compared to chassis with one-piece stabilizer Increased roll stability can be achieved when between the two A suitable swivel motor is provided due to the stabilizer halves a suitable control of these stabilizer halves as required twisted against each other.

Ein elektromechanischer Schwenkmotor umfasst einen Elektromotor und ein mechanisches Getriebe. Damit erhält man einen Stabilisator, dessen beide Stabilisatorhälften, die durch den elektromechanischen Schwenkmotor miteinander verbunden sind, durch diesen gezielt zueinander verdreht werden können, damit ein gewünschtes Stabilisatormoment erzeugt wird, welches dann das Wanken des Fahrzeug-Aufbaus verhindert. An electromechanical swivel motor includes an electric motor and a mechanical transmission. This gives you a stabilizer, both of which Stabilizer halves by the electromechanical swing motor are interconnected, specifically twisted by each other can be generated so that a desired stabilizer torque is generated which then prevents the vehicle body from swaying.

Bei elektrischen Schwenkmotoren zur Wankregelung kommt es zu Verlusten des elektromagnetischen Feldes, zum Beispiel durch Wirbelströme oder durch magnetisch verursachte Wärmeentwicklung in magnetisierbaren Metallen. Die DE 198 46 275 A1 beschreibt einen solchen geteilten Stabilisator mit eingebautem elektrischem Schwenkmotor zur Wankregelung. There are losses in electric swing motors for roll control of the electromagnetic field, for example through eddy currents or caused by magnetically generated heat in magnetisable Metals. DE 198 46 275 A1 describes such a split Stabilizer with built-in electric swivel motor for roll control.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Schwenkmotor für einen geteilten Stabilisator zur Wankregelung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem der elektrische Wirkungsgrad optimiert ist. It is an object of the invention to provide an electric swivel motor for one provide shared stabilizer for roll control for a motor vehicle, in which the electrical efficiency is optimized.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche. The object is achieved by the features of the first claim. Preferred embodiments of the invention describe the dependent ones Expectations.

Nach der Erfindung besitzt ein zur Wankregelung geteilter Kraftfahrzeugstabilisator einen eingebauten Schwenkmotor, der mindestens aus einem Verstellantrieb aus Elektromotor und Getriebe und aus einem Gehäuse besteht. Dabei ist mindestens ein Gehäuseteil mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil zur Drehmomentübertragung verbunden und der Elektromotor so im Gehäuse eingebaut, dass ein bei dessen Betrieb entstehendes Magnetfeld unterbrochen und Wirbelströme vermieden werden. According to the invention has a divided for roll control Motor vehicle stabilizer has a built-in swivel motor that consists of at least one The actuator consists of an electric motor and gearbox and a housing. There is at least one housing part with an associated one Stabilizer part connected for torque transmission and so the electric motor in Built-in housing that a magnetic field arising during its operation interrupted and eddy currents are avoided.

Vorteilhafterweise ist dies bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung durch die Verwendung von nicht magnetischen Materialien verwirklicht, insbesondere durch den Einbau eines aus einem amagnetischen Material und aus einem härtbaren Stahl zusammengebauten Welle-Spindel-Systems und/oder durch Aluminiumlagerbuchsen oder amagnetischen Lagern. This is advantageously in a preferred embodiment of the invention realized through the use of non-magnetic materials, in particular by installing one made of an amagnetic material and a shaft-spindle system assembled from a hardenable steel and / or by aluminum bushings or non-magnetic bearings.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung werden beim Betrieb des Elektromotors entstehende Wirbelströme dadurch vermieden, dass elektrisch nicht leitende Materialien, insbesondere Kunst- und/oder Faserstoffe beim Einbau oder im Elektromotor verwendet werden. In a further preferred embodiment of the invention, the Operation of the electric motor prevents eddy currents arising, that electrically non-conductive materials, especially art and / or Fibers are used during installation or in the electric motor.

Das hat den Vorteil, dass der Wirkungsgrad des elektromotorischen Antriebs verbessert ist. This has the advantage that the efficiency of the electric motor drive is improved.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Dazu zeigt die Fig. 1 einen Kraftfahrzeugstabilisator mit elektromechanischem Schwenkmotor zum Verdrehen zweier Stabilisatorhälften gegeneinander. Aus Fig. 2 geht das Funktionsprinzip eines aufgebrochen dargestellten Schwenkmotors am besten hervor. Fig. 3 zeigt in einer Schnittdarstellung einen erfindungsgemäßen elektromotorischen Antrieb eines Schwenkmotors. Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in more detail in the following description and the associated drawing. For this, the Fig. 1 shows a motor vehicle stabilizer with electromechanical swing motor for rotating two stabilizer halves against each other. FIG. 2 shows the operating principle of a broken swing motor illustrated best. Fig. 3 shows a sectional view of an electric motor drive of a swivel motor according to the invention.

Ein elektromechanischer Schwenkmotor 1 ist in Fig. 1 dargestellt, umfassend einen Elektromotor als Verstellantrieb 2 und ein mechanisches Schwenkmotorgetriebe 3, sowie eine Feststellbremse 4. Die gewählte Getriebeübersetzung des Schwenkmotorgetriebes 3 ist konstant. Die Dynamik des Gesamtsystems ist dabei maßgeblich durch die Getriebeübersetzung, die Massenträgheit des Systems und die Torsionssteifigkeit der beiden Stabilisatorhälften 5, 5' gekennzeichnet. Die Feststellbremse 4 wird benötigt, um den Elektromotor vor einer Überlastung infolge hoher Stabilisatormomente zu schützen. An electromechanical swivel motor 1 is shown in FIG. 1, comprising an electric motor as the adjustment drive 2 and a mechanical swivel motor gear 3 , as well as a parking brake 4 . The selected gear ratio of the swivel motor gear 3 is constant. The dynamics of the overall system is largely characterized by the gear ratio, the inertia of the system and the torsional rigidity of the two stabilizer halves 5 , 5 '. The parking brake 4 is required to protect the electric motor against overloading due to high stabilizer moments.

Fig. 2 zeigt einen Schwenkmotor, bestehend aus dem Elektromotor als Verstellantrieb 2, sowie aus dem mechanischen Schwenkmotorgetriebe 3, in Form eines Kurvenbahn-Getriebes, für welches im weiteren ebenso die Bezugsziffer 3 verwendet wird. Das Kurvenbahn-Getriebe 3 besteht unter anderem aus zwei Kurvenbahnträgern 30, 30', in denen symmetrisch auf dem Umfang verteilt viermal, nur teilweise sichtbar, jeweils Kurvenbahnpaare 31, 31' als Nuten eingefräst sind. Die Kurvenbahnträger 30, 30' sind als konzentrisch zueinander angeordnete Hohlzylinder aus Aluminium-Verbund-Faserstoff ausgebildet, für welche im folgenden ebenfalls die Bezugsziffern 30, 30' verwendet werden. In die Mantelflächen dieser Hohlzylinder 30, 30' sind dabei die im wesentlichen in Richtung der gemeinsamen Zylinder-Längsachse 8, dabei jedoch auch zumindest bereichsweise und zumindest geringfügig gegenüber dieser geneigt verlaufenden Kurvenbahnpaare 31, 31' als Nuten eingebracht. Dabei ist es funktionswesentlich, dass sich die beiden Kurvenbahnen 31, 31' jedes Kurvenbahnpaars in ihrem Verlauf voneinander unterscheiden. Fig. 2 shows a swivel motor, consisting of the electric motor as the adjustment drive 2 , and the mechanical swivel motor gear 3 , in the form of a cam track gear, for which reference number 3 is also used in the following. The cam track gear 3 consists, among other things, of two cam track supports 30 , 30 ', in which cam track pairs 31 , 31 ' are milled as grooves, distributed symmetrically over the circumference, four times, only partially visible. The cam track supports 30 , 30 'are designed as hollow cylinders made of aluminum composite fiber material which are arranged concentrically to one another and for which reference numbers 30 , 30 ' are also used below. In the lateral surfaces of these hollow cylinders 30 , 30 ', the essentially in the direction of the common cylinder longitudinal axis 8 , but at least in some areas and at least slightly inclined cam track pairs 31 , 31 ' are introduced as grooves. It is essential for the function that the two cam tracks 31 , 31 'of each cam track pair differ from one another in their course.

Am ersten Kurvenbahnträger 30 ist die eine Stabilisatorhälfte 5 und am zweiten Kurvenbahnträger 30' die andere Stabilisatorhälfte 5' befestigt. Ein Bruchteil der Stabilisatorhälften 5, 5' sind in Fig. 2 gezeigt, woraus hervorgeht, dass auch die Stabilisatorhälften 5, 5' im Bereich dieser Befestigung koaxial zu den Hohlzylindern 30, 30' angeordnet sind. On the first cam carrier 30, the one stabilizer half 5 and the second curved path carrier 30 'and the other stabilizer half 5' is attached. A fraction of the stabilizer halves 5 , 5 'are shown in FIG. 2, from which it can be seen that the stabilizer halves 5 , 5 ' are also arranged coaxially to the hollow cylinders 30 , 30 'in the region of this fastening.

In den Kurvenbahnen 31, 31', der vier am Umfang verteilten, gleich gestalteten Kurvenbahnpaare, ist über in die Nuten der Kurvenbahnträger 30, 30' eingesetzte Büchsen 10, 10' ein Koppelelement 32 geführt. Dieses im wesentlichen zentral innerhalb der Hohlzylinder 30, 30' angeordnete und längs deren gemeinsamer Zylinder-Längsachse 8 verschiebbare Koppelelement 32 trägt an jedem von vier Fingern 34 zwei Stützrollen 33, 33', die jeweils um eine nicht dargestellte Fingermittelachse, die senkrecht zur genannten Längsachse 8 verläuft, verdrehbar sind. Dabei greifen die Stützrollen 33 in die Kurvenbahnen 31 und die Stützrollen 33' in die Kurvenbahnen 31' ein. Wird nun das Koppelelement 32 mittels des Verstellantriebes 2 entlang der Zylinder-Längsachse 8, längs der beiden sich voneinander unterscheidenden Kurvenbahnen 31, 31' verschoben, so werden zwangsläufig die beiden Hohlzylinder/Kurvenbahnträger 30, 30' relativ zueinander verdreht. Demzufolge ist aus einer Längsverschiebung des Koppelelementes 32 eine gegenseitige Verdrehbewegung der an den Hohlzylindern 30, 30' befestigten Stabilisatorhälften 5, 5' erzielbar. A coupling element 32 is guided in the cam tracks 31 , 31 ', the four pairs of identical cam tracks distributed around the circumference, via bushings 10 , 10 ' inserted into the grooves of the cam track supports 30 , 30 '. This coupling element 32, which is arranged essentially centrally within the hollow cylinders 30 , 30 'and can be displaced along their common cylinder longitudinal axis 8, carries two support rollers 33 , 33 ' on each of four fingers 34 , each around a finger center axis, not shown, which is perpendicular to the longitudinal axis mentioned 8 runs, are rotatable. The support rollers 33 engage in the cam tracks 31 and the support rollers 33 'in the cam tracks 31 '. If the coupling element 32 is now displaced along the cylinder longitudinal axis 8 along the two differing cam tracks 31 , 31 'by means of the adjustment drive 2 , the two hollow cylinders / cam track carriers 30 , 30 ' are inevitably rotated relative to one another. Accordingly, a mutual twisting movement of the stabilizer halves 5 , 5 'fastened to the hollow cylinders 30 , 30 ' can be achieved from a longitudinal displacement of the coupling element 32 .

Das Koppelelement 32 ist mittels einer vom elektromotorischen Verstellantrieb 2 in Rotation versetzbaren, in dieser Figur nicht sichtbaren Gewindespindel 13 entlang der Zylinder-Längsachse 8, in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Gewindespindel 13 (Fig. 3) hin bzw. her verschiebbar. Bei entsprechend selbsthemmender Auslegung dieses Schwenkmotorgetriebes 3 wird dann im übrigen die in Verbindung mit Fig. 1 erwähnte Feststellbremse (Bezugsziffer 4) nicht benötigt. The coupling element 32 can be displaced back and forth along the cylinder longitudinal axis 8 by means of a threaded spindle 13 which can be rotated by the electromotive adjusting drive 2 and is not visible in this figure, depending on the direction of rotation of the threaded spindle 13 ( FIG. 3). In accordance with this self-locking design swing motor gear 3 is mentioned in connection with Fig. 1 parking brake (reference numeral 4) is not required then in the other.

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen elektromotorischen Antrieb eines Schwenkmotors im Schnitt. Der Verstellantrieb 2 besteht aus Elektromotor 12 zum Verschieben des Koppelelements 32 (Fig. 2) durch Rotation der Gewindespindel 13 und mechanischem Schwenkmotorgetriebe 3 (Fig. 1, 2). Ein Gehäuseteil 14 ist mit einem dazugehörigen Stabilisatorteil 5 zur Drehmomentübertragung verbunden und der Elektromotor 12 so im Gehäuse eingebaut, dass sein Stator 15 mit Feldwicklungen 16 im Gehäuse fest angebracht ist. Ein Rotor 17 des Elektromotors 12 ist über amagnetische Wälzlager 18 im Gehäuse gelagert. Dazu dienen Lagerteile 19 aus Kunststoff, die ein beim Betrieb des Elektromotors 12 entstehendes Magnetfeld unterbrechen und Wirbelströme vermeiden. Außerdem ist die Rotorwelle 20 des Rotors 17 und die Gewindespindel 13 aus einem amagnetischen Material und aus einem härtbaren Stahl zusammengebaut. Die Bauteile dieses Welle-Spindel-Systems verhindern ebenfalls Wirbelströme und unterbrechen das beim Betrieb des Elektromotors 12 entstehende Magnetfeld. Durch diese Maßnahmen wird eine nicht unerhebliche Verbesserung des Wirkungsgrads des elektromotorischen Antriebs erreicht. Fig. 3 shows an electromotive drive according to the invention of a swivel motor in section. The adjustment drive 2 consists of an electric motor 12 for displacing the coupling element 32 ( FIG. 2) by rotating the threaded spindle 13 and a mechanical swivel motor gear 3 ( FIGS. 1, 2). A housing part 14 is connected to an associated stabilizer part 5 for torque transmission and the electric motor 12 is installed in the housing such that its stator 15 with field windings 16 is fixedly attached in the housing. A rotor 17 of the electric motor 12 is mounted in the housing via amagnetic roller bearings 18 . Bearing parts 19 made of plastic are used for this purpose, which interrupt a magnetic field which arises during operation of the electric motor 12 and avoid eddy currents. In addition, the rotor shaft 20 of the rotor 17 and the threaded spindle 13 are assembled from a non-magnetic material and from a hardenable steel. The components of this shaft-spindle system also prevent eddy currents and interrupt the magnetic field that arises during operation of the electric motor 12 . These measures result in a not inconsiderable improvement in the efficiency of the electric motor drive.

Claims

1. Shared motor vehicle stabilizer with a built-in swivel motor for roll control, which consists of at least one adjustment drive ( 2 ) from the electric motor ( 12 ) and swivel motor gear ( 3 ) and a housing, at least one housing part ( 14 ) with an associated stabilizer part ( 5 ) Torque transmission is connected, characterized in that the electric motor ( 12 ) is installed in the housing in such a way that a magnetic field arising during its operation is interrupted and eddy currents are avoided.

2. Motor vehicle stabilizer according to claim 1, characterized in that the magnetic field generated during operation of the electric motor ( 12 ) is interrupted by the use of non-magnetic materials, in particular a shaft-spindle system assembled from an amagnetic material and a hardenable steel and / or aluminum bushings or non-magnetic bearings.

3. Motor vehicle stabilizer according to claim 1 or 2, characterized in that during the operation of the electric motor ( 12 ) resulting eddy currents are avoided by the use of electrically non-conductive materials, in particular plastics and / or fiber materials.