DE20303107U1

DE20303107U1 - Stabilisator-Baugruppe

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Publication number: DE20303107U1
Application number: DE20303107U
Authority: DE
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2013-02-27
Also published as: US7413196B2; WO2004076210A1; DE112004000206D2; US20060040778A1

Description

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TRW Fahrwerksysteme GmbH & Co. KG
Hansaallee 190
40547 Düsseldorf

Tl 0297 DE

St /ty/Hc 26. Februar 2003

Stabilisator-Baugruppe

Die Erfindung betrifft eine Stabilisator-Baugruppe für ein Fahrzeug sowie eine Fahrwerk-Baugruppe und eine Fahrzeugachse mit einer derartigen Stabilisator-Baugruppe.

Es ist bekannt, zur Realisierung eines aktiven Fahrwerkes für ein Fahrzeug, beispielsweise für die Implementierung einer Wankstabilisierung, eine Stabilisator-Baugruppe vorzusehen, bei der der Stabilisator durch einen Aktuator aktiv vorgespannt werden kann, etwa um die Wankneigung des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt auszugleichen. Ein Beispiel ist aus der DE 44 43 809 Al bekannt, bei der für die linke und rechte Achshälfte einer Hinterachse Stabilisatoren vorgesehen sind, die mittels eines hydraulischen Drehantriebes gegeneinander verdreht und damit vorgespannt werden können.

Die Erfindung schafft eine Stabilisator-Baugruppe mit einem Stabilisator, einem Sonnenzahnrad, das drehfest mit einem Ende des Stabilisators verbunden ist, und mit wenigstens einem Drehantrieb, der auf ein Planetenzahnrad wirkt, das in dem Sonnenzahnrad kämmt. Mit der Auswahl des Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder kann das Drehmoment für die Verspannung des Stabilisators an die fahrzeugspezifischen Erfordernisse angepasst werden, sodaß die Baugruppe ohne wesentliche Änderungen der Antriebe in verschiedenen Fahrzeugen Verwendung

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finden kann. Auch die Dynamik der Vorspannung kann durch Auslegung der Übersetzung den Erfordernissen angepasst werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind mehrere Drehantriebe vorgesehen, die jeweils auf ein Planetenzahnrad wirken, wobei die Planetenzahnräder bezüglich der Achse des Sonnenzahnrades symmetrisch angeordnet sind. Die symmetrische Anordnung der Planetenräder gewährleistet eine ausgeglichene Kraftübertragung auf den Stabilisator, sodaß die Lagerung des Stabilisators keine Querkräfte aufnehmen muß.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehantriebe drehfest mit einem zweiten Stabilisator verbunden sind. Dies bedeutet, daß sich die Drehantriebe am zweiten Stabilisator abstützen, sodaß sich das vom Antrieb an der Abtriebswelle zur Verfügung gestellte Drehmoment auf den zweiten Stabilisator bezieht. Damit entspricht die Baugruppe einem geteilten Stabilisator, dessen Stabilisatorhälften durch die Drehantriebe in einfacher Weise gegeneinander verspannt werden können. Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, die Antriebe zu blockieren, um beispielsweise bei einem Ausfall der Steuerung oder bei entsprechenden Fahrzuständen die beiden Stabilisatoren starr miteinander zu koppeln. In diesem Fall verhält sich die Baugruppe wie ein herkömmlicher, starrer Querstabilisator.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Hohlzahnrad vorgesehen, das über wenigstens ein Zusatzzahnrad in die Planetenzahnräder kämmt. Das Hohlzahnrad gewährleistet eine effizientere Kraftübertragung von den Planetenrädern.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung eine Fahrzeugachse die wenigstens zwei Räder aufweist, und bei der für jedes der Räder eine getrennte Stabilisator-Baugruppe vorgesehen ist. Damit kann die Stabilisatorvorspannung radweise unabhängig eingestellt werden. Bei entsprechender Ansteuerung der Antriebe kann auf diese Weise auch das Nickverhalten des Fahrzeugs etwa beim Bremsen oder Anfahren beeinflusst werden. Der Stabilisator kann vorteilhaft auch

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als Drehstabfeder wirken, die radweise zur Unterstützung der herkömmlichen Radfederung eingesetzt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Fahrwerk-Baugruppe für ein Fahrzeug mit einer Karosserie und einer Stabilisator-Baugruppe mit einem Hohlzahnrad, das über wenigstens ein Zusatzzahnrad in die Planetenzahnräder kämmt, wobei das Hohlzahnrad drehfest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Durch die fahrzeugfeste Abstützung ergibt sich vorteilhaft insbesondere in Verbindung mit einem mit den Antrieben drehfest verbundenen zweiten Stabilisator eine gleichmäßige Verteilung der Vorspannung auf beide Stabilisatoren.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Dazu wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen zeigt:

- Figur 1 eine schematische Ansicht einer Stabilisator-Baugruppe gemäß einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung;

- Figur 2 einen Querschnitt durch die Stabilisator-Baugruppe aus Figur 1 entlang der Linie II - II in Figur 1;

- Figur 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fahrwerk-Baugruppe;

- Figur 4 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts IV aus Figur 3;

- Figur 5 einen Querschnitt durch die Fahrwerk-Baugruppe aus Figur 3 entlang der Linie V - V in Figur 4 und

- Figur 6 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugachse.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Stabilisator-Baugruppe 10 mit einem ersten Stabilisator 12, einem zweiten Stabilisator 14, einem ersten Drehantrieb 16

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und einem zweiten Drehantrieb 18 zu sehen. Die beiden Stabilisatoren 12 und 14 weisen jeweils einen Torsionsstababschnitt 20 bzw. 22 auf, an den sich rechtwinklig ein Hebelarmabschnitt 24 bzw. 26 anschließt. Am freien Ende des Hebelarmabschnitts 24 bzw. 26 kann jeweils ein Gelenk 28 bzw. 30 vorgesehen sein, mit dem der Stabilisator an einer Fahrzeugachse, beispielsweise an den Querlenkern oder am Radträger angreifen kann. Vorteilhafterweise sind die Stabilisatoren 12 und 14 jeweils mit ihren Torsionsstababschnitten 20 bzw. 22 drehbar gelagert, beispielsweise an der Karosserie oder am Fahrwerk des Fahrzeugs. Am freien Ende seines Torsionsstababschnitts 20 ist der erste Stabilisator 12 mit einem Sonnenzahnrad 32 versehen.

Der Drehantrieb 16 wirkt auf ein Planetenzahnrad 34 und der Drehantrieb 18 wirkt auf ein Planetenzahnrad 36, wobei die beiden Planetenzahnräder 34 und 36 in dem Sonnenzahnrad 32 kämmen. In der vorliegen Ausführungsform sind die beiden Planetenzahnräder 34 und 36 jeweils direkt an der Abtriebswelle des auf sie wirkenden Drehantreibes 16 bzw. 18 angebracht. Es ist jedoch auch möglich die Planetenzahnräder 34 und 36 beispielsweise über eine Getriebeübersetzung anzutreiben. Die Antriebe sind drehfest am freien Ende des Torsionsstababschnittes 22 des Stabilisators 14 angebracht. Dabei sind die Drehantriebe 16 und 18 so angebracht, dass die Planetenzahnräder 34 und 36 bezüglich der Drehachse des Sonnenzahnrades 32 symmetrisch angeordnet sind.

Die Drehantriebe 16 und 18 sind in der dargestellten Ausführungsform als Elektromotorantriebe ausgebildet. Sie können daher mit bekannten Verfahren über einen weiten Drehzahl bzw. Drehmomentbereich angesteuert werden. Auf diese Weise können bei gegebenem Antrieb vorteilhaft das Drehmoment und die Reaktionszeit der Baugruppe an die Parameter des Fahrzeugs angepasst werden. Es ist jedoch auch denkbar, die Drehantriebe als hydraulische Antriebe oder in anderer Form auszubilden.

Wie es in Figur 2 durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist, werden die

beiden Drehantriebe 16 und 18 gleichsinnig angesteuert, sodaß die Planetenräder 34 und 36 zusammen ein Drehmoment auf das Sonnenzahnrad 32 ausüben und

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damit die beiden Stabilisatoren 12 und 14 gegeneinander verdreht bzw. verspannt werden. Damit lässt sich, wie dem Fachmann hinreichend bekannt ist, eine aktive Fahrwerkregelung z.B. zum Ausgleich eines Drehmomentes verwirklichen. Durch die symmetrische Anordnung zweier Antriebe 16 und 18 kann ohne weitere Zwischenräder erreicht werden, daß auf das Sonnenzahnrad 32 und damit auf die Stabilisatoren 12 und 14 lediglich das Drehmoment wirkt. Bei einer Baugruppe mit nur einem Drehantrieb oder nicht symmetrisch angeordneten Planetenzahnrädern, würde auf die Achsen der Stabilisatoren Querkräfte wirken, die von den Lagerungen der Stabilisatoren aufgenommen werden müssten.

In den Figuren 3 bis 5 ist eine Fahrwerk-Baugruppe 100 dargestellt, wobei für bereits bekannte Bauteile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet wurden.

Die Fahrwerk-Baugruppe 100 umfaßt eine Fahrzeugkarosserie 102 (in Figur 3 symbolisch angedeutet) und eine Stabilisator-Baugruppe 110 gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist zusätzlich ein Hohlzahnrad 140 vorgesehen, das vorteilhafterweise wie in den Figuren angedeutet, fahrzeugfest z.B. mit der Fahrzeugkarosserie oder dem Fahrwerk verbunden ist. Das Hohlzahnrad 140 kämmt über Hilfszahnräder 142 mit den Planetenzahnrädern 134 und 136. Zur Fixierung der Hilfszahnräder 142 sind deren Achsen mittels Haltewinkeln 144 mit den Achsen der Planetenzahnräder 134 bzw. 136 verbunden. Die Verbindung von jeweils zwei Hilfszahnrädern 142 mit einem Planetenzahnrad 134, 136 macht einen separaten Trägerring für die Hilfszahnräder 142 überflüssig. Aufgrund der drehfesten Befestigung des Hohlzahnrades 140 ergibt sich bei Ansteuerung der Antriebe 116 und 118 eine gleichmäßige Verteilung des Verdrehwinkels zwischen dem ersten Stabilisator 112 und dem zweiten Stabilisator 114. Damit ist auch erreicht, daß beide Stabilisatoren gleichmäßig verspannt sind.

Figur 6 schließlich zeigt eine Fahrzeugachse 200 mit zwei einzeln an Radträgern 204, 204' aufgehängten Rädern 206, 206'. Für jeden der Radträger 204, 204' ist eine separate Stabilisatorbaugruppe 210, 210' vorgesehen. Jede der Stabilisatorbaugruppen 210, 210' ist mit zwei Antrieben 216, 218, bzw. 216', 218' verse-

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hen, die im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen nicht mit einem zweiten Stabilisator, sondern beispielsweise mit der Fahrzeugkarosserie drehfest verbunden sind. Damit kann jeder Radträger 204, 204' der Fahrzeugachse 200 unabhängig gesteuert werden. So lassen sich die beiden Stabilisatoren 212 und 212' nicht nur gegensinnig, sondern auch gleichsinnig verspannen. Auf diese Weise können vorteilhaft nicht nur Wankbewegungen, sondern auch Nickbewegungen des Fahrzeuges ausgeregelt werden.

Die dargestellten Ausführungsformen sind exemplarisch mit zwei Drehantrieben ausgestattet. Es können jedoch vorteilhaft auch drei oder mehr Drehantriebe eingesetzt werden, um beispielsweise ein höheres Drehmoment zu erreichen oder kleinere Motoren verwenden zu können.

Claims

1. Stabilisator-Baugruppe (10; 110; 210) mit einem ersten Stabilisator (12; 112; 212), mit einem Sonnenzahnrad (32; 132; 232), das drehfest mit einem Ende des Stabilisators verbunden ist, und mit wenigstens einem Drehantrieb (16, 18; 116, 118; 216, 218), der auf ein Planetenzahnrad (34, 36; 134, 136) wirkt, das in dem Sonnenzahnrad kämmt.

2. Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drehantriebe (16, 18; 116, 118; 216, 218), vorgesehen sind, die jeweils auf ein Planetenzahnrad (34, 36; 134, 136) wirken, wobei die Planetenzahnräder bezüglich der Achse des Sonnenzahnrades symmetrisch angeordnet sind.

3. Stabilisator-Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebe (16, 18; 116, 118) Elektromotore aufweisen.

4. Stabilisator-Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebe (16, 18; 116, 118) drehfest mit einem zweiten Stabilisator (14; 114) verbunden sind.

5. Stabilisator-Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlzahnrad (140) vorgesehen ist, das über wenigstens ein Hilfszahnrad (142) in die Planetenzahnräder (134, 136) kämmt.

6. Fahrzeugachse (200) die wenigstens zwei Räder (208, 208') aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der Räder eine getrennte Stabilisator- Baugruppe (210, 210') nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.

7. Fahrwerk-Baugruppe für ein Fahrzeug mit einer Karosserie und einer Stabilisator-Baugruppe (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlzahnrad (140) drehfest mit der Fahrzeugkarosserie (102) verbunden ist.