DE4442223C2 - Schwenkmotor für einen geteilten Stabilisator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solcher Schwenkmotor ist beispielsweise aus der DE 42 29 025 A1 bekannt. Eines der bei diesem Schwenkmotor noch nicht gelösten Probleme besteht in der Anbindung des Schwenkmotors an die Stabilisatorteile. Die dort in der Fig. 1 dargestellten Anschlußflansche benötigen einen zu großen axialen Bauraum und lassen sich auch nur aufwendig herstellen. Sie erfüllen aber eine wichtige Funktion, indem über die Flansche die axiale Position des Schwenkmotors zwischen den Stabilisatorteilen eindeutig bestimmt ist. Axiales Auswandern auf den Stabilisatorteilen kann nicht auftreten.

Ein weiteres Problem stellt das Verbundsystem der DE 42 29 025 A1 dar. Das dort aus Ringkanälen bestehende Verbundsystem der Fig. 1 ist in Reihe zu den Arbeitsgängen angeordnet. Folglich ist wiederum der axiale Bauraumaufwand beträchtlich. Des weiteren ist ein relativ dickwandiger Deckel notwendig, der das Gewicht des Schwenkmotors negativ beeinflußt.

Die in der Fig. 3 aufgezeigte Lösung der DE 42 29 025 A1 mit eingelöteten Röhrchen als Strömungsverbindung kann nur für Einzelanfertigungen sinnvoll sein, da die Enden der Röhrchen mit entsprechendem Aufwand sehr präzise der Oberfläche der Motorwelle angepaßt sein müssen, denn die Enden kommen u. U. in den Kontakt mit den Dichtungen in den Rippen des Zylinders vom Schwenkmotor.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine axiale Anbindung des Schwenkmotors zu den Stabilisatorteilen zu realisieren, mit der der Schwenkmotor kurz baut und hinsichtlich der Beanspruchung optimiert wird, wobei für das Verbundsystem eine günstige Anordnung vorgesehen werden soll. Zusätzlich soll eine leichte Reinigung und Lackierung des Schwenkmotors bei der Fertigung möglich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,

• - daß die Motorwelle mindestens eine koaxiale Sacklochöffnung zur Aufnahme mindestens eines der Stabilisatorteile aufweist, wobei eine Sacklochöffnung mit einem Profil zur Drehmoment-Übertragung versehen ist,
• - daß im Boden der Sacklochöffnung das radiale Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern ausgeführt ist,
• - daß das Verbundsystem aus querverlaufenden Verbindungskanälen besteht, und daß der Boden einen Axialanschlag für mindestens eines der Stabilisatorteile darstellt.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Schwenkmotors liegt darin, daß der Bauraum für den Anschluß an die Schwenkmotorteile günstig ausgenutzt ist, da die Stabilisatorteile in die Motorwelle des Schwenkmotors eingeführt werden. Des weiteren steht an der Stelle des größten Biegemomentes, das auf die Motorwelle wirkt, das größte äquisitatorische Widerstandsmoment zur Verfügung.

Mit dem vorliegenden Verbundsystem kann ein erheblicher Bauraum- und auch - durch den Wegfall der Dichtungen - Kostenvorteil gewonnen werden. Dabei übernimmt der Boden die zusätzliche Funktion eines Axialanschlages.

Dazu enden die radial bzw. quer verlaufenden Verbindungsöffnungen in einem Durchmesserbereich der Motorwelle der gegenüber dem weiteren Durchmesserbereich einen kleineren Durchmesser aufweist. Es wird durch diesen speziellen Durchmesserbereich einerseits die Montage der Dichtung in den Rippen des Zylinders erleichtert, indem man die Rippen in den Bereich der Motorwelle mit dem kleineren Durchmesser verdreht und andererseits wird zuverlässig verhindert, daß die Dichtung in den Rippen die Enden der quer verlaufenden Verbindungsöffnungen verschließen.

Eine weitere Maßnahme, um die Kraft- bzw. Momenteneinleitung auf den Schwenkmotor zu optimieren besteht darin, daß das Gegenprofil des montierten Stabilisators in einem Bereich des Profils der Motorwelle eingreift, der sich mit dem Längenbereich der Flügel der Motorwelle überdeckt. Der durch den Lagersitz vergleichsweise schwache Bereich der Motorwelle muß nur auftretende Biegemomente übertragen.

Eine Anforderung an den Schwenkmotor ist eine definierte Einbaulage. Es muß ganz sicher ausgeschlossen sein, daß der Schwenkmotor seitenvertauscht montiert wird. Eine vorteilhafte Maßnahme besteht darin, daß der Boden der Sacklochöffnung außerhalb der Mitte der Längsachse, bezogen auf den Gesamt­ schwenkmotor, angeordnet ist. Bei der Montage würde man sofort feststellen können, wenn die Einbaulage nicht eingenommen werden kann.

Eine weitere Möglichkeit, um diesen Aspekt zu berücksichtigen, besteht darin, daß die Gegenprofillängenbereiche der Stabilisatorteile unterschiedliche Abstände von ihren jeweiligen nächstliegenden Stirnflächen aufweisen. Der erzielte Effekt besteht darin, daß, ähnlich wie bei einem Schlüssel, die Profile nur in einer Einbaulage in Eingriff gebracht werden können. Andernfalls ließe sich der Schwenkmotor, da die Profilverbindungen nicht wirksam sind, leicht von Hand auf dem Stabilisator verdrehen.

Bei der Herstellung des Schwenkmotors, insbesondere des Profils in der Motorwelle, fallen Schmutz und Späne an, die zuverlässig entfernt werden müssen.

Dadurch, daß der Boden mindestens eine außerhalb der quer verlaufenden Verbindungskanäle des Verbundsystems im wesentlichen axial verlaufende, beide Seiten des Bodens verbindende Durchgangsöffnung aufweist, ist einfaches Durchspülen und auch Lackieren gewährleistet.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schwenkmotor mit angeschlossenen Stabilisatorteilen in Längsschnittdarstellung,

Fig. 2 und 3 Querschnitte durch einen Schwenkmotor im Bereich des Bodens der Motorwelle.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Stabilisator 3 mit den Stabilisatorteilen 3a; b und einen Schwenkmotor 7, wie er beispielsweise bei einem verstellbaren Stabilisator zur Beeinflussung des Wankverhaltens zur Anwendung kommt. In die weitere Beschreibung wird die Fig. 2 mit einbezogen.

Der Schwenkmotor 7 besteht u. a. aus einem Zylinder 9, an dessen Innendurchmesser axialverlaufende Rippen 11 angeordnet sind. Die Rippen 11 und der Zylinder 9 sind einstückig ausge­ führt. An beiden Stirnseiten des Zylinders 9 begrenzen ein Deckel 13 und ein Deckel 15 einen Arbeitsraum. Die Deckel 13 und 15 besitzen eine Überdeckung 17a/b mit dem Zylinder 9. Die Lagebestimmung der Deckel 13 und 15 innerhalb des Zylinders 9 erfolgt durch die Stirnflächen der Rippen 11. Der Deckel 15 ist über eine Schweißnaht 23 mit dem Zylinder 9 verbunden. Dabei ist die Überdeckung 17b möglichst kurz ausgeführt, um einen theoretischen Hebelarm für eine radial wirkende Druck­ kraft im Arbeitsraum, der in Verbindung mit der Druckkraft auf die Schweißnaht 23 ein Biegemoment ausübt, klein zu halten. Der Deckel 13 ist über einen verrollten Bund 24 innerhalb des Schwenkmotors fixiert. Anstelle des verrollten Bundes kann die Umformverbindung auch durch mindestens eine partielle Umbördelung gebildet werden. Dabei entstehen Schließflächen, die durch Übergänge mit dem verbliebenen Bund verbunden sind. Die Fertigung einer solchen Umformung gestaltet sich sehr einfach, in dem ein Stempelwerkzeug von radial außen nach ra­ dial innen in den Bund gedrückt wird, wobei die Stempelwerk­ zeugbreite die Breite der Schließflächen bestimmt.

Innerhalb des Arbeitsraums ist eine Motorwelle 25 mit einem Anschluß 28b in Form eines Innenprofils ausgestattet, damit ein zu drehendes Bauteil mit dem Schwenkmotor verbunden werden kann. Die mittels Gleitlager 27, 29 drehbar gelagerte Motor­ welle 25 besitzt auf ihrem Außendurchmesser eine Anzahl von Flügeln 31, die dieselbe axiale Ausrichtung besitzen wie die Rippen 11 des Zylinders 9.

Die Rippen 11 und die Innenwandfläche 33 des Zylinders 9, sowie die Flügel 31 und die Außenmantelfläche 35 der Motorwelle 25 bilden Arbeitskammern 37a, 37b. Die Abdichtung der Ar­ beitskammern 37a, 37b erfolgt durch Axialdichtungen 39 im Fußbereich der Flügel 31 zwischen den Deckeln 13, 15 und den Flügeln 31, sowie durch Scheibendichtungen 41 in den Rippen und Flügeln.

Der Deckel 15 ist mit einem ersten 49 und einem zweiten 51 Hydraulikanschluß versehen, die parallel der Hauptachse des Schwenkmotors 7 angeordnet sind, wobei aus Gründen der Über­ sichtlichkeit nur der Hauptanschluß 49 dargestellt ist. Die Hydraulikanschlüsse 49/51 sind bewußt in den eingeschweißten Deckel 15 eingebracht worden, da bei diesem Deckel die Hy­ draulikanschlüsse stets stillstehen relativ zu einem An­ schluß 28a für ein benachbartes Bauteil, beispielsweise dem Stabilisatorteil 3b. Jeder der beiden Hydraulikanschlüsse 49, 51 ist mit jeweils einer anderen Arbeitskammer 37a, 37b direkt verbunden. Zudem besteht über ein Verbundsystem eine Verbin­ dung zwischen den Arbeitskammern 37a, 37b mit gleicher Indizierung, wobei die miteinander verbundenen Arbeitskam­ mern 37a des ersten Hydraulikanschlusses 49 mit denen Ar­ beitskammer 37b des zweiten Hydraulikanschlusses 51 abwech­ seln. Das Verbundsystem besteht aus zwei Verbindungsöff­ nungen 63a;b, die innerhalb eines Bodens 65 der Motorwelle 25 ausgeführt sind. Die querverlaufenden Verbindungsöff­ nungen 63a;b enden in einem Durchmesserbereich 25a, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der weitere Durchmesserbe­ reich bezogen auf die Querebene. Einerseits können die Schei­ bendichtungen 41 leichter in die Rippen 11 eingeschoben werden und andererseits wird wirksam verhindert, daß eine Scheiben­ dichtung ein Ende der Verbindungsöffnungen 63a; b verschließt. Der Boden ist Bestandteil einer Sacklochöffnung der Motorwel­ le. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Boden einteilig mit der Motorwelle verbunden. Es sind aber auch Preßsitz- und oder Schweißverbindungen denkbar.

Bei der Montage des Schwenkmotors 7 wird der fertigbearbeitete Zylinder 9 gründlich gereinigt und in einer Schweißvorrichtung mit dem Deckel 15 verschweißt, wobei sich aus Kostengründen das MAG-Verfahren anbietet. Dabei ist es möglich, den Dec­ kel 15 ebenfalls als ein Fertigteil zu verwenden. Nach dem Verschweißen erfolgt eine Dichtigkeitsüberprüfung der Schweißnaht und ggf. eine Nachbearbeitung. Anschließend wird das Lager 29 mit der Axialdichtung 39 in den Deckel 15 einge­ setzt. In die Rippen 11 setzt man die Flachdichtungen 41 ein. Es folgt die gründliche Reinigung der Motorwelle, wobei im wesentlichen axial verlaufende Durchgangsöffnungen 67 im Bo­ den 65 eine Reinigung mit flüssigen Medien erleichtert. Danach wird die ebenfalls mit den Dichtungen 41 ausgerüstete Motor­ welle 25 in den Zylinder 9 eingeführt, bis die Motorwelle 25 an der Dichtung 39 zur Anlage kommt. In einem weiteren Ver­ fahrensschritt wird der Deckel 13 nebst Lager 27 und Dich­ tung 39 in den Zylinder 9 eingeführt, bis er an der Stirnflä­ che zur Anlage kommt. Abschließend erfolgt das Fertigen der Umformverbindung durch die Verrollung des Bundes 24 am Dec­ kel 13. Im fertigmontierten Zustand erfolgt eine Endreinigung zur Vorbereitung auf den Lackiervorgang. Insbesondere für diese Reinigung, die ebenfalls mit flüssigen Medien durchge­ führt wird, nutzt man die Durchgangsöffnungen 67, damit das Reinigungsmedium zuverlässig und selbständig ablaufen kann.

Nachdem der Schwenkmotor montiert ist, werden die Stabilisa­ torteile 3a; b in die Innenprofile der Anschlüsse 28a; b einge­ führt. Der Boden 65 stellt einen Axialanschlag für die Stabi­ lisatorteile und bestimmt die Einbaulage. Indem man den Boden außerhalb der Mitte der Längsachse bezogen auf den Schwenkmo­ tor anordnet, kann man eine Unvertauschbarkeit der Stabilisa­ torteile erzielen. Alternativ - und so ist es in der Fig. 1 dargestellt - weisen die Gegenprofillängenbereiche der Stabi­ lisatorteile 3a;b unterschiedliche Abstände von ihren jewei­ ligen Stirnflächen auf. Die Innenprofile der Anschlüsse 28a;b weisen ebenfalls unterschiedliche Abstände vom Boden 65 auf. Folglich gibt es für die einzelnen Profilverbindungen nur eine definierte Einbaulage, da ansonsten die Profilverbindungen nicht in Eingriff kommen. Es wurde bei der Ausgestaltung der Profilverbindung darauf geachtet, daß der Stabilisator 3a in einem Bereich des Innenprofils der Motorwelle angreift, der im Erstreckungsbereich der Flügel der Motorwelle liegt. Die Flü­ gel versteifen die Motorwelle hinsichtlich auftretender Tor­ sionsmomente. Der relativ dünne Lagerbereich der Motorwelle muß nur Biegemomente übertragen.

Die Funktionsweise gestaltet sich denkbar einfach. Über einen der beiden Hydraulikanschlüsse 49, 51, beispielsweise Anschluß 49, strömt Hydraulikmedium mit Überdruck in den Schwenkmo­ tor 7. Über einen der Axialkanäle 61a oder 61b und von dort aus weiter über die Verbindungsöffnungen 63a;b gelangt das Medium in die jeweils angeschlossenen Arbeitskammer. Die Druckkraft innerhalb der verbundenen und mit Hochdruckhydrau­ likmedium versorgten Arbeitskammern 37a bewirkt eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Motorwelle 25 und dem Zylinder 9. Das Hydraulikmedium aus den unversorgten Ar­ beitskammern 37b wird durch die Relativbewegung zwischen den Rippen 11 und Flügeln 31 über den Axialkanal in einen nicht dargestellten Vorratsbehälter verdrängt.

Claims (6)

1. Schwenkmotor für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse, mit einem Zylinder, der endseitig von zwei Deckeln verschlossen und mit axial am Innendurchmesser des Zylinders verlaufenden radialen Rippen versehen ist, mit einer Motorwelle mit radialen Flügeln, die dieselbe axiale Erstreckung besitzen wie die Rippen des Zylinders, wobei die Flügel der Motorwelle und die Rippen des Zylinders einzelne Arbeitskammern bilden, mit einem ersten und einem zweiten Hydraulik­ anschluß für zwei jeweils durch eine Rippe getrennte Arbeitskammern und einem Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, das mindestens paarweise Arbeitskammern hydraulisch verbindet, wobei die Anordnung der verbundenen Arbeitskammern derart ausgeführt ist, daß die zum ersten Hydraulikanschluß gehörigen Arbeitskammern sich mit denen abwechseln, die mit dem zweiten Hydraulikanschluß verbunden sind, und mit Anschlußflächen an dem Zylinder und der Motorwelle für die Stabilisatorteile, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Motorwelle (25) mindestens eine koaxiale Sacklochöffnung zur Aufnahme mindestens eines der Stabilisatorteile (3a; 3b) aufweist, wobei eine Sacklochöffnung mit einem Profil zur Drehmoment-Übertragung versehen ist,
• - daß im Boden (65) der Sacklochöffnung das radiale Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern (37a; 37b) ausgeführt ist,
• - daß das Verbundsystem aus quer verlaufenden Verbindungskanälen (63a; 63b) besteht und
• - daß der Boden (65) einen Axialanschlag für mindestens eines der Stabilisatorteile darstellt.

2. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer verlaufenden Verbindungsöffnungen (63a; 63b) in einem Durchmesserbereich (25a) der Motorwelle (25) enden, der gegenüber dem weiteren Durchmesserbereich einen kleineren Durchmesser aufweist.

3. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenprofil des montierten Stabilisators (3a; 3b) in einem Bereich des Profils der Motorwelle (25) eingreift, der sich mit dem Längenbereich der Flügel (31) der Motorwelle (25) überdeckt (Fig. 1).

4. Schwenkmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (65) der Sacklochöffnung außerhalb der Mitte der Längsachse, bezogen auf den Gesamtschwenkmotor, angeordnet ist.

5. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenprofillängenbereiche für die Stabilisatorteile (3a; 3b) unterschiedliche Abstände von deren jeweiligen nächstliegenden Stirnflächen aufweisen (Fig. 1).

6. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (65) mindestens eine außerhalb der quer verlaufenden Verbindungskanäle (63a; 63b) des Verbundsystems im wesentlichen axial verlaufende, beide Seiten des Bodens verbindende Durchgangsöffnung (67) aufweist.