WO2016155726A1 - Wankstabilisator für ein mehrspuriges kraftfahrzeug - Google Patents

Wankstabilisator für ein mehrspuriges kraftfahrzeug Download PDF

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WO2016155726A1
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Wilfried Breton
Ramon Jurjanz
Dustin Knetsch
Markus Holzberger
Mario Arnold
Silvia Kutzberger
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Definitions

  • the present invention relates to an antistatic silaform for a multi-lane motor vehicle.
  • Such roll stabilizers counteract a swaying of the vehicle body when turning through curves.
  • Such agitators for multi-lane motor vehicles are designed as active stabilizers and seen with a split torsion bar between whose facing ends an actuator for transmitting a torsion is arranged a connected to the meter Planetengelriehe are arranged, the ⁇ etriebausgang is connected to the other part Drehsta, wherein Flanetenrider the planetary gear mesh with a mating gear.
  • the erflndungsgemife Wsnkstabisator for a multi-lane motor vehicle is provided with a split Drehsfsb, between which einande facing ends an actuator for affairssun a Torsionsmernentes is arranged.
  • Outer actuators can actively build up a torque that is introduced into the torsion bar in order to actively counteract a roll, taking into account driving data such as lateral acceleration and inclination of the vehicle compartment.
  • the Akiuator has, en with the torsion bar part connected housing in which a motor and a motor connected to the Ptanetengethehe are arranged. As a meter, for example, an electric motor can be used.
  • the engine may have a Antriehshlzel in known manner, which meshes with a gear of the Pia netengotriebes.
  • the planetary plane is multi-stage.
  • Multi-stage planetary gears have a plurality of planetary gear stages connected in series, the last planetary gear stage being arranged in a gear-starting mode.
  • the GetnebeausganQ of the planetary gear is connected to the other torsion bar part.
  • the planetary riders comb with an eegenrad.
  • Hobliza and sun gears are common as mating wheels.
  • at least one of the planet wheels of the last Pianefenradcut Is divided into two axially each other henaehhad and mutually rotatable spur gears, between which a torsion spring is arranged so effectively. that the split planet gear is in play-free engagement with the mating gear.
  • These split planetary gears like one-piece planetary gears, transmit workloads that raced in the course of the roll stabilizer.
  • the prestressed torsion spring ensures that the engagement of the split planet gear in the counter wheel remains free of play.
  • the first load-free transmission with a mome t applied * rotate the preloaded spur gears welter against each other until the Zahnftanken the teeth of both spur gears abut the teeth of the mating gear. Oar not previously lying tooth
  • the torso-o-sos spring is loaded with the maximum amount of momentum. This energy is now stored in the spring and reduces the impulse with which the tooth flanks of the counter-wheel and pinion wheel can meet.
  • ErtlnäungsgemäS Is a multi-stage Pianetengetriebe provided whose last getrlebeauszugelteltelt located Plaoetenradch is versehe with at least one of the split Planefenridern.
  • This stepping wheel stage can transmit the gross forces within the plane and thus have the largest flange wheels that can be manufactured at reasonable expense as split and biased planetary gears.
  • E has been found to be most effective in achieving a customary echo when at least one the Flanetenrider the last Pianefenradsfufe is designed as a shared preloaded planetary gear.
  • the torsion spring can ensure that under its Torsionsrnoment on the one hand a tooth of a spur gear on a tooth gap begre nd n tooth of the mating gear rests and on the other hand, a tooth of the other spur gear so the other Tooth gap delimiting tooth of the counter wheel rests. This . Situation Is given with no-load planetary gear. Under operation test, a relative rotation of the two spur gears of the meshing Planetenrädef in the manner described,
  • the counter rad is formed by a rotation test with the öehiuse connected Ho wheel.
  • the known active roll stabilizers for example, the ⁇ nschiäutechusche the teeth of the Planetary in a load change on Kö perschaft i the housing and from there on via connecting steles of the active roll stabilizer with -the vehicle body transferred into the passenger compartment. In the preferred embodiment, this disadvantage is excluded or at least largely compensated,
  • the planetary gears are rotatably mounted in a Planeientrager and all executed as a split Planetenrider.
  • the shock-absorbing forces of the several torso feathers add up to this catfish, so that disturbing clattering movements can be ruled out under ejhera load changes.
  • the two cams mentioned are arranged in the axial direction at least substantially free of yaw-debris. This results in the advantages explained below. If the torsion spring is tension-free, ie, the slot of the torsion spring is the smallest, both cams can be arranged axially one behind the other in the axial direction due to the at least substantially superconducting And ung and engage in the slot of the tension-free Tooslonsfeder. The small the slot is, the stiffer the torsion spring söl. Another advantage can be seen in that a radial emigration of the torsion spring is reduced under load. The smaller the slit, the lower is the tendency of the torsion spring to emigrate radially, in other words, the invention allows the smallest possible ⁇ ungs inkel between the both end of the slot end Fedarehdeil
  • both cams may have at their mutually facing free ends a step or a stop which engage axially in one another. These steps can be so arranged that in the one direction of rotation of the two spur gears, the steps beat together formally, a rotation is therefore not possible in this direction of rotation.
  • both cams In this angle position, both cams can be arranged perfectly axially one behind the other, that is, they can be arranged in a fiducial manner. In the opposite direction of rotation, a rotation of the spur gears is possible to set the desired bias of the torsion.
  • the two spur gears can be gebraönl In a Drehtage in which both cams are arranged one behind the other, so without circumferentially offset to each other, claiming the cams: in this position the least possible space in computerssshchtung; in this rotational position, the Tomionsfeder can be arranged stress-free., Wherein the two cams engage in the slot of Tcrslcnsfeder.
  • eide spur gears are arranged on a common bearing pin, wherein at least one of the two spur gears rotatably zen arranged on the Lagerhoi- ' Both spur gears can bauglelc run; Enide spur gears can be freely rotatably mounted on the camp messenger.
  • the cams ' may be integrally connected to the associated spur gear.
  • the openings are preferably arranged at an angle to each other, wherein an extension of the contact angle in the radial direction is within a range of at least 80 points and not more than 10% of an outside diameter of the torsional spring force.
  • the Torslohsfeder can preferably have an outdoor exhibition? have, which is about up to the head relsdarchniesser the Gegenrades mi.
  • the inner diameter of the torso may be as close as possible to the outer surface of the bearing on which the planetary trace is located. In this design, the Toiofi leather receives the greatest possible rigidity.
  • FIG. 1 shows an active roll stabilizer according to the invention
  • FIG. 2 shows a piano wheel type g s ak iv n WanKslafeilisators of Figure 1,
  • FIG. 4 shows a partial longitudinal section through the planetary stepping stage FIG. 2, FIG.
  • FIG. 5 shows a planetary gear, as it is depicted in FIG.
  • FIG. 8 shows a view of the planet wheel from FIG. 5, FIG.
  • Figure 12 shows the torsion spring of Figure in perspective Darselfiung
  • FIG. 1 shows an active anti-skid stabilizer for a multi-lane motor vehicle, which has a torsion bar 3, and an Akloafor 4, which is effectively mgeo between the two service compartments 2.
  • This active ankstahilisafor is arranged transversely to the longitudinal vehicle;
  • the ⁇ ktua o has a hohlzyiindrh sehea housing 5 on i which an unprecedented electric drive and a not later mapped, to the A ti & h connected planetary gear built s nd,
  • the Oehause 0 is rotatably with the torsion bar part 2 connected.
  • Figure 2 shows a Pianetenradmeasure 6 of said Planetengetf iebes, egg Pianeten- radfriger 7 carries four distributed over the circumference arranged Zahnräde 8, welterter below drapeben closer and here as Plane ' tenräde? Are, the further description of the erflndungsgedorfen gears 8 occurs n 4 & Pia this "designated wheels i,: S used
  • FIG 3 shows the Pianetenradmeasure 6 built in the housing 5 in section, the tarp - teinräCter 9 mesh with their teeth 23 with teeth 24 a
  • Schwarzrade 25 which is here formed as a ring gear 10 of the Fianefengethebs and dmhitest connected to the housing 5.
  • FIG. 4 shows the Plane enmd 9 in a long section.
  • the plan ienr d 9 has two axially Beneohharte spur gears 1, which are in Ausfyhrunc example bassgtei.ch. Both spur gears i 1 are rotatably mounted on a bearing pin 12 which is fastened to the planetary gear carrier 7.
  • the gear can be asymmetrical, so that a hip is made narrower, the cams themselves can also run asymmetrically setfr both in Umfgsrichlyng, as search in their axial Ba. Monge.
  • FIG. 5 shows the planetary gear 8 with its individual cells.
  • the spur gears 11 carry on the circumference of the pinnacle 13 for engagement with the ring gear and with the sun gear, between the two spur gears 11 is a nikrinisegmentförniige Tors! Onsfeder 14 is arranged, which will be described below in detail.
  • Both spur gears 11 are provided with Gleltla ⁇ erhychsen IS: BM rotatable mounting on the bearing wood, on both opposite end faces of the spur gears 1 each Aniaufseheihe IS attached two axially einande adjacent teeth 13 of the two spur gears 11 together form one of the teeth 23 of the planetary gear 9th
  • the sliding disks can be dispensed with depending on the method of operation.
  • the door spring 1 has an internal diameter which extends to the circumference of the bearing pin not shown here.
  • the ⁇ iiienddiameter of the torsion spring extends to knap to the Kopfkrelsdurmesser the ring gear. ; but does not collide with the teeth of Bohtrades.
  • Figure 6 shows the two spur gears 1 in a rotational position offset with offset. Teeth 13.
  • Clearly an initfafverdusung $ i can be seen between the two spur gears 11, in the illustrated rotational position is still no bias applied to the torsion spring 14: with further rotation of the two spur gears 1 in the direction of a rotational position, in the teeth 13th
  • an increase of a torque under increasing load of Torslohsfedei up to a maximum torque of 1mm at axially aligned teeth 13 takes place
  • FIG. 7 clearly shows the items of Rianetenrade 0.
  • the spur gears 11 are provided at their mutually facing end faces each with a axlarvorsprlngenden cam IT, which is connected in one piece with the associated spur gear 11 is clearly the Torsionsfede 14 can be seen , between whose circumferentially mutually opposite ends a slot 18 from Is formed in which the eiden cam 17 intervene.
  • the facing end faces of the two faces of the two faces are 19 ⁇ . in the axial bearing of the Torsl- onsfeder 14;
  • FIG. 9 clearly shows that the tomion spring 14 has an approximately rectangular cross-sectional prefilm which is arranged in the manner of a circular arc about its axis of rotation of the planet wheel 9.
  • the torsion spring 14 is planar
  • spring end 20 of the Temionsfeder 14 have niether facing ⁇ nfef1a: marriage 21 for the cam 17 on.
  • Both contact surfaces 21 overlap in the axial direction in each case both Mock ft .
  • Both cams 1 are arranged on the Monday of the torsion spring 1 essentially axially.
  • a bias voltage of the torsion spring 14 can be set in both turning angles.
  • the ün fangss iel the two cams 17 In the Schlit is so dimensioned: that you see the spur gears 1 1 can rotate at an angle to each other, which is smaller than half the pitch de spur gear.
  • Figure 10 shows a section dureb the planetary path $, This illustration st to see that the power transmission between the cam 17 and the torsion spring 14 takes place at the radially outer portion of the torso spring 14.
  • FIG. 11 shows the opening angle alpha between the two contact surfaces 21 of the torsion spring 14.
  • the feed tables 21 enclosing the opening angle alpha can be seen to lie in a plane which contains the axis of rotation of the gearwheel 8.
  • the ⁇ nlagenflichen 21 as large a force in ümfaogsrichlong be transmitted, with the lowest possible radial Kfattlomponente.
  • the contact surfaces 21 extend over a height h, which extends radially in an area as far as possible radially outward at the spring end 20, in the exemplary embodiment, this area lies in a section which amounts to between 80 percent and 100 percent of the final leather thickness of the torsion leather 14 , The further the force attack, radially spaced from the axis of rotation of the planetary wheel 9, the better the torsion spring 14 can transmit the torque.
  • FIG. 12 shows the torsion spring in perspective view
  • the teeth 23 of the Pianetenride 9 engage in tooth blocks 25 of Höhtrades 10 ( Figure 3).
  • Figure 3 When unloaded Planetengetnebe one hand, the one tooth 13 of a spur gear 11 on the one tooth gap 25 delimiting tooth 24 of the Hohirades 10 under bias to; on the other hand, the other tooth 13 of the other spur gear 1 1 at the other tooth space 25 delimiting tooth 24 of the ring gear 10, is now an operating load a sleight takes place a rotation of the two spur gears 1 with increasing acting between the two spur gears 11 rotational mom Tes ( until their teeth 13 are axially aligned and both bear against a common tooth 24 of the idler 10. Under similar conditions, the teeth engage in tooth gaps of the saddle wheel, so that a backlash-free engagement the Planeienridei is ensured with the sun gear. Bezuos oak

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Abstract

Wankstabilisator für ein mehrspuriges Kraftfahrzeug, mit einem geteilten Drehstab (3), zwischen dessen einander zugewandten Enden ein Aktuator (4) zur Übertragung eines Torsionsmomentes angeordnet ist, wobei der Aktuator (4) ein mit dem einen Drehstabteil (1, 2) verbundenes Gehäuse (5) aufweist, in dem ein Motor und ein an den Motor angeschlossenes Planetengetriebe angeordnet sind, dessen Getriebeausgang mit dem anderen Drehstabteil (1, 2) verbunden ist, und dessen Planetenräder (9) mit einem Gegenrad (28) kämmen, wobei ein mehrstufiges Planetengetriebe vorgesenen ist, dessen letzte getriebeausgangsseitig gelegene Planetenradstufe (8) mit Planetenrädem (9) versehen ist, von denen wenigstens eines der Planetenräder (9) in zwei axial einander benachbarte und zueinander verdrehbar angeordnete Stirnräder (11) geteilt ist, zwischen denen eine Torsionsfeder (14) derart wirksam angeordnet ist, dass das geteilte Planetenrad (9) in spielfreiem Eingriff mit dem Gegenrad (26) ist

Description

Wankstahiiisator für ein mehrspuriges Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft « nen ankstahilisafor fü ein mehrspuriges: Kraftfahrzeug. Derartige Wankstabiisatoren wirken einem Wanken des Fahrzeugaufbaus hei Kurvendurchfahrten entgegen.
Aus DE 10200900638$ ist ein Wankslahiiisatöf nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs bekannt geworden.
Derartige ankstabiiisatoren für mehrspurige Kraftfahrzeuge sind als aktive Stabilisatoren ausgefü rt un<i mit einem geteilten Drehstab ersehen, zwischen dessen einander zugewandten Enden ein Äktuator zur Übertragung eine Torsionsmomenies angeordnet ist Der Äktuator weist ein mit dem einen Drehstabteil verbundenes Gehäuse auf, In dem ein otor und ein an den Meter angeschlossenes Planetengelriehe angeordnet sind, dessen öetriebeausgang mit dem anderen Drehsta teil verbunden ist, wobei Flanetenrider des Planetengetriebes mit einem Gegenrad kämmen.
Bei derartigen aktiven Wanksfabilisatören sind im Betrieb störende Klappeigeräusehe beobachtet worden, die über Körperschall bis In die Fahrgastzelle übertragen und störend wahrgenommen wurden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Wankstabilisator nach den erkmalen de Obersegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei dessen Betrieb diese nachteiligen Klappergerausche verringert sind,
Di Erfindung löst diese Aufgabe durch den Wankstafeitlsator gemäE Anspruch 1 , Zweckmäßige Weiterbildungen sind I den abhangigen Ansprüche angegeben.
Der erflndungsgemife Wsnkstabisator für ein mehrspuriges Kraftfahrzeug Ist mit einem geteilten Drehsfsb versehen, zwischen dessen einande zugewandten Enden ein Äktuator zur Übertragun eines Torsionsmernentes angeordnet ist. Oerartige Aktuato- ren können unter Berücksichtigung von Fahrdaten wie Querbeschleunigung und Neigung des Fahrzeugaufhaus aktiv ein Drehmoment aufbauen, das in den Drehstab eingebracht wird, um einem Wanken aktiv entgegen zu wirken. Der Akiuator weist, e n mit dem eine Drehstabteil verbundenes Gehäuse auf in dem ein Motor und ein an den Motor angeschlossenes: Ptanetengethehe angeordnet sind. Als Meter kann ein beispielsweise ein Elektromotor zum Einsatz kommen. Der Motor kann in bekannter Weise ein Antriehshlzel aufweisen, das mit einem Zahnrad des Pia netengotriebes kämmt. Das Planetengetnebe Ist erfindungsgemär i mehrstufig ausgeführt, Mehrstufige Planetengethehe weisen mehrere in Reihe geschaltete Planeten- radstufe auf, wobei die letzte Pfanetenradstufe getriebeausgangsseltig angeordnet is .
Der GetnebeausganQ des Planetengetriebes Ist mit dem anderen Drehstabteil verbunden. Die Planetenrider kämmen mit einem eegenrad. In einem Pianetengetrl b sind Hoblräder und Sonnen räder als Gegenräder üblich. nigstens eines der Planetenräder der letzten Pianefenradstufe Ist in zwei axial einander henaehhade und zueinander verdrehbar angeordnete Stirnräder geteilt, zwischen denen eine Torsionsfeder derart wirksam angeordnet ist. dass das geteilte Planetenrad in spielfreiem Eingriff mit dem Gegenrad Ist, Diese geteilten Planetenräder übertragen ebenso wie einteilige Planetenrider Betriehslasten, die Im Betrieh des Wankstabilisators aufliefen. Der oben erwähnte herkömmliche Wankstahliisator Ist mit einteiligen Planetenrädern verseben. im Eingriff der Planetenräder mit dem Hohlrad Lind dem Sonnenrad ist ein Veizahnungsspiel gegeben. Da bedeutet nnter einem Lastwechsel, eise beispielsweise infolge eines vom Aktuator aufgebrachten gegenläufigen Drehmoments wec selt die tastühedragyog von den einen Zahnflanken auf die anderen Zahnflanken der eingreifenden Zahne des Planetenrades, Es wurde herausgefunden, das unter einem tastweehsei die eingreifenden Zähne an die Zähne des Gegenrades anschlagen und die unerwünschten Geräusche hervorrufend
Etfindyngsgemaß, sorgt die vorgespannte Torsionsfeder daf r, dass der Eingriff des geteilten Planetenrades in das Gegenrad spielfrei bleibt. Wird nun beispielsweise das zunächst lastfreie Getriebe mit einem Mome t beaufschlagt* verdrehen sich die vorgespannten Stirnräder welter gegeneinander, bis die Zahnftanken der Zahne beider Stirnräder an den Zähnen des Gegenrades anliegen. Oer zuvor nicht anliegende Zahn des eineri Stirnrades kommt also unter Zunahme de gespeich rten Federenergie ebenfalls zur Anlage an den Zahn des Gegenfades, in dieser Situation Ist die Torsi- oosfeder mit dem Maximal omenf belastet. Diese Energie wird nun i der Feder gespeichert und reduziert den Impuls, mit dem die Zahnflanken von Gegenrad und Pia- ne enrad aufeinander treffen kön en. Dies Wirkung wird durch gezielte Abstimmung von Federsteifigkeit und Federweg der Torsionsfeder erreicht Oer Federweg kann mit Hilfe des Verzahnungsspiels eingestellt werden. Unter einem Lastwechsel erfolgt eine Reduzierung der Federkraft der vorgespannte Torsionsfeder unter Verdrehung der beiden Stirnr der des anetenrades, Dieser spielfreie Eingriff des Planetenrades ist erfindungsgemä& mit dem Mohlrad sowie mit dem Sonnenrad gegefaeh.
ErtlnäungsgemäS Ist ein mehrstufiges Pianetengetriebe vorgesehen, dessen letzt getrlebeausgangsseltig gelegene Plaoetenradstufe mit wenigstens einem der geteilten Planefenridern versehe ist. Diese F anetenradstufe kann die grollten Kräfte innerhalb de Plaoetengeiriehe übertragen und demzufolg di größten Flanetenrider aufweisen, die fertigungstechnisch mit vertretbarem Aufwand als geteilte und vorgespannte Planetenrider ausgeführt werden können, E wurde herausgefunden, dass eine yoerwünsohte eeräusc ildung besonders wirkungsvoll tmtejfbui jen wird, wenn wenigstens eines der Flanetenrider der letzten Pianefenradsfufe als geteiltes vorgespannte Planetenrad ausgeführt ist. Bei mehrstufigen Planetengetrieben ist es erfln- dungsgemiE wirtschaftlioh besonders günstig, nur die letzte Planetenradstufe mit wenigstens einem dieser geteilten Planetenräder zu versehen. Allerdings kann es zweckmäßig sein, mehrere oder sämtliche Planetenräder der letzten Stufe als vorge- spannte gefeite Fla etenräder auszuführen; dies kann sinnvoll sein, wenn sehr grolle Türsionsmomente wirksam werden, die Torslonsfedern der geteilten Planeten also sehr stark belastet werden: wenn mehrere vorgespannte: Planeten Im Eingriff sind, kann di Belastung auf mehrere Fianeten verteilt werden.
Die Torsionsfeder kann dafür sorgen, dass unter ihrem Torsionsrnoment einerseits ein Zahn des einen Stirnrades an einem eine Zahnlücke begre z nd n Zahn des Gegenrades anliegt und andererseits ein Zahn des anderen Stirnrades so dem anderen die Zahnlücke begrenzenden Zahn des Gegenrades anliegt. Diese .Situation Ist bei lastfreiem Planetengetriebe gegeben. Unter Betriebstest erfolgt eine Relativdrehung der beiden Stirnräder der kämmenden Planetenrädef in der beschriebenen Weise,
Vorzugsweise ist das Gegen rad durch ein drehtest mit dem öehiuse verbundenes Ho rad gebildet. Die bekannten aktiven Wankstahilisatoren können beispielsweise die Änschiaggeräusche der Zähne der Planeteorader bei einem Lastwechsel über Kö perschaft i das Gehäuse und von dort weiter über Verbindungsstelen des aktiven Wankstabisator mit -dem Fahrzeugaufbau in die Fahrgastzelle übertragen. In der bevorzugten Weiterbildung wird dieser Nachteil ausgeschlossen oder zumindest weitgehend kompensiert,
Vorzugsweise sind die Planefenräder in einem Planeientrager drehbar gelagert und sämtlich als geteilte Planetenrider ausgeführt. Auf diese Welse addieren sich die einen Stoß dämpfenden Kräfte der mehreren Torsiensfederm so dass unter ejhera Lastwechsel störende Klappergeriu che ausgeschlossen werde können.
Es hat sieh herausgestellt, dass eine Rreisringsegmentförrnige Torslonsieder m\i um- fangsseitigen Federenden vorteilhaft isi zwischen denen ein Schütz ausgebildet Ist, in den zwei Jeweils einem der beiden Stirnräder zugeordnete Nocken eingreifen, von denen der eine Nocken einem der beiden Federenden und der andere Nocken dem anderen Federende zugeordnet Ist Diese Federn s nd klein bauend und bseten aufgrond ihrer -schm l n Bauweise eine problemlose Anordnung zwischen die beiden Stirnräder,
Die erwähnten beiden Nocke sind in axialer .Richtung zumindest im Wesentlichen yberdeckyngsfrei angeordnet. Dadurch ergeben sich die nachstehend erläuterten Vorteile. Wenn die Torsionsfeder spannungsfrei ist, der Schlitz der Torsionsfeder also am kleinsten ist können beide Nocken aufgrund der zumindest im Wesentlichen öberde- okyngsireien An d ung In axialer Richtung axial hintereinander angeordnet werden und in den Schlitz der spannungsfreien Tooslonsfeder eingreifen. Je kleine der Schlitz ist, desto steifer kann die Torsionsfeder söl . Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen werden, dass ein radiales Auswandern der Torsionsfeder unter Last verringert wird. Je kleiner der Schlitz ist, desto geringe ist die Tendenz der Torsionsfeder, radial auszuwandern, in anderen Worten ausgedrückt:, ermöglicht die Erfindung einen möglichst kleinen Ö ungs inkel zwischen den beide den Schlitz begren enden Fedarehdeil
Wenn nun dre beiden -Stirnräder gegeneinander verdreht werden, drücken beide Nocken die Federenden unter Vergrößerung des Schlitze auseinander, Gleich große Torsiensfedern können aufgrund des kleineren Schlitze hei effindungsgem e Anordnung eine verbesserte Steifigkeit aufweise gegenüber der bekannten Anordnung,
Im Wesentlichen überd ckungsfrei Im Sinn der Erfindung bedeutet, dass beispielsweise beide Nocken an ihren einander zugewandten freien Enden eine Stufe oder einen Anschlag aufweisen können, die axial ineinander greifen. Diese Stufen können so beschaffe sein, dass in dem einen Drehsinn der beiden Stirnräder die Stufen form- sc füssig aneinander schlagen, eine Verdrehung also in diesem Drehsinn nicht möglich Ist In dieser Änsshlaolage können beide Nocken einwandfrei axial hintereinander liegend angeordnet, also fiuchfend angeordnet sein. In dem entgegengesetzten Drehsinn ist eine Verdrehung der Stirnräder möglich, um die gewünschte Vorspannung der Torsionsfreder einzustellen.
Günstig kann es jedoch sein, die Necken völlig ö erdeckungsfrei in axialer Richtung anzuordnen. Das hedeufet:, dass eine Verdrehung der beiden Stirnräder i beiden Drehsinnen möglich sein kann, um eine gewünscht Vorspannung der Torsionsfeder einzustellen,
Für Montagei eeke können die beiden Stirnräder In eine Drehtage gebraönl werden, in der beide Nocken hintereinander angeordnet sind, also ohne umfängsseitlgen Versatz zueinander, Die Nocken beanspruchen: in dieser Lage den geringst möglichen Raum in Umfangshchtung; in dieser Drehlage kann die Tomionsfeder spannungsfrei angeordnet sein., wobei die beiden Nocken In den Schlitz der Tcrslcnsfeder eingreifen. Vorzugsweise können eide Stirnräder auf einem gemeinsamen Lagerbolzen angeordnet sind, wobei wenigstens eines der beiden Stirnräder drehbar auf dem Lagerhoi- zen angeordnet 'ist Beide Stirnräder können bauglelc ausgeführt seid; neide Stirnräder können frei drehbar auf dem Lagerboteen angeordnet sein. Die Nocken' können einstöckig mit dem zugeordneten Stirnrad verbunden sein.
Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Steifigkeit der Tors nsfed kann darin gesehen werden, dass an den beiden Federenden ausgebildete Anlagefiachen für di Noeken am radial auien gelegenen Ende der Federenden angeordnet: sind, wobei die Äniagefiacben nach radial innen durch Freistellunge an den Federnden begrenzt sind. Je weiter radial auftön- der Kr f anghlfsangrlffspunkt liegt desto steife verhält sich die Fede aufgrund der M feeiverii ltnisse,. Die Freistellungen sorgen för definierte raftangfif spunkfe radial au en.
Die Aniagefliöhen und die Freistellyngen bildende Freiste!! ungsftäche sind vorzugsweise winklig zueinander angeordnet wobei eine Erstreckung der Änlagefiäebe i radialer Richtung innerhalb eines Bereichs liegt der mindestens 80 P oze t .und höchstens 1ÖÖ Prozent eines Auiendurchmessers der kreisrlngsegmenfibrrnigen Torsionsfeder beträgt.
Die lasf ele: 'Fers ionsf oder kann mit den Anlageiiachen jeweils eine ebene Fläche aufspannen, In der die Rotationsachse des Zahnrades bei liegt, in diesem fall kan eine optimale Krafiuhedragung In ümfa ngshehiung sichergestellt werden.
Ebenso können dle: ocken an Ihren ynifangsseitigen Enden mit den eben .ausgebt deten ockcnfiichen Jeweils eine Eben aitfspannen, In de di l Rotationsachse: des Planetenrades liegt.
Große Einftuss auf die Steifigkeit der Torslonsfeder hat deren Wanddicke In radialer Richtung. Aus diesem -Grund ist es günstig, den zu Verfügung stehenden Bauraum optimal auszunutzen. Die Torslohsfeder kann dahe vorzugsweise einen Außen- durchmesse? aufweisen, der etwa bis zum Kopf relsdarchniesser des Gegenrades mi M. Der Innendurchmesser der Torslomfectef kann etwa bis zum Au& <$utGbm ~ wf des lagerbel ens retehenv auf dem das Planetenracj angeo d et Ist. Bei dieser Auslegung erhält die To siofisfeder die größtmögliche Steifigkeit.
Figur 1 e nen erfindungsgemäßen aktive Wankstabilisator,
Figur 2 eine Pianetenradstyte g s ak iv n WanKslafeilisators aus Figur 1 ,
Figur 3 einen Querschnitt durch die Pianetenradstufe aus Figur 2,
Figur 4 einen teilweisen lingsschniit durch die Planetenräcfstufe us Figur 2,
Figur 5 ei Planetenrad, ie es in lg r 4 abgebildet ist
Figur 8 eine Ansieht des Planetenrades aus Figur 5,
Figur ? das Piariefenrad aus Figur 5 in Exp!osionsdarste!iyng,
Figur 8 eine perspektivische Darstellung des Ptanefenrades aus Figur 5 im Schnitt,
Figur § eine Exfjlosionsdaj'steilung des Planetenrades wie in Figur 8<
Figur 10 einen Schnitt entlang der Linie X - & aus Figur S
Figur 1 eine Torsiunsfecler des Planetenrades au Figur 5
Figur 12 die Torsionsfeder aus Figur in perspektivischer Darsfeliung
Figur 3 e Diagramm mit d m: Vompam ioment des Pianetenrades über den Verdrehwlnkei Figur 1 zei t elften aktiven ankstabilisator für ein mehrspuriges Kraftfahrzeug, der einen m zwei Drehstahleile 1 , 2 geleiten Drehstab 3 sowie einen zwischen den beiden Dienstabteilen 2 wirksam mgeo tieten Akloafor 4, Dieser aktiv ankstahilisafor ist quer zur Fahrzeuglängsache angeordnet; seine freien Enden sind an .nieht ahgehiibete Radträger angeschlossen, Der Äktua o weist ein hohlzyiindrh sehea Gehäuse 5 auf i dem ein nicht abgebildeter elektrischer Antrieb sowie ein nicht eiter abgebildetes, an den A ti&h angeschlossenes Planetengetriebe eingebaut s nd, Das Oehause 0 ist drehfest mit dem Drehstabteil 2 verbunden. Eine nicht abgebildete Ahfriehswelle des Pfanefengaffiebes ist drehtest mit dem Prehstabteil i verbunden Unter Betätigung des Aktuators werden die beiden Drehstabteile 1< 2 zueinander verdreht- und ein Torslonsmement .'aufgebaut
Figur 2 zeigt eine Pianetenradstufe 6 des genannten Planetengetf iebes, Ei Pianeten- radfriger 7 trägt vier über den Umfang verteilt angeordnete Zahnräde 8, die welter unten näher beschbeben werden und hier äs Plane'tenräde? S eingesetzt: werden, Die weitere Beschreibung der erflndungsgemaßen Zahnräder 8 erfolgt &n 4 dieser Pia» netenrader i,
Figur 3 zeigt die im Gehäuse 5 eingebaute Pianetenradstufe 6 im Schnitt, Die Plane-- teinräCter 9 kämmen mit ihren Zahnen 23 mit Zähnen 24 eine Gegenrade 25, das hier als Hohlrad 10 des Fianefengethebs ausgebildet und dmhitest mit dem Gehäus 5 verbunden ist;.
Figur 4 zeigt das Plane enmd 9 im Langschnitt. Das Plan ienr d 9 weist zwei axial beneohharte Stirnräder 1 auf, die im Ausfyhrunc sbeispiel bassgtei.ch sind. Beide Stirnräder i 1 sind drehbar auf einem Lagerbolzen 12 angeordnet, der m dem Planeten- radträger 7 befestigt ist. Das Zahnrad kann asymmetrisch sein, so dass eine Hüfte schmaler ausgeführt ist, Die Nocken können selbst auch asymmetrisch ausgeführt setfr sowohl in Umf ngsrichlyng, als such in Ihrer axialen Ba-. Monge. Figur 5 zeigt das Planetenrad 8 mit seinen Einzeltellen. Die Stirnräder 11 trage am Aufenumfang Zinne 13 für den Eingriff mit dem Hohlrad sowie mit dem Sonnenrad, Zwischen den beiden Stirnräder 11 is eine kreisrinisegmentförniige Tors!onsfeder 14 angeordnet, die weite unten ausführlich beschrieben wird. Beide Stirnräder 11 sind mit Gleltla§erhychsen IS: versehen BM drehbaren Lagerung auf dem Lagerholzen, An beiden voneinander abgewandten Stirnseiten der Stirnräder 1 ist Jeweils eine Äniaufseheihe IS befestigt Zwei axial einande benachbarte Zähne 13 der beiden Stirnräder 11 bilden gemeinsam einen der Zähne 23 des Planetenrades 9.
Di Änlaufsöheiben können bei erfindungsgeniäieb Zahnrädern je nach Änweo- dungs ail entfallen,
Der Figur 5 kann weiterhin entnommen werden, dass dle Tersionsteder 1 einen Innendurchmesser aufweist, der bis zum AulSenumfang des hier nicht: abgebildeten Lagerbolzens reicht. Der Äiiiendurchmesser der Torsionsfeder reicht bis knap an den Kopfkrelsdurenmesser des Hohlrades.; kollidiert jedoch nicht mit den Zähnen des Bohtrades.
Figur 6 zeigt di beiden Stirnräder 1 in einer Drehlage mit versetzt abgeordneten. Zähnen 13. Deutlich Ist eine initfafverdrehung $i zwischen den beiden Stirnrädern 11 zu entnehmen, in der abgebildete Drehlage Ist noch keine Vorspannung auf die Torsionsfeder 14 aufgebracht: unter weiterer Drehung der beiden Stirnräder 1 in Richtung auf eine Drehlage, In der die Z hne 13 beider Stirnräder 1 miteinander fl chten, erfolgt jedoch eine Zunahme eines Drehmomentes unter zunehmender Belastung der Torslohsfedei bis zu einem maximalen Moment 1mm bei axial fluchtenden Zähnen 13
Figur 7 zeigt deutlich die Einzelteile des Rianetenrade 0. Hier ist deutlich zu entnehmen, das die Stirnräder 11 an ihren einander zugewandten Stirnseiten jeweils mit einem axlarvorsprlngenden Nocken IT versehen sind, der einstöckig mit dem zugeordneten Stirnrad 11 verbunden Ist Deutlich Ist die Torsionsfede 14 zu erkennen, zwischen deren umfangsseiiig einander gegenüber liegenden Enden ein Schlitz 18 aus- gebildet Ist In den die eiden Nocke 17 eingreifen. Di einander zugewandten Stirnseiten der beiden Stirnr der weisen tageriiiehen 19·. im axialen Lagerung der Torsl- onsfeder 14 auf;
Die Figuren 8 und zeigen deutlich den Eingriff der Nocken 17 I den Schilfe 18 der Torsionsfeder 14, Insbesondere Figu 3 zeigt deutlich, das beide H ck n 17 zwischen der Legerflach 19 des zugeordneten Stirnrades 11 und dem freien Mookenen» de dieses Nockens 17 gemeinsam sine axiale Erstreckung a f i e^ di kleiner Ist als die as iale Ersfreckung der Torsionsfeder 14, Wenn die Torslonsf eder 14 axial spielfrei zwischen den beiden Stirnrädern 1 1 angeordnet ist, ist zwischen den beiden Nocken 17 ein axialer Abstand ausgebildet die Nocken 17 berühre sieh also nicht
Figur 9 zeigt deutlich.: dass die Tomionsfeder 14 ei etwa rec teckformiges Querschnittsprefil aufweist das kreisbogenförmig um -e ne Rotationsachse des Plane- tenrades 9 herum angeordnet ist. wobei die Torsionsfeder 14 eben ausgebilde ist, Federendes 20 der Temionsfeder 14 weisen einender zugewandte Änlagef1a:ehen 21 für di Nocken 17 auf. Die axiale Erstreckung dieser Änlageflachen 21 entsprächt: der axialen Picke der der Torsionsfeder Ή
Beide Anlageflachen 21 überlappen in axialer Richtung jeweils beide Mock ft. 17. Beide Nocken 1 sind fö die Montag der Torsionsfeder 1 Im Wesentlichen- axial flucti- tend angeordnet. Je nach Gestallung der Nocken kann In beiden Drehsinnen eine Vorspannung de Torssonsfeder 14 eingestellt werden. Die Erstreeknn der beiden Nocken 17 in ümfangsrichtung ist etwas kleiner als die Erstreckong des Schlitzes 18 der unbelasteten Torsionsfeder 14. Ein Zusamrnenbair des Fianetenrades 9 ist demzufolge einfach. Das ün fangss iel der beiden Nocken 17 In dem Schlit Ist so bemessen,: dass sieh die Stirnräder 1 1 um eine Winkel zueinander verdrehen könne , der kleiner ist als die halbe Teilung de Stirnrades.
I der Figur 8 Ist mit den Bezeichnungen und (!BK angedeutet, welche Kontakt sieb zwischen der Torsioofeder 14 und den beiden Nocken 17 bei vorgespannter Torsionsfede 14 ergeben. Di beiden an den Federenden 20 ausgebildeten Anlageflä- ■ahm 21 werden diagonal belastet; Bei SfÄ" egt der eine Nacke 17 an, und bei„B liegt der andere Nocken 1? an,
Figur 10 zeigt einen Schnitt dureb das Planetenfad $, Dieser Darstellung st zu entnehmen, das die Kraftübertragung zwischen den Nocken 17 und der Torsionsfeder 14 am radial außen gelegenen Abschnitt der Torsiensfeder 14 erfolgt. Je weiter radial auSen die Kraftübertragung erfolgt, desto steifer verhäl sich die Torslonsle ler 14 ynd desto günstiger ist der Einfluss der Torefensfeder 14 auf die Reduzierung der stören- den Klappergefiusohe bei einem lasfwechsel Da die Torsionsfeder im verformfen Zustand nicht mehr ideal kreisförmig Ist, wird der Kontaktourlkt radial n.aefr . .^n wandern, was de Steifigkeit de Torsionsfeder zu Gute kommt,
Figur 11 zeigt den Öfinungswinkai alpha zwischen den beiden Aniagetlächen 21 der Torsionsfede 14, Die den Öfhungswinkel alpha einschließenden Anlegetischen 21 liegen erkennbar in einer Ebene, die die Rotationsachse des Zahnrades 8 enthalt. Bei dieser Lage der Änlageflichen 21 kann eine möglichst groSe Kraft in ümfaogsrichlong übertragen werden, mit einer möglichst geringen radialen Kfattlomponente.
Die Änlageflachen 21 erstrecken sich über ein Höhe h, die sieh radial erstreckt in einem Bereich möglichst weit radial außen an dem Federende 20, im Äusführungsbei- spiel liegt dieser Bereich in einem Abschnitt, der zwischen 80 Prozent und 100 Prozent des Äytendurohmessere der Torsionsleder 14 betragt. Je weiter der Kraftangriff, radial beanstandet von der Drehachse des Planeten rades 9 liegt, desto besser kann die Torsionsteder 14 das Drehmoment übertragen.
Figur 12 zeigt die Torsionsteder in perspektivischer Darstellung,
Zum Einbau und zur Wirkungsweise des erfindongsgemäiSen Zahnrades als Planeten- rad in das Planetengetriebe wird Bezug genommen auf Figur 13, in de eine Momentenbelastung der Torsionsteder 14 ober den Verdrehwinkel zwischen den beiden Stirnrädern 11 aufgetragen Ist: Die If ftlalverdre yng < i der eiden Stirnräder I i (Figur 6) stellt: den yerdreh inkel dar, bevor diese mit Hohlrad und Sonne .gefügt sind. Werden die Plaoetenräder 9 mit Hilfe des Planeienträgers 7 m tSonne und Hohirad gefügt we den die Stirnräder 11 gegeneinander verspannt, da initiafverdrehung
Figure imgf000014_0001
stehende Verzshnungsspiel φζ zwischen Planetenrad und Hohlrad / Sonne, Die Stirnrädern sind nun um den Vorspannwiukei φν zueinander verdmhf. Es stellt sich ein Vörs annmoment Tini ein. D s Qefnehe ie! nun spielfrei, Der noch zur Verfügung stehende Weg ist das Verzahnungsspiei φ . Wird da« Getrie e nun mit einem Moment heaOfecMagt verdrehen sich die Stirnräder weiter gegeneinander, bis die Zahn- flanken aufeinander liegen. Währenddessen w rd: die T'erslonsfeder bis zum Maximal- moment Tmax belastet,. Diese Energie wird nun in der Feder gespeichert und reduziert den Impuls, mit dem die Zahnflanken aufeinander treffen können. Dies Wirkung wird durch gezielte Abstimmung von Federsielfigkelf. und Federweg erreicht. Der Federweg kann mit Hilfe des Ver ahnungsspl ls eingestellt werden»
Die Zähne 23 der Pianetenride 9 greifen in Zahnlöcke 25 des Höhtrades 10 ein (Figur 3). Bei unbelastetem Planetengetnebe liegt einerseits der eine Zahn 13 des eines Stirnrades 11 an dem einem die Zahnlücke 25 begrenzenden Zahn 24 des Hohirades 10 unter Vorspannung an; andererseits liegt der andere Zahn 13 des anderen Stirnrades 1 1 an dem anderen die Zahnlücke 25 begrenzenden Zahn 24 des Hohlrades 10 an, Wird nun eine Betriebslast ange racht erfolgt eine Verdrehung der beiden Stirnräder 1 unter Zunahme des zwischen den beiden Stirnrädern 11 wirkenden Dreh- mom»tes( bis deren Zähne 13 axial fluchtend liegen und beide an einem gemeinsamen Zahn 24 des Hohirades 10 unter Vorspannung anliegen. in gleicher weise greifen die-Pl if>@t^n de 9 In Zahnlücken des Sönnenrades ein, so dass ein spielfreier Eingriff der Planeienridei mit dem Sonnenrad gewahrleistet ist. Bezuos eichen sfe
1 Orehstabtesi
'5* Drehstabteil
3 Drehsiafo
4 Aktuafo
5 Gehäus
6 Fla^etenradstufe
Planetenfad räger
8 Zahnrad
9 Planetenrad
10 Hohlrad
11 St rarad
12 Lagerbolzen
13 Zähne
1 ors orisfeder
15 Gteitlagerbuchse
16 Anlaufscheibe
17 Nocken
18 Schlitz
1:9 Lagerfläche
0 Federende
1 Änlagrtliche
2 Freistellung
3 Zahn (P!ane.enrad)
4 Zahn (Ho lrad)
5 Zahnlücke (Hoh ad)
6 Gegenrad

Claims

Patentansprüche
1. Wan sta i lsalor für ein mehrspuriges Kraftfahrzeus < mit e nem geteilten Drehstab (3), zwischen dessen einander zugewandten Enden ein Äktuator (4) zur Übertragung eines Tonsionsmomentes angeordnet Ist, wohel der Äktuator (4) ein m t dem einen Drehsfahteil (1,2) verbundenes Gehäuse ß) aufweist, in dem ein Motor und ein an den Motor angeschlossenes Piaöetengetheh angeordnet sind, dessen Getriebeaus« gang mit dem anderen Drehstabteil ( 2} verbunden ist, und dessen Planetenrader (9) mit einem Gegenrad (28) k mmen dadurch gekennzeichn t dass ein mehrstufiges Planetengetrlebe vorgesehen is , dessen letzt getrie eaosgangsseitlg gelegene Pianetenradstufe (8) mit Pla etenridern (9) versehe ist, von denen wenigstens eines der Pfanetehradei (8) in zwei axial einander benachbarte und zueinander verdrehbar angeordnete Stirnräder (11) geteilt ist, zwischen denen ein Torsionsfeder (14) derart wirksam angeordnet ist, dass da geteilte Planetenrad (9) In spielfreiem Eingriff mi dem Gegenrad (28) Ist
2. Wankstabilisator nach Anspruch dessen Torsionsfeder (14) ein Torsioosm ment zwischen den beiden Stirnrädern (11) überträgt unter welchem Torsionsmoment bei lastfreiem Wankstahisator einerseits ein Zahn (13) des einen Stirnrades (11) an einem ein Zahnlücke (25) begrenzenden Zahn (24) des Gegenrades (26) anliegt und andererseits ei Zahn (13) des anderen Stirnrades (1 ) an dem anderen die Zahnlücke (25) begrenzenden Zahn (24) des Gegenrades (28) anliegt
3. Wanksta ifeator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dessen ßegenrad durch ein drehtest mit dem Gehäuse (5) verbundenes Hohirad (10) geolfde Ist,
4. Wankstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3; dessen Planetenrader (§) In einem Plane entriger (7) drehbar gelagert und sämtlich als geteilte Planetenrader (9) ausgeführt sind. Wankstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, deren kreisfingsegmenif&rrnige T fsipnsfeder (14) umfangsseitige Federenden (20) aufweist sche denen ein Schlitz (18) ausgebil e ist, in den zwei jeweils einem der beiden Stirnräder (1 ) zugeo dnete Nocken 07) eingreifen, von denen der eine Nocken (17) ein m der beiden F^d&renden (20) und der andere Nocken (1?) dem anderen Federende (20) zugeordnet ist
8, ankslab satof nach Anspruch 5, dessen neide Nocken (17) In axialer Ric tung zumindest im- esentlichen überdecfcungsfrei angeordnet sind.
7, anksfabisatöf nac einem der Ansprüche S bis: 7 , dessen beide Nocken (17) bei .lastfreier Torsisnsfeder (14) axial hintereinander angeordnet sind.
8, Wankstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis ?., dessen Stirnräder (11) eines gemeinsamen Pla-ne.teftr e$ (9) auf einem gemeinsame lagerbeizen (12) drehbar gelagert sind,
9, Wankstabiisatoi nach einem der Ansprüche 1 bis .8. dessen beide Stirnräder (11) haugleich sind, wobei beide Nocken (17) jeweils einstöckig mit dem zugeordneten Stirnrad (11) verbunden sind.
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