WO2018091033A1 - Wankstabilisator für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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    • B60G2202/13—Torsion spring
    • B60G2202/135—Stabiliser bar and/or tube

Definitions

  • the invention relates to a roll stabilizer for a motor vehicle, comprising two stabilizer halves, which are rotatably coupled to one another via an electromechanical actuator.
  • each wheel axle of a motor vehicle on a roll stabilizer which operates on the torsion bar principle.
  • the roll stabilizer is arranged substantially parallel to the vehicle axle and connected at both ends via a respective coupling rod with the wheel suspension.
  • the roll stabilizer is provided to stabilize the body structure against unwanted rolling movements about the longitudinal axis of the motor vehicle. Such rolling movements occur, for example, when cornering of the motor vehicle.
  • the rolling motion of the motor vehicle is influenced by the roll stabilizer by the spring deflection of the left and right wheel suspension of an axle is coupled together using the roll stabilizer.
  • a gear motor for a roll stabilizer is known from EP 2 213 489 A1, in which the gear designed as a planetary gear is coupled via a star-shaped tooth geometry, which engages in a correspondingly diametrically opposed tooth geometry on a torsion bar spring. Between the individual meshing teeth almost incompressible elastomeric elements are used. A jump in stiffness is realized by way of this, so that small relative rotations between the two stabilizer halves are permitted without any appreciable movement in the swing motor.
  • the elastomer element may be vulcanized for damping of uneven road surfaces on a rotary element of the roll stabilizer, in particular on a toothing transmitting a rotational movement and a torque.
  • the object of the present invention is to further develop a roll stabilizer of a motor vehicle, and in particular to replace the elastomer material used in the roll stabilizer for damping road bumps.
  • the roll stabilizer according to the invention for a motor vehicle comprises two stabilizer halves which are rotatably coupled to one another via an electromechanical actuator, wherein the electromechanical actuator comprises an electric motor and a planetary gear, and wherein a hydrogel for damping of road bumps on a rotary member in the electromechanical actuator is arranged.
  • the hydrogel replaces the elastomer material as a means of damping road bumps and is thus part of a so-called elastomer decoupling unit.
  • a rotary element is understood to mean a shaft which is provided for transmitting a torque and a rotational speed.
  • the rotary member may be formed as a sun shaft, ring gear or planet carrier.
  • the term bumps for example, holes or bumps on the road, which is traveled by the motor vehicle to understand.
  • the resultant slight torsion of the roll stabilizer is absorbed by hydrogel, which increases the ride comfort for the passengers.
  • the hydrogel is a water-containing but water-insoluble polymer whose molecules are chemically linked, for example by covalent or ionic bonds, or physically, essentially by entangling the polymer chains, into a three-dimensional network. Hydrogel occurs in nature, for example, as a secretion of tendril cancer and has a high adhesion and a good shock-absorbing effect.
  • the invention includes the technical teaching that the hydrogel is self-adhesive.
  • the hydrogel is cohesively connected to the rotary element in the electromechanical actuator.
  • the hydrogel is arranged at least on a portion of a planetary carrier of the planetary gear.
  • the section of the planet carrier may preferably have a tooth geometry, which is intended to cooperate with a further tooth geometry for transmitting torque.
  • the hydrogel is formed star-shaped on a cylindrical portion of the planet carrier.
  • a mold is used for shaping the hydrogel on the planetary carrier.
  • the mold is intended to receive the hydrogel, form by supplying pressure and / or temperature and firmly connect with the designated portion of the planet carrier.
  • the invention also relates to the use of the hydrogel in a roll stabilizer for a motor vehicle, in particular in a bearing element which is provided for mounting the roll stabilizer.
  • a bearing element which is provided for mounting the roll stabilizer.
  • the two torsion bars of the roll stabilizer are received via respective bearing elements on the body of the vehicle.
  • These bearing elements can advantageously have the hydrogel for damping of road bumps and other vibrations, in particular for damping of acoustic vibrations.
  • Figure 1 is a simplified schematic sectional view for illustrating the structure of a roll stabilizer according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic perspective view for illustrating the
  • an electromechanical roll stabilizer 1 for a vehicle (not shown here) has two stabilizer halves 1 a, 1 b, which are connected via an electric motor.
  • mechanical actuator 2 are rotatably coupled together.
  • the electromechanical actuator 2 comprises an electric motor 3, a planetary gear 4 and a control device 7.
  • the roll stabilizer 1 has two torsion bar springs 8a, 8b, wherein the respective torsion bar spring 8a, 8b with a respective - not shown here - wheel of a vehicle axle connected is.
  • a planet carrier 5 of the planetary gear 4 shown in Figure 1 is shown enlarged.
  • the planet carrier 5 is intended to accommodate several planetary gears (not shown) of a planetary stage.
  • a hydrogel 6 is arranged on a cylindrical portion of the planetary carrier 5 for damping of road bumps.
  • the hydrogel 6 is formed star-shaped on the cylindrical portion of the planet carrier 5.
  • the hydrogel 6 is self-adhesive and thus integrally connected to the cylindrical portion of the planet carrier 5. Tangential between the star-shaped hydrogel 6 come substantially complementary thereto formed - not shown here - intermediate elements for torque transmission and operative connection with the torsion bar spring 8a to the plant. Under an operative connection is to be understood that the intermediate elements may be connected directly to the torsion bar spring 8a or between the intermediate elements and the torsion bar spring 8a further rotating elements may be arranged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Stabilisatorhälften (1a, 1b), die über einen elektromechanischen Aktuator (2) verdrehbar miteinander gekoppelt sind, wobei der elektromechanische Aktuator (2) einen Elektromotor (3) und ein Planetengetriebe (4) umfasst, und wobei ein Hydrogel (6) zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem Drehelement im elektromechanischen Aktuator (2) angeordnet ist.

Description

Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Stabilisatorhälften, die über einen elektromechanischen Aktuator verdrehbar mitei- nander gekoppelt sind.
Üblicherweise weist jede Radachse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse angeordnet und an beiden Enden über eine jeweilige Koppelstange mit der Radaufhängung verbunden. Ferner ist der Wankstabilisator zur Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Solche Wankbewegungen treten beispielsweise bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auf. Die Wankbewegung des Kraftfahrzeugs wird durch den Wankstabilisator beeinflusst, indem die Einfederbewe- gung der linken und rechten Radaufhängung einer Achse mithilfe des Wankstabilisators miteinander gekoppelt wird. Somit findet ein Kopiereffekt zwischen den Einfederbewegungen der beiden Räder an der Achse statt.
Aus der EP 2 213 489 A1 ist ein Getriebemotor für einen Wankstabilisator bekannt, bei dem das als Planetengetriebe ausgeführte Getriebe über eine sternförmige Verzahnungsgeometrie, die in eine entsprechend gegengleich ausgebildete Verzahnungsgeometrie an einer Drehstabfeder eingreift, gekoppelt ist. Zwischen den einzelnen ineinandergreifenden Zähnen sind nahezu inkompressible Elastomerelemente eingesetzt. Hierüber wird ein Steifigkeitssprung realisiert, so dass geringe Relativdre- hungen zwischen den beiden Stabilisatorhälften zugelassen werden, ohne dass eine nennenswerte Bewegung im Schwenkmotor einsetzt.
Ferner ist auch bekannt, dass das Elastomerelement zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem Drehelement des Wankstabilisators, insbesondere an einer eine Drehbewegung und ein Drehmoment übertragende Verzahnung vulkanisiert sein kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln, und insbesondere den im Wankstabilisator verwendeten Elastomerwerkstoff zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten zu ersetzen. Der erfindungsgemäße Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug umfasst zwei Stabilisatorhälften, die über einen elektromechanischen Aktuator verdrehbar miteinander gekoppelt sind, wobei der elektromechanische Aktuator einen Elektromotor und ein Planetengetriebe umfasst, und wobei ein Hydrogel zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem Drehelement im elektromechanischen Aktuator angeordnet ist. Mit anderen Worten ersetzt das Hydrogel den Elastomerwerkstoff als Mittel zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und ist somit Teil einer sogenannten Elastomerentkopplungseinheit.
Unter einem Drehelement ist eine Welle zu verstehen, die zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Drehelement als Sonnenwelle, Hohlrad oder Planetenträger ausgebildet sein.
Unter dem Begriff Fahrbahnunebenheiten sind beispielsweise Löcher oder Unebenheiten auf der Fahrbahn, die vom Kraftfahrzeug befahren wird, zu verstehen. Die dar- aus resultierenden geringen Verdrehungen des Wankstabilisators werden mittels Hydrogel aufgefangen, wodurch der Fahrkomfort für die Fahrzuginsassen gesteigert wird. Insbesondere werden je nach Steifigkeit des Hydrogels bestimmte Frequenzen deutlich gedämpft und dadurch auch Vibrationen und akustische Emissionen gesenkt. Das Hydrogel ist ein Wasser enthaltendes, aber wasserunlösliches Polymer, dessen Moleküle chemisch, beispielsweise durch kovalente oder ionische Bindungen, oder physikalisch, im Wesentlichen durch Verschlaufen der Polymerketten, zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft sind. Hydrogel kommt in der Natur beispielsweise als Sekret des Rankenflußkrebses vor und weist eine hohe Haftfähigkeit sowie eine gute stoßdämpfende Wirkung auf.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Hydrogel selbstklebend ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Hydrogel stoffschlüssig mit dem Drehelement im elektromechanischen Aktuator verbunden. Vorzugsweise ist das Hydrogel zumindest an einem Abschnitt eines Planetenträgers des Planetengetriebes angeordnet. Dabei kann der Abschnitt des Planetenträgers bevorzugt eine Verzahnungsgeometrie aufweisen, die dazu vorgesehen ist, mit einer weiteren Verzahnungsgeometrie zur Drehmomentübertragung zusammenzuwirken.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Hydrogel sternförmig auf einem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers ausgebildet. Dazu wird bei der Aufbringung des Hydrogels auf dem Planetenträger eine Form zur Formgebung des Hyd- rogels am Planetenträger verwendet. Die Form ist dazu vorgesehen das Hydrogel aufzunehmen, durch Zuführung von Druck und/oder Temperatur auszuformen und fest mit dem dafür vorgesehenen Abschnitt des Planetenträgers zu verbinden.
Ferner betrifft die Erfindung auch die Verwendung des Hydrogels in einem Wankstabi- lisator für ein Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Lagerelement, das zur Lagerung des Wankstabilisators vorgesehen ist. Beispielsweise sind die beiden Drehstabfedern des Wankstabilisators über jeweilige Lagerelemente an der Karosserie des Fahrzeugs aufgenommen. Diese Lagerelemente können vorteilhafterweise das Hydrogel zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten und anderen Schwingungen, insbesondere zur Dämpfung von akkustischen Schwingungen aufweisen.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen
Figur 1 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Wankstabilisators, und
Figur 2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des
Aufbaus eines Planetenträgers des erfindungsgemäßen Wankstabilisators.
Gemäß Figur 1 weist ein elektromechanischer Wankstabilisator 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Fahrzeug zwei Stabilisatorhälften 1 a, 1 b auf, die über einen elektro- mechanischen Aktuator 2 verdrehbar miteinander gekoppelt sind. Der elektromecha- nische Aktuator 2 umfasst einen Elektromotor 3, ein Planetengetriebe 4 und eine Steuerungsvorrichtung 7. Der Wankstabilisator 1 weist zwei Drehstabfedern 8a, 8b auf, wobei die jeweilige Drehstabfeder 8a, 8b mit einem jeweiligen - hier nicht darge- stellten - Rad einer Fahrzeugachse verbunden ist.
In Figur 2 ist ein Planetenträger 5 des in Figur 1 dargestellten Planetengetriebes 4 vergrößert dargestellt. Der Planetenträger 5 ist dazu vorgesehen mehrere - hier nicht dargestellte Planetenräder einer Planetenstufe aufzunehmen. Ferner ist ein Hydrogel 6 zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers 5 angeordnet. Das Hydrogel 6 ist sternförmig am zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers 5 ausgebildet. Ferner ist das Hydrogel 6 selbstklebend ausgebildet und somit stoffschlüssig mit dem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers 5 verbunden. Tangential zwischen dem sternförmig ausgebildeten Hydrogel 6 kommen im Wesentlichen komplementär dazu ausgebildete - hier nicht dargestellte - Zwischenelemente zur Drehmomentübertragung und Wirkverbindung mit der Drehstabfeder 8a zur Anlage. Unter einer Wirkverbindung ist zu verstehen, dass die Zwischenelemente direkt mit der Drehstabfeder 8a verbunden sein können oder zwischen den Zwischenelementen und der Drehstabfeder 8a weitere Drehelemente angeordnet sein können.
Bezugszeichenliste
1 a, 1 b Stabilisatorhälfte
2 elektromechanischer Aktuator
3 Elektromotor
4 Planetengetriebe
5 Planetenträger
6 Hydrogel
7 Steuerungsvorrichtung
8a, 8b Drehstabfeder

Claims

Patentansprüche
1 . Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Stabilisatorhälften (1 a, 1 b), die über einen elektromechanischen Aktuator (2) verdrehbar miteinander gekop- pelt sind, wobei der elektromechanische Aktuator (2) einen Elektromotor (3) und ein Planetengetriebe (4) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrogel (6) zur Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten an einem Drehelement im elektromechanischen Aktuator (2) angeordnet ist.
2. Wankstabilisator nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel (6) zumindest an einem Abschnitt eines Planetenträgers (5) des Planetengetriebes (4) angeordnet ist.
3. Wankstabilisator nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel (6) sternförmig auf einem zylindrischen Abschnitt des Planetenträgers (5) ausgebildet ist.
4. Wankstabilisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel (6) selbstklebend ausgebildet ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Entkopplungseinheit (6) für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrogel (6) zur Dämpfung von Fahr- bahnunebenheiten an einem Abschnitt eines Planetenträgers (5) des Planetengetriebes (4) angeordnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Form zur Formgebung des Hydrogels (6) am Planetenträger (5) verwendet wird.
7. Verwendung eines Hydrogels (6) in einem Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug.
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