WO2020114545A1 - Aktiver wankstabilisator - Google Patents

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WO2020114545A1
WO2020114545A1 PCT/DE2019/100961 DE2019100961W WO2020114545A1 WO 2020114545 A1 WO2020114545 A1 WO 2020114545A1 DE 2019100961 W DE2019100961 W DE 2019100961W WO 2020114545 A1 WO2020114545 A1 WO 2020114545A1
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housing
torsion bar
actuator housing
active roll
roll stabilizer
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PCT/DE2019/100961
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Martin Bräutigam
Mario Arnold
Ramon Jurjanz
Simon Sagewka
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Abstract

Aktiver Wankstabilisator, mit einem geteilten Drehstab (1), zwischen dessen entlang einer Drehstabachse hintereinander angeordneten Drehstabteilen (2, 3) ein zur Übertragung von Torsionsmomenten auf den Drehstab (1) vorgesehener Aktuator (4) vorgesehen ist, in dessen Aktuatorgehäuse (5) ein Elektromotor (7) sowie ein an den Elektromotor (7) angeschlossenes Getriebe (6) angeordnet sind, wobei das Aktuatorgehäuse (5) mit dem einen Drehstabteil (2) und das Getriebe (6) ausgangsseitig mit dem anderen Drehstabteil (3) drehtest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorgehäuse (11) des Elektromotors (7) mit lediglich einem seiner beiden axialen Enden drehtest mit dem Aktuatorgehäuse (5) verbunden ist.

Description

Aktiver Wankstabilisator
Die vorliegende Erfindung betrifft einen aktiven Wankstabilisator eines Kraftfahrzeu ges. Derartige Wankstabilisatoren reduzieren Wankbewegungen des Fahrzeugauf- baus in Kurvendurchfahrten.
Aus EP1714809 B1 ist ein elektromechanischer Wankstabilisator bekannt geworden, mit einem entlang einer Drehstabachse in hintereinander angeordnete Drehstabteile geteilten Drehstab, und mit einem zwischen den beiden Drehstabteilen angeordne ten, zur Übertragung von Torsionsmomenten auf den Drehstab vorgesehenen Aktua tor, in dessen Aktuatorgehäuse ein Getriebe und ein Elektromotor angeordnet sind, wobei das Aktuatorgehäuse an das eine Drehstabteil und eine Abtriebswelle des Ge triebes an das andere Drehstabteil angeschlossen sind.
Der Elektromotor wird üblicherweise mit seinem Motorgehäuse drehfest mit dem Ak tuatorgehäuse verbunden. Systemlasten werden über den Aktuator zwischen den beiden Drehstabteilen übertragen. Diese System lasten gehen oftmals mit elastischen Verformung von Bauteilen einher, die diese Systemlast zumindest als Teillast über tragen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen aktiven Wanksstabilisator nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, der auf zuverlässige Art und Weise eine einwandfreie Übertragung der System lasten in den Aktuator er möglicht.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den aktiven Wankstabilisator gemäß Anspruch 1 gelöst.
Dieser aktive Wankstabilisator ist mit einem Drehstab versehen, der entlang einer Drehstabachse in hintereinander angeordnete Drehstabteile geteilt ist. Die voneinan der abgewandten Enden der beiden Drehstabteile können in bekannter Weise radträ gerseitig angebunden sein. Zwischen den beiden Drehstabteilen ist ein Aktuator zur Übertragung von Torsionsmomenten auf den Drehstab vorgesehen. Im Aktuatorge häuse sind ein Getriebe und ein Elektromotor angeordnet. Das Aktuatorgehäuse ist drehtest mit dem einen Drehstabteil verbunden. Das insbesondere als Planetenge triebe ausgebildete Getriebe ist abtriebsseitig drehtest an das andere Drehstabteil angeschlossen. Die Motorwelle überträgt das Motormoment auf die Eingangswelle des Getriebes. Dieses Motormoment ist niedriger als das getriebeausgangsseitige Drehmoment.
Das Motorgehäuse des Elektromotors ist erfindungsgemäß mit lediglich einem seiner beiden axialen Enden drehtest mit dem Aktuatorgehäuse verbunden. Das Motorge häuse und das Aktuatorgehäuse könnnen in günstiger Weise achsparallel zueinan der angeordnet sein und sich entlang der Aktuatorachse erstrecken. Diese erfin dungsgemäße Anordnung stellt sicher, dass das Motorgehäuse lediglich das Dreh moment der Motorwelle aufnimmt. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass dieses motor seitige Drehmoment an dem Aktuatorgehäuse abgestützt ist.
Der besondere Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, dass ein Sensorel ement im Elektromotor nicht von der Systemlast beeinflusst wird. Dieses Sensorle- ment beeinhaltet einen Rotorlagesensor, der die Drehlage des Rotors des Elektromo tors erfasst. Dieser Rotorlagesensor ist gehäuseseitig am Elektromotor gehaltert.
Eine kalibrierte Ausrichtung des Sensorelements wird nicht manipuliert infolge einer System last.
Die Abwesenheit einer Systemlast im Motorgehäuse stellt sicher, dass die Drehlage des Rotors oder der Motorwelle einwandfrei ermittelt wird und eine Torsion des Aktu atorgehäuses keinen Einfluss auf das Messergebnis hat.
Durch die drehfeste Verbindung des Elektromotors nur an einem Motorende im Aktu atorgehäuse wird vermieden, dass eine Teillast der System last über das Motorge häuse fließt. Somit stützt der Motor nur sein eigenes Moment ab und keine System last. Auf diese Weise wird erreicht, dass ein zwischen Lagerschild und Motorgehäuse übertragenes Drehmoment lediglich verursacht wird durch das von der Motorwelle aufgebrachte Drehmoment, das über das Motorgehäuse in das Aktuatorgehäuse übertragen wird, vorzugsweise über den Lagerschild . Die drehfeste Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Aktuatorgehäuse umfasst formschlüssige, reibschlüssige sowie stoffschlüssige Verbindungen. Bei spielsweise kann eine formschlüssige Verbindung eine Art Polygonprofil von Aktua torgehäuse und Motorgehäuse aufweisen, die so ineinandergreifen, dass Drehmo mente formschlüssig übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich zum Formschluss kann eine reibschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Elektromotor in das Aktuatorgehäuse eingepresst werden. Das Aktuatorgehäuse und das Motorgehäuse können auch miteinander verschweißt sein. Drehfeste Verbindun gen sind vorzugsweise als feste Verbindungen mittels der genannten Verbindungsar ten vorgesehen.
Elektromotoren weisen üblicherweise Lagerschilde auf, an den der Rotor gelagert ist. Der Lagerschild A ist üblicherweise mit einer Durchführung für die Motorwelle verse hen. Der am gegenüber liegenden axialen Ende des Elektromotors angeordnete La gerschild B kann beispielsweise das Sensorelement mit dem Rotorlagesensor tragen oder benachbart dazu angeordnet sein. Diese Lagerschilde können mit einem buch senförmigen Gehäuse des Motorgehäuses verpresst sein. Einer dieser beiden Lager schilde kann mit einer Schulter versehen sein, die drehfest mit dem Aktuatorgehäuse oder mit einem Maschinenteil verbunden ist, das drehfest mit dem Aktuatorgehäuse verbunden ist. Der andere Lagerschild kann mit einer Schulter in einer Spielpassung mit dem Aktuatorgehäuse oder mit einem Maschinenteil Zusammenarbeiten, das wie derum drehfest mit dem Aktuatorgehäuse verbunden ist. In diesem Fall sind die Schulter dieses anderen Lagerschildes und eine Lagerfläche des Aktuatorgehäuses oder des Maschinenteils zylindrisch gebildet, so dass Relativdrehungen möglich sind.
Wenn ein Einpressen des Lagerschildes oder ein Einpressen des Maschinenteils - vorzugsweise ein Hohlrad eines Planetengetriebes - vorgesehen ist, kann es zweck mäßig sein, zur besseren Kraftübertragung den Innendurchmesser des Aktuatorge häuses zu beschichten, um einen höheren Reibwert in den Pressverbänden zu erhal ten und somit höhere Kräfte/Momente übertragen zu können. Der Wegfall auch nur einer Teillast der System last in das Motorgehäuse ermöglicht eine schwächere Aus führung des Pressverbandes zwischen Motorgehäuse und Lagerschild. Das oben beschriebene Motorgehäuse kann eine hohlzylindrische Büchse und zwei jeweils an einem axialen Ende der Büchse angeordnete Lagerschilde aufweisen, von denen wenigstens einer mit der Büchse fest oder drehfest verbunden ist. Der andere Lagerschild kann beispielsweise auch einstückig angeformt sein. Einer der beiden Lagerschilde kann eine ringförmig ausgebildete Schulter aufweisen, die drehfest mit dem Aktuatorgehäuse oder mit einem drehfest mit dem Aktuatorgehäuse verbunde nen Hohlrad verbunden ist. Der andere Lagerschild kann ebenfalls eine ringförmig ausgebildete Schulter aufweisen, die spielbehaftet an dem Aktuatorgehäuse oder an einem drehfest mit dem Aktuatorgehäuse verbundenen Hohlrad eines Planetenge triebes gelagert ist.
Das Lagerschild A kann spielbehaftet in das Hohlrad des Planetengetriebes eingrei- fen. Durch diese getriebeseitige Freistellung des A-Schilds zu dem Hohlrad oder dem Aktuatorgehäuse wird der Körperschallpfad unterbrochen. Dadurch wird das akusti sche Verhalten des Systems verbessert. Der Lagerschild kann mit seiner ringförmi gen Schulter in eine zylindrische Ausnehmung des Hohlrades eingreifen. Unter Sys temlast und elastischer Verformung des Aktuatorgehäuses ist eine Relativdrehung zwischen diesem Lagerschild und dem Aktuatorgehäuse möglich. Vorteilhaft kann hier auch sein, durch eine schwimmend gelagerte Motorwelle - die eingangsseitig an das Planetengetriebe angeschlossen ist - die Zwangsführung der Planeten des Pla netengetriebes zu reduzieren. Auf diese Weise kann das Betriebsflankenspiel redu ziert werden mit dem Vorteil einer Reduzierung unerwünschter Geräusche.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren abgebildeten Ausfüh rungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen aktiven Wankstabilisator in perspektivischer Darstellung und
Figur 2 eine Ausschnittvergrößerung des Wankstabilisators gemäß Figur
1 im Längsschnitt.
Der aktive Wankstabilisator ist mit einem geteilten Drehstab 1 versehen, zwischen dessen entlang einer Drehstabachse hintereinander angeordneten Drehstabteile 2, 3 ein Aktuator 4 wirksam angeordnet ist. Der Aktuator 4 ist zur Übertragung von Torsi onsmomenten auf den Drehstab 1 vorgesehen.
Im Aktuatorgehäuse 5 sind ein Getriebe 6 (lediglich angedeutet) und ein Elektromo tor 7 angeordnet. Das Aktuatorgehäuse 5 ist drehtest mit dem einen Drehstabteil 2 verbunden. Eine Abtriebswelle 8 des insbesondere als Planetengetriebe 9 ausgebil deten Getriebes 6 ist drehtest an das andere Drehstabteil 3 angeschlossen. Die Mo torwelle 10 des Elektromotors 7 überträgt das Motormoment auf die Eingangswelle des Getriebes 6. Die Motorwelle 10 kann zugleich die Eingangswelle des Getriebes 6 bilden.
Das Motorgehäuse 11 weist eine hohlzylindrische Büchse 12 auf, die im Ausfüh rungsbeispiel koaxial zu dem hohlzylindrischen Aktuatorgehäuse 5 angeordnet ist.
An beiden axialen Enden der Büchse 12 ist jeweils ein Lagerschild 13, 14 befestigt, an denen die Motorwelle 10 - also der Rotor - drehbar gelagert ist. Zwischen der Buchse 12 und dem Aktuatorgehäuse 5 ist ein ringförmiger Spalt 17 ausgebildet.
Der Lagerschild 13 ist auf der vom Getriebe 6 abgewandten Seite angeordnet. Die ser Lagerschild 13 weist eine ringförmig ausgebildete, nach radial außen vorsprin gende Schulter 15 auf. Die Schulter 15 des Lagerschildes 13 ist drehfest mit dem Ak tuatorgehäuse 5 verbunden durch einen Presssitz. Alternativ oder zusätzlich kann der Lagerschild 13 formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Aktuatorgehäuse 5 zur Übertragung des Motormomentes verbunden sein.
Der Lagerschild 14 ist auf der dem Getriebe 6 zugewandten Seite angeordnet. Die ser Lagerschild 14 weist eine ringförmig ausgebildete, nach radial innen vorsprin gende Schulter 16 auf. Die Schulter 16 des Lagerschildes 14 ist mit einer Spielpas sung an einem drehfest mit dem Aktuatorgehäuse 5 verbundenen Hohlrad 18 des Planetengetriebes 9 gelagert.
Das Motorgehäuse 11 des Elektromotors 7 ist demzufolge lediglich mittels des La gerschildes 13 drehfest mit dem Aktuatorgehäuse 5 verbunden. Das Motorgehäuse 11 nimmt demzufolge lediglich das Drehmoment der Motorwelle auf 10. Ein hier nicht abgebildeter Rotorlagesensor ist an dem Lagerschild 13 gehaltert und erfasst die Ro torlage des Rotors des Elektromotors 7. Die Abwesenheit einer Systemlast im Motor gehäuse 11 stellt sicher, dass die Drehlage des Rotors oder der Motorwelle 10 ein wandfrei ermittelt wird und eine Torsion des Aktuatorgehäuses 11 keinen Einfluss auf das Messergebnis hat.
Bezugszeichenliste Drehstab
Drehstabteil
Drehstabteil
Aktuator
Aktuatorgehäuse
Getriebe
Elektromotor
Abtriebswelle
Planetengetriebe
Motorwelle
Motorgehäuse
Buchse
Lagerschild
Lagerschild
Schulter
Schulter
Spalt
Hohlrad

Claims

Patentansprüche
1. Aktiver Wankstabilisator, mit einem geteilten Drehstab (1 ), zwischen dessen ent lang einer Drehstabachse hintereinander angeordneten Drehstabteilen (2, 3) ein zur Übertragung von Torsionsmomenten auf den Drehstab (1 ) vorgesehener Aktuator (4) angeordnet ist, in dessen Aktuatorgehäuse (5) ein Elektromotor (7) sowie ein an den Elektromotor (7) angeschlossenes Getriebe (6) angeordnet sind, wobei das Aktuator gehäuse (5) mit dem einen Drehstabteil (2) und das Getriebe (6) ausgangsseitig mit dem anderen Drehstabteil (3) drehtest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorgehäuse (11 ) des Elektromotors (7) mit lediglich einem seiner beiden axialen Enden drehtest mit dem Aktuatorgehäuse (5) verbunden ist.
2. Aktiver Wankstabilisator nach Anspruch 1 , zwischen dessen anderem axialen Ende des Motorgehäuses (11 ) und dem Aktuatorgehäuse (5) oder einem fest mit dem Aktuatorgehäuse (5) verbundenen Maschinenteil eine Spielpassung vorgesehen ist.
3. Aktiver Wankstabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dessen Motorgehäuse (11 ) eine hohle Buchse (12) und zwei jeweils an einem axialen Ende der Buchse (12) angeord nete, Lagerschilde (13, 14) aufweist.
4. Aktiver Wankstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen dem Getriebe (6) zugewandter Lagerschild (14) eine Durchführung für die Motorwelle (10) des Elektromotors (7) aufweist und dessen von dem Getriebe (6) abgewandter Lager schild (13) einen Rotorlagesensor aufweist.
5. Aktiver Wankstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, von dessen Lager schilden (13, 14) wenigstens einer eine ringförmig ausgebildete Schulter (15, 16) auf weist, die drehfest mit dem Aktuatorgehäuse (5) oder mit einem drehfest mit dem Ak tuatorgehäuse (5) verbundenen Hohlrad (18) angeordnet ist.
6. Aktiver Wankstabilisator nach Anspruch 4, dessen anderer Lagerschild (14) eine ringförmig ausgebildete Schulter (16) aufweist, die spielbehaftet an dem Aktuatorge häuse (5) oder an einem drehfest mit dem Aktuatorgehäuse (5) verbundenen Hohl rad (18) eines Planetengetriebes (9) gelagert ist.
7. Aktiver Wankstabilisator nach den Ansprüchen 4 und 6, dessen Lagerschild (14) spielbehaftet in das Hohlrad (18) des Planetengetriebes (9) eingreift.
8. Aktiver Wankstabilisator nach Anspruch 3, zwischen dessen Buchse (12) und des sen Aktuatorgehäuse (5) ein ringförmiger Spalt (17) ausgebildet ist.
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