DE10239657B3 - Verdrehaktuator für einen geteilten Stabilisator - Google Patents

Abstract

Um einen Verdrehaktuator für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse, einen Elektromotor und ein Getriebe mit hoher Untersetzung aufweisend, derartig weiterzuentwickeln, dass der Wirkungsgrad verbessert wird, der Bauraum minimal ist und eine hohe Funktionssicherheit gegeben ist, ist der Elektromotor als Ringmotor mit einem außen liegenden Stator (10) und einem innen liegenden Rotor (11) und das Getriebe als Umfangsgetriebe ausgebildet.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Verdrehaktuator für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Schwenkmotoren für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse sind allgemein bekannt. Mit einer solchen Stabilisatoranordnung in einem Fahrzeug können die Wankbewegungen, die bei Kurvenfahrten auftreten, zumindest teilweise kompensiert werden. In diesem Betriebszustand wird der Schwenkmotor von außen so angesteuert, dass durch aktives Verdrehen der Stabilisatorarme, welche gelenkig mit der Radaufhängung verbunden sind, Kompensationskräfte frei werden, die der Wankbewegung des Kraftfahrzeuges entgegenwirken.
• Zur Steigerung des Komforts werden zunehmend weiche Federn mit großen Federwegen bei der Radaufhängung verwendet, wodurch große Verdrehwinkel der Stabilisatorarme auftreten können.
• In der Praxis haben sich Verdrehaktuatoren, die hydraulisch angetrieben werden, durchgesetzt, da über Hydraulik einfacher große Kräfte erzeugt werden können, die erforderlich sind, wenn der Verdrehaktuator einen geringen Durchmesser aufweisen soll. Ein derartiger Verdrehaktuator ist aus der DE 195 33 864 C1 bekannt. Nachteilig bei derartigen Verdrehaktuatoren ergibt sich, dass besondere Aggregate benötigt werden, um die Energie für die Hydraulik zu erzeugen. Weiterhin ist es erforderlich, hydraulische Leitungen insbesondere bis zu den Achsen zu verlegen, was mit den bekannten Schwierigkeiten hinsichtlich Dichtigkeit und Recyclingproblemen verbunden ist.
• Von daher wird immer wieder angeregt, den Verdrehaktuator elektrisch zu betreiben. Ein derartig elektrisch angetriebener Verdrehaktuator ist durch die DE 39 28 062 A1 bekannt. Um die mittels Elektromotoren erreichbaren, im Vergleich geringen Momente in hohe Momente umzusetzen, ist es jedoch erforderlich, Getriebe mit hoher Untersetzung einzusetzen, was zu hohen Energieverlusten führt und damit den begrenzten Elektrohaushalt bei PKW's stark belastet. Dieser Nachteil ist besonders gravierend, wenn, wie in der DE 100 02 455 A1 vorgesehen, die untersetzte Drehbewegung erst in eine Linearbewegung und dann wieder in eine Schwenkbewegung umgesetzt wird.
• Weiterhin nachteilig bedarf es für die Lagerung der Stabilisatorhälften gegeneinander, des Elektromotors und der Getriebeelemente eines hohen baulichen Aufwandes.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdrehaktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derartig weiterzuentwickeln, dass der Wirkungsgrad verbessert wird, der Bauraum minimal ist und eine hohe Funktionssicherheit gegeben ist.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausund Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass keine separaten Hydraulikaggregate für die Verstellung des Verdrehaktuators erforderlich sind. Weiterhin vorteilhaft benötigt der Verdrehaktuator nur einen geringen Bauraum, kann aber trotzdem große Verstellkräfte aufbringen und ist konstruktiv einfach aufgebaut.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch den Verdrehaktuator. Die Enden der Stabilisatorhälften 1, 2 sind nur andeutungsweise dargestellt. Eine dieser Stabilisatorhälften 2 trägt über diverse Lager den gesamten Verdrehaktuator. Am Ende dieser Stabilisatorhälfte 2 ist ein Gleitlagerung 3 vorgesehen, auf dem eine Muffe 4 gelagert ist, die wiederum das Ende der anderen Stabilisatorhälfte 1 trägt.
• Über eine zweite Gleitlagerung 5 und eine Stirnscheibe 6 wird der Gehäusemantel 7 des Verdrehaktuators gehalten. Der Gehäusemantel 7 besteht aus den Funktions teilen Statorgehäuse 8 und Getriebegehäuse 9, welche miteinander und mit der Muffe 4 und der Stirnscheibe 6 verschraubt und/oder verstiftet sind.
• Im Einbauraum zwischen dem Gehäusemantel 7 und der Stabilisatorhälfte 2 befinden sich alle Motor- und Getriebeteile. Das Statorgehäuse 8 trägt den Stator 10 des Ringmotors. Der Rotor 11 des Ringmotors ist gegenüber dem Stator 10 über zwei Wälzlager 12, 13 gelagert. Die Innenseite des Rotors 11 trägt den äußeren Gewindemantel 14 eines Rollen-Gewinde-Getriebes. Der innere Gewindemantel 15 liegt ringförmig zwischen der Stabilisatorhälfte 2 und dem Rotor 11 des Ringmotors. Zwischen dem äußeren Gewindemantel 14 und dem inneren Gewindemantel 15 sind die Schraubenrollen 16 des Rollen-Gewinde-Getriebes angeordnet. Der innere Gewindemantel 15 macht nahezu keine Rotationsbewegung. Beim Rotieren des Rotors 11 verschiebt er sich in axialer Richtung, wie dieses gestrichelt dargestellt ist. Der innere Gewindemantel 15 ist verbunden mit einem rotatorisch nahezu fest stehenden Teil 17 im Zentrum zweier Kugelrollspindeln und an seinem Innenmantel und seinem Außenmantel entsprechend profiliert. Die Gegenprofilierungen 18, 19 der Kugelrollspindeln sind ebenso wie die Profilierungen am Teil 17 gegenläufig ausgebildet. Eine der Gegenprofilierungen 18 ist am Innenmantel des Getriebegehäuses 9 vorgesehen. Die andere Gegenprofilierung 19 liegt auf einer Buchse 20, die wiederum drehfest mit der Stabilisatorhälfte 2 verbunden ist. Die Buchse 20 wird vorzugsweise auf diese Stabilisatorhälfte 2 aufgepresst oder aufgeschrumpft.
• Wie bereits vorher beschrieben, erzeugt die Drehbewegung des Rotors 11 des Ringmotors eine axiale Bewegung des Teils 17 der Kugelrollspindeln. Diese axiale Bewegung des Teils 17 erzeugt wiederum eine gegenläufige Drehbewegung des Gehäusemantels 7 und der Buchse 20, welche durch die entsprechende Anbindung eine gegenläufige Drehbewegung der Stabilisatorhälften 1 und 2 erzeugt, wie es bei dem erfindungsgemäßen Verdrehaktuator erforderlich ist.

1

Stabilisatorhälfte

2

Stabilisatorhälfte

3

Gleitlagerung

4

Muffe

5

Gleitlagerung

6

Stirnscheibe

7

Gehäusemantel

8

Statorgehäuse

9

Getriebegehäuse

10

Stator

11

Rotor

12

Wälzlager

13

Wälzlager

14

Gewindemantel

15

Gewindemantel

16

Schraubenrolle

17

Teil

18

Gegenprofilierung

19

Gegenprofilierung

20

Buchse

Claims (3)

1. Verdrehaktuator für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse mit zwei koaxial voreinander liegenden Stabilisatorhälften (1, 2), einen Elektromotor und ein Getriebe mit hoher Untersetzung aufweisend, wobei der Elektromotor als Ringmotor mit einem außen liegenden Stator (10) und einem innen liegenden Rotor (11) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Umlaufgetriebe ausgebildet ist und der Elektromotor und das Getriebe das Ende einer Stabilisatorhälfte (1, 2) ringförmig umschließen und sich radial gegenüber dieser Stabilisatorhälfte (1, 2) abstützen.
2. Verdrehaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere, umlaufende Rad des als Rollen-Gewinde-Getriebe ausgebildeten Umlaufgetriebes mit dem Rotor (11) des Elektromotors verbunden ist oder mit diesem einstückig ausgebildet ist und dass das Innenrad des Rollen-Gewinde-Getriebes eine axiale Bewegung ausführt und mit einem rotatorisch nahezu fest stehenden Teil (17) zweier gegenläufiger Kugelrollspindeln zusammenwirkt, deren jeweils drehende Teile mit jeweils einer Hälfte (1, 2) des geteilten Stabilisators verbunden sind.
3. Verdrehaktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrollspindeln eine große, nahezu gleiche Steigung, jedoch unterschiedliche Drehrichtung aufweisen.