DE19754539A1 - Schwenkmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor entsprechend dem Oberbegriff von Patent­ anspruch 1.

Aus der DE 43 42 360 A1 ist eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug, umfas­ send einen ersten Stabilisator an einer Vorderachse und einen zweiten Stabilisator an der Hinterachse, wobei die Stabilisatoren geteilt ausgeführt sind und eine Verdrehkupp­ lung aufweisen, die eine Drehmomentübertragung in Abhängigkeit des Verdrehwinkels bewirken, so daß insgesamt bei größeren Verdrehwinkeln eine Verlagerung der Stabili­ satormomente von der Hinterachse auf die Vorderachse erfolgt, indem über die drehela­ stische Kupplung bei der Drehmomentübertragung zwischen den Teilen des Stabilisators eine ansteigende Funktion bezogen auf den Drehwinkel ausführt und die Verdrehkupp­ lung, an der Hinterachse, ausgehend von der Nullage, eine wirkrichtungsunabhängig abnehmende Drehmomentübertragungsfunktion besitzt. Diese Stabilisatoranordnung arbeitet ohne Fremdenergie und ist deshalb auch für Kleinwagen oder Fahrzeuge einfa­ cher Kategorie einsetzbar.

Die DE 44 42 223 beschreibt einen Schwenkmotor für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse, mit einem Zylinder, der endseitig von zwei Deckein verschlossen ist, axial am Innendurchmesser des Zylinders verlaufende radiale Rippen, eine Motorwel­ le mit Flügeln, die dieselbe axiale Erstreckung besitzen wie die Rippen des Zylinders, wo­ bei die Flügel der Motorwelle und die Rippen des Zylinders einzelne Arbeitskammern bilden, einen ersten und einen zweiten Hydraulikanschluß für zwei jeweils durch eine Rippe getrennte Arbeitskammern, ein Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, das mindestens paarweise Arbeitskammern hydraulisch verbindet, wobei die Anordnung der verbundenen Arbeitskammern derart ausgeführt ist, daß die zum ersten Hydrauli­ kanschluß gehörigen Arbeitskammern sich mit denen abwechseln, die mit dem zweiten Hydraulikanschluß verbunden sind, und Anschlußflächen an dem Zylinder und der Motorwelle für die Stabilisatorteile, wobei im Boden der Sacklochöffnung das Ver­ bundsystem zwischen den Arbeitskammern ausgeführt ist und das Verbundsystem aus querverlaufenden Verbindungskanälen besteht. Mit dem im Boden verlaufenden Ver­ bundsystem sollen u. a. die möglichen Leckstellen minimiert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, weitere Möglichkeiten für einen Schwenk­ motor mit reduzierter Anzahl von Hydraulikanschlüssen aufzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem das Verbundsystem im Schwenkmotor ein Schaltventil aufweist, das die Verbindung zwischen einzelnen Ar­ beitskammern im Sinne einer Fahrstabilitätskontrolle ansteuert. Dadurch, daß man die Verbindungen direkt im Schwenkmotor beeinflußt, kann auf eine externe Verbindung in einem Schaltventil verzichtet werden, das wiederum einen Hydraulikein- und -ausgang aufweisen muß. Folglich werden zumindest zwei Hydraulikanschlüsse eingespart.

So ist vorgesehen, daß Arbeitskammern mit gegensinniger Volumenänderung miteinan­ der verbunden sind. Diese Möglichkeit kann bei einem passiven Schwenkmotor und ei­ nem aktiven Schwenkmotor genutzt werden. Ein passiver Schwenkmotor erreicht sein Wirkung dadurch, daß durch Umpumpen in Verbindung mit einer Drosselwirkung des Schaltventils eine Kraft genutzt werden kann, die bei einer Stabilisatoranordnung der Verdrehbewegung zwischen der Motorwelle und dem Zylinder des Schwenkmotors ent­ gegengerichtet ist. Bei einer Kraftwirkung gleich Null ist die Stabilisator kurzgeschlossen. Bei einer maximalen Drosselung durch das Schaltventil erreicht der Stabilisator die Torsi­ onskräfte wie ein herkömmlicher Stabilisator ohne Schwenkmotor. Aktive Stabilisatoren können durch Zufuhr von Druckmedium eine Gegenkraft zur angreifenden Torsionskraft bereitstellen, die größer ist als die ursächliche Kraftwirkung am Stabilisator.

In weiterer Ausgestaltung ist das Verbundsystem durch Querkanäle der Motorwelle rea­ lisiert. An dieser Stelle kann das Schaltventil das gesamte Verbundsystem zentral ausnut­ zen. Dazu verfügt das Verbundsystem über Sammelräume vor und hinter dem Schalt­ ventil.

Des weiteren ist vorgesehen, daß das Schaltventil stufenlos einstellbar ist. Man kann damit eine gezielte Wirkung des Schwenkmotors bzw. der Stabilisatoranordnung vor­ nehmen.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Motorwelle zumindest abschnittsweise hohl ausgeführt und in diesem Hohlraum ist das Schaltventil angeordnet.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Beispiel für einen Anwendung in einem Gesamtsystem.

Fig. 2 und 3 Schwenkmotor im Schnitt.

Die Fig. 1 zeigt als eine beispielsweise Abwendung der Erfindung innerhalb einer Stabili­ satoranordnung 1av, 1bv, ah, 1bh an eine Vorderachse v und einer Hinterachse h eines stark vereinfacht dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Stabilisatoranordnung 1v, 1h be­ steht aus jeweils einem Stabilisatorteil, das abgewinkelte Enden 1a', b' besitzt.

Verbunden werden die Stabilisatorteile durch einen Schwenkmotor 3v, 3h, wobei es die Möglichkeit gibt, entweder an der Vorderachse, an der Hinterachse oder an beiden Ach­ sen einen geteilten Stabilisator in Verbindung mit einem Schwenkmotor 3 anzuordnen. An den abgewinkelten Enden 1a', 1b' der Stabilisatoren 1v, 1h sind Aufhängungspunk­ te 5a, 5b für nicht dargestellte Radträger vorgesehen. Die Stabilisatoren sind über Lager­ stellen 7a, 7b mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.

Des weiteren ist der Schwenkmotor mit einer Rechnereinheit 4 verbunden, die bei­ spielsweise ein Signal von einem Beschleunigungssensor 6 aufnimmt und in ein Stellsi­ gnal umsetzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schwenkmotor als ein passives Ag­ gregat ausgeführt, d. h., daß der Schwenkmotor keine Daueranbindungen an ein Hy­ drauliksystem aufweist. Selbstverständlich ist auch ein aktiver Schwenkmotor denkbar und sinnvoll.

Die Fig. 2 zeigt den Schwenkmotor 3, wie er beispielsweise bei einem verstellbaren Stabilisator zur Beeinflussung des Wankverhaltens zur Anwendung kommt. In die weite­ re Beschreibung wird die Fig. 3 mit einbezogen.

Der Schwenkmotor 3 besteht u. a. aus einem Zylinder 9, an dessen Innendurchmesser axialverlaufende Rippen 11 angeordnet sind. Die Rippen 11 und der Zylinder 9 sind ein­ stückig ausgeführt. An beiden Stirnseiten des Zylinders 9 begrenzen ein Deckel 13 und ein Deckel 15 einen Arbeitsraum. Die Deckel 13 und 15 besitzen eine Über­ deckung 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 mög­ lichst 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 Umform­ verbindung 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 radial innen in den Bund gedrückt wird, wobei die Stempelwerkzeugbreite die Breite der Schließflächen bestimmt.

Innerhalb des Arbeitsraums ist eine Motorwelle 25 mit einem Anschluß 28b in Form ei­ nes Innenprofils ausgestattet, damit ein zu drehendes Bauteil mit dem Schwenkmotor verbunden werden kann. Die mittels Gleitlager 27, 29 drehbar gelagerte Motorwelle 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 Ab­ dichtung der Arbeitskammern 37a, 37b erfolgt durch Axialdichtungen 39 im Fußbereich der Flügel 31 zwischen den Deckeln 13, 15 und den Flügeln 31, sowie durch Scheiben­ dichtungen 41 in den Rippen und Flügeln.

Der Deckel 15 ist bei einem passiven Schwenkmotor mit einem Hydraulikanschluß 49 versehen, der zum Befüllen des Aggregates dient. Ein aktiver Schwenkmotor ist mit ei­ nem 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 werden bewußt in den eingeschweißten Deckel 15 eingebracht worden, da bei diesem Deckel die Hydraulikanschlüsse stets stillstehen relativ zu einem Anschluß 28a für ein benachbartes Bauteil, beispielsweise dem Stabilisatorteil 3b. Der Hydraulikanschluß 49 ist zwecks Befüllung mit einer Arbeitskammer 37a über einen Kanal 61a direkt ver­ bunden. Zudem besteht über ein Verbundsystem eine Verbindung zwischen den Ar­ beitskammern 37a, 37b. Das Verbundsystem besteht aus Verbindungsöffnungen 63a; b, die innerhalb eines Bodens 65 der Motorwelle 25 ausgeführt sind. Die querverlaufen­ den Verbindungsöffnungen 63a; b enden in einem Durchmesserbereich 25a, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der weitere Durchmesserbereich bezogen auf die Querebene. Einerseits können die Scheibendichtungen 41 leichter in die Rippen 11 ein­ geschoben werden und andererseits wird wirksam verhindert, daß eine Scheiben­ dichtung ein Ende der Verbindungsöffnungen 63a; b verschließt. Der Boden 65 ist Be­ standteil einer Sacklochöffnung 66 der Motorwelle. In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist der Boden einteilig mit der Motorwelle verbunden. Es sind aber auch Preß­ sitz- und oder Schweißverbindungen denkbar (Fig. 2).

Die Queröffnungen treffen sich im Boden 65 zu einem ersten Sammelraum 67, der an ein Schaltventil 69 grenzt, das in dem Hohlraum 66 der Sacklochöffnung schützend an­ geordnet ist. Ein Stabilisatorende verschließt den Hohlraum der Motorwelle. Das Schalt­ ventil kann vielfältig ausgeführt sein. Eine mögliche Ausführungsform würde beispiels­ weise dem Ventil nach DE 40 22 143 entsprechen, wobei sichergestellt sein muß, daß das Schaltventil zwei Durchflußrichtungen aufweist. Des weiteren ist es besonders vor­ teilhaft, wenn das Schaltventil stufenlos einstellbar ist.

Bei einer von dem Beschleunigungssensor erfaßten Querbeschleunigung kann der Rechner eine Drosselung bestimmen, die von dem Schaltventil durch einen mehr oder weniger großen Drosselquerschnitt zwischen dem Sammelraum 67 und einem zweiten Sammelraum 71. Ist die Verbindung zwischen den Arbeitsräumen vollständig unterbro­ chen, so wirkt der Stabilisator wie ein passives Element. Mit dem Schaltventil kann die Stabilisatorwirkung reduziert werden, bis zu einem Minimalwert, bei dem sämtliche Ar­ beitsräume mehr oder weniger drosselfrei miteinander verbunden sind. Dann kann das aus dem sich verkleinern den Arbeitsraum in einen sich vergrößernden Arbeitsraum um­ gepumpt werden.

Wie man aus der Fig. 2 entnehmen kann, wird für das Schaltventil kein weiterer Hy­ draulikanschluß benötigt. In diesem Fall ist der Boden 65 in die Motorwelle 25 einge­ preßt, so daß Dichtungen zwischen dem Boden und dem Innenraum der Motorwelle notwendig sind. Die Anbringung des Schaltventil innerhalb des Schwenkmotors stellt einen besonderen Schutz dar.

Claims (6)

1. Schwenkmotor, insbesondere für einen geteilten Stabilisator an einer Fahrzeugachse, mit einem Zylinder, der endseitig von zwei Deckein verschlossen ist, axial am Innen­ durchmesser des Zylinders verlaufende radiale Rippen, eine Motorwelle mit Flügeln, die dieselbe axiale Erstreckung besitzen wie die Rippen des Zylinders, wobei die Flügel der Motorwelle und die Rippen des Zylinders einzelne Arbeitskammern bilden, ein Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundsystem (49; 61; 63a; 63b) im Schwenkmotor (3) ein Schaltventil (69) aufweist, das die Verbindung zwischen einzelnen Arbeitskammern (37a; 37b) im Sin­ ne einer Fahrstabilitätskontrolle ansteuert.

2. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitskammern (37a; 37b) mit gegensinniger Volumenänderung miteinander verbunden sind.

3. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundsystem durch Querkanäle (63a; 63b) der Motorwelle (25) realisiert wird.

4. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundsystem (63a; 63b) vor und hinter dem Schaltventil (69) einen Sam­ melraum (67; 71) aufweist.

5. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (69) stufenlos einstellbar ist.

6. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (25) zumindest abschnittsweise hohl ausgeführt ist und in diesem Hohlraum (66) das Schaltventil (69) ausgeführt ist.