DE4229025A1 - Schwenkmotor für einen Kraftfahrzeugstabilisator - Google Patents
Schwenkmotor für einen KraftfahrzeugstabilisatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotor gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
Für die Lösung des Problems, daß bei Kurvenfahrten ein Kraft
fahrzeug eine Rollbewegung ausführt ist es schon länger bekannt,
einen geteilten Stabilisator zu verwenden, der an seinen An
schlußflächen mit einem Schwenkmotor verbunden ist. Mit Hilfe
des Schwenkmotors kann das Torsionsmoment im bzw. am Stabilisa
tor gesteuert werden, so daß beispielsweise bei Geradeausfahrt
der Stabilisator das Federungsverhalten nicht oder nur sehr
gering beeinflußt, dagegen bei schnellen Kurvenfahrten den
Stabilisator vorspannt, um die Rollbewegung und damit die Sei
tenneigung des Fahrzeugs zu unterdrücken.
Aus der DE 11 79 124 ist ein Schwenkmotor für einen geteilten
Stabilisator bekannt, dessen Deckel mit einem Zylinder, die
den Arbeitsraum bilden, verschraubt sind. Diese Verschraubungs
lösung für eine Deckel-Zylinder-Verbindung ist nicht nur unver
hältnismäßig teuer sondern benötigt zudem auch sehr viel Platz.
Der Einbauraum, der für einen Schwenkmotor innerhalb eines
Stabilisator zur Verfügung steht, ist äußerst knapp bemessen.
Bei Stabilisatoren an der Vorderachse kommt der Stabilisator
häufig mit dem Wasserkühler in Einbauraumkonflikt. An der Hin
terachse treten durch die Abgasanlage, die Mulde für den Koffer
raum oder das Ersatzrad ähnlich Probleme auf.
Nicht nur der Außendurchmesser des Schwenkmotors ist für die
Lösung des Einbauraumproblems zu beachten sondern auch die
axiale Baulänge. Einen maßgeblichen Anteil an der Baulänge
nimmt das Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern des Ar
beitsraumes ein. Bei der DE 11 79 124 besteht das Verbundsystem
aus einer Reihenanordnung von Scheiben. Diese Scheiben sind
zwischen dem Arbeitsraum und einem Deckel angeordnet. Nachdem
aber für ein vorgegebenes Moment eine bestimmten Flächen auf
den Flügeln bzw. Rippen innerhalb des Schwenkmotor rechnerisch
vorgegeben sind, beansprucht die Reihenanordnung des
Verbundsystems die axiale Baulänge, die den Schwenkmotor ver
längert, ohne sein Moment zu vergrößern.
Der Schwenkmotor aus der DE 11 75 563 scheint vordergründig
die beschriebene Problematik zu lösen. Man erhält aber ein
anderes Problem, indem jede Arbeitskammer einen separaten
Hydraulikanschluß besitzt, also letztlich auf ein internes
Verbundsystem verzichtet wird. Jeder Hydraulikanschluß stellt
eine potentielle Unsicherheitsquelle bezüglich der Dichtheit
dar, wenn man sich vorstellt, daß die Hydraulikleitungen unter
halb des Fahrzeuges den Einflüssen der Hitze, der Feuchtigkeit
und der Streumittel ausgesetzt sind.
Ein weiteres Problem stellt die Verbindung des Schwenkmotors
mit den Stabilisatorteilen dar. Bisher waren Keilwellenverbin
dungen üblich. Die Keilwellenverbindungen schränken Freiräume
bei der Gestaltung weiter ein. Geht man davon aus, daß der
Stabilisator hinsichtlich seines minimalen Durchmessers
konstruktiv den Grenzbereich erreicht, muß das Keilprofil dem
Stabilisator aufgesetzt werden, was nicht anderes bedeutet,
daß der Grunddurchmesser des Keilprofils der Außendurchmesser
des Stabilisators darstellt. Ähnliches gilt für das Gegenprofil
im Schwenkmotor, so daß allein durch diese Art der Verbindung
zwischen dem Schwenkmotor und dem Stabilisator erhebliche Durch
messervorgaben innerhalb des Schwenkmotors zustande kommen.
Nicht unerwähnt sollte der Nachteil der Keilwellenverbindung
bleiben, daß sich nach einer gewissen Betriebsdauer des Stabi
lisators aufgrund der Wechselbelastung Klappergeräusche ein
stellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwenkmotor
zu realisieren, der sich durch einen geringen Bauraumbedarf
auszeichnet, günstige Kosten verspricht und die beschriebenen
Nachteile vermeidet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden
Teil von Patentanspruch 1 gelöst.
Die Schweißverbindung an der Stirnseite des Deckels kann sehr
einfach durch ein Laserstrahlschweißen oder auch durch Konden
satorentladungsschweißen hergestellt werden. Die Schweißver
bindung bringt für zwei räumliche Ausdehnungen Vorteile. Einer
seits entfällt bezüglich der Baulänge das Summenmaß der beiden
Schraubenkopfhöhen gegenüber dem Stand der Technik. Anderer
seits kann die Wandstärke des Zylinders verringert werden, da
kein "Fleisch" für die Gewinde nötig ist. Das bedeutet, daß
bei vergleichbarem Innendurchmesser die Wandstärke der ge
schweißte Ausführung um die Summe aus dem Schraubendurchmesser
und die Gewindewandung dünner ist und damit der Außendurchmes
ser beträchtlich abnimmt.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens sind ein Deckel und
die Motorwelle jeweils an den Anschlußflächen mit dem zugeord
neten Stabilisatorteil verschweißt. Aufwendige Profilherstel
lungen entfallen. Die Stabilisatorteile können sehr einfach
stumpf mit dem Schwenkmotor verschweißt werden.
Alternativ besitzen ein Deckel und die Motorwelle als Anschluß
fläche jeweils einen Schraubflansch, mit dem der Schwenkmotor
mit den Stabilisatorteilen verschraubt ist. Die Herstellung
der Anschlußflächen gestaltet sich ebenfalls sehr einfach und
kostengünstig. Beide Versionen besitzen im Vergleich zum Stand
der Technik den Vorteil, daß der Schwenkmotor innerhalb der
Stabilisatoranordnung in seiner axialen Position eindeutig und
zudem über größere Flächen bestimmt ist.
Eine weiteres vorteilhaftes Merkmal zur Verringerung des Bau
raumbedarfs ist, daß das Verbundsystem in einem der beiden
Deckel angeordnet ist, wobei das Verbundsystem aus mindestens
zwei Ringkanälen besteht, die von der Überdeckung des Deckels
und der Ringwand des Zylinders gebildet werden, wobei einer
seits jeweils ein Ringkanal mit einem Hydraulikanschluß verbun
den ist und andererseits jede Arbeitskammer mittels mindestens
eines Durchlasses mit dem zugehörigen Ringkanal gekoppelt ist.
Daneben ergibt sich ein Vorteil bezüglich der Funktionssicher
heit, da sich das Verbundsystem innerhalb des Schwenkmotors
befindet. Der axiale Raumbedarfist äußerst gering. Er ergibt
sich aus den Ringkanalbreiten und der Dichtungsanzahl mit je
weils einer geringen Zwischenwandstärke.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in einem Deckel
im Bereich der Überdeckung mit dem Zylinder mindestens zwei
umlaufende Nuten eingebracht sind, die die Ringkanäle bilden.
Eine zweite vorteilhafte Variante eines Verbundsystems besteht
darin, daß die Motorwelle als eine Hohlwelle ausgeführt ist
und das Verbundsystem aus Verbindungsleitungen besteht, die
paarweise die Arbeitskammern hydraulisch verbinden. Gegenüber
der Ringkanalausführung kann die Baulänge des Schwenkmotors
nocheinmal um die Baubreite des Ringkanalsystems verringert
werden.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung
mit ihren Vorteilen näher beschrieben werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Stabilisatoranordnung mit Schwenkmotor in
Längsschnittdarstellung,
Fig. 2 Querschnitt durch Schwenkmotor mit
Ringkanalverbundsystem,
Fig. 3 Querschnitt durch Schwenkmotor mit
Verbindungsleitungen in der Motorwelle.
Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Stabilisatoranord
nung 1, die aus einem geteilten Stabilisator mit den Stabilisa
torteilen 3 und 5 sowie einem Schwenkmotor 7 besteht. Zur Ver
einfachung der zeichnerischen Darstellung wurden auf die Stabi
lisatorenden, die mit den jeweiligen Radträgern verbunden sind,
verzichtet.
Der Schwenkmotor 7 besteht u. a. aus einem Zylinder 9, an des
sen Innendurchmesser axialverlaufende Rippen 11 angeordnet
sind. Die Rippen 11 und der Zylinder 9 sind einstückig ausge
führt. An beiden Stirnseiten des Zylinders 9 begrenzen ein
Deckel 13 und ein Deckel 15 einen Arbeitsraum. Die Deckel 13
und 15 besitzen eine Überdeckung 17 mit je einer Ringwandung 19
des Zylinder 9. Die Lagebestimmung der Deckel 13 und 15 inner
halb des Zylinders 9 erfolgt durch die Stirnflächen 21 der
Rippen 11. Zwischen den Deckeln 13 bzw. 15 und dem Zylinder 9
besteht in den Stirnbereichen des Schwenkmotors 7 eine Schweiß
verbindung 23. Die Anordnung der Schweißverbindung 23 im Stirn
bereich erlaubt es, die Breite der Deckel 13, 15 für die Über
deckung 17 mit der Ringwandung 19 des Zylinders 9 relativ grob
zu tolerieren, da ein geringes Übermaß der Deckelbreite bezüg
lich der Ringwandung keinen Einfluß auf die Funktionsfähigkeit
des Schwenkmotors 7 und auf die Güte der Schweißverbindungen 23
besitzt.
Innerhalb des Arbeitsraums ist eine Motorwelle 25 mittels Gleit
lager 27, 29 drehbar gelagert. Die 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 Abdichtung der Arbeitskam
mern 37a, 37b erfolgt einerseits durch Winkeldichtungsringe 39
im Fußbereich der Flügel 31 zwischen den Deckeln 13, 15 und
den Flügeln 31. Die Stirnflächen der Flügel 31 und der Rip
pen 11 werden durch Dichtungen 41 abgedichtet, so daß benach
barte Arbeitskammern 37a, 37b hydraulisch getrennt sind. Die
Dichtungen 41 sind in der sogenannten "Window-Bauweise" ausge
führt. Sie bestehen aus einem rahmenförmigen Dichtungsteil 43
und einem Innenteil 45. Beide Dichtungsteile 43, 45 werden
durch einen O-Ring 47 getrennt, der die Dichtungsteile 43,45
leicht vorspannt. Im eingebauten Zustand verstärkt der Arbeits
druck innerhalb der Arbeitsräume die Vorspannung durch den
O-Ring auf die Dichtteile und sorgt für eine dynamische Abdich
tung.
Der Deckel 15 ist mit einem ersten 49 und einem zweiten 51
Hydraulikanschluß versehen, die parallel der Hauptachse des
Schwenkmotors 7 angeordnet sind. Jeder der beiden Hydraulikan
schlüsse 49, 51 ist mit jeweils einer anderen Arbeitskammer 37a,
37b direkt verbunden. Zudem besteht über ein Verbundsystem
eine Verbindung zwischen den Arbeitskammern 37a, 37b mit glei
cher Indizierung, wobei die miteinander verbundenen Arbeits
kammern 37a des ersten Hydraulikanschlusses 49 mit denen Ar
beitskammer 37b des zweiten Hydraulikanschlusses 51 abwechseln.
In die weitere Beschreibung wird die Fig. 2 mit einbezogen.
Im Überdeckungsbereich 17 des Deckels 15 sind Ringkanäle 53,
55 angeordnet, die durch Ringdichtungen 57 voneinander abge
trennt sind. Jeder Ringkanal 53, 55 wird einerseits durch Nuten
im Deckel 15 und die Innenwandung der Ringwandung 19 des Zylin
ders 9 gebildet. Diese Ringkanäle 53, 55 besitzen jeweils einen
Radialkanal 59 zu den Hydraulikanschlüssen 49, 51 und zu Axial
kanälen 61a, 61b, die, als Sacklochbohrungen ausgeführt, auf
einem Teilkreis mit den Hydraulikanschlüssen 49, 51 liegen.
Die Axialkanäle 61a, 61b verbinden die Arbeitskammern 37a, 37b
über die Radialkanäle 59 mit den Ringkanälen 53 und 55. Die
Radialkanäle 59 sind derart mit einem der beiden Ringkanäle 53,
55 verbunden, daß benachbarte Arbeitskammern 37a, 37b mit einem
anderen der beiden Hydraulikanschlüsse 49, 51 verbunden ist.
Die Funktionsweise gestaltet sich denkbar einfach. Über einen
der beiden Hydraulikanschlüsse 49, 51, beispielsweise Anschluß
49, strömt Hydraulikmedium mit Überdruck in den Schwenkmotor 7.
Über die Stegverbindungen gelangt das Medium in den Ring
kanal 53 und vorn dort aus weiter über die Radialkanäle 59 in
die angeschlossenen Axialkanäle 61a. Die Druckkraft innerhalb
der verbundenen und mit Hochdruckhydraulikmedium versorgten
Arbeitskammern 37a bewirkt eine rotatorische Relativbewegung
zwischen der Motorwelle 25 und dem Zylinder 9. Das Hydraulik
medium aus den unversorgten Arbeitskammern 37b wird durch die
Relativbewegung zwischen den Rippen 11 und Flügeln 31 über die
Axialkanäle 61b, Radialkanäle und dem Hydraulikanschluß 51 in
einen nicht dargestellten Vorratsbehälter verdrängt.
Die Ausführungsform gemäß der Fig. 3 entspricht in Aufbau und
Funktion bis auf den Aufbau des Verbundsystems exakt der Fig.
1, so daß nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird.
Bei der Fig. 3 wird auf eine Ringkanalanordnung verzichtet.
Die beiden Hydraulikanschlüsse 49, 51 stehen direkt mit jeweils
einer Arbeitskammer 37a, 37b in Verbindung. Die Arbeitskam
mern 37a, 37b mit gleicher Arbeitsrichtung sind durch Verbin
dungsleitungen 63 in Form von Röhrchen miteinander verbunden.
Die Röhrchen können eingeschweißt, eingelötet oder auch einge
preßt sein. Die Röhrchen erlauben es, die Motorwelle 25 als
Hohlwelle auszuführen, wodurch sich die Masse des Schwenkmo
tors 7 gering halten läßt.
Die Relativbewegung zwischen dem Zylinder 9 und der Motorwel
le 25 wird zur Änderung des Torsionsverhaltens des Stabilisa
tors 3, 5 genutzt. Der Schwenkmotor 7 besitzt Anschluß
flächen 65, 67 zu den zugeordneten Stabilisatorteilen 3, 5. In
der linken Zeichnungshälfte der Fig. 1 ist die Anschlußflä
che 65 als ein Schraubflansch ausgeführt. Die rechte Hälfte
zeigt eine Schweißverbindung zwischen der Anschlußfläche 67
des Schwenkmotors 7 und der des Stabilisators 5. Beide Ver
sionen können unabhängig wahlweise benutzt werden. Ebenso be
sitzen beide Ausführungen den Vorteil, daß die Dimensionierung
der Motorwelle 25 hinsichtlich des Bauraums unabhängig vom
Durchmesser des Stabilisators 3, 5 erfolgen kann, da keine
axialen Überlappungen aufgrund der Vermeidung einer koaxialen
Bauweise zwischen dem Stabilisator und der Motorwelle bzw.
Zylinderdeckel bestehen.
Claims (6)
1. Schwenkmotor für einen geteilten Stabilisator an einer Fahr
zeugachse, umfassend einen Zylinder, der endseitig von zwei
Deckel verschlossen wird und einen Arbeitsraum bildet, axial
am Innendurchmesser des Zylinders verlaufende 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 den Arbeitsraum in
einzelne Arbeitskammern unterteilen, einen ersten und einen
zweiten Hydraulikanschluß für zwei getrennte Arbeitskammern,
ein Verbundsystem zwischen den Arbeitskammern, das min
destens paarweise Arbeitskammern hydraulisch verbindet,
wobei die Anordnung der verbundenen Arbeitskammern derart
ausgeführt ist, daß die zum ersten Hydraulikanschluß gehöri
gen Arbeitskammern sich abwechseln mit denen, die mit dem
zweiten Hydraulikanschluß verbunden sind, Anschlußflächen
an dem Zylinder und der Motorwelle für die Stabilisatorteile,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (9) an seinen bei
den Enden an seinem Außendurchmesser eine Ringwandung (19)
besitzt, daß beide Deckel (13, 15) eine axiale Überdec
kung (17) mit der Ringwandung (19) besitzen, die im wesent
lichen der Ringwandhöhe entspricht, daß beide Deckel (13,
15) stirnseitig bezogen auf die Zylinderlängsachse im Be
reich der zugewandten Mantelflächen der Deckel (13, 15) und
der Ringwandung (19) verschweißt sind.
2. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Deckel (15) und die Motorwelle (25) jeweils an den An
schlußflächen (65, 67) mit dem zugeordneten Stabilisator
teil (3, 5) verschweißt sind.
3. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Deckel (15) und die Motorwelle (25) als Anschlußflä
che (65, 67) jeweils einen Schraubflansch besitzen, mit dem
der Schwenkmotor (7) mit den Stabilisatorteilen (3, 5) ver
schraubt ist.
4. Schwenkmotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
das Verbundsystem in einem der beiden Deckel (13, 15)
angeordnet ist, wobei das Verbundsystem aus mindestens zwei
Ringkanälen (53, 55) besteht, die von der Überdeckung (17)
des Deckels (15) und der Ringwandung (19) des Zylinders (9)
gebildet werden, wobei einerseits jeweils ein Ringka
nal (53, 55) mit einem Hydraulikanschluß (49, 51) verbunden
ist und andererseits jede Arbeitskammer (37a, 37b) mittels
mindestens eines Durchlasses (59, 61a, 61b) mit dem zugehö
rigen Ringkanal (53, 55) gekoppelt ist.
5. Schwenkmotor nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im Deckel (15) im Bereich der Überdec
kung (17) mit dem Zylinder (9) mindestens zwei umlaufende
Nuten eingebracht sind, die die Ringkanäle (53, 55) bilden.
6. Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Motorwelle (25) als eine Hohlwelle ausgeführt ist und
das Verbundsystem aus Verbindungsleitungen (67) besteht,
die paarweise die Arbeitskammern (37a, 37b) hydraulisch
verbinden.
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |