WO2012048694A1 - Entkoppelbarer aktuator, insbesondere mit elektromechanischem antrieb - Google Patents

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Andreas Kissler
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Definitions

  • Decoupled actuator in particular with electromechanical drive
  • the invention relates to an actuator, in particular with an electromechanical drive, and is used in particular in a stabilizer for compensating vehicle movements.
  • an electric drive for an adjustable stabilizer comprising a housing in which a stationary stator and coaxial thereto
  • Rotor and an electronics for operating the electric drive are arranged.
  • a line connection starting from the stator leads through a cover of the housing and is formed by at least one rigid bolt element.
  • a rotation angle sensor assembly and an electrical connection technology which has a one-piece housing in which the electric motor for operating the at least one electromechanical stabilizer is arranged, to which an attachment component is mounted, wherein the attachment component a
  • Sensor wiring harness with integrated high-current cable and a unit comprising at least one sensor for detecting the rotor position of the electric motor or a rotation angle sensor and / or a speed sensor and the electrical construction and connection technology for contacting the connecting leads of the electric motor.
  • a stabilizer arrangement which comprises a stabilizer, which is operatively connected to a vehicle body and wheel guide parts, and an actuator which can be driven by means of an electric motor, through which a torsional moment counteracting a rolling moment of Stabilizer can be provided, wherein as actuator a telescoping telescopic unit is provided which comprises a telescopic cylinder for receiving at least the electric motor and a lockable in the actuator by means of a blocking piston head, via a gear translational movement of a piston head against the piston axially supported by driving the Electric motor can be introduced, resulting in a change in length of the telescopic unit.
  • the telescopic unit comprises the piston head and the piston rod, wherein the piston head in the telescopic cylinder can be locked by means of a blocking device.
  • a possible control of the actuator is that the piston is freely movable in the telescoping cylinder in the currentless state of the actuator.
  • This freely switchable in the de-energized state actuator has a complicated structural design and a large size.
  • the object of the invention is to develop an actuator, in particular with an electromechanical drive, which has a simple structural design and ensures a release for decoupling of the stabilizer halves. This object is achieved with the characterizing features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
  • the actuator has in particular an electromechanical drive and a housing, wherein the drive torque provided by an electric motor is transmitted by means of a transmission between two connected to the two halves of a stabilizer outputs of the actuator and the transmission in the form of a
  • the drive shaft is driven by the electric motor, with the drive shaft, a total eccentric is driven on the circumference of a drive wheel with a first outer profile and a different second outer profile is arranged, wherein in the working state of the actuator, the axis of the drive wheel through the Total eccenter eccentric to the axes of the drives is arranged and thereby each of the first
  • External profiling of the drive wheel with an inner profiling of a first output and the second outer profiling are in operative connection with a second inner profiling of the second output and that this operative connection through
  • the entire eccentric is connected to a drive shaft
  • locking element which this in the working state, in which a torque is transmitted to the two outputs, fixed to each other so that their eccentricity added in a first position and thereby the axis of the drive wheel is eccentric to the axis of the outputs, so that the operative connection to the drives is made and that the locking element for the realization of the freewheel solves the connection between the drive eccentric and eccentric bushing, so that the drive eccentric and eccentric bushing rotate relative to each other so far that cancel in a second position whose eccentricities substantially, whereby the axis of the drive wheel substantially is placed centrally to the drives and the operative connection of the drive wheel is removed to the drives.
  • the drive eccentric and the eccentric bush are also preferably fixed in position relative to one another by the locking element.
  • the relative rotation between drive extender and eccentric bushing for switching from the working state (first position) to the freewheel (second position) is essentially 180 °.
  • the locking element is preferably magnetically actuated. This possibility of changing the eccentric position of the drive wheel can be easily and quickly switched from the transfer mode to the freewheel. Activation of the two outputs of the actuator is particularly required for safety in case of power failure and for driving comfort increase when driving straight ahead by copying the wheel movements is avoided
  • the torque-transmitting rolling elements are arranged between the outer profiles of the drive wheel and the inner profiles of the drives.
  • the drive wheel of the eccentric gear in this case has a first outer profiling, which interacts with a first inner profiling of the first output via first rolling elements. Furthermore, the drive wheel is provided with a second outer profiling, which is different from the first outer profiling, said second outer profiling cooperates via second rolling elements with a second inner profiling of the second output. Due to the different pairings between the first outer profiling / first rolling elements / first inner profiling of the first output and
  • the first and the second outer profile have different nominal diameters and / or different profile sizes, and the first and second rolling elements as well as the first and second internal toothing of the output drives are designed to correspond. Furthermore, the first outer profiling and the second outer profiling of the drive wheel along a longitudinal axis of the actuator are arranged one behind the other to ensure a slim design.
  • the rolling elements are designed in particular in the form of rollers.
  • elements in particular elastomeric rings
  • the rolling elements are designed in particular in the form of rollers.
  • running noises elements in particular elastomeric rings
  • first and second rolling elements which transmit a radially outwardly acting biasing force to the rollers, whereby the first and second rolling elements are constantly biased against the corresponding internal profiles of the internal gears of the two outputs ,
  • roller-shaped rolling elements are guided at their two ends in retaining rings, which preferably also have sound insulating properties.
  • the first output of the eccentric gear which is connected to the first stabilizer half, may be formed either in the form of a rotary shaft with a fixed housing or alternatively may be formed by the housing, a first output shaft.
  • the second output of the eccentric gear is designed in the form of a second output shaft, which is rotatably mounted in the housing.
  • the first output shaft has a first connection element on the output side, and the second is analogous
  • Output shaft provided on the output side with a second connection element which is connected to the second stabilizer half.
  • Stabilizer half and / or the connection between the second output shaft and second stabilizer half provided with an overload protection in the form of a slip clutch, the respective connection when a predetermined torque is exceeded slipping and falls below this moment again attacks. This ensures that the actuator and the system are protected against overload.
  • a preferred variant is the design of the connection to the
  • Stabilizer halves by a longitudinal or transverse press connection, wherein in the region of the compound a layer, in particular a phosphate layer is arranged, which ensures the microforming between the respective output shaft and the stabilizer half and transmits the force occurring in the press connection force fit up to the predetermined moment. If the moment is exceeded, the
  • a measuring arrangement for detecting the torsion between the first output shaft and the first stabilizer half is arranged between the first output shaft in the form of the housing and the first stabilizer half, wherein the
  • Measuring arrangement is designed in particular in the form of a torque sensor whose output is coupled to a control logic that controls the engine torque as a function of the torsional moment. It is possible, a rotation of the outputs of the actuator, which has arisen due to overload, due to opposite rotation back to the desired starting position. If torsion is no longer detected by the torque sensor, the stabilizer halves will be in the required position relative to the actuator.
  • an actuator of a new generation is created, which provides a large actuator torque with a smaller dimension than was previously unachievable with conventional designs
  • FIG. 2 shows the section A-A according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the section B-B according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the detail X according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows section BB through the released actuator A
  • 6 shows the representation of the longitudinal section in the region of a first variant of the locking between drive eccentric and eccentric bush
  • FIG. 7 shows a three-dimensional view according to FIG. 6,
  • FIG. 8 shows the detail Z according to FIG. 7,
  • Figure 9 shows the representation of the longitudinal section of a second variant of the lock between the drive eccentric and eccentric bushing.
  • FIG. 1 a longitudinal section of an actuator A is shown, which is rotationally symmetrical and has a housing 1, in which axially behind one another
  • Electric motor 2 (not shown in detail) and a transmission 3 are arranged.
  • the actuator A On the side of the electric motor 2, the actuator A has a first output side
  • a second output shaft 5 is provided opposite side of the output side.
  • the first output shaft 4 is designed in the form of a hollow shaft stub end and provided with a bore 4.1, in which a first end 6.1 of a first half of a stabilizer (not shown) sits.
  • the second output shaft 5 is also formed at its outwardly facing end in the form of a hollow shaft stub and provided with a bore 5.1, in which a second end 6.2 of the second half of the stabilizer (not shown) is arranged.
  • the ends 6.1, 6.2 are in the holes 4.1, 5.1 by means of a
  • Holes 4.1, 5.1 are provided with a coating in particular a phosphate layer, which ensures the microforming between the respective output shaft 4, 5 and the ends 6.1, 6.2 of the stabilizer halves and transmits the frictional connection acting through the press connection only up to the predetermined moment, so that a Overload protection is formed, which solves the respective connection at a predetermined torque is exceeded and closes when falling below this moment. This ensures safety in the event of overload.
  • the shaft 2.1 of the electric motor 2 is connected to the drive shaft 3.1 of the transmission 3, which is designed as an eccentric gear.
  • a drive eccentric 3.2 is arranged, which is formed here in one piece with the drive shaft 3.1.
  • On the drive eccentric 3.2 sits an eccentric bushing 3.3 by means of which a drive wheel 3.4, can be driven.
  • a first outer profiling 8 of the drive wheel 3.4 corresponds via first rolling elements 9 with an inner profiling 10 of the first output 11, which is formed on the inside of the housing 1, whereby a rotational movement can be transmitted to the first drive shaft 4 via the housing 1 (see also FIG ).
  • the second outer profiling 8 of the drive wheel 3.4 formed differently (smaller diameter, less profile elements) and axially offset the second outer profile 12 of the drive wheel 3.4 is provided, the second
  • External profiling 12 via second rolling elements 13 with a second inner profiling 14 of the second output 15 corresponds (see also Figure 3).
  • the second output 15 is fixedly connected to the second output shaft 5, so that a rotational movement to the second output shaft 5 is transferable.
  • the rolling elements 9, 13 are designed in the form of rollers and are accommodated at the ends in retaining rings 17 (see FIG. 4) which assume an axial fixation.
  • the first and second outer profiles 8, 12 of the drive wheel 3.4 and the first and second inner profiles 10, 14 are adapted to the diameter of the rolling elements 9, 13 and formed substantially by longitudinally extending circular segment-shaped wells.
  • a further advantageous embodiment of the actuator is that the connection between the first outer profiling 8 and the second outer profiling 12 of the drive wheel 3.4 on the one hand and the first and the second inner profiling 10, 14 of the first and second output 1 1, 15 on the other hand in a second position is separable, such that both outputs 1 1, 15 and thus both output shafts 4, 5 are freely rotatable relative to each other by the positive connection between the drive wheel 3.4 and the first and second rolling elements 9, 13 is released, so that practically a "release" of the actuator A is guaranteed.
  • the first output shaft 4 and the second output shaft 5 can rotate freely against each other.
  • the actuator is de-energized (FailSafe state).
  • Eccentric bushing 3.3 bearing drive 3.4 again moved eccentrically so that its outer profiles 10, 14 again engage with the rolling elements and a torque on the outputs 1 1, 15 is transmitted, creating a
  • On-board electronics / engine electronics of the vehicle is in communication.
  • the relative rotation between drive eccentric 3.2 and eccentric bushing 3.3 can be done by an actuation and locking mechanism with which they are separable and locked in the required, offset at an angle of 180 ° positions (in the first position and the second position) again.
  • the unlocking has an axially actuable bolt in the form of a locking bolt 21, which is arranged by means of a fastening element 21 .1 on the drive eccentric 3.2 and against the spring force of a return spring 22 by means of a
  • Magnets 23 is axially actuated by a sliding sleeve 23.1.
  • the locking pin 21 has in the direction of the end face 3.3 'of the eccentric bushing 3.3 a first
  • Locking pin 24 and a second locking pin 25 arranged and axially biased by means of a respective compression spring 26.
  • the locking pins 24, 25 are radially fixed in position on the stops 21.3 and 21 .4 of the locking pin 21, so that drive eccentric 3.2 and eccentric bushing 3.3 are in a fixed position in which the Added eccentricity. If a release is to be realized by the
  • Locking position which is determined by the stops 21.3 and 21.4 and it is again a torque to the drives or drive shafts transferable.
  • Eccentric bushing 3.3 realized by an actuating and locking mechanism which is formed in the manner of a rocker 30.
  • This rocker 30 is rotatably connected to the drive eccentric 3.2 and has two axially actuated bolts in the form of a first locking bolt 31 .1, and a second locking bolt 31.2, the offset at an angle of 180 ° to each other and so pivotally mounted on the drive shaft or Drive eccentric are mounted, that during an axial forward movement of the first locking bolt 31 .1 of the second
  • Locking bolt 31.2 performs an axial backward movement by the same amount and vice versa.
  • the axial actuation also takes place via a magnet, which is not shown in FIG.
  • Drive eccentric 3.2 has in the direction of the rocker 30 a driver 32 with axial offset by 180 ° to each other guide holes 33 in which the first and second locking pin 31 .1, 31.2 are guided axially.
  • the eccentric bushing 3.3 has a balance weight 34 into which the first or the second bolt engage. The balance weight 34 rotates to change the operating condition 180 ° and locked either with the first locking pin 31.1 in the first position, in which the eccentricities of drive eccentric 3.2 and
  • a corresponding measuring arrangement for measuring the torsion, which is coupled to a control logic that regulates the engine torque as a function of the torsional moment. For this purpose, e.g. between the first
  • Stabilizer half arranged a measuring arrangement for detecting the torsion between the first output shaft 4 and the first stabilizer half 6.1 (not shown), wherein the measuring arrangement is in particular in the form of a torque sensor whose output is coupled to the control logic.
  • This measuring arrangement can be arranged for example in a tubular shape of the housing or on the front side of the housing.
  • a measuring arrangement for detecting the torsion which works on the basis of the inverse magnetostriction.
  • a region of the stabilizer which is subjected to torsion e.g., the first
  • Stabilizer 6a provided with a magnetization or magnetized.
  • the area is surrounded by a bush in which a coil arrangement is integrated. If the corresponding area of the stabilizer is subjected to torsion, then it changes due to these mechanical stresses in the magnetized area the
  • Magnetization This is detected by the coil arrangement and evaluated as a measure of the torsional stress. It is of great advantage here that the forces acting on the shaft (for example the stabilizer part 6a) have an almost linear effect on the magnetic field, whereby the measurement of the torsion can be realized with a very high accuracy.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator, insbesondere mit einem elektromechanischen Antrieb und einem Gehäuse (1), wobei das durch einen Elektromotor (2) bereitgestellte Antriebsmoment mittels eines Getriebes (3) auf zwischen zwei, mit den beiden Teilen (6.1, 6.2) eines Stabilisators verbundene Abtriebe des Aktuators übertragen wird, und das Getriebe (3) in Form eines Exzentergetriebes ausgebildet ist, dessen Antriebswelle (4, 5) mit dem Elektromotor (2) antreibbar ist, wobei mit der Antriebswelle (4, 5) ein Gesamtexzenter antreibbar ist, auf dem umfangsseitig ein Antriebsrad (3.4) mit einer ersten Außenprofilierung (8) und einer dazu unterschiedlichen zweiten Außenprofilierung (12) angeordnet ist, wobei im Arbeitszustand des Aktuators jeweils die erste Außenprofilierung (8) des Antriebsrades (3.4) mit einer ersten Innenprofilierung (10) eines ersten Abtriebes (11) und die zweite Außenprofilierung (12) des Antriebsrades (3.4) mit einer zweiten Innenprofilierung (14) eines zweiten Abtriebes (15) in Wirkverbindung stehen und dass die Wirkverbindung durch Veränderung der Exzentrizität des Exzenters aufhebbar ist und somit beide Abtriebe (11, 15) frei relativ zueinander drehbar sind (Freischaltung).

Description

Beschreibung
Entkoppelbarer Aktuator, insbesondere mit elektromechanischem Antrieb Die Erfindung betrifft einen Aktuator, insbesondere mit elektromechanischem Antrieb, und findet insbesondere in einem Stabilisator zum Ausgleich von Fahrzeugbewegungen Anwendung.
Aus EP 1 821 390 A2 ist ein elektrischer Antrieb für einen verstellbaren Stabilisator bekannt, umfassend ein Gehäuse, in dem ortsfest ein Stator und koaxial dazu ein
Rotor und eine Elektronik zum Betrieb des elektrischen Antriebs angeordnet sind. Eine Leitungsverbindung ausgehend vom Stator führt durch einen Deckel des Gehäuses und wird von mindestens einem starren Bolzenelement gebildet. In der Druckschrift DE 10 2008 000 148 A1 wird ein System, umfassend zumindest einen elektromechanischen Stabilisator, eine Drehzahl- und/oder
Drehwinkelsensoranordnung und eine elektrische Verbindungstechnik, vorgeschlagen, welches ein einteiliges Gehäuse aufweist, in dem der Elektromotor zum Betrieb des zumindest einen elektromechanischen Stabilisators angeordnet ist, an das eine Anbaukomponente angebracht ist, wobei die Anbaukomponente einen
Sensorkabelbaum mit integriertem Hochstromkabel und eine Baueinheit aufweist, die zumindest einen Messfühler zur Erfassung der Rotorlage des Elektromotors bzw. einen Drehwinkelsensor und/oder einen Drehzahlsensor sowie die elektrische Aufbau- und Verbindungstechnik zum Kontaktieren der Anschlussleitungen des Elektromotors umfasst.
Eine Freischaltung des Aktuators ist bei den vorgenannten Lösungen nicht
vorgesehen. Diese ist jedoch bei auftretenden Ungleichmäßigkeiten der Fahrbahn sinnvoll, damit ist ein individuelles Einfedern der Räder aufgrund von Fahrbahn- Unebenheiten möglich ist, so dass ein bei entsprechender Federabstimmung der Räder hoher Fahrkomfort erreichbar ist.
Aus der Druckschrift DE 19714565 A 1 ist eine Stabilisatoranordnung bekannt, die einen Stabilisator, der mit einem Fahrzeugaufbau und Radführungsteilen wirk- verbunden ist, und einen mittels eines Elektromotors antreibbaren Aktuator umfasst, durch den ein einem Wankmoment entgegenwirkendes Torsionsmoment des Stabilisators bereitstellbar ist, wobei als Aktuator eine längenverstellbare Teleskopeinheit vorgesehen ist, die einen Teleskopzylinder zur Aufnahme zumindest des Elektromotors und eines im Stellbetrieb mittels einer Blockiereinrichtung arretierbaren Kolbenkopf umfasst, wobei über ein Getriebe eine translatorische Bewegung einer sich gegen den Kolben kopfaxial abstützenden Kolbenstange durch Ansteuerung des Elektromotors einleitbar ist, aus der eine Längenänderung der Teleskopeinheit resultiert. Die Teleskopeinheit umfasst den Kolbenkopf und die Kolbenstange, wobei der Kolbenkopf im Teleskopzylinder mittels einer Blockiereinrichtung arretierbar ist Eine mögliche Ansteuerung des Aktuators besteht darin, dass der Kolben im unbestromten Zustand des Aktuators im Teleskopzylinder frei beweglich ist.
Dieser im stromlosen Zustand frei schaltbare Aktuator weist einen komplizierten konstruktiven Aufbau und eine große Abmessung auf.
In der Druckschrift JP 60-234 171 A wird eine Variante zur Justage des
Zahnflankenspiels zweier in Eingriff stehender Zahnräder beschrieben. Dazu erfolgt ein Drehen einer Exzenterachse und eines Exzenterzylinders um eine axiale Mitte der Antriebsachse, wobei die Zahnräder immer in Eingriff bleiben.
Eine Entkoppung von Antriebswelle und Abtriebswelle ist mit dieser Lösung weder vorgesehen noch nahegelegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aktuator, insbesondere mit elektromechanischem Antrieb, zu entwickeln, der einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und eine Freischaltung zur Entkopplung der Stabilisatorhälften gewährleistet. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Aktuator weist insbesondere einen elektromechanischen Antrieb und ein Gehäuse auf, wobei das durch einen Elektromotor bereitgestellte Antriebsmoment mittels eines Getriebes auf zwischen zwei mit den beiden Hälften eines Stabilisators verbundene Abtriebe des Aktuators übertragen wird und das Getriebe in Form eines
Exzentergetriebes ausgebildet ist, dessen Antriebswelle mit dem Elektromotor antreibbar ist, wobei mit der Antriebswelle ein Gesamtexzenter antreibbar ist, auf dem umfangsseitig ein Antriebsrad mit einer ersten Außenprofilierung und einer dazu unterschiedlichen zweiten Außenprofilierung angeordnet ist, wobei im Arbeitszustand des Aktuators die Achse des Antriebsrades durch den Gesamtexzenter exzentrisch zu den Achsen der Abtriebe angeordnet ist und dadurch jeweils die erste
Außenprofilierung des Antriebsrades mit einer Innenprofilierung eines ersten Abtriebes und die zweite Außenprofilierung mit einer zweiten Innenprofilierung des zweiten Abtriebes in Wirkverbindung stehen und dass diese Wirkverbindung durch
Veränderung der Exzentrizität des Exzenters aufhebbar ist und somit beide Abtriebe frei relativ zueinander drehbar sind (Freischaltung).
Dazu ist der Gesamtexzenter in einen mit der Antriebswelle verbundenen
Antriebsexzenter und eine zwischen Antriebsexzenter und Antriebsrad angeordnete Exzenterbuchse geteilt derart, dass bei einer Relativdrehung zwischen
Antriebsexzenter und Exzenterbuchse die Achse des Antriebsrades im Wesentlichen fluchtend zur Längsachse des Aktuators verstellbar ist und in dieser Position die Außenprofilierungen des Antriebsrades außer Wirkverbindung mit den
Innenprofilierungen des ersten und zweiten Abtriebes sind.
Zwischen dem Antriebsexzenter und der Exzenterbuchse ist mindestens ein
Verriegelungselement vorgesehen, welches diese im Arbeitsszustand, in dem ein Drehmoment auf die beiden Abtriebe übertragen wird, zueinander so fixiert, dass sich deren Exzentrizität in einer ersten Position addiert und dadurch die Achse des Antriebsrades exzentrisch zur Achse der Abtriebe liegt, so dass die Wirkverbindung zu den Antrieben hergestellt ist und dass das Verriegelungselement zur Realisierung des Freilaufes die Verbindung zwischen Antriebsexzenter und Exzenterbuchse löst, so dass sich Antriebsexzenter und Exzenterbuchse soweit relativ gegeneinander verdrehen, dass sich in einer zweiten Position deren Exzentrizitäten im Wesentlichen aufheben, wodurch die Achse des Antriebsrades im Wesentlichen zentrisch zu den Abtrieben gestellt wird und die Wirkverbindung des Antriebsrades zu den Abtrieben aufgehoben wird. In dieser zweiten Position werden der Antriebsexzenter und die Exzenterbuchse ebenfalls bevorzugt durch das Verriegelungselement zueinander lagefixiert.
Die Relativdrehung zwischen Antriebsextender und Exzenterbuchse zum Umschalten vom Arbeitszustand (erste Position) in den Freilauf (zweite Position) beträgt im Wesentlichen 180°. Das Verriegelungselement ist vorzugsweise magnetisch betätigbar. Durch diese Möglichkeit der Veränderung der Exzentrischen Lage des Antriebsrades kann einfach und schnell aus dem Übertragungsmodus in den Freilauf geschaltet werden. Eine Freischaltung der beiden Ausgänge des Aktuators ist insbesondere erforderlich zur Sicherheit bei Ausfall der Stromversorgung und zur Fahrkomforterhöhung bei Geradeausfahrt indem das Kopieren der Radbewegungen vermieden wird
Vorteilhafter Weise sind zwischen den Außenprofilierungen des Antriebsrades und den Innenprofilierungen der Abtriebe das Drehmoment übertragende Wälzkörper angeordnet.
Durch die Anwendung von Wälzkörpern wirkt bei dem Exzentergetriebe eine größere kraftübertragende Fläche als bei sonst üblicher weise verwendeten Verzahnungen, wodurch es möglich ist, kleiner zu bauen oder bei gleicher Baugröße größere Momente zu übertragen.
Weiterhin ist durch die Verwendung der zwischen den Profilierungen angeordneten Wälzkörper eine Reduzierung der Reibung und des Verschleißes zu verzeichnen, wodurch der Aktuator auch bei schnellen Lastwechseln eine hohe Lebensdauer aufweist.
Das Antriebsrad des Exzentergetriebes weist dabei eine erste Außenprofilierung auf, die mit einer ersten Innenprofilierung des ersten Abtriebs über erste Wälzkörper zusammenwirkt. Weiterhin ist das Antriebsrad mit einer zweiten Außenprofilierung versehen, die unterschiedlich zu der ersten Außenprofilierung ist, wobei diese zweite Außenprofilierung über zweite Wälzkörper mit einer zweiten Innenprofilierung des zweiten Abtriebs zusammenwirkt. Durch die unterschiedlichen Paarungen zwischen erster Außenprofilierung / ersten Wälzkörpern / erster Innenprofilierung des ersten Abtriebes und
zweiter Außenprofilierung / zweiten Wälzkörpern und zweiter Innenprofilierung des zweiten Abtriebes
erfolgt bei einer Drehung des Antriebsrades zwischen dem ersten Abtrieb und dem zweiten Abtrieb eine Relativdrehung. Dadurch wird ein Drehmoment/Torsionsmoment auf die Stabilisatorenden übertragen, wodurch diese gegeneinander verdreht und dadurch wiederum Fahrzeugbewegungen ausgeglichen werden, da der Stabilisator einerseits mit der Radaufhängung und andererseits mit der Karosserie/dem Aufbau verbunden ist.
Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Außenprofilierung unterschiedliche Nenndurchmesser und/oder unterschiedliche Profilgrößen auf und die ersten und zweiten Wälzkörper sowie die erste und zweite Innenverzahnung der Abtriebe sind dazu korrespondierend ausgebildet. Weiterhin sind zur Gewährleistung einer schlanken Bauform die erste Außenprofilierung und die zweite Außenprofilierung des Antriebsrades entlang einer Längsachse des Aktuators hintereinander angeordnet.
Die Wälzkörper sind insbesondere in Form von Rollen ausgebildet. Zur Vermeidung von Laufgeräuschen werden zwischen dem Antriebsrad und ersten und zweiten Wälzkörpern Elemente (insbesondere Elastomerringe) angeordnet, die eine radial nach außen wirkende Vorspannkraft auf die Rollen übertragen, wodurch die ersten und zweiten Wälzkörper ständig gegen die entsprechenden Innenprofilierungen der Innenverzahnungen der beiden Abtriebe vorgespannt sind.
Die rollenförmigen Wälzkörper werden an ihren beiden Enden in Halteringen geführt, die vorzugesweise ebenfalls schalldämmende Eigenschaften aufweisen.
Anstelle der vorgenannt beschriebenen Wälzkörperverzahnung kann auch eine andere herkömmliche Verzahnung verwendet werden.
Der erste Abtrieb des Exzentergetriebes, der mit der ersten Stabilisatorhälfte verbunden ist, kann entweder in Form einer Drehwelle bei feststehendem Gehäuse ausgebildet sein oder alternativ kann durch das Gehäuse eine erste Abtriebswelle gebildet werden. Der zweite Abtrieb des Exzentergetriebes ist in Form einer zweiten Abtriebswelle ausgebildet, die im Gehäuse drehbar gelagert ist.
Zur Verbindung mit der ersten Stabilisatorhälfte weist die erste Abtriebswelle ausgangsseitig ein erstes Anschlusselement auf und analog ist die zweite
Abtriebswelle ausgangsseitig mit einem zweiten Anschlusselement versehen, welches mit der zweiten Stabilisatorhälfte verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist die Verbindung zwischen erster Abtriebswelle und erster
Stabilisatorhälfte und/oder die Verbindung zwischen zweiter Abtriebswelle und zweiter Stabilisatorhälfte mit einer Überlastsicherung in Form einer Rutschkupplung versehen, die die jeweilige Verbindung bei Überschreiten eines vorgegebenen Momentes durchrutschen lässt und bei Unterschreiten dieses Momentes wieder greift. Dadurch ist gewährleistet, dass der Aktuator und das System vor Überlast geschützt werden. Eine bevorzugte Variante ist dazu die Gestaltung der Verbindung zu den
Stabilisatorhälften durch eine Längs- oder Querpressverbindung, wobei im Bereich der Verbindung eine Schicht, insbesondere eine Phosphatschicht angeordnet ist, die den Mikroformschluss zwischen der jeweiligen Abtriebswelle und der Stabilisatorhälfte gewährleistet und den bei der Pressverbindung auftretenden Kraftschluss bis zu dem vorgegebenen Moment überträgt. Wird das Moment überschritten, dreht die
Verbindung zwischen mindestens einer Stabilisatorhälfte und dem Aktuator durch, bis das Moment wieder im zulässigen Bereich liegt.
Vorteilhafter Weise ist zwischen der ersten Abtriebswelle in Form des Gehäuses und der ersten Stabilisatorhälfte eine Messanordnung zur Erfassung der Torsion zwischen erster Abtriebswelle und erster Stabilisatorhälfte angeordnet, wobei die
Messanordnung insbesondere in Form eines Drehmomentensensors ausgebildet ist, dessen Ausgang mit einer Steuerungslogik gekoppelt ist, die das Motormoment in Abhängigkeit vom Torsionsmoment regelt. Dabei ist es möglich, eine Verdrehung der Ausgänge des Aktuators, die infolge Überlast entstanden ist, durch gegensinnige Drehung wieder in die gewünschte Ausgangslage zurückzuführen. Wird keine Torsion mehr über den Drehmomentensensor erfasst, befinden sich die Stabilisatorhälften in Bezug auf den Aktuator wieder in der erforderlichen Position.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Aktuator einer neuen Generation geschaffen, der bei einer geringeren Abmessung, wie sie bisher mit herkömmlichen Bauformen nicht realisierbar war, ein großes Aktuatormoment bereitstellt, eine
Sicherung gegen Überlasst aufweist und eine Freischaltung beinhaltet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt eines Aktuators A,
Figur 2 den Schnitt A-A gemäß Figur 1 ,
Figur 3 den Schnitt B-B gemäß Figur 1 ,
Figur 4 die Einzelheit X gemäß Figur 1 ,
Figur 5 Schnitt B-B durch den frei geschalteten Aktuator A, Figur 6 die Darstellung des Längsschnittes im Bereich einer ersten Variante der Verriegelung zwischen Antriebsexzenter und Exzenterbuchse,
Figur 7 eine dreidimensionale Darstellung gemäß Figur 6,
Figur 8 die Einzelheit Z gemäß Figur 7,
Figur 9 die Darstellung des Längsschnittes einer zweiten Variante der Verriegelung zwischen Antriebsexzenter und Exzenterbuchse.
In Figur 1 wird ein Längsschnitt eines Aktuators A gezeigt, der rotationssymmetrisch aufgebaut ist und ein Gehäuse 1 aufweist, in welchem axial hintereinander ein
Elektromotor 2 (nicht näher dargestellt) und ein Getriebe 3 angeordnet sind. Auf der Seite des Elektromotors 2 weist der Aktuator A ausgangsseitig eine erste
Abtriebswelle 4 auf, die mit dem Gehäuse 1 fest verbunden ist. Auf der
gegenüberliegenden Seite ist ausgangsseitig eine zweite Abtriebswelle 5 vorgesehen. Das Gehäuse 1 und somit die erste Abtriebswelle 4 einerseits und die zweite
Abtriebswelle 5 andererseits sind bei Betätigung des Elektromotors 2 und des
Getriebes 3 relativ zueinander drehbar. Die erste Abtriebswelle 4 ist endseitig in Form eines Hohlwellenstumpfes ausgeführt und mit einer Bohrung 4.1 versehen, in welcher ein erstes Ende 6.1 einer ersten Hälfte eines Stabilisators (nicht dargestellt) sitzt. Die zweite Abtriebswelle 5 ist an ihrem nach außen weisenden Ende ebenfalls in Form eines Hohlwellenstumpfes ausgebildet und mit einer Bohrung 5.1 versehen, in welcher ein zweites Ende 6.2 der zweiten Hälfte des Stabilisators (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Enden 6.1 , 6.2 sind dabei in den Bohrungen 4.1 , 5.1 mittels einer
Längspressverbindung befestigt, wobei entweder die Enden 6.1 , 6.2 oder die
Bohrungen 4.1 , 5.1 mit einer Beschichtung insbesondere einer Phosphatschicht versehen sind, die den Mikroformschluss zwischen der jeweiligen Abtriebswelle 4, 5 und den Enden 6.1 , 6.2 der Stabilisatorhälften gewährleistet und den durch die Pressverbindung wirkenden Kraftschluss nur bis zu dem vorgegebenen Moment überträgt, so dass eine Überlastsicherung gebildet wird, die die jeweilige Verbindung bei Überschreiten eines vorgegebenen Momentes löst und bei Unterschreiten dieses Momentes schließt. Dadurch wird eine Sicherheit bei Überlast gewährleistet.
Die Welle 2.1 des Elektromotors 2 ist mit der Antriebswelle 3.1 des Getriebes 3 verbunden, welches als Exzentergetriebe ausgebildet ist. Auf der Antriebswelle 3.1 ist ein Antriebsexzenter 3.2 angeordnet, der hier einteilig mit der Antriebswelle 3.1 ausgebildet ist. Auf dem Antriebsexzenter 3.2 sitzt eine Exzenterbuchse 3.3 mittels welcher ein Antriebsrad 3.4, antreibbar ist. Eine erste Außenprofilierung 8 des Antriebsrades 3.4 korrespondiert über erste Wälzkörper 9 mit einer Innenprofilierung 10 des ersten Abtriebs 1 1 , der innen am Gehäuse 1 ausgebildet ist, wodurch über das Gehäuse 1 eine Drehbewegung auf die erste Antriebswelle 4 übertragbar ist (s. auch Figur 2).
Zu der ersten Außenprofilierung 8 des Antriebsrades 3.4 unterschiedlich ausgebildet (geringerer Durchmesser, weniger Profilelemente) und axial versetzt ist die zweite Außenprofilierung 12 des Antriebsrades 3.4 vorgesehen, wobei die zweite
Außenprofilierung 12 über zweite Wälzkörper 13 mit einer zweiten Innenprofilierung 14 des zweiten Abtriebes 15 korrespondiert (s. auch Figur 3). Der zweite Abtrieb 15 ist mit der zweiten Abtriebswelle 5 fest verbunden, so dass eine Drehbewegung auf die zweite Abtriebswelle 5 übertragbar ist.
Da die erste Getriebepaarung:
- erste Außenprofilierung 8 des Antriebsrades 3.4 / erste Wälzkörper 9 / erste
Innenverzahnung 10 des ersten Abtriebes 1 1 (=erste Abtriebswelle 4)
und die zweite Getriebepaarung:
- zweite Außenverzahnung 12 des Antriebsrades 3.4 /zweite Wälzkörper 13 /zweite Innenverzahnung 14 des zweiten Abtriebes 15 (= zweite Abtriebswelle 6)
unterschiedlich dimensioniert sind, wird zwischen der ersten Abtriebswelle 4 und der zweiten Abtriebswelle 5 eine relative Drehbewegung erzeugt, wenn durch den Motor 2 das Getriebe 3 betätigt wird und wenn sich die Exzentrizitäten des Antriebsexzenters
3.2 und der Exzenterbuchse 3.3 addieren, denn nur dann ist das Antriebsrad 3.4 im Verhältnis zu den Abtrieben 1 1 und 15 exzentrisch gelagert und kämmt, wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich, in dieser ersten Position mit den Wälzkörpern 9 und 13.
Die Wälzkörper 9, 13 sind in Form von Rollen ausgebildet und endseitig in Halteringen 17 (s. Figur 4) aufgenommen, die eine axiale Fixierung übernehmen. Die ersten und zweiten Außenprofilierungen 8, 12 des Antriebsrades 3.4 und die ersten und zweiten Innenprofilierungen 10, 14 sind dem Durchmesser der Wälzkörper 9, 13 angepasst und im Wesentlichen von sich längs erstreckenden kreissegmentförmigen Mulden ausgebildet.
Aus Figur den Figuren 2, 3 und 4 ist ersichtlich, dass zwischen der Exzenterbuchse
3.3 und dem Antriebsrad 3.4 zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Lager 16, 17 angeordnet sind, die eine Relativdrehung zwischen Exzenterbuchse 3.3 und
Antriebsrad 3.4 ermöglichen. Weiterhin geht aus Darstellung 4 hervor, dass im Bereich der ersten Außenprofilierung 8 und im Bereich der zweiten Außenprofilierung 12 des Antriebsrades 3.4 jeweils zwei axial beabstandete Elastomerringe 18 angeordnet sind, die umfangsseitig in Ausnehmungen 19 des Antriebsrades 3.4 sitzen und eine radial nach außen wirkende Vorspannkraft auf die rollenförmigen Wälzkörper 9, 13 übertragen. Dadurch wird der Geräuschpegel beim Abwälzen der Getriebepaarungen auf ein Minimum reduziert.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Aktuators besteht darin, dass die Verbindung zwischen der ersten Außenprofilierung 8 und der zweiten Außenprofilierung 12 des Antriebsrades 3.4 einerseits sowie der ersten und der zweiten Innenprofilierung 10, 14 des ersten und zweiten Abtriebes 1 1 , 15 andererseits in einer zweiten Position trennbar ist, derart dass beide Abtriebe 1 1 , 15 und somit beide Abtriebswellen 4, 5 frei relativ zueinander drehbar sind, indem die formschlüssige Verbindung zwischen Antriebsrad 3.4 und den ersten und zweiten Wälzkörpern 9, 13 gelöst wird, so dass praktisch eine„Freischaltung" des Aktuators A gewährleistet ist.
Erfolgt eine Relativdrehung zwischen Antriebsexzenter 3.2 und Exzenterbuchse 3.3 um ca. 180° (siehe Figur 5), hebt sich deren Exzentrizität praktisch auf, so dass die erste Außenprofilierung 8 und die zweite Außenprofilierung 12 des Antriebsrades 3.4 im Wesentlichen mittig zu den Innenprofilierungen 10, 14 der Abtriebe 1 1 , 15 liegen und nicht mehr im Eingriff mit den ersten und zweiten Wälzkörpern 9, 13 (Rollen) stehen.
Dadurch können sich die erste Abtriebswelle 4 und die zweite Abtriebswelle 5 frei gegeneinander verdrehen. Dabei ist der Aktuator stromlos (FailSafe-Zustand).
Werden der Antriebsexzenter 3.2 und die Exzenterbuchse 3.3 wieder so in die erste Position gedreht, dass sich deren Exzentrizität addiert, wird das auf der
Exzenterbuchse 3.3 gelagerte Antriebsrad 3.4 wieder exzentrisch verschoben, so dass dessen Außenprofilierungen 10, 14 wieder mit den Wälzkörpern in Eingriff gelangen und ein Drehmoment auf die Abtriebe 1 1 , 15 übertragen wird, wodurch eine
Relativdrehung zwischen erster Abtriebswelle 4 und zweiter Abtriebswelle 5 erfolgt. Durch die unterschiedlichen relativen Drehbewegungen der Abtriebswellen 4, 5 werden die Stabilisatorhälften, deren Enden 6.1 , 6.2 mit den Abtriebswellen 4, 5 verbunden sind, relativ zueinander verdreht. Da der Stabilisator einerseits am Fahrzeug und andererseits an der Karosserie/am Aufbau befestigt ist (nicht dargestellt) sind durch eine Relativdrehung beider Stabilisatorhälften Fahrzeugbewegungen ausgleichbar. Der Aktuator weist dazu eine Steuerelektronik auf, die mit der
Bordelektronik/Motorelektronik des Fahrzeuges in Verbindung steht.
Alternativ ist es auch möglich, dass in der Art einer herkömmlichen Verzahnung die erste Außenprofilierung 8 des Antriebsrades 3.4 direkt mit der ersten Innenverzahnung 10 des ersten Abtriebes 1 1 (=erste Abtriebswelle 4) und die und die zweite
Außenverzahnung 12 des Antriebsrades 3.4 mit der zweiten Innenverzahnung 14 des zweiten Abtriebes 15 (= zweite Abtriebswelle 6) korrespondieren, so dass auf die Wälzkörper 9, 13 verzichtet werden kann.
Die Relativdrehung zwischen Antriebsexzenter 3.2 und Exzenterbuchse 3.3 kann durch einen Betätigungs- und Verriegelungsmechanismus erfolgen, mit dem diese trennbar und in den geforderten, im Winkel von 180° versetzten Positionen (in der ersten Position und der zweiten Position) wieder verriegelbar sind.
Bevorzugt erfolgt dies durch mindestens einen im Wesentlichen axial betätigbaren Bolzen, der den Antriebsexzenter und die Exzenterbuchse in den zwei Positionen zueinender drehfest fixiert. Eine mögliche Variante dazu ist aus den Figuren 4 bis 7 ersichtlich. Die Entriegelung erfolgt hier magnetisch und unter Verwendung einer Schenkelfeder 20 (Figur 6)., die zwischen Antriebsexzenter 3.2 und Exzenterbuchse 3.3 sitzt und auf diese nach dem Entriegeln ein Drehmoment überträgt, so dass eine Relativdrehung zwischen
Antriebswelle 3.2 und Exzenterbuchse 3.3 erfolgt, bis die Freilaufposition erreicht ist. Die Entriegelung weist einen axial betätigbaren Bolzen in Form eines Schließbolzens 21 auf, der mittels eines Befestigungselements 21 .1 am Antriebsexzenter 3.2 angeordnet und entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 22 mittels eines
Magneten 23 durch eine Schiebemuffe 23.1 axial betätigbar ist. Der Schließbolzen 21 weist in Richtung zur Stirnseite 3.3' der Exzenterbuchse 3.3 einen eine erste
Anlaufschräge 21.3' und eine zweite Anlaufschräge 21 .4' auf.
An der Exzenterbuchse 3.3 sind in Bereich deren Stirnseite 3.3' ein erster
Verriegelungsbolzen 24 und ein zweiter Verriegelungsbolzen 25 angeordnet und mittels jeweils einer Druckfeder 26 axial vorgespannt.
In der dargestellten Position sind die Verriegelungsbolzen 24, 25 an den Anschlägen 21.3 und 21 .4 des Schließbolzens 21 radial lagefixiert, so dass sich Antriebsexzenter 3.2 und Exzenterbuchse 3.3 in einer fixierten Lage befinden, in welcher sich deren Exzentrizität addiert. Soll eine Freischaltung realisiert werden, wird durch die
Betätigung des Magneten 23 der Schließbolzen 21 axial von der Exzenterbuchse 3.3 wegbewegt, wodurch die Verriegelungsbolzen 23, 25 außer Eingriff mit den
Anschlägen 21 .3, 21.4 des Schließbolzens 21 gelangen. Durch die Wirkung der Schenkelfeder 20 verdreht sich nun die Exzenterbuchse 3.3 auf dem Antriebsexzenter 3.2 soweit (ggf. auch gegen einen nicht dargestellten Anschlag), dass sich deren Exzentrizitäten aufheben und die Wirkverbindung des Antriebsrades zu den Abtrieben (nicht dargestellt) unterbrochen wird. Soll die Wirkverbindung wieder hergestellt werden, so wird durch Ausschalten des Magneten 23 der Schließbolzen 21 durch die Rückstellfeder 22 wieder in Richtung zur Stirnseite 3.3' der Exzenterbuchse 3.3 bewegt. Da sich Antriebsexzenter 3.2 und Exzenterwelle 3.3 beim Einschalten des Elektromotors relativ zueinander verdrehen gelangen die Verriegelungsbolzen 24, 25, nachdem sie entgegen der Federkraft der Druckfeder 26 über die entsprechenden Anlaufschrägen gelaufen sind, in ihre am Schließbolzen 21 ausgebildete
Verriegelungsposition, die durch die Anschläge 21.3 und 21.4 bestimmt wird und es ist wieder ein Drehmoment auf die Abtriebe bzw. Antriebswellen übertragbar.
Gemäß Figur 9 wird die Relativdrehung zwischen Antriebsexzenter 3.2 und
Exzenterbuchse 3.3 durch einen Betätigungs- und Verriegelungsmechanismus realisiert, der in der Art einer Wippe 30 ausgebildet ist. Diese Wippe 30 ist mit dem Antriebsexzenter 3.2 drehfest verbunden und weist zwei axial betätigbare Bolzen in Form eines ersten Verriegelungsbolzens 31 .1 , und eines zweiten Verriegelungsbolzens 31.2 auf, die im Winkel von 180° versetzt zueinander angeordnet und so schwenkbar auf der Antriebswelle bzw. dem Antriebsexzenter gelagert sind, dass bei einer axialen Vorwärtsbewegung des ersten Verriegelungsbolzens 31 .1 der zweite
Verriegelungsbolzen 31.2 eine axiale Rückwärtsbewegung um den gleichen Betrag vollführt und umgekehrt. Die axiale Betätigung erfolgt ebenfalls über einen Magneten, der in Figur 9 nicht dargestellt ist. Bei dessen Betätigung wird entweder der erste oder der zweite Verriegelungsbolzen 31 .1 , 31.2 mit der Exzenterbuchse 3.3 in
Wirkverbindung bzw. in Eingriff gebracht. In Figur 9 ist der erste Verriegelungsbolzen 31.1 ausgerückt und der zweite Verriegelungsbolzen 31 .2 eingerückt. Der
Antriebsexzenter 3.2 weist in Richtung zur Wippe 30 einen Mitnehmer 32 mit axialen um 180° zueinander versetzten Führungsbohrungen 33 auf, in denen der erste und zweite Verriegelungsbolzen 31 .1 , 31.2 axial geführt werden. Die Exzenterbuchse 3.3 weist ein Ausgleichsgewicht 34 auf, in welches der erste oder der zweite Bolzen einrasten. Das Ausgleichsgewicht 34 dreht sich zur Änderung des Betriebszustandes um 180° und verrastet entweder mit dem ersten Verriegelungsbolzen 31.1 in der ersten Position, in welche sich die Exzentrizitäten von Antriebsexzenter 3.2 und
Exzenterbuchse 3.3 addieren und ein Drehmoment zwischen der ersten und der zweiten Stabilisatorhälfte erzeugt wird oder das Ausgleichsgewicht 34 verrastet mit dem zweiten Verriegelungsbolzen 31 .2 in der zweiten Position, in welcher sich die Exzentrizitäten aufheben und ein Freigang zwischen der ersten und der zweiten Stabilisatorhälfte realisiert wird. In der Figur 9 wurde der erste Verriegelungsbolzen 31.1 aus der Verriegelungsposition mit dem Ausgleichsgewicht 34 hier nach links durch dem nicht dargestellten Magneten bewegt, wodurch ein axialer Vorsprung 35 des Ausgleichsgewichts 34 außer Eingriff mit einer korrespondierenden Ausnehmung 36 des ersten Verriegelungsbolzens 31.1 gelangt ist. Nun kann sich die Exzenterbuchse 3.3 relativ zum Antriebsexzenter 3.2 um 180° drehen, so dass der Vorsprung 35 des Ausgleichsgewichtes 34 in die Ausnehmung 37 des zweiten Verriegelungsbolzens 31 .2 eingreift. Die Axialbewegung der Wippe 30 entgegen der Kraftrichtung des Magneten wird durch eine Rückstellfeder 38 realisiert.
Neben den zwei vorgenannten Ausführungsbeispielen zur Verriegelung und
Entriegelung von Antriebsexzenter und Exzenterbuchse sind auch andere Varianten möglich.
Vorteilhafter Weise wird zur Messung der Torsion eine entsprechende Messanordnung vorgesehen, die mit einer Steuerungslogik gekoppelt ist, die das Motormoment in Abhängigkeit vom Torsionsmoment regelt. Dazu wird z.B. zwischen der ersten
Abtriebswelle 4 in Form des Gehäuses 1 und dem ersten Ende 6.1 der ersten
Stabilisatorhälfte eine Messanordnung zur Erfassung der Torsion zwischen erster Abtriebswelle 4 und erster Stabilisatorhälfte 6.1 angeordnet (nicht dargestellt), wobei die Messanordnung insbesondere in Form eines Drehmomentensensors ausgebildet ist, dessen Ausgang mit der Steuerungslogik gekoppelt ist. Diese Messanordnung kann beispielsweise in einer röhrenförmigen Ausformung des Gehäuses bzw. an der Stirnseite des Gehäuses angeordnet sein.
Alternativ ist es auch möglich, zur Erfassung der Torsion eine Messanordnung vorzusehen, die auf Basis der inversen Magnetostriktion arbeitet. Dazu wird ein Bereich des Stabilisators, der auf Torsion beansprucht wird (z.B. das erste
Stabilisatorteil 6a) mit einer Magnetisierung versehen bzw. magnetisiert. Der Bereich wird von einer Buchse umringt, in welcher eine Spulenanordnung integriert ist. Wird der entsprechende Bereich des Stabilisators auf Torsion beansprucht, so ändert sich aufgrund dieser mechanischen Spannungen im magnetisierten Bereich die
Magnetisierung. Dies wird über die Spulenanordnung erfasst und als Maß für die Torsionsbeanspruchung ausgewertet. Dabei ist von großem Vorteil, dass die auf die Welle (z.B. das Stabilisatorteil 6a) wirkenden Kräfte sich nahezu linear auf das Magnetfeld auswirken, wodurch die Messung der Torsion mit einer sehr hohen Genauigkeit realisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
Aktuator, insbesondere mit elektromechanischem Antrieb und einem Gehäuse, wobei das durch einen Elektromotor bereitgestellte Antriebsmoment mittels eines Getriebes auf zwischen zwei, mit den beiden Teilen eines Stabilisators verbundene Abtriebe des Aktuators übertragen wird, und das Getriebe in Form eines Exzentergetriebes ausgebildet ist, dessen Antriebswelle mit dem
Elektromotor antreibbar ist, wobei mit der Antriebswelle ein Gesamtexzenter antreibbar ist, auf dem umfangsseitig ein Antriebsrad mit einer ersten
Außenprofilierung und einer dazu unterschiedlichen zweiten Außenprofilierung angeordnet ist, wobei im Arbeitszustand des Aktuators jeweils die erste Außenprofilierung des Antriebsrades mit einer ersten Innenprofilierung eines ersten Abtriebes und die zweite Außenprofilierung des Antriebsrades mit einer zweiten Innenprofilierung eines zweiten Abtriebes in Wirkverbindung stehen und dass die Wirkverbindung durch Veränderung der Exzentrizität des
Exzenters aufhebbar ist und somit beide Abtriebe frei relativ zueinander drehbar sind (Freischaltung).
Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtexzenter in einen mit der Antriebswelle verbundenen Antriebsexzenter und eine zwischen Antriebsexzenter und Antriebsrad angeordnete Exzenterbuchse geteilt ist derart, dass bei einer Relativdrehung zwischen Antriebsexzenter und Exzenterbuchse die Achse des Antriebsrades im Wesentlichen fluchtend zur Längsachse des Aktuators verstellbar ist und in dieser Position die erste und zweite Außenprofilierung des Antriebsrades außer Wirkverbindung mit der ersten Innenprofilierung des ersten Abtriebes und der zweiten
Innenprofilierungen des zweiten Abtriebes sind.
Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsexzenter und der Exzenterbuchse mindestens ein
Verriegelungselement vorgesehen ist, welches diese im Arbeitszustand zueinander so fixiert, dass sich deren Exzentrizität addiert und dadurch die Achse des Antriebsrades exzentrisch zur Achse der Abtriebe liegt, so dass die Wirkverbindung zu den Antrieben hergestellt ist und dass das
Verriegelungselement lösbar ist, so dass zur Realisierung des Freilaufes sich Antriebsexzenter und Exzenterbuchse soweit relativ gegeneinander verdrehen, dass sich deren Exzentrizitäten im Wesentlichen aufheben, wodurch die Achse des Antriebsrades im Wesentlichen zentrisch zu den Abtrieben gestellt wird und die Wirkverbindung des Antriebsrades zu den Abtrieben aufgehoben wird.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativdrehung zwischen Antriebsexzenter und Exzenterbuchse zum
Umschalten vom Betriebszustand in den Freilauf im Wesentlichen etwa 180° beträgt.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Verriegelungselement magnetisch betätigbar ist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten und zweiten Außenprofilierungen des Antriebsrades und den ersten und zweiten Innenprofilierungen der Abtriebe das Drehmoment übertragende/die Wirkverbindung herstellende Wälzkörper angeordnet sind.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad eine erste Außenprofilierung aufweist, die mit einer ersten
Innenprofilierung des ersten Abtriebs über erste Wälzkörper in Form von Rollen zusammenwirkt und dass das Antriebsrad eine zweite Außenprofilierung aufweist, die unterschiedlich zu der ersten Außenprofilierung ist und dass die zweite Außenprofilierung über zweite Wälzkörper mit einer zweiten
Innenprofilierung des zweiten Abtriebs zusammenwirkt derart, dass bei umlaufender Drehung des Antriebsrades zwischen dem ersten Abtrieb und dem zweiten Abtrieb eine Relativdrehung erfolgt.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abtrieb, der mit der ersten Stabilisatorhälfte verbunden ist
- in Form einer im Gehäuse drehbar gelagerten Drehwelle bei feststehendem Gehäuse ausgebildet ist
oder
- durch das Gehäuse eine erste Abtriebswelle gebildet wird und dass der zweite Abtrieb in Form einer im Gehäuse drehbar gelagerten zweiten Abtriebswelle ausgebildet ist.
9. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abtriebswelle ausgangsseitig ein erstes Anschlusselement aufweist, welches mit der ersten Stabilisatorhälfte verbunden ist und dass die zweite Abtriebswelle ausgangsseitig ein zweites Anschlusselement aufweist, welches mit der zweiten Stabilisatorhälfte verbunden ist und dass die Verbindung zwischen erster Abtriebswelle und erster Stabilisatorhälfte und/oder die Verbindung zwischen zweiter Abtriebswelle und zweiter Stabilisatorhälfte mit einer Überlastsicherung in Form einer Rutschkupplung versehen ist, die die jeweilige kraftschlüssige Verbindung bei Überschreiten eines vorgegebenen Momentes/einer vorgegebenen Torsion löst und bei Unterschreiten dieses Momentes /der Torsion schließt, wobei die Verbindung durch eine Längs- oder Querpressverbindung ausgebildet ist und im Bereich der Verbindung eine Schicht, insbesondere eine Phosphatschicht angeordnet ist, die den
Mikroformschluss zwischen der jeweiligen Abtriebswelle und der
Stabilisatorhälfte gewährleistet und den bei der Pressverbindung auftretenden Kraftschluss bis zu dem vorgegebenen Moment überträgt.
10. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Messanordnung zur Erfassung der Torsion aufweist, und dass die Messanordnung mit einer Steuerungslogik gekoppelt ist, so dass bei Erkennen einer Torsion der Motor des Aktuators so gesteuert wird, dass die Torsion geregelt wird.
PCT/DE2011/075210 2010-09-06 2011-09-05 Entkoppelbarer aktuator, insbesondere mit elektromechanischem antrieb WO2012048694A1 (de)

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DE112011102960T DE112011102960A5 (de) 2010-09-06 2011-09-05 Entkoppelbarer Aktuator, insbesondere mit elektromechanischem Antrieb

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DE202010008467.9 2010-09-06

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