PÖHLER, Hansjörg (Erlengrund 17, Grambach, A-8071, AT)
RAU, Jürgen (Tokiostraße 3/4/4, Wien, A-1220, AT)
FINDER, Christoph (Steinberg 15, Weiz, A-8160, AT)
NEUWIRTH, Gerhard (Hochfeld 102, St.nikolai Ob Drassling, A-8422, AT)
PICHLER, Gerhard (Zirknitz 47B, St.Stefan/Stainz, A-8511, AT)
EISENHAUER, Werner (Ahornweg 16, Gössendorf, A-8071, AT)
LINDVAI-SOOS, Daniel (Purgleitnerstraße 40/2, Graz, A-8010, AT)
GAGLA, Konrad (Liebenauer Hauptstraße 317, Graz, A-8041, AT)
PÖHLER, Hansjörg (Erlengrund 17, Grambach, A-8071, AT)
RAU, Jürgen (Tokiostraße 3/4/4, Wien, A-1220, AT)
FINDER, Christoph (Steinberg 15, Weiz, A-8160, AT)
NEUWIRTH, Gerhard (Hochfeld 102, St.nikolai Ob Drassling, A-8422, AT)
PICHLER, Gerhard (Zirknitz 47B, St.Stefan/Stainz, A-8511, AT)
EISENHAUER, Werner (Ahornweg 16, Gössendorf, A-8071, AT)
LINDVAI-SOOS, Daniel (Purgleitnerstraße 40/2, Graz, A-8010, AT)
| Patentansprüche 1. Aktiver elektrischer Wankstabilisator mit einem Stabilisatorgehäuse (2), in dem ein Elektromotor (3) mit Untersetzungsgetriebe (8) angeordnet ist, wobei ein Stator (4) des Elektromotors (3) gehäusefest angeordnet ist und ein Rotor (5) des Elektromotors (3) mit einem Eingang des Untersetzungsgetriebes (8) verbunden ist, und mit zwei durch den Elektromotor (3) gegeneinander verdrehbaren Stabilisatorhälften (6, 7) eines Stabilisatorstabes, von denen eine mit einem Ausgang des Untersetzungsgetriebes (8) und die andere mit dem Stabilisatorgehäuse (2) verbunden ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Rotor (5) des Elektromotors (3) und dem Stabilisatorgehäuse (2) eine hydraulische Dämpfungseinheit (10, 33, 51) angeordnet ist, die einen mit dem Stabilisatorgehäuse gekoppelten oder koppelbaren gehäuseseitigen Abschnitt (75) und einen mit dem Rotor (5) drehfest gekoppelten oder koppelbaren rotorseitigen Ab- schnitt (74) umfasst, wobei der gehäuseseitige Abschnitt (75) und der rotorseitige Abschnitt (74) zur Erzeugung eines Dämpfungsmoments gegeneinander bewegbar sind. 2. Wankstabilisator nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der rotorseitige Abschnitt (74) ein innerhalb eines Dämpfergehäuses (11, 34, 58) in einem Hydraulikfluid (27, 35, 63) bewegbar gelagertes Bremselement (22, 37, 65) umfasst, dessen Bewegung durch das Hydraulikfluid (27, 35, 63) abbremsbar ist. 3. Wankstabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dämpfergehäuse (11, 34, 58) durch einen Abschnitt des Stabilisatorgehäuses (2) oder als separates Gehäuse gebildet ist. 4. Wankstabilisator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Bremselement (22, 37, 65) und/oder in dem Dämpfer- gehäuse (11, 34, 58) und/oder zwischen dem Bremselement (22, 37, 65) und dem Dämpfergehäuse (11, 34, 58) eine oder mehrere Drosselöffnungen (31, 46, 49) für das Hydraulikfluid (27, 35, 63) ausgebildet sind. 5. Wankstabilisator nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Kopplungselement (12, 66), insbesondere in Form einer Klauenkupplung, vorgesehen ist, durch das das Bremselement (22, 37, 65) temporär an den Rotor (5), insbesondere an eine drehfest mit dem Rotor (5) verbundene Rotorwelle (67), bewegungswirksam ankoppelbar ist. 7. Wankstabilisator nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) gegenüber dem Dämpfergehäuse (11, 34, 58) verdrehbar, verschwenkbar oder verschiebbar gelagert ist. 8. Wankstabilisator nach zumindest einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dämpfungseinheit (10, 33, 51) eine insbesondere rotatorische Hydraulikpumpe (52) umfasst. 9. Wankstabilisator nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hydraulikpumpe als Gerotor-, Zahnring- oder Zahnradpumpe (52) oder als Hydraulikpumpe anderer Bauart ausgebildet ist. 10. Wankstabilisator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (65) als Kolben, insbesondere als Rotor, der Hydraulikpumpe (52) ausgebildet ist oder drehwirksam mit diesem verbunden ist. 11. Wankstabilisator nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hydraulikpumpe (52) einen Einlass (53) und einen Auslass (54) umfasst, die zum Austausch von Hydraulikfluid (63) über zumindest eine Hydraulikleitung (55) miteinander verbunden sind. 12. Wankstabilisator nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hydraulikleitung (55) als Drosselleitung (57) ausgebildet ist. 13. Wankstabilisator nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hydraulikleitung (42, 55) als Kurzschlussleitung (41) aus- gebildet ist und dass in der Kurzschlussleitung (41) ein Hydraulikventil (45) angeordnet ist. 14. Wankstabilisator nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Hydraulikventil (45) als elektrisch ansteuerbares Ventil ausgebildet ist, das im stromlosen Zustand geschlossen ist. 15. Wankstabilisator nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) verschiebbar gegenüber dem Dämpfergehäuse (11, 34, 58) gelagert ist und mit dem Rotor (5) über eine Rotations /Translations-Umsetzeinheit gekoppelt oder koppelbar ist. 16. Wankstabilisator nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) gegenüber dem Rotor (5) verschiebbar ist und mit dem Dämpfergehäuse (11, 34, 58) über eine Rotations /Translations-Umsetzeinheit verbunden ist. 17. Wankstabilisator nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dämpfergehäuse (11, 34, 58) zumindest eine Hydraulik- kammer (28, 36, 64) umfasst, die durch das Bremselement (22, 37, 65) in zumindest zwei Unterkammern (29, 30; 39, 40) variabler Größe geteilt wird. 18. Wankstabilisator nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Unterkammern (29, 30; 39, 40) zum Austausch von Hyd- raulikfluid (27, 35, 63) über zumindest eine Hydraulikleitung (42, 55) miteinander verbunden sind. 19. Wankstabilisator nach Anspruch 17 oder 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hydraulikkammer (28, 36, 64) einen teilringförmigen Querschnitt besitzt und das Bremselement (22, 37, 65) in der Hydraulikkammer (28, 36, 64) verschwenkbar angeordnet ist. 20. Wankstabilisator nach Anspruch 17 oder 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) in der Hydraulikkammer (28, 36, 64) axial verschiebbar angeordnet ist und dass ein mit einer der Stabilisatorhälften (6, 7) drehwirksam verbundenes Gewinde (25) vorgesehen ist, das mit einem an dem Bremselement (22, 37, 65) vorgesehenen Gegengewinde (23) zum axialen Verschieben des Bremselements (22, 37, 65) in Eingriff steht. 21. Wankstabilisator nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) axial verschiebbar auf einer innerhalb der Hydraulikkammer (28, 36, 64) angeordneten Kolbenführungsstange (15) angeordnet ist. 22. Wankstabilisator nach Anspruch 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) drehfest mit der Kolbenführungsstange ( 15) verbunden ist und dass das Gegengewinde als Au- ßengewinde (23) des Bremselements (22, 37, 65) und das Gewinde als an einer Wand (24) der Hydraulikkammer (28, 36, 64) vorgesehenes Innengewinde (25) ausgebildet sind. 23. Wankstabilisator nach Anspruch 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Bremselement (22, 37, 65) gegenüber der Kolbenführungsstange ( 15) verdrehbar ist und dass das Gegengewinde als Außengewinde der Kolbenführungsstange (15) und das Gewinde als Innengewinde des Bremselements (22, 37, 65) ausgebildet sind. 24. Wankstabilisator nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mit der Kolbenführungsstange (15) ein Kopplungselement (12) drehfest verbunden ist, das zum temporären drehfesten Ankoppeln an den Rotor (5) oder das Stabilisatorgehäuse (2) ausgebildet ist. 25. Wankstabilisator nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dämpfungseinheit (10, 33, 51) umschaltbar zum Erzeugen von insbesondere zwei unterschiedlichen Dämpfungsmomenten ausgebildet ist. 26. Wankstabilisator nach Anspruch 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dämpfungseinheit (10, 33, 51) so ausgelegt ist, dass ein Dämpfungsmoment als Resonanzdämpfungsmoment und das andere Dämpfungsmoment als Bremsmoment zwischen den Stabilisatorhälften (6, 7) wirksam ist, wobei das Bremsmoment größer als das Resonanzdämpfungsmoment ist. 27. Wankstabilisator nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zum Bilden einer hydraulischen Fail-Safe-Bremse die Dämp- fungseinheit (10, 33, 51) bei einem Ausfall des Elektromotors (3) automatisch auf die Erzeugung des Bremsmoments umstellbar ist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft einen aktiven elektrischen Wankstabili- sator mit einem Stabilisatorgehäuse, in dem ein Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, wobei ein Stator des Elektromotors gehäusefest angeordnet ist und ein Rotor des Elektromotors mit einem Eingang des Untersetzungsgetriebes verbunden ist, und mit zwei durch den Elektromotor gegeneinander verdrehbaren Stabilisatorhälften eines Stabi- lisatorstabes, von denen eine mit einem Ausgang des Untersetzungsgetriebes und die andere mit dem Stabilisatorgehäuse verbunden ist.
Aktive elektrische Wankstabilisatoren umfassen üblicherweise einen zweigeteilten Stabilisatorstab, der im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeug- achse angeordnet ist. Die beiden außen gelegenen Enden der Stabilisatorhälften sind jeweils mit der Radaufhängung verbunden, während die einander zugewandten, innen liegenden Enden der beiden Stabilisatorhälften über den Elektromotor gegeneinander jeweils um ihre Längsachse verdrehbar sind. Durch die beim Verdrehen der Stabilisatorhälften entste- hende Torsionskraft kann einem Wanken des Fahrzeugs, wie es insbesondere bei Kurvenfahrt auftreten kann, entgegengewirkt werden.
Eine der Stabilisatorhälften ist üblicherweise mit dem Stabilisatorgehäuse und damit mit dem Stator des Elektromotors drehfest verbunden, wäh- rend die andere Stabilisatorhälfte über das Untersetzungsgetriebe, wie beispielsweise ein Planetenge triebe, mit der Motorwelle und damit mit dem Rotor des Elektromotors verbunden ist. Aufgrund des Untersetzungsgetriebes kann ein hoch drehender, klein bauender Elektromotor verwendet werden. Durch entsprechendes Ansteuern des Elektromotors werden Mo- torwelle und Stabilisatorgehäuse gegeneinander verdreht, was zu der gewünschten Torsion der Stabilisatorhälften führt.
Eine Aktivierung des Wankstabilisators ist insbesondere bei Kurvenfahrt erforderlich, um ein bei einer Kurvenfahrt auftretendes Wanken zu vermeiden bzw. zu kompensieren. Bei einer Geradeausfahrt haben aktive elektrische Wankstabilisatoren gegenüber passiven Wankstabilisatoren den Vorteil, dass die beiden Stabilisatorhälften entkoppelt sind und somit auf ein Rad wirkende, beispielsweise durch Bodenunebenheiten verur- sachte Störungen sich nicht bzw. nur geringfügig auf das jeweils andere Rad auswirken. Bei bekannten aktiven elektrischen Wankstabilisatoren besteht hier jedoch folgendes Problem. Aktive elektrische Wankstabilisatoren stellen nach den Regeln der Maschinendynamik ein Ein-Massen- Schwingungssystem mit einer ausgeprägten Resonanzfrequenz dar. Der Stabilisator bildet dabei die Feder und der Rotor des Elektromotors die
Masse dieses Schwingungssystems, wobei das Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes quadratisch in die Berechnung des Massenträgheitsmoments des Rotors eingeht. Bei bekannten Systemen liegt die Resonanzfrequenz bei 5 bis 7 Hz. Die Resonanzfrequenz liegt somit in der Grö- ßenordnung der Schwingungsfrequenz der Räder, die üblicherweise bis 10 Hz betragen kann, während sich der Fahrzeugaufbau selbst in der Größenordnung bis 1 Hz bewegt.
Der Vorteil des aktiven elektrischen Wankstabilisators, dass bei Gerade- ausfahrt die beiden Stabilisatorhälften entkoppelt sind, kann somit systembedingt nur bis zu geringen Frequenzen deutlich unterhalb der Resonanzfrequenz genutzt werden. Es ist zwar prinzipiell möglich, bei Geradeausfahrt eine fahrbahnseitige Wankanregung über entsprechende Sensoren zu erkennen und auszuregeln, durch ein solches aktives Ausregeln wird jedoch Energie verbraucht und darüber hinaus verursachen die benötigten Sensoren zusätzliche Kosten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen aktiven elekt- rischen Wankstabilisator anzugeben, der ohne zusätzliche Energiezufuhr die Resonanzfrequenz bedämpft.
Ausgehend von einem aktiven elektrischen Wankstabilisator der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Rotor des Elektromotors und dem Stabilisatorgehäuse eine hydraulische Dämpfungseinheit angeordnet ist, die einen mit dem Stabilisatorgehäuse gekoppelten oder koppelbaren gehäuseseitigen Abschnitt und einen mit dem Rotor drehfest gekoppelten oder koppelbaren rotorsei- tigen Abschnitt umfasst, wobei der gehäuseseitige Abschnitt und der ro- torseitige Abschnitt zur Erzeugung eines Dämpfungsmoments gegenein- ander bewegbar sind.
Durch die Dämpfungseinheit wird das Auftreten der Resonanzfrequenz des Wankstabilisators vermieden. Weiterhin ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der Dämpfungseinheit zwischen dem Rotor des Elektromotors und dem Stabilisatorgehäuse der Vorteil niedriger Momente, da der rotorseitige Abschnitt gemeinsam mit dem Rotor mehrere Umdrehungen ausführen kann. Dadurch können als Dämpfungseinheit Mehrkammer-Pumpen verwendet werden, die den Vorteil geringer Druckpulsation mit sich bringen.
Der Begriff Stabilisatorhälften ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung dabei nicht so zu verstehen, dass der Stabilisatorstab genau hälftig aufgeteilt ist, sondern es kann auch eine unsymmetrische Aufteilung des Stabilisatorstabes vorliegen. Das Untersetzungsgetriebe kann beispielsweise als Planetengetriebe oder in sonstiger geeigneter Form ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Dämpfungseinheit ein innerhalb eines Dämpfergehäuses in einem
Hydraulikfluid bewegbar gelagertes Bremselement, dessen Bewegung durch das Hydraulikfluid abbremsbar ist. Die hydraulische Dämpfungseinheit macht sich somit den bei einer Bewegung des Bremselements durch das Hydraulikfluid erzeugten Strömungswiderstand zunutze, um eine Dämpfung der Bewegung der Stabilisatorhälften zu erreichen, so dass ein Aufschaukeln des Wankstabilisators auch insbesondere bei insbeson- dere hohen Frequenzen, im Bereich der Schwingungsfrequenzen der Räder verhindert wird. Es handelt sich bei dieser Dämpfung somit um eine passive Dämpfung, die keine Energiezufuhr von außen erforderlich macht. Vorteilhaft ist das Dämpfergehäuse durch einen Abschnitt des Stabilisatorgehäuses oder als separates Gehäuse gebildet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in dem Bremselement und/ oder in dem Dämpfergehäuse und/ oder zwischen dem Bremselement und dem Dämpfergehäuse eine oder mehrere Drosselöffnungen für das Hydraulikfluid ausgebildet. Bei einer Bewegung des
Bremselements kann das Hydraulikfluid somit durch die Drosselöffnungen hindurchströmen, wobei durch eine entsprechende Wahl der Größe und Anzahl der Drosselöffnungen ein gewünschter Strömungswiderstand eingestellt werden kann, der wiederum in einem gewünschten, auf die Stabilisatorhälften wirkenden Dämpfungsmoment resultiert.
Weiter bevorzugt kann ein Kopplungselement, insbesondere in Form einer Klauenkupplung, vorgesehen sein, durch das das Bremselement temporär an den Rotor, insbesondere an eine drehfest mit dem Rotor verbundene Rotorwelle, bewegungswirksam ankoppelbar ist. Auch in diesem Fall kann die Ankopplung direkt oder über zwischengeschaltete Elemente, bei- spielsweise ein Getriebe, insbesondere in Form eines Planetengetriebes, erfolgen. Die Ankopplung des Bremselements kann dabei nur bei Geradeausfahrt und/oder in einem Fehlerfall, d.h. bei Ausfall des Elektromotors erfolgen, während bei Kurvenfahrt bzw. im Normalbetrieb das Bremsele- ment von der Stabilisatorhälfte entkoppelt sein kann.
Bei dauerhafter Ankopplung des Bremselements an den Rotor ist nicht nur bei Geradeausfahrt, sondern auch bei Kurvenfahrt eine Dämpfung bei Störanregung vorhanden. Eine dauerhafte Kopplung ist möglich, da das Dämpfungsmoment der Dämpfungseinheit sehr gering eingestellt werden muss, um die Wirkung des Wankstabilisators nicht zu beeinträchtigen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bremselement gegenüber dem Dämpfergehäuse verdrehbar, verschwenk- bar oder verschiebbar gelagert. Allen Bewegungsarten ist gemeinsam, dass bei der entsprechenden Bewegung aufgrund des auf das Bremselement einwirkenden Hydraulikfluids ein Dämpfungsmoment zwischen den Stabi- lisatorhälften erzeugt wird. Vorteilhaft umfasst das Dämpfergehäuse zumindest eine Hydraulikkammer, die durch das Bremselement in zumindest zwei Unterkammern variabler Größe geteilt wird. Die Größe der Unterkammern ändert sich dabei entsprechend der Bewegung des Bremselements, wobei beispielsweise über die zuvor genannten Drosselöffnungen Hydraulikfluid von einer Un- terkammer in die andere Unterkammer strömen kann, wodurch die gewünschte Dämpfungswirkung erzeugt wird.
Es ist auch möglich, dass nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform die Unterkammern zum Austausch von Hydraulikfluid über zumin- dest eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. Dies kann alter- nativ oder zusätzlich zu den bereits beschriebenen Drosselöffnungen erfolgen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Dämpfungseinheit eine insbesondere rotatorische Hydraulikpumpe. Die Hydraulikpumpe kann dabei bevorzugt als Gerotor-, Zahnring- oder Zahnradpumpe oder als Hydraulikpumpe anderer Bauart ausgebildet sein. Bevorzugt kann dabei das Bremselement als Kolben der Hydraulikpumpe, beispielsweise als Innen- oder als Außenrotor oder als Axialkol- ben, ausgebildet sein oder drehwirksam mit diesem verbunden sein. Weiter bevorzugt kann die Hydraulikpumpe einen Einlass und einen Ausläse umfassen, die zum Austausch von Hydraulikfluid über zumindest eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. Vorteilhaft kann die Hydraulikleitung als Drosselleitung ausgebildet sein. Dies ist insbesondere bei einer nur temporären Ankopplung des Bremselements sinnvoll, da in diesem Fall das abgekoppelte Bremselement bei Kurvenfahrt nicht bewegt wird und erst bei Geradeausfahrt durch die Ankopplung des Bremselements eine Bewegung des Bremselements ge- genüber dem Dämpfergehäuse erfolgt, durch die Hydraulikfluid durch die Drosselleitung transportiert wird. Aufgrund der Ausbildung als Drosselleitung kann dabei ein gewünschter Strömungswiderstand eingestellt werden, der zu einer entsprechenden Dämpfung der Bewegung der Stabilisatorhälften führt.
Es ist auch möglich, dass nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Hydraulikleitung als Kurzschlussleitung ausgebildet ist und dass in der Kurzschlussleitung ein Hydraulikventil angeordnet ist. Insbesondere kann das Hydraulikventil dabei als elektrisch ansteuer- bares Ventil ausgebildet sein, das bei Geradeausfahrt und/ oder im ström- losen Zustand geschlossen ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die zuvor beschriebenen Drosselöffnungen in dem Bremselement und/ oder zwischen dem Bremselement und dem Dämpfergehäuse und/ oder in dem Dämpfergehäuse vorhanden sind und eine dau- erhafte Kopplung zwischen dem Bremselement und dem Rotor existiert. In diesem Fall wird bei Kurvenfahrt das durch das Bremselement bewegte Hydraulikfluid über die Kurzschlussleitung im Wesentlichen ohne bzw. mit nur geringem Strömungswiderstand transportiert, während bei Geradeausfahrt diese Kurzschlussleitung geschlossen bzw. der Durchfluss durch diese Leitung zumindest stark reduziert wird. Bei Geradeausfahrt kann somit nur noch ein Fluidtransport durch die vorgenannten Drosselöffnungen mit deutlich erhöhtem Strömungswiderstand erfolgen, wodurch die gewünschte Dämpfung des Wankstabilisators erreicht wird. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bremselement verschiebbar gegenüber dem Dämpfergehäuse gelagert und mit dem Rotor über eine Rotations/Translations-Umsetzeinheit gekoppelt oder koppelbar. Es ist auch möglich, dass das Bremselement gegenüber dem Rotor verschiebbar ist und mit dem Dämpfergehäuse über eine Rota- tions/Translations-Umsetzeinheit verbunden ist. Auf diese Weise kann die Drehbewegung des Rotors in eine entsprechende Translationsbewegung des Bremselements umgesetzt werden. Dadurch ist es möglich, das
Bremselement als innerhalb der Hydraulikkammer verschiebbaren Kolben auszubilden, der bei einer entsprechenden Verschiebung entweder Hyd- raulikfluid durch eine entsprechende Hydraulikleitung von einer der Unterkammern in die andere verschiebt oder einen entsprechenden Fluidtransport durch die in dem Bremselement und/ oder in dem Dämpfergehäuse und/ oder zwischen dem Bremselement und dem Dämpfergehäuse ausgebildeten Drosselöffnungen bewirkt. Bevorzugt besitzt die Hydraulikkammer einen teilringförmigen Querschnitt, wobei das Bremselement in der Hydraulikkammer verschwenkbar angeordnet ist. Mit dieser Ausbildung kann die Drehbewegung des Rotors in einfacher Weise direkt auf das Bremselement übertragen werden. Be- vorzugt kann dabei ein Getriebe zwischen dem Rotor und dem Bremselement vorgesehen sein, um beispielsweise eine mehrfache Umdrehung des Rotors in eine entsprechende Schwenkbewegung des Bremselements umzusetzen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bremselement in der Hydraulikkammer axial verschiebbar angeordnet, wobei ein mit einer der Stabilisatorhälften drehwirksam verbundenes Gewinde vorgesehen ist, das mit einem an dem Bremselement vorgesehenen Gegengewinde zum axialen Verschieben des Bremselements in Eingriff steht. Mit dieser Ausführungsform kann in einfacher Weise eine Drehbewegung der Stabilisatorhälfte in eine Translationsbewegung des Bremselements umgesetzt werden.
Bevorzugt kann dabei das Bremselement axial verschiebbar auf einer in- nerhalb der Hydraulikkammer angeordneten Kolbenführungsstange angeordnet sein. Das Bremselement kann dabei drehfest mit der Kolbenführungsstange verbunden sein, wobei das Gegengewinde als Außengewinde des Bremselements und das Gewinde als an einer Wand der Hydraulikkammer vorgesehenes Innengewinde ausgebildet sein kann. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Bremselement gegenüber der Kolbenführungsstange verdrehbar ist und dass das Gegengewinde als Außengewinde der Kolbenführungsstange und das Gewinde als Innengewinde des
Bremselements ausgebildet sind. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mit der Kolbenführungsstange ein Kopplungselement drehfest verbunden, das zum temporären drehfesten Ankoppeln an den Rotor oder das Stabilisatorgehäuse ausgebildet ist.
Bevorzugt ist die Dämpfungseinheit umschaltbar zum Erzeugen von insbesondere zwei unterschiedlichen Dämpfungsmomenten ausgebildet. Vorteilhaft ist dabei die Dämpfungseinheit so ausgelegt, dass ein Dämpfungsmoment als Resonanzdämpfungsmoment und das andere Dämp- fungsmoment als Bremsmoment zwischen den Stabilisatorhälften wirksam ist, wobei das Bremsmoment größer als das Resonanzmoment ist.
Auf diese Weise kann die Dämpfungseinheit nicht nur zum Dämpfen von Resonanzen bei Geradeausfahrt, sondern auch als hydraulische Fail-Safe- Bremse bei einem Ausfall des Elektromotors, beispielsweise aufgrund von Stromausfall, verwendet werden. Zum Bilden einer hydraulischen Fail- Safe-Bremse kann die Dämpfungseinheit dazu bei einem Ausfall des Elektromotors vorteilhaft automatisch auf die Erzeugung des Bremsmoments umstellbar sein. Grundsätzlich ist jedoch auch eine manuelle Umstellbarkeit denkbar.
Bei aktiviertem Wankstabilisator besteht ein Kräftegleichgewicht zwischen den durch die verdrehten Stabilisatorhälften erzeugten Torsionskräften und der von dem Elektromotor erzeugten Kraft, so dass sich der Elektro- motor in einem vorgespannten Zustand befindet. Bei einem Ausfall des
Elektromotors, beispielsweise durch einen Stromausfall oder einen Ausfall der Steuerung des Elektromotors, ist das vorhandene Kräftegleichgewicht aufgehoben, so dass sich der Rotor des Elektromotors zusammen mit der Motorwelle aufgrund der Vorspannung der tordierten Stabilisatorhälften mit sehr hoher Geschwindigkeit zurückdreht. Es erfolgt somit eine plötzli- che und abrupte Entspannung der Stabilisatorhälften, was zu einer entsprechend abrupten Störung in den Fahreigenschaften des mit dem
Wankstabilisator versehenen Fahrzeugs führt. Es ist daher wünschenswert, dass ein solches plötzliches und schnelles Zurückdrehen des Elekt- romotors vermieden wird.
Durch das mittels der Dämpfungseinheit erzeugbare Bremsmoment wird eine sichere und sanfte Abbremsung der Drehbewegung der Stabilisatorhälften bei einem Ausfall des Elektromotors erreicht, da die hydraulische Fail-Safe-Bremse von einer Stromzufuhr unabhängig ist.
Eine solche kombinierte Verwendung der Dämpfungseinheit ist problemlos möglich, da sich das für die Dämpfung bei Geradeausfahrt erforderliche Resonanzdämpfungsmoment von dem für eine Fail-Safe-Bremse benö- tigten Bremsmoment deutlich unterscheidet. Somit kann beispielsweise bei Vorhandensein einer eine schwache Dämpfung bewirkenden Drosselleitung im Normalbetrieb das Hydraulikfluid gegen den Strömungswiderstand der Drossel gefördert werden, um sowohl beim Geradeausfahren als auch bei Kurvenfahrt eine Resonanzdämpfung zu erreichen. Im Fehlerfall, d.h. bei Ausfall des Elektromotors, kann dann die Drossel bevorzugt automatisch, insbesondere durch Stromlosschalten geschlossen werden und das Bremsmoment beispielsweise durch Leckage oder durch entsprechend kleine zusätzliche Drosselöffnungen erzeugt werden. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass die in der Drosselleitung vorhandene Drossel im Feh- lerfall nicht vollständig, sondern nur teilweise geschlossen wird, um so von dem Resonanzdämpfungsmoment auf das Bremsmoment umzuschalten. Die Kombination von Resonanzdämpfung und Fail-Safe-Bremse ist sowohl bei fester Kopplung als auch mit dem beschriebenen Kopplungselement möglich. Auch die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Dämp- fungseinheit können für eine solche Kombination verwendet werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wankstabilisators in einen Kraftfahr- zeug,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Dämpfungseinheit des
Wankstabilisators nach Fig. 1 , Fig. 3 eine Seitenansicht der Dämpfungseinheit nach Fig. 2,
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der Dämpfungseinheit nach
Fig. 2, Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäß ausgebildete Fail-Safe-Bremse,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 eine Seitenansicht der Ausführung nach Fig. 6,
Fig. 8 einen Querschnitt durch die Ausführungsform nach
Fig. 7 entlang der Linie B-B und Fig. 9 eine Längsschnitt durch ein Stabilisatorgehäuse mit
Elektromotor, Gero torpumpe und Planetenge triebe.
Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung einen aktiven elektrischen Wankstabilisator 1 mit einem Stabilisatorgehäuse 2, in dem ein Elektromotor 3 mit einem gehäusefesten Stator 4 und einem drehbar gelagerten Rotor 5 angeordnet ist.
Weiterhin umfasst der Wankstabilisator 1 einen zweigeteilten Stabilisator- stab, der eine erste Stabilisatorhälfte 6 sowie eine zweite Stabilisatorhälfte 7 umfasst. Während die erste Stabilisatorhälfte 6 drehfest mit dem Stabilisatorgehäuse 2 verbunden ist, ist die zweite Stabilisatorhälfte 7 über ein Planetengetriebe 8 antriebswirksam mit dem Rotor 5 verbunden. Die freien Enden der Stabilisatorhälften 6, 7 sind jeweils mit Rädern 9 der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs verbunden, um auf bekannte Weise durch Verdrehen der Stabilisatorhälften 6, 7 gegeneinander über den Elektromotor 3 ein Wanken des Kraftfahrzeugs zu kompensieren. In analoger Weise oder alternativ kann ein weiterer Wankstabilisator auch zwi- sehen den Rädern 9' der Hinterachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
Innerhalb des Stabilisatorgehäuses 2 ist eine hydraulische Dämpfungseinheit 10 angeordnet, durch die zumindest bei Geradeausfahrt ein Resonanzdämpfungsmoment und vorteilhaft zusätzlich bei Ausfall des Elekt- romotors 3 ein Bremsmoment zwischen den Stabilisatorhälften 6, 7 erzeugbar ist.
Die Dämpfungseinheit 10 umfasst dazu ein Dämpfergehäuse 1 1 , das drehfest mit dem Rotor 5 verbunden ist, einen rotorseitigen Abschnitt 74 der Dämpfungseinheit 10 bildet und einen zylinderförmigen Aufbau mit kreisförmigem Querschnitt besitzt. An einer Stirnseite des Dämpfergehäuses 1 1 ist ein Kopplungselement 12 angeordnet, das über ein Lager 13 drehbar gegenüber dem Dämpfergehäuse 1 1 gelagert ist. Weiterhin ist innerhalb des Stabilisatorgehäuses 2 ein Kopplungsgegenelement 14 ge- häusefest angeordnet, das zum temporären drehfesten Verbinden mit dem Kopplungselement 12 beispielsweise als federbelasteter Arretierhebel ausgebildet ist. Die Ansteuerung des Kopplungsgegenelements 14 kann dabei über eine nicht dargestellte Steuereinheit, beispielsweise über die zentrale Steuereinheit des Kraftfahrzeugs erfolgen.
Fig. 2 zeigt den Aufbau der Dämpfungseinheit 10 im Einzelnen anhand eines Längsschnitts entlang der Linie A-A aus Fig. 3. Innerhalb des Dämpfergehäuses 1 1 ist eine Kolbenführungsstange 15 über Lager 16 drehbar gelagert, wobei sich die Kolbenführungsstange 15 durch ein stirnseitiges Abschlusselement 17 des Dämpfergehäuses 1 1 hindurch erstreckt. Auf dem sich durch das Abschlusselement 17 hindurch erstreckenden freien Ende der Kolbenführungsstange 15 ist das Kopplungselement 12 drehfest angeordnet, das als Mitnehmerscheibe 18 ausgebildet ist und über seinen Umfang verteilt nutförmige Ausnehmungen 19 besitzt (siehe Fig. 4). Zur drehfesten Verbindung der Mitnehmerscheibe 18 mit der Kolbenführungsstange 15 ist diese als Zweiflach mit zwei gegenüberliegenden Abflachungen 20 ausgebildet, auf die die Mitnehmerscheibe 18 mit einer komplementär ausgebildeten Öffnung 21 aufgesteckt ist. Auch sonstige geeignete Verbindungen, z.B. eine Steckverzahnung, sind möglich.
Im Inneren des Dämpfergehäuses 1 1 ist ein als Axialkolben ausgebildetes Bremselement 22 angeordnet, das drehfest, jedoch axial verschiebbar auf der Kolbenführungsstange 15 angeordnet ist. Dies kann beispielsweise wiederum durch eine Ausbildung des innerhalb des Dämpfergehäuses 1 1 angeordneten Teils der Kolbenführungsstange 15 als Zweiflach oder durch sonstige geeignete Ausbildung erreicht werden. Das Bremselement 22 bildet zusammen mit der Kolbenführungsstange 15 und dem Kopplungselement 12 einen gehäuseseitigen Abschnitt 75 der Dämpfungseinheit 10. Das Bremselement 22 besitzt ein Außengewinde 23, das mit einem an der Wand 24 des Dämpfergehäuses 1 1 ausgebildeten Innengewinde 25 in Eingriff ist. Durch ein Verdrehen der Mitnehmerscheibe 18 um die Längsachse 26 der Kolbenführungsstange 15 wird diese zusammen mit dem Bremselement 22 verdreht, wobei aufgrund der zusammenwirkenden Au- ßen- und Innengewinde 23, 25 das Bremselement 22 entlang der Kolbenführungsstange 15 axial verschoben wird.
Das Innere des Dämpfergehäuses 1 1 ist mit einem Hydraulikfluid 27 gefüllt, so dass innerhalb des Dämpfergehäuses 1 1 eine Hydraulikkammer 28 ausgebildet ist, die durch das Bremselement 22 in zwei Unterkammern 29, 30 unterteilt wird. Bei einer axialen Verschiebung des Bremselements 22 auf der Kolbenführungsstange 15 wird jeweils eine der Unterkammern 29, 30 vergrößert, während die andere Unterkammer 30, 29 entsprechend verkleinert wird. Gleichzeitig fließt ein Teil des sich innerhalb der sich verkleinernden Unterkammern 29, 30 befindenden Hydraulikfluids über eine oder mehrere in dem Bremselement 22 ausgebildete Drosselöffnungen 31 in die sich vergrößernde Unterkammer 30, 29. Bei entsprechende Dimensionierung der Drosselöffnungen 31 wirkt eine entsprechende Gegenkraft gegen das sich verschiebende Bremselement 22, die ein Reso- nanzdämpfungsmoment für die beiden Stabilisatorhälften 6, 7 erzeugt, wie es weiter unter beschrieben wird.
Im Bereich des an dem Abschlusselement 17 angeordneten Lagers 16 ist eine Dichtung 32 angeordnet, durch die verhindert wird, dass das Hydraulikfluid 27 über die Durchführung in dem Abschlusselement 17 nach außen entweichen kann.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäß ausgebilde- ten Wankstabilisators gemäß den Fig. 1 bis 4 näher beschrieben.
Wie bereits beschrieben, wird bei einer Kurvenfahrt ein Wanken des Kraftfahrzeugs dadurch kompensiert, dass durch Bestromen des Elektromotors 3 die beiden Stabilisatorhälften 6, 7 gegeneinander verdreht werden, was zu einer Torsion der beiden Stabilisatorhälften 6, 7 führt. Die Torsions- kräfte wirken auf die Radaufhängungen und wirken somit einem Wanken des Fahrzeugs entgegen. Bei einer Geradeausfahrt ist der Elektromotor 3 hingegen üblicherweise unbestromt, so dass die beiden Stabilisatorhälften weitgehend entkoppelt sind.
Ohne erfindungsgemäße hydraulische Dämpfungseinheit 10 besteht bei einer Geradeausfahrt die Gefahr des Aufschaukeins durch eine fahrbahn- seitige Anregung, so dass der Vorteil der Entkopplung der beiden Stabili- satorhälften 6, 7 beim Geradeausfahren nur bei sehr geringen Frequenzen genutzt werden kann. Erfindungsgemäß wird daher bei Geradeausfahrt das Kopplungsgegenelement 14 so angesteuert, dass es in eine der nut- förmigen Ausnehmungen 19 der Mitnehmerscheibe 18 eingreift, so dass die Mitnehmerscheibe 18 fest mit dem Stabilisatorgehäuse 2 und damit mit der ersten Stabilisatorhälfte 6 verbunden wird. Das Kopplungsgegen- element 14 kann dabei beispielsweise als federbelasteter Arretierhebel ausgebildet sein, der bei Kurvenfahrt beispielsweise über einen Elektromagneten in einer entkoppelten Stellung gehalten wird und bei Geradeausfahrt aufgrund der Federbelastung automatisch in eine mit der Mitnehmerscheibe 18 gekoppelte Stellung überführt wird. In dieser gekoppelten Stellung wird die durch die Torsionsbewegung der Stabilisatorhälften 6, 7 über die Mitnehmerscheibe 18 und die Kolbenführungsstange 15 auf das Bremselement 22 übertragen, wobei die entsprechende Drehbewegung des Bremselements 22 über die Außen- und In- nengewinde 23, 25 in eine entsprechende axiale Verschiebung des Bremselements 22 umgesetzt wird. Wie bereits beschrieben, wird bei dieser axialen Verschiebung Hydraulikfluid 27 aus der sich verkleinernden Unterkammer 29, 30 in die andere sich vergrößernde Unterkammer 30, 29 durch die Drosselöffnung 31 hindurch verdrängt, wodurch eine auf das Bremselement 22 wirkende Gegenkraft erzeugt wird. Da das Dämpfergehäuse 11 wiederum über das Planetengetriebe 8 antriebswirksam mit der zweiten Stabilisatorhälfte 7 verbunden ist, wird durch diese Gegenkraft letztlich ein zwischen den Stabilisatorhälften 6, 7 wirkendes Resonanzdämpfungsmoment erzeugt, so dass einem Aufschaukeln des Wankstabili- sators wirksam entgegengewirkt wird.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Dämpfungseinheit 10 nach Fig. 1. Die übrigen Teile des Wankstabilisators 1 können dabei unverändert ausgebildet sein, so dass im Folgenden lediglich die die Dämp- fungseinheit betreffenden Unterschiede näher beschrieben werden.
Die in Fig. 5 dargestellte Dämpfungseinheit 33 umfasst ein Dämpfergehäuse 34, in dem eine mit Hydraulikfluid 35 gefüllte Hydraulikkammer 36 ausgebildet ist. Innerhalb der Hydraulikkammer 36 ist ein als Verdrän- gungsschaufel ausgebildetes Bremselement 37 angeordnet, das entsprechend der teilringförmigen Querschnittsform der Hydraulikkammer 36 um eine Mittelachse 38 des Dämpfergehäuses 34 verschwenkbar ausgebildet ist. Durch das Bremselement 37 wird die Hydraulikkammer 36 wiederum in zwei Unterkammern 39, 40 aufgeteilt. Die Unterkammern 39, 40 sind über eine als Kurzschlussleitung 41 ausgebildete Hydraulikleitung 42 miteinander verbunden, wobei die Kurzschlussleitung 41 jeweils über entsprechende in Wänden 43 der Unterkammern 39, 40 angeordnete Öffnungen 44 mit den Unterkammern 39, 40 kommuniziert. In der Kurzschlussleitung 41 ist ein Hydraulikventil 45 angeordnet, das im bestromten Zustand offen und im unbestromten Zustand geschlossen ist.
Der Strömungsquerschnitt der Kurzschlussleitung 41 sowie des offenen Hydraulikventils 45 ist so groß gewählt, dass bei einer Kurvenfahrt, d.h. bei bestromtem Hydraulikventil 45, bei einem Verschwenken des Bremselements 37 das Hydraulikfluid 35 mehr oder weniger ungehindert zwischen den Unterkammern 39, 40 hin und her strömen kann. Daher ist im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 kein Kopplungselement 12 zum temporären Ankoppeln des Bremselements an eine Stabilisatorhälfte erforderlich, sondern es können sowohl das Bremselement 37 als auch das Dämpfergehäuse 34 je mit einer Stabilisatorhälfte dauerhaft verbunden sein. Vorteilhaft ist dabei zwischen dem Bremselement 37 und dem Rotor 5 ein Übersetzungsgetriebe angeordnet, um die im Betrieb auftretenden mehreren Umdrehungen des Elektromotors 3 in die Schwenkbewegung des Bremselements 37 umzusetzen. Der rotorseitige Abschnitt 74 der Dämpfungseinheit wird bei diesem Ausführungsbeispiel von dem Bremselement 37 und der gehäuseseitige Abschnitt wird von dem Dämpfergehäuse 34 gebildet.
Bei einer Geradeausfahrt wird das Hydraulikventil 45 hingegen automatisch aufgrund entsprechender Sensorsignale geschlossen, so dass ein freies Verdrängen des Hydraulikfluids 35 über die Kurzschlussleitung 41 nicht mehr möglich ist, sondern das Hydraulikfluid 35 nur über optional in dem Bremselement 37 ausgebildete Drosselöffnungen 46 und/ oder über zwischen dem Bremselement 37 und Wänden 47, 48 der Hydraulikkammer 36 ausgebildete, Drosselöffnungen 49 bildende Spalte 50 relativ langsam hindurchgedrängt werden kann. Auf diese Weise wird wiederum das bei Geradeausfahrt gewünschte Resonanzdämpfungsmoment zwischen den Stabilisatorhälften 6, 7 erzeugt.
Grundsätzlich kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Kurzschlussleitung 41 entfallen, wenn das Bremselement 37 bzw. das Dämp- fergehäuse 34 nur temporär über ein Kopplungselement mit dem Rotor 5 bzw. dem Stabilisatorgehäuse 2 und damit mit einer der Stabilisatorhälften 6, 7 verbunden ist, wie es zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Während einer Kurvenfahrt wird aufgrund der Entkopplung das Bremselement 37 dann nicht bewegt, so dass die Stabilisatorhälften 6, 7 über den Elektromotor 3 in üblicher Weise zum Vermeiden von Wanken gegeneinander verdreht werden können. Eine Verschwenkung des Bremselements 37 erfolgt erst nach Einkopplung bei Geradeausfahrt. Dabei wird die gewünschte Resonanzdämpfung des Wankstabilisators in der beschriebenen Weise erreicht. Ist das Dämpfungsmoment entspre- chend gering, so dass es bei einer Kurvenfahrt die Wankstabilisierung nicht negativ beeinflusst, so kann das Kopplungselement entfallen und durch eine dauerhafte Kopplung ersetzt werden.
Andererseits kann auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Kurzschlussleitung vorgesehen sein, durch die die beiden Unterkammern 29, 30 über ein Hydraulikventil miteinander verbunden sind, wie es zum zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. In diesem Fall kann das Kopplungselement 12 entfallen und eine feste Kopplung zwischen dem Stabilisatorgehäuse 2 und der Kolbenführungsstange 15 vorhanden sein. Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Dämpfungseinheit 51. Der Anschluss innerhalb des Wankstabilisators 1 kann wie bereits zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben vorgesehen sein, so dass der Anschluss nicht im Einzelnen beschrieben wird. Die Dämpfungseinheit 51 umfasst gemäß Fig. 6 eine rotatorische Hydraulikpumpe in Form einer Gero torpumpe 52, deren Ein- und Auslässe 53, 54 über eine Hydraulikleitung 55 miteinander verbunden sind, so dass ein geschlossener Hydraulikkreislauf gebildet wird.
In der Hydraulikleitung 55 ist eine Drossel 56 angeordnet, so dass die Hydraulikleitung 55 eine Drosselleitung 57 bildet.
Die Gerotorpumpe 52 umfasst ein Dämpfergehäuse 58 und einen darin um eine Drehachse 59 drehbar gelagerten Innenrotor 60 sowie einen Außenrotor 61 , durch die gemäß Pfeilen 62 Hydraulikfluid 63 über Hydraulikkammern 64 vom Einlass 53 zum Ausläse 54 gefördert wird. Durch den verringerten Querschnitt der Drossel 56 wird dabei ein Druck aufgebaut, durch den ein auf den Innenrotor 60 und die damit verbundene Drehach- se 59 wirkendes Gegenmoment aufgebaut wird. Dieses wird, entsprechend wie zu der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben, bei Geradeausfahrt als Resonanzdämpfungsmoment für die beiden Stabilisatorhälften 6, 7 eingesetzt. Der rotorseitige Abschnitt 74 der Dämpfungseinheit wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch den Innenrotor 60 und der gehäuseseitige Abschnitt 75 durch den Außenrotor 61 gebildet.
Bei Kurvenfahrt ist zumindest der ein Bremselement 65 bildende Innenrotor 60 von dem Rotor 5 des Elektromotors 3 und damit von den Stabilisatorhälften 6, 7 entkoppelt. Bei Geradeausfahrt wird über ein Kopplungs- element, beispielsweise in Form einer Kupplung, die Gerotorpumpe 52 zugeschaltet, d.h. beispielsweise der Rotor 5 an die Drehachse 59 des Innenrotors 60 drehfest angekoppelt. Das Dämpfergehäuse 58 kann wahlweise fest mit der anderen Stabilisatorhälfte beispielsweise über das Stabilisatorgehäuse 2 verbunden sein oder ebenfalls temporär zugeschal- tet werden. Grundsätzlich kann auch nur die Verbindung zwischen dem Dämpfergehäuse 58 und dem Stabilisatorgehäuse temporär an- und abgeschaltet werden, während der Innenrotor 60 fest mit dem Rotor 5 verbunden sein kann. Durch die Ankopplung wird die Gero torpumpe 52 aufgrund der Gegenein- anderbewegung der Stabilisatorhälften 6, 7 entsprechend in Gang gesetzt, so dass das Hydraulikfluid 63 vom Einlass 53 über den Ausläse 54 und die Hydraulikleitung 55 zu der Drossel 56 gefördert wird. Durch den verringerten Querschnitt der Drossel 56 wird ein Gegendruck aufgebaut, der ein Gegendrehmoment an dem Innenrotor 60 erzeugt, so dass letztlich ein Resonanzdämpfungsmoment für die beiden Stabilisatorhälften 6 und 7 erzeugt wird.
Auch bei der dritten Ausführungsform kann grundsätzlich die Drossellei- tung 55 durch eine Kurzschlussleitung ersetzt werden, wie sie zur Fig. 5 beschrieben wurde. In diesem Fall kann die nur temporäre Kupplung zwischen dem Rotor 5 des Elektromotors 5 und dem Innenrotor 61 entfallen und beide Elemente können dauerhaft drehfest miteinander verbunden sein. Bei einer Kurvefahrt wird, wie zur Fig. 5 beschrieben, das Hyd- raulikfluid 63 dann über die Kurzschlussleitung geführt, die bei Geradeausfahrt über ein entsprechendes Hydraulikventil geschlossen wird, so dass die Resonanzdämpfung der Gerotorpumpe 52 zum Tragen kommt.
Alternativ kann bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sowohl die Drossel- leitung 57 als auch eine entsprechen Kurzschlussleitung entfallen, wenn eine Funktion, wie zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, erreicht werden soll. In diesem Fall ist, wie zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, eine temporäre Kopplung zwischen dem Bremselement 65 und eine dem Rotor 5 erforderlich, die nur bei Geradeausfahrt aktiviert wird. In dem Bremselement 65 müssen Drosselöffnungen ausgebildet sein oder es müssen zwischen den Zähnen des Innenrotors 60 und des Außenrotors 61 entsprechende Drosselöffnungen bildende Spalte vorgesehen sein, so dass bei Geradeausfahrt das Hydraulikfluid 63 durch die Drosselöffnungen hindurch von einer Hydraulikkammer 64 zur nächsten gedrängt wird, wodurch die gewünschte Resonanzdämpfung erzielt wird. In diesem Fall kann bei geeigneter Dimensionierung der Gerotorpumpe 52 das gewünschte Resonanzdämpfungsmoment mittels Drosselverlusten in den Kopf- und Seitenspalten erreicht werden. Ist zusätzlich noch eine Drosselleitung 57 vorgesehen, so kann bei entsprechend dimensionierter Drossel 56 die gewünschte Resonanzdämpfung bei Geradeausfahrt erzeugt werden. Bei Schließen der Kurzschlussleitung 57 beispielsweise durch ein Hydraulikventil oder eine entsprechend ansteuerbare Drossel 56 erhöht sich der Strömungswiderstand deutlich, da das Hydraulikfluid nur noch über die in dem Bremselement 65 ausgebildeten Drosselöffnungen oder über die Kopf- und Seitenspalte verdrängt werden kann. Dadurch wird ein gegenüber dem Resonanzdämpfungsmoment deutlich erhöhtes Bremsmoment erzeugt, so dass die Dämpfungseinheit 51 als Fail-Safe-Bremse verwendet werden kann. Grundsätzlich kann auch bei den Ausführungsbeispielen aus den Fig. 1 bis 5 eine Drosselleitung 57 verwendet werden, wie sie zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 beschrieben wurde.
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Gerotorpumpe 52 nach Fig. 6 als Dämpfungs- einheit 51 integriert in einen aktiven elektrischen Wankstabilisator. In ähnlicher Weise können auch die Dämpfungseinheiten IO und 33 in einen entsprechenden Wankstabilisator integriert werden.
Die Kopplung zwischen dem Elektromotor und der Dämpfungseinheit kann in allen beschriebenen Ausführungsformen beispielsweise durch eine Klauenkupplung erfolgen. In Fig. 9 ist beispielsweise die Gerotorpumpe 52 über eine Klauenkupplung 66 mit einer mit dem Rotor 5 des Elektromotors 3 verbundenen Motorwelle 67 drehfest koppelbar. Dazu ist im Bereich der Gerotorpumpe 52 ein elektrischer Zugmagnet 68 angeord- net, der im angeregten Zustand eine Entkopplung der Klauenkupplung gegen eine nicht dargestellte integrierte Druckfeder bewirkt, indem eine mit dem Zugmagnet verbundene Schaltgabel 69 in Richtung eines Pfeils
70 gezogen wird. Bei Geradeausfahrt, Stromausfall oder sonstiger Anforderungssituation verschiebt der Zugmagnet 68 mittels der integrierten Druckfeder die Schaltgabel 69 gegen den Pfeil 70, wodurch eine mit der Schaltgabel 69 verbundene Schaltmuffe 71 mit einer Schaltmuffenverzahnung 72 in Eingriff gelangt.
Während die Schaltmuffe 71 drehfest mit der Drehachse 59 der Gerotor- pumpe 52 verbunden ist, ist die Schaltmuffenverzahnung 72 drehfest auf der Motorwelle 67 befestigt, so dass bei Ineinandergreifen von Schaltmuffe
71 und Schaltmuffenverzahnung 72 eine formschlüssige drehfeste Verbindung zwischen der Motorwelle 67 und der Gerotorpumpe 52 hergestellt wird. Wie zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt da- mit bei einer Geradeausfahrt eine Resonanzdämpfung des Wankstabilisators, indem beispielsweise durch die angetriebene Gerotorpumpe 52 Hydraulikfluid durch Kanäle 73 mit insbesondere temperaturkompensierenden Blenden hindurch gepresst wird. Bei Verwendung als Fail-Safe- Bremse erfolgt auf diese Weise bei einem Stromausfall automatisch eine gedämpfte Abbremsung der Rückstellbewegung des Wankstabilisators. Die erfϊndungsgemäße hydraulische Fail-Safe-Bremse ist nicht auf die Verwendung bei aktiven elektrischen Wankstabilisatoren beschränkt, sondern kann grundsätzlich bei allen elektrisch betriebenen Systemen eingesetzt werden, bei denen eine Resonanzdämpfung und ggf. zusätzlich eine Abbremsung von unkontrollierten, abrupten Bewegungen von Elementen des Systems erwünscht ist. Neben den beschriebenen Drosseln bzw. Blenden mit definiertem konstanten Querschnitt kann bei Bedarf eine temperaturkompensierende Blende eingesetzt werden, um den Tem- peraturanforderungen im Kraftfahrzeugbauraum gerecht zu werden und eine einwandfreie Funktion der Dämpfungseinheit in allen auftretenden Temperaturbereichen zu gewährleisten.
Bezugszeichenliste
1 Wankstabilisator
2 Stabilisatorgehäuse
3 Elektromotor
4 Stator
5 Rotor
6 erste Stabilisatorhälfte
7 zweite Stabilisatorhälfte
8 Planetengetriebe
9, 9' Räder
10 Dämpfungseinheit
1 1 Dämpfergehäuse
12 Kopplungselement
13 Lager
14 Kopplungsgegenelement
15 Kolbenführungsstange
16 Lager
17 Abschlusselement
18 Mitnehmerscheibe
19 nutförmige Ausnehmungen
20 Abflachungen
21 Öffnung
22 Bremselement
23 Außengewinde
24 Wand
25 Innengewinde
26 Längsachse
27 Hydraulikfluid
28 Hydraulikkammer 29 Unterkammer
30 Unterkammer
31 Drosselöffnung
32 Dichtung
33 Dämpfungseinheit
34 Dämpfergehäuse
35 Hydraulikfluid
36 Hydraulikkammer
37 Bremselement
38 Mittelachse
39 Unterkammer
40 Unterkammer
41 Kurzschlussleitung
42 Hydraulikleitung
43 Wände
44 Öffnungen
45 Hydraulikventil
46 Drosselöffnung
47 Wand
48 Wand
49 Drosselöffnungen
50 Spalte
51 Dämpfungseinheit
52 Gerotorpumpe
53 Einlass
54 Ausläse
55 Hydraulikleitung
56 Drossel
57 Drosselleitung
58 Dämpfergehäuse 59 Drehachse
60 Innenrotor
61 Außenrotor
62 Pfeile
63 Hydraulikfluid
64 Hydraulikkammern
65 Bremselement
66 Klauenkupplung
67 Motorwelle
68 Zugmagnet
69 Schaltgabel
70 Pfeil
71 Schaltmuffe
72 Schaltmuffengegenverzahnung 73 Kanäle
74 rotorseitiger Abschnitt
75 gehäuseseitiger Abschnitt
Next Patent: PROCESS FOR THE PREPARATION OF A COATED SUBSTRATE, COATED SUBSTRATE, AND USE THEREOF