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Title:
ROTARY ACTUATOR OF A ROLL STABILIZATION SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/224226
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotary actuator of a roll stabilization system for a motor vehicle with an arrangement for securing a rolling bearing (3), having an inner ring (3a) and an outer ring (3b), in a housing (2) of the rotary actuator, wherein the inner ring (3a) is arranged on a gear output element (2) and is fixed axially by a first securing element (4), and the outer ring (3b) is arranged in the housing (2) and is fixed axially by a second securing element (5). It is proposed that the second securing element is in the form of a threaded ring (5) with an outer thread (5a), that an inner thread (2b) is arranged in the housing (2), and that the threaded ring (5) can be screwed into the inner thread (2b) of the housing (2) and can be braced against the outer ring (3b).

Inventors:
SCHWARZE RENE (DE)
GRAEULER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/061691
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
May 07, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60G21/055; F16C35/063; F16C35/067
Domestic Patent References:
WO1998025772A11998-06-18
Foreign References:
DE102014202829A12015-08-20
DE102014205262A12015-09-24
US4895462A1990-01-23
DE2603685A11977-08-04
US5505547A1996-04-09
DE9216915U11993-02-11
DE102015220176A12016-08-25
DE102013201520A12014-07-31
DE19850169C12000-07-27
DE102014205261A12015-09-24
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Claims:
Patentansprüche

1. Drehaktuator einer Wankstabilisierung für ein Kraftfahrzeug mit einer Anordnung zur Sicherung eines Wälzlagers (3), aufweisend einen Innenring (3a) und einen Außenring (3b), in einem Gehäuse (2, 11 ), wobei der Innenring (3a) auf einem Getriebeausgangsglied (2, 14) angeordnet und durch ein erstes Sicherungselement (4) axial fixiert und der Außenring (3b) im Gehäuse (2, 11) angeordnet und durch ein zweites Sicherungselement (5) axial fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungselement als Gewindering (5) mit einem Außengewinde (5a) ausgebildet ist, dass im Gehäuse (2, 11 ) ein Innengewinde (2b) angeordnet ist und dass der Gewindering (5) in das Innengewinde (2b) des Gehäuses (2, 11) einschraubbar und gegen den Außenring (3b) verspannbar ist.

2. Drehaktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungselement als Sicherungsmutter (4) ausgebildet ist.

3. Drehaktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sicherungsmutter (4) und dem Gewindering (5) ein Ringspalt (s) belassen ist.

4. Drehaktuator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (5) und die Sicherungsmutter (4) ungefähr die gleiche Breite (b) aufweisen.

5. Drehaktuator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmutter (4) ein Außenprofil (6) aufweist.

6. Drehaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (5) ein Innenprofil (7) aufweist.

7. Drehaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeausgangglied (1) Teil eines Planetengetriebes (13) des Drehaktuators (10) ist.

8. Drehaktuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeausgangsglied (1) als Planetenträger (14) des Planetengetriebes (13) ausgebildet ist.

Description:
Drehaktuator einer Wankstabilisierung für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Drehaktuator einer Wankstabilisierung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt, Getriebewellen gegenüber einem Gehäuse über ein Wälzlager, welches einen auf der Welle angeordneten Innenring und einen im Gehäuse angeordneten Außenring aufweist, zu lagern. Zur axialen Sicherung des Innenringes weist die Welle eine Wellenschulter auf, gegenüber welcher sich der Innenring nach einer Seite hin abstützt, während auf der anderen Seite ein Sicherungselement, beispielsweise ein Sicherungsring, auch Sprengring genannt, in einer Ringnut der Welle angeordnet ist. In ähnlicher Weise wird der Außenring des Wälzlagers im Gehäuse fixiert, wobei ebenfalls ein Sprengring, ausgebildet für eine Ringnut in einer Bohrung, verwendet wird. Derartige Sicherungsringe weisen den Vorteil eines geringen Bauraumbedarfes auf, da sie in axialer Richtung nur eine geringe Breite beanspruchen. Andererseits besteht die Gefahr, dass Sicherungsringe nicht die erforderliche konstante Anpresskraft aufbringen und infolge einer Wanderbewegung aus ihrer Ringnut austreten.

Durch die DE 198 50 169 C1 wurde ein Drehaktuator, auch Schwenkmotor genannt, für eine Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei der Drehaktuator zwischen zwei Hälften eines Stabilisators, ausgebildet als Torsionsstabhälften, angeordnet ist. Der Drehaktuator weist einen Elektromotor sowie ein mehrstufiges Planetengetriebe auf, welches ausgangsseitig mit einer Stabilisatorhälfte drehfest verbunden ist. Das Getriebeausgangsglied, ausgebildet als Planetenträger, ist über Wälzlager gegenüber dem Gehäuse gelagert, wobei Innen- und Außenringe über Sicherungselemente gegenüber dem Planetenträger und dem Gehäuse in axialer Richtung fixiert sind.

Durch die DE 10 2014 205 261 A1 der Anmelderin wurde ebenfalls ein Schwenkmotor eines Wankstabilisators für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei das als Planetenträger ausgebildete Getriebeausgangsglied über ein zweireihiges Schrägkugellager gegen- über dem Gehäuse gelagert und durch Sicherungsringe gegenüber dem Gehäuse axial fixiert ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Drehaktuator der eingangs genannten Art die Sicherung des Wälzlagers weiter zu verbessern.

Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Außenring des Wälzlagers gegenüber dem Gehäuse des Drehaktuators mittels eines Gewinderinges gesichert wird, wobei das Gehäuse ein Innengewinde und der Gewindering, auch Ringschraube genannt, ein Außengewinde aufweist und in das Gehäuse eingeschraubt werden kann. Durch Wahl des Anzugmomentes des Gewinderinges kann die Vorspannung, welche auf den Außenring wirkt, eingestellt werden. Der Gewindering ist an sich aufgrund seiner Vorspannung gegen Losdrehen gesichert, kann jedoch durch weitere geeignete, an sich bekannte Sicherungsmittel zusätzlich gesichert werden, beispielsweise eine aushärtende Klebemasse. Im Unterschied zu dem bekannten Sicherungsring kann durch den erfindungsgemäßen Gewindering kein Verlust des Sicherungselements auftreten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Sicherungselement, welches den Innenring auf dem Getriebeausgangsglied sichert, als Sicherungsmutter ausgebildet. Der Innenring des Wälzlagers stützt sich einerseits an einer Wellenschulter ab und wird andererseits durch eine Sicherungsmutter gegen die Wellenschulter ge- presst. Auf dem Getriebeausgangsglied ist ein Gewinde angeordnet, auf welches die Sicherungsmutter aufgeschraubt und gesichert wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Sicherungsmutter und dem Gewindering ein Ring- oder Radialspalt belassen; damit ist sichergestellt, dass beide schraubbaren Sicherungselemente frei gegeneinander verdrehbar sind und andererseits genügend Raum in radialer Richtung vorhanden ist, um ein Werkzeug, z. B. in Form eines Steckschlüssels einzuführen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der Gewindering und die Sicherungsmutter ungefähr die gleiche Breite, d. h. die gleiche Erstreckung in axialer Richtung auf. Geht man davon aus, dass der Innenring eines Wälzlagers in der Regel durch eine Sicherungsmutter auf der Welle fixiert wird, so bedeutet die erfindungsgemäße Anordnung eines Gewinderinges mit Außengewinde zur Sicherung des Außenringes keinen zusätzlichen Bauraum.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sicherungsmutter ein Außenprofil auf, welches vorzugsweise als Mitnahmeprofil für den Eingriff eines Drehwerkzeuges zum Festziehen der Sicherungsmutter ausgebildet ist. Damit wird erreicht, dass die Sicherungsmutter auf einfache Weise montiert werden kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Gewindering ein Innenprofil auf, welches vorzugsweise als Mitnahmeprofil für den Eingriff eines weiteren Drehwerkzeuges ausgebildet ist. Damit wird erreicht, dass der Gewindering ebenfalls leicht montiert und mit einem definierten Drehmoment angezogen werden kann. Als weiterer Vorteil ergibt sich die Möglichkeit, sowohl die Sicherungsmutter auf der Welle als auch den Gewindering in der Gehäusebohrung gleichzeitig, d. h. mit einem Werkzeug anzuziehen, wobei das Werkzeug einerseits ein inneres Mitnahmeprofil für die Sicherungsmutter und andererseits ein äußeres Mitnahmeprofil für den Gewindering aufweist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebeausgangsglied Teil eines Planetengetriebes des Schwenkmotors respektive des Drehaktuators. Bevorzugt ist das Getriebeausgangsglied als Planetenträger des mehrstufigen Planetengetriebes ausgebildet. Der Planetenträger ist einer erhöhten Belastung durch Radialkräfte und Biegemomente ausgesetzt - dementsprechend ist die Wälzlagerung beanspruchungsgerecht auszulegen und zu sichern. Diese Forderung wird durch den erfindungsgemäßen Gewindering in besonderem Maße erfüllt, womit ein wesentlicher Beitrag für die Sicherheit dieser Komponente einer aktiven Wankstabilisierung geleistet wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Lagerung eines Planetenträgers in einem

Gehäuse eines Drehaktuators,

Fig. 2 eine Ansicht in axialer Richtung auf die Sicherungselemente von Innen- und Außenring des Wälzlagers und

Fig. 3 einen Drehaktuator einer Wankstabilisierung nach dem Stand der

Technik.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Lagerung eines Getriebeausgangsgliedes, insbesondere einer Getriebeausgangswelle 1 in einem Gehäuse 2 mittels eines Wälzlagers 3, ausgebildet als zweireihiges Schrägkugellager 3. Das Gehäuse 2 ist Teil eines Drehaktuators 10, wie er in Fig. 3 dargestellt und unten beschrieben ist, und entspricht dessen Gehäuse 11. Die Getriebeausgangswelle 1 entspricht dem Planetenträger 14 in Fig. 3. Das Wälzlager 3 weist einen Innenring 3a auf, welcher auf der Getriebeausgangswelle 1 angeordnet ist, sowie einen Außenring 3b, welcher in einer Bohrung (ohne Bezugszahl) des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das Getriebeausgangsglied 1 weist eine Schulter 1a auf, an welcher sich der Innenring 3a in axialer Richtung abstützt. Durch ein erstes Sicherungselement 4, ausgebildet als Sicherungsmutter 4, welche auf die Getriebeausgangswelle 1 aufgeschraubt ist, wird der Innenring 3a in axialer Richtung fixiert. Das Gehäuse 2 weist einen Anschlag 2a auf, an welchem der Außenring 3b anliegt. Ein zweites Sicherungselement 5, ausgebildet als Gewindering 5 mit einem Außengewinde 5a, ist in ein Innengewinde 2a des Gehäuses 2 eingeschraubt und verspannt den Außenring 3b gegenüber dem Anschlag 2a. Der Innenring 3a ist somit in axialer Richtung auf dem Getriebeausgangsglied 1 und der Außenring 3b gegenüber dem Gehäuse 2 in axialer Richtung fixiert. Zwischen der Sicherungsmutter 4 und dem Gewindering 5 ist ein Ringspalt s belassen, in welchen ein nicht dargestelltes Drehwerkzeug zum Anziehen der Sicherungselemente 4, 5 zwecks Erzeugung einer Vorspannung einführbar ist. Beide Sicherungselemente, d. h. die Sicherungsmutter 4 und der Gewindering 5, auch Ringschraube 5 genannt, weisen etwa die gleiche Breite b auf, insofern benötigen beide koaxial angeordneten Sicherungselemente 4, 5 denselben Bauraum in axialer Richtung.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht in axialer Richtung, d. h. in Richtung des Pfeils X in Fig. 1 auf die Lageranordnung mit dem Gewindering 5 und der Sicherungsmutter 4, zwischen denen der Ringspalt s belassen ist. Die Sicherungsmutter 4 weist ein als Mitnahmeprofil ausgebildetes Außenprofil 6 auf, welches - nach einer bevorzugten Ausführungsform - eine Vielzahl von spitzwinkligen, in Axialrichtung verlaufenden Kerben 6a, Spitzkerben 6a, aufweist. Der Gewindering 5 weist ein als Mitnahmeprofil ausgebildetes Innenprofil 7 auf, welches - nach einer bevorzugten Ausführungsform - eine Vielzahl von halbkreisförmig ausgebildeten Kerben 7a, Rundkerben 7a, aufweist. Das Außenprofil 6 und das Innenprofil 7 dienen der Herstellung einer formschlüssigen Verbindung mit einem entsprechend profilierten Werkzeug, mit dem die Sicherungselemente gegenüber dem Innen- bzw. dem Außenring verschraubt und verspannt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann ein einziges Werkzeug für beide Sicherungselemente 4, 5 verwendet werden. Die Kerben 6a, 7a können hinsichtlich ihrer Form durch andere Profilelemente ersetzt werden.

Fig. 3 zeigt einen Drehaktuator 10, auch Schwenkmotor 10 genannt, nach dem Stand der Technik, bekannt durch die eingangs genannte DE 10 2014 205 261 A1 der Anmelderin. Der Schwenkmotor 10 weist ein etwa zylinderförmig ausgebildetes Gehäuse 11 auf, in welchem ein Elektromotor 12 und ein mehrstufiges Planetengetriebe 13 angeordnet sind. Das Planetengetriebe 13, welches durch den Elektromotor 12 antreibbar ist, weist ein als Planetenträger 14 ausgebildetes Getriebeausgangsglied 14 auf, welches - was nicht dargestellt ist - mit einer ersten Stabilisatorhälfte verbunden wird. Die zweite Stabilisatorhälfte (nicht dargestellt) ist mit der Stirnseite 11a des Gehäuses 11 verbunden. Der Planetenträger 14 ist über ein zweireihiges Schrägkugellager 15 gegenüber dem Gehäuse 11 gelagert und über ein erstes Sicherungselement 16 gegenüber dem Planetenträger 14 und ein zweites Sicherungselement 17 gegenüber dem Gehäuse 11 axial fixiert.

Erfindungsgemäß werden die Sicherungselemente 16, 17 nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 3 ersetzt durch die erfindungsgemäßen Sicherungselemente 4 und 5. Dabei entsprechen - wie oben erwähnt - das Getriebeausgangsglied 1 dem Planetenträger 14, das Gehäuse 2 dem Gehäuse 11 und das Wälzlager 3 dem Schrägkugellager 15. Die Lageranordnung gemäß Fig. 1 und Fig. 2, insbesondere mit dem zweiten als Gewindering 5 ausgebildeten Sicherungselement 5 ist damit Teil des Drehaktuators 10 einer aktiven Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges gemäß Fig. 3.

Bezuqszeichen Getriebeausgangsglied

a Schulter

Gehäuse

a Anschlag/Gehäuse

b Innengewinde/Gehäuse

Wälzlager

a Innenring

b Außenring

erstes Sicherungselement/Sicherungsmutter zweites Sicherungselement/Gewindering Au enprofil

6a Spitzkerbe

7 Innenprofil

7a Rundkerbe

10 Drehaktuator/Schwenkmotor

1 1 Gehäuse

1 1 a Stirnseite

12 Elektromotor

3 Planetengetriebe

14 Planetenträger

15 Wälzlager

16 erstes Sicherungselement

17 zweites Sicherungselement s Ringspalt

b Breite der Sicherungselemente