DE102016200787A1

DE102016200787A1 - Stellvorrichtung zur axialen Verstellung

Info

Publication number: DE102016200787A1
Application number: DE102016200787.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Rumpel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein eine Stellvorrichtung (1) zur axialen Verstellung, insbesondere zur Niveauverstellung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Stellvorrichtung (1) axial zwischen einem ersten Element (2) und einem zweiten Element (3) ausgebildet ist, und wobei die Stellvorrichtung (1) eine Federeinrichtung (4) mit einem Federelement (5) und einen Linearaktor (6) mit einem von einem Elektromotor (7) angetriebenen Gewindetrieb (8) umfasst, wobei der Linearaktor (6) dazu vorgesehen ist, die Federeinrichtung (4) über ein Zeitintervall axial zu stauchen und dadurch Energie in die Federeinrichtung (4) einzuspeisen, wobei die in der Federeinrichtung (4) eingespeiste Energie zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Federbeinanordnung (12) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die zuvor genannte Stellvorrichtung (1) zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung zur axialen Verstellung, insbesondere zur Niveauverstellung eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Federbeinanordnung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die zuvor genannte Stellvorrichtung zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung wird bevorzugt im Bereich der Niveauverstellung von Fahrzeugen eingesetzt. Grundsätzlich ist aber jede Anwendung denkbar, bei der ein Aktuator der Stellvorrichtung eine kurze Betätigungsphase und eine längere Ruhephase hat.
Die DE 10 2007 051 971 A1 beschreibt eine Stellvorrichtung für Federungseinrichtungen bei Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen. Die Federungseinrichtung weist eine zwischen dem Aufbau des Kraftfahrzeuges und Radführungselementen angeordnete erste Feder und/oder eine parallel oder in Reihe geschaltete zweite Feder sowie einen elektrisch betätigten Aktuator auf, mittels dem eine Kraftverstellung zwischen dem Kraftfahrzeugaufbau und den Radführungselementen ermöglicht wird. Der elektrische Aktuator ist mit einer integrierten Bremse oder Sperre versehen, die bistabil derart wirkt, dass sie im unbestromten Zustand eine offene oder geschlossene Stellung einnehmen kann, und die mittels elektrischer Betätigung von der offenen in die geschlossene Stellung und umgekehrt umschaltbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Stellvorrichtung zu schaffen, die den Einsatz kleiner und kostengünstiger Elektromotoren ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung zur axialen Verstellung, insbesondere zur Niveauverstellung eines Kraftfahrzeugs ist axial zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element ausgebildet, wobei die Stellvorrichtung eine Federeinrichtung mit einem Federelement und einen Linearaktor mit einem von einem Elektromotor angetriebenen Gewindetrieb umfasst, wobei der Linearaktor dazu vorgesehen ist, die Federeinrichtung über ein Zeitintervall axial zu stauchen und dadurch Energie in die Federeinrichtung einzuspeisen, wobei die in der Federeinrichtung eingespeiste Energie zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
Mithin wird die Federeinrichtung, insbesondere das Federelement als Energiespeicher verwendet. Die Federeinrichtung wird von dem Linearaktor, umfassend Elektromotor und Gewindetrieb innerhalb eines Zeitintervalls vorgespannt. Je langsamer die Federeinrichtung gespannt wird, umso geringer ist die notwendige Motorleistung des Elektromotors und umso kleiner und kostengünstiger kann der Elektromotor ausgebildet sein. Zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs sind die Federeinrichtung und das zweite Element von einer jeweiligen Verriegelungseinrichtung betätigbar. Mit anderen Worten erfolgt die Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs durch die Freigabe der gespannten Federeinrichtung. Dies ermöglicht eine schnelle Verstellung der Stellvorrichtung bei gleichzeitig geringer Motorleistung.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Federbeinanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung mit einer Federeinrichtung,
2 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung nach 1 gemäß einer ersten Position, wobei die Federeinrichtung axial maximal entspannt ist.
3 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung nach 1 gemäß der ersten Position, wobei die Federeinrichtung axial maximal gespannt ist, und
4 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung nach 1 gemäß einer zweiten Position.
Gemäß 1 umfasst eine erfindungsgemäße Federbeinanordnung 12 für eine – hier nicht dargestellte – Radaufhängung eines – hier nicht dargestellten – Kraftfahrzeugs, einen Stoßdämpfer 13 und eine Fahrwerksfeder 14, die sich über einen Federteller 15, eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung 1, eine Zwischenplatte 18 und ein Domlager 16 an einer Karosserie 17 des Kraftfahrzeugs abstützen. Das Domlager 16 kommt axial an der Karosserie 17 des Kraftfahrzeugs zur Anlage. Die Stellvorrichtung 1 ist zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs vorgesehen und dazu axial zwischen der am Domlager 16 angeordneten Zwischenplatte 18 und dem Federteller 15 angeordnet. Die Fahrwerksfeder 14 ist radial um den Stoßdämpfer 13 herum angeordnet und kommt axial zwischen dem Federteller 15 und dem Stoßdämpfer 13 zur Anlage.
Nach den 2, 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Stellvorrichtung 1 gemäß 1 axial zwischen einem ersten Element 2, nämlich der Zwischenplatte 18 und einem zweiten Element 3, nämlich der Federteller 15 ausgebildet. Die Stellvorrichtung 1 ermöglicht den axialen Abstand zwischen dem Federteller 15 und der Zwischenplatte 18 zwischen zwei Positionen zu variieren. Ferner umfasst die Stellvorrichtung 1 eine Federeinrichtung 4 mit einem Federelement 5 und einen Linearaktor 6 mit einem von einem Elektromotor 7 angetriebenen Gewindetrieb 8. Darüber hinaus weist die Stellvorrichtung 1 eine erste und zweite Verriegelungseinrichtung 9, 10 sowie eine axial zwischen der Zwischenplatte 18 und dem Federteller 15 angeordnete Dämpfungseinrichtung 11 zur axialen Dämpfung der Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs. Der Gewindetrieb 8 ist als Kugelgewindetrieb ausgebildet und in der Zwischenplatte 18 über ein Lagerelement 20 drehbar gelagert. Ferner ist der Gewindetrieb 8 im Federteller 15 über eine am Gewindetrieb 8 axial bewegliche Hülse 21 drehbar gelagert. Die Federeinrichtung 6 umfasst ferner eine Federabstützplatte 22, an der das Federelement 5 axial zur Anlage kommt, wobei die Federabstützplatte 22 mittels Gewindetrieb 8 axial verschiebbar ist. Dazu wird der Gewindetrieb 8 über einen Zahnriemen 19 von dem Elektromotor 7 angetrieben, wobei das Federelement 5 über die mit dem Gewindetrieb 8 zusammenwirkende Federabstützplatte 22 stauchbar ist.
Gemäß 2 befindet sich die Stellvorrichtung 1 in einer ersten Position, wobei die Federeinrichtung 4 und somit auch das Federelement 5 axial maximal entspannt sind. Mit anderen Worten befindet sich das Kraftfahrzeug in einer oberen Position, insbesondere einer Ausgangsposition. Der Federteller 15 ist in dieser ersten Position durch die zweite Verriegelungseinrichtung 10 festgesetzt.
Nach 3 befindet sich die Stellvorrichtung 1 immer noch in der ersten Position, jedoch ist die Federeinrichtung 4 und somit auch das Federelement 5 axial maximal gespannt. Die Federabstützplatte 22 ist durch die erste Verriegelungseinrichtung 9 festgesetzt. Mittels Linearaktor 6 wird die Federeinrichtung 4 gespannt, insbesondere Energie durch die Stauchung des Federelements 5 in die Federeinrichtung 4 eingespeist. Das Niveau des Kraftfahrzeugs ändert sich während des Spannbetriebs der Federeinrichtung 4 durch den Linearaktor 6 nicht, so dass das Spannen der Federeinrichtung 4 langsam und somit mit einer geringen Leistung des Elektromotors 7 erfolgen kann. Sobald die Federabstützplatte 22 durch die erste Verriegelungseinrichtung 9 festgesetzt wird, ist die Stellvorrichtung 1 bereit das Kraftfahrzeug abzusenken.
Gemäß 4 befindet sich die Stellvorrichtung 1 in der zweiten Position, wobei die Federeinrichtung 4 und somit auch das Federelement 5 axial maximal gespannt sind. Mit anderen Worten befindet sich das Kraftfahrzeug in einer unteren Position. Die zweite Position wurde durch das Betätigen der zweiten Verriegelungseinrichtung 10 realisiert. Mit anderen Worten wurde die zweite Verriegelungseinrichtung 10 geöffnet, wobei der Federteller 15, gebremst durch die Dämpfungseinrichtung 11, abgesenkt wurde. Beim Erreichen der zweiten Position wird der Federteller 15 durch die zweite Verriegelungseinrichtung 10 axial festgesetzt und somit gesperrt.
Zum Schalten der Stellvorrichtung 1 in die erste Position, insbesondere zum Heben des Kraftfahrzeugs zurück in den Ausgangszustand, wird die zweite Verriegelungseinrichtung 10 geöffnet, um den Federteller 15 freizugeben. Ferner wird auch die erste Verriegelungseinrichtung 9 geöffnet, um die Federeinrichtung 4 freizugeben. Die Federeinrichtung 4 hebt das Kraftfahrzeug mittels der gespeicherten Energie und ohne Inbetriebnahme des Elektromotors 7 wieder in den Ausgangszustand. Beim Erreichen der ersten Position wird der Federteller 15 durch die zweite Verriegelungseinrichtung 10 wieder axial festgesetzt und somit gesperrt. Der Spannbetrieb der Federeinrichtung 4 durch den Linearaktor 6 beginnt, vorzugsweise unabhängig davon wann die nächste Absenkung des Kraftfahrzeugs erfolgen soll. Dadurch kann der Elektromotor 7 besonders klein und kostengünstig ausgebildet werden, denn der Hebevorgang des Kraftfahrzeugs ist lediglich von der Federeinrichtung 4 und dem darin angeordneten Federelement 5 abhängig. Daher ist es Wesentlich, dass das Federelement 5 eine hohe Steifigkeit aufweist und die Federkraft des Federelements 5 im maximal entspannten Zustand ausreicht, um das Kraftfahrzeug zu heben. Dazu ist eine erhebliche Federvorspannung erforderlich.
Bezugszeichenliste

1: Stellvorrichtung
2: erstes Element
3: zweites Element
4: Federeinrichtung
5: Federelement
6: Linearaktor
7: Elektromotor
8: Gewindetrieb
9: erste Verriegelungseinrichtung
10: zweite Verriegelungseinrichtung
11: Dämpfungseinrichtung
12: Federbeinanordnung
13: Stoßdämpfer
14: Fahrwerksfeder
15: Federteller
16: Domlager
17: Karosserie
18: Zwischenplatte
19: Zahnriemen
20: Lagerelement
21: Hülse
22: Federabstützplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007051971 A1 [0002]

Claims

Stellvorrichtung (1) zur axialen Verstellung, insbesondere zur Niveauverstellung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Stellvorrichtung (1) axial zwischen einem ersten Element (2) und einem zweiten Element (3) ausgebildet ist, und wobei die Stellvorrichtung (1) eine Federeinrichtung (4) mit einem Federelement (5) und einen Linearaktor (6) mit einem von einem Elektromotor (7) angetriebenen Gewindetrieb (8) umfasst, wobei der Linearaktor (6) dazu vorgesehen ist, die Federeinrichtung (4) über ein Zeitintervall axial zu stauchen und dadurch Energie in die Federeinrichtung (4) einzuspeisen, wobei die in der Federeinrichtung (4) eingespeiste Energie zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs die Federeinrichtung (4) von einer ersten Verriegelungseinrichtung (9) und das zweite Element (3) von einer zweiten Verriegelungseinrichtung (10) betätigbar sind.
Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest mittelbar axial zwischen dem ersten und dem zweiten Element (2, 3) eine Dämpfungseinrichtung (11) zur axialen Dämpfung der Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Federbeinanordnung (12) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stoßdämpfer (13) und eine Fahrwerksfeder (14), die sich zumindest über einen Federteller (15) und ein Domlager (16) an einer Karosserie (17) des Kraftfahrzeugs abstützen, wobei zumindest mittelbar axial zwischen dem Domlager (16) und dem Federteller (15) eine Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 1 zur Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.