DE102018109226B3

DE102018109226B3 - Suspension for a suspension of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018109226B3
Application number: DE102018109226.1A
Authority: DE
Inventors: Tomas Smetana
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2038-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Federbeineinrichtung (1) für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Getriebeanordnung (2a) zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung (3), eine zweite Getriebeanordnung (2b) zur Betätigung einer Lenkvorrichtung (4), und einen einzigen Antriebsmotor (5) zum wechselweisen Antrieb der ersten oder zweiten Getriebeanordnung (2a, 2b), wobei eine Kupplungseinrichtung (6) im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor (5) und den beiden Getriebeanordnungen (2a, 2b) angeordnet ist und zum Koppeln des Antriebsmotors (5) entweder mit der ersten Getriebeanordnung (2a) oder mit der zweiten Getriebeanordnung (2b) ausgebildet ist.

The invention relates to a spring strut device (1) for a wheel suspension of a motor vehicle, comprising a first gear arrangement (2a) for actuating a level adjustment device (3), a second gear arrangement (2b) for actuating a steering device (4), and a single drive motor (5). for alternately driving the first or second gear arrangement (2a, 2b), wherein a coupling device (6) in the power flow between the drive motor (5) and the two gear arrangements (2a, 2b) is arranged and for coupling the drive motor (5) either with the first gear arrangement (2a) or with the second gear arrangement (2b) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federbeineinrichtung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Getriebeanordnung zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung und eine zweite Getriebeanordnung zur Betätigung einer Lenkvorrichtung.The invention relates to a spring strut for a suspension of a motor vehicle, comprising a first gear assembly for actuating a Niveauverstellvorrichtung and a second gear assembly for actuating a steering device.

Aus der DE 10 2016 204 189 A1 geht ein Niveauversteller für ein Fahrgestell eines Fahrzeugs hervor, umfassend ein Riemenrad, das von einem an einem Elektromotor angeordneten Ritzel mittels eines Riemens zur Niveauverstellung antreibbar ist, sowie ein Zahnrad und ein Federelement. Das Zahnrad kämmt mit dem Riemenrad, und das Federelement ist mit dem Zahnrad verbunden. Das Federelement ist ferner dafür vorgesehen, bei einer Drehung des Zahnrades in einem Senkvorgang des Fahrgestells Energie aufzunehmen und bei einer gegenläufigen Drehung des Zahnrades in einem Hebevorgang des Fahrgestells die aufgenommene Energie wieder abzugeben, um den Elektromotor beim Hebevorgang des Fahrgestells zu unterstützen. Der Niveauversteller wird von einer separaten Antriebseinheit angetrieben.From the DE 10 2016 204 189 A1 discloses a level adjuster for a chassis of a vehicle, comprising a pulley, which is driven by a arranged on an electric motor pinion by means of a belt for level adjustment, and a gear and a spring element. The gear meshes with the pulley, and the spring element is connected to the gear. The spring element is further provided to receive energy during a rotation of the gear in a lowering operation of the chassis and in an opposite rotation of the gear in a lifting operation of the chassis to release the energy absorbed to assist the electric motor during the lifting operation of the chassis. The level adjuster is driven by a separate drive unit.

Ferner geht aus der WO 2014/198861 A1 ein selbstfahrender Fahrsimulator mit einem Maschinengestell hervor, wobei das Maschinengestell über drei, bevorzugt vier oder mehr Radbaugruppen auf einem Untergrund verfahrbar ist. Die Radbaugruppen umfassen jeweils zumindest ein auf dem Untergrund verfahrbares Rad, das um eine Lenkachse drehbar angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel sind die Räder jeder Radbaugruppe über 360° beliebig, unbegrenzt und in beide Drehrichtungen um die Lenkachse drehbar. Die Rotation der Räder jeder Baugruppe erfolgt durch eine separate Antriebseinheit.Furthermore, goes from the WO 2014/198861 A1 a self-propelled driving simulator with a machine frame, wherein the machine frame on three, preferably four or more wheel assemblies on a substrate is movable. The wheel assemblies each comprise at least one movable on the ground wheel, which is arranged rotatably about a steering axis. In one embodiment, the wheels of each wheel assembly over 360 ° are arbitrary, unlimited and rotatable in both directions about the steering axis. The rotation of the wheels of each module is done by a separate drive unit.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Federbeineinrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein Antrieb einer Niveauverstellvorrichtung sowie einer Lenkvorrichtung optimiert wird und die Federbeineinrichtung kompakter ausgebildet wird. Dabei geht es um eine kostengünstige Ausbildung unter Einsatz möglichst weniger Einzelteile und Antriebsquellen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.The object of the present invention is to further develop a strut device to the effect that a drive of a level adjustment and a steering device is optimized and the spring strut is made more compact. It is a cost-effective training using as few items and sources of power as possible. The object is solved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments are given in the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Federbeineinrichtung für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs umfasst eine erste Getriebeanordnung zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung, eine zweite Getriebeanordnung zur Betätigung einer Lenkvorrichtung, und einen einzigen Antriebsmotor zum wechselweisen Antrieb der ersten oder zweiten Getriebeanordnung, wobei eine Kupplungseinrichtung im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und den beiden Getriebeanordnungen angeordnet ist und zum Koppeln des Antriebsmotors entweder mit der ersten Getriebeanordnung oder mit der zweiten Getriebeanordnung ausgebildet ist. Mit anderen Worten erfolgt die wechselweise Betätigung der Niveauverstellvorrichtung und der Lenkvorrichtung durch einen einzigen Antriebsmotor.An inventive spring strut for a suspension of a motor vehicle comprises a first gear assembly for actuating a Niveauverstellvorrichtung, a second gear assembly for actuating a steering device, and a single drive motor for alternately driving the first or second gear assembly, wherein a coupling device in the power flow between the drive motor and the two gear assemblies is arranged and designed to couple the drive motor either with the first gear assembly or with the second gear assembly. In other words, the alternate operation of the level adjuster and the steering device is effected by a single drive motor.

Die Niveauverstellvorrichtung ist dazu vorgesehen, durch das axiale Verlagern der Gewindespindel gegenüber der Gewindemutter eine Hubbewegung auszuführen und dabei das an dieser Fahrzeugachse aufliegende Fahrzeuggewicht zu tragen und eine Karosserie anzuheben. Mit anderen Worten wird für den Zeitraum der Anhebung die Gewichtskraft des Fahrzeugs im Wesentlichen von der Niveauverstellvorrichtung, also der Gewindespindel und der Gewindemutter abgefangen. Dadurch wird ein Höhenstand des Fahrzeugs verändert und das Fahrzeug kann in eine gewünschte Soll-Niveaulage gebracht werden.The level adjustment is intended to perform by the axial displacement of the threaded spindle relative to the threaded nut a lifting movement and thereby to carry the resting on this vehicle axle vehicle weight and lift a body. In other words, the weight of the vehicle is substantially intercepted by the Niveauverstellvorrichtung, so the threaded spindle and the threaded nut for the period of increase. As a result, a ride height of the vehicle is changed and the vehicle can be brought into a desired target level position.

Die Lenkvorrichtung ist dazu vorgesehen, einen Lenkwinkel eines an einem Radträger angeordneten Rades einzustellen. Mit anderen Worten ist der Lenkwinkel ein Radlenkwinkel, wobei das Rad mittels der Lenkvorrichtung bevorzugt um 360° drehbar ist. Mithin wird dadurch die Wendigkeit oder die Manövrierbarkeit des Kraftfahrzeugs erhöht, wobei das Kraftfahrzeug für ein Ein- oder Ausparkmanöver beispielsweise auf der Stelle um die eigene Achse drehbar ist. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet, wobei die jeweiligen die erfindungsgemäße Federbeineinrichtung aufweisenden Räder bevorzugt mittels eines jeweiligen Radnabenantriebs angetrieben werden. Dabei kann auf eine von außen zugeführte Antriebswelle verzichtet werden, wodurch zum einen der Wirkungsgrad des Fahrzeugantriebs erhöht und zum anderen eine Verdrehung der Federbeineinrichtung um 360° möglich ist. Es ist alternativ auch möglich nicht alle die Federbeineinrichtung aufweisenden Räder anzutreiben. Der Radnabenantrieb kann axial an das jeweilige Rad angrenzend angeordnet sein und mittels eines elektrischen Motors angetrieben werden. Alternativ kann der Radnabenantrieb auch innerhalb des Rades beziehungsweise der Felge integriert sein, wodurch der Hohlraum des Rades optimal genutzt wird.The steering device is intended to set a steering angle of a wheel arranged on a wheel. In other words, the steering angle is a wheel steering angle, wherein the wheel is preferably rotatable by 360 ° by means of the steering device. Thus, the maneuverability or the maneuverability of the motor vehicle is thereby increased, wherein the motor vehicle is rotatable for an entry or Ausparkmanöver for example on the spot about its own axis. The motor vehicle is preferably embodied as an electric vehicle, wherein the respective wheels having the spring strut device according to the invention are preferably driven by means of a respective wheel hub drive. It can be dispensed with an externally supplied drive shaft, whereby on the one hand increases the efficiency of the vehicle drive and on the other hand, a rotation of the spring strut by 360 ° is possible. It is alternatively also not possible to drive all the suspension elements having wheels. The wheel hub drive may be disposed axially adjacent to the respective wheel and driven by an electric motor. Alternatively, the wheel hub drive can also be integrated within the wheel or the rim, whereby the cavity of the wheel is used optimally.

Mindestens eine, vorzugsweise alle Fahrzeugachsen eines Kraftfahrzeugs weisen jeweils zwei Räder mit der erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung auf. Vorteilhaft ist dabei die schlanke und platzsparende Anordnung der Federbeineinrichtung in der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Dabei sind die Federbeineinrichtungen vorzugsweise je senkrecht in der Karosserie angeordnet, wobei alternativ eine der Geometrie und der Fahrdynamik des Fahrzeugs angepasste schräge Anordnung der jeweiligen Federbeineinrichtung möglich ist. Die Antriebsmotoren mehrerer Federbeineinrichtungen sind vorzugsweise über eine Steuereinheit miteinander verbunden, die dazu vorgesehen ist, die Ist-Niveaulage des Kraftfahrzeugs sowie den Lenkwinkel der jeweiligen Räder zu überwachen und zu regeln. Mithin wird dadurch die Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht.At least one, preferably all vehicle axles of a motor vehicle each have two wheels with the spring strut according to the invention. The advantage here is the slim and space-saving arrangement of the spring strut in the body of the motor vehicle. The spring strut devices are preferably each arranged vertically in the body, wherein alternatively one of the geometry and the driving dynamics of the vehicle adapted oblique arrangement of the respective strut device is possible. The drive motors of a plurality of spring strut devices are preferably connected to one another via a control unit which is provided to monitor and regulate the actual level position of the motor vehicle as well as the steering angle of the respective wheels. Thus, the safety of the motor vehicle is thereby increased.

Bevorzugt umfasst die erste Getriebeanordnung ein auf einer ersten Antriebswelle drehfest angeordnetes erstes Zahnrad, das dazu vorgesehen ist, über ein Zwischenrad ein zweites Zahnrad der Niveauverstellvorrichtung anzutreiben. Die Kupplungseinrichtung weist zumindest zwei Kupplungsstellungen auf, nämlich eine erste Kupplungsstellung, in der eine Änderung des Lenkwinkels ermöglicht wird, und eine zweite Kupplungsstellung, in der eine Änderung der Niveaulage des Fahrzeugaufbaus ermöglicht wird. Liegt die Kupplungseinrichtung in der zweiten Kupplungsstellung vor, ist eine Rotorwelle des Antriebsmotors mit der ersten Antriebswelle der ersten Getriebeanordnung wirkverbunden und treibt das erste Zahnrad an, wobei das Zwischenrad und das zweite Zahnrad zumindest mittelbar durch das erste Zahnrad angetrieben werden. Mit anderen Worten ist die Rotorwelle in der zweiten Kupplungsstellung drehfest mit dem ersten Zahnrad verbunden, wobei die Kupplungseinrichtung in der zweiten Kupplungsstellung ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Kupplungseinrichtung wirkverbundenen Wellen, nämlich der Rotorwelle und der ersten Antriebswelle überträgt.Preferably, the first gear arrangement comprises a first gear rotatably mounted on a first drive shaft, which is provided to drive a second gear of the level adjustment device via an intermediate gear. The coupling device has at least two coupling positions, namely a first coupling position, in which a change in the steering angle is made possible, and a second coupling position, in which a change in the level position of the vehicle body is made possible. If the coupling device is in the second coupling position, a rotor shaft of the drive motor is operatively connected to the first drive shaft of the first gear arrangement and drives the first gear, wherein the intermediate gear and the second gear are at least indirectly driven by the first gear. In other words, the rotor shaft is rotatably connected in the second coupling position with the first gear, wherein the coupling device in the second coupling position transmits a torque between two operatively connected to this coupling device waves, namely the rotor shaft and the first drive shaft.

Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente, beispielsweise zwei Zahnräder direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen.The term "operatively connected" is to be understood that two transmission elements, for example, two gears may be directly connected to each other, or that there are other transmission elements between two transmission elements, for example, one or more shafts or gears. Two meshing gears are provided for transmitting torque and rotational speed from one gear to the other gear.

Am Zwischenrad ist bevorzugt eine Sperreinheit drehfest angeordnet, die beispielsweise eine Sperrkontur umfasst, wobei in die Sperrkontur beispielsweise ein an einem Hebel angeordneter Sperrabschnitt eingreift und bei einer Rotation des Zahnrades innerhalb der Sperrkontur geführt wird. Der Sperrabschnitt des Hebelarms ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Rotation des Zwischenrads zu sperren, um eine ungewollte axiale Verlagerung der gegenüber der Gewindemutter axial verlagerbaren Gewindespindel zu verhindern. Das Zwischenrad ist derart ausgebildet, dass eine Führung des Sperrabschnitts in der Sperrkontur sicher ausgeführt wird, ohne dass eine axiale Verlagerung des Zwischenrades und eine damit einhergehende Knickung des Hebelarms zu befürchten ist.At the intermediate wheel, a locking unit is preferably arranged non-rotatably, for example, comprises a locking contour, wherein in the locking contour, for example, a locking portion arranged on a lever engages and is guided in a rotation of the gear within the locking contour. The locking portion of the lever arm is particularly intended to lock a rotation of the idler gear to prevent unwanted axial displacement of the threaded nut relative to the axially displaceable threaded spindle. The intermediate wheel is designed such that a guide of the locking portion is carried out safely in the locking contour without an axial displacement of the intermediate wheel and a concomitant buckling of the lever arm is to be feared.

Die Kupplungseinrichtung weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Stellelement auf, das den Antriebsmotor entweder mit der ersten Getriebeanordnung oder mit der zweiten Getriebeanordnung verbindet. Das Stellelement kann elektrisch oder mechanisch zwischen zumindest der ersten und zweiten Kupplungsstellung eingestellt werden. Unter dem wechselweisen Antrieb der ersten oder zweiten Getriebeanordnung ist zu verstehen, dass entweder ausschließlich die erste Getriebeanordnung von dem Antriebsmotor angetrieben wird oder ausschließlich die zweite Getriebeanordnung von dem Antriebsmotor angetrieben wird. Somit ist die Kupplungseinrichtung schaltbar ausgebildet und entweder im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und der ersten Getriebeanordnungen angeordnet, oder im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und der zweiten Getriebeanordnungen angeordnet.According to a preferred embodiment, the coupling device has an actuating element which connects the drive motor to either the first gear arrangement or to the second gear arrangement. The adjusting element can be adjusted electrically or mechanically between at least the first and second coupling positions. Under the alternate drive of the first or second gear assembly is to be understood that either only the first gear assembly is driven by the drive motor or only the second gear assembly is driven by the drive motor. Thus, the coupling device is formed switchable and arranged either in the power flow between the drive motor and the first gear arrangements, or arranged in the power flow between the drive motor and the second gear arrangements.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das zweite Zahnrad drehfest mit einer axial unverschieblichen Gewindemutter der Niveauverstellvorrichtung verbunden ist, wobei durch eine Rotation der Gewindemutter eine Gewindespindel relativ zur Gewindemutter axial verlagerbar ist. Räumlich zwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter sind bevorzugt eine Mehrzahl von Kugeln angeordnet, sodass die Niveauverstellvorrichtung in diesem Fall als Kugelgewindetrieb ausgebildet ist. Es ist aber auch denkbar, die Niveauverstellvorrichtung als Trapezgewindetrieb oder Planetenwälzgetriebe auszubilden.The invention includes the technical teaching that the second gear rotatably connected to an axially non-displaceable threaded nut of the level adjustment, wherein by a rotation of the threaded nut, a threaded spindle relative to the threaded nut is axially displaceable. Spatially between the threaded spindle and the threaded nut, a plurality of balls are preferably arranged, so that the Niveauverstellvorrichtung is formed in this case as a ball screw. But it is also conceivable to form the level adjustment as trapezoidal or planetary gear.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Getriebeanordnung ein auf einer zweiten Antriebswelle drehfest angeordnetes drittes Zahnrad, das mit einem vierten Zahnrad der Lenkvorrichtung in Zahneingriff steht, wobei das vierte Zahnrad drehfest mit einem Radträger verbunden ist. Liegt die Kupplungseinrichtung in der ersten Kupplungsstellung vor, ist die Rotorwelle des Antriebsmotors mit der zweiten Antriebswelle der zweiten Getriebeanordnung wirkverbunden und treibt das dritte Zahnrad an, wobei das vierte Zahnrad durch das damit in Zahneingriff stehende dritte Zahnrad angetrieben wird. Somit ist die Rotorwelle in der ersten Kupplungsstellung drehfest mit dem dritten Zahnrad verbunden und die Kupplungseinrichtung überträgt in der ersten Kupplungsstellung ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Kupplungseinrichtung wirkverbundenen Wellen, nämlich der Rotorwelle und der zweiten Antriebswelle. Mit anderen Worten führt ein Antrieb der zweiten Getriebeanordnung zu einer Rotation des Radträgers und somit zur Einstellung des Lenkwinkels des Rades.According to a preferred embodiment, the second gear arrangement comprises a second gear rotatably mounted on a second drive shaft, which is in meshing engagement with a fourth gear of the steering device, wherein the fourth gear rotatably connected to a wheel carrier. If the coupling device is in the first coupling position, the rotor shaft of the drive motor is operatively connected to the second drive shaft of the second gear arrangement and drives the third gear, wherein the fourth gear is driven by the third gear meshing therewith. Thus, the rotor shaft is rotatably connected in the first coupling position with the third gear and the coupling device transmits in the first coupling position a torque between two operatively connected to this coupling means waves, namely the rotor shaft and the second drive shaft. In other words, a drive of the second gear arrangement leads to a rotation of the wheel carrier and thus to adjust the steering angle of the wheel.

Bevorzugt ist die Kupplungseinrichtung formschlüssig ausgebildet bzw. zur formschlüssigen Kopplung von jeweils zwei Wellen vorgesehen. Die Kupplungseinrichtung ist beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildet, um die formschlüssige Verbindung zwischen der Rotorwelle und der ersten Antriebswelle bzw. zwischen der Rotorwelle und der zweiten Antriebswelle zu erzeugen. Preferably, the coupling device is formed positively or provided for the positive coupling of two shafts. The coupling device is designed, for example, as a dog clutch in order to produce the positive connection between the rotor shaft and the first drive shaft or between the rotor shaft and the second drive shaft.

Gemäß der Ausführungsform weist die Kupplungseinrichtung ferner eine neutrale Kupplungsstellung auf. Mit anderen Worten ist die neutrale Kupplungsstellung als dritte Kupplungsstellung zu verstehen, wobei das Stellelement in diesem Fall wahlweise zwischen der ersten, zweiten oder dritten Kupplungsstellung schaltbar ist. In der neutralen Kupplungsstellung ist die Niveauverstellvorrichtung bevorzugt gesperrt und die Räder blockiert und/oder nicht lenkbar. Mithin ist die Kupplungseinheit weder im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und der ersten Getriebeanordnung angeordnet, noch im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor und der zweiten Getriebeanordnung. In der neutralen oder geöffneten Kupplungsstellung überträgt die Kupplungseinrichtung kein Drehmoment.According to the embodiment, the coupling device further comprises a neutral coupling position. In other words, the neutral coupling position is to be understood as a third coupling position, wherein the actuating element in this case is selectively switchable between the first, second or third coupling position. In the neutral coupling position, the level adjustment device is preferably locked and the wheels are locked and / or not steerable. Consequently, the coupling unit is arranged neither in the power flow between the drive motor and the first gear arrangement, nor in the power flow between the drive motor and the second gear arrangement. In the neutral or open coupling position, the coupling device transmits no torque.

Der Antriebsmotor ist vorzugsweise eine elektrische Maschine, umfassend einen Stator und einen Rotor. Mit anderen Worten umfasst die elektrische Antriebsmaschine einen stationär festgelegten Stator sowie einen beweglich darin angeordneten Rotor, der drehfest auf der Rotorwelle angeordnet ist. Eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine wird über die Rotorwelle entweder in die erste oder in die zweite Getriebeanordnung eingeleitet.The drive motor is preferably an electric machine comprising a stator and a rotor. In other words, the electric drive machine comprises a stationary fixed stator and a rotor arranged movably therein, which is arranged rotationally fixed on the rotor shaft. A drive power of the electric machine is introduced via the rotor shaft either in the first or in the second gear arrangement.

Ferner bevorzugt ist die Gewindespindel in einer Ausnehmung des Radträgers axial geführt. Mithin ist die Federbeineinrichtung durch die axiale Führung gegen Knicken gesichert. Ferner wird durch diese Maßnahme axialer Bauraum der Federbeineinrichtung eingespart.Further preferably, the threaded spindle is axially guided in a recess of the wheel carrier. Thus, the spring strut is secured by the axial guide against kinking. Furthermore, axial space of the spring strut is saved by this measure.

Vorzugsweise ist axial zwischen dem Radträger und der Gewindemutter und/oder zwischen der Gewindemutter und einem Federelement ein jeweiliges Axiallagerelement zur Reibungsreduzierung vorgesehen. Mit anderen Worten ist an beiden axialen Stirnseiten der Gewindemutter ein jeweiliges Axiallagerelement angeordnet, wobei die Gewindemutter einerseits gegenüber dem Radträger axial abgestützt ist und andererseits gegenüber dem Federelement axial abgestützt ist. Mithin sind der Radträger, die Gewindemutter, sowie das Federelement in Reihe angeordnet, wobei das Federelement gegenüber dem Fahrzeugaufbau oder der Karosserie des Kraftfahrzeugs abgestützt ist und dadurch die Gewindemutter axial vorspannt. Anders gesagt weist die Federbeineinrichtung einen säulenartigen Aufbau auf.Preferably, a respective axial bearing element is provided axially between the wheel carrier and the threaded nut and / or between the threaded nut and a spring element for friction reduction. In other words, a respective axial bearing element is arranged on both axial end sides of the threaded nut, wherein the threaded nut is axially supported on the one hand relative to the wheel carrier and on the other hand is axially supported relative to the spring element. Thus, the wheel carrier, the threaded nut, and the spring element are arranged in series, wherein the spring element is supported relative to the vehicle body or the body of the motor vehicle and thereby biases the threaded nut axially. In other words, the spring strut has a columnar structure.

Bevorzugt ist die Niveauverstellvorrichtung während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs betätigbar, wobei die Lenkvorrichtung während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs betätigbar ist. Unter einem Stillstand des Kraftfahrzeugs ist eine erste Betriebssituation zu verstehen, in der keines der Räder angetrieben wird. Mit anderen Worten wird das Kraftfahrzeug nicht bewegt. Somit kann die Niveauverstellvorrichtung beispielsweise derart betätigt werden, dass im Stillstand des Kraftfahrzeugs der Fahrzeugaufbau nach oben verfahren wird, um das Kraftfahrzeug leichter beladen zu können. Unter dem Betrieb des Kraftfahrzeugs ist eine zweite Betriebssituation zu verstehen, bei der zumindest eines der Räder angetrieben wird. Anders gesagt wird das Kraftfahrzeug im Betrieb bewegt. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs wird die Lenkvorrichtung genutzt, um das Kraftfahrzeug beispielsweise in Kurvenfahrten zu steuern.Preferably, the level adjustment is operable during a standstill of the motor vehicle, wherein the steering device is operable during operation of the motor vehicle. A standstill of the motor vehicle is a first operating situation to understand in which none of the wheels is driven. In other words, the motor vehicle is not moved. Thus, the level adjustment, for example, be actuated such that at standstill of the motor vehicle, the vehicle body is moved upward to load the vehicle easier. The operation of the motor vehicle is to be understood as a second operating situation in which at least one of the wheels is driven. In other words, the motor vehicle is moved during operation. During operation of the motor vehicle, the steering device is used to control the motor vehicle, for example when cornering.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der zwei Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs zur Veranschaulichung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung, und
2 eine schematische Schnittansicht einer Radaufhängung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the two figures, wherein identical or similar components are provided with the same reference numerals. This shows

1 a simplified schematic view of a motor vehicle to illustrate the arrangement of a spring strut according to the invention, and
2 a schematic sectional view of a suspension for illustrating the structure of the spring strut according to the invention according to a preferred embodiment.

Gemäß 1 weist ein vorliegendes Kraftfahrzeug 17 zwei Fahrzeugachsen 19 auf, wobei an jeder Fahrzeugachse 19 im Bereich einer Radaufhängung jeweils zwei Federbeineinrichtungen 1 angeordnet sind, und wobei jede Federbeineinrichtung 1 zur Radaufhängung mit einem Rad 26 verbunden ist. Die jeweilige Federbeineinrichtung 1 stützt sich gegen eine Karosserie 16 des Kraftfahrzeugs 17 ab, wobei aus perspektivischen Gründen lediglich zwei der vier Federbeineinrichtungen 1 sichtbar sind. Die Federbeineinrichtungen 1 sind vorliegend in einer jeweiligen Dachträgersäule 18 aufgenommen, wobei die Dachträgersäule 18 der Frontachse die A-Säule und die Dachträgersäule 18 der Heckachse die C-Säule darstellt. Die beiden Federbeineinrichtungen 1 werden mittels eines jeweiligen Antriebsmotors 5 betätigt, wobei die Antriebsmotoren 5 über eine Steuereinheit 25 miteinander verbunden sind. Die Steuereinheit 25 ist dazu vorgesehen, eine Ist-Niveaulage des Kraftfahrzeugs 17 sowie einen Lenkwinkel des jeweiligen Rades 26 zu erfassen, auszuwerten und zu regeln, um eine Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs 17 zu erhöhen.According to 1 has a present motor vehicle 17 two vehicle axles 19 on, being on each vehicle axle 19 in the region of a suspension two spring strut devices 1 are arranged, and wherein each spring strut 1 to the wheel suspension with a wheel 26 connected is. The respective spring strut 1 rests against a body 16 of the motor vehicle 17 from, for reasons of perspective, only two of the four spring struts 1 are visible. The strut mechanisms 1 are present in a respective roof rack column 18 taken, with the roof rack column 18 the front axle, the A-pillar and the roof rack pillar 18 the rear axle represents the C-pillar. The two strut mechanisms 1 be by means of a respective drive motor 5 operated, the drive motors 5 via a control unit 25 connected to each other. The control unit 25 is intended to be an actual level position of the motor vehicle 17 and a steering angle of the respective wheel 26 to capture, evaluate and regulate to ensure operational safety of the motor vehicle 17 to increase.

Nach 2 umfasst die Federbeineinrichtung 1 für die Radaufhängung eine erste Getriebeanordnung 2a zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung 3, eine zweite Getriebeanordnung 2b zur Betätigung einer Lenkvorrichtung 4, und den Antriebsmotor 5 zum wechselweisen Antrieb der ersten oder zweiten Getriebeanordnung 2a, 2b. Die Niveauverstellvorrichtung 3 ist dazu vorgesehen, eine Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus vorzunehmen. Die Lenkvorrichtung 4 ist dazu vorgesehen, einen beliebigen Lenkwinkel des Rades 15 um die Längsachse eines Radträgers 12 einzustellen. Die Niveauverstellvorrichtung 3 wird insbesondere während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs 17 betätigt, um beispielsweise ein Be- oder Entladen zu vereinfachen. Die Lenkvorrichtung 4 wird während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs 17 betätigt, um das Kraftfahrzeug 17 beispielsweise in einer Kurvenfahrt zu steuern. To 2 includes the spring strut 1 for the suspension, a first gear assembly 2a for actuating a Niveauverstellvorrichtung 3 , a second gear arrangement 2 B for actuating a steering device 4 , and the drive motor 5 for alternately driving the first or second gear arrangement 2a . 2 B , The level adjustment device 3 is intended to make a height adjustment of the vehicle body. The steering device 4 is intended to any steering angle of the wheel 15 around the longitudinal axis of a wheel carrier 12 adjust. The level adjustment device 3 is especially during a stoppage of the motor vehicle 17 operated, for example, to facilitate loading or unloading. The steering device 4 is during operation of the motor vehicle 17 pressed to the motor vehicle 17 For example, to steer in a cornering.

Eine Kupplungseinrichtung 6 ist im Leistungsfluss zwischen dem Antriebsmotor 5 und den beiden Getriebeanordnungen 2a, 2b angeordnet und derart ausgebildet, dass der Antriebsmotor 5 entweder mit der ersten Getriebeanordnung 2a oder mit der zweiten Getriebeanordnung 2b koppelbar ist. Ferner weist die Kupplungseinrichtung 6 eine neutrale Kupplungsstellung auf, die eine Niveauverstellung der Karosserie 16 oder eine Lenkwinkeleinstellung des Rades 26 unterbindet bzw. verhindert. Somit weist die Kupplungseinrichtung 6 eine erste Kupplungsstellung zur Änderung eines Lenkwinkels, eine zweite Kupplungsstellung zur Änderung der Ist-Niveaulage des Fahrzeugaufbaus sowie eine dritte Kupplungsstellung als neutrale Kupplungsstellung auf.A coupling device 6 is in the power flow between the drive motor 5 and the two gear assemblies 2a . 2 B arranged and designed such that the drive motor 5 either with the first gear arrangement 2a or with the second gear arrangement 2 B can be coupled. Furthermore, the coupling device 6 a neutral coupling position, which is a level adjustment of the body 16 or a steering angle adjustment of the wheel 26 prevents or prevents. Thus, the coupling device 6 a first coupling position for changing a steering angle, a second coupling position for changing the actual level position of the vehicle body and a third coupling position as a neutral coupling position.

Der Antriebsmotor 5 ist eine elektrische Maschine und umfasst einen - hier nicht dargestellten - Stator und Rotor. Der Antriebsmotor 5 ist stationär an der Karosserie 16 des Kraftfahrzeugs 17 festgelegt, wobei ein Drehmoment über eine mit dem Rotor verbundene Rotorwelle 23 je nach Kupplungsstellung in die erste oder in die zweite Getriebeanordnung 2a, 2b eingeleitet wird. Lediglich in der dritten, also der neutralen Kupplungsstellung überträgt die Rotorwelle 23 kein Drehmoment. Die Rotorwelle 23 ist in einem Gehäuse drehbar gelagert.The drive motor 5 is an electric machine and includes a - not shown here - stator and rotor. The drive motor 5 is stationary on the body 16 of the motor vehicle 17 set, wherein a torque via a rotor shaft connected to the rotor 23 depending on the coupling position in the first or in the second gear arrangement 2a . 2 B is initiated. Only in the third, so the neutral coupling position transmits the rotor shaft 23 no torque. The rotor shaft 23 is rotatably mounted in a housing.

Die erste Getriebeanordnung 2a umfasst ein auf einer ersten Antriebswelle 11a drehfest angeordnetes erstes Zahnrad 7a, das dazu vorgesehen ist, über ein Zwischenrad 8 ein zweites Zahnrad 7b der Niveauverstellvorrichtung 3 anzutreiben. Das erste Zahnrad 7a wird angetrieben, wenn die Kupplungseinrichtung 6, wie vorliegend dargestellt, in der zweiten Kupplungsstellung vorliegt. Dabei ist die Rotorwelle 23 des Antriebsmotors 5 mit der ersten Antriebswelle 11a der ersten Getriebeanordnung 2a wirkverbunden und treibt das erste Zahnrad 7a an. Die Kupplungseinrichtung 6 umfasst ein Stellelement 20, welches vorliegend axial verschieblich ausgebildet ist. In der zweiten Kupplungsstellung wird mittels des Stellelements 20 zwischen der Rotorwelle 23 und der ersten Antriebswelle 11a eine formschlüssige Verbindung erzeugt, um die Antriebsleistung in die erste Getriebeanordnung 2a zu leiten. Durch das angetriebene erste Zahnrad 7a wird das im Leistungsfluss nachfolgende Zwischenrad 8 und das zweite Zahnrad 7b angetrieben. Mithin stehen das erste und zweite Zahnrad 7a, 7b mit dem dazwischen angeordneten Zwischenrad 8 zur Übertragung einer Drehzahl und eines Drehmoments in Zahneingriff.The first gear arrangement 2a includes a on a first drive shaft 11a rotationally fixed first gear 7a , which is intended to have an idler 8th a second gear 7b the level adjustment device 3 drive. The first gear 7a is driven when the coupling device 6 , as shown in the present case, is present in the second coupling position. Here is the rotor shaft 23 of the drive motor 5 with the first drive shaft 11a the first gear arrangement 2a Actively connected and drives the first gear 7a at. The coupling device 6 includes an actuator 20 which is designed to be axially displaceable in the present case. In the second coupling position is by means of the actuating element 20 between the rotor shaft 23 and the first drive shaft 11a generates a positive connection to the drive power in the first gear assembly 2a to lead. By the driven first gear 7a becomes the intermediate wheel following in the power flow 8th and the second gear 7b driven. Consequently, the first and second gear are 7a . 7b with the interposed intermediate wheel 8th for transmitting a speed and a torque in meshing engagement.

Das Zwischenrad 8 ist vorliegend drehfest mit einem drehbar im Gehäuse angeordneten Gehäusebolzen 21 verbunden. Alternativ kann das Zwischenrad 8 drehbar auf einem stationär festgelegten Gehäusebolzen 21 gelagert sein. Am Zwischenrad 8 ist eine Sperreinheit 22 drehfest angeordnet, die beispielsweise eine Sperrkontur umfasst, wobei in die Sperrkontur beispielsweise ein an einem begrenzt beweglichen Hebelarm angeordneter Sperrabschnitt eingreift und bei einer Rotation des Zahnrades innerhalb der Sperrkontur geführt wird. Der Hebelarm ist dazu mit einem Gehäuse verbunden. Der Sperrabschnitt des Hebelarms ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Rotation des Zwischenrads 8 zu einem beliebigen Zeitpunkt zu sperren, um eine ungewollte axiale Verlagerung der gegenüber der Gewindemutter axial verlagerbaren Gewindespindel zu verhindern.The intermediate wheel 8th In the present case, it is rotationally fixed with a housing bolt which is rotatably arranged in the housing 21 connected. Alternatively, the intermediate wheel 8th rotatable on a stationary fixed housing bolt 21 be stored. At the intermediate wheel 8th is a barrier 22 arranged rotationally fixed, for example, comprises a locking contour, wherein in the locking contour, for example, engages a arranged on a limited movable lever arm locking portion and is guided in a rotation of the gear within the locking contour. The lever arm is connected to a housing. The locking portion of the lever arm is provided in particular to a rotation of the intermediate 8th to lock at any time to prevent unwanted axial displacement of the threaded nut relative to the axially displaceable threaded spindle.

Das zweite Zahnrad 7b ist drehfest mit einer axial unverschieblichen Gewindemutter 9 der Niveauverstellvorrichtung 3 verbunden, wobei durch eine Rotation der Gewindemutter 9 eine Gewindespindel 10 relativ zur Gewindemutter 9 axial verlagerbar ist. Die Niveauverstellvorrichtung 3 ist vorliegend als Kugelgewindetrieb ausgebildet, wobei räumlich zwischen der Gewindemutter 9 und der Gewindespindel 10 eine Vielzahl von Wälzkörpern 24 geführt sind.The second gear 7b is non-rotatable with an axially immovable threaded nut 9 the level adjustment device 3 connected, wherein by a rotation of the threaded nut 9 a threaded spindle 10 relative to the threaded nut 9 is axially displaceable. The level adjustment device 3 is presently designed as a ball screw, wherein spatially between the threaded nut 9 and the threaded spindle 10 a variety of rolling elements 24 are guided.

Axial zwischen dem Radträger 12, an dem das Rad 26 angeordnet ist, und der Gewindemutter 9 sowie axial zwischen der Gewindemutter 9 und einem Federelement 15 ist ein jeweiliges Axiallagerelement 14a, 14b zur Reibungsreduzierung vorgesehen. Mit anderen Worten sind das Federelement 15, die Gewindemutter 9 und der Radträger 12 in Reihe angeordnet, wobei die axial in der Gewindemutter 9 geführte Gewindespindel 10 in einer Ausnehmung 13 des Radträgers 12 axial geführt ist.Axially between the wheel carrier 12 on which the wheel 26 is arranged, and the threaded nut 9 and axially between the nut 9 and a spring element 15 is a respective thrust bearing element 14a . 14b intended for friction reduction. In other words, the spring element 15 , the threaded nut 9 and the wheel carrier 12 arranged in series, with the axial in the threaded nut 9 guided threaded spindle 10 in a recess 13 of the wheel carrier 12 is guided axially.

Die zweite Getriebeanordnung 2b umfasst ein auf einer zweiten Antriebswelle 11b drehfest angeordnetes drittes Zahnrad 7c, das mit einem vierten Zahnrad 7d der Lenkvorrichtung 4 in Zahneingriff steht, wobei das vierte Zahnrad 7d drehfest mit dem Radträger 12 verbunden ist. Das dritte Zahnrad 7c wird angetrieben, wenn die Kupplungseinrichtung 6 in der ersten Kupplungsstellung vorliegt. Dabei ist die Rotorwelle 23 des Antriebsmotors 5 mit der zweiten Antriebswelle 11b der zweiten Getriebeanordnung 2b wirkverbunden und treibt das dritte Zahnrad 7a an. Das axial verschiebliche Stellelement 20 wird dabei derart verstellt, dass zwischen der Rotorwelle 23 und der zweiten Antriebswelle 11b eine formschlüssige, drehfeste Verbindung erzeugt wird, um die Antriebsleistung vom Antriebsmotor 5 in die zweite Getriebeanordnung 2b zu leiten. Durch das angetriebene dritte Zahnrad 7c wird das im Leistungsfluss nachfolgende vierte Zahnrad 7d angetrieben, das drehfest mit dem Radträger 12 verbunden ist. Mithin stehen das dritte und vierte Zahnrad 7c, 7d miteinander in Zahneingriff. Somit erfolgt eine Einstellung des Lenkwinkels des Rades 26 durch eine Rotation des Radträgers 12 um die eigene Längsachse 27. Durch das zwischen dem Radträger 12 und der Gewindemutter 9 angeordnete erste Axiallagerelement 14a werden lediglich Axialkräfte übertragen, sodass eine Rotation des Radträgers 12 nicht zu einer ungewollten Rotation der Gewindemutter 9 führt.The second gear arrangement 2 B includes a on a second drive shaft 11b rotatably mounted third gear 7c that with a fourth gear 7d the steering device 4 is meshed with the fourth gear 7d rotatably with the wheel carrier 12 connected is. The third gear 7c is driven when the coupling device 6 present in the first coupling position. Here is the rotor shaft 23 of the drive motor 5 with the second drive shaft 11b the second gear arrangement 2 B Actively connected and drives the third gear 7a at. The axially displaceable actuator 20 is adjusted in such a way that between the rotor shaft 23 and the second drive shaft 11b a positive, rotationally fixed connection is generated to the drive power from the drive motor 5 in the second gear arrangement 2 B to lead. By the driven third gear 7c becomes the fourth gear in the power flow 7d driven, the rotation with the wheel carrier 12 connected is. Thus, the third and fourth gear are 7c . 7d meshing with each other. Thus, an adjustment of the steering angle of the wheel 26 by a rotation of the wheel carrier 12 around its own longitudinal axis 27 , Through the between the wheel carrier 12 and the nut 9 arranged first thrust bearing element 14a Only axial forces are transmitted, so that a rotation of the wheel carrier 12 not to an unwanted rotation of the nut 9 leads.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: FederbeineinrichtungSpring leg means
2a,2b2a, 2b: Getriebeanordnungtransmission assembly
33: NiveauverstellvorrichtungNiveauverstellvorrichtung
44: Lenkvorrichtungsteering device
55: Antriebsmotordrive motor
66: Kupplungseinrichtungcoupling device
7a, 7b, 7c, 7d7a, 7b, 7c, 7d: Zahnradgear
88th: Zwischenradidler
99: Gewindemutterthreaded nut
1010: Gewindespindelscrew
11a, 11b11a, 11b: Antriebswelledrive shaft
1212: Radträgerwheel carrier
1313: Ausnehmungrecess
14a, 14b14a, 14b: Axiallagerelementaxial bearing
1515: Federelementspring element
1616: Karosseriebody
1717: Kraftfahrzeugmotor vehicle
1818: DachträgersäuleRoof rack column
1919: Fahrzeugachsevehicle axle
2020: Stellelementactuator
2121: Gehäusebolzenenclosure bolt
2222: Sperreinheitblocking unit
2323: Rotorwellerotor shaft
2424: Wälzkörperrolling elements
2525: Steuereinheitcontrol unit
2626: Radwheel
2727: Längsachselongitudinal axis

Claims

Suspension device (1) for a wheel suspension of a motor vehicle, comprising a first gear arrangement (2a) for actuating a Niveauverstellvorrichtung (3), a second gear assembly (2b) for actuating a steering device (4), and a single drive motor (5) for alternately driving the first or second gear arrangement (2a, 2b), wherein a coupling device (6) in the power flow between the drive motor (5) and the two gear arrangements (2a, 2b) is arranged and for coupling the drive motor (5) either with the first gear arrangement (2a ) or with the second gear arrangement (2b) is formed.

Spring strut (1) according to Claim 1 , characterized in that the first gear arrangement (2a) on a first drive shaft (11a) rotatably mounted first gear (7a) which is provided, via an intermediate (8) a second gear (7b) of the Niveauverstellvorrichtung (3) drive.

Spring strut (1) according to Claim 2 , characterized in that the second gear (7b) rotatably connected to an axially immovable threaded nut (9) of the Niveauverstellvorrichtung (3), wherein by a rotation of the threaded nut (9) a threaded spindle (10) relative to the threaded nut (9) axially displaceable is.

Spring strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear arrangement (2b) comprises a second gear (11b) rotatably mounted third gear (7c), which with a fourth gear (7d) of the steering device (4) is in meshing engagement, wherein the fourth gear (7d) rotatably connected to a wheel carrier (12).

Spring strut (1) according to Claim 4 , characterized in that the threaded spindle (10) in a recess (13) of the wheel carrier (12) is guided axially.

Spring strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive motor (5) is an electric machine, comprising a stator and a rotor.

Spring strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the coupling device (6) is formed positively.

Spring strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device (6) further comprises a neutral coupling position.

Spring strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that axially between the wheel carrier (12) and the threaded nut (9) and / or between the threaded nut (9) and a spring element (15), a respective thrust bearing element (14a, 14b) intended for friction reduction.

Spring strut device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Niveauverstellvorrichtung (3) during a stoppage of the motor vehicle is operable, wherein the steering device (4) during operation of the motor vehicle is actuated.