CN109641499B - 线性执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线性执行器(1)，尤其是用于对底盘进行高度调节的线性执行器，其包括两个能相对彼此线性调节的结构组件(2、3)、以及能相对于结构组件(2、3)扭转的锁定环(9)，锁定环具有被设置成用于与斜坡环(16)协同作用的切换凸块(10)，并且被构造成用于在至少一个卡锁定位中吸收在结构组件(2、3)之间起作用的轴向力。此外，线性执行器(1)还包括沿轴向方向加载锁定环(9)的弹簧(11)，借助弹簧使锁定环(9)向其在其中一个结构组件(2)上的轴向支承部挤压，由此防止在切换过程期间锁定环(9)发生意外扭转。

Description

线性执行器
技术领域
本发明涉及一种线性执行器，其可用在用于对车身进行高度调节的设备中。
背景技术
例如由DE 10 2014 215 420 A1公知有一种用于对车身进行高度调节的设备。由文献DE 10 2014 206 142 A1和WO 2015/021980 A1公知另外的这种设备。所公知的设备均具有锁定装置，这些锁定装置能够实现经锁定的在两个或三个不同的水平上的高度调整。锁定装置在任意情况下均包括三个不同的锁定部件，即也被称为钟形罩或护套的引导套筒、锁定环和也被称为切换环的斜坡环。锁定环具有多个锁定凸块，锁定凸块可以嵌入到沿纵向方向，也就是说沿轴向方向在引导套筒中延伸的锁定兜部中。在此，不同的锁定兜部的不同长度相应于所公知的设备的不同的高度调整。斜坡环被构造成用于，使锁定环扭转，以便能够实现锁定环与不同的锁定兜部的协同作用。总的来说，所公知的设备能够实现根据所谓的圆珠笔原理的在不同的切换位置之间的转换(这里是：高度调整)。
发明内容
本发明的任务是，说明一种相比于所描述的现有技术更好的线性执行器，其突出之处在于在运行安全性，也就是在机动车中典型地提供的负载，尤其是振动负载的情况下的运行安全性、结构空间需求与易于装配性之间的有利的关系。
该任务根据本发明提供的线性执行器来解决。线性执行器在其本身公知的基本结构中具有两个能相对彼此线性调节的结构组件，其中，在线性执行器被装入到机动车的能被调节的底盘中的情况下其中一个结构组件可以与车身连接，以及另外的结构组件可以与轮架连接。为了可以使线性执行器被卡锁在限定的定位中，设置有能相对于两个结构组件扭转的锁定环，其轴向地支承在其中一个结构组件上并具有多个切换凸块。这些控制凸块与保持在不具有锁定环的那个结构组件上的引导套筒协同作用。在切换过程中，锁定环的扭转借助同样被分配给线性执行器的斜坡环来实现。根据本发明，锁定环沿轴向方向受弹簧的力加载，其中，弹簧力使锁定环向着其上轴向支承着锁定环的那个结构组件弹簧式加载。该结构组件尤其指的是包括螺纹丝杠的结构组件。在斜坡环扭转时，锁定环可以至少能沿轴向方向稍微移动。由于弹簧式加载，使得在任何情况下都防止了锁定环在切换过程中发生意外扭转。
锁定环向着斜坡环被弹簧式加载，如果同时提供了锁定环沿轴向方向关于锁定环的与线性执行器的纵向轴线一致的中轴线的移动行程，这就意味着，锁定环可以占据两个不同的经限定的轴向的定位：一方面可以使锁定环通过弹簧的力被按压到斜坡环的表面上或与斜坡环固定连接的部分的表面上。在该状态下，即使在发生振动负载的情况下也不出现锁定环不期望扭转。另一方面，锁定环可以通过斜坡环从在斜坡环或与斜坡环固定连接的部分上形成的撑托面抬起，这在切换过程期间便于使锁定环扭转。
本发明是基于这样的思考，线性执行器的锁定环相对于两个能相对彼此移动的、但不能扭转的结构组件是必须能转动的，但却总是必须相对于其中一个结构组件保持限定的轴向的定位。这意味着，锁定环必须不可移动地插入在两个中的一个结构组件的两个部件之间，其中，同时应当提供锁定环的可转动性。不予考虑轻易的可扭转性，这是因为锁定环否则就可能会发生无意扭转。另一方面，锁定环的不易活动的可扭转性是不利的，这是因为它需要高的驱动力矩来实现可靠的扭转。
该目标冲突在有利的设计方案中通过如下方式来化解，即，有针对性地消除锁定环在其中一个结构组件中的不可移动的支承部的间距。更确切地说，使锁定环以如下方式以能转动的方式支承在其中一个结构组件上或其中，即，在锁定环的第一轴向定位中既不期望其扭转又不意外发生其扭转，而在第二轴向定位中，使锁定环的轻易扭转成为可能。为此，锁定环的较小的移动行程就已经足够了。优选地，锁定环的沿线性执行器的轴向方向测得的最大的移动行程不超过锁定环的沿相同方向测得的宽度的10％，例如在2％和10％之间。根据替选的设计方案，锁定环不存在明显的移动行程。锁定环的弹簧式加载在这种情况下确保了在每个运行状态下提供有经限定的制动力矩，该制动力矩阻止尤其是在切换过程期间锁定环意外扭转。
以给锁定环加载轴向力的弹簧优选指的是波纹弹簧。在波纹弹簧于各种周围环境结构中的应用方面，示例性地参考文献DE 84 22 430 U1以及DE 10 2014 007 866 B4。原则上，为了对锁定环进行弹簧式加载，也能够使用由多个弹簧，例如片簧、碟形弹簧或螺旋弹簧构成的布置。
根据有利的设计方案，线性执行器包括止挡元件，其位于不存在有锁定环的那个结构组件上。止挡元件被用作防阻挡保护并且确保弹簧即使在弹簧被最大程度压缩的线性执行器的运行状态下也不会被阻挡。止挡元件优选具有套筒形状，其中，在圆柱形的区段上成形有径向向内指向的接片。该接片的端侧，也就是说圆盘形的表面，与圆柱形的区段的内壁或内壁的一部分一起表现出环形腔的边界，弹簧，尤其是波纹弹簧被容纳在该环形腔中。
在锁定环的背离弹簧的那个端侧上优选存在有滑动轴承面，其由与斜坡环固定连接的构件形成或由斜坡环本身形成。如果锁定环通过弹簧被按压到滑动轴承面上，那么锁定环因此就被保持在恒定的角度位置中。
线性执行器的两个结构组件之间的相对移动优选借助螺纹传动机构，尤其是滚珠丝杠传动机构来实现。通常，线性执行器例如是能电动、液压或气动驱动的。
线性执行器适用于在乘用车辆中的应用以及适用于在商用车辆，例如载重车辆、农用车辆或建筑机械中的应用。同样，该设备可在静止不动的应用中使用。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1以立体图示出线性执行器的部件；
图2以剖图示出处于第一切换状态下的线性执行器的细节；
图3以类似于图2的方式示出处于第二切换状态下的线性执行器。
具体实施方式
整体上用附图标记1标注的线性执行器被设置为用于对机动车的车身进行高度调节的底盘部件。
线性执行器1由两个结构组件2、3组成，它们能相对彼此线性移动，并且因此能够实现机动车的水平调节。两个结构组件2、3的共同的纵向轴线用L标记并且基本上竖直地布置在车辆中。
在不丧失一般性的情况下被称为下部的结构组件的第一结构组件2具有螺纹丝杠4，螺纹丝杠借助未示出的被分配给上部的第二结构组件3的螺纹丝杠螺母能相对于螺纹丝杠螺母被线性调节。螺纹丝杠4和所属的螺纹丝杠螺母是螺纹传动机构5的，即滚珠丝杠传动机构的部件，该螺纹传动机构作为在线性执行器1内部的传动机构将旋转转变成线性的调节。对螺纹传动机构5的驱动例如以直接驱动的方式，也就是说无传动装置地进行，或经由皮带传动机构或经由齿轮传动装置来进行。
螺纹丝杠4包围承载元件6，承载元件就像螺纹丝杠4那样地是呈管状的并且被分配给下部的结构组件2。在螺纹丝杠螺母的端面上安置有呈环形的滑动轴承元件7，其抗相对转动地与由螺纹丝杠4和承载元件6构成的结构单元连接。该滑动轴承元件7形成用于锁定环9的撑托面8。锁定环9具有三个径向向外指向的切换凸块10，它们可以被卡锁在上部的结构组件3上的不同的定位中。在卡锁的定位中分别阻挡了结构组件2、3之间的沿某一方向轴向移动，由此使在结构组件2、3之间起作用的滚珠丝杠传动机构5被机械去负荷。
锁定环9通过弹簧11，即波纹弹簧朝螺纹丝杠4的方向被按压。波纹弹簧布置在环形腔12中，环形腔径向向内由承载元件6的圆柱形的圆周面来限界，并且在一个端侧上直接由锁定环9来限界。在相对置的端侧上，也就是说在背离锁定环9的端侧上，环形腔12由止挡元件14的接片13限界。被分配给上部的结构组件3的止挡元件14整体上被设计成环形，其中，止挡元件14的圆柱形的区段用15标注。接片13径向向内地一体式地成形在止挡元件14的圆柱形的，即套筒形的区段15上。在此，圆柱形的区段15沿两个轴向方向，也就是说沿着纵向轴线L探伸超过接片13，由此使止挡元件14的横截面具有(在当前情况下是非对称的)T形状。圆柱形的区段15的端面(在根据图1至3的布置中是在止挡元件14的下侧上)被设置成用于，在外部的区域中止挡在锁定环9的端面时，弹簧11在该接触区域的径向内部地布置在止挡元件14与锁定环9之间。即使在弹簧11的最大可能压缩的情况下，也就是说在整体上呈环形的止挡元件14止挡在锁定环9上的情况下，弹簧11也不会被阻挡。因此，止挡元件14用作防阻挡保护。
在根据图2的布置中，在止挡元件14与锁定环9之间的最大可能的轴向间距，其中，弹簧11被最大程度地扩展。止挡元件14与锁定环9之间的轴向间距说明了锁定环9的移动行程V。如在图2中草绘的、最大程度地朝螺纹丝杠4的方向移动的锁定环9以如下方式受弹簧力加载地被安置在撑托面8上，即，使其即使在长时间受到振动负载的情况下也不会出现锁定环9相对于结构组件2、3的扭转。
为了使锁定环9扭转，设置有斜坡环16，如由图3得知，斜坡环作用到锁定环9的切换凸块10上。斜坡环16不仅引起锁定环9扭转，而且在沿轴向方向引起锁定环移动，其中，锁定环9在根据图3的布置中朝止挡元件14的方向移动直到被止挡。在该情况下，锁定环9与滑动轴承元件7之间的间距相应于最大的移动行程V。在该定位中锁定环9能以较小的驱动力矩被扭转，以便能够实现线性执行器1过渡到新的卡锁定位中。
附图标记列表
1 线性执行器
2 第一结构组件
3 第二结构组件
4 螺纹丝杠
5 螺纹传动机构
6 承载元件
7 滑动轴承元件
8 撑托面
9 锁定环
10 切换凸块
11 弹簧
12 环形腔
13 接片
14 止挡元件
15 圆柱形的区段
16 斜坡环
L 纵向轴线
V 移动行程

Claims (8)

1.一种线性执行器(1)，其具有两个能相对彼此线性调节的结构组件(2、3)，以及具有能相对于所述结构组件(2、3)扭转的轴向地支承在结构组件(2)上的锁定环(9)，所述锁定环具有被设置成用于与斜坡环(16)协同作用的切换凸块(10)，并且被构造成用于在至少一个卡锁定位中吸收在所述结构组件(2、3)之间作用的轴向力，其特征在于具有沿轴向方向加载所述锁定环(9)的弹簧(11)，借助所述弹簧使所述锁定环(9)向其在其中一个结构组件(2)上的轴向支承部被弹簧式加载，具有用作防阻挡保护的止挡元件(14)，在所述止挡元件贴靠在锁定环(9)上时所述弹簧(11)被最大压缩；所述止挡元件(14)是具有圆柱形的区段(15)和成形在所述圆柱形的区段上的径向向内指向的接片(13)的套筒形状，其中，容纳所述弹簧(11)的环形腔(12)邻接所述圆柱形的区段(15)的内壁以及邻接所述接片(13)的端侧。
2.根据权利要求1所述的线性执行器(1)，其特征在于，所述弹簧(11)构造为波纹弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的线性执行器(1)，其特征在于具有滑动轴承元件(7)的布置在所述锁定环(9)的背离所述弹簧(11)那个端侧上的被设置成用于与所述锁定环(9)接触的撑托面(8)。
4.根据权利要求3所述的线性执行器(1)，其特征在于，所述锁定环(9)在被挤压到所述撑托面(8)上的情况下通过所述弹簧(11)保持在不变的角度位置中。
5.根据权利要求1或2所述的线性执行器(1)，其特征在于，所述锁定环(9)的沿轴向方向测得的最大的移动行程(V)不大于所述锁定环(9)的沿相同方向测得的宽度的10％。
6.根据权利要求1或2所述的线性执行器(1)，其特征在于，两个结构组件(2、3)借助螺纹传动机构(5)能相对彼此移动。
7.根据权利要求6所述的线性执行器(1)，其特征在于，所述螺纹传动机构(5)构造为滚珠丝杠传动机构。
8.一种用于对车身进行高度调节的设备，所述设备包括根据权利要求1所述的线性执行器(1)。
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