CN111788078B - 用于调节车身高度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节车身高度的装置，包括旋转驱动的轴向不可移位的螺纹主轴(1)和沿所述螺纹主轴(1)轴向可移位的螺纹螺母(3)，其中弹簧板(17)布置在所述螺纹螺母(3)上，用于轴向支撑弹簧元件(18)，所述螺纹主轴(1)可通过致动器(5)驱动，所述致动器(5)至少部分地布置在所述螺纹主轴(1)中，轴向可移位的附加螺母(9)布置成沿所述螺纹主轴(1)轴向上邻近于所述螺纹螺母(3)，以吸收脉冲并通过所述螺纹主轴(1)将其引入壳体(8)中。

Description

用于调节车身高度的装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节车身高度的装置。特别提供了用于调节车身高度的通用型装置，用于增加车辆的离地间隙或在平坦道路上在车辆的支撑中降低离地间隙。
背景技术
EP 1 970 228 B1公开了一种用于车辆的高度调节装置，其布置在车辆的车轮悬架的悬架弹簧的高度可调的弹簧板与车身之间。驱动电机通过齿轮级与可旋转安装的调节套筒相互作用，以调节弹簧板的高度。连接在驱动电机和调节套筒之间的齿轮级布置在调节套筒内，并且该调节套筒是滚珠丝杠传动的一部分，该滚珠丝杠传动的滚珠螺母径向地布置在调节套筒外部和悬架弹簧内部。
发明内容
本发明的目的是进一步开发一种用于调节车身高度的装置，使得滚珠丝杠传动的使用寿命得以延长。
该目的通过用于调节车身高度的装置来实现。本发明的优选的或有利的实施例由以下具体实施方式和附图中得出。
根据本发明的用于调节车身高度的装置，其包括旋转驱动的轴向不可移位的螺纹主轴和沿螺纹主轴轴向可移位的螺纹螺母，布置在螺纹螺母上用于轴向支撑弹簧元件的弹簧板，螺纹主轴可通过致动器驱动，该致动器至少部分地布置在螺纹主轴内，轴向可移位的附加螺母布置成轴向上邻近于螺纹螺母，以吸收脉冲并将其通过螺纹主轴引入壳体。
该装置旨在通过使螺纹螺母相对于螺纹主轴轴向移动来进行抬升运动，从而承载并且提高或降低搁置在车轴上的车辆重量。这改变了车辆的高度，并且可以使车辆达到期望的目标高度。轴向不可移位的、可旋转驱动的螺纹主轴的旋转驱动导致螺纹螺母和附加螺母相对于螺纹主轴纵向移动。结果，螺纹螺母和附加螺母纵向移动。附加螺母优选地在调节期间无负载承载。附加螺母的移动类似于螺纹螺母的移动，导致同时调节装置的端部止挡件。
端部止挡件应理解为螺旋弹簧压缩行程的结构限制。端部止挡件可以特别地通过布置在底盘和用于调节高度的装置之间的附加部件来实现。不可调节的端部止挡件会导致不同的压缩行程，并且因此导致将脉冲引入装置的时间点有所不同，具体取决于实际设置的车辆高度。换句话说，不可移动的端部止挡件会导致螺旋弹簧的弹簧特性发生变化，影响车辆的驾驶行为，取决于车辆高度。因此，抬升车辆会导致压缩行程延长到端部止挡件，根据冲程弹簧元件是高度可压缩的。这会导致装置的整个系统上的负载显著增加，并导致弹簧过早损坏。在端部止挡件不可移动的情况下降低车辆，会转而减少到达端部止挡件的压缩行程，在较短的压缩行程后，脉冲会根据冲程作用在装置系统上。由于压缩行程小，这将不利地改变车辆的驾驶行为，并因此损害驾驶舒适性。
因此，也通过同时调节附加螺母和螺纹螺母来调节端部止挡件。换句话说，端部止挡件的调节将弹簧元件的压缩行程调节或重新调节至与冲程功能相同的程度。弹簧元件的弹簧特性在车辆的每个实际高度位置上被重新调节，因此保持恒定。
例如，当车辆经过障碍物或坑洼时，会产生作用在端部止挡件上的脉冲，悬架弹簧或弹簧元件会压缩，从而底架会与端部止挡件接触，从而将脉冲引入到附加螺母中。换句话说，脉冲是作用在装置上的附加力，即所谓的端部止挡件力，它通过端部止挡件引入附加螺母中，除了螺旋弹簧的常规弹力外，也被该装置吸收并且引入到壳体或车身中。
换句话说，将脉冲或端部止挡件力通过附加螺母引入到螺纹主轴中，并将弹力通过弹簧板和螺纹螺母引入到螺纹主轴中。因此，该用于调节高度的装置中有两个负载路径。第一负载路径，用于在车辆运行期间有规律地出现的弹簧力，以及第二负载路径，用于出现的附加端部止挡件力。
轴承元件优选地轴向布置在螺纹主轴和壳体之间，以可旋转地支撑螺纹主轴。轴承元件特别设计成将径向力和轴向力引入壳体。轴承元件优选地设计为轴向球面滚子轴承，并且设计为使得弹簧力和端部止挡件力都可以被吸收。至关重要的是轴向力和径向力都可以被轴承元件吸收。
由底盘弹簧产生的弹力通过弹簧板传导到滚珠丝杠传动的滚珠螺母中，该弹簧板牢固地连接到螺纹螺母上。从那里，弹簧力通过在空间上布置在螺纹螺母和螺纹主轴之间的滚动元件引导到螺纹主轴中，最后通过轴承元件引导到壳体中。螺纹螺母和滚动元件仅吸收来自底盘弹簧的最大负载，作用在附加螺母上的脉冲被引入螺纹主轴中。因此，即使是高负载也不会对滚珠丝杠传动的使用寿命产生负面影响。滚珠丝杠传动可以制造得紧凑且价格低廉，其通过附加部件，即经由附加螺母和可操作地连接至附加螺母的其他部件来吸收压力更大但频率更低的脉冲。
优选地，附加螺母在其内侧面上具有与所述螺纹主轴的外螺纹互补的内螺纹，其中附加螺母在其外侧面上旋转固定连接至罩盖元件，该罩盖元件将脉冲传导到附加螺母中。如果脉冲通过罩盖元件作用在附加螺母上，或者如果作用在附加螺母上的力停止，则附加螺母沿螺纹螺母的方向轴向移动，并且其内螺纹轴向地与螺纹主轴的外螺纹接触。
由于与滚珠丝杠传动相比，附加螺母和螺纹主轴之间有更大的力传递表面，因此可以将更大的负载从脉冲引入到壳体中，从而滚珠丝杠传动的滚动元件受到保护或不承载附加负载。换句话说，附加螺母在负载方向上与螺纹主轴接合，由此，端部止挡件力通过螺纹主轴和轴承元件支撑在壳体中。附加螺母是自锁的，系统被夹紧在相应的位置。
罩盖元件优选地设计成圆顶形，使得齿轮单元和/或驱动电机可以在空间上容纳在滚珠丝杠传动和罩盖元件之间，并且螺纹主轴也以受保护的方式被引导。罩盖元件优选地设计成容纳弹簧止挡件或附加弹簧。换句话说，罩盖元件设计为端部止挡件，以便能够接收和传递脉冲。
螺纹主轴的外螺纹和附加螺母的内螺纹优选地设计成相对于彼此具有游隙。换句话说，由此在螺纹主轴与附加螺母之间形成轴向和径向游隙，这防止了特别是在调节过程开始时附加螺母与螺纹主轴之间卡住。
优选地，使螺纹主轴的外螺纹与附加螺母的内螺纹之间的轴向游隙小于螺纹螺母和轴向邻近其布置的附加螺母之间的轴向游隙。换句话说，当附加螺母轴向移动时，螺纹主轴的外螺纹和附加螺母的内螺纹在附加螺母能够与螺纹螺母接触之前就开始负载接合。这样可确保始终将两个负载路径分开，并针对每次发生的负载分开，其中负载是通过螺纹螺母和滚动元件从螺旋弹簧引入到螺纹主轴中，并且来自作用在罩盖元件上的脉冲的端部止挡件力通过附加螺母从引入到螺纹主轴中。结果，作用在装置上的所有负载聚集在螺纹主轴并且支撑在壳体上。
可以驱动螺纹主轴的致动器优选地包括齿轮单元和驱动电机，该驱动电机设计为例如电动机。在齿轮单元中优选地形成闭锁机构，该闭锁机构设置为锁定齿轮单元中的其中一个齿轮的旋转，以防止螺纹主轴进行不期望的旋转并且防止螺纹螺母相对于螺纹主轴进行相关的轴向移动。
此外，在螺纹主轴的内周向表面上优选地形成啮合件，致动器通过该啮合件驱动螺纹主轴。啮合件与齿轮单元的一个或多个齿轮啮合。齿优选地设计为螺旋齿，但也可以设计为直齿。
本发明包括技术教导，即，弹性元件轴向地布置在螺纹螺母和附加螺母之间。这用于避免由邻接的元件引起的卡嗒声或撞击声。弹性元件优选地设计为O形环并且容纳在螺纹螺母和/或附加螺母上相应的凹槽中以固定位置。
根据一个优选的实施例，罩盖元件和弹簧板至少部分地被密封元件包围。这样可以保护装置的内部不受外界影响，例如灰尘和湿气。密封元件优选地设计为轴环，使得在螺纹螺母和附加螺母之间的轴向移位是可能的，而不会损害密封效果。另选地，可以想到的是，密封元件轴向地布置在罩盖元件与弹簧板之间，即使在螺纹螺母与附加螺母之间发生轴向移动的情况下，也可以实现足够的密封效果。
在罩盖元件上优选地形成至少一个凹槽，以固定螺纹螺母和附加螺母使之不旋转。特别地，各个凹槽与布置在其上或呈轴向构造的基本上形状拟合的鼻部相互作用。
在具有四个车轮的车辆中，优选地在车辆的每个弹簧支撑中设置有根据本发明的用于调节车身高度的装置。另选地，在具有四个车轮的车辆中，根据本发明的用于车身高度调节的装置至少设置在一个车轴的两个悬架支撑上。此外，致动器优选地紧固在轮架与下部弹簧板之间或在车身与上部弹簧板之间。
附图说明
下文基于单个附图，结合本发明的优选的示例性实施例的描述，更详细地示出了改进本发明的进一步措施。单个附图示出了根据本发明的用于调节车身高度的装置的示意性剖视图。
具体实施方式
根据单个附图，一种用于调节车身高度的装置包括滚珠丝杠传动2，其具有旋转驱动的轴向不可移位的螺纹主轴1和沿螺纹主轴1轴向可移位的螺纹螺母3。螺纹螺母3径向布置在螺纹主轴1的外侧。弹簧板17布置在螺纹螺母3上，弹簧元件18轴向支撑在该弹簧板上。弹簧板17具有用于容纳弹簧元件18的径向支腿和轴向支腿，其径向布置在螺纹螺母3的外侧并且旋转固定连接至该螺纹螺母3。
螺纹主轴1设计为管元件或套筒元件，并且在其外周表面上具有外螺纹12或外滚道。螺纹螺母3在其内周向表面上具有内螺纹或内滚道22，大量滚动元件10在螺纹主轴1的外滚道和螺纹螺母3的内滚道之间滚动。通过弹簧元件18作用在装置上的弹簧力首先被引入到弹簧板17和螺纹螺母3中，并且经由滚动元件10传递到螺纹主轴1中。弹簧力通过轴向布置在螺纹主轴1和壳体8之间的轴承元件15支撑在壳体8中。轴承元件15设计为轴向轴承，以相对于壳体可旋转地支撑螺纹主轴1，并且轴向地传递力。
螺纹主轴1部分地容纳致动器5，其包括设计为电动机的驱动电机7和齿轮单元6。齿轮单元6与螺纹主轴1相互作用，螺纹主轴1可通过致动器5驱动以使螺纹螺母3相对于螺纹主轴1轴向移动。齿轮单元6具有闭锁机构(在此未进一步说明和示出)，以阻止螺纹主轴1的旋转运动。为了驱动螺纹主轴1，在其内周向表面上形成啮合件4，该啮合件与齿轮单元6的齿轮21啮合。
轴向可移位的附加螺母9也布置成轴向临近螺纹螺母3并与螺纹螺母3一起沿螺纹主轴1在轴向上布置。当螺纹主轴1由致动器5驱动时，附加螺母9与螺纹螺母3一起无负载地沿着螺纹主轴1移动。
设置附加螺母9以接收脉冲并将其经由螺纹主轴1引入壳体8中。附加螺母9在其外周向表面上不可旋转地连接至罩盖元件14，罩盖元件14设计成容纳弹簧止挡件或附加弹簧(这里未示出)。脉冲通过该弹簧止挡件或附加弹簧引入到罩盖元件14或附加螺母9中。在当前情况下，罩盖元件14具有圆顶形。
附加螺母9在其内周向表面上具有与螺纹主轴1的外螺纹12互补的内螺纹13，外螺纹12和内螺纹13设计成相对与彼此具有游隙。外螺纹12和内螺纹13之间的游隙防止了附加螺母9和螺纹主轴1之间卡住。
例如，通过越过障碍物来产生作用在附加螺母9上的脉冲，该冲击力大于作用在弹簧板17或螺纹螺母3上的弹簧力。如果脉冲作用在附加螺母9上，则它在螺纹主轴1的外螺纹12和附加螺母9的内螺纹13之间按照轴向游隙的轴向尺寸移动，附加螺母9会与螺纹主轴1接触。
螺纹螺母3和附加螺母9彼此轴向间隔地布置，该轴向距离大于在附加螺母9和螺纹主轴1之间的上述轴向游隙。此外，弹性元件16轴向地布置在螺纹螺母3和附加螺母9之间，以避免由于元件邻接而发出的卡嗒声或撞击声。弹性元件在当前情况下设计为O形环，并且部分地容纳在螺纹螺母或附加螺母的端面上相应的相对凹槽中，以确保O形环的径向位置。
由于附加螺母9拾取脉冲并将其直接引导到螺纹主轴1中，所以产生了第二负载路径，滚珠丝杠传动2仅吸收弹簧元件18作用的负载。因此，保护了滚珠丝杠传动2，特别是螺纹螺母3和滚动元件10，从而增加了滚珠丝杠传动2的使用寿命。
罩盖元件14和弹簧板17至少部分地被密封元件19包围，以保护装置的内部不受灰尘和/或湿气的影响。另外，在罩盖元件14上形成凹槽11，以防止螺纹螺母3和附加螺母9旋转。
附图标记说明
1 螺纹主轴
2 滚珠丝杠传动
3 螺纹螺母
4 啮合件
5 致动器
6 齿轮单元
7 驱动电机
8 壳体
9 附加螺母
10 滚动元件
11 凹槽
12 外螺纹
13 内周表面
14 罩盖元件
15 轴承元件
16 弹性元件
17 弹簧板
18 弹簧元件
19 密封元件
20 内周表面
21 齿轮
22 内滚道

Claims (9)

1.一种用于调节车身高度的装置，包括旋转驱动的轴向不可移位的螺纹主轴(1)，沿所述螺纹主轴(1)轴向可移位的螺纹螺母(3)，在所述螺纹螺母(3)上布置有轴向支撑弹簧元件(18)的弹簧板(17)，所述螺纹主轴(1)可通过致动器(5)驱动，所述致动器(5)至少部分地布置在所述螺纹主轴(1)内，
其特征在于，沿所述螺纹主轴(1)轴向可移位的附加螺母(9)布置成轴向上邻近于所述螺纹螺母(3)，以接收脉冲并将其通过所述螺纹主轴(1)引入壳体(8)中。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，所述附加螺母(9)在其内侧面上包括与所述螺纹主轴(1)的外螺纹(12)互补的内螺纹(13)，其中，所述附加螺母(9)在其外侧面上不可旋转地连接至罩盖元件(14)，所述罩盖元件将所述脉冲传导到所述附加螺母(9)中。
3.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述螺纹主轴(1)的所述外螺纹(12)和所述附加螺母(9)的所述内螺纹(13)设计成相对于彼此具有游隙。
4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的装置，
其特征在于，轴承元件(15)轴向布置在所述螺纹主轴(1)和所述壳体(8)之间，以可旋转地支撑所述螺纹主轴(1)。
5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的装置，
其特征在于，弹性元件(16)轴向布置在所述螺纹螺母(3)和所述附加螺母(9)之间。
6.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述罩盖元件(14)和所述弹簧板(17)至少部分地被密封元件(19)包围。
7.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，在所述罩盖元件(14)上形成至少一个凹槽(11)，以固定所述螺纹螺母(3)和所述附加螺母(9)使之不旋转。
8.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述罩盖元件(14)设计成容纳弹簧止挡件或附加弹簧。
9.根据前述权利要求1-3中任一项所述的装置，
其特征在于，在所述螺纹主轴(1)的内侧面上形成啮合件(4)，致动器(5)通过所述啮合件驱动所述螺纹主轴(1)。
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