DE102006032178A1

DE102006032178A1 - Vorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102006032178A1
Application number: DE200610032178
Authority: DE
Inventors: Hans Jürgen Brandl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: DE102006032178B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs gegenüber einer Radaufhängung, mit einem Federbandgetriebe (5), das zumindest zwei zueinander teleskopartig angeordnete, hohlzylinderische Bauteile (13, 21) aufweist, von denen sich das erste Bauteil (13) auf einer Tragfeder (3) der Radaufhängung abstützt und das zweite Bauteil (21) mit dem Aufbau verbunden ist. Erfindungsgemäß grenzt das radial innerhalb des äußeren Bauteils (13) liegende Bauteil (21) des Federbandgetriebes (5) einen Montageraum (33) ein, in dem ein Kolbenstangenkopf eines Stoßdämpfers (7) befestigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Vorrichtungen zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs weisen üblicherweise einen hydraulisch betätigbaren Stellkolben auf, der zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Federteller einer Tragfeder der Radaufhängung geschaltet ist und den Fahrzeugaufbau gegenüber der Fahrbahn höhenverstellt.
Derartige Höhenverstellvorrichtungen mit einem hydraulisch betätigbaren Stellkolben sind technisch aufwendig und erfordern ein großes Bauvolumen. Bei einer zu großen Bauhöhe sind die Vorrichtungen nur für Dämpferbeinachsen geeignet, bei denen die Tragfeder vom Stoßdämpfer separat angeordnet ist.
Aus der DE 100 33 649 A1 ist die Verwendung eines Federbandgetriebes in Reibungskupplungen von Kraftfahrzeugen bekannt. Das Federbandgetriebe bringt als ein Axialantrieb Kupplungselemente in Reibschluss. Das Federbandgetriebe weist zwei zueinander teleskopartig angeordnete, hülsenförmige Bauteile auf, die gegeneinander zur Erzeugung einer Rotationsbewegung in Umfangsrichtung verdrehbar sind. Dabei ist das eine Bauteil gegenüber dem anderen Bauteil drehangetrieben und über Eingriffsmittel radial zwischen zwei benachbarten Windungen einer dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten Schraubenfeder in Eingriff. Bei einer Verdrehung der beiden Bauteile in Umfangsrichtung wird somit der Federdraht der Schraubenfeder an dem Eingriffsmittel vorbeigeführt, so dass in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen sich die beiden Bauteile zueinander koaxial bewegen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Höhenvorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die einen technisch einfachen Hubantrieb bei kompakter Ausführung der Vorrichtung ermöglicht.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist die Vorrichtung ein Federbandgetriebe auf, das zumindest zwei zueinander teleskopartig angeordnete, hohlzylindrische Bauteile, d. h. eine Innenhülse und eine Außenhülse, aufweist. Dabei stützt sich eines der Bauteile auf einer Tragfeder der Radaufhängung ab und ist das andere Bauteil mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Das radial innere Bauteil dieser Teleskopanordnung grenzt erfindungsgemäß einen freien Montageraum ein, in dem ein Kolbenstangenkopf eines Stoßdämpfers eintauchen kann und darin befestigbar ist. Dadurch kann bei einer höhenverstellbaren Federbeinanordnung die Bauhöhe des Systems insbesondere im ausgefahrenen Zustand reduziert werden, wodurch insgesamt eine kompakte Höhenverstellvorrichtung bereitgestellt ist.
Bauraumgünstig ist es, wenn der Drehantrieb des Federbandgetriebes außerhalb des oben genannten Montageraums in einem zwischen dem radial inneren Bauteil und dem radial äußeren Bauteil vorgesehenen Ringraum angeordnet ist.
Für eine zuverlässige Linearhubbewegung kann das radial innere Bauteil des Federbandgetriebes über ein Führungslager gegenüber dem äußeren Bauteil abgestützt sein. Das Führungslager kann baulich günstig außerhalb des oben genannten freien Montageraums in Axialrichtung versetzt zum oben genannten Drehantrieb des Federbandgetriebes angeordnet sein. Beispielsweise kann das Führungslager in einem Ringspalt zwischen dem radial inneren Bauteil und dem radial äußeren Bauteil vorgesehen sein. Auf diese Weise ist der vom inneren Bauteil begrenzte Montageraum freigehalten, so dass der Kolbenstangenkopf des Stoßdämpfers darin eintauchen kann.
In einer Ausführungsform kann das radial innere Bauteil des Federbandgetriebes einen Anschlagpuffer tragen, der bei bestimmten Fahrsituationen als Zusatzfeder mit dem Stoßdämpfer zusammenwirken kann. Bei einem entsprechend verlängerten inneren Bauteil kann somit die Höhenlage des Anschlagpuffers in Axialrichtung festgelegt werden.
Bevorzugt kann das radial innere Bauteil des Federbandgetriebes gegenüber dem radial äußeren Bauteil glockenartig mit zumindest einem Verlängerungsabschnitt größeren Durchmessers erweitert sein. In den Verlängerungsabschnitt kann teilweise der Zylinder des Stoßdämpfers mitsamt dem Kolbenstangenkopf des Stoßdämpfers eintauchen und diesen umgeben. Ein weiterer Verlängerungsabschnitt des radial inneren Bauteils kann den Anschlagpuffer tragen, der somit nach unten verlagert und um den Zylinder des Stoßdämpfers angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das radial äußere Bauteil des Federbandgetriebes als ein Federteller ein schraubenfederförmiges Federband drehfest tragen und auf einer Tragfeder der Radaufhängung abgestützt sein. Demgegenüber kann das radial innere Bauteil als eine Statorhülse am Fahrzeugaufbau verbunden sein und die Elektronik sowie den Stator des Federbandgetriebes tragen. Mittels des Stators wird ein zugeordneter Rotor in Rota tionsbewegung versetzt. Der Rotor ist in Eingriff mit den Windungen des dem Federteller zugeordneten Federbandes. In Abhängigkeit von der Drehrichtung des Rotors erfolgt dann eine Hubbewegung des Federtellers, um eine Höhenverstellung des Kraftfahrzeugaufbaus zu erreichen.
Zur Halterung des Kolbenstangenkopfes innerhalb des Montageraums des Federbandgetriebes kann die Statorhülse bzw. das radial innere Bauteil in Axialrichtung zweiteilig mit einem dazwischen liegenden Zwischenboden ausgeführt sein. An dem Zwischenboden kann der Kolbenstangenkopf des Stoßdämpfers montiert werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
1 in einer grob schematischen Seitenschnittansicht eine Federbeinanordnung eines Kraftfahrzeugs im eingefahrenen Zustand in der Tiefniveau-Stellung; und
2 eine Ansicht entsprechend der 1 im ausgefahrenen Zustand in der Hochniveau-Stellung.
In der 1 ist in einem senkrechten Längsschnitt eine Vorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs gezeigt, bei dem zwischen einem Federbeindom 1 des Fahrzeugaufbaus und einer Tragfeder 3 ein Federbandgetriebe 5 geschaltet ist. Innerhalb der Tragfeder 3 ist ein nur teilweise dargestellter Teleskop-Stoßdämpfer 7 positioniert, der in bekannter Weise ein Zylinderrohr 9 und eine Kolbenstange 11 aufweist.
Das rotationssymmetrisch gestaltete Federbandgetriebe 5 weist als ein radial äußeres Bauteil einen Federteller 13 auf, auf dessen Boden 15 sich ein schraubenfederförmiges Federband 17 drehfest abstützt. An seiner hochgezogenen Seitenwand ist der Federteller 13 mit einem flanschartigen Stützrand 19 versehen, der sich auf der Oberseite der Tragfeder 3 abstützt. Sowohl die Tragfeder 3 als auch die Stoßstange 7 sind mit ihren unteren Enden mit einer nicht dargestellten Radaufhängung in Verbindung.
Der Federteller 13 bildet mit einer Statorhülse 21 eine Teleskopanordnung, bei der der Federteller 13 gegenüber der radial inneren Statorhülse 21 höhenverstellbar ist, die ortsfest am aufbauseitigen Federbeindom 1 befestigt ist. Die Statorhülse 21 trägt außenumfangsseitig einen Drehantrieb 23 des Federbandgetriebes 5, dessen Komponenten in einem Ringraum 24 zwischen der Statorhülse 21 und dem Federteller 13 angeordnet sind. Der Drehantrieb 23 besteht gemäß der 1 aus einem lediglich skizzierten Steuerelektronikbauteil 25 sowie einem axial versetzt angeordneten Stator 27, der ebenfalls außenumfangsseitig auf der Statorhülse 21 befestigt ist. Ein hohlzylindrischer Rotor 29 ist über einen Radialspalt von den Stator 27 beabstandet gelagert. Der Rotor 29 trägt an seinem unteren Ende Rollen 31, die mit einem Ende jeweils zwischen benachbarte Windungen des Federbands 17 eingreifen.
Bei aktiviertem Federbandgetriebe 5 wird mittels des oben beschriebenen Drehantriebs 23 eine Rotationsbewegung des Rotors 29 erzeugt. In Abhängigkeit von dessen Drehrichtung wälzen sich die Rollen 31 des Rotors 29 in einer Axialrichtung nach oben bzw. nach unten auf den Windungen des Federbandes 17 ab.
Wie aus der 1 weiter hervorgeht, grenzt die hohlzylindrische Statorhülse 21 einen freien Montageraum 33 ein. Die Statorhülse 21 ist dabei zweiteilig ausgeführt. Zwischen den beiden Hülsenteilen ist ein Zwischenboden 35 ein gesetzt, an dem gemäß den Figuren der Kolbenstangenkopf des Stoßdämpfers 7 mittels einer Feststellschraube 37 verschraubt ist.
Das obere Hülsenteil der Statorhülse 21 ist mittig am Federbeindom 1 befestigt, der doppelwandig mit einem oberen Teller und einem unteren Teller ausgeführt ist. Zwischen den konusartig abgeschrägten Umfangsrändern der beiden Teller des Federbeindoms 1 sind Elastomerblöcke 39 gelagert. Die Elastomerblöcke 39 bilden ein gemeinsames Feder-/Dämpferlager für jeweils die Tragfeder 3 und den Stoßdämpfer 7, um kardanische Bewegungen des Systems zu ermöglichen.
Gemäß der 1 weist das untere Hülsenteil der Statorhülse 21 an seinem unteren Ende einen Verlängerungsabschnitt 41 auf, der einen gegenüber der Statorhülse 21 größeren Durchmesser aufweist. Die Statorhülse 21 erstreckt sich dabei mit ihrem Verlängerungsabschnitt 41 durch eine zentrale Öffnung im Boden 15 des Federtellers 5. Die Bodenöffnung ist für eine stabile Linearführung des Federtellers 5 durch einen Lageransatz 43 begrenzt, der sich über ein Führungslager 45 auf dem Außenumfang des Verlängerungsabschnitts 41 abstützt.
Der Verlängerungsabschnitt 41 der Statorhülse 21 ist mittels eines hohlzylindrischen Tragabschnitts 47 weiter verlängert. Innerhalb des Tragabschnitts 47 ist ein gummielastischer Anschlagpuffer 49 gelagert, der bei bestimmten Fahrsituationen mit einem Anschlagteller 51 des Stoßdämpfer-Zylinders 9 als Zusatzfeder in Anlage kommen kann.
Gemäß der 1 ist die Vorrichtung bei Tiefniveau dargestellt, bei der der Stoßdämpfer-Zylinder 9 nahezu vollständig bis zu einem Ringanschlag 53 der Statorhülse 21 eingetaucht ist. Entsprechend befinden sich die Rollen 31 des Rotors 29 im Bereich der unteren Windungen des Federbands 17.
Um ausgehend von dem Tiefniveau gemäß der 1 den Fahrzeugaufbau auf das in der 2 gezeigte Hochniveau zu verstellen, ist zunächst der Drehantrieb 23 des Federbandgetriebes 5 zu aktivieren, um eine Rotationsbewegung des Rotors 29 zusammen mit seinen Rollen 31 zu erzeugen. Auf diese Weise wälzen sich die Rollen 31 des Rotors 29 in der Umfangsrichtung bis zu den oberen Windungen des Federbands 17 ab, wodurch sich entsprechend der Federteller 13 gegenüber der Statorhülse 21 nach unten bewegt.

Claims

Vorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeugs gegenüber einer Radaufhängung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Federbandgetriebe (5) aufweist, das zumindest zwei zueinander teleskopartig angeordnete, hohlzylindrische Bauteile (13, 21) aufweist, von denen sich das eine Bauteil (13) auf einer Tragfeder (3) der Radaufhängung abstützt und das andere Bauteil (21) mit dem Aufbau verbunden ist, und das radial innerhalb des äußeren Bauteils (13) liegende Bauteil (21) des Federbandgetriebes (5) einen freien Montageraum (33) eingrenzt, in dem ein Kolbenstangenkopf eines Stoßdämpfers (7) befestigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ringraum (24) zwischen dem radial inneren Bauteil (21) und dem radial äußeren Bauteil (13) ein Drehantrieb (23) des Federbandgetriebes (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Bauteil (21) über ein Führungslager (45) axial verschiebbar gegenüber dem radial inneren Bauteil (13) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungslager (45) außerhalb des freien Montageraums (33 des radial inneren Bauteils (21) zwischen dem radial inneren und äußeren Bauteil (13, 21) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungslager (45) in der Axialrichtung versetzt zu dem Drehantrieb (23) des Federbandgetriebes (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Bauteil (21) des Federbandgetriebes (5) einen Anschlagpuffer (49) trägt, der als Zusatzfeder mit dem Stoßdämpfer (7) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Bauteil (21) des Federbandgetriebes (5) am Fahrzeugaufbau befestigt ist, und das radial äußere Bauteil (21) des Federbandgetriebes (5) auf der Tragfeder (3) abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Bauteil (21) gegenüber dem radial äußeren Bauteil (13) glockenartig mit zumindest einem Verlängerungsabschnitt (41, 47) erweitert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlängerungsabschnitt (41) des radial inneren Bauteils (21) teilweise den Zylinder (9) des Stoßdämpfers (7) umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Verlängerungsabschnitt (47) des radial inneren Bauteils (21) den Anschlagpuffer (49) trägt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Bauteil (21) in Axialrichtung zweiteilig mit einem zwischenliegenden Zwischenboden (35) ausgeführt ist, an dem der Kolbenstangenkopf des Stoßdämpfers (7) montierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Bauteil (13) als eine Statorhülse einen Stator (27) des Drehantriebs (23) des Federbandgetriebes (5) trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb des Stators (27) ein Rotor (29) angeordnet ist, der mittels des Stators (27) drehbetätigt ist und in Eingriff mit einem schraubenfederartigen Federband (17) ist, das drehfest mit dem radial äußeren Bauteil (13) verbunden ist.
Federbeinanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.