DE102014213341B4

DE102014213341B4 - Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus

Info

Publication number: DE102014213341B4
Application number: DE102014213341.6A
Authority: DE
Inventors: Simon Mersmann; Kilian Marsing; Georgi Andreev; Marco Frank
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2034-07-10
Also published as: WO2016004932A1; KR102284979B1; US20170197484A1; KR20170030568A; CN106536236B; CN106536236A; US9987897B2; DE102014213341A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit zwei gegeneinander längsverlagerbaren Bauteilen und einem zwischen diesen angeordneten Bewegungsgewinde (2) mit einem als einer einem ersten Bauteil zugeordneten Spindel (6) ausgebildeten Teilgewinde (4) und einer als dem anderen Bauteil zugeordneten Spindelmutter (7) ausgebildeten Teilgewinde (5), wobei die Teilgewinde (4, 5) mittels eines Drehantrieb (9) axial gegeneinander verlagerbar ausgebildet sind, sowie einer das Bewegungsgewinde (2) an zumindest drei Längspositionen (I, II, III) überbrückenden Verriegelungseinrichtung (12) mit einem axial fest und verdrehbar an der Spindel (6) angeordneten Verriegelungsring (13) mit über den Umfang verteilten Verriegelungsnocken (15) und einer axial fest mit der Spindelmutter (7) verbundenen, die Verriegelungsnocken (15) aufnehmenden Schaltkulisse (14) mit an Endlagen der zumindest drei Längspositionen (I, II, III) angeordneten, über den Umfang verteilt angeordneten Verriegelungsanschlägen (19, 20, 21) und den Verriegelungsanschlägen (19, 20, 21) axial gegenüberliegenden, mit in Umfangsrichtung abfallenden Steigungen versehenen, über den Umfang angeordneten Schaltrampen (22, 23, 24), wobei mittels einer von einer Drehrichtung des Drehantriebs (9) abhängigen Axialverlagerung der Spindel (6) gegenüber der Spindelmutter (7) eine Verlagerung der Verriegelungsnocken (15) in der Schaltkulisse (14) gegen die Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) und gegen die Schaltrampen (22, 23, 24) vorgesehen ist und eine Auswahl der Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) mittels einer Verdrehung des Verriegelungsrings (13) mittels der verdrehten und an in Umfangsrichtung zwischen den Schaltrampen (22, 23, 24) vorgesehenen Schaltanschlägen (25, 26, 27) anschlagenden Verriegelungsnocken (15) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltrampe (23) gegenüber den übrigen Schaltrampen (22, 24) in Richtung der Verriegelungsanschläge (19, 20) axial erweitert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gattungsgemäße Vorrichtungen zur Höhenverstellung von Fahrzeugaufbauten sind insbesondere zur Erhöhung der Bodenfreiheit von Kraftfahrzeugen beziehungsweise deren Absenkung bei ebenen Fahrbahnen beispielsweise zur Verringerung des Luftwiderstands an den Federbeinen, an einem Federbeinlager oder an einem Radträger der Kraftfahrzeuge vorgesehen. Hierbei kann beispielsweise entsprechend der EP 2 332 756 A2 eine Höhenverstellung zwischen zwei Bauteilen, nämlich einer Aufnahme des Federbeins und einem oberen Federteller einer vorgespannten Feder des Federbeins oder wie aus der EP 1 953 013 A2 bekannt, zwischen einem einen Radträger aufnehmenden Bauteil wie Hülsenteil und einem unteren Federteller vorgesehen sein. Eine Betätigung derartiger Vorrichtungen erfolgt beispielsweise mittels eines Elektromotors, der ein Bewegungsgewinde, beispielsweise einen Spindeltrieb oder Kugelspindeltrieb drehantreibt, so dass aus der Drehbewegung beispielsweise einer drehfest und axial verlagerbaren Spindel und einer daraus drehangetriebenen, axial festen Spindelmutter eine Axialverlagerung eines festen Bauteils gegenüber einem zu diesem axial verlagerbaren Bauteil des Federbeins erfolgt und damit eine im Wesentlichen stufenlose Höhenverstellung des Federbeins und damit des Fahrzeugaufbaus mit einer entsprechenden Einstellung der Bodenfreiheit zwischen einer oberen und einer unteren Verstellposition erzielt wird. Hierbei wirken von dem an dem Federbein befestigten Rad aufgenommene Stöße auf das Bewegungsgewinde, insbesondere auf die Kugeln und deren Laufbahnen eines Kugelgewindetriebs negativ ein.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine die gattungsgemäße Vorrichtung derart vorteilhaft weiterzubilden, dass das Bewegungsgewinde mehrstufig überbrückt werden kann.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Die vorgeschlagene Vorrichtung dient dem Anheben und Absenken des Fahrzeugaufbaus beziehungsweise dem Anheben oder Absenken einzelner Achsen oder des Fahrzeugaufbaus, beispielsweise einer Karosserie, eines Fahrgestells mit entsprechenden Aufbauten und dergleichen. Beispielsweise kann eine Treibstoffeinsparung durch Verminderung/Optimierung des Luftwiderstands beziehungsweise der Luftumströmung erzielt werden, wenn eine geschwindigkeitsabhängige Niveauregulierung durch Absenken des Fahrzeugaufbaus bei hoher Geschwindigkeit und dessen Anheben bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt. Weiterhin kann eine Beladungskompensation oder Beladungshilfe erfolgen, indem ein Anheben des Fahrzeugaufbaus, beispielsweise eines Fahrzeughecks bei hoher Zuladung oder ein Absenken zur komfortableren Beladung des Fahrzeugs erfolgt. Weiterhin kann eine Ein-/Ausstiegshilfe durch Anheben oder Absenken des Fahrzeugaufbaus erzielt werden. Die Geländegängigkeit kann durch Anheben des Fahrzeugs zur Erzielung einer größeren Bodenfreiheit erfolgen. Eine verbesserte Straßenlage kann durch Absenken des Fahrzeugaufbaus erzielt werden. In Verbindung mit einem entsprechenden Steuersystem, beispielsweise einer Wank- oder Nicksteuerung des Fahrzeugs können Nick- und Wankbewegungen abgefangen oder aufgebracht werden. Beispielsweise kann eine Beruhigung des Fahrzeugaufbaus nach dem Sky-Hook-Prinzip erreicht werden, indem die an allen Rädern angeordneten Vorrichtungen einzeln von einer bevorzugt zentralen Steuereinrichtung gesteuert werden und so jedes einzelne Rad (pro-)aktiv an bestimmte Fahrbahnanregungen angepasst werden kann.
Es hat sich aus technischen und ökonomischen Gründen als vorteilhaft erwiesen, einen Hub zwischen mehreren Längspositionen von 20 mm bis 70 mm oder mehr, bevorzugt zwischen 20 mm bis 50 mm vorzusehen. Eine Verstellgeschwindigkeit zwischen den Längspositionen ist zwischen 5 mm/sec bis 100 mm/sec bevorzugt zwischen 5 mm/sec und 20 mm/sec vorteilhaft. Ein bevorzugter Einbauort der Vorrichtung erfolgt an den Federbeinen einer oder aller Achsen eines Fahrzeugs. Das Bewegungsgewinde ist bevorzugt koaxial zu einem Dämpfer des Federbeins vorgesehen. Das Bewegungsgewinde kann dabei die Längspositionen und damit den Hub zwischen einem Federteller gegenüber einem festen Bauteil des Federbeins einstellen. Alternativ kann ein Hub oberhalb des oberen Federtellers im Bereich eines Federbeinlagers an dem Fahrzeugaufbau, beispielsweise zwischen Dämpferrohr und Anbindung zum Fahrzeugaufbau erfolgen. Alternativ kann das Bewegungsgewinde unterhalb des unteren Federtellers zwischen Federteller und Radträger, beispielsweise zwischen Radanbindung und Anbindung der Feder-Dämpfereinheit vorgesehen sein.
Das Bewegungsgewinde weist in einer bevorzugten Ausführungsform zwei jeweils einem Bauteil drehfest zugeordnete Gewindeteile auf, die aufeinander verdrehbar angeordnet sind. Die Gewindeteile stehen in Wirkeingriff miteinander, das heißt, sie stützen die in den unterschiedlichen einzustellenden Verlagerungspositionen der Bauteile gegeneinander axial auftretenden Kräfte ab. Die Ausbildung des Wirkeingriff kann direkt zwischen Gewindeabschnitten der Gewindeteile direkt oder in Form eines Kugelgewindetriebs mittels zwischen diesen abwälzenden Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln oder Rollen ausgebildet sein. Hierbei sind die Gewindeteile durch Verdrehen eines gegeneinander axial verlagerbar. Beispielsweise kann ein Gewindeteil drehfest und axial verlagerbar an einem der Bauteile und das andere Gewindeteil axial fest und verdrehbar an dem anderen Bauteil angeordnet. Weiterhin kann ein Gewindeteil fest - also axial fest und drehfest an einem Bauteil, beispielsweise einem Radträger befestigt sein, wobei sich das andere Gewindeteil verdreht und gleichzeitig axial verlagert. Das verdrehbare Gewindeteil ist in beiden Drehrichtungen von einem Drehantrieb, beispielsweise einem Elektromotor antreibbar, um das Bewegungsgewinde zu betätigen. Hierbei sind die Gewindeteile in bevorzugter Weise aus einer Spindel und einer auf dieser verdrehbar aufgenommen Spindelmutter gebildet. Entweder die Spindel oder die Spindelmutter sind hierbei drehangetrieben, wobei die Gewindeteile axial gegeneinander verlagert werden. Beispielsweise kann bei drehangetriebener Spindel die Spindelmutter oder bei drehangetriebener Spindelmutter die Spindel drehfest und axial verlagerbar ausgebildet sein, wobei sich die axiale Verlagerung wie Beabstandung zwischen den beiden Bauteilen zwischen einer unteren und einer oberen Verstellposition einstellt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise die Spindel axial und drehfest mit einem Bauteil, bevorzugt einem Radträger verbunden sein. Die Spindelmutter ist verdrehbar und axial fest in einem Gehäuse aufgenommen, wobei das Gehäuse den Federteller zur Vorspannung einer Dämpferfeder beinhaltet, so dass der Federteller gegenüber dem Federbein verlagert und dadurch der der Federteller gegenüber dem Federbein axial verlagert und dadurch das Niveau des Fahrzeugaufbaus auf- und abgesenkt werden kann.
Zum Schutz des Bewegungsgewindes, insbesondere des axial belasteten Wirkeingriffs zwischen den Gewindeteilen wird der Wirkeingriff zwischen einer oberen und einer unteren Verstellposition an mehreren Längspositionen mechanisch überbrückt. Hierzu kann eine schaltbare Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein, die an der oberen und/oder unteren Verstellposition und/oder an beliebigen Positionen dazwischen eine schaltbare Überbrückung des Wirkeingriffs bereitstellt. In erweitertem Sinne ist unter Überbrückung des Bewegungsgewindes die Überbrückung dessen Wirkeingriffs zu verstehen. Zur Bereitstellung der zwischen der oberen und unteren Verstellposition der Bauteile wirksamen Verriegelungseinrichtung sind bevorzugt drei oder mehr den Wirkeingriff des Bewegungsgewindes mechanisch überbrückende, schaltbare Formschlüsse vorgesehen. Im einfachsten Fall ist jeweils ein Formschluss an einer oberen Längsposition bei minimalem Abstand der Bauteile und ein Formschluss an der unteren Längsposition bei maximalem Abstand der Bauteile und einer mittleren Längsposition zwischen diesen zu einander schaltbar vorgesehen.
Die Schaltung zwischen diesen Längspositionen erfolgt abhängig von einer axialen Verlagerung der die Bauteile gegeneinander schaltenden Verriegelungseinrichtung nach dem Kugelschreiberprinzip.
Hierzu enthält die Verriegelungseinrichtung beispielsweise einen verdrehbar und axial fest an der Spindel aufgenommenen Verriegelungsring mit über den Umfang verteilt angeordneten Verriegelungsnocken. In Zusammenwirkung mit diesen ist an der Spindelmutter axial fest eine Schaltkulisse angeordnet, in der die Verriegelungsnocken aufgenommen sind und geführt werden. Die Schaltkulisse kann aus einem Rampenring mit über den Umfang verteilte Schaltrampen und einer Führungshülse mit über den Umfang verteilt angeordneten Verriegelungsanschlägen gebildet sein. Hierbei sind die Verriegelungsanschläge an Endlagen der zumindest drei Längspositionen angeordnet. Den Verriegelungsanschlägen liegen axial die Schaltrampen gegenüber, die in Umfangsrichtung abfallenden Steigungen aufweisen, wobei die Schaltrampen jeweils gegeneinander durch Schaltanschläge getrennt sind, die im Wesentlich mittig den Verriegelungsanschlägen axial gegenüber liegen.
Die Steuerung der Verriegelungseinrichtung erfolgt mittels des Drehantriebs, der Spindel und Spindelmutter gegeneinander axial verlagert. Hierbei werden die Verriegelungsnocken bei Betrieb des Drehantriebs in eine Drehrichtung gegen die Schaltrampen gefahren, wobei sich diese auf eine Längsposition verdrehen. Bei einer Drehrichtungsumkehr verlagern sich die Verriegelungsnocken in Richtung Verriegelungsanschläge und werden unterwegs so verdreht, dass sie sich bei der nächsten Rückbewegung an der Steigung der nächsten Schaltrampe befinden und damit weiter in die nächste Längsposition verdreht werden. Die Verriegelungsnocken überbrücken an den Verriegelungsanschlägen das Bewegungsgewinde mechanisch.
Je nach Ausführungsform kann hierbei die Spindel oder die Spindelmutter von dem Drehantrieb drehangetrieben sein. Hierbei verlagern sich Spindelmutter und Spindel relativ axial gegeneinander und heben damit das Niveau des Fahrzeugaufbaus abhängig von der Drehrichtung des Drehantriebs an oder senken dieses ab. Hierbei kann grundsätzlich die Schaltkulisse auch verdrehbar an der Spindelmutter aufgenommen sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die Spindelmutter verdrehbar und axial fest an einem Gehäuse mit dem Drehantrieb aufzunehmen, wobei die Schaltkulisse drehfest an dem Gehäuse aufgenommen ist. Insoweit können die Spindel mit dem ersten Bauteil der Vorrichtung und das Gehäuse mit dem anderen Bauteil der Vorrichtung fest verbunden oder in dieses integriert sein.
Zur Verkürzung der Schaltzeiten und Schaltwege der Verriegelungseinrichtung ist zumindest eine zwischen zwei Verriegelungsanschlägen angeordnete Schaltrampe gegenüber den übrigen Schaltrampen in Richtung der Verriegelungsanschläge erweitert. Diese bedeutet, dass diese eine, mehrere gleichartige oder unterschiedliche Schaltrampen axial gegenüber den anderen Schaltrampen axial in Richtung der Verrieglungsanschläge versetzt sind. Diese bevorzugt zwischen der ersten und der zweiten Längsposition vorgesehene axial Erweiterung ermöglicht eine direkte Schaltung zwischen der ersten und der dritten Längsposition ohne die zweite Längsposition zwischenzeitlich einlegen zu müssen. Dies spart sowohl Schaltzeiten und Schaltwege, insbesondere eine mehrfache Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs. Durch die Anpassung der axialen Erweiterung der Schaltrampen kann die Schaltkulisse unter Verzicht auf axial lang erstreckte Längsnuten mit einer im Wesentlichen der axialen Anordnung der Verriegelungsanschläge folgenden Führungsnut für die Verriegelungsnocken versehen werden. Diese Führungsnut kann in eine Führungshülse eingeprägt sein oder als Führungsschlitz ausgebildet sein. Wird die Führungsnut lediglich ein- beziehungsweise angeprägt, können der Rampenring mit den Schaltrampen und die Führungshülse mit den Verriegelungsanschlägen einteilig ausgebildet sein. Hierdurch kann eine geschlossene, das Bewegungsgewinde dicht kapselnde Führungshülse mit Schaltkulisse und Schaltrampen vorgesehen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können jeder Längsposition jeweils drei über den Umfang verteilte Verriegelungsanschläge zugeordnet sein. Hierzu können neun über den Umfang verteilte Schaltrampen, davon drei axial erweiterte Schaltrampen, drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Verriegelungsnocken und neun Verriegelungsanschläge vorgesehen sein, wobei jeweils drei im Abstand von 120° um die Spindelachse angeordnete Verriegelungsanschläge pro Längsposition über den Umfang angeordnet sind und die Verriegelungsanschläge der einzelnen Längspositionen jeweils um 40° versetzt angeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind zur Herstellung einer einwandfreien Schaltfunktion und Schaltperformance die Schaltanschläge in einem Umfangsbereich der Verriegelungsanschläge angeordnet. Dies bedeutet, dass die Schaltanschläge den Verriegelungsanschlägen axial so gegenüberliegen, dass bei einem Verfahren der Verriegelungsnocken von einem Schaltanschlag in Richtung Verriegelungsanschläge die Verriegelungsnocken unter Verdrehung des Verriegelungsring derart verdreht werden, dass diese sich auf die nächste Schaltrampe ausrichten. Hierbei sind in bevorzugter Weise in Bewegungsrichtung auf die Verriegelungsanschläge zu axial zwischen Schaltanschlägen und Verriegelungsanschlägen Steuerrampen vorgesehen, die die Verriegelungsnocken gegenüber den Schaltanschlägen verdrehen und auf die Verriegelungsanschläge ausrichten. Hierbei erfolgt eine Relativverdrehung gegenüber den Schaltanschlägen, so dass bei einer Rückbewegung des Verriegelungsrings nach einer Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs die Verriegelungsnocken auf den Steigungen der Schaltrampen in Umfangsrichtung in Richtung des Schaltanschlags der nächsten Schaltrampe verdreht werden.
Hierbei ist zur Verkürzung der Schaltzeiten und der Schaltwege in bevorzugter Weise vorgesehen, dass an der zumindest einen in Richtung Verriegelungsanschläge erweiterten Schaltrampe die Steuerrampen auf der gegenüberliegenden Wandung der Schaltkulisse vorgesehen sind. Auf diese Weise kann eine Schaltung von der ersten in die dritte Längsposition erfolgen, indem bei gleicher Drehrichtung des Drehantriebs die Verriegelungsnocken aus der dritten Längsposition über die zumindest eine erweiterte Schaltrampe und zumindest eine in Umfangsrichtung benachbarte Schaltrampe gegen den der dritten Längsposition gegenüberliegenden Schaltanschlag und nach einer anschließenden Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs gegen den Verriegelungsanschlag der dritten Längsposition verlagert wird. Eine Schaltung von der ersten in die zweite Längsposition kann erfolgen, indem bei gleicher Drehrichtung des Drehantriebs die Verriegelungsnocken aus der dritten Längsposition über die zumindest eine erweiterte Schaltrampe verlagert werden und die Verriegelungsnocken vor Erreichen der nächsten Schaltrampe und nach erfolgter Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs an den Verriegelungsanschlag der zweiten Längsposition verlagert werden.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in 3D-Teilansicht,
2 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung der 1 an der oberen Längsposition bei minimaler Verstellung der Vorrichtung,
3 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung der 1 an einer Verzweigung zwischen einer Schaltung in die mittlere oder untere Längsposition,
4 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung der 1 an der mittleren Längsposition bei minimaler Verstellung der Vorrichtung,
5 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung der 1 mit einer fortlaufenden Bewegung der Nocken aus der Position der 3,
6 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung der 1 mit einer fortlaufenden Bewegung der Nocken aus der Position der 5 und
7 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung der 1 an der unteren Längsposition bei maximaler Verstellung der Vorrichtung.

Die 1 zeigt die Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus in 3D-Teildarstellung. Die Vorrichtung 1 kann beispielsweise Teil eines Federbeins einer Achse eines Kraftfahrzeugs sein. Hierbei ist das Bewegungsgewinde 2 zwischen zwei gegeneinander in Längsrichtung verlagerbaren, nicht dargestellten Bauteilen der Vorrichtung 1 wirksam angeordnet. Hierzu weist das Bewegungsgewinde 2 - hier als Kugelgewindetrieb 3 ausgebildet - die Teilgewinde 4, 5 in Form der Spindel 6 und der nicht einsehbaren, auf der Spindel 6 verdrehbar aufgenommenen Spindelmutter 7 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spindelmutter 7 mittels einer Axiallagerung axial fest und verdrehbar mittels in dem Gehäuse 8 aufgenommen und verlagert sich bei Drehantrieb gegenüber der feststehenden Spindel 6 axial. In dem Gehäuse 8 ist zudem der Drehantrieb 9 aufgenommen, der mittels des Riemens 10 die Spindelmutter 7 drehantreibt.
In der Spindelmutter 7 ist die Spindel 6 axial verlagerbar und gegenüber dem Gehäuse 8 drehfest aufgenommen, so dass mittels des Drehantriebs 9 Spindel 6 und Spindelmutter 7 gegeneinander und damit die mit diesen verbundenen Bauteile der Vorrichtung 1 axial verlagert werden. Hierbei erfolgt bei Betrieb des Drehantriebs 9 in eine Drehrichtung eine Vergrößerung des Abstands der Bauteile und bei einem Betrieb in die andere Drehrichtung eine Verringerung des Abstands der Bauteile der Vorrichtung 1 in Längsrichtung entlang des Doppelpfeils 11.
Zum Schutz des Kugelgewindetriebs 3 gegen axiale Belastungen ist die Verriegelungseinrichtung 12 vorgesehen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel den Kugelgewindetrieb 3 an drei unterschiedlichen Längspositionen I, II, III mechanisch überbrückt. Hierzu verfügt die Verriegelungseinrichtung 12 über den Verriegelungsring 13 und die Schaltkulisse 14. Der Verriegelungsring 13 ist axial fest und verdrehbar an der Spindel 6 aufgenommen und weist über den Umfang verteilt die Verriegelungsnocken 15 auf. Die Verriegelungsnocken 15 greifen in die Führungsbahn 16 der Schaltkulisse 14 ein. Die Schaltkulisse 14 ist aus der Führungshülse 17 und dem Rampenring 18 gebildet. In der Führungshülse 17 sind über den Umfang verteilt und abwechselnd an den Längspositionen I, II, III auf unterschiedlichen axialen Höhen die Verriegelungsanschläge 19, 20, 21 vorgesehen. Diesen liegen axial gegenüber den Schaltrampen 22, 23, 24 mit den in Umfangsrichtung für die Verriegelungsnocken 15 wirksamen Schaltanschlägen 25, 26, 27. Zur Umlenkung des Verriegelungsrings 13 in Umfangsrichtung während einer Verlagerung der Spindel 6 sind die Steuerrampen 28, 29, 30 vor den einzelnen Verriegelungsanschlägen 19, 20, 21 vorgesehen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zwischen den Schaltrampen 22, 24 angeordnete Schaltrampe 23 axial in Richtung der Verriegelungsanschläge 19, 20 gegenüber den Schaltrampen 22, 24 erweitert. Dies ermöglicht über den gesamten Verlauf der Verriegelungsnocken 15 eine in der Breite der Verriegelungsnocken 15 angepasste Führungsbahn 16. Desweiteren wird bei entsprechender Steuerung der Drehrichtung des Drehantriebs 9 eine vereinfachte Schaltung zwischen den Verriegelungsanschlägen 19 und 20 sowie eine direkte Schaltung zwischen den Verriegelungsanschlägen 19 und 21 ermöglicht.
Die 2 bis 7 zeigen in schematischer Darstellung die zyklische Schaltung der einzelnen Verriegelungszustände der Verriegelungseinrichtung 12 an den Längspositionen I, II, III unter Bezugnahme auf die Bezugszeichen der 1.
In 2 ist die Verriegelungsposition der Verriegelungseinrichtung 12 an der Längsposition I gezeigt. Hierbei schlagen die Verriegelungsnocken 15 an den drei über den Umfang verteilten Verriegelungsanschlägen 19, von denen nur ein einziger dargestellt ist, an und überbrücken den Kugelgewindetrieb 3 bei minimaler Beabstandung der Bauteile der Vorrichtung 1 gegeneinander. Hierbei erfolgt der Kraftfluss von dem ersten Bauteil über das Gehäuse 8, die Schaltkulisse 14, die Verriegelungsanschläge 19, die Verriegelungsnocken 15 und den Verriegelungsring 13 und dessen Lagerung in der Spindel 6 direkt in das zweite Bauteil, so dass der Kugelgewindetrieb 3 entlastet ist.
Erfolgt - wie in 3 gezeigt - eine Verdrehung der Spindelmutter 7 in eine erste Drehrichtung, beispielsweise abhängig von der Wendelrichtung des Bewegungsgewindes 2 als Rechtsdrehung, heben die Verriegelungsnocken 15 von den Verriegelungsanschlägen 19 ab und die Verriegelungsnocken 15 gleiten an der axial erweiterten Schaltrampe 23 in Richtung der Pfeile 31, 32 in die dargestellte Zwischenposition axial unterhalb des Verriegelungsanschlags 20. Abhängig von der Drehrichtung des Drehantriebs 9 beziehungsweise der Spindelmutter 7 wird an dieser Zwischenposition die Verlagerung der Verriegelungsnocken 15 in die Schaltposition II oder in die Schaltposition III ausgeführt. Die Erkennung der Lage der Zwischenposition erfolgt beispielsweise mittels eines Lagesensors der Spindel 6 gegenüber der Spindelmutter 7, inkrementell aus der Gewindeübersetzung des Bewegungsgewindes 2 und der Drehwinkelinformation des Drehantriebs oder dergleichen.
Die 4 zeigt die Schaltung der Überbrückung des Bewegungsgewindes 2 an der Längsposition II. Hierzu erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs 9 beispielsweise in eine Linksdrehung und die Spindel 6 und damit die Verriegelungsnocken 15 verlagern sich in Richtung des Pfeils 33 an die Verriegelungsanschläge 20. Die 5 bis 7 zeigen die alternative Schaltung der Überbrückung des Bewegungsgewindes 2 an der Schaltposition III. Hierbei wird entsprechend 5 die Drehrichtung, beispielsweise die Rechtsdrehung beibehalten, so dass die Verriegelungsnocken 15 in Richtung des Pfeils 34 an die Schaltrampen 24 verlagert werden. Anschließend gleiten - wie in 6 gezeigt - die Verriegelungsnocken 15 entlang der Schaltrampen 24 in Richtung des Pfeils 35 an die Schaltanschläge 26. An dieser Stelle erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs 9 und die Verriegelungsnocken 15 schlagen - wie in 7 gezeigt - nach einer Verlagerung in Richtung des Pfeils 36 an den Verriegelungsanschlägen 21 der Längsposition III an.
Ein Wechsel der Schaltposition von der Längsposition III in die Längsposition I zur Vollendung der zyklischen Schaltung erfolgt durch erneute Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs 9, beispielsweise eine Rechtsdrehung. Hierbei verlagern sich die Verriegelungsnocken 15 auf den Schaltrampen 22 an die Schaltanschläge 25. Eine erneute Drehrichtungsumkehr verlagert diese an die Verriegelungsanschläge 19. Hierbei werden die Verriegelungsnocken 15 an den Steuerrampen 28 verdreht, damit diese bei der kommenden Verlagerung mit der Schaltrampe 23 in Kontakt treten.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Bewegungsgewinde
3: Kugelgewindetrieb
4: Teilgewinde
5: Teilgewinde
6: Spindel
7: Spindelmutter
8: Gehäuse
9: Drehantrieb
10: Riemen
11: Doppelpfeil
12: Verriegelungseinrichtung
13: Verriegelungsring
14: Schaltkulisse
15: Verriegelungsnocken
16: Führungsbahn
17: Führungshülse
18: Rampenring
19: Verriegelungsanschlag
20: Verriegelungsanschlag
21: Verriegelungsanschlag
22: Schaltrampe
23: Schaltrampe
24: Schaltrampe
25: Schaltanschlag
26: Schaltanschlag
27: Schaltanschlag
28: Steuerrampe
29: Steuerrampe
30: Steuerrampe
31: Pfeil
32: Pfeil
33: Pfeil
34: Pfeil
35: Pfeil
36: Pfeil
I: Längsposition
II: Längsposition
III: Längsposition

Claims

Vorrichtung (1) zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit zwei gegeneinander längsverlagerbaren Bauteilen und einem zwischen diesen angeordneten Bewegungsgewinde (2) mit einem als einer einem ersten Bauteil zugeordneten Spindel (6) ausgebildeten Teilgewinde (4) und einer als dem anderen Bauteil zugeordneten Spindelmutter (7) ausgebildeten Teilgewinde (5), wobei die Teilgewinde (4, 5) mittels eines Drehantrieb (9) axial gegeneinander verlagerbar ausgebildet sind, sowie einer das Bewegungsgewinde (2) an zumindest drei Längspositionen (I, II, III) überbrückenden Verriegelungseinrichtung (12) mit einem axial fest und verdrehbar an der Spindel (6) angeordneten Verriegelungsring (13) mit über den Umfang verteilten Verriegelungsnocken (15) und einer axial fest mit der Spindelmutter (7) verbundenen, die Verriegelungsnocken (15) aufnehmenden Schaltkulisse (14) mit an Endlagen der zumindest drei Längspositionen (I, II, III) angeordneten, über den Umfang verteilt angeordneten Verriegelungsanschlägen (19, 20, 21) und den Verriegelungsanschlägen (19, 20, 21) axial gegenüberliegenden, mit in Umfangsrichtung abfallenden Steigungen versehenen, über den Umfang angeordneten Schaltrampen (22, 23, 24), wobei mittels einer von einer Drehrichtung des Drehantriebs (9) abhängigen Axialverlagerung der Spindel (6) gegenüber der Spindelmutter (7) eine Verlagerung der Verriegelungsnocken (15) in der Schaltkulisse (14) gegen die Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) und gegen die Schaltrampen (22, 23, 24) vorgesehen ist und eine Auswahl der Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) mittels einer Verdrehung des Verriegelungsrings (13) mittels der verdrehten und an in Umfangsrichtung zwischen den Schaltrampen (22, 23, 24) vorgesehenen Schaltanschlägen (25, 26, 27) anschlagenden Verriegelungsnocken (15) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schaltrampe (23) gegenüber den übrigen Schaltrampen (22, 24) in Richtung der Verriegelungsanschläge (19, 20) axial erweitert ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Längspositionen (I, II, III) mit einer ersten Längsposition (I) mit einer minimalen, einer zweiten Längsposition (II) mit einer mittleren und einer dritten Längsposition (III) mit einer maximalen Beabstandung der Bauteile gegeneinander vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine in Richtung Verriegelungsanschläge (19, 20) erweiterte Schaltrampe (23) zwischen der ersten und zweiten Längsposition (I, II) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Längsposition (I, II, III) jeweils drei über den Umfang verteilte Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) zugeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltanschläge (25, 26, 27) in einem Umfangsbereich der Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass in Bewegungsrichtung in Richtung der Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) axial zwischen Schaltanschlägen (25, 26, 27) und Verriegelungsanschlägen (19, 20, 21) die Verriegelungsnocken (15) gegenüber den Schaltanschlägen (25, 26, 27) verdrehende und auf die Verriegelungsanschläge (19, 20, 21) ausrichtende Steuerrampen (28, 29, 30) vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der zumindest einen in Richtung Verriegelungsanschläge (19, 20) erweiterten Schaltrampe (23) die Steuerrampen (28, 29) auf der gegenüberliegenden Wandung der Schaltkulisse (14) vorgesehen sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung von der ersten (I) in die dritte Längsposition (III) erfolgt, indem bei gleicher Drehrichtung des Drehantriebs (9) die Verriegelungsnocken (15) aus der ersten Längsposition (I) über die zumindest eine erweiterte Schaltrampe (23) und zumindest eine in Umfangsrichtung benachbarte Schaltrampe (24) gegen den der dritten Längsposition (III) gegenüberliegenden Schaltanschlag (26) und nach einer anschließenden Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs (9) gegen den Verriegelungsanschlag (21) der dritten Längsposition (III) verlagert wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung von der ersten (I) in die zweite Längsposition (II) erfolgt, indem bei einer ersten Drehrichtung des Drehantriebs (9) die Verriegelungsnocken (15) aus der ersten Längsposition (I) über die zumindest eine erweiterte Schaltrampe (23) verlagert werden und die Verriegelungsnocken (15) vor Erreichen der nächsten Schaltrampe (24) und nach erfolgter Drehrichtungsumkehr des Drehantriebs (9) an den Verriegelungsanschlag (20) der zweiten Längsposition (II) verlagert werden.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsgewinde (2) als Kugelgewindetrieb (3) ausgebildet ist.