DE102016216141A1 - Actuator device for height adjustment of a vehicle body - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus, umfassend ein drehbares Antriebsritzel (1), das über eine Getriebeeinheit (2) mit einem Abtriebsrad (3) und über eine Sperreinheit (4) mit einem drehfest am Abtriebsrad (3) angeordneten Sperrkulissenrad (5) koppelbar ist, wobei die Sperreinheit (4) ein drehbares Sperrrad (6) aufweist, das dazu vorgesehen ist, periodisch in das Sperrkulissenrad (5) einzugreifen, um das Abtriebsrad (3) periodisch gegen eine Drehbewegung zu sperren, und wobei die Getriebeeinheit (2) eine Rutschkupplung (7) aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Abtriebsrad (3) vom Antriebsritzel (1) zu entkoppeln, sobald die Drehbewegung am Abtriebsrad (3) durch die Sperreinheit (4) gesperrt ist.The invention relates to an actuator device for adjusting the height of a vehicle body, comprising a rotatable drive pinion (1) which is connected via a gear unit (2) with a driven wheel (3) and a blocking unit (4) with a Sperrkulissenrad (5) arranged rotatably on the driven wheel (3) ), wherein the locking unit (4) has a rotatable ratchet wheel (6) which is intended to periodically engage in the Sperrkulissenrad (5) to periodically lock the output gear (3) against rotational movement, and wherein the transmission unit ( 2) has a slip clutch (7) which is intended to decouple the output gear (3) from the drive pinion (1) as soon as the rotational movement on the output gear (3) through the locking unit (4) is locked.
Description
Die Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung, insbesondere zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus. Die Höhenverstellung von Fahrzeugaufbauten dient zur Erhöhung der Bodenfreiheit von Kraftfahrzeugen sowie zu deren Tieferlegung bei ebenen Fahrbahnen. Dazu ist beispielsweise in den Federbeinen der Kraftfahrzeuge eine Höhenverstellungsvorrichtung vorgesehen, die eine Aktuatorvorrichtung umfasst, wobei mittels der Aktuatorvorrichtung die Höhenverstellungsvorrichtung betrieben wird.The invention relates to an actuator device, in particular for height adjustment of a vehicle body. The height adjustment of vehicle bodies serves to increase the ground clearance of motor vehicles and their lowering on level roads. For this purpose, for example, a height adjustment device is provided in the struts of the motor vehicles, which comprises an actuator device, wherein the height adjustment device is operated by means of the actuator device.
Beispielsweise geht aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ausgestaltung für eine Aktuatorvorrichtung mit einer Sperrfunktion vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Aktuatorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object of the present invention is to propose an embodiment for an actuator device with a blocking function. This object is achieved by an actuator device having the features of
Die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung, die insbesondere zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus dient, umfasst ein drehbares Antriebsritzel, das über eine Getriebeeinheit mit einem Abtriebsrad und über eine Sperreinheit mit einem drehfest am Abtriebsrad angeordneten Sperrkulissenrad koppelbar ist, wobei die Sperreinheit ein drehbares Sperrrad aufweist, das dazu vorgesehen ist, periodisch in das Sperrkulissenrad einzugreifen, um das Abtriebsrad periodisch gegen eine Drehbewegung zu sperren, und wobei die Getriebeeinheit eine Rutschkupplung aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Abtriebsrad vom Antriebsritzel zu entkoppeln, sobald die Drehbewegung am Abtriebsrad durch die Sperreinheit gesperrt ist.The actuator device according to the invention, which is used in particular for height adjustment of a vehicle body, comprises a rotatable drive pinion, which is coupled via a gear unit with a driven gear and a locking unit with a non-rotatably mounted on the driven wheel Sperrkulissenrad, wherein the locking unit comprises a rotatable ratchet wheel, which is provided periodically engaging the ratchet wheel to periodically lock the output gear against rotational movement, and wherein the gear unit comprises a slip clutch adapted to decouple the output gear from the drive sprocket as soon as rotation on the output gear is blocked by the ratchet.
Mit anderen Worten treibt das Antriebsritzel sowohl die Getriebeeinheit als auch die Sperreinheit an. Das Antriebsritzel ist von einem Antriebsmotor, vorzugsweise einem Elektromotor in eine erste und eine zweite Drehrichtung betreibbar, um ein Niveau des Fahrzeugaufbaus einzustellen. Mithin werden eine Drehbewegung und ein Drehmoment von dem Antriebsmotor über das Antriebsritzel gleichzeitig an die Getriebeeinheit und die Sperreinheit übertragen.In other words, the drive pinion drives both the gear unit and the locking unit. The drive sprocket is operable by a drive motor, preferably an electric motor, in first and second rotational directions to adjust a level of the vehicle body. Thus, a rotational movement and a torque are simultaneously transmitted from the drive motor via the drive pinion to the gear unit and the locking unit.
Sobald das Sperrrad in das Sperrkulissenrad greift, werden das Sperrkulissenrad und das Abtriebsrad gegen eine Drehbewegung gesperrt. Zeitgleich rutscht die Rutschkupplung in der Getriebeeinheit durch, um das Abtriebsrad vom Antriebsritzel zu entkoppeln. Mithin wird während des Eingriffs des Sperrrads in das Sperrkulissenrad keine Antriebsleistung von dem Antriebsritzel auf das Abtriebsrad übertragen. Das Abtriebsrad ist blockiert. Die Sperreinheit wird weiter über das Antriebsritzel angetrieben.Once the ratchet engages the Sperrkulissenrad, the Sperrkulissenrad and the driven gear are locked against rotation. At the same time, the slip clutch slips in the gear unit to decouple the driven gear from the drive pinion. Thus, no drive power is transmitted from the drive pinion to the output gear during the engagement of the ratchet wheel in the Sperrkulissenrad. The output gear is blocked. The locking unit is further driven by the drive pinion.
Vorzugsweise ist das Abtriebsrad zumindest mittelbar mit einem rotierbaren Bauteil einer Höhenverstellungsvorrichtung für ein Fahrzeug verbunden. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung Teil einer Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus, wobei die Aktuatorvorrichtung entweder zwischen dem Fahrzeugaufbau und einer Fahrwerksfeder oder zwischen der Fahrwerksfeder und einem Radträger angeordnet ist. Im ersten Fall kann die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung am oberen Federteller der Fahrwerksfeder angeordnet sein. Im zweiten Fall kann die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung am unteren Federteller der Fahrwerksfeder angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Höhenverstellungsvorrichtung durch einen Gewindetrieb gebildet, der eine entlang einer Hubachse angeordnete, ein erstes Hubteil bildende Gewindespindel sowie eine ein zweites Hubteil bildende Spindelmutter aufweist. Der Gewindetrieb ist insbesondere durch einen Kugelgewindetrieb gebildet, dessen Kugeln an schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Kugelrillen der Spindelmutter und der Gewindespindel abwälzen. Mit derartigen Kugelgewindetrieben können zuverlässige Stellbewegungen der Aktuatorvorrichtung durchgeführt werden. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Aktuatorvorrichtung Teil eines Getriebes mit einer internen Sperrvorrichtung ist. Preferably, the output gear is at least indirectly connected to a rotatable component of a height adjustment device for a vehicle. In particular, the actuator device according to the invention is part of a device for height adjustment of the vehicle body, wherein the actuator device is arranged either between the vehicle body and a suspension spring or between the suspension spring and a wheel carrier. In the first case, the actuator device according to the invention can be arranged on the upper spring plate of the suspension spring. In the second case, the actuator device according to the invention can be arranged on the lower spring plate of the suspension spring. Preferably, the height adjustment device is formed by a screw drive, which has a threaded spindle arranged along a lifting axis, forming a first lifting part and a spindle nut forming a second lifting part. The screw drive is in particular formed by a ball screw whose balls roll on helically wound around the spindle axis ball grooves of the spindle nut and the threaded spindle. With such ball screws reliable positioning movements of the actuator can be performed. Alternatively, it is also conceivable that the actuator device is part of a transmission with an internal locking device.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Getriebeeinheit zumindest ein erstes und ein zweites Zahnrad aufweist, wobei das erste Zahnrad mit dem Antriebsritzel im Zahneingriff steht, wobei ferner das zweite Zahnrad mit dem Abtriebsrad im Zahneingriff steht, und wobei die beiden Zahnräder drehbar auf einer gemeinsamen Welle gelagert und bis zu einem Grenzdrehmoment drehfest miteinander verbunden sind. Somit ist die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Zahnrädern abhängig von dem zu übertragenden Drehmoment zwischen den beiden Zahnrädern. Sobald das Grenzdrehmoment zwischen den beiden Zahnrädern überschritten wird, wird die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Zahnrädern unterbrochen. The invention includes the technical teaching that the gear unit has at least a first and a second gear, wherein the first gear is meshed with the drive pinion, wherein further the second gear is in mesh with the output gear, and wherein the two Gears rotatably mounted on a common shaft and rotatably connected to a limit torque. Thus, the rotationally fixed connection between the two gears depends on the torque to be transmitted between the two gears. As soon as the limit torque between the two gears is exceeded, the torque transmission between the two gears is interrupted.
Vorzugsweise weist die Getriebeeinheit ein Stellelement zur variablen Einstellung des Grenzdrehmoments zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad auf. Das Stellelement ist insbesondere als Stellmutter ausgebildet. Das zweite Zahnrad wird mittels der Stellmutter axial gegen das erste Zahnrad gepresst, wodurch das Grenzdrehmoment zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad eingestellt wird. Dadurch wird eine variabel einstellbare mechanische Rutschkupplung realisiert. Die Rutschkupplung ist alternativ durch einen Rutschbelag, der mittels Federelementen vorgespannt ist, realisierbar.Preferably, the gear unit has an actuator for variably setting the limit torque between the first and the second gear. The actuator is designed in particular as a control nut. The second gear is pressed by means of the adjusting nut axially against the first gear, whereby the limit torque between the first and the second gear is adjusted. As a result, a variably adjustable mechanical friction clutch is realized. The slip clutch is alternatively realized by a slip lining, which is biased by means of spring elements.
Des Weiteren bevorzugt weist das Sperrkulissenrad an einer Umfangsfläche mehrere Kulissen zur zumindest teilweisen Aufnahme des Sperrrads auf. Die Kulissen sind im Wesentlichen komplementär zum Sperrrad ausgebildet und zur formschlüssigen Verbindung mit dem Sperrrad vorgesehen. Insbesondere ist an einer Umfangsfläche des Sperrrads teilweise eine Sperrkontur ausgebildet, die bei einer Rotation des Sperrrads periodisch in die Kulissen am Sperrkulissenrad eingreift. Further preferably, the Sperrkulissenrad on a circumferential surface on multiple scenes for at least partially receiving the ratchet wheel. The scenes are essentially complementary to the ratchet wheel and provided for positive connection with the ratchet wheel. In particular, a locking contour is partially formed on a peripheral surface of the ratchet wheel, which engages periodically in a rotation of the ratchet wheel in the scenes on Sperrkulissenrad.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der fünf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigtIn the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the five figures. This shows
Gemäß
Das zweite Zahnrad
Gemäß
Gemäß
Nach
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Antriebsritzel pinion
- 22
- Getriebeeinheit gear unit
- 33
- Abtriebsrad output gear
- 44
- Sperreinheit blocking unit
- 55
- Sperrkulissenrad Sperrkulissenrad
- 66
- Sperrrad ratchet wheel
- 77
- Rutschkupplung slip clutch
- 8a, 8b, 8c8a, 8b, 8c
- Zahnrad gear
- 99
- Welle wave
- 1010
- Stellelement actuator
- 1111
- Kulisse scenery
- 1212
- Antriebsmotor drive motor
- 13a–13d13a-13d
- Gleitbuchse bush
- 1414
- Sperrkontur locking contour
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2016-08-29 DE DE102016216141.5A patent/DE102016216141A1/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |