DE102017211672A1

DE102017211672A1 - Verstelleinrichtung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges sowie Hinterachslenkung

Info

Publication number: DE102017211672A1
Application number: DE102017211672.2A
Authority: DE
Inventors: Jochen Spiegelberg; Marc Maroncelli; Sören Bökelheide; Carina Land; Mark Rotary
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-10
Also published as: EP3649038B1; EP3649038A1; CN110869265A; US20200156426A1; WO2019007683A1; US11192416B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung (1) für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Aktuator (2) mit einem Gehäuse (5) und einem Spindelantrieb, welcher eine axial verschiebbare Spindel (10) aufweist, mit einem fahrzeugseitigen Befestigungslager (7) und einem fahrwerkseitigen Verbindungsglied (4).Es wird vorgeschlagen, dass die Spindel (10) um ein Verlängerungsstück (11) in Richtung ihrer Längsachse (a) verlängert ist, wobei das Verbindungsglied (4) am äußeren Ende (11b) des Verlängerungsstücks (11) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Hinterachslenkung.
Durch die DE 10 2008 021 861 A1 wurde ein Aktuator für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei der Aktuator einen elektromotorisch antreibbaren Spindelantrieb mit einer axial verschiebbaren Spindel aufweist, welche mit ihrem äußeren Ende an einem beweglichen Fahrwerksteil, insbesondere einem Lenker angelenkt ist. Der Aktuator weist ein Gehäuse auf, welches fahrwerkseitig über ein Lager abgestützt ist. Bei Aktivierung des Aktuators über den Elektromotor wird die Spindel in ihrer Längsrichtung verschoben und bewirkt damit eine Verstellung des Fahrwerkslenkers.
Für die Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges ist es bekannt, dass entweder zwei separate Aktuatoren, d. h. ein Aktuator für jedes Hinterrad oder nur ein zentral angeordneter Aktuator, welcher auf beide Hinterräder wirkt, verbaut werden. Derartige Aktuatoren sind -je nach Einsatzzweck - in verschiedenen Größen verfügbar. Ein Problem kann sich dann ergeben, wenn die verfügbaren Aktuatoren, kurz auch Steller genannt, bei speziellen Einbauverhältnissen im Fahrzeug nicht verwendbar sind. Eine Neukonstruktion, angepasst an die speziellen Einbauverhältnisse im Fahrzeug, ist in der Regel zu kostenaufwendig.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen vorhandenen Aktuator an die speziellen Einbauverhältnisse im Fahrzeug anzupassen.
Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spindel des Aktuators mittels eines Verlängerungsstückes in axialer Richtung verlängert ist, wobei am äußeren Ende des Verlängerungsstückes das fahrwerkseitige Verbindungsglied, beispielsweise eine Gelenkgabel zur Verbindung mit einem Radträger zum Lenken eines Rades, angeordnet ist. Durch die Verlängerung der Spindel wird der Vorteil erreicht, dass ein handelsüblicher oder serienmäßig vorhandener Aktuator an den vorgegebenen Abstand zwischen fahrzeugseitigem Abstützpunkt und fahrwerksseitigem Anlenkpunkt angepasst wird. Somit ist keine Neukonstruktion des Aktuators für die speziellen Einbauverhältnisse erforderlich, wodurch Kosten gespart werden. Die Verlängerung der Spindel, insbesondere durch ein Verlängerungsstück, kann einfach nachgerüstet werden. Das Verlängerungsstück ist ein separates Bauteil, welches formschlüssig oder kraftschlüssig z.B. mittels Verschraubung mit der Spindel, vorzugsweise dessen Ende, verbindbar ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verlängerungsstück fahrzeugseitig, insbesondere fahrwerkseitig abstützbar. Aufgrund der Anbindung des Verlängerungsstücks an einen Fahrwerkslenker oder Radträger treten Querkräfte und Biegemomente auf, welche zu einer erhöhten Beanspruchung des Verlängerungsstückes oder zu einem Knicken desselben führen können. Diese Kräfte und Momente werden durch die Abstützung am Fahrzeug abgefangen. Mit anderen Worten erfolgt die Abstützung am Fahrzeugaufbau bzw. an Hilfsbauteilen, die am Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie befestigt sind. Hierzu kann in dem Bereich des Verlängerungsstücks ein Führungselement vorgesehen werden, welches das Verlängerungsstück umgreift. Das Führungselement ist am Fahrzeug, z.B. an der Karosserie oder am Fahrwerk, z.B. am Fahrschemel, Achsträger, Hilfsrahmen (oder weiteren Fahrzeug- oder Fahrwerksbauteilen) abstützbar.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verlängerungsstück über ein Gleit- oder Schublager abgestützt. Das Verlängerungsstück, welches vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, wird durch das Gleit- oder Schublager geführt und in radialer Richtung, d. h. quer zur Längsachse darin abgestützt. Alternativ zur zylindrischen Ausbildung kann das Verlängerungsstück auch eine polygonale Umfangsform aufweisen. Das Gleit- oder Schublager ist in dem Fall an dessen Innenkontur ebenfalls polygonal ausgebildet, so dass das Verlängerungsstück verdrehfest in dem Lager gleiten kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gleit- oder Schublager innerhalb eines Lagerbockes angeordnet, der seinerseits am Fahrzeug, insbesondere an dessen Karosserie oder einem Hilfsrahmen befestigt ist. Damit sind das Verlängerungsstück und somit auch die Spindel über einen hinreichend langen Abschnitt geführt, wobei vorzugsweise zwei Gleitlager, jeweils eins an den Enden des Lagerbocks, vorgesehen sind. Ein Knicken des Verlängerungsstückes wird damit vermieden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verlängerungsstück lösbar oder unlösbar mit der Spindel verbunden, vorzugsweise durch eine stirnseitige Verschraubung, wobei das Verlängerungsstück stirnseitig einen Gewindezapfen aufweisen kann, welcher in eine stirnseitig in der Spindel angeordnete Gewindebohrung einschraubbar ist. Möglich ist auch eine Verpressung oder Verschweißung beider Teile. Damit ergibt sich der Vorteil, dass das Verlängerungsstück einfach an einem bestehenden Aktuator nachgerüstet werden kann.
Nach einer alternativen Ausführungsform ist das Verlängerungsstück einstückig mit der Spindel ausgebildet, d. h. die Spindel selbst ist verlängert. In diesem Falle müsste lediglich eine neue, angepasste Spindel, die die erforderliche Länge aufweist, hergestellt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Gleit- oder Schublager einstückig mit dem Gehäuse des Aktuators ausgebildet werden, wobei das Gehäuse im Bereich der Verlängerung fahrzeugseitig abstützbar ist, damit die vom Fahrwerkslenker auf das Verlängerungsstück wirkenden Kräfte und Momente abgefangen werden und ein Ausknicken vermieden wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrwerk einen Spurlenker oder einen Radträger auf, welcher mit dem Verbindungsteil des Aktuators gelenkig verbunden ist. Damit ist der Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeuges verwendbar.
Die Verstelleinrichtung selbst ist als ein Radführungsbauteil zu verstehen, welches wie ein Zweipunktlenker ausgebildet ist, der jedoch in seiner Länge verstellbar ist. Durch die Verstellbarkeit der Länge kann durch die Abstützung des einen Endes der Verstelleinrichtung an der Karosserie eine Lenkbewegung auf einen Radträger oder Spurlenker erreicht werden, wenn das andere Ende mit diesen Bauteilen verbunden ist. Auch kann eine solche Verstelleinrichtung genutzt werden, um statt der Spur den Sturz eines Rades gegenüber Karosserie oder des Fahrwerks zu ändern.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Hinterachslenkung mit einer Verstelleinrichtung mit Ausführungen wie zuvor beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

1 eine perspektivische Darstellung einer Verstelleinrichtung mit Aktuator und Lagerbock und
2 die Verstelleinrichtung, teils in einer Ansicht und teils als Schnitt im Bereich des Lagerbocks.

1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Verstelleinrichtung 1, welche einen Aktuator 2, einen Lagerbock 3 sowie ein als Gabel 4 ausgebildetes Verbindungsglied 4 mit Durchbrüchen 4a umfasst. Der Aktuator 2 weist ein Gehäuse 5 auf, in welchem ein nicht dargestellter Spindelantrieb aufgenommen ist, welcher durch einen Elektromotor 6 antreibbar ist. Die Verstelleinrichtung 1 dient der Verstellung eines nicht dargestellten, beweglichen Fahrwerkteiles, vorzugsweise eines Spurlenkers einer Hinterachse eines Fahrzeugs und ist über ein als Gummilager 7 ausgebildetes Lager 7 am Fahrzeug, insbesondere einem nicht dargestellten Hilfsrahmen abgestützt. Der Lagerbock 3 weist zwei Befestigungsaugen 3a, 3b auf, über welche er am Fahrzeug abgestützt ist. Die Gabel 4, an welche über die Durchbrüche 4a der nicht dargestellte Spurlenker angelenkt ist, ist in Längsrichtung der Spindel, dargestellt durch einen Doppelpfeil X, verstellbar. Zwischen dem Aktuatorgehäuse 5 und dem Lagerbock 3 ist ein erster Faltenbalg 8 und zwischen dem Lagerbock 3 und der Gabel 4 ist ein zweiter Faltenbalg 9 zur Abdichtung angeordnet.
2 zeigt die Verstelleinrichtung 1 in einer anderen Darstellung, wobei der Aktuator 2 mit Elektromotor 6 und Gummilager 7 in einer Seitenansicht und der Lagerbock 3 als Schnitt dargestellt sind. Die nur teilweise erkennbare Spindel 10 des Spindelantriebs des Aktuators 2 weist eine Längs- oder Spindelachse a auf und ist durch ein Verlängerungsstück 11 in Richtung der Spindelachse a verlängert. Das Verlängerungsstück 11, welches vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet ist, weist einen Gewindezapfen 11a auf, welcher stirnseitig in die Spindel 10 eingeschraubt ist, so dass zwischen der Spindel 10 und dem Verlängerungsstück 11 eine feste, jedoch lösbare Verbindung hergestellt ist. Möglich, jedoch nicht dargestellt, sind auch unlösbare Verbindungen wie Verpressen oder Verschweißen. Der fahrzeugfeste Lagerbock 3 weist eine Durchgangsbohrung 12 auf, welche vom Verlängerungsstück 11 durchsetzt wird. In der Durchgangsbohrung 12 sind jeweils an den Stirnenden ein erstes Gleitlager 13 und ein zweites Gleitlager 14 angeordnet, über welche das Verlängerungsstück 11 gleitend im Lagerbock 3 geführt ist. Das Verlängerungsstück 11 ist an seinem äußeren Stirnende 11b, welches dem Aktuator 2 abgewandt ist, mit dem als Gabel 4 ausgebildeten Verbindungsglied 4 über einen Schraubbolzen 15, welcher in eine Gewindebohrung 16 im Verlängerungsstück 11 eingeschraubt ist, fest verbunden. Die Gabel 4 ist somit von der Spindel 10 über das Verlängerungsstück 11 in Verstellrichtung X verstellbar. Das Verlängerungsstück 11, der aus dem Gehäuse 5 austretende Teil der Spindel 10 sowie die beiden Gleitlager 13, 14 sind über den ersten Faltenbalg 8 und den zweiten Faltenbalg 9 gegen Verschmutzung von außen abgedichtet. Durch den Einsatz des Verlängerungsstückes 11 in Verbindung mit dem Lagerbock 3 wird eine Vergrößerung des Abstandes zwischen dem fahrzeugfesten Lagerpunkt 7 und dem fahrwerkseitigen Anlenkpunkt 4 erreicht. Kräfte und Momente, welche von dem beweglichen Fahrwerksteil auf die Gabel 4 und damit auf das Verlängerungsstück 11 übertragen werden, werden über den Lagerbock 3 am Fahrzeug abgestützt, so dass keine unzulässige Beanspruchung für das Verlängerungsstück 11 und dessen Verbindung mit der Spindel 10 auftritt.
Im Rahmen der Erfindung liegen auch in der Zeichnung nicht dargestellte alternative Ausführungsformen, bei welchen die Spindel einstückig mit dem Verlängerungsstück ausgebildet und/oder der Lagerbock mit dem Aktuatorgehäuse einstückig ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Verstelleinrichtung
2: Aktuator
3: Lagerbock
3a: Befestigungsauge
3b: Befestigungsauge
4: Verbindungsglied/Gabel
4a: Durchbruch
5: Gehäuse
6: Elektromotor
7: Gummilager
8: erster Faltenbalg
9: zweiter Faltenbalg
10: Spindel
11: Verlängerungsstück
11a: Gewindezapfen
11b: äußeres Ende
12: Durchgangsbohrung
13: erstes Gleitlager
14: zweites Gleitlager
15: Schraubbolzen
16: Gewindebohrung
a: Längsachse Spindel
X: Verstellrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008021861 A1 [0002]

Claims

Verstelleinrichtung für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Aktuator (2) mit einem Gehäuse (5) und einem Spindelantrieb, welcher eine axial verschiebbare Spindel (10) aufweist, mit einem fahrzeugseitigen Befestigungslager (7) und einem fahrwerkseitigen Verbindungsglied (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) um ein Verlängerungsstück (11) in axialer Richtung (a) verlängert ist, wobei das Verbindungsglied (4) am äußeren Ende (11b) des Verlängerungsstücks (11) befestigt ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungsstück (11) fahrzeugseitig abstützbar ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungsstück (11) über ein Gleit- oder Schublager (13, 14) abstützbar ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleit- oder Schublager (13,14) als fahrzeugseitig befestigbarer Lagerbock (3) ausgebildet ist.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungsstück (11) mit der Spindel (10) lösbar oder unlösbar verbunden ist.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleit- oder Schublager (13, 14) im Gehäuse (5) des Aktuators (2) angeordnet und das Gehäuse (5) im Bereich des Verlängerungsstücks (11) fahrzeugseitig abstützbar ist.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk einen Spurlenker oder einen Radträger umfasst und dass das fahrwerkseitige Verbindungslied (4) mit dem Spurlenker oder Radträger verbunden ist.
Hinterachslenkung mit einer Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.