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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Niveauverstellung eines Fahrzeugaufbaus. Gattungsgemäße Vorrichtungen zur Niveauverstellung von Fahrzeugaufbauten sind insbesondere zur Erhöhung der Bodenfreiheit von Fahrzeugen beziehungsweise deren Tieferlegung bei ebenen Fahrbahnen in den Federbeinen der Fahrzeuge vorgesehen.
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Aus der
EP 1 970 228 B1 geht eine Höhenverstellvorrichtung für Fahrzeuge hervor, die zwischen einem höhenverstellbaren Federteller einer Tragfeder einer Radaufhängung und dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist. Ein Antriebsmotor wirkt über eine Getriebestufe mit einer drehbar gelagerten Stellhülse zur Höhenverstellung des Federtellers zusammen. Die zwischen dem Antriebsmotor und der Stellhülse geschaltete Getriebestufe ist innerhalb der Stellhülse angeordnet und die Stellhülse ist Teil eines Kugelgewindetriebes, dessen Gewindemutter radial außerhalb der Stellhülse und innerhalb der Tragfeder angeordnet ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Niveauverstellung eines Fahrzeugaufbaus dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Lebensdauer eines Kugelgewindetriebs verlängert wird und ein verbessertes Federverhalten eines Kraftfahrzeugs realisiert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Niveauverstellung eines Fahrzeugaufbaus 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.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Niveaueinstellung eines Fahrzeugaufbaus umfasst eine drehangetriebene axial unverschiebliche Gewindespindel und eine entlang der Gewindespindel axial verschiebliche Gewindemutter, wobei an der Gewindemutter ein Federteller zur axialen Abstützung einer Fahrwerksfeder angeordnet ist, wobei die Gewindespindel durch einen Aktuator antreibbar ist, wobei der Aktuator zumindest teilweise innerhalb der Gewindespindel angeordnet ist, wobei axial benachbart zur Gewindemutter eine entlang der Gewindespindel axial verschiebliche Zusatzmutter angeordnet ist, um einen Impuls aufzunehmen und über die Gewindespindel in das Gehäuse einzuleiten, wobei die Gewindemutter und die Zusatzmutter axial beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei axial zwischen der Gewindemutter und der Zusatzmutter ein Federelement angeordnet ist, das dazu vorgesehen ist, den Impuls zumindest teilweise in die Gewindemutter zu leiten.
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Die Vorrichtung ist dazu vorgesehen, durch das axiale Verlagern der Gewindemutter gegenüber der Gewindespindel eine Hubbewegung auszuführen und dabei das an einer Fahrzeugachse aufliegende Fahrzeuggewicht zu tragen und anzuheben oder abzusenken. Dadurch wird ein Höhenstand des Fahrzeugs verändert und das Fahrzeug kann in eine gewünschte Soll-Niveaulage gebracht werden. Ein Drehantrieb der axial unverschieblichen, drehantreibbaren Gewindespindel führt zu einer Längsverlagerung der Gewindemutter und der Zusatzmutter gegenüber der Gewindespindel. Mithin verlagern sich die Gewindemutter und die Zusatzmutter longitudinal. Die Zusatzmutter wird während dem Verstellen bevorzugt lastfrei mitgeführt. Durch die analog zur Gewindemutter erfolgende Verlagerung der Zusatzmutter wird eine gleichzeitige Verstellung eines Endanschlags der Vorrichtung realisiert.
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Unter einem Endanschlag ist eine bauliche Begrenzung des Einfederwegs der Fahrwerksfeder zu verstehen. Der Endanschlag kann insbesondere durch zusätzliche Bauteile realisiert werden, die zwischen dem Fahrwerk und der Vorrichtung zur Niveauverstellung angeordnet sind. Ein unverstellbarer Endanschlag würde je nach eingestellter Ist-Niveaulage des Fahrzeugs unterschiedliche Einfederwege und somit unterschiedliche Zeitpunkte, an denen der Impuls in die Vorrichtung eingeleitet wird, zur Folge haben. Anders gesagt würde ein unverlagerbarer Endanschlag eine Veränderung der Federkennlinie der Fahrwerksfeder zur Folge haben, die sich in Abhängigkeit des Höhenstands des Fahrzeugs auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirkt. So würde ein Anheben des Fahrzeugs eine Verlängerung des Einfederwegs bis zum Endanschlag zur Folge haben, wobei das Federelement in Abhängigkeit des Hubs stark komprimierbar ist. Dies hätte eine deutliche Erhöhung der Lasten auf das gesamte System der Vorrichtung zur Folge, und würde ein frühzeitiges Versagen der Feder nach sich ziehen. Ein Absenken des Fahrzeugs bei einem unverlagerbaren Endanschlag würde wiederum den Einfederweg bis zum Endanschlag verringern, wobei in Abhängigkeit des Hubs ein Impuls in das System der Vorrichtung nach einem kürzeren Einfederweg einwirkt. Dies würde das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund des geringen Einfederwegs nachteilig verändern und somit den Fahrkomfort verschlechtern.
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Durch die gleichzeitige Verstellung der Zusatzmutter mit der Gewindemutter wird folglich der Endanschlag ebenfalls verstellt. Anders gesagt wird durch die Verstellung des Endanschlags der Einfederweg des Federelements in Abhängigkeit des Hubs in gleichem Maße nachgestellt bzw. angepasst. Die Federkennlinie der Fahrwerksfeder wird in jeder Ist-Niveaulage des Fahrzeugs nachgestellt und dadurch vorteilhafterweise konstant gehalten.
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Ein auf den Endanschlag wirkender Impuls wird beispielsweise bei einem Überfahren eines Hindernisses oder bei einem Durchfahren von Schlaglöchern mit dem Fahrzeug erzeugt, wobei die Fahrwerksfeder dabei einfedert und das Fahrwerk am Endanschlag zur Anlage kommt, und dadurch der Impuls in die Zusatzmutter eingeleitet wird. Mit anderen Worten ist der Impuls eine zusätzlich auf die Vorrichtung wirkende Kraft, nämlich eine sogenannte Endanschlagskraft, die über den Endanschlag in die Zusatzmutter eingeleitet wird und neben der regelmäßigen Federkraft der Fahrwerksfeder zusätzlich von der Vorrichtung aufgenommen und in das Gehäuse bzw. die Karosserie des Fahrzeugs eingeleitet wird. Wirkt kein Impuls auf die Vorrichtung ein, werden die regelmäßig im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Kräfte durch die Fahrwerksfeder in die Karosserie des Fahrzeugs eingeleitet. Erst bei einem Überschreiten der regelmäßig auftretenden Federkräfte werden die zusätzlich wirkenden Kräfte, also die Impulse, in die Zusatzmutter geleitet.
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Die aus der Fahrwerksfeder resultierenden Federkräfte werden über den Federteller, der fest mit der Gewindemutter verbunden ist, in die Gewindemutter des Kugelgewindetriebs geleitet. Von dort werden die Federkräfte über räumlich zwischen der Gewindemutter und der Gewindespindel angeordnete Wälzkörper in die Gewindespindel und schließlich über das Lagerelement in das Gehäuse geleitet. Die Gewindemutter und die Wälzkörper nehmen lediglich maximal die Belastung aus der Fahrwerksfeder auf, wobei die Impulse in die Zusatzmutter eingeleitet und in Abhängigkeit der Größe der Endanschlagskraft weitergeleitet werden. Dadurch haben auch hohe Lasten keine negativen Einflüsse auf die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs. Der Kugelgewindetrieb kann kompakt und kostengünstig ausgebildet werden, wobei der Kugelgewindetrieb höher belastende, jedoch seltener auftretende Impulse über zusätzliche Bauteile, nämlich über die Zusatzmutter und weitere mit der Zusatzmutter wirkverbundene Bauteile, aufnimmt.
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Das axial zwischen der Gewindemutter und der Zusatzmutter angeordnete Federelement weist vorzugsweise eine lineare Federkennlinie auf, wobei das Federelement die Zusatzmutter im Normalbetrieb, bzw. wenn die Zusatzmutter nicht durch einen Impuls belastet wird, von der Gewindemutter axial wegdrückt. Bei der linearen Federkennlinie sind die Belastung und die Verformung des Federelements proportional zueinander, das heißt eine doppelte Federkraft ergibt auch einen doppelten Axialfederweg. Je steiler die Federkennlinie verläuft, umso geringer sind bei gleicher Belastung die Verformungen. Das Federelement ist dann also steifer bzw. härter.
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Alternativ kann das Federelement auch eine progressive Federkennlinie aufweisen. Ein Federelement mit einer progressiven Federkennlinie weist eine ansteigend gekrümmte Kennlinie auf. Mit anderen Worten wird das Federelement mit jeweils steigender Last härter. Dadurch wird beispielsweise ein Durchschlagen der Feder vermieden und ein schnelles Abklingen von Schwingungen beschleunigt.
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Bevorzugt ist das Federelement als Druckfeder, ferner bevorzugt als Tellerfeder, als Federpaket oder als Spiralfeder ausgebildet. Auch weitere Arten von Druckfedern sind denkbar. Je nach Bauart des Federelements bzw. der Druckfeder ist die Federkennlinie linear oder progressiv.
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Vorzugsweise weist die Zusatzmutter an ihrer Innenmantelfläche ein komplementär zu einem Außengewinde der Gewindespindel ausgebildetes Innengewinde auf, wobei die Zusatzmutter an ihrer Außenmantelfläche drehfest mit einem Kappenelement verbunden ist, das den Impuls in die Zusatzmutter leitet. Wirkt der Impuls über das Kappenelement auf die Zusatzmutter ein, beziehungsweise wird die Kraft in die Zusatzmutter geleitet, verschiebt sich die Zusatzmutter axial in Richtung der Gewindemutter und komprimiert das Federelement. Das Maß der Komprimierung bzw. der axialen Verformung des Federelements ist dabei abhängig von der Höhe der Endanschlagskraft, wobei das Federelement zwischen einem minimalen und einem maximalen Axialfederweg komprimierbar bzw. axial verformbar ist.
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Ein minimaler Axialfederweg liegt vor, wenn kein Impuls auf die Zusatzmutter einwirkt. Das Federelement drückt die Zusatzmutter dabei entgegen einer Kraftrichtung von der Gewindemutter weg gegen das Außengewinde der Gewindespindel. Mithin ist das Federelement geringfügig vorgespannt. Die Kraftrichtung entspricht derjenigen Richtung, in die die wirkende Federkraft, beispielsweise aus der Fahrwerksfeder wirkt.
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Ein maximaler Axialfederweg liegt vor, wenn das Federelement durch den Impuls in Kraftrichtung, also in Richtung der Gewindemutter so weit komprimiert wird, dass die Zusatzmutter in Kraftrichtung am Außengewinde der Gewindespindel zur Anlage kommt. Die Endanschlagskraft aus dem Impuls wird dann direkt in die Gewindespindel eingeleitet. Mit anderen Worten wird der maximale Axialfederweg dann erreicht, wenn die Endanschlagskraft auf die Zusatzmutter einen Schwellwert übersteigt. Der maximale Axialfederweg wird in Abhängigkeit der maximalen Belastbarkeit des Kugelgewindetriebs eingestellt. Das bedeutet, dass unterhalb des Schwellwerts der Endanschlagskraft die aus den Impulsen wirkenden Kräfte durch den Kugelgewindetrieb aufgenommen werden. Demgegenüber werden oberhalb des Schwellwerts der Endanschlagskraft die aus den Impulsen wirkenden Kräfte durch die Gewindespindel aufgenommen. Dabei ist vorteilhaft, dass der Kugelgewindetrieb unterhalb des Schwellwerts der Endanschlagskraft weiterhin betrieben werden kann, um eine Niveauverstellung des Fahrzeugaufbaus durchzuführen. Bei Erreichen des maximalen Axialfederwegs bzw. des Schwellwerts der Endanschlagskraft kommt es zu einer Blockierung des Kugelgewindetriebs, sodass eine Niveauverstellung des Fahrzeugaufbaus verhindert wird.
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In der Vorrichtung liegen somit zwei wesentliche Lastpfade vor. Ein erster Lastpfad für die regelmäßig im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Federkräfte und ein zweiter Lastpfad für die zusätzlich auftretenden Endanschlagskräfte. Der zweite Lastpfad wird dabei in Abhängigkeit der Höhe der Endanschlagskraft in zwei Unterlastpfade unterteilt. Ein erster Unterlastpfad, über den die Endanschlagskraft, die unterhalb des Schwellwertes liegt, über die Gewindemutter und die Wälzkörper in die Gewindespindel geleitet wird; und ein zweiter Unterlastpfad, über den die Endanschlagskraft, die oberhalb des Schwellwertes liegt, in die Gewindespindel geleitet wird. Durch eine derartige Ausgestaltung der Vorrichtung ist es möglich, ein Federverhalten des Kraftfahrzeugs, auch bei einwirkenden Impulsen zu verbessern.
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Durch die im Vergleich zum Kugelgewindetrieb größere zur Verfügung stehende Krafteinleitungsfläche zwischen der Zusatzmutter und der Gewindespindel können größere Lasten aus den Impulsen in das Gehäuse eingeleitet werden und die Wälzkörper des Kugelgewindetriebs werden dadurch geschont bzw. nicht zusätzlich belastet. Mit anderen Worten kommt die Zusatzmutter mit der Gewindespindel in Lastrichtung in Eingriff, wodurch die Endanschlagskräfte über die Gewindespindel und das Lagerelement im Gehäuse abgestützt werden. Die Zusatzmutter wirkt selbsthemmend und das System ist in der jeweiligen Position verspannt.
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Das Kappenelement ist vorzugsweise in Domform ausgebildet, sodass räumlich zwischen dem Kugelgewindetrieb und dem Kappenelement die Getriebeeinheit und/oder der Antriebsmotor aufgenommen werden können und ferner die Gewindespindel geschützt geführt ist. Bevorzugt ist das Kappenelement zur Aufnahme eines Einfederanschlags oder einer Zusatzfeder ausgebildet. Anders gesagt ist das Kappenelement als Endanschlag ausgebildet, um die Impulse aufzunehmen und weiterzuleiten.
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Bevorzugt sind das Außengewinde der Gewindespindel und das Innengewinde der Zusatzmutter spielbehaftet zueinander ausgebildet. Mit anderen Worten ist somit ein Axial- und Radialspiel zwischen der Gewindespindel und der Zusatzmutter ausgebildet, welches ein Klemmen zwischen der Zusatzmutter und der Gewindespindel insbesondere zu Beginn eines Verstellvorgangs verhindert. Das Axialspiel zwischen der Gewindespindel und der Zusatzmutter ist derart groß gestaltet, dass die mögliche Axialbewegung der Zusatzmutter der Federkennlinie entspricht.
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Vorzugsweise ist axial zwischen der Gewindespindel und dem Gehäuse ein Lagerelement angeordnet, um die Gewindespindel drehbar zu lagern. Das Lagerelement ist insbesondere dazu ausgebildet, auftretende Radial- und Axialkräfte in das Gehäuse einzuleiten. Das Lagerelement ist bevorzugt als Axial-Pendelrollenlager ausgebildet und derart ausgelegt, dass sowohl die Federkräfte als auch die Endanschlagskräfte aufgenommen werden können. Wesentlich ist, dass das Lagerelement sowohl Axialkräfte als auch Radialkräfte aufnehmen kann.
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Der Aktuator, mit dem die Gewindespindel antreibbar ist, umfasst bevorzugt eine Getriebeeinheit und einen Antriebsmotor, wobei der Antriebsmotor beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist. In der Getriebeeinheit ist vorzugsweise ein Sperrmechanismus ausgebildet, der dazu vorgesehen ist, eine Rotation eines der Zahnräder in der Getriebeeinheit zu sperren, um eine ungewollte Rotation der Gewindespindel und einer damit einhergehenden axialen Verlagerung der Gewindemutter gegenüber der Gewindespindel zu verhindern.
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Ferner bevorzugt ist an einer Innenmantelfläche der Gewindespindel eine Verzahnung ausgebildet, über die der Aktuator die Gewindespindel antreibt. Die Verzahnung steht mit einem oder mehreren Zahnrädern der Getriebeeinheit in Zahneingriff. Die Verzahnung ist vorzugsweise als Schrägverzahnung ausgebildet, kann aber ebenso als Geradverzahnung ausgebildet sein.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Kappenelement und der Federteller zumindest teilweise von einem Dichtelement umschlossen. Damit wird der Innenraum der Vorrichtung vor äußeren Einflüssen, wie Schmutz und Feuchtigkeit geschützt. Das Dichtelement ist bevorzugt als Manschette ausgebildet, sodass eine axiale Verschiebung zwischen Gewindemutter und Zusatzmutter ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung möglich ist. Alternativ ist denkbar, dass ein Dichtelement axial zwischen dem Kappenelement und dem Federteller angeordnet ist, wobei hier auch bei axialer Verlagerung zwischen Gewindemutter und Zusatzmutter ebenfalls eine ausreichende Dichtwirkung realisiert wird.
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Vorzugsweise ist an dem Kappenelement zumindest eine Nut ausgebildet, um eine Verdrehsicherung der Gewindemutter und der Zusatzmutter zu realisieren. Insbesondere wirkt die jeweilige Nut mit einer im Wesentlichen formschlüssig darin angeordneten Nase bzw. einer axialen Ausprägung zusammen.
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Bevorzugt ist bei einem Fahrzeug mit vier Rädern in jedem Federbein des Fahrzeugs eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Niveauverstellung des Fahrzeugaufbaus vorgesehen. Alternativ ist bei einem Fahrzeug mit vier Rädern zumindest an den beiden Federbeinen einer Achse eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus vorgesehen.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Niveauverstellung eines Fahrzeugaufbaus, und
- 2 eine Federkennlinie eines Federelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1.
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Gemäß 1 umfasst eine Vorrichtung zur Niveaueinstellung eines Fahrzeugaufbaus einen Kugelgewindetrieb 2 mit einer drehangetriebenen axial unverschieblichen Gewindespindel 1 und einer entlang der Gewindespindel 1 axial verschieblichen Gewindemutter 3. Die Gewindemutter 3 ist radial außerhalb der Gewindespindel 1 angeordnet. An der Gewindemutter 3 ist ein Federteller 17 angeordnet, gegen den sich eine Fahrwerksfeder 18 axial abstützt. Der Federteller 17 weist einen radialen Schenkel zur Aufnahme der Fahrwerksfeder 18 und einen axialen Schenkel auf, der radial außerhalb der Gewindemutter 3 angeordnet und drehfest mit dieser Gewindemutter 3 verbunden ist.
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Die Gewindespindel 1 ist als Rohr- oder Hülsenelement ausgebildet und weist an ihrer Außenumfangsfläche ein Außengewinde 12 bzw. eine Außenlaufbahn für Wälzkörper 10 auf. Die Gewindemutter 3 weist an ihrer Innenumfangsfläche ein Innengewinde 22 bzw. eine Innenlaufbahn für Wälzkörper 10 auf, wobei zwischen der Außenlaufbahn der Gewindespindel 1 und der Innenlaufbahn der Gewindemutter 3 eine Vielzahl von Wälzkörper 10 abrollen. Eine Federkraft, die über die Fahrwerksfeder 18 auf die Vorrichtung einwirkt wird zunächst in den Federteller 17 und die Gewindemutter 3 eingeleitet und über die Wälzkörper 10 in die Gewindespindel 1 weitergeleitet. Die Federkraft stützt sich über ein axial zwischen der Gewindespindel 1 und dem Gehäuse 8 angeordnetes Lagerelement 15 am Gehäuse 8 ab. Das Lagerelement 15 ist als Axiallager ausgebildet, um die Gewindespindel 1 drehbar gegenüber dem Gehäuse 8 zu lagern und die Kräfte in das Gehäuse 8 axial weiterzuleiten.
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Die Gewindespindel 1 nimmt einen Aktuator 5 teilweise auf, der einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 7 und eine Getriebeeinheit 6 umfasst. Die Getriebeeinheit 6 wirkt mit der Gewindespindel 1 zusammen, wobei die Gewindespindel 1 durch den Aktuator 5 antreibbar ist, um die Gewindemutter 3 gegenüber der Gewindespindel 1 axial zu verlagern. Die Getriebeeinheit 6 weist einen - hier nicht näher dargestellten - Sperrmechanismus auf, um eine Drehbewegung der Gewindespindel 1 zu blockieren. Zum Antrieb der Gewindespindel 1 ist an ihrer Innenumfangsfläche eine Verzahnung 4 ausgebildet, die mit einem Zahnrad 21 der Getriebeeinheit 6 in Zahneingriff steht. Axial beabstandet zur Gewindemutter 3 ist eine zusammen mit der Gewindemutter 3 ebenfalls entlang der Gewindespindel 1 axial verschiebliche Zusatzmutter 9 angeordnet. Während eines Antriebs der Gewindespindel 1 durch den Aktuator 5 verlagert die Zusatzmutter 9 lastfrei zusammen mit der Gewindemutter 3 entlang der Gewindespindel 1.
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Die Zusatzmutter 9 ist an ihrer Außenmantelfläche drehfest mit dem Kappenelement 14 verbunden, wobei das Kappenelement 14 dazu ausgebildet ist, einen - hier nicht dargestellten - Einfederanschlag oder eine Zusatzfeder aufzunehmen. Über diesen Einfederanschlag oder die Zusatzfeder wird ein Impuls bzw. eine Endanschlagkraft in die Zusatzmutter 9 eingeleitet. Vorliegend weist das Kappenelement 14 eine Domform auf. Der auf die Zusatzmutter 9 wirkende Impuls wird beispielsweise durch das Überfahren eines Hindernisses erzeugt, wobei diese Stoßkraft größer ist, als die auf den Federteller 17 einwirkende Federkraft.
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Die Zusatzmutter 9 weist an ihrer Innenmantelfläche ein komplementär zu dem Außengewinde 12 der Gewindespindel 1 ausgebildetes Innengewinde 13 auf, wobei das Außengewinde 12 und das Innengewinde 13 spielbehaftet zueinander ausgebildet sind. Durch das Spiel zwischen dem Außengewinde 12 und dem Innengewinde 13 wird ein Verklemmen zwischen der Zusatzmutter 9 und der Gewindespindel 1 verhindert.
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Axial zwischen der Zusatzmutter 9 und der Gewindemutter 3 ist ein Federelement 16 angeordnet, welches zwischen einem minimalen und einem maximalen Axialfederweg komprimierbar ist. Das Federelement 16 ist vorliegend eine als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder mit einer linearen Federkennlinie.
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Das Kappenelement 14 und der Federteller 17 sind zumindest teilweise von einem Dichtelement 19 umschlossen, um den Innenraum der Vorrichtung gegenüber Schmutz und/oder Feuchtigkeit zu schützen. Darüber hinaus ist an dem Kappenelement 14 eine Nut 11 ausgebildet, um eine Verdrehsicherung der Gewindemutter 3 und der Zusatzmutter 9 zu realisieren.
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2 zeigt in Form eines Diagramms eine exemplarische Federkennlinie des als Spiralfeder ausgebildeten Federelements 16, wobei der Axialfederweg auf der Abszisse 23 und die Belastung auf der Ordinate 24 aufgetragen sind. Die Federkennlinie des Federelements 16 weist vorliegend einen linearen Verlauf auf, wobei die Belastung proportional zum Axialfederweg des Federelements 16 ist.
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An der Abszisse 23 sind ein erster und ein zweiter Axialfederwegabschnitt 25, 26 aufgetragen. Der erste Axialfederwegabschnitt 25 beschreibt den Beginn der Einwirkung einer Endanschlagskraft von einem minimalen Axialfederweg bis zu der beginnenden Kraftübertragung von der Zusatzmutter 9 auf die Gewindemutter 3. Der minimale Axialfederweg liegt vor, wenn kein Impuls auf die Zusatzmutter 9 einwirkt. Dabei wird die Zusatzmutter 9 entgegengesetzt zu einer Kraftrichtung K1 gegen das Außengewinde 12 der Gewindespindel 1 gedrückt. Anders gesagt weist das Federelement 16 am linken Ende des ersten Axialfederwegabschnitts 25 bzw. am minimalen Axialfederweg eine geringe Vorspannung auf.
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Im Betrieb des Fahrzeugs wirken unterschiedlich hohe Endanschlagskräfte infolge von Impulsen auf die Zusatzmutter 9 ein, wobei die Zusatzmutter 9 unter Berücksichtigung der Federsteifigkeit des Federelements 16 zwischen dem minimalen Axialfederweg und einem maximalen Axialfederweg komprimierbar ist. Mit steigender Belastung der Zusatzmutter 9 verformt bzw. komprimiert das Federelement 16 proportional zu der auftretenden Last, wobei das Federelement 16 in Richtung der Gewindemutter 3 komprimiert wird. Dabei wird der Kontakt zwischen der Zusatzmutter 9 und der Gewindespindel 1 entgegen der Kraftrichtung K1 gelöst.
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Das Federelement 16 verformt bei größeren Endanschlagskräften gemäß dem zweiten Axialfederwegabschnitt 26 bis zum maximalen Axialfederweg. Bis zum Erreichen des maximalen Axialfederwegs wird die Endanschlagskraft aus dem Impuls über das Federelement 16 in die Gewindemutter 3 geleitet. Dabei ist eine Betätigung des Kugelgewindetriebs 2 zur Niveauverstellung weiterhin möglich. Anders gesagt kann auch dann noch eine Niveauverstellung des Fahrzeugaufbaus erfolgen, wenn ein Impuls auf die Vorrichtung einwirkt. Zu dieser Zeit nimmt der Kugelgewindetrieb 2 die Lasten aus der Fahrwerksfeder 18 sowie aus der Zusatzmutter 9 auf.
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Wird der maximale Axialfederweg am rechten Ende des Axialfederwegabschnitts 26 erreicht, tritt die Zusatzmutter 9 in Kraftrichtung K1 mit der Gewindespindel 1 in Eingriff, wodurch ein Blockieren des Kugelgewindetriebs 2 erfolgt und die wirkende Endanschlagskraft nicht mehr über die Gewindemutter 3 in die Gewindespindel 1 geleitet wird, sondern direkt über die Gewindepaarung zwischen der Zusatzmutter 9 und der Gewindespindel 1 in die Gewindespindel 1 eingeleitet wird. Dadurch wird der Kugelgewindetrieb 2 vor einer Überbelastung bzw. einer aus der Überbelastung resultierenden Beschädigung geschützt.
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Mit anderen Worten wird die Endanschlagkraft bis zu einer bestimmten Höhe durch den Kugelgewindetrieb 2 aufgenommen und in das Gehäuse 8 weitergeleitet, wobei eine Endanschlagkraft oberhalb dieses Schwellwerts zum Schutz des Kugelgewindetriebs 2 direkt in die Gewindespindel 1 eingeleitet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindespindel
- 2
- Kugelgewindetrieb
- 3
- Gewindemutter
- 4
- Verzahnung
- 5
- Aktuator
- 6
- Getriebeeinheit
- 7
- Antriebsmotor
- 8
- Gehäuse
- 9
- Zusatzmutter
- 10
- Wälzkörper
- 11
- Nut
- 12
- Außengewinde
- 13
- Innengewinde
- 14
- Kappenelement
- 15
- Lagerelement
- 16
- Federelement
- 17
- Federteller
- 18
- Fahrwerksfeder
- 19
- Dichtelement
- 20
- Innenseite
- 21
- Zahnrad
- 22
- Innenlaufbahn
- 23
- Abszisse
- 24
- Ordinate
- 25
- Erster Axialfederwegabschnitt
- 26
- Zweiter Axialfederwegabschnitt
- K1
- Kraftrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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