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Die Erfindung betrifft eine Federbeineinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Aktuatorvorrichtung mit einer Antriebseinheit und einer Getriebeanordnung zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung. Gattungsgemäße Federbeineinrichtungen mit einer Niveauverstellvorrichtung zur Höhenverstellung von Fahrzeugaufbauten sind insbesondere zur Erhöhung der Bodenfreiheit von Kraftfahrzeugen beziehungsweise deren Tieferlegung bei ebenen Fahrbahnen in den Federbeinen der Kraftfahrzeuge vorgesehen.
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Aus der
EP 2 119 579 B1 geht eine Vorrichtung zur Höhenverstellung der Karosserie eines Kraftfahrzeugs hervor. Die Vorrichtung weist eine zwischen einem Radführungselement der Radaufhängung und dem Aufbau eingeschalteten Tragfeder auf, die an einem Federteller abgestützt ist, wobei die Tragfeder über eine Stelleinrichtung höhenverstellbar ist. Ferner weist die Vorrichtung eine einen definierten Federweg in Einfederrichtung begrenzende Zusatzfeder auf. Der Zusatzfeder ist eine Stelleinrichtung zugeordnet, mit der die Zusatzfeder, vorzugsweise einer Höhenverstellung des Federtellers folgend, höhenverstellbar ist. Des Weiteren ist die Zusatzfeder zwischen einem aufbauseitigen Dämpferlager eines Teleskop-Stoßdämpfers der Radaufhängung und dessen Dämpferzylinder angeordnet, wobei die Zusatzfeder über die Stelleinrichtung axial verstellbar ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Federbeineinrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln, und insbesondere die Lebensdauer von für eine Niveauverstellung eines Fahrzeugaufbaus erforderlichen Bauteilen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Federbeineinrichtung 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 Federbeineinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Aktuatorvorrichtung mit einer Antriebseinheit und einer Getriebeanordnung zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung, wobei die Niveauverstellvorrichtung eine axial unverschiebliche Gewindespindel und eine drehangetriebene, entlang der Gewindespindel axial verschiebliche Gewindemutter umfasst, wobei die Gewindemutter zumindest mittelbar mit einem Gehäuseelement verbunden ist, wobei am Gehäuseelement eine Fahrwerksfeder zumindest mittelbar axial abgestützt ist, die zumindest mittelbar über die Niveauverstellvorrichtung höhenverstellbar ist, und wobei am Gehäuseelement ferner ein Federelement abgestützt ist, die einen Impuls aus einem Kappenelement aufnimmt und zumindest teilweise in das Gehäuseelement weiterleitet, wobei die Niveauverstellvorrichtung eine Überlasteinrichtung umfasst, um eine Überbelastung der Niveauverstellvorrichtung infolge des Impulses zu verhindern, wobei die Überlasteinrichtung den Impuls über einen Bypass zumindest mittelbar in ein Fahrzeugbauteil einleitet.
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Die Niveauverstellvorrichtung ist dazu vorgesehen, durch das axiale bzw. longitudinale Verlagern der Gewindemutter gegenüber der Gewindespindel eine Hubbewegung auszuführen und dabei das an einer Fahrzeugachse aufliegende Fahrzeuggewicht zu tragen und eine Karosserie des Fahrzeugs anzuheben. Mit anderen Worten wird für den Zeitraum der Anhebung die Gewichtskraft des Fahrzeugs im Wesentlichen von der Niveauverstellvorrichtung, also der Gewindespindel und der Gewindemutter abgefangen. Dadurch wird ein Höhenstand des Fahrzeugs verändert und das Fahrzeug kann in eine gewünschte Soll-Niveaulage gebracht werden. Es ist alternativ auch denkbar, dass die Gewindespindel drehantreibbar und entlang der Gewindemutter axial verlagerbar ist.
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Die Gewindemutter ist vorzugsweise mittels eines Lagerelements gegenüber dem Gehäuseelement drehbar gelagert, sodass durch einen Drehantrieb der Gewindemutter eine Einstellung der Ist-Niveaulage des Gehäuseelements erfolgt. Mithin stützen sich die Lasten aus dem Gehäuseelement axial an der Gewindemutter ab. Das Gehäuseelement ist fest mit einem Federteller verbunden, an dem die Fahrwerksfeder zur Anlage kommt, wobei das Lagerelement im Wesentlichen dazu vorgesehen ist, auftretende Radial- und Axialkräfte aus der Fahrwerksfeder über das Gehäuseelement in die Gewindemutter einzuleiten.
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Durch die Verlagerung der Gewindemutter relativ zur Gewindespindel erfolgt eine gleichzeitige Verstellung eines Endanschlags der Federbeineinrichtung. Unter einem Endanschlag ist eine bauliche Begrenzung des Einfederwegs der Fahrwerksfeder zu verstehen. Der Endanschlag kommt zumindest mittelbar an dem Kappenelement zur Anlage und kann insbesondere durch zusätzliche Bauteile realisiert werden, die zwischen dem Fahrwerk und dem Kappenelement angeordnet sind.
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Ein unverstellbarer Endanschlag würde je nach eingestellter Ist-Niveaulage des Fahrzeugaufbaus 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 Fahrzeugaufbaus 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 Federbeineinrichtung zur Folge und würde ein frühzeitiges Versagen der Fahrwerksfeder nach sich ziehen. Ein Absenken des Fahrzeugaufbaus bei einem unverlagerbaren Endanschlag würde demgegenüber den Einfederweg bis zum Endanschlag verringern, wobei in Abhängigkeit des Hubs ein Impuls in das System der Federbeineinrichtung 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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Vorzugsweise kommt der Endanschlag über das Kappenelement zumindest mittelbar axial an dem Gehäuseelement zur Anlage. Da das Gehäuseelement gemeinsam mit der Gewindemutter entlang der Gewindespindel verstellt wird, wird auch der Endanschlag gleichermaßen eingestellt. Anders gesagt wird durch die Verstellung des Endanschlags der Einfederweg der Fahrwerksfeder in Abhängigkeit des Hubs in gleichem Maße nachgestellt bzw. angepasst. Die Federkennlinie des Federelements wird somit in jeder Ist-Niveaulage des Fahrzeugs nachgestellt und dadurch konstant gehalten. Folglich basiert die Funktion der Federbeineinrichtung auf dem Prinzip der Federfußpunktverstellung.
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Der auf den Endanschlag wirkende Impuls wird beispielsweise bei einem Überfahren eines Hindernisses oder bei einem Durchfahren eines Schlaglochs erzeugt, wobei die Fahrwerksfeder dabei einfedert und das Fahrwerk am Endanschlag zur Anlage kommt. Der Impuls wird dabei über das Kappenelement in das Fahrzeugbauteil eingeleitet. Unter einem Fahrzeugbauteil ist die Karosserie, das Fahrwerk oder zumindest ein Teil davon zu verstehen, wobei das Fahrzeugbauteil beispielsweise über einen Dämpfer zumindest mittelbar mit der Gewindespindel verbunden ist. Mit anderen Worten ist der Impuls eine zusätzlich auf die Vorrichtung wirkende Kraft, nämlich eine sogenannte Endanschlagskraft, die über den Endanschlag in das Kappenelement eingeleitet wird und neben der regelmäßigen Federkraft der Fahrwerksfeder zusätzlich von der Federbeineinrichtung aufgenommen und in den Dämpfer eingeleitet wird.
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Der Impuls wird bevorzugt bis zu einer gewissen Höhe über das Federelement, an dem das Kappenelement axial zur Anlage kommt, in das Gehäuseelement eingeleitet. Diese Kraft wird von der Gewindemutter aufgenommen und über räumlich zwischen der Gewindemutter und der Gewindespindel angeordnete Wälzkörper in die Gewindespindel und über den Dämpfer in das Fahrzeugbauteil geleitet. Mithin ist die Niveauverstelleinrichtung vorzugsweise als Kugelgewindetrieb, bestehend aus der Gewindemutter, der Gewindespindel sowie der radial dazwischen angeordneten Wälzkörpern, ausgebildet.
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Die Überlasteinrichtung verhindert im Fall einer zu großen einwirkenden Last aus dem Impuls eine Überbelastung des Kugelgewindetriebs. Mit anderen Worten wird ein Bypass erzeugt, durch den der Impuls bei Übersteigen eines Kraftgrenzwerts vollständig zumindest mittelbar in den Dämpfer eingeleitet wird, sodass der Kugelgewindetrieb dann nur die regelmäßige Belastung aus der Fahrwerksfeder aufnimmt. Dadurch haben auch hohe Lasten keine negativen Einflüsse auf die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs. Der Kugelgewindetrieb kann kompakt und kostengünstig ausgebildet werden, wobei höher belastende, jedoch seltener auftretende Impulse über die Überlasteinrichtung umgeleitet werden. Somit liegen zwei Kraftpfade in der Federbeineinrichtung vor. Ein erster Kraftpfad für die regelmäßig im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Federkräfte und ein zweiter Kraftpfad für die zusätzlich auftretenden Endanschlagskräfte aus dem Impuls.
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Vorzugsweise ist die Überlasteinrichtung zwischen dem Kappenelement und dem Gehäuseelement angeordnet. Bevorzugt umfasst die Überlasteinrichtung ein Hülsenelement mit einem ersten radialen und ersten axialen Schenkel, wobei das Federelement axial zwischen dem ersten radialen Schenkel und einem zweiten radialen Schenkel des Kappenelements aufgenommen ist. Der erste radiale Schenkel des Hülsenelements ist axial zwischen dem Federelement und einer Stirnseite des Gehäuseelements angeordnet, wobei das Federelement, das Kappenelement und das Hülsenelement koaxial zur Gewindespindel angeordnet sind. Anders gesagt stützt sich das Kappenelement über das Federelement axial gegen die als Federauflage ausgebildete Stirnseite des Gehäuseelements ab.
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Bevorzugt ist der erste axiale Schenkel des Hülsenelements als Käfig ausgebildet, um eine Mehrzahl von Wälzkörpern beabstandet zueinander aufzunehmen und zu führen. Mit anderen Worten weist das Hülsenelement am ersten axialen Schenkel zueinander beabstandete Ausnehmungen auf, die vorzugsweise gleichmäßig am Umfang des axialen Schenkels verteilt angeordnet sind und in die je ein Wälzkörper aufgenommen und geführt ist. Alternativ kann auch ein separates Käfigelement am Hülsenelement angeordnet sein. Die Wälzkörper können als Nadeln, Kugeln oder Rollen ausgebildet sein, wobei die Art der Wälzkörper abhängig ist von den zu erwartenden Lasten infolge des Impulses aus dem Kappenelement.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gewindespindel drehfest mit einer Adapterhülse verbunden, die einen Laufbahnabschnitt aufweist, an dem die Wälzkörper der Überlasteinrichtung abrollen. Die Adapterhülse ist vorzugsweise Teil eines Stoßdämpfers und koaxial zur Gewindespindel angeordnet. Die Adapterhülse kann weitere Bauteile, beispielsweise ein Dämpferrohr des Stoßdämpfers radial umschließen, um die Lasten in den Dämpfer zu leiten. Alternativ können die Adapterhülse und die Gewindespindel einteilig ausgebildet sein.
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Ferner bevorzugt ist der erste axiale Schenkel des Hülsenelements zumindest teilweise durch einen zweiten axialen Schenkel des Kappenelements radial umschlossen, wobei die Wälzkörper am Laufbahnabschnitt der Adapterhülse abrollen können. Im unbelasteten Zustand ist ferner ein Spalt zwischen den Wälzkörpern und dem Kappenelement ausgebildet, sodass die Wälzkörper innerhalb der Ausnehmungen beweglich sind. Das Kappenelement ist in Abhängigkeit der Federsteifigkeit des Federelements sowie der anliegenden Last relativ zum Hülsenelement axial verschieblich.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass an einer Innenmantelfläche des Kappenelements eine Klemmrampe ausgebildet ist, an der die Wälzkörper infolge einer axialen Verlagerung des Kappenelements zur Anlage kommen, um das Kappenelement mit der Adapterhülse in Wirkverbindung zu bringen. Mit anderen Worten ist die Innenmantelfläche mit der Klemmrampe am zweiten axialen Schenkel des Kappenelements ausgebildet. Die Verlagerung des Kappenelements erfolgt durch eine axiale Belastung und damit einhergehender elastischer, axialer Verformung des Federelements, wobei das Federelement elastisch komprimiert wird. Das Federelement umfasst bevorzugt eine Wellfeder oder eine Tellerfeder.
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Wirkt kein Impuls oder lediglich ein Impuls unterhalb eines Kraftgrenzwerts auf das Kappenelement ein, wird das Kappenelement nicht bzw. nur in geringem Maße axial in Richtung des Federelements bzw. des Gehäuseelements verlagert. Die Wälzkörper bleiben dabei frei zwischen dem Kappenelement und dem Laufbahnabschnitt der Adapterhülse beweglich. Die Lasten aus dem Impuls werden über den Kugelgewindetrieb in den Dämpfer geleitet. Mit anderen Worten nimmt der Kugelgewindetrieb somit Lasten aus den regelmäßigen Federlasten sowie aus dem Impuls auf. Der Kraftgrenzwert ist dabei derart ausgelegt, dass der Kugelgewindetrieb nicht beschädigt wird.
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Übersteigt die Belastung aus dem Kappenelement den Kraftgrenzwert, verlagert das Kappenelement in Richtung des Gehäuseelements und die Wälzkörper kommen an der Klemmrampe und an der Adapterhülse zur Anlage. Mit anderen Worten werden die Wälzkörper zwischen dem Kappenelement und der Adapterhülse verspannt, um die Lasten infolge des Impulses nicht über den Kugelgewindetrieb, sondern unmittelbar über die Adapterhülse bzw. die Gewindespindel in den Dämpfer weiterzuleiten. Dadurch wird ein Bypass realisiert, um das Gehäuseelement und den damit verbundenen Kugelgewindetrieb vor einer Überbelastung zu schützen. Mithin bilden das Kappenelement mit dem Hülsenelement und den Wälzkörpern eine Freilaufeinheit aus, die infolge einer Kraftgrenzwertüberschreitung blockiert und die einwirkenden Lasten zum Schutz empfindlicher Bauteile umleitet.
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Über die Gewindespindel bzw. die Adapterhülse werden die Lasten aus den Impulsen anschließend in das Dämpferrohr eingeleitet. Insbesondere die Wälzkörper des Kugelgewindetriebs sowie die Aktuatorvorrichtung werden durch diese Maßnahme geschont bzw. nicht zusätzlich belastet. Vorteilhafterweise wird dadurch die Lebensdauer der Niveauverstelleinrichtung sowie der Aktuatorvorrichtung verlängert.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Wälzkörper über Druckfedern vorgespannt sind. Die Druckfedern sind dabei insbesondere innerhalb der Ausnehmungen angeordnet und spannen die Wälzkörper parallel zur Verlagerungsrichtung des Kappenelements vor, sodass die Wälzkörper nach einer Entlastung des Kappenelements aus der Wirkverbindung zwischen dem Kappenelement und der Adapterhülse heraustreten. Weiterhin werden Toleranzen über die Druckfedern ausgeglichen und sichergestellt, dass alle Wälzkörper in Eingriff kommen.
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Bevorzugt ist das Kappenelement zur Aufnahme eines Einfederanschlags oder einer Zusatzfeder ausgebildet. Dabei werden die Impulse über den Einfederanschlag oder die Zusatzfeder in das Kappenelement eingeleitet. Die Zusatzfeder begrenzt den Einfederweg der Fahrwerksfeder und verhindert dadurch ein Unterschreiten einer zulässigen minimalen Federlänge der Fahrwerksfeder. Des Weiteren bevorzugt ist das Kappenelement als Endanschlag ausgebildet, um die Impulse aufzunehmen und weiterzuleiten.
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Das Kappenelement und/oder das Hülsenelement sind vorzugsweise als Polygon oder als Vieleck ausgebildet. Dabei sind die zwischen der Adapterhülse und dem Kappenelement angeordnete Wälzkörper als Rollen ausgebildet, sodass Pressungen im Kontaktbereich reduziert werden.
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Die Aktuatorvorrichtung, mit dem die Gewindemutter antreibbar ist, umfasst bevorzugt die Getriebeanordnung und die Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist. In der Getriebeanordnung ist vorzugsweise ein Sperrmechanismus ausgebildet, der dazu vorgesehen ist, eine Rotation eines der Zahnräder in der Getriebeanordnung zu sperren, um eine ungewollte Rotation der Gewindemutter zu verhindern.
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Ferner bevorzugt ist an einer Außenmantelfläche der Gewindemutter eine Außenverzahnung ausgebildet, über die der Aktuator die Gewindemutter antreibt. Die Außenverzahnung steht mit einem oder mehreren Zahnrädern der Getriebeanordnung in Zahneingriff, wobei die Außenverzahnung vorzugsweise als Schrägverzahnung ausgebildet ist. Sie kann aber ebenso als Geradverzahnung ausgebildet sein.
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Mindestens eine, vorzugsweise alle Fahrzeugachsen eines Kraftfahrzeugs weisen jeweils zwei Räder mit der erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung auf. Vorteilhaft ist dabei die schlanke und platzsparende Anordnung der Federbeineinrichtung in der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Die Antriebseinheiten mehrerer Federbeineinrichtungen sind vorzugsweise über eine Steuereinheit miteinander verbunden, die dazu vorgesehen ist, die Ist-Niveaulage des Kraftfahrzeugs zu überwachen und zu regeln. Mithin wird dadurch die Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung,
- 2 eine schematische Detailschnittdarstellung einer Überlasteinrichtung der erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung gemäß 1 in einem unbelasteten Zustand, und
- 3 eine schematische Detailschnittdarstellung der Überlasteinrichtung der erfindungsgemäßen Federbeineinrichtung gemäß 1 in einem belasteten Zustand.
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Gemäß 1 umfasst eine Federbeineinrichtung 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine Aktuatorvorrichtung 2 mit einer als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinheit 12 und einer Getriebeanordnung 3 zur Betätigung einer Niveauverstellvorrichtung 4. Die Niveauverstellvorrichtung 4 weist vorliegend eine axial unverschiebliche Gewindespindel 5 und eine drehangetriebene, entlang der Gewindespindel 5 axial verschiebliche Gewindemutter 6 auf. Mithin ist die Niveauverstellvorrichtung 4 vorliegend als Kugelgewindetrieb ausgebildet. Die Gewindemutter 6 weist eine Au-ßenverzahnung 24 auf, die mit einem getriebenen Zahnrad 25 der Getriebeanordnung 3 in Zahneingriff steht.
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Die Gewindemutter 6 ist über ein Lagerelement 23 gegenüber einem Gehäuseelement 7 abgestützt, wobei am Gehäuseelement 7 eine Fahrwerksfeder 8 axial zur Anlage kommt, deren Federkraft über das Lagerelement 23 in die Gewindemutter 6 eingeleitet wird. Durch die Betätigung der Gewindemutter 6 mittels der Antriebseinheit 12 wird die Gewindemutter 6 in eine Rotationsbewegung versetzt und windet sich dabei um die Gewindespindel 5, wodurch das Gehäuseelement 7 gleichermaßen mit verlagert wird. Dadurch erfolgt eine Hubbewegung, bei der eine Ist-Niveaulage der Fahrwerksfeder 8 eingestellt wird. Mit anderen Worten wird ein Höhenstand des Kraftfahrzeugs verändert und das Kraftahrzeug kann in eine gewünschte Soll-Niveaulage gebracht werden.
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Die Gewindespindel 5 ist drehfest mit einer Adapterhülse 16 verbunden, die dazu vorgesehen ist, ein - hier nicht dargestelltes - Dämpferrohr zur Abstützung der auf die Federbeineinrichtung 1 einwirkenden Lasten aufzunehmen. Das Dämpferrohr ist ferner mit einem - hier ebenfalls nicht dargestellten - Fahrzeugbauteil, beispielsweise dem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs verbunden.
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Eine Stirnseite 25 des Gehäuseelements 7 ist als Federauflage zur axialen Abstützung eines Federelements 9 ausgebildet. Am Federelement 9 kommt an einem gegenüberliegenden axialen Ende ein Kappenelement 10 zur Anlage, welches als Endanschlag ausgebildet ist und in Abhängigkeit der Federsteifigkeit des Federelements 9 axial verlagerbar ist, wobei das Federelement 9 durch eine Belastung elastisch axial komprimiert. Es ist denkbar, dass am Kappenelement 10 ferner eine Zusatzfeder zur Anlage kommt, um den Impuls auf das Kappenelement 10 zu übertragen und einen Einfederweg der Fahrwerksfeder 8 zu begrenzen.
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Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs kann es zu Impulsen kommen, die auf das Kappenelement 10 einwirken. Diese können beispielsweise aus einem Überfahren eines Hindernisses oder einem Durchfahren eines Schlaglochs resultieren. Liegen diese resultierenden Lasten unterhalb eines Kraftgrenzwertes, werden die Lasten aus den Impulsen in das Gehäuseelement 7 weitergeleitet. Dieser Fall ist in den 1 und 2 dargestellt. Da die aus dem Impuls resultierende Kraft aus dem Gehäuseelement 7 über das Lagerelement 23 in die Gewindemutter 6 eingeleitet wird, ist die Höhe des Kraftgrenzwerts abhängig von der durch die Niveauverstelleinrichtung 4 aufnehmbare Belastung.
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Übersteigt die Belastung aus dem Impuls den Kraftgrenzwert, erfolgt eine Umleitung der Lasten über eine zwischen dem Kappenelement 10 und dem Gehäuseelement 7 angeordnete Überlasteinrichtung 11. Mit anderen Worten ist die Überlasteinrichtung 11 dazu vorgesehen, einen Bypass zu bilden, um eine Überbelastung der Niveauverstellvorrichtung 4 infolge des Impulses zu verhindern. Die Funktionsweise der Überlasteinrichtung 11 ist in der Beschreibung der 2 und 3 näher erläutert.
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Gemäß den 2 und 3 umfasst die Überlasteinrichtung 11 ein Hülsenelement 13 mit einem ersten radialen und ersten axialen Schenkel 13a, 13b, wobei das Federelement 9 axial zwischen dem ersten radialen Schenkel 13a und einem zweiten radialen Schenkel 14a des Kappenelements 10 aufgenommen ist. Durch den auf das Kappenelement 10 wirkenden Impuls wird das Federelement 9 elastisch komprimiert, sodass das Kappenelement 10 axial in Richtung der Stirnseite 25 des Gehäuseelements 7 verlagert.
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Der erste axiale Schenkel 13b des Hülsenelements 13 ist vorliegend als Käfig mit mehreren am Umfang verteilten Ausnehmungen 21 ausgebildet, wobei in jeder Ausnehmung 21 je ein Wälzkörper 15 aufgenommen und geführt ist. Die Wälzkörper 15 sind jeweils durch Druckfedern 19 parallel zu einer Längsachse 20 der Federbeineinrichtung 1 vorgespannt und rollen, geführt durch die Ausnehmungen 21 am ersten axialen Schenkel 13b, an einem Laufbahnabschnitt 22 der Adapterhülse 16 ab. Mithin sind die Wälzkörper 15 radial zwischen der Adapterhülse 16 und einem zweiten axialen Schenkel 14b des Kappenelements 10 angeordnet.
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An einer Innenmantelfläche 17 des Kappenelements 10 ist eine Klemmrampe 18 ausgebildet, an der die Wälzkörper 15 infolge einer axialen Verlagerung des Kappenelements 10 zur Anlage kommen, um das Kappenelement 10 mit der Adapterhülse 16 in Wirkverbindung zu bringen.
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2 zeigt die Überlasteinrichtung 11 der Federbeineinrichtung 1 gemäß 1 ohne Einwirkung eines Impulses bzw. mit Einwirkung eines Impulses unterhalb eines Kraftgrenzwertes. Wirkt kein Impuls oder ein Impuls unterhalb des Kraftgrenzwerts auf das Kappenelement 10 ein, wird das Kappenelement 10 nicht bzw. nur in geringem Maße axial in Richtung der Stirnseite 25 des Gehäuseelements 7 verlagert. Das Maß dieser axialen Verlagerung ist dabei abhängig von der Federsteifigkeit des Federelements 9 sowie der Höhe der einwirkenden Kraft. Die Wälzkörper 15 bleiben dabei frei beweglich zwischen der Klemmrampe 18 des Kappenelements 10 und dem Laufbahnabschnitt 22 der Adapterhülse 16, wobei das Kappenelement 10 radial beabstandet zu den Wälzlagern 15 ist. Die Lasten aus dem Impuls werden dabei über den Kugelgewindetrieb der Niveauverstelleinrichtung 4 in das - hier nicht dargestellte - Dämpferrohr geleitet. Somit nimmt die Niveauverstelleinrichtung 4 sowohl die Lasten aus den Fahrwerksfeder 8 als auch die Lasten aus dem Impuls unterhalb des Kraftgrenzwerts auf.
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3 zeigt die Überlasteinrichtung 11 bei einer Impuls-Einwirkung oberhalb des Kraftgrenzwertes. Übersteigt die Belastung aus dem Kappenelement 10 den Kraftgrenzwert, verlagert das Kappenelement 10 in Richtung des Gehäuseelements 7 relativ zum Hülsenelement 13, wobei das Federelement 9 so weit komprimiert, bis die Wälzkörper 15 an der Klemmrampe 18 des Kappenelements 10 sowie an dem Laufbahnabschnitt 22 der Adapterhülse 16 zur Anlage kommen. Mit anderen Worten werden die Wälzkörper 15 in Wirkverbindung mit dem Kappenelement 10 und der Adapterhülse 16 gebracht, wobei die Lasten aus den Impulsen nicht über den Kugelgewindetrieb der Niveauverstelleinrichtung 4, sondern unmittelbar über die Adapterhülse 16 bzw. die Gewindespindel 5 in das - hier nicht dargestellte - Dämpferrohr weitergeleitet werden. Dadurch wird ein Bypass realisiert, um die Niveauverstelleinrichtung 4 vor einer Überbelastung zu schützen. Somit bilden das Kappenelement 10 mit dem Hülsenelement 13 und den Wälzkörpern 15 eine Freilaufeinheit aus, die infolge einer Kraftgrenzwertüberschreitung blockiert und die einwirkenden Lasten zum Schutz des Kugelgewindetriebs umleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeineinrichtung
- 2
- Aktuatorvorrichtung
- 3
- Getriebeanordnung
- 4
- Niveauverstellvorrichtung
- 5
- Gewindespindel
- 6
- Gewindemutter
- 7
- Gehäuseelement
- 8
- Fahrwerksfeder
- 9
- Federelement
- 10
- Kappenelement
- 11
- Überlasteinrichtung
- 12
- Antriebseinheit
- 13
- Hülsenelement
- 13a
- Erster radialer Schenkel
- 13b
- Erster axialer Schenkel
- 14a
- Zweiter radialer Schenkel
- 14b
- Zweiter axialer Schenkel
- 15
- Wälzkörper
- 16
- Adapterhülse
- 17
- Innenmantelfläche
- 18
- Klemmrampe
- 19
- Druckfeder
- 20
- Längsachse
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Laufbahnabschnitt
- 23
- Lagerelement
- 24
- Außenverzahnung
- 25
- Stirnseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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