DE112015002118T5

DE112015002118T5 - Stellantrieb, Fahrerhaus-Kippvorrichtung, Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Stellantriebs

Info

Publication number: DE112015002118T5
Application number: DE112015002118.3T
Authority: DE
Inventors: Fredrik Uhman
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-06-09
Also published as: DE112015002118B4; SE1450692A1; SE538236C2; WO2015190983A1

Abstract

Stellantrieb, der einen Motor, eine Gewindestange, eine Mutterneinheit, eine Kolbeneinheit und ein Gehäuse umfasst, wobei der Motor zum Antreiben der Gewindestange über ein Getriebe ausgebildet ist. Der Stellantrieb umfasst ein erstes Mittel auf der Mutterneinheit und ein zweites Mittel auf dem Gehäuse, die eine erste Führungsfunktion für den Stellantrieb ausüben. Das erste Mittel ist so ausgebildet, dass es eine Passung mit dem zweiten Mittel aufweist, so dass die Mutterneinheit einem vom ersten und zweiten Mittel vorgegebenen zweiten Weg folgt, wenn das erste Mittel und das zweite Mittel ineinander eingreifen und der Motor die Gewindestange antreibt. Ebenfalls ein Verfahren zum Steuern eines Stellantriebs, eine Fahrerhaus-Kippvorrichtung und ein Fahrzeug.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb, eine Fahrerhaus-Kippvorrichtung, die den Stellantrieb umfasst, ein mit einem Stellantrieb und/oder einer Fahrerhaus-Kippvorrichtung ausgestattetes Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern eines Stellantriebs.
Hintergrund der Erfindung
In sehr vielen Anwendungen werden häufig Linear-Stellantriebe zum Bewirken von linearen Bewegungen eingesetzt. Ein hydraulischer Linear-Stellantrieb verwendet hydraulische Kraft zum Bewirken einer mechanischen linearen Bewegung. Ein anderer Typ von Stellantrieb ist ein pneumatischer Linear-Stellantrieb, der Druckluft in eine mechanische lineare Bewegung umwandelt. Ein elektrischer Linear-Stellantrieb wandelt die Drehbewegung eines Motors, beispielsweise eines Niederspannungs-Gleichstrommotors in eine mechanische lineare Bewegung um. Ein Linear-Stellantrieb ermöglicht das Heben, Einstellen, Kippen, Schieben oder Ziehen von Gegenständen, die ein hohes Gewicht aufweisen oder schwer zugänglich sind, durch einen einfachen Knopfdruck.
Ein elektrischer Linear-Stellantrieb weist üblicherweise einen Motor, ein Getriebegehäuse und eine Kolbenstange auf. Ein Getriebe, beispielsweise ein Kugelgetriebe oder Schneckengetriebe, wird gedreht und die Drehung wird von der Kolbenstange in eine lineare Bewegung umgewandelt. Die Kolbenstange kann sich beispielsweise in einem Zylinder oder Gehäuse bewegen. Der gesamte Stellantrieb kann je nach einzelner Anwendung und Schutzanforderungen von einem Gehäuse umgeben sein.
Ein Beispiel für eine Anwendung für einen Linear-Stellantrieb ist das Kippen eines Lastkraftwagen-Fahrerhauses. Gegebenenfalls muss ein Lastkraftwagen-Fahrerhaus gekippt werden können, um Zugang zu Systemen zu erlangen, die unter dem Fahrerhaus angeordnet sind. Momentan gibt es verschiedene Möglichkeiten zum Erzielen dieser Funktion. Beispielsweise kann ein Stellantrieb mit einem hydraulisch betätigten Kolben mit Chassis und Fahrerhaus verbunden sein. Da Fahrerhaus und Chassis mit einem Federsystem verbunden sind, bewirkt das Kippsystem ebenfalls relative Bewegungen zwischen Chassis und Fahrerhaus. Momentan werden Hydraulikzylinder mit einem sogenannten Leerlaufzustand, das heißt einem Zustand, in dem sich Zylinder und Kolben relativ zueinander bewegen können, verwendet; diese Bewegung führt aber zu einem Verschleiß des Systems und störenden Geräuschen im Fahrerhaus.
EP 0 485 724 A1 beschreibt ein Hydrauliksystem zum Kippen eines Fahrerhauses, das durch eine Kombination von linearer Bewegung und Drehung verbunden ist. Ein Aufnahmeelement ist mit einer Aussparung versehen, die in ein Element am Fahrerhaus passt. Die Bewegung zwischen diesen Elementen kann aber zu einem Verschleiß des Systems führen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht im Bereitstellen eines Stellantriebs, der ein kontrolliertes Drehen sowie eine lineare Bewegung seiner Kolbenstange und somit das Kippen eines Fahrzeug-Fahrerhauses bewirken kann.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Aspekt wird die zuvor beschriebene Aufgabe von einem Stellantrieb erfüllt, der einen Motor, eine Gewindestange, eine Mutterneinheit, eine Kolbeneinheit und ein Gehäuse umfasst. Der Motor ist zum Antreiben der Gewindestange über ein Getriebe angeordnet. Der Stellantrieb umfasst ein erstes Mittel auf der Mutterneinheit und ein zweites Mittel auf dem Gehäuse, die eine erste Führungsfunktion für den Stellantrieb ausüben, wobei das erste Mittel so ausgebildet ist, dass es eine Passung mit dem zweiten Mittel aufweist, so dass die Mutterneinheit einem vom ersten Mittel und zweiten Mittel vorgegebenen ersten Weg folgt, wenn diese ineinander eingreifen und der Motor die Gewindestange antreibt.
Dieser erste Aspekt führt zu einem Stellantrieb, der ein kontrolliertes axiales Drehen der Mutterneinheit und somit auch der Kolbeneinheit bewirken kann. Der Stellantrieb kann somit sowohl eine lineare Bewegung als auch ein Drehen um eine Mittellinie der Gewindestange bewirken. Dies kann in vielen Anwendungen verwendet werden und wird durch einfaches Betätigen des Motors erzielt. Die erste Führungsfunktion dient als eine Art Drehbeschränkung zwischen der Kolbeneinheit und dem Gehäuse. Das Gehäuse kann ebenfalls die Form eines Zylinders um die Mutterneinheit und die Kolbeneinheit aufweisen. Der vorgegebene erste Weg beschreibt die von der Mutterneinheit und/oder der Kolbeneinheit erforderliche Bewegung.
Der Stellantrieb kann ein drittes Mittel auf der Mutterneinheit und ein viertes Mittel auf der Kolbeneinheit umfassen, die eine Sperrfunktion für den Stellantrieb ausüben. Das dritte Mittel ist so ausgebildet, dass es eine Passung mit dem vierten Mittel aufweist, so dass die Mutterneinheit einem vom dritten Mittel und vierten Mittel vorgegebenen Sperrweg zu einem Zustand folgt, in dem die Kolbeneinheit gegen die Mutterneinheit gesperrt ist, wenn die Mutterneinheit dem vorgegebenen ersten Weg folgt. Eine Sperrfunktion ermöglicht ein Trennen und Wiederverbinden des Stellantriebs, das heißt der Stellantrieb ist gesperrt, wenn er wieder verbunden ist, so dass er zum Heben und Ziehen verwendet werden kann, ohne dass er auseinander geht. Die Sperrfunktion wird durch einfaches Betätigen des Motors aktiviert. Der gesperrte Zustand kann ebenfalls als Formschlüssigkeit bezeichnet werden.
Der Stellantrieb kann ebenfalls ein fünftes Mittel auf der Kolbeneinheit und ein sechstes Mittel auf dem Gehäuse umfassen, die eine zweite Führungsfunktion für den Stellantrieb ausüben. Das fünfte Mittel ist so ausgebildet, dass es eine Passung mit dem sechsten Mittel aufweist, so dass die Kolbeneinheit einem vom fünften und sechsten Mittel vorgegebenen zweiten Weg folgt, wenn diese ineinander eingreifen und der Motor die Gewindestange antreibt. Das Ergebnis ist, dass die Kolbeneinheit zum Zeigen eines gewünschten Verhaltens wie Drehen oder Sperren in einem bestimmten Weg veranlasst wird. Diese zweite Führungsfunktion kann ebenfalls verwendet werden, um die Kolbeneinheit zum Halten eines Zustands zu veranlassen, in dem sie gegen die Mutterneinheit gesperrt ist. Die zweite Führungsfunktion wirkt der sich mit der Gewindestange drehenden Kolbeneinheit entgegen und dient als eine Art Drehbeschränkung zwischen der Kolbeneinheit und dem Gehäuse. Das Gehäuse um die Mutterneinheit und die Kolbeneinheit kann die Form eines Zylinders aufweisen. In einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe wenigstens teilweise von einer Fahrerhaus-Kippvorrichtung für Fahrzeuge erfüllt, die einen Stellantrieb gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen umfasst. Der Stellantrieb ist so ausgebildet, dass dessen eine Ende am Chassis des Fahrzeugs und dessen andere Ende am Fahrerhaus des Fahrzeugs befestigt ist. Die Fahrerhaus-Kippvorrichtung umfasst eine Steuereinheit und/oder Eingabeeinheit, die zum Auslösen des Kippens des Fahrerhauses ausgebildet sind. Dieser zweite Aspekt ermöglicht das Verwenden einer einzigen Komponente zum Bewirken des Verbindens von Stellantrieb und Fahrerhaus sowie des Kippens des Fahrerhauses.
Beim Verwenden eines Stellantriebs, beispielsweise eines Linear-Stellantriebs, mit einem durch kontrolliertes axiales Drehen geführten internen Lösen können bestehende hydraulische Vorrichtungen durch eine elektrische Vorrichtung ersetzt werden, die weniger innere Reibung aufweist und somit gegebenenfalls weniger störende Geräusche im Fahrerhaus erzeugt.
In einem dritten Aspekt wird die Aufgabe wenigstens teilweise von einem Fahrzeug erfüllt, das mit einem Stellantrieb gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen und/oder einer Fahrerhaus-Kippvorrichtung ausgestattet ist.
In einem vierten Aspekt wird die zuvor beschriebene Aufgabe von einem Verfahren zum Steuern eines Stellantriebs erfüllt, der einen Motor, eine Gewindestange, eine Mutterneinheit, eine Kolbeneinheit und ein Gehäuse umfasst. Das Verfahren umfasst Folgendes:

– Setzen der Mutterneinheit auf die Gewindestange im Gehäuse, so dass ein erstes Mittel auf der Mutterneinheit und ein passendes zweites Mittel auf dem Gehäuse ineinander laufen;
– Antreiben der Gewindestange, so dass die Mutterneinheit einem vom ersten Mittel und zweiten Mittel vorgegebenen ersten Weg folgt.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und der ausführlichen Beschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
Nachfolgend ist die Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Fahrzeug mit einem Fahrerhaus, das durch eine Fahrerhaus-Kippvorrichtung gekippt werden kann.
2A zeigt einen Stellantrieb gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2B zeigt einen Stellantrieb gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils des Stellantriebs von 2A.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht durch einen Teil des Stellantriebs von 2A.
5 zeigt eine weitere Querschnittansicht eines Teils des Stellantriebs von 2A.
6A bis 6C zeigen verschiedene Querschnittansichten des Stellglieds von 2A.
7 zeigt ein Fließbild gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Chassis 2, einem gefederten Fahrerhaus 3 und zwei Radpaaren 4A, 4B. Das Fahrzeug kann ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen, sein, bei dem das Fahrerhaus 3 gekippt werden muss, um Komponenten unter dem Fahrerhaus zu erreichen. Ein Ende einer Fahrerhaus-Kippvorrichtung 6 ist am Chassis 2 und dessen andere Ende am Fahrerhaus 3 befestigt. Die Kippvorrichtung 6 ist zum Kippen des Fahrerhauses aus einer Ausgangsstellung in eine gekippte Stellung ausgebildet. Die gekippte Stellung des Fahrerhauses ist in unterbrochenen Linien dargestellt. Das Fahrerhaus kann am Chassis an einem Befestigungspunkt befestigt sein, um den sich das Fahrerhaus dreht, wenn die Kippvorrichtung betätigt wird und das Fahrerhaus kippt. In einem gekippten Zustand kann sich daher der Schwerpunkt des Fahrerhauses nach außerhalb des Fahrzeugs verschieben, wodurch die Kippvorrichtung starken Kräften ausgesetzt wird. Die Kippvorrichtung umfasst einen hier beschriebenen Stellantrieb 5. Wenn die Kippvorrichtung nicht verwendet werden soll, beispielsweise wenn das Fahrzeug fährt, kann der Stellantrieb deaktiviert sein, um die Federung des Fahrerhauses nicht zu beeinträchtigen. Das Verbinden und Trennen des Stellantriebs kann durch entsprechendes Drehen seiner Komponenten erfolgen wie nachfolgend ausführlicher erläutert.
2A und 2B zeigen einen Stellantrieb 5, der in der Fahrerhaus-Kippvorrichtung 6 angeordnet sein kann. In einer Ausführungsform ist der Stellantrieb ein mit einer oder mehreren Funktionen ausgestatteter Linear-Stellantrieb. Der Stellantrieb umfasst einen Motor 7, beispielsweise einen Elektromotor, der bürstenlos sein kann. Über eine Welle 8 und ein Getriebe 9 überträgt der Motor Drehbewegung auf eine Gewindestange 11. Eine Mutterneinheit 12A, 12B ist auf der Gewindestange angeordnet. Die Mutterneinheit kann beispielsweise eine Kugelmutter sein. Die Mutterneinheit weist einen ersten Abschnitt 12A mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt 12B mit einem zweiten Durchmesser auf. Der erste Durchmesser ist größer als der zweite Durchmesser. Wenn sich die Gewindestange 11 dreht, dreht sich die Mutterneinheit 12A, 12B auf dieser bzw. bewegt sich nach oben oder unten, je nachdem, in welche Richtung sich die Gewindestange dreht. Solange sich die Mutterneinheit nicht mit der Gewindestange drehen kann, entspricht deren lineare Bewegung entlang der Gewindestange dem Steigungswinkel auf der Gewindestange und der Anzahl der Drehungen der Gewindestange. In einer Ausführungsform kann eine Kolbeneinheit 13 fest in der Mutterneinheit 12A, 12B verankert sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kolbeneinheit von der Mutterneinheit getrennt sein wie ausführlicher nachfolgend beschrieben. Ein Gehäuse 20 umgibt vollständig oder teilweise die zuvor beschriebenen Teile. Dieses Gehäuse kann als Schutz für die zuvor beschriebenen Teile dienen und kann ebenfalls die Umgebung vor Teilen des Stellantriebs, die sich bewegen, schützen. Der Stellantrieb kann so ausgebildet sein, dass dessen eine Ende 10A am Chassis 2 des Fahrzeugs und dessen andere Ende 10B am Fahrerhaus 3 befestigt ist.
Eine Steuereinheit 27 und/oder Eingabeeinheit 27 kann zum Betätigen des Stellantriebs 5 und zum Kommunizieren mit dem Motor 7 ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, von einer Steuervorrichtung, beispielsweise einer oder mehreren Tasten oder Hebel, gesteuert zu werden, deren Stellung oder Stellungen anzeigt, ob der Motor aus- oder eingeschaltet sein soll, und dessen gewünschte Richtung anzeigt. Die Steuereinheit kann mit einer fortschrittlicheren Eingabeeinheit ausgestattet sein, die ebenfalls eine gewünschte Geschwindigkeit für den Motor vorgibt. Die Aus- und Ein-Eingabe gibt an, ob der Motor laufen sollen oder nicht. Die Richtung bezeichnet hier die Richtung, in der sich die Mutterneinheit 12A, 12B entlang der Gewindestange 11 bewegen soll, das heißt nach oben oder unten. Geschwindigkeit bedeutet hier, wie schnell sich die Mutterneinheit entlang der Gewindestange bewegen soll. Alternativ kann der Motor selbst mit einer Eingabeeinheit 27, beispielsweise einer Steuervorrichtung, ausgestattet sein, die es ermöglicht, den Motor zum Laufen oder Nichtlaufen zu veranlassen und dessen gewünschte Richtung zu steuern.
Der Stellantrieb 5 umfasst ferner ein erstes Mittel 14A, 14B, 14C, 14D auf der Mutterneinheit 12 und ein zweites Mittel 15A, 15B, 15C, 15D auf dem Gehäuse 20, die eine erste Führungsfunktion für den Stellantrieb ausüben. 2A zeigt eine erste Variante des ersten Mittels 14A, 14B und des zweiten Mittels 15A, 15B. In dieser ersten Variante weist das erste Mittel 14A, 14B auf der Mutterneinheit 12A, 12B die Form von einem oder mehreren Zapfen 14A, 14B auf, die von einer Außenseite 24 (3) der Mutterneinheit 12 hervorragen. In dieser gleichen ersten Variante weist das zweite Mittel 15A, 15B auf dem Gehäuse 20 die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen 15A, 15B an der Innenseite 25 (3) des Gehäuses auf.
2B zeigt eine zweite Variante des ersten Mittels 14C, 14D und des zweiten Mittels 5C, 5D. In dieser zweiten Variante weist das erste Mittel 14C, 14D auf der Mutterneinheit 12A, 12B die Form von einer oder mehreren Aussparungen 14C, 14D an der Außenseite der Mutterneinheit auf. In dieser gleichen zweiten Variante weist das zweite Mittel 15C, 15D die Form von einem oder mehreren entsprechenden Zapfen 15C, 15D auf, die von der Innenseite 25 (3) des Gehäuses 20 hervorragen.
Das erste Mittel 14A, 14B, 14C, 14D ist so ausgebildet, dass es eine Passung mit dem zweiten Mittel 15A, 15B, 15C, 15D aufweist, so dass die Mutterneinheit 12 einem vom ersten Mittel 14A, 14B, 14C, 14D und zweiten Mittel 15A, 15B, 5C, 5D vorgegebenen ersten Weg 21 folgt, wenn diese ineinander eingreifen und der Motor 7 die Gewindestange 11 antreibt.
Der vorgegebene erste Weg 21 kann ein solches Ausmaß aufweisen, dass die Mutterneinheit 12A, 12B ausgebildet ist, sich eine Strecke rechtwinklig zu einer linearen Bewegung der Mutterneinheit 12A, 12B zu bewegen, wenn sie dem vorgegebenen ersten Weg folgt. Der vorgegebene erste Weg 21 ist in 2A und 2B schematisch dargestellt. Der Weg 21 ist somit ein mechanischer Weg, der während der Herstellung des Stellantriebs vorgegeben und konfiguriert wird.
In einer Ausführungsform umfasst der Stellantrieb 5 ein drittes Mittel 16A, 16B, 16C, 16D auf der Mutterneinheit 12 und ein viertes Mittel 17A, 17B, 17C, 17D auf der Kolbeneinheit 13, die eine Sperrfunktion für den Stellantrieb ausüben. In einer ersten Variante dieser Sperrfunktion wie in 2A dargestellt weist das dritte Mittel 16A, 16B auf der Mutterneinheit 12 die Form von einer oder mehreren Aussparungen 16A, 16B an der Außenseite 24 (3) der Mutterneinheit auf, und das vierte Mittel 17A, 17B weist die Form von einem oder mehreren entsprechenden Zapfen 17A, 17B auf, die auf der Außenseite 26 (3) der Kolbeneinheit hervorragen. In einer zweiten Variante der Sperrfunktion wie in 2B dargestellt weist das dritte Mittel 16C, 16D auf der Mutterneinheit 12A, 12B die Form von einem oder mehreren Zapfen 16C, 16D auf, die von der Außenseite 24 (3) der Mutterneinheit hervorragen, und das vierte Mittel 17C, 17D weist die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen 17C, 17D an der Außenseite 26 (3) der Kolbeneinheit auf.
Das dritte Mittel 16A, 16B, 16C, 16D ist so ausgebildet, dass es eine Passung mit dem vierten Mittel 17A, 17B, 17C, 7D aufweist, so dass die Mutterneinheit 12 einem vom ersten Mittel 14A, 14B, 14C, 14D und zweiten Mittel 15A, 5B, 5C, 5D vorgegebenen Sperrweg 22 zu einem Zustand folgt, in dem die Kolbeneinheit 3 gegen die Mutterneinheit 2 gesperrt ist, wenn die Mutterneinheit dem vorgegebenen ersten Weg 21 folgt.
In einer Ausführungsform weist der Sperrweg 22 ein Ausmaß h auf, das rechtwinklig zu einer linearen Bewegung der Mutterneinheit 12 ist. In einer Ausführungsform entspricht das Ausmaß dem Drehen der Mutterneinheit 12 oder der Gewindestange 11 um 80° bis 100°, beispielsweise 90°. In einer Ausführungsform ist die Mutterneinheit ausgebildet, sich eine Strecke li rechtwinklig zur linearen Bewegung der Mutterneinheit zu bewegen, wenn sie dem vorgegebenen ersten Weg 21 folgt, während sich gleichzeitig die Mutterneinheit die Strecke entlang dem Sperrweg 22 zum gesperrten Zustand bewegt. Der Sperrweg kann einen ersten Abschnitt in der Richtung der linearen Bewegung der Mutterneinheit und einen zweiten Abschnitt rechtwinklig zum ersten Abschnitt umfassen.
In einer Ausführungsform ist das Ende 10B der Kolbeneinheit 13 am Fahrerhaus 3 befestigt; während sich beispielsweise das Fahrzeug bewegt, ist die Einheit mit der Mutterneinheit 12A, 12B nicht in einem gesperrten Zustand verbunden. Die Kolbeneinheit kann aber immer noch im Gehäuse 20 eingeführt sein. Die restlichen Teile des Stellantriebs 5 sind am anderen Ende 10A des Stellantriebs mit dem Chassis 2 verbunden. Wenn ein Kippen gewünscht ist, wird der Motor 7 über eine Steuervorrichtung oder eine andere Eingabeeinheit 27 betätigt und die Mutterneinheit 12A, 12B bewegt sich an der Gewindestange 11 nach oben. Die Mutterneinheit, die dem vorgegebenen ersten Weg 21 und dem vorgegebenen Sperrweg 22 folgt, ermöglicht es somit, den Stellantrieb 5 zu verbinden und somit ein Kippen durchzuführen. Der Eingriff erfolgt vorzugsweise während des ersten Teils der linearen Bewegung des Stellantriebs und durch ein Drehen der Mutterneinheit 12A, 12B um etwa 90° entlang der Wege 21, 22. Ein Drehen der Gewindestange 11 in der entgegengesetzten Richtung zu der, in der sich die Mutterneinheit 12A, 12B nach oben bewegt, ermöglicht es der Mutterneinheit, sich entlang der Gewindestange nach unten zu bewegen, wodurch der Stellantrieb 5 aus dem gesperrten Zustand gelöst wird und die Kolbeneinheit 13 von der Mutterneinheit getrennt wird.
In einer Ausführungsform umfasst der Stellantrieb 5 ein fünftes Mittel 18A, 18B, 18C, 18D auf der Kolbeneinheit 13 und ein sechstes Mittel 19A, 19B, 19C, 19D auf dem Gehäuse 20, die eine zweite Führungsfunktion für den Stellantrieb ausüben. In einer ersten Variante dieser zweiten Führungsfunktion weist das fünfte Mittel 18A, 18B die Form von einem oder mehreren Zapfen 18A, 18B auf, die von der Außenseite 26 der Kolbeneinheit hervorragen, und das sechste Mittel 19A, 19B weist die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen 19A, 19B an der Innenseite 15 des Gehäuses 20 auf. In einer zweiten Variante der zweiten Führungsfunktion weist das fünfte Mittel 18C, 18D die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen 18C, 18D an der Außenseite 27 der Kolbeneinheit auf, und das sechste Mittel 19C, 19D weist die Form von einem oder mehreren entsprechenden Zapfen 19C, 19D auf, die an der Innenseite 25 des Gehäuses 20 hervorragen.
Das fünfte Mittel 18A, 18B, 18C, 18D ist so ausgebildet, dass es eine Passung mit dem sechsten Mittel 19A, 19B, 19C, 19D aufweist, so dass die Kolbeneinheit 13 einem vom fünften Mittel 18A, 18B, 18C, 18D und sechsten Mittel 19A, 19B, 19C, 19D vorgegebenen zweiten Weg 23 folgt, wenn diese ineinander eingreifen und der Motor 7 die Gewindestange 11 antreibt.
In einer Ausführungsform umfasst der vorgegebene erste Weg 21 das Drehen der Mutterneinheit 12A, 12B um 80° bis 110°, vorzugsweise 90°. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der vorgegebene Sperrweg 22 das Drehen der Mutterneinheit 12A, 12B um 80° bis 110°, vorzugsweise 90°. Das Drehen der zwei Wege 21, 22 kann gleichzeitig erfolgen. In einer Ausführungsform umfasst der vorgegebene zweite Weg das Drehen der Kolbeneinheit 13 um 80° bis 110°, vorzugsweise 90°. Das Drehen aller drei Wege kann gleichzeitig erfolgen.
Zur Erläuterung zeigen 3 bis 6 Teile des Stellantriebs 5 in verschiedenen Ansichten, welche die verschiedenen Funktionen gemäß den ersten Varianten dieser Teile darstellen.
3 zeigt eine erste Querschnittansicht eines Teils des Stellantriebs 5, welche die Gewindestange 11 mit der um diese angeordneten Mutterneinheit 12A, 12B darstellt. Die Mutterneinheit 12A, 12B weist eine Außenseite auf, die allgemein mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet ist und zu einer Innenseite 25 des Gehäuses 20 zeigt. Der erste Abschnitt 12A der Mutterneinheit weist zwei Zapfen 14A, 148 auf, die von dessen Außenseite 24 hervorragen. An der Innenseite 25 des Gehäuses 20 befinden sich zwei entsprechende Aussparungen 15A, 158, wobei die Zapfen 14A und 14B ausgebildet sind, in diese zu passen, wenn die Mutterneinheit 12A, 12B richtig im Gehäuse angeordnet ist. Wenn der Motor 7 anschließend die Gewindestange 11 antreibt, wird die Mutterneinheit 12A, 12B gezwungen, dem vorgegebenen ersten Weg 21 (2A) zu folgen, sobald die Zapfen 14A, 14B in den Aussparungen 15A, 15B laufen.
Der zweiten Mutternabschnitt 12B, der einen anderen Durchmesser aufweist, weist zwei Aussparungen 16A und 16B an der Außenseite 24 auf. Die Kolbeneinheit 13 ist mit zwei hervorragenden Zapfen 17A und 17B ausgestattet, die in 3 nicht dargestellt sind und in die zwei Aussparungen 16A und 16B im zweiten Mutternabschnitt 12B passen. Die Kolbeneinheit ist mit einem Hohlraum 28 ausgestattet, der zur Aufnahme des zweiten Mutternabschnitts 12B ausgebildet ist. Dieser Hohlraum ist ein Raum zwischen der Kolbeneinheit 13 und der Gewindestange 11. Die Kolbeneinheit erstreckt sich um den Hohlraum 28 und die Zapfen 17A, 17B sind auf dem Teil oder den Teilen der Kolbeneinheit angeordnet, die sich um den Hohlraum erstrecken. In einer Ausführungsform sind die Zapfen 17A, 17B im distalen Teil des Teils oder der Teile der Kolbeneinheit angeordnet, die sich um den Hohlraum 28 erstrecken. Die Zapfen 17A, 17B zeigen nach innen zur Mitte der Kolbeneinheit. Wenn der Motor die Gewindestange 11 antreibt, wird die Mutterneinheit 12A, 12B gezwungen, dem Sperrweg 22 (2A) zu folgen, sobald die Zapfen 17A und 17B in den Aussparungen 16A und 16B einrasten.
4 zeigt eine Ansicht durch einen Teil des Stellantriebs 5 von 2A, die den an der Innenseite 25 (3) des Gehäuses 20 verlaufenden vorgegebenen ersten Weg 21 in der Form der Aussparung 15A darstellt, in welcher der von der Außenseite 24 (3) des Mutternabschnitts 12B hervorragende Zapfen 14A angeordnet ist. Die Aussparung 15A vollführt eine Drehung von etwa 90° um eine Strecke von einem geraden Abschnitt der Aussparung 15A, die sich in der Richtung des linearen Ausmaßes der Mutterneinheit erstreckt, und fährt anschließend in der Richtung des linearen Ausmaßes der Mutterneinheit fort, aber versetzt um die Strecke l₁. Eine weitere Aussparung 15B in der entgegengesetzten Richtung vollführt eine ähnliche Drehung auf der entgegengesetzten Seite der Innenseite 25 des Gehäuses 20. Die Aussparungen 15A, 15B fahren anschließend entlang der Innenseite 25 (3) des Gehäuses fort. Die an der Außenseite 26 (3) der Kolbeneinheit hervorragenden Zapfen 18A und 18B können in den gleichen Aussparungen 15A, 15B wie die an der Außenseite 24 des Mutternabschnitts 12B hervorragenden Zapfen 14A, 14B laufen. Das Diagramm zeigt ebenfalls die von der Kolbeneinheit 13 hervorragenden Zapfen 17A, 17B, die sich in den Hohlraum 28 in der Kolbeneinheit erstrecken. Das Ausmaß der Zapfen 17A, 17B ist durch die Gewindestange 11 beschränkt.
5 zeigt eine weitere Querschnittansicht eines Teils des Stellantriebs 5 von 2A. 6A zeigt einen Querschnitt entlang F-F des Stellantriebs von 5, 6B einen Querschnitt entlang G-G des Stellantriebs von 5 und 6C einen Querschnitt entlang H-H des Stellantriebs von 5. Der Querschnitt entlang F-F stellt die zwei Aussparungen 15A und 15B an der Innenseite 25 (3) des Gehäuses 20, den Mutternabschnitt 12A und die Gewindestange 11 dar. Der Querschnitt entlang G-G stellt ebenfalls die zwei Aussparungen 15A und 15B an der Innenseite 25 (3) des Gehäuses 20 und die Gewindestange 11 dar, stellt aber hier den Mutternabschnitt 12B dar, der die Aussparungen 16A und 16B an der Außenseite 24 aufweist. Wie aus dem Diagramm ersichtlich erstrecken sich diese Aussparungen 16A und 16B entlang etwa 90° der Außenseite 24 (3) des zweiten Mutternteils. Die Länge der jeweiligen Ausmaße der Aussparungen 16A und 16B ist entlang dem Querschnitt. Der Querschnitt entlang H-H stellt die Zapfen 17A, 17B nach innen auf der Kolbeneinheit 13 und die Zapfen 18A, 18B nach außen an der Außenseite 26 der Kolbeneinheit (3) dar. Diese Zapfen 18A, 18B nach außen laufen in Aussparungen 19A, 19B an der Innenseite 25 des Gehäuses 20.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Steuern des in 1 bis 6C dargestellten Stellantriebs 5. 7 zeigt ein Fließbild zur Darstellung des Verfahrens, das nachfolgend in Bezug auf dieses Diagramm erläutert ist. Das Verfahren umfasst das Setzen der Mutterneinheit 12A, 12B auf die Gewindestange 11 im Gehäuse 20, so dass ein erstes Mittel 14A, 14B, 14C, 14D auf der Mutterneinheit 12 und ein passendes zweites Mittel 15A, 15B, 15C, 15D auf dem Gehäuse 20 ineinander laufen (Al). Anschließend wird die Gewindestange 11 angetrieben, so dass die Mutterneinheit 12A, 12B einem ersten Weg 21 folgt, der vom ersten Mittel 14A, 14B, 15C, 15D und zweiten Mittel 15A, 15B, 15C, 15D vorgegeben ist (A2). In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bewirken eines Zustands, in dem die Kolbeneinheit 13 gegen die Mutterneinheit 12A, 12B gesperrt ist, indem die Mutterneinheit gezwungen wird, einem von einem dritten Mittel 16A, 16B auf der Mutterneinheit 12A, 12B und einem passenden vierten Mittel 17A, 17B auf der Kolbeneinheit 13 vorgegebenen Sperrweg 22 zu folgen, während die Mutterneinheit 12A, 12B gleichzeitig dem vorgegebenen ersten Weg 21 folgt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedene Alternativen, Modifizierungen und Entsprechungen verwendet werden. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen schränken somit den Umfang der Erfindung nicht ein, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Stellantrieb (5), der umfasst: – einen Motor (7); – eine Gewindestange (11); – eine Mutterneinheit (12); – eine Kolbeneinheit (13); – ein Gehäuse (20), wobei der Motor (7) zum Antreiben der Gewindestange (11) über ein Getriebe (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (5) ein erstes Mittel (14A, 14B, 14C, 14D) auf der Mutterneinheit (12) und ein zweites Mittel (15A, 15B, 15C 15D) auf dem Gehäuse (20) umfasst, die eine erste Führungsfunktion für den Stellantrieb (5) ausüben, wobei das erste Mittel (14A, 14B, 14C, 14D) so ausgebildet ist, dass es eine Passung mit dem zweiten Mittel (15A, 15B, 15C 15D) aufweist, so dass die Mutterneinheit (12) einem vom ersten Mittel (14A, 14B, 14C, 14D) und zweiten Mittel (15A, 15B, 15C, 15D) vorgegebenen ersten Weg (21) folgt, wenn das erste Mittel (14A, 146, 14C, 14D) und das zweite Mittel (15A, 15B, 15C, 15D) ineinander eingreifen und der Motor (7) die Gewindestange antreibt.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 1, wobei das erste Mittel (14A, 14B) auf der Mutterneinheit (12) die Form von einem oder mehreren Zapfen (14A, 146) aufweist, die von der Außenseite (24) der Mutterneinheit hervorragen, und das zweite Mittel (15A, 15B) die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen (15A, 15B) an der Innenseite (25) des Gehäuses (20) aufweist.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 1, wobei das erste Mittel (14C, 14D) auf der Mutterneinheit (12) die Form von einer oder mehreren Aussparungen (14C, 14D) an der Außenseite der Mutterneinheit (12) aufweist, und das zweite Mittel (15C, 15D) die Form von einem oder mehreren entsprechenden Zapfen (15C, 15D), die von der Innenseite (25) des Gehäuses (20) hervorragen, aufweist.
Stellantrieb (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene erste Weg (21) ein solches Ausmaß aufweist, dass die Mutterneinheit (12) ausgebildet ist, sich eine Strecke li rechtwinklig zu einer linearen Bewegung der Mutterneinheit (12) zu bewegen, wenn sie dem vorgegebenen ersten Weg (21) folgt.
Stellantrieb (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein drittes Mittel (16A, 16B, 16C, 16D) auf der Mutterneinheit (12) und ein viertes Mittel (17A, 17B, 7C, 7D) auf der Kolbeneinheit (3) umfasst, die eine Sperrfunktion für den Stellantrieb (5) ausüben, wobei das dritte Mittel (16A, 16B, 16C, 16D) so ausgebildet ist, dass es eine Passung mit dem vierten Mittel (17A, 17B, 17C, 17D) aufweist, so dass die Mutterneinheit (12) einem vom dritten Mittel (16A, 16B, 16C, 16D) und vierten Mittel (17A, 17B, 17C, 17D) vorgegebenen Sperrweg (22) zu einem Zustand folgt, in dem die Kolbeneinheit (13) gegen die Mutterneinheit (12) gesperrt ist, wenn die Mutterneinheit (12) dem vorgegebenen ersten Weg (21) folgt.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 5, wobei das dritte Mittel (16A, 16B) auf der Mutterneinheit (12) die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen (16A, 16B) an der Außenseite (24) der Mutterneinheit aufweist, und das vierte Mittel (17A, 17B) die Form von einem oder mehreren entsprechenden Zapfen (17A, 17B) aufweist, die an der Außenseite der Kolbeneinheit hervorragen.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 5, wobei das dritte Mittel (16C, 16D) auf der Mutterneinheit (12) die Form von einem oder mehreren Zapfen (16C, 16D) aufweist, die an der Außenseite (24) der Mutterneinheit hervorragen, und das vierte Mittel (17C, 17D) von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen (17C, 17D) an der Außenseite der Kolbeneinheit aufweist.
Stellantrieb (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Sperrweg (22) ein Ausmaß li aufweist, das rechtwinklig zu einer linearen Bewegung der Mutterneinheit (12) ist.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 4 und 8, wobei die Mutterneinheit (12) ausgebildet ist, sich die Strecke rechtwinklig zur linearen Bewegung der Mutterneinheit (12) zu bewegen, wenn sie dem vorgegebenen ersten Weg (21) folgt, während sich gleichzeitig die Mutterneinheit (12) die Strecke entlang dem Sperrweg (22) zum gesperrten Zustand bewegt.
Stellantrieb (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein fünftes Mittel (18A, 18B, 18C, 18D) auf der Kolbeneinheit (13) und ein sechstes Mittel (19A, 19B, 19C 19D) auf dem Gehäuse (20) umfasst, die eine zweite Führungsfunktion für den Stellantrieb ausüben, wobei das fünfte Mittel (18A, 18B, 18C, 18D) so ausgebildet ist, dass es eine Passung mit dem sechsten Mittel (19A, 19B, 19C 19D) aufweist, so dass die Kolbeneinheit (13) einem vom fünften Mittel (18A, 18B, 18C, 18D) und sechsten Mittel (19A, 19B, 19C, 19D) vorgegebenen zweiten Weg (23) folgt, wenn das fünfte Mittel (18A, 18B, 18C, 18D) und das sechste Mittel (19A, 19B, 19C, 19D) ineinander eingreifen und der Motor (7) die Gewindestange antreibt.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 10, wobei das fünfte Mittel (18A, 18B) die Form von einem oder mehreren Zapfen (18A, 18B) aufweist, die von der Außenseite der Kolbeneinheit hervorragen, und das sechste Mittel (19A, 19B) die Form von einer oder mehreren entsprechenden Aussparungen (19A, 19B) an der Innenseite (25) des Gehäuses (20) aufweist.
Stellantrieb (5) nach Anspruch 10, wobei das fünfte Mittel (18C, 18D) die Form von einer oder mehreren Aussparungen (18C, 18D) an der Außenseite der Kolbeneinheit aufweist, und das sechste Mittel (19C, 19D) die Form von einem oder mehreren entsprechenden Zapfen (19C, 19D), die an der Innenseite (25) des Gehäuses (20) hervorragen, aufweist.
Stellantrieb (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene erste Weg (21) das Drehen der Mutterneinheit (12) um 80 bis 110°, vorzugsweise 90°, umfasst.
Fahrerhaus-Kippvorrichtung (1), die einen Stellantrieb (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei der Stellantrieb (5) so ausgebildet ist, dass dessen eine Ende (10A) am Chassis (2) des Fahrzeugs befestigt und dessen andere Ende (10B) am Fahrerhaus (3) des Fahrzeugs befestigt ist, wobei die Kippvorrichtung ferner eine Steuereinheit (27) und/oder Eingabeeinheit (27) umfasst, die zum Auslösen des Kippens des Fahrerhauses (3) ausgebildet sind.
Mit einem Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder einer Fahrerhaus-Kippvorrichtung nach Anspruch 14 ausgestattetes Fahrzeug.
Verfahren zum Steuern eines Stellantriebs, der einen Motor (7), eine Gewindestange (11), eine Mutterneinheit (12A, 12B), eine Kolbeneinheit (13) und ein Gehäuse (20) umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Setzen der Mutterneinheit (12A, 12B) auf die Gewindestange (11) im Gehäuse (20), so dass ein erstes Mittel (14A, 14B, 14C, 14D) auf der Mutterneinheit (12A, 12B) und ein passendes zweites Mittel (15A, 15B, 15C, 15D) auf dem Gehäuse (20) ineinander laufen; – Antreiben der Gewindestange (11), so dass die Mutterneinheit (12) einem ersten Drehweg (21) folgt, der vom ersten Mittel (14A, 14B, 14C, 14D) und zweiten Mittel (15A, 15B, 15C, 15D) vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner Folgendes umfassend: – Bewirken eines Zustands der Kolbeneinheit (13), in dem diese gegen die Mutterneinheit (12) gesperrt ist, indem die Mutterneinheit (12) gezwungen wird, einem von einem dritten Mittel (16A, 16B, 16C, 16D) auf der Mutterneinheit (12A, 12B) und einem passenden vierten Mittel (17A, 17B, 17C, 17D) auf der Kolbeneinheit (13) vorgegebenen Sperrweg (22) zu folgen, während die Mutterneinheit (12A, 12B) gleichzeitig dem vorgegebenen ersten Weg (21) folgt.