DE19510032A1 - Federträger innerhalb eines Fahrzeugfahrwerkes - Google Patents

Federträger innerhalb eines Fahrzeugfahrwerkes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federträger innerhalb eines Fahrzeugfahrwerkes zur Abstützung einer zwischen zwei Federtellern verspannten Schraubenfeder, umfassend mindestens einen axial verstellbaren Federteller, sowie Befestigungen am Fahrzeugfahrwerk und am Fahrzeugaufbau.
Es sind bereits höhenverstellbare Vorrichtungen für Fahrzeuge, z. B. Motorräder, bekannt (z. B. EP-A 0 425 273), bei denen über Hydraulikmittel, entsprechend den Strömungsleitungen, sowie Hydraulikzylindern einer Ein- bzw. Verstellung der Höhe des Fahrzeugaufbaues bei Zu- bzw. Entladung erreicht werden kann. Eine derartige Vorrichtung benötigt entsprechend abgedichtete Druckräume sowie Ventile, die eine Veränderung des Niveaus verhindern.
Es ist ebenfalls eine Feder- und Dämpfungsvorrichtung für Radaufhängungen von Fahrzeugen bekannt (DE-PS 34 33 918), bei der mittels eines selbstpumpenden Schwingungsdämpfers eine Höhenverstellung eines axial beweglichen Federtellers vorgenommen werden kann. Nachteilig an dieser Konstruktion ist vor allem, daß ein Pumpvorgang nur in Verbindung mit einer entsprechenden Anregung, das heißt, Schlechtwegstrecke, ausgelöst wird. Fehlt diese Anregung, so kann selbstverständlich auch keine Einstellung des Federtellers vorgenommen werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß dann, wenn der Pumpvorgang nicht ausgelöst werden soll, stets das elektrische Stellmittel für das Abriegelventil betätigt sein muß, so daß ein erhöhter Strombedarf vorhanden ist. Darüber hinaus ist der obere Arbeitsraum und der untere Arbeitsraum durch eine Kurzschlußleitung verbunden, die einen beträchtlichen radialen Bauraum benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Federträger so auszubilden, daß eine einfache Höhenverstellung der Schraubenfeder möglich ist, wobei der Federträger auch als Baueinheit an herkömmlichen Schraubenfedern bzw. Schwingungsdämpfern nachrüstbar sein soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Federteller mittels einer Antriebseinheit axial positioniert wird.
Nach einer Ausgestaltung ist der Federteller stufenlos positionierbar.
Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor, daß als Antriebseinheit ein Elektromotor vorgesehen ist. Hierbei lassen sich mit Vorteil serienmäßige Elektromotoren verwenden, so auch beispielsweise Scheibenwischermotoren, die im Fahrzeugbau kostengünstig und in einer ausreichenden Vielfalt vorhanden sind. Dabei ist des weiteren von Vorteil, daß zwischen der Drehachse des Elektromotors und dem Federteller ein Getriebe angeordnet ist.
In weiterer Ausgestaltung ist als Getriebe ein Schneckengetriebe vorgesehen. Hierbei ist von Vorteil, daß beim Schneckengetriebe eine Selbsthemmung vorhanden ist, so daß bei Ausschalten des Elektromotors keine selbständige Veränderung der Position des Federtellers erfolgen kann, so daß die Schraubenfeder in der entsprechenden Position verbleibt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen der Drehachse des Elektromotors und dem Getriebe ein Dämpfungselement zwischengeschaltet. Dieses Dämpfungselement kann beispielsweise als gummielastisches Teil ausgebildet sein, so daß eine Dämpfung in Achsrichtung wie auch in Drehrichtung erfolgen kann. Das Getriebe kann dabei mit dem Dämpfungselement und/oder das Dämpfungselement mit dem Elektromotor formschlüssig verbunden sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Mittenachse des Schneckenrades parallel oder im Winkel zur Längsachse der Schraubenfeder angeordnet ist. Hierbei läßt sich der Elektromotor je nach Raumangebot entsprechend in der Gesamtkonstruktion des Fahrwerkes unterbringen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Federteller mit mindestens einem axial sich erstreckenden Element versehen, welches mit der Antriebseinheit in Eingriff steht. Der Federteller kann dabei mit Vorteil mit einer zylindrischen Hülse verbunden oder einteilig ausgebildet sein, es lassen sich jedoch ebenfalls lediglich einzelne, über den Umfang des Federtellers angeordnete Elemente vorsehen.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß als Eingriff ein Bewegungsgewinde vorgesehen ist, welches eine rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung des Federtellers umsetzt. Zur Erzielung eines einwandfreien Reibungsverhaltens und Kraftübertragung wird dabei ein geringer Steigungswinkel bevorzugt ausgeführt.
Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die Antriebseinheit eine Hülse in Umfangsrichtung bewegt, und daß zwischen der Hülse und dem Federteller ein Bewegungsgewinde angeordnet ist.
Zur Verminderung der Reibung im Bewegungsgewinde ist dabei in vorteilhafter Weise innerhalb des Bewegungsgewindes mindestens ein Abwälzkörper angeordnet. Mit Vorteil sind dabei eine größere Anzahl von Abwälzkörpern vorgesehen und in einem Käfig gehalten. Es hat sich dabei herausgestellt, daß mit zunehmender Anzahl von Abwälzkörpern die Reibung verringert werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Federteller gegenüber der Hülse eine Verdrehsicherung auf. Diese Verdrehsicherung kann dabei allerdings auch auf dem axial sich erstreckenden Element angeordnet sein.
Zum Schutz gegen äußere Einflüsse ist die Antriebseinheit in einem Gehäuse aufgenommen.
Nach einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung ist als Verdrehsicherung eine Nut-Feder-Verbindung vorgesehen. Mit Vorteil ist dabei die Nut-Feder-Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Federteller angeordnet.
Zur weiteren Abschirmung der Antriebseinheit durch das Gehäuse gegen Einflüsse aus der Atmosphäre ist zwischen dem Gehäuse und dem Federteller eine Dichtung angeordnet.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Feder der Nut-Feder- Verbindung am Federteller angeordnet ist, und mit dem eingezogenen Ende des Gehäuses einen Axialanschlag bildet, der die Ausfahrbewegung des Federtellers in einer bestimmten Position begrenzt.
Nach einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß ein rohrförmiges Innenteil vorgesehen ist, wobei zumindest teilweise die Antriebseinheit und das Bewegungsgewinde zwischen dem Gehäuse und dem Innenteil angeordnet sind.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Hülse auf dem rohrförmigen Innenteil drehbar gelagert ist.
Darüber hinaus läßt sich vorsehen, daß die Hülse über ein Lager am Gehäuse axial abgestützt ist. Als Lager kann dabei ein Kugellager, Gleitlager, Gleitring oder dergleichen vorgesehen werden. Hierdurch wird die Reibung der Hülse gegenüber dem Gehäuse entsprechend reduziert.
Eine fertigungstechnisch einfache Konstruktion sieht vor, daß das Gehäuse und das rohrförmige Innenteil an einem Ende miteinander verbunden sind. In vorteilhafter Weise erfolgt dabei die Verbindung über einen Hohlniet, der anschließend zur Befestigung an einem benachbarten Bauteil herangezogen werden kann.
Nach einer weiteren wesentlichen Ausführungsform umfaßt der Federträger einen Schwingungsdämpfer. Von Vorteil ist hierbei, daß das rohrförmige Innenteil mit der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers verbunden ist. Darüber hinaus ist der Hohlniet auf der Kolbenstange befestigt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das rohrförmige Innenteil auf der Außenfläche des Schwingungsdämpfers axial gleitend angeordnet.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der Federteller gegenüber dem rohrförmigen Innenteil abgedichtet ist.
Zur einwandfreien Höhenbestimmung des Fahrzeugaufbaues, bzw. zur Bestimmung der Lage des Federtellers, ist die Position des Federtellers über einen Sensor sensierbar. In vorteilhafter Weise ist dabei der Sensor zwischen dem Gehäuse und dem Federteller angeordnet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Federträger und einen Schwingungsdämpfer:
Fig. 2 einen Querschnitt des in Fig. dargestellten Federträgers;
Fig. 3 eine weitere Ausführung bzw. die Antriebseinheit parallel zur Mittenachse angeordnet ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Federträger 1 besteht im wesentlichen aus den Federtellern 2 und 3, der Schraubenfeder 4 sowie der Antriebseinheit 5. Der Federteller 2 ist mit der Antriebseinheit 5 verbunden und über diese Antriebseinheit 5 axial verschiebbar angeordnet. Der Federteller 3 ist mit dem Außenrohr des Schwingungsdämpfers 26 verbunden, wobei die Schraubenfeder 4 zwischen diesen Federtellern 2 und 3 verspannt ist und je nach Vorspannung die Höhe des Fahrzeugaufbaues eines Fahrzeuges bestimmt.
Auf der Kolbenstange 27 des Schwingungsdämpfer 26 ist die Antriebseinheit 5 über das rohrförmige Innenteil 23 und das Gehäuse 19 unter Zuhilfenahme eines Hohlnietes 25 fixiert. Das rohrförmige Innenteil 23 gleitet entsprechend der Bewegung der Kolbenstange 27 auf dem Außenrohr des Schwingungs­ dämpfers 26, wobei zwischen dem rohrförmigen Innenteil 23 und dem Gehäuse 19 eine Hülse 16, ein Bewegungsgewinde 15 und ein axial sich erstreckendes Element 14 angeordnet ist.
Über das Schneckenrad 12 der Antriebseinheit 5 wird die Hülse 16 gegenüber dem rohrförmigen Innenteil 23 gedreht, die zwischengeschalteten Abwälz­ körper 17, welche in einem Käfig 18 gehalten sind, stehen in Eingriff mit einem Gewinde des axial sich erstreckenden Elementes 14. Das axial sich erstreckende Element 14 ist mit dem Gehäuse 19 über eine Nut-Feder-Verbindung 20 drehfest angeordnet, so daß bei Drehung der Hülse 16 und Übertragung der Dreh­ bewegung über die Abwälzkörper 17 das axial sich erstreckende Element 14 in Axialrichtung bewegt wird, da eine Verdrehung durch die Nut-Feder-Verbindung 20 verhindert wird. Die Nut-Feder-Verbindung 20 besteht dabei aus der Feder 20a des axial sich erstreckenden Elementes 14 und der Nut 20b des Gehäuses 19.
Als Abwälzkörper 17 sind mehrere auf dem Umfang verteilt angeordnete Gewinderollen vorgesehen, wobei eine größere Anzahl von Gewinderollen die Reibung erheblich herabsetzt. Diese Gewinderollen sind in einem Käfig unverlierbar gehalten. Zur Verminderung der Reibung der Hülse 16 gegenüber dem feststehenden Gehäuse 19 wird ein Lager 24 vorgesehen, wobei es sich hierbei um ein Wälzlager, einen Gleitring oder dergleichen handeln kann. Abgedichtet wird das Gehäuse 19 gegenüber dem axial sich erstreckenden Element 14 durch die Dichtung 21, welche im eingezogenen Ende 22 des Gehäuses 19 aufgenommen ist.
Die Bestimmung der Position des axial sich erstreckenden Elementes 14, bzw. damit zusammenhängend der Schraubenfeder 4, erfolgt über einen Sensor 28, der beispielsweise zwischen Gehäuse 19 und dem axial sich erstreckenden Element 14 vorgesehen werden kann.
Aus der Fig. 2 ist im Querschnitt die Antriebseinheit 5 zu entnehmen, wobei die Drehachse 7 eines Elektromotors 6 in etwa quer zur Mittenachse 11 der Schraubenfeder 4 bzw. der Schwingungsdämpfers 26 verläuft. Das Getriebe 8 der Antriebseinheit 5 besteht dabei aus einem Schneckengetriebe 9, welches ein Schneckenrad 12 aufweist. Zwischen dem Schneckengetriebe 9 und dem Elektromotor 6 ist dabei ein Dämpfungselement 10 vorgesehen, welchen gummielastisch ausgebildet und formschlüssig mit dem Schneckengetriebe bzw. der Achse des Elektromotors 6 verbunden ist. Das Dämpfungselement 10 dient dabei sowohl der Absorbierung von Axialstößen wie auch Stöße in Umfangsrichtung, d. h., in Drehrichtung.
Der Sensor 28 ist, wie Fig. 2 zeigt, auf dem Gehäuse 19 der Antriebseinheit 5 angeordnet und kann als Induktivsensor eine entsprechende Wegbestimmung vornehmen.
In der Fig. 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Antriebseinheit 5, bestehend aus dem Elektromotor, dem Zahnrad 29 sowie dem auf der Drehachse 7 angeordneten Dämpfungselement 10 parallel zur Mittenachse 11 angeordnet ist. Die Achsen der Zahnräder 29, 39 verlaufen in einer Achsrichtung parallel zueinander. Je nach vorhandenem Bauraum läßt sich die Ausführung nach Fig. 2 oder Fig. 3 verwenden.
Bezugszeichenliste
 1 Federträger
 2 Federteller
 3 Federteller
 4 Schraubenfeder
 5 Antriebseinheit
 6 Elektromotor
 7 Drehachse des E-Motors
 8 Getriebe
 9 Schneckengetriebe
10 Dämpfungselement
11 Mittenachse (Schnecke)
12 Schneckenrad
13 Längsachse
14 axial erstreckende Element
15 Bewegungsgewinde
16 Hülse
17 Abwälzkörper
18 Käfig
19 Gehäuse
20 Nut-Feder-Verbindung
20a Feder
20b Nut
21 Dichtung
22 eingezogenen Ende
23 rohrförmiges Innenteil
24 Lager
25 Hohlniet
26 Schwingungsdämpfer
27 Kolbenstange
28 Sensor
29 Zahnrad
30 Zahnrad

Claims (30)

1. Federträger innerhalb eines Fahrzeugfahrwerkes zur Abstützung einer zwischen zwei Federtellern verspannten Schraubenfeder, umfassend mindestens einen axial verstellbaren Federteller, sowie Befestigungen am Fahrzeugfahrwerk und am Fahrzeugaufbau dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (2) mittels einer Antriebseinheit (5) axial positioniert wird.
2. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (2) stufenlos positionierbar ist.
3. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebseinheit (5) ein Elektromotor (6) vorgesehen ist.
4. Federträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drehachse (7) des Elektromotors (6) und dem Federteller (2) ein Getriebe (8) angeordnet ist.
5. Federträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe (8) ein Schneckengetriebe (9) vorgesehen ist.
6. Federträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drehachse (7) des Elektromotors (6) und dem Getriebe (8) ein Dämpfungselement (10) zwischengeschaltet ist.
7. Federträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenachse (11) des Schneckenrades (12) parallel oder im Winkel zur Längsachse (13) der Schraubenfeder (4) angeordnet ist.
8. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (2) mit mindestens einem axial sich erstreckenden Element (14) versehen ist, welches mit der Antriebseinheit (5) in Eingriff steht.
9. Federträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingriff ein Bewegungsgewinde (15) vorgesehen ist, welches eine rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung des Federtellers (2) umsetzt.
10. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (5) eine Hülse (16) in Umfangsrichtung bewegt und daß zwischen der Hülse (16) und dem Federteller (2) ein Bewegungsgewinde (15) angeordnet ist.
11. Federträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Bewegungsgewindes (15) mindestens ein Abwälzkörper (17) angeordnet ist.
12. Federträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl von Abwälzkörpern (17) vorgesehen und in einem Käfig (18) gehalten sind.
13. Federträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (2) gegenüber der Hülse (16) eine Verdrehsicherung aufweist.
14. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Antriebseinheit (5) in einem Gehäuse (19) aufgenommen ist.
15. Federträger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrehsicherung eine Nut-Feder-Verbindung (20) vorgesehen ist.
16. Federträger nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut- Feder-Verbindung (20) zwischen dem Gehäuse (19) und dem Federteller (2) angeordnet ist.
17. Federträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (19) und dem Federteller (2) eine Dichtung (21) angeordnet ist.
18. Federträger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20a) am Federteller angeordnet ist und mit dem eingezogenen Ende (22) des Gehäuses (19) einen Axialanschlag bildet.
19. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Innenteil (23) vorgesehen ist, wobei zumindest teilweise die Antriebseinheit (5) und das Bewegungsgewinde (15) zwischen dem Gehäuse (19) und dem Innenteil (23) angeordnet sind.
20. Federträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) auf dem rohrförmigen Innenteil (23) drehbar gelagert ist.
21. Federträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) über ein Lager (24) am Gehäuse (19) axial abgestützt ist.
22. Federträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) und das rohrförmige Innenteil (23) an einem Ende miteinander verbunden sind.
23. Federträger nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung über einen Hohlniet (25) erfolgt.
24. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federträger (1) einen Schwingungsdämpfer (26) umfaßt.
25. Federträger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Innenteil (23) mit der Kolbenstange (27) des Schwingungsdämpfers (26) verbunden ist.
26. Federträger nach Anspruch 23 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlniet (25) auf der Kolbenstange (27) befestigt ist.
27. Federträger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Innenteil (23) auf der Außenfläche des Schwingungsdämpfers (26) axial gleitend angeordnet ist.
28. Federträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (2) gegenüber dem rohrförmigen Innenteil (23) abgedichtet ist.
29. Federträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Federtellers (2) über einen Sensor (28) sensierbar ist.
30. Federträger nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (28) zwischen dem Gehäuse (19) und dem Federteller (2) angeordnet ist.
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