WO2003022604A2

WO2003022604A2 - Elektromechanische niveauregulierung eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: WO2003022604A2
Application number: PCT/EP2002/009625
Authority: WO
Inventors: Detlef Baasch; Ünal GAZYAKAN; Uwe Wohanka; Claus Granzow; Winfried Fakler; Metin Ersoy
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2001-09-08
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-03-20
Also published as: WO2003022604A3; DE10144111A1

Abstract

Es wird eine elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei eine Feder (1) zwischen einer ersten Anlagestelle (2) an einem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist. Die erste Anlagestelle ist mittels eines Elektroantriebs (6) gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar, indem der Elektroantrieb einen mit der ersten Anlagestelle verbundenen Gewindetrieb 7 betätigt. Der Gewindetrieb ist dabei als Spindeltrieb mit einer von dem Elektroantrieb antreibbaren Spindel (8) und einer fest mit der ersten Anlagestelle verbundenen Spindelmutter (9) ausgebildet. Der Gewindetrieb kann koaxial zu einer als Schraubenfeder ausgebildeten Feder angeordnet sein oder er kann derart zu einer Schraubenfeder angeordnet sein, dass deren erste Anlagestelle in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung verschiebbar ist. Die Feder kann auch eine Biegefeder oder Drehfeder darstellen, welche sich vorzugsweise zwischen einer Achse zugeordneten Rädern erstreckt, wobei die erste Anlagestelle in einem mittigen Bereich der Feder angeordnet ist.

Description

Elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Niveauregulierungen sind in der Praxis bei Personen- und Nutzkraftwagen seit langem bekannt. Ziel einer Niveauregulierung ist primär das Konstanthalten des Fahrzeugniveaus unter verschiedenen Beladungszuständen. Wenn das Fahrzeugheck z. B. bei maximaler Zuladung stark absinkt, wird u.a. der Luftwiderstandswert verschlechtert sowie die Bodenfreiheit und der Federweg verkleinert, so daß die Straßenlage des Fahrzeuges deutlich verschlechtert wird. Dazu kommt oft ein unkontrolliertes Lenkverhalten, Seitenwindempfindlichkeit und eine Blendung des Gegenverkehrs bei Nachtfahrten. Zudem verschlechtert sich der Fahrkomfort, da bei Stahlfedern mit zunehmender Beladung eine Veränderung der Schwingungsfrequenz eintritt. Eine von der Beladung un^¬ abhängige gleichbleibende Eigenfrequenz läßt sich nur durch eine Niveauregulierung erreichen, bei der die Standhöhe des Fahrzeuges bei allen Beladungszuständen automatisch konstant gehalten wird.

In zunehmendem Maße wird die Niveauregulierung von Fahrzeugen auch zur aktiven Beeinflussung der Fahrdynamik an beiden Fahrzeugachsen eingesetzt, wobei ihr hauptsäch^¬ lich die Aufgabe einer Stabilisierung eines Fahrzeugaufbaus gegenüber dynamischen Nick- und Wankbewegungen des Fahr^¬ zeugs zukommt. Die meisten aus der Praxis bekannten Systeme zur Niveauregulierung arbeiten mit Luftfedern oder teiltragenden hydropneumatischen Federn. Eine Luftfederung mit einer progressiven Gasfeder wird vorzugsweise in Lkw und Bussen eingesetzt, da bei diesen bereits eine Druckluftanlage für die Bremsen vorhanden ist. In herkömmlicher Weise wird dabei eine Luftfüllung eines Luftfederbalgs beim Einfedern zusammengedrückt, wobei das elastische Verhalten der Luft ausgenutzt wird. Ein mechanisches Niveau-Regelventil arbeitet bei Veränderung der Fahrzeugbelastung, wobei mit zunehmender Last so lange Druckluft in den Luftfederbalg einströmt, bis die ursprüngliche Höhe des Fahrzeugs wieder erreicht ist. Bei abnehmender Last strömt entsprechend so lange Luft aus dem Federelement, bis das Normal-Fahrzeugniveau wieder erreicht ist.

Allgemein bekannte hydropneumatische Federn stellen ein System aus hydraulisch und pneumatisch wirkenden Teilen dar, wobei der pneumatische Teil ein variabler, in der Regel mit Stickstoff gefüllter Druckraum ist, der eine Feder ersetzt. Dieser Druckraum ist durch eine Membran von einem ölgefüllten Hydraulikteil getrennt. Ein Kolben überträgt die Radbewegung über das Hydrauliköl auf das Gaspolster, welches komprimiert wird. Wenn der Aufbau des Fahrzeuges infolge größerer Zuladung sinkt, dann wird über einen Hö^¬ henregler Öl in den Ölraum gepumpt, bis das Normal-Fahr^¬ zeugniveau wieder erreicht ist. Bei sinkender Beladung fließt das Öl über einen Rücklauf in einen Ölbehälter zu^¬ rück.

Diese pneumatischen und hydropneumatischen Systeme sind sehr aufwändig, da sie die Bereitstellung eines Druckmediums, eine Verrohrung zur Führung des Druckmediums, Druckspeicher, Ventile und zahlreiche weitere Bauteile aufweisen, welche kostenintensiv sind. Zudem wird bei den meisten Systemen eine erhebliche Ölmenge benötigt.

Aus der DE 199 55 410 AI ist eine Vorrichtung zur aktiven Federung eines Kraftfahrzeugrades an einem Fahrzeugaufbau mit einer lasttragenden Feder bekannt, die an einer oberen Stützstelle über einen rotatorischen Elektroantrieb am Fahrzeugaufbau und in einer unteren Stützstelle an einem Radträger abgestützt ist. Daneben ist ein parallel zur Feder wirkender elektrischer Linearantrieb vorgesehen. Die obere Stützstelle ist bei dieser Vorrichtung gegenüber dem Fahrzeugaufbau durch den rotatorischen Elektroantrieb verstellbar.

Diese bekannte Lösung ermöglicht eine elektromechanische Niveauregulierung, mit der die bei Verwendung eines pneumatischen und/oder hydraulischen Druckmediums gegebenen Nachteile überwunden werden. Das Gesamtsystem ist jedoch mit der Bereitstellung eines elektrischen Linearantriebs und eines zweiten, rotatorischen Elektroantriebs verhältnismäßig aufwändig und hinsichtlich seiner konstruktiven Gegebenheiten nur sehr begrenzt einsetzbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, welche die Vorteile eines druckmittelfreien Systems nutzt, einfach und kostengünstig realisierbar ist, und in einem weiten Spektrum von Einbausituationen unter Kombination mit verschiedenen mechanischen Federungssystemen nutzbar ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer elektro- mechanischen Niveauregulierung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Eine elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1, bei der der mit der ersten Anlagestelle verbundene Gewinde- oder Spiraltrieb als Spindeltrieb mit einer von dem Elektroantrieb antreibbaren Spindel und einer fest mit der ersten Anlagestelle verbundenen Spindelmutter ausgebildet ist, stellt ein kostengünstiges und konstruktiv einfaches System mit einem Elektromotor und einer mechanischen Übersetzungskette dar.

Die erste Anlagestelle kann dabei als einfaches tellerartiges Auflager ausgeführt sein, mit dem die Spindelmutter fest verbunden ist.

Je nach Federbauart kann die erste Anlagestelle aber auch eine andere Ausformung haben, so z. B. als ein im Bereich eines Innendurchmessers der Schraube angeordneter Hohlzylinder mit einer Randwulst zur Anlage der Feder. Letztere Lösung ist insbesondere bei einer Schraubenfeder sehr vorteilhaft, da auf diese Weise der Elektroantrieb platzsparend im Inneren des Hohlzylinders und damit im Bereich des Innendurchmessers der Schraubenfeder angeordnet werden kann.

Die Möglichkeiten der Anordnung des Spindeltriebs und des Elektroantriebs zueinander sind bei der erfindungsgemäßen elektromechanischen Niveauregulierung mannigfaltig, wobei die Anforderungen unterschiedlichster Einbausituationen erfüllt werden können. Die erfindungsgemäße elektromechanische Niveauregulierung ist auch nicht auf Anwendungen in Verbindung mit einem einzigen Federtyp beschränkt, sondern sie kann mit allen gängigen Federtypen, wie z.B. Schraubenfedern, Drehfedern > und Blattfedern, kombiniert werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. )

Mehrere Ausführungsbeispiele einer elektromechanischen Niveauregulierung nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 5 Es zeigt:

Fig.l eine vereinfachte dreidimensionale und teilweise geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Niveauregu- 3 lierung mit einem Elektroantrieb und einem

Spindeltrieb in Alleinstellung;

Fig.2 eine stark schematisierte Prinzipskizze bezüglich der Anordnung des Elektroantriebs zum 5 Spindeltrieb bei der elektromechanischen

Niveauregulierung nach Fig. 1;

Fig.3 eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung einer Einbausituation der elektromechanischen D Niveauregulierung nach Fig. 1 und Fig. 2 bei einem Längsträger eines Fahrzeugaufbaus; Fig.4 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung eines Elektroantriebs zu einem Spindeltrieb bei einer weiteren Ausführung einer elektromechanischen Niveauregulierung nach der Erfindung, wobei der Elektroantrieb oberhalb der Feder angeordnet ist;

Fig.5 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung eines Elektroantriebs zu einem Spindeltrieb bei einer weiteren elektromechanischen Niveauregulierung gemäß der Erfindung, wobei der Elektroantrieb achsparallel zu der Feder und dem Spindeltrieb angeordnet ist;

Fig.6 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung eines Elektroantriebs zu einem Spindeltrieb bei einer weiteren AusführungsVariante der elektromechanischen Niveauregulierung nach der Erfindung, wobei der Elektroantrieb und der Spindeltrieb innerhalb eines Innendurchmessers einer Schraubenfeder angeordnet sind;

Fig.7 eine Prinzipdarstellung einer Anwendung der erfindungsgemäßen elektromechanischen Niveauregulierung mit Verschiebung der oberen Anlagestelle einer Schraubenfeder in Fahrzeugqueroder Fahrzeuglängsrichtung;

Fig.8 eine Prinzipdarstellung einer Anwendung einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Niveauregulierung in Kombination mit einer Biegefeder und Fig.9 eine Prinzipdarstellung einer Anwendung einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Niveauregulierung in Kombination mit einer Drehfeder .

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist eine Feder 1 zur Federung eines Kraftfahrzeuges gezeigt, welche zwischen einer ersten Anlagestelle 2 an einem Fahrzeugaufbau 3, welcher in Fig. 3 näher dargestellt ist, und einer zweiten Anlagestelle 4 an einem in der Fig. 1 nur symbolisch angedeuteten Radträger 5 angeordnet ist. Die Feder 1 stellt hier eine Schraubenfeder dar, welche sich an den Anlegestellen 2 und 4 abstützt.

Zur elektromechanischen Niveauregulierung des Kraftfahrzeuges ist die obere bzw. erste Anlagestelle 2 der Feder 1 mittels eines Elektroantriebs 6, welcher hier einen rotatorischen Elektromotor darstellt, gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar. Hierzu betätigt der Elektroantrieb 6 einen mit der ersten Anlegestelle 2 verbundenen Gewindetrieb, welcher als Spindeltrieb 7 mit einer von dem Elektroantrieb 6 antreibbaren Spindel 8 und einer fest mit der ersten Anlagestelle 2 verbundenen Spindelmutter 9 ausgebildet ist.

Wie insbesondere auch der Prinzipdarstellung der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Elektroantrieb 6 bei der hier beschriebenen Ausführung in Bezug auf die Spindel 8, welche koaxial zu der Feder 1 angeordnet ist, derart angeordnet, daß eine Ausgangswelle 10 des Elektroantriebs rechtwinklig zu der Spindel 8 verläuft. Das Antriebsmoment des Elektromotors 6 wird von dessen Ausgangswelle 10 auf die Spindel 8 mittels einer Übersetzungsstufe 11 (Schne^¬ ckensatz, Winkeltrieb ...) weitergeleitet und erhöht. Über die Drehung der Spindel 8 wird die mit einem tellerartig ausgebildetem Auflager 12 ausgeführte erste Anlagestelle 2 in ihrer Lage verstellt, wobei die in dem Auflager 12 fest eingebaute, mit Kugeln 13 in ein Gewinde der Spindel 8 eingreifende Spindelmutter 9 entlang der Längsachse der Spindel 8 wandert. Durch die damit einhergehende Verschiebung der ersten Anlagestelle 2 der Feder wird die Bodenhöhe des Kraftfahrzeuges erhöht oder verringert, wie dies durch einen Pfeil 14 in Fig. 2 angedeutet ist.

Das System ist in jeder Position der ersten Anlagestelle 2 bzw. des Auflagers 12 arretierbar, wobei die Arretierung bei der hier gezeigten Ausführung durch eine selbsthemmende Gestaltung des Schneckensatzes 11 realisiert ist. Die Selbsthemmung des Schneckensatzes 11 wird dabei geometrisch mittels einer flachen Winkelgestaltung an den Zähnen des Schneckensatzes 11 realisiert.

Selbstverständlich ist es in anderen Ausführungen auch möglich, eine Arretierung des ersten Auflagers 2 in seiner jeweiligen Position dadurch zu realisieren, daß eine Selbsthemmung beim Spindeltrieb 7 vorgesehen ist oder eine Bremse auf den Spindeltrieb oder den Elektroantrieb einwirkt oder eine Kombination dieser Möglichkeiten vorgesehen ist.

Eine Selbsthemmung an dem Spindeltrieb 7 selbst kann beispielsweise vorgesehen sein, wenn dieser abweichend von der in Fig. 2 gezeigten Ausführung mit einer Kugeln 13 aufweisenden Spindelmutter 9 eine Spindelmutter aufweist, wel^¬ cher über ein geeignet gestaltetes Gewinde in ein Gewinde der Spindel eingreift. Durch die vorgesehene Arretierung kann der Elektromotor 6 im ausgeregelten Niveauzustand abgeschaltet werden, ohne daß eine Veränderung der Fahrzeughöhe eintritt.

In Fig. 3 ist eine Einbausituation der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten elektromechanischen Niveauregulierung dargestellt. Der gesamte Aktuator bestehend aus Elektroantrieb 6 und Spindeltrieb 7, welcher zum Schutz vor Verunreinigungen von einer elastischen Schutzhülle 19 umgeben ist, ist an dem Fahrzeugaufbau 3 befestigt, wobei sich als Karosseriebauteil insbesondere ein hier gezeigter Längsträger 15 eignet. Da die elektromechanische Niveauregulierung nur eine geringe Bauhöhe aufweist, ist sie vorteilhafterweise in diesem besonders stabilen Karosseriebauteil einbaubar, womit die Baueinheit der elektromechanischen Niveauregulierung gut geschützt ist.

Bei entsprechend starker Auslegung des Längsträgers 15 kann in diesen eine Aussparung 16 zum Einführen der Baueinheit der elektromechanischen Niveauregulierung eingebracht werden. Es ist aber ebenso möglich, die elektromechanische Druckregulierung in einem eigenen Gehäuse nach einem Blackbox-Prinzip in den Fahrzeuglängsträger 15 zu integrieren. Hierbei kann die zum Einbau in den Fahrzeuglängsträger 15 bestimmte elektromechanische Niveauregulierung in einem entsprechend geformtem Blechkasten vormontiert werden, welcher in den Längsträger 15 eingesetzt und mit diesem verschweißt, vernietet oder verschraubt wird.

Um den Spindeltrieb 7 immer in Richtung der Federkraft der Feder 1 auszurichten bzw. eine Schrägstellung der Feder 1 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 3 auszugleichen, ist die Aufhängung der elektromechanischen Niveauregulierung an dem Fahrzeugaufbau 3 beweglich bzw. gelenkig gestaltet, indem in ein mit dem Längsträger 15 zu verbindendes Gehäuse 17, welches wenigstens den Spindeltrieb 7 aufnimmt, gegenüberliegend angeordnete und eine Gelenkachse bildende Bohrungen 18 eingebracht sind, in die jeweils ein Lager eingesetzt ist, welches eine das Gehäuse 17 mit dem Längsträger 15 gelenkig verbindende Gewindeschraube aufnimmt.

Während bei der in Fig. 3 gezeigten Einbausituation lediglich eine Schwenkachse, welche durch die Bohrungen 18 gebildet wird, vorgesehen ist, kann in einer weiteren Ausführung auch eine rechtwinklig hierzu verlaufende zweite Schwenkachse z.B. mittels eines kardanischen Gelenks vorgesehen werden. In besonders einfachen Ausführungen kann die elektromechanische Niveauregulierung selbstverständlich aber auch fest an dem Fahrzeugaufbau 3 montiert sein.

Die in den Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigte Anordnung ist bei Verwendung als reine Niveauregulierung gegenüber wechselnden Beladungszuständen vorzugsweise an einer Hinterachse des Fahrzeugs vorzusehen, da sich hier die größten Belastungsveränderungen infolge des Besetzens des Fahrzeugfonds mit Passagieren und des Beiadens eines Kofferraums ergeben können.

Bei einer entsprechend starken Ausgestaltung des E- lektroantriebs kann dieser jedoch nicht nur betriebsmodus- spezifisch, d.h. in erster Linie in Abhängigkeit der Be- triebszustände „Fahrzustand", „Stillstand", „System inak^¬ tiv" , zur Niveauregulierung angesteuert werden, sondern es kann auch eine Ansteuerung in Abhängigkeit dynamischer Nick- und/oder Wankbewegungen des Fahrzeugs erfolgen. In letzterem Fall ist die gezeigte Anordnung zweckmäßigerweise sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse des Fahrzeugs vorzusehen.

Neben der bezüglich den Fig. 1 bis Fig. 3 beschriebenen Ausführung gibt es insbesondere hinsichtlich der Anordnung des Elektroantriebs 6 zu der Spindel 7 zahlreiche weitere Ausführungsvarianten, von denen nachfolgend einige besonders vorteilhafte Ausführungen beispielhaft beschrieben sind.

In der Fig. 4 ist schematisch eine Anordnungsvariante des Elektroantriebs 6 zu dem Spindeltrieb 7 gezeigt, bei der der Elektroantrieb auf einer der Feder 1 abgewandten Seite des Auflagers 12 angeordnet ist, so daß sich der E- lektroantrieb 6 oberhalb der Feder 1 befindet. Die Spindel 8 kann bei einer solchen Anordnung direkt durch den Elektromotor 6 angetrieben sein, so daß die Spindel 8 eine Ausgangswelle des Elektromotors 6 darstellt. Abweichend hiervon kann die Spindel 8 auch koaxial zu einer Ausgangswelle des Elektroantriebs 6 angeordnet sein, wobei zwischen der Ausgangswelle und der Spindel 8 eine Übersetzungsstufe z.B. in Form eines Planetengetriebes vorgesehen sein kann.

Wie Fig. 5 zeigt, kann der Elektroantrieb 6 auch achsparallel zu der Spindel 8 angeordnet sein, wobei der Elektroantrieb 6 dann neben der Feder 1 angeordnet ist. Das Antriebsmoment des Elektroantriebs 6 kann von dessen Aus^¬ gangswelle 10 auf die Spindel 8 - wie in Fig. 5 gezeigt - durch einen Riementrieb 20 oder aber auch durch einen Stirnradsatz übertragen werden. Mittels des Riementriebs 20 oder gegebenenfalls des Stirnradsatzes kann eine gewünschte Übersetzung eingestellt werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß ein separater Planetensatz zur Ver- wirklichung einer Übersetzung im Elektroantrieb 6 vorgesehen ist.

Eine weitere mögliche Anordnung des Elektroantriebs 6 zeigt die Fig. 6, bei der die erste Anlagestelle 2 an einem im Bereich eines Innendurchmessers der Feder 1 angeordneten Hohlzylinder 12' ausgebildet ist. Dieser Hohlzylinder 12' weist an seinem äußeren Umfang eine Randwulst 21 zur Anlage der Feder 1 auf. In dem topfartigen Innenraum des Hohlzy- linders 12' ist der Elektroantrieb 6 angeordnet, welcher direkt oder über einen Planetensatz die Spindel 8 antreibt, welche einen mit der Spindelmutter 9 fest verbundenen Boden 22 des Hohlzylinders 12' durchgreift.

Die Fig. 7 bis Fig. 9 zeigen besonders vorteilhafte Anwendungen einer elektromechanischen Niveauregulierung, bei der jeweils eine Feder zwischen einer ersten Anlage- steile an dem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist, wobei sich die Feder auch über die gesamte Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Radträgern erstrecken kann, so daß die Feder eine erste Anlagestelle, welche der Einfachheit halber jeweils mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist, und zwei „zweite" Anlagestellen 4A und 4B hat.

In allen in den Fig. 7 bis Fig. 9 gezeigten Anwendungen ist die erste Anlagestelle 2 an dem Fahrzeugaufbau 3 mittels eines Elektroantriebs 6 gegenüber dem Fahrzeugauf^¬ bau 3 verstellbar, indem der Elektroantrieb β einen mit der ersten Anlagestelle 2 verbundenen Gewindetrieb betätigt. Dieser Gewindetrieb ist in vorteilhaften Ausführungen wie der bezüglich den Fig. 1 bis Fig. 6 beschriebene Spindeltrieb 7 ausgebildet, jedoch sind für den jeweiligen Anwen- dungsfall auch andere Gewindetrieblösungen denkbar, mittels denen die erste Anlagestelle 2 verschiebbar ist.

Die Fig. 7 bis Fig. 9 zeigen jeweils stark vereinfacht eine als Verbundlenkerachse ausgeführte Hinterachse 23, wobei jeweils einem Rad 24 ein Radträger 5 mit einem Lenker 25 zugeordnet ist, an dessen Ende ein Achskörper 25 mit einem Stabilisator 26, wie es bei Verbundlenkerachsen allgemein bekannt ist, liegt.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist zur Federung des Fahrzeuges an jedem Rad 24 eine Schraubenfeder 1 angeordnet, welche eine erste Anlagestelle 2 an dem Fahrzeugaufbau 3 und eine zweite Anlagestelle an dem Radträger 5 hat. Die erste Anlagestelle bzw. der obere Auflagepunkt der Feder 1 ist durch den Aktuator aus Elektroantrieb 6 und Spindeltrieb 7 in Fahrzeuglängsrichtung und gegebenenfalls auch in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar. Hierzu ist die Feder 1 beispielsweise mittels eines Schlittens oder Kugelgelenks mit dem Spindeltrieb 7 verbunden, wobei der Schlitten 27 in einem Linearführungssystem 28, welches hier als eine sich wenigstens annähernd kreisbogenartig in Fahrzeugvorwärtsrichtung entgegen dem Fahrzeuglängsträger 15 erstreckende Kurvenbahn ausgebildet ist, verschiebbar ist. Wenn die erste Anlagestelle bzw. der obere Auflagepunkt 2 der Feder 1 durch den Elektroantrieb 6 in Fahrzeuglängsrichtung verstellt wird, wird das Hebelverhältnis zwischen der Federwirklinie und dem Radmittelpunkt geändert. Mit einer Verkleinerung der Übersetzung kann beispielsweise eine härtere Federung erreicht werden.

In der Fig. 8 wird zur elektromechanischen Niveauregulierung eine Biegefeder 1' eingesetzt, welche eine Blattfe- der darstellt, wie sie auch bei Federungen von Nutzfahrzeugen und Geländewagen anzutreffen ist. Bei der in Fig. 8 gezeigten Anwendung erstreckt sich die Biegefeder 1' achsparallel zu einer hier wieder als Verbundlenkerachse 23 ausgebildeten Hinterachse, und verbindet die der Achse 23 zugeordneten Räder 24 bzw. deren Radträger 5, womit die Feder 1' zwei „zweite" Anlagestellen 4A und 4B hat. Die in der Fig. 8 stark abstrahiert dargestellte Einbaulage der Biegefeder 1' zeigt, daß die erste Anlagestelle 2 der Biegefeder 1' an dem Fahrzeugaufbau 3 im Bereich der Mitte der Feder 1' angeordnet ist, wobei die erste Anlagestelle 2 hier wiederum mit einem Elektroantrieb 6 und einem Gewindetrieb 7 verbunden ist, so daß sie gegenüber dem Fahrzeugaufbau 3 höhenverstellbar ist.

Besonders vorteilhaft ist es auch hier, wenn der Gewindetrieb 7 ein Spindeltrieb ist, welcher nach dem Prinzip des hinsichtlich der Fig. 1 bis Fig. 6 beschriebenen Spindeltriebs arbeitet. Das Auflager 29 der ersten Anlagestelle 2 der Feder 1' ist hier so vorzusehen, daß der Spindeltrieb 7 sowohl auf die Biegefeder 1' drücken kann als auch daß er die Mitte der Biegefeder 1' hochziehen kann. So kann bei einem abgesenkten Fahrzeugniveau durch ein Hochziehen der Mitte der Biegefeder 1' durch den Elektroantrieb 6 und den Spindeltrieb 7 eine Abwärtsbewegung der Federenden der Feder 1' bewirkt werden, wodurch die Räder 24 nach unten bewegt werden und das Fahrzeug angehoben wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 9 ist zur elektromechanischen Niveauregulierung eine Drehfeder 1" vorgesehen, welche hier achsparallel zu der Achse 23 anstelle des Stabilisators 26 vorgesehen ist. Auch diese Feder 1" ist zwischen den der Achse 23 zugeordneten Rädern 24 bzw. deren Radträ- gern 5 eingebaut, so daß die Drehfeder 1" neben einer ersten Anlagestelle 2 an dem Fahrzeugaufbau 3 zwei „zweite" Anlagestellen 4A, 4B an den Radträgern 5 hat. Die erste Anlagestelle 2 der Drehfeder 1" ist wiederum durch einen Elektroantrieb 6 und eine Stirnradstufe verstellbar, wobei die Feder hier hinsichtlich ihrer Torsion verändert werden kann .

In den Ausführungen nach Fig. 8 und Fig. 9 ist zusätzlich zu der Feder 1' bzw. 1" eine weitere Federung 31 des Fahrzeuges in Form bekannter Fahrzeugfedern vorgesehen. Die Biegefeder 1' bzw. die Drehfeder 1" sind hier als zuschaltbare Zusatzfedern zu der weiteren Fahrzeugfederung 31 vorgesehen.

Bei einer entsprechend starken Auslegung der Federn 1' bzw. 1" sowie des Elektroantriebs 6 kann es aber selbstverständlich auch vorgesehen sein, daß die Fahrzeugfederung allein über diese Federn realisiert wird.

Bezugszeichen

1 Feder, Schraubenfeder

1' Feder, Biegefeder

1" Feder, Drehfeder

2 erste Anlagestelle

3 Fahrzeugaufbau

4 zweite Anlagestelle

4A zweite Anlegestelle

4B zweite Anlagestelle

5 Radträger

6 Elektroantrieb, Elektromotor

7 Gewindetrieb, Spindeltrieb

8 Spindel

9 Spindelmutter

10 Ausgangswelle

11 Schneckensatz/Winkeltrieb

12 Auflager

12' Hohlzylinder

13 Kugeln

14 Bewegungsrichtung

15 Längsträger

16 Aussparung

17 Gehäuse

18 Bohrung

19 Schutzhülle

20 Riementrieb

21 Randwulst

22 Boden

23 Achse, Verbundlenkerachse

23A Achskörper

24 Rad Lenker Stabilisator Schlitten Linearführungssystem, Kurvenbahn Auflager Auflager weitere Fahrzeugfederung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Elektromechanische Niveauregulierung eines Kraft- fahrzeuges, wobei eine Feder zwischen einer ersten Anlagestelle an einem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist und die erste Anlagestelle mittels eines Elektroantriebs gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar ist, indem der Elektroantrieb einen mit der ersten Anlagestelle verbundenen Gewindetrieb betätigt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gewindetrieb als Spindeltrieb (7) mit einer von dem Elektroantrieb (6) antreibbaren Spindel (8) und einer fest mit der ersten Anlagestelle (2) verbundenen Spindelmut- ter (9) ausgebildet ist.

2. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die erste Anlagestelle (2) mit einem wenigstens annähernd tellerartig ausgebildeten Auflager (12) ausgeführt ist.

3. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektroantrieb (6) in Bezug auf die Spindel (8) derart angeordnet ist, daß eine Ausgangswelle (10) des E- lektroantriebs (6) wenigstens annähernd rechtwinklig zu der Spindel (8) angeordnet ist.

4. Elektromechanische Niveauregulierung nach An- spruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Antriebsmoment des Elektroantriebs (6) von dessen Aus^¬ gangswelle (10) auf die Spindel (8) mittels eines Schne^¬ ckensatzes (11) übertragen wird.

5. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektroantrieb (6) in Bezug auf die Spindel (8) derart angeordnet ist, daß eine Ausgangswelle des Elektro- antriebs (6) zumindest annähernd koaxial zu der Spindel (8) angeordnet ist.

6. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spindel (8) die Ausgangswelle des Elektroantriebs (6) darstellt.

7. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektroantrieb (6) auf einer der Feder (1) abgewandten Seite des Auflagers (12) angeordnet ist.

8. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die erste Anlagestelle als ein im Bereich eines Innendurchmessers der Feder (1) angeordneter Hohlzylinder (12') mit einer Randwulst (21) zur Anlage der Feder (1) ausgebil^¬ det ist.

9. Elektromechanische Niveauregulierung nach An^¬ spruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektroantrieb (6) im Inneren des Hohlzylinders (12') angeordnet ist.

10. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektroantrieb (6) in Bezug auf die Spindel (8) derart angeordnet ist, daß eine Ausgangswelle (10) des Elektroantriebs (6) wenigstens annähernd achsparallel zu der Spindel (8) angeordnet ist.

11. Elektromechanische Niveauregulierung nach An- 5 spruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Antriebsmoment des Elektroantriebs (6) von dessen Ausgangswelle (10) auf die Spindel (8) mittels eines Riementriebs (20) oder eines Stirnradsatzes übertragen wird.

D 12. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Antriebsmoment des Elektroantriebs (6) über eine Ubersetzungsstufe auf die Spindel (8) übertragen wird.

5

13. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ubersetzungsstufe mit einem Planetengetriebe ausgebildet ist.

14. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Arretierung der ersten Anlagestelle in ihrer jeweiligen Position vorgesehen ist.

15. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Arretierung durch Selbsthemmung des Spindeltriebes (7) und/oder eines den Elektroantrieb (6) mit der Spindel (8) verbindenden Schneckensatzes (11) und/oder eine auf den Elektroantrieb (6) wirkenden Bremse gebildet wird.

16. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Selbsthemmung geometrisch mittels flacher Winkelgestaltung an Zähnen des Schneckensatzes (11) realisiert ist.

17. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spindel (8) wenigstens annähernd koaxial zu einer als Schraubenfeder (1) ausgebildeten Feder angeordnet ist.

18. Elektromechanische Niveauregulierung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Feder zwischen einer ersten Anlagestelle an einem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist und die erste Anlagestelle mittels eines Elektroantriebs gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar ist, indem der Elektroantrieb einen mit der ersten Anlagestelle verbundenen Gewindetrieb betätigt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gewindetrieb (6) derart zu der als Schraubenfeder ausgebildeten Feder (1) angeordnet ist, daß deren erste Anlagestelle (2) in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung verschiebbar ist.

19. Elektromechanische Niveauregulierung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Verschiebung der ersten Anlagestelle eine Kurvenbahn (28) vorgesehen ist, welche sich wenigstens annähernd kreisbogenartig in Fahrzeugvorwärtsrichtung entgegen einem Fahrzeuglängsträger (15) erstreckt.

20. Elektromechanische Niveauregulierung , insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Feder zwi- sehen einer ersten Anlagestelle an einem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist und die erste Anlagestelle mittels eines Elektroantriebs gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar ist, indem der Elektroantrieb einen mit der ersten Anlagestelle verbundenen Gewindetrieb betätigt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Feder eine Biegefeder (1' ) darstellt, welche sich vorzugsweise zwischen zwei einer Achse (23) zugeordneten Rädern (24) erstreckt, wobei die erste Anlagestelle (2) in einem mittigen Bereich der Feder (1') angeordnet ist.

21. Elektromechanische Niveauregulierung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Feder zwischen einer ersten Anlagestelle an einem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist und die erste Anlagestelle mittels eines Elektroantriebs gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar ist, indem der Elektroantrieb einen mit der ersten Anlagestelle verbundenen Stirnradtrieb betätigt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Feder eine Drehfeder (1") darstellt, welche sich vorzugsweise zwischen zwei einer Achse (23) zugeordneten Rädern (24) erstreckt, wobei die erste Anlagestelle in einem mittigen Bereich der Feder (1") angeordnet ist.

22. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Abstützung an dem Fahrzeugaufbau (3) ein wenigstens den Gewindetrieb (7) aufnehmendes Gehäuse (17) mit dem Fahrzeugaufbau (3) , insbesondere einem Fahrzeuglängsträger (15), verbunden ist.

23. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau (3) gelenkig oder elastisch ausgebildet ist.

24. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Feder (1, 1', 1") eine zuschaltbare Zusatzfeder zu einer weiteren Fahrzeugfederung (31) dar- stellt.

25. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuerung des Elektroantriebs (6) zur Niveauregulierung betriebsmodusspezifisch erfolgt.

26. Elektromechanische Niveauregulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuerung des Elektroantriebs (6) in Abhängigkeit dynamischer Nick- und/oder Wankbewegungen des Fahrzeugs erfolgt.