WO2008145663A1 - Höhenverstellbares federlager - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a height-adjustable spring bearing for a between a vehicle body and an unsprung wheel or Rad- handle effectively arranged spring.
- an electromechanical level control of a motor vehicle in which a spring is arranged between a first contact point on a vehicle body and a second contact point on a wheel carrier.
- the first contact point is adjustable relative to the vehicle body by means of an electric motor, in that the electric motor actuates a screw drive connected to the first contact point.
- the screw drive is designed as a spindle drive with a drivable by the electric drive spindle and a fixedly connected to the contact point spindle nut.
- this first contact point is formed by a spring plate, which regularly forms the upper spring bearing for the spring, in particular a coil spring.
- the electric motor is arranged so that its axis of rotation is arranged approximately transversely to the extension of the coil spring. Such arrangements require a very large space requirement, which is rarely available in modern motor vehicles.
- the object of the invention was to provide a height-adjustable spring bearing according to the features of the preamble of claim 1, which can be accommodated easily in the vehicle even in confined spaces.
- this object is achieved by the height-adjustable spring bearing according to claim 1.
- the electric motor is arranged within the hollow threaded spindle and drives the threaded spindle via a planetary gear.
- the electric motor does not require a separate installation space. Rather, it was achieved by the hollow design of the threaded spindle that in this cavity of the electric motor can be accommodated as a separate component.
- the use of a planetary gear for power transmission between the rotor of the electric motor and the hollow lead screw enables the provision of suitable gear ratios. Planetary gears are easy to adapt to the required adjustment speeds of the threaded spindle due to their diverse design options.
- the hollow threaded spindle is rotatably provided with a ring gear of the planetary gear, wherein a sun gear of the planetary gear can be rotatably provided with a rotor of the electric motor.
- the ring gear may, for example, be mounted non-rotatably on the inner circumference of the tubular hollow threaded spindle.
- the hollow threaded spindle is preferably mounted axially and radially on a machine part of the vehicle body.
- the hollow threaded spindle can be mounted via a deep groove ball bearing, wherein the deep groove ball bearing assumes a bearing in the axial and radial directions.
- the spring plate connected non-rotatably connected to the spindle nut can be rotatably supported on the spring by frictional force.
- the coefficients of friction of the friction pairing of the spring and the spring plate are adjusted so that co-rotation of the spring plate is prevented with the spindle nut.
- the single FIGURE shows a longitudinal section of a height-adjustable spring bearing 1 for a between an here only indicated vehicle body 2 of a motor vehicle and also also just indicated unsprung wheel or wheel guide 3 effectively arranged spring, which is designed here as a helical spring 4.
- the coil spring 4 is supported with its upper end on a spring plate 5 of the height-adjustable spring bearing 1. At its lower end, the coil spring 4 is supported on a lower spring plate 6. Between these two spring plates 5, 6, the coil spring 4 is subjected to pressure during operation. In frictional contact between the coil spring 4 and the upper spring plate 5, the friction pair is adjusted so that an undesired rotation of the upper spring plate 5 relative to the coil spring 4 is prevented.
- the upper spring bearing 1 has an electric motor 7, which drives a screw drive 9 via a planetary gear 8, which in the present case is designed as a ball screw drive.
- a planetary gear 8 which in the present case is designed as a ball screw drive.
- the balls are clearly visible, which are arranged between a threaded spindle 10 and a screw on the threaded spindle 10 rotatably mounted spindle nut 11 of the screw 9.
- the spindle nut 11 is presently formed integrally with the upper spring plate 5.
- the threaded spindle 10 is mounted on the vehicle body 2 via a deep groove ball bearing 12 axially and radially and can rotate relative to the vehicle body 2 about its spindle axis.
- the electric motor 7 is inserted into the hollow threaded spindle 9.
- a rotor 13 of the electric motor 7 is provided with a sun gear 14 of the planetary gear 8.
- the sun gear 14 meshes with planet gears 15.
- the planet gears 15 mesh with a ring gear 16, which is attached to the inner circumference of the hollow threaded spindle 10.
- the electric motor 7 is rotatably mounted relative to the vehicle body 2.
- the electric motor 7 is switched on, wherein the threaded spindle 10 is set in rotation via the rotor 13 and the planetary gear 8. Consequently, the threaded spindle 10 rotates with respect to the rotatably mounted spindle nut 11, so that the spindle nut 11 - and thus also the upper spring plate 5 - displaced screw-shaped along the longitudinal axis of the threaded spindle 10.
- the space-saving arrangement of the electric motor 7 in the hollow threaded spindle 10 allows the use of height-adjustable spring bearing according to the invention, even in confined space conditions.
- Inventive height-adjustable spring bearings are provided in a known manner with switchable locking devices, the task of which is to prevent a rotation of the threaded spindle 10 when the motor is switched off.
- switchable locking devices the task of which is to prevent a rotation of the threaded spindle 10 when the motor is switched off.
- bidirectionally switchable clamping roller freewheels come into question, which are switched free at a torque flow from the side of the electric motor, but go in torque reversal in a blocking position in which a rotation of the threaded spindle 10 is prevented.
- the upper spring plate can also be formed as a separate component and be placed for example on the spindle nut firmly.
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Abstract
Höhenverstellbares Federlager (1) für eine zwischen einem Fahrzeugaufbau (2) und einem ungefederten Radträger oder Radlenker (3) wirksam angeordnete Feder, insbesondere Schraubenfeder (4), mit einem Elektromotor (7) und einem Gewindetrieb (8), dessen über den Elektromotor (7) angetriebene Gewindespindel (10) mit einer auf der Gewindespindel (10) schraubenförmig drehbar angeordneten Spindelmutter (11) zusammenarbeitet, die einen Federteller (5) zur Lagerung eines Endes der Feder trägt, wobei der Elektromotor (7) innerhalb der hohlen Gewindespindel (10) angeordnet ist, und über ein Planetengetriebe (8) die Gewindespindel (10) antreibt.
Description
Höhenverstellbares Federlager
Die vorliegende Erfindung betrifft ein höhenverstellbares Federlager für eine zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem ungefederten Radträger oder Rad- lenker wirksam angeordnete Feder.
Aus DE 101 44 111 A1 beispielsweise ist eine elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeuges bekannt geworden, bei der eine Feder zwischen einer ersten Anlagestelle an einem Fahrzeugaufbau und einer zweiten Anlagestelle an einem Radträger angeordnet ist. Die erste Anlagestelle ist mittels eines Elektromotors gegenüber dem Fahrzeugaufbau verstellbar, indem der Elektromotor einen mit der ersten Anlagestelle verbundenen Gewindetrieb betätigt. Der Gewindetrieb ist dabei als Spindeltrieb mit einer von dem Elektro- antrieb antreibbaren Spindel und einer fest mit der Anlagestelle verbundenen Spindelmutter ausgebildet. Bei dieser bekannten elektromechanischen Niveauregulierung ist diese erste Anlagestelle durch einen Federteller gebildet, der regelmäßig das obere Federlager für die Feder, insbesondere eine Schraubenfeder bildet. Der Elektromotor ist so angeordnet, dass seine Rotationsachse etwa quer zur Erstreckung der Schraubenfeder angeordnet ist. Derartige An- Ordnungen benötigen einen sehr großen Bauraumbedarf, der jedoch bei modernen Kraftfahrzeugen nur selten zur Verfügung steht.
Aufgabe der Erfindung war es, ein höhenverstellbares Federlager nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, das auch bei beeng- ten Raumverhältnissen problemlos im Kraftfahrzeug untergebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das höhenverstellbare Federlager gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass der Elektromotor innerhalb der hoh- len Gewindespindel angeordnet ist und über ein Planetengetriebe die Gewindespindel antreibt, sind mehrere Vorteile erreicht: Erstens benötiget der Elektromotor keinen separaten Bauraum. Vielmehr wurde durch die hohle Ausbildung der Gewindespindel erreicht, dass in diesem Hohlraum der Elektromotor
als separates Bauelement untergebracht werden kann. Zweitens ermöglicht die Verwendung eines Planetengetriebes zur Leistungsübertragung zwischen dem Rotor des Elektromotors und der hohlen Gewindespindel die Bereitstellung geeigneter Übersetzungsverhältnisse. Planetengetriebe sind aufgrund ihrer vielfältigen Gestaltungsmöglichkeit einfach an die erforderlichen Verstellgeschwindigkeiten der Gewindespindel anzupassen.
Vorzugsweise ist die hohle Gewindespindel drehfest mit einem Hohlrad des Planetengetriebes versehen, wobei ein Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest mit einem Rotor des Elektromotors versehen sein kann. Das Hohlrad kann beispielsweise am Innenumfang der rohrförmigen hohlen Gewindespindel drehfest angebracht sein.
Die hohle Gewindespindel ist vorzugsweise an einem Maschinenteil des Fahr- zeugaufbaus axial und radial gelagert. Beispielsweise kann in einfacher Art und Weise die hohle Gewindespindel über ein Rillenkugellager gelagert sein, wobei das Rillenkugellager eine Lagerung in axialen und radialen Richtungen übernimmt.
Vorzugsweise kann der drehfest mit der Spindelmutter verbundene Federteller über Reibkraft drehfest an der Feder angestützt sein. Die Reibwerte der Reibpaarung der Feder und des Federtellers sind so abgestimmt, dass ein Mitdrehen des Federtellers mit der Spindelmutter verhindert ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer einzigen Figur abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt ein höhenverstellbares Federlager 1 für eine zwischen einem hier nur angedeuteten Fahrzeugaufbau 2 eines Kraftfahr- zeuges und einem ebenfalls nur angedeuteten ungefederten Radträger oder Radlenker 3 wirksam angeordnete Feder, die hier als Schraubenfeder 4 ausgebildet ist.
Die Schraubenfeder 4 ist mit ihrem oberen Ende an einem Federteller 5 des höhenverstellbaren Federlagers 1 abgestützt. An ihrem unteren Ende ist die Schraubenfeder 4 an einem unteren Federteller 6 abgestützt. Zwischen diesen beiden Federtellern 5, 6 wird die Schraubenfeder 4 im Betrieb auf Druck be- lastet. Im Reibkontakt zwischen der Schraubenfeder 4 und dem oberen Federteller 5 ist die Reibpaarung so eingestellt, dass ein unerwünschtes Verdrehen des oberen Federtellers 5 gegenüber der Schraubenfeder 4 verhindert ist.
Das obere Federlager 1 weist einen Elektromotor 7 auf, der über ein Planeten- getriebe 8 einen Gewindetrieb 9 antreibt, der vorliegend als Kugelgewindetrieb ausgebildet ist. In der Figur sind deutlich die Kugeln zu erkennen, die zwischen einer Gewindespindel 10 und einer auf der Gewindespindel 10 schraubenförmig drehbar angeordneten Spindelmutter 11 des Gewindetriebes 9 angeordnet sind. Die Spindelmutter 11 ist vorliegend einstückig mit dem oberen Federteller 5 ausgebildet.
Die Gewindespindel 10 ist über ein Rillenkugellager 12 an dem Fahrzeugaufbau 2 axial und radial gelagert und kann gegenüber dem Fahrzeugaufbau 2 um ihre Spindelachse rotieren.
Der Elektromotor 7 ist in die hohle Gewindespindel 9 eingesetzt. Ein Rotor 13 des Elektromotors 7 ist mit einem Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 8 versehen. Das Sonnenrad 14 kämmt mit Planetenrädern 15. Die Planetenräder 15 kämmen mit einem Hohlrad 16, das am Innenumfang der hohlen Gewindespin- del 10 befestigt ist. Der Elektromotor 7 ist gegenüber dem Fahrzeugaufbau 2 drehfest gelagert.
Zur Höhenverstellung des oberen Federlagers 1 wird der Elektromotor 7 eingeschaltet, wobei über den Rotor 13 und das Planetengetriebe 8 die Gewinde- spindel 10 in Rotation versetzt wird. Demzufolge rotiert die Gewindespindel 10 gegenüber der drehfest angeordneten Spindelmutter 11 , so dass sich die Spindelmutter 11 - uns somit auch der obere Federteller 5 - schaubenförmig entlang der Längsachse der Gewindespindel 10 verlagert.
Die Platz sparende Anordnung des Elektromotors 7 in der hohlen Gewindespindel 10 ermöglicht den Einsatz erfindungsgemäßer höhenverstellbarer Federlager auch bei beengten Bauraumverhältnissen. Erfindungsgemäße höhen- verstellbare Federlager sind in bekannter Weise mit schaltbaren Gesperren versehen, deren Aufgabe es ist, bei abgeschaltetem Motor eine Rotation der Gewindespindel 10 zu verhindern. Hier kommen beispielsweise zweirichtungs- schaltbare Klemmrollenfreiläufe in Frage, die bei einem Momentenfluss von der Seite des Elektromotors frei geschaltet sind, jedoch bei Momentenumkehr in eine Sperrstellung gehen, in der ein Verdrehen der Gewindespindel 10 verhindert ist.
Der obere Federteller kann auch als separates Bauteil ausgebildet und auf der Spindelmutter beispielsweise fest aufgesetzt sein.
Bezugszahlenliste
1 Federlager
2 Fahrzeugaufbau
3 Radlenker
4 Schraubenfeder
5 oberer Federteller
6 unterer Federteller
7 Elektromotor
8 Planetengetriebe
9 Gewindetrieb
10 Gewindespindel
11 Spindelmutter
12 Rillenkugellager
13 Rotor
14 Sonnenrad
15 Planetenrad
16 Hohlrad
Claims
1. Höhenverstellbares Federlager (1 ) für eine zwischen einem Fahrzeugaufbau (2) und einem ungefederten Radträger oder Radlenker (3) wirksam angeordnete
Feder, insbesondere Schraubenfeder (4), mit einem Elektromotor (7) und einem Gewindetrieb (8), dessen über den Elektromotor (7) angetriebene Gewindespindel (10) mit einer auf der Gewindespindel (10) schraubenförmig drehbar angeordneten Spindelmutter (1 1 ) zusammenarbeitet, die einen Federteller (5) zur Lagerung eines Endes der Feder trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der
Elektromotor (7) innerhalb der hohlen Gewindespindel (10) angeordnet ist, und über ein Planetengetriebe (8) die Gewindespindel (10) antreibt.
2. Höhenverstellbares Federlager nach Anspruch 1 , bei dem die die hohle Gewin- despindel (10) drehfest mit einem Hohlrad (16) des Planetengetriebes (8) versehen ist, wobei ein Sonnenrad (14) des Planetengetriebes (15) drehfest mit einem Rotor (13) des Elektromotors (7) versehen ist.
3. Höhenverstellbares Federlager nach Anspruch 1 , bei dem die hohle Gewinde- spindel (10) an einem Maschinenteil des Fahrzeugaufbaus axial und radial gelagert ist.
4. Höhenverstellbares Federlager nach Anspruch 1 , bei dem der drehfest mit der Spindelmutter (11 ) verbundene Federteller (5) über Reibkraft drehfest an der Feder abgestützt ist.
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