DE102009058027B4

DE102009058027B4 - Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus

Info

Publication number: DE102009058027B4
Application number: DE102009058027.1A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dennerlein; Mark LAUGER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2029-12-12
Also published as: DE102009058027A1

Abstract

Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus umfassend ein zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Radträger angeordnetes Federbein mit einer zwischen einem oberen und einem unteren Federteller verspannten Feder, wobei ein Federteller oder ein den Fahrzeugaufbau aufnehmender Auflageteller über ein Stellmittel in seiner Höhe verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (7) eine räumlich getrennt zum Federbein (3) angeordnete Pumpe (8) umfasst, die über einen über wenigstens einen Motor (9) angetriebenen Kugelgewindetrieb (10) betrieben wird, wobei die Pumpe (8) über eine Hydraulik- oder Pneumatikleitung (11) mit wenigstens einem dem linear bewegbar geführten Auflageteller (22) oder dem linear bewegbar geführten Federteller (5) zugeordneten Aufnahmeraum (12) zur Aufnahme eines hydraulischen oder pneumatischen Mediums verbunden ist, wobei der Kugelgewindetrieb (10) zur Betätigung der Kolbenbewegung eines Kolbens einer der Pumpe (8) zugehörigen Zylinder-Kolben-Einheit dient und der Kolben durch die Spindel (16) oder die Mutter (20) des Kugelgewindetriebs (10) gebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus, umfassend ein zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Radträger angeordnetes Federbein mit einer zwischen einem oberen und einem unteren Federteller verspannten Feder, wobei ein Federteller oder ein den Fahrzeugaufbau aufnehmender Auflageteller über ein Stellmittel in seiner Höhe verstellbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Höhenverstellvorrichtungen bzw. Niveauregulierungen für Kraftfahrzeuge sind dem Stand der Technik in einer Vielzahl an Ausgestaltungen zu entnehmen und daher grundsätzlich bekannt. Insbesondere in modernen Kraftfahrzeugen kann über diese Vorrichtungen beispielsweise eine Fahrwerkseinstellung entsprechend den Wünschen des Fahrers erfolgen. So kann der Fahrer zum Beispiel ein so genanntes Sport-Programm auswählen, bei welchem der Fahrzeugaufbau nach unten gesetzt wird.
Konstruktiv sind diese Systeme regelmäßig so ausgelegt, dass der die Höhenverstellung bewirkende Aktuator sich unmittelbar am Federbein befindet, was zu Problemen hinsichtlich des sehr begrenzten zur Verfügung stehenden Bauraums führen kann.
DE 101 44 111 A1 betrifft eine elektromechanische Niveauregulierung eines Kraftfahrzeugs mit einer zwischen einer karosserieseitigen und einer radträgerseitigen Anlagestelle gelagerten Feder, wobei die erste Anlagestelle über eine von einem Elektroantrieb, der mit einem als Spindeltrieb ausgebildeten Gewindetrieb zusammenwirkt, gegenüber der Karosserie in ihrer Höhe verstellbar ist. Hierbei ist dem Elektroantrieb eine Spindel zugeordnet, die mit einer fest an der ersten Anlagestelle angeordneten Spindelmutter kämmt. Der Elektroantrieb ist unmittelbar an der karosserieseitigen Anlagestelle angeordnet, sonach baut das System in horizontaler Richtung weit auf.
Aus WO 2008/148746 A1 ist ein höhenverstellbares Federlager für eine zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radträger angeordnete Feder mit einem an das Federlager angeschlossenen Aktuator in Form eines Elektromotors zur Höhenverstellung des Federlagers bekannt, wobei der Aktuator und das verstellbare Federlager auf der Seite des ungefederten Radträgers angeordnet sind, was ebenfalls zu einer problematischen Anordnung bei begrenzt verfügbarem Bauraum führen kann.
Weiterhin ist eine Höhenverstellvorrichtung für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen aus DE 10 2007 004 747 A1 bekannt. Hierzu ist ein an einem Dämpferrohr in sich drehbar gelagertes, axial unverschiebbar gehaltenes inneres Hülsenelement vorgesehen, das bei einer Betätigung der Höhenverstellung eine koaxial zum Hülsenelement angeordnete Außenhülse so verlagert, dass damit auch ein Federteller axial verstellbar ist. Das innere Hülsenelement sowie die Außenhülse sind prinzipiell als Kugelgewindetrieb ausgeführt, wobei das innere Hülsenelement als lagefeste Gewindespindel und die Außenhülse als entlang dieser bewegbare Mutter dient. Ein als Aktuator dienender Elektromotor ist hierbei ähnlich der oben erwähnten Anordnung aus WO 2008/148746 vorgesehen.
Indes betrifft die europäische Patentanmeldung EP 1 970 226 A2 eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem Federbein, bestehend aus einer zwischen Federtellern angeordneten Feder und einem Stoßdämpfer, wobei ein Federteller relativ zum Fahrzeugaufbau verschiebbar geführt und über einen Aktuator derart in seiner axialen Lage veränderlich ist. Neben der eigentlichen Feder ist zusätzlich eine so genannte Speicherfeder vorgesehen, die eine der Feder entgegengesetzte Federkraft aufweist und welche sich einerseits am Fahrzeugaufbau und andererseits an dem verschiebbaren Federteller abstützt. Die Anordnung des Aktuators befindet sich dabei außerhalb des Federbeins, gleichwohl ist die Verwendung zweier Federn mit entgegengesetzten Federkräften ausgesprochen aufwändig.
Die DE 32 23 195 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Verstellen der Höhenlage der Karosserie eines Kraftfahrzeuges, mit zumindest einem Hydraulikzylinder, dessen mit Druck beaufschlagbarer Kolben zumindest eine Tragfeder abstützt, wobei das Kraftfahrzeug eine hydraulische Einrichtung mit einer motorbetriebenen Pumpe und einer Vorlaufleitung zu einem Steuerventil der open-center Bauart sowie eine Rücklaufleitung zu einem drucklosen Vorratsbehälter aufweist, wobei der Hydraulikzylinder über ein willkürlich steuerbares Wegeventil mit der Vorlaufleitung verbunden ist, welches Wegeventil in einer Mittelstellung M den Hydraulikzylinder absperrt, in einer Hochstellung H diesen mit der Vorlaufleitung und in einer Tiefstellung T mit dem Vorratsbehälter verbindet.
Die DE 44 26 682 A1 zeigt ein elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem für Kraftfahrzeuge, mit einem mittels eines Betätigungspedals betätigbaren Hauptbremszylinder, mit durch eine elektronische Steuereinheit steuerbaren Bremsdruckgebern, an die Radbremsen des Fahrzeuges direkt angeschlossen sind und die über mittels Ventileinrichtungen absperrbare hydraulische Verbindungen mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit mindestens einer Sensoreinrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches sowie mit mindestens einer mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulatorkammer. Um die Funktion eines derartigen Systems, insbesondere die Dynamik der Bremsdruckgeber bei gleichzeitiger Verkürzung der Ansprechzeit des Gesamtsystems zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Ventileinrichtungen als Elektromagnetventile ausgebildet sind, die durch die elektronische Steuereinheit zeitverzögert ansteuerbar sind, wobei an die Druckräume der Bremsdruckgeber Niederdruckspeicher angeschlossen sind, die in der Lösestellung der Bremsdruckgeber mit den Radbremsen in Verbindung gebracht werden.
Die DE 101 53 007 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Höhenverstellung des Aufbaus eines Kraftfahrzeuges, mit einer Radaufhängung mit einem aus Tragfeder und Stoßdämpfer bestehenden Federbein, wobei die Tragfeder und der Stoßdämpfer über Dämpfungsmittel am Aufbau abgestützt sind und die Tragfeder über ein durch Fluiddruck verstellbares, am Aufbau angeordnetes Stellglied mit einem verschiebbaren Kolben relativ zum Aufbau höhenverstellbar ist, ist zur Aufrechterhaltung der räumlichen Lage zwischen der Tragfeder und der Kolbenstange des Stoßdämpfers das Dämpferlager des Stoßdämpfers in den Kolben des Stellgliedes integriert.
Die DE 103 53 025 A1 zeigt ein Federungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem hydraulischen Stellglied, das eine Aufbaubewegung des Kraftfahrzeugs beeinflusst und das über eine erste Hydraulikleitung mit einer Hydraulikpumpe(, die über einen Motor angetrieben ist, verbunden ist, und einer Speichereinheit , die zur Aufnahme von Hydrauliköl vorgesehen ist und über eine zweite Hydraulikleitung mit der Hydraulikpumpe verbunden ist, wobei der Motor als Elektromotor ausgeführt ist und dieser einen Rotor aufweist, der mit der Hydraulikpumpe gekoppelt ist und der in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, so dass Hydrauliköl entweder in das hydraulische Stellglied oder in die Speichereinheit förderbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus anzugeben, die auch bei sehr beengten Platzverhältnissen einsetzbar und zudem einfach konstruiert ist.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus der eingangs genannten Art vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, dass das Stellmittel eine räumlich getrennt zum Federbein angeordnete Pumpe umfasst, die über einen über wenigstens einen Motor angetriebenen Kugelgewindetrieb betrieben wird, wobei die Pumpe über eine Hydraulik- oder Pneumatikleitung mit wenigstens einem dem linear bewegbar geführten Auflageteller oder dem linear bewegbar geführten Federteller zugeordneten Aufnahmeraum zur Aufnahme eines hydraulischen oder pneumatischen Mediums verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus nimmt demnach sehr wenig Bauraum ein. Dem Stellmittel ist eine Pumpe zugeordnet, welche jedoch nicht im unmittelbaren Bereich des Federbeins, sondern räumlich getrennt dazu, insbesondere zu den in ihrer Höhe verstellbaren Komponenten, nämlich dem Auflage- oder Federteller, angeordnet ist. Bei der Pumpe handelt es sich um eine hydraulische oder pneumatische Pumpe, welche über eine entsprechende Hydraulik- oder Pneumatikleitung mit wenigstens einem dem Auflage- oder Federteller zugeordneten Aufnahmeraum zur Aufnahme des hydraulischen oder pneumatischen Arbeitsmediums verbunden ist. Die Höhenverstellung des Auflage- oder Federtellers erfolgt über eine im Weiteren näher ausgeführte Linearführung, welche als wesentliches Element den Aufnahmeraum für das entsprechende hydraulische oder pneumatische Medium aufweist und eine lineare Bewegung des Auflage- oder Federtellers in vertikaler Richtung entlang der Federachse ermöglicht.
Grundsätzlich handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung also nicht um eine elektromechanische Vorrichtung, bei der, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ein in der Regel über einen Elektromotor motorisch betriebene Spindel-Mutter-Antrieb bzw. Kugelgewindetrieb die Höhenverstellung des Fahrzeugs bewirkt, sondern um ein, insbesondere geschlossenes, hydraulisches oder pneumatisches System.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn der Kugelgewindetrieb zur Betätigung der Kolbenbewegung eines Kolbens einer der Pumpe zugehörigen Zylinder-Kolben-Einheit dient. Sonach ist die Pumpe im Wesentlichen als Zylinder-Kolben-Einheit ausgebildet, wobei der Kugelgewindetrieb den dieser zugehörigen Kolben betätigen, das heißt axial verschieben kann. Derart wird das hydraulische oder pneumatische Arbeitsmedium durch die Leitung entsprechend in einen Aufnahmeraum bewegt oder von diesem abgezogen, mit anderen Worten also Druck oder Fluss aufgebaut. Hierzu ist zwischen dem axial beweglichen Abschnitt des Kugelgewindetriebs, der entweder durch Mutter oder Spindel gebildet ist, und dem Kolben eine geeignete, stabile Verbindung gewährleistet, die die axiale Bewegung des beweglichen Abschnitts des Kugelgewindetriebs auf den Kolben überträgt. Der jeweils lagefeste Abschnitt des Kugelgewindetriebs dient der Kopplung mit einem motorseitigen Abtriebselement, zum Beispiel einer Welle. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Kolben durch die Spindel oder die Mutter des Kugelgewindetriebs selbst gebildet ist, da insofern ein separater Kolben eingespart werden kann und sich eine Reduzierung an Bauteilen ergibt. Die Anordnung von Dichtungselementen am Kolben bzw. am den Kolben bildenden Teil des Kugelgewindetriebs, welche ein Eintreten des Arbeitsmediums in den Bereich hinter den Kolben verhindern, ist hierbei in der Regel erforderlich.
Der Antrieb der Pumpe erfolgt über wenigstens einen motorangetriebenen Kugelgewindetrieb, wobei je nach Ausführung entweder die Mutter oder die Spindel des Kugelgewindetriebs mit einer dem Motor zugehörigen Abtriebswelle verbunden ist. Gegebenenfalls kann die Pumpe bzw. der Kugelgewindetrieb innerhalb der Pumpe auch über mehrere Motoren betrieben werden, falls dies beispielsweise bei einem erhöhten Leistungsbedarf erforderlich sein sollte.
Der Motor kann dabei der Pumpe direkt zugeordnet, ihr also eigen sein, oder zusätzlich bzw. ursprünglich anderen Fahrzeugkomponenten zugeordnet sein, wobei sein Betrieb über eine Steuereinrichtung gesteuert wird. Bei dem innerhalb der Pumpe angeordneten Kugelgewindetrieb handelt es sich um einen gängigen Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer Mutter, der jedoch hinsichtlich seines Materials derart ausgewählt ist, dass er eventuelle auftretenden Wechselwirkungen, zum Beispiel einem korrosiven Angriff, mit dem hydraulischen oder pneumatischen Arbeitsmedium standhält. Hierzu kann auch eine schützende Beschichtung der dem Arbeitsmedium exponierten Bereiche des Kugelgewindetriebs dienen.
Die verwendete Hydraulik- oder Pneumatikleitung ist hinsichtlich ihres Materials sowie ihrer Materialstärke so ausgebildet, dass sie zum einen keine Wechselwirkungen mit dem jeweiligen Arbeitsmedium zeigt und zum anderen den beim Betrieb der Vorrichtung auftretenden Drücken standhält.
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, sowohl dem Auflageteller als auch dem unteren Federteller einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines hydraulischen oder pneumatischen Mediums zuzuordnen, wodurch sich ein in der Summe noch größerer Hubweg des Fahrzeugaufbaus ergeben kann. Hierbei können die Aufnahmeräume über Leitungen mit einer oder mit jeweils einer motorisch betriebenen Pumpe verbunden sein.
In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Aufnahmeraum entweder zwischen dem Auflageteller und dem oberen Federteller angeordnet ist, wobei der Auflageteller relativ zum oberen Federteller linear bewegbar geführt ist, oder dass der Aufnahmeraum zwischen dem unteren Federteller und einem am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller angeordnet ist, wobei der untere Federteller relativ zum am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller linear bewegbar geführt ist. Mithin ergeben sich dadurch also zwei Möglichkeiten der Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus, welche im Wesentlichen von der Positionierung des Aufnahmeraums abhängen. Befindet sich der Aufnahmeraum eher fahrzeugaufbauseitig, also zwischen Auflageteller und oberem Federteller, erfolgt die Höhenverstellung über eine axiale Bewegung des Auflagetellers nach oben, wobei der obere Federteller unverändert in seiner axialen Position verbleibt. Befindet sich der Aufnahmeraum jedoch im unteren Bereich des Federbeins, ist also zwischen unterem Federteller und einem am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller angeordnet, erfolgt die Höhenverstellung über eine axiale Bewegung des unteren Federtellers relativ zum am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller, der in seiner axialen Position unverändert bleibt. Mit anderen Worten ist der Aufnahmeraum demnach grundsätzlich an zwei Stellen anordbar und zwar zum einen im oberen Bereich des Federbeins und zum anderen im unteren Bereich des Federbeins, wodurch sich jeweils eine Relativbewegung unterschiedlicher Komponenten ergibt, welche jedoch im Ergebnis gleichermaßen den Fahrzeugaufbau entweder anhebt oder absenkt.
Wie oben erwähnt, können im Bedarfsfall eines besonders großen Hubwegs des Fahrzeugaufbaus auch zwei Aufnahmeräume im oberen und unteren Bereich des Federbeins zweckmäßig sein, wobei sich bezüglich deren Anordnung und Wirkungsweise nichts ändert.
Der Aufnahmeraum ist vorteilhaft als ein zylinderförmiger Ringraum ausgebildet. Natürlich ist es auch möglich, dem Aufnahmeraum andere als kreisrunde Grundflächen zugrunde zu legen, worunter beispielsweise eine oval geformte, mithin also verzerrte, Ringform fällt. Wichtig ist, dass eine Bodenfläche des zylinderförmigen Ringraums geschlossen ist, sich also bei einem Längsschnitt durch diesen ein im Wesentlichen U-förmiges, in nur eine Richtung geöffnetes Profil ergibt. Selbstverständlich ist der Gesamthubweg aber wesentlich durch die Höhe des zylinderförmigen Ringraums beeinflusst, weshalb bei großen Hüben entsprechend hohe Ausführungen des zylinderförmigen Ringraums realisiert werden sollten.
In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich der zylinderförmige Ringraum vom Auflageteller in Richtung des oberen Federtellers, wobei der obere Federteller wenigstens abschnittsweise kolbenartig in diesen eingreift. Daneben kann es aber auch sein, dass sich der zylindrische Ringraum vom oberen Federteller in Richtung des Auflagetellers erstreckt und ein dem Auflageteller zugeordneter kolbenartiger Vorsprung wenigstens abschnittsweise in diesen eingreift, wobei es sich um eine um 180° gedrehte Anordnung handelt. Anders gesagt ist es also möglich, den zylinderförmigen Ringraum mit seiner Öffnung in Richtung des oberen Federtellers oder des Auflagetellers anzuordnen. Hieraus ergibt sich ferner, dass der zylinderförmige Ringraum bevorzugt als Zylinder einer Zylinder-Kolben-Einheit erachtet werden kann, wobei der Zylinder durch ihn selbst und der im Zylinderraum axial bewegbare Kolben je nach Anordnung entweder durch den oberen Federteller oder durch einen am Auflageteller von dem Fahrzeugaufbau wegragenden Vorsprung, jeweils abschnittsweise in den durch den Ringraum gebildeten Zylinder eingreifend, gebildet sein kann. Diese Ausführungen beziehen sich jeweils auf die vorgenannte Anordnung des Aufnahme- bzw. Ringraums im oberen Bereich des Federbeins.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass sich der zylinderförmige Ringraum vom am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller in Richtung des unteren Federtellers erstreckt und der untere Federteller wenigstens abschnittsweise kolbenartig in diesen eingreift, oder dass sich der zylinderförmige Ringraum vom unteren Federteller in Richtung des am Federbein lagefest angeordneten Auflagetellers erstreckt und ein dem am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller zugeordneter kolbenartiger Vorsprung wenigstens abschnittsweise in diesen eingreift. Von dieser Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung des Aufnahme- bzw. Ringraums im unteren Bereich des Federbeins betroffen. Auch hier ist der zylinderförmige Ringraum als Zylinder einer Zylinder-Kolben-Einheit aufzufassen. Die Öffnung des zylinderförmigen Ringraums kann also in Richtung des unteren Federtellers zeigen, wobei sich der untere Federteller wenigstens abschnittweise kolbenartig in den zylinderförmigen Ringraum erstreckt. Alternativ dazu kann der zylinderförmige Ringraum um 180° gedreht angeordnet sein, wodurch seine Öffnung in Richtung des am Federbein lagefest angeordneten Auflagetellers zeigt. In diesem Falle ist ein am am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller entsprechender kolbenartiger Vorsprung ausgebildet, der sich wenigstens abschnittsweise in den Zylinderraum erstreckt.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der Motor, der besonders bevorzugt als Elektromotor ausgebildet ist, über wenigstens ein Sperrmittel sperrbar. Das wenigstens eine Sperrmittel greift dabei zum Beispiel an dem motorseitigen Abtriebselement, zum Beispiel einer Welle, an, welches entweder blockiert oder durch eine Kupplung oder dergleichen vom motorseitigen Antriebselement entkoppelt wird. Durch die Sperrung des Abtriebselements ist im Weiteren auch die der Pumpe zugehörige Zylinder-Kolben-Einheit gesperrt, da sich der Kolben, wie oben beschrieben, in Verbindung mit dem Kugelgewindetrieb befindet oder selbst durch Teile dessen gebildet ist. Infolge der Geschlossenheit des hydraulischen oder pneumatischen Systems und der Verbindung der Pumpe mit dem oder den Aufnahmeräumen über die entsprechenden Leitungen ist derart auch der Auflageteller bzw. der untere Federteller nicht mehr bewegbar und somit die gesamte Vorrichtung gesperrt. Natürlich können auch mehrere, gegebenenfalls sogar unterschiedliche Sperrmittel zur Sperrung des Motors vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist das den Motor sperrende Sperrmittel als Schlingfedersperre oder Rollenfreilauf ausgebildet.
Zweckmäßig ist es überdies, zwischen Motor und Kugelgewindetrieb ein Übersetzungsgetriebe zwischenzuschalten. Hierzu kommen sämtliche bekannten Getriebearten in Frage, wobei lediglich beispielhaft und nicht abschließend Planeten- oder Schneckengetriebe, Stirnradstufen sowie Riemen- oder Kettentriebe aufgezählt werden. Durch die Verwendung eines Übersetzungsgetriebes kann zum Beispiel die axiale Verschiebung des Kolbens der pumpenseitigen Zylinder-Kolben-Einheit beschleunigt werden und somit die Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus schneller erfolgen. Gleichermaßen kann über ein Übersetzungsgetriebe ebenso eine Feinjustierung der Höhenverstellung ermöglicht oder erleichtert werden.
Von besonderem Vorteil ist es ferner, die Hydraulik- oder Pneumatikleitung flexibel auszugestalten, da sich derart noch größere Freiheitsgrade hinsichtlich der Anordnung der Pumpe ergeben. So kann sich die Pumpe bei geeigneter Länge der Hydraulik- oder Pneumatikleitung beispielsweise im Motorraum befinden, wodurch sich weiterhin, wie eingangs erwähnt, die Möglichkeit ergeben kann, diese mit einem anderen, zusätzlich eine andere Vorrichtung antreibenden Motor anzutreiben. Somit ist es nicht zwingend notwendig, dass die Pumpe selbst einen eigenen Motor umfasst. Als in Frage kommendes, die Leitung bildendes Material sind vornehmlich aber nicht ausschließlich hinreichend elastische Gummimischungen anführbar.
Sperrmittel können, bevorzugt als elektromagnetisch ansteuerbare Ventile, in vorteilhafter Weise auch innerhalb der Hydraulik- oder Pneumatikleitung vorgesehen sein, wobei denkbar ist, mehrere Sperrmittel innerhalb der Leitung anzuordnen. Durch den Einsatz derartiger Sperrmittel kann der Fluss in der Leitung unterbrochen bzw. gestoppt werden, was im Weiteren den Kolben an einer axialen Bewegung hindert. Daneben kann derart der Rückfluss des im Aufnahmeraum befindlichen Arbeitsmediums in die Pumpe kontrolliert oder gehindert werden. Wichtig ist, dass es sich bei den Sperrmitteln in Gestalt von Ventilen um so genannte Zweiwegeventile handelt. Gerade elektromagnetisch ansteuerbare Ventile sind besonders zweckmäßig, da sich diese durch schnelle Reaktionszeiten auszeichnen. Gegebenenfalls kann durch die Verwendung von Sperrmitteln innerhalb der Leitung sogar auf die oben erwähnten, dem Motor zugeordneten Sperrmittel verzichtet werden.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit dem Fahrzeugaufbau in einer ersten Höhenlage,
2 eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit dem Fahrzeugaufbau in einer zweiten Höhenlage,
3 eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer dem Stellmittel zugeordneten Pumpe, und
4 eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus 2 mit dem Fahrzeugaufbau 2 in einer ersten Höhenlage dar. Die Vorrichtung 1 umfasst ein zwischen dem Fahrzeugaufbau 2 und einem nicht dargestellten Radträger angeordnetes Federbein 3 mit einer zwischen einem oberen Federteller 4 und einem unteren Federteller 5 angeordneten Feder 6. Die Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus 2 wird über ein Stellmittel 7, welches eine räumlich getrennt zum Federbein angeordnete hydraulische Pumpe 8 umfasst, die über einen über eine elektrisch betriebenen Motor 9 angetriebenen Kugelgewindetrieb 10 betrieben wird, bewerkstelligt. Ersichtlich ist die Pumpe 8 über eine Leitung 11 mit einem dem Auflageteller 22 zugeordneten, zwischen diesem und dem oberen Federteller 4 angeordneten Aufnahmeraum 12 zur Aufnahme eines hydraulischen Mediums verbunden, womit in sämtlichen Figuren ein gängiges Hydrauliköl gemeint ist. Der Auflageteller 22 ist über das Stellmittel 7 in seiner Höhe verstellbar, da er linear geführt und relativ zum oberen Federteller 4 bewegbar ist, woraus sich insgesamt eine Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus 2 ergibt.
Der Aufnahmeraum 12 ist als zylinderförmiger Ringraum 14 ausgebildet, dessen eine Bodenfläche geschlossen ist. Deshalb weist der zylinderförmige Ringraum 14 in der teilweise geschnittenen Ansicht gemäß den 1 und 2 im hier gezeigten Schnitt ein U-förmiges Profil auf. In den 1 und 2 erstreckt sich der zylinderförmige Ringraum 14 vom Auflageteller 22 in Richtung des oberen Federtellers 4, wobei der obere Federteller 4 wenigstens abschnittsweise kolbenartig in diesen eingreift, weshalb der zylinderförmige Ringraum 14 auch als Zylinder einer Zylinder-Kolben-Einheit verstanden werden kann.
Unter zusätzlichen Verweis auf 3, die eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer dem Stellmittel 7 zugeordneten Pumpe 8 zeigt, wird das erfindungsgemäße Funktionsprinzip der Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus näher beschrieben. Innerhalb der Pumpe befindet sich der Kugelgewindetrieb 10, welcher eine lagefeste, drehbare Spindel 16 mit einem kolbenartigen Abschnitt 15 aufweist. Der kolbenartige Abschnitt 15 kann als Kolben einer der Pumpe 8 zugehörigen Zylinder-Kolben-Einheit verstanden werden, deren Zylinder durch eine in der Pumpe 8 verschiebbar angeordnete zylinderförmige Hülse 17 gebildet ist. An dem dem Motor (9) zugewandten Ende der zylinderförmigen Hülse (17) ist an deren Innenwandung drehfest die dem Kugelgewindetrieb 10 ebenso zugehörige Mutter 20 angebracht. Natürlich umfasst der Kugelgewindetrieb 10 weiterhin zwischen Gewinde 16 und Mutter 20 wälzende Wälzkörper 23, die über einen hier nicht gezeigten Rücklauf stets an der für den Betrieb erforderlichen Stelle befindlich sind. Am kolbenartigen Abschnitt 15 des Gewindes 16 befindet sich umfangsseitig angeordnet ein Dichtelement in Form eines O-Rings 18 zum Beispiel aus Gummi, das verhindert, dass Hydrauliköl hinter den Kolben gelangen kann.
Wird nun der Motor 9 angetrieben, überträgt dieser über die Antriebswelle 19 ein Drehmoment auf die Spindel 16, dieses bewirkt eine axiale, den Pumpenraum 21 verkleinernde Bewegung der Mutter 20 samt zylinderförmiger Hülse 17 entlang der rotierenden Spindel 16. Das Hydrauliköl wird aus dem Pumpenraum 21 durch die Leitung 11 in den zylinderförmigen Ringraum 14 gedrückt, wodurch sich der Aufnahmeraum 12 vergrößert, was eine axiale Bewegung des Auflagetellers 22 relativ zum ortsfesten oberen Federteller 4 nach sich zieht. Der Fahrzeugaufbau 2 bewegt sich somit nach oben. Diese Stellung ist in 2 dargestellt, die eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus 2 mit dem Fahrzeugaufbau 2 in einer zweiten Höhenlage zeigt, wobei die zweite Höhenlage den Fahrzeugaufbau 2 betreffend höher als die erste Höhenlage ist. Eine noch höhere Positionierung des Fahrzeugaufbaus 2 ist nicht mehr möglich, da sich wie aus 2 ersichtlich die Bodenfläche der zylinderförmigen Hülse 17 bereits bis gegen den kolbenartigen Abschnitt 15 der Pumpe 8 bewegt hat.
Ausgehend davon kann nur noch eine Absenkung des Fahrzeugaufbaus 2 erfolgen. Diese wird dadurch erreicht, dass sich die Antriebswelle 19 in entgegengesetzter Richtung dreht, wodurch die Bodenfläche der zylinderförmigen Hülse 17 von der Spindel 16 bzw. deren kolbenartigen Abschnitt 15 weg, den Pumpenraum 21 vergrößernd, bewegt wird und es derart zu einem Rückfluss des Hydrauliköls von dem zylinderförmigen Ringraum 14 in den Pumpenraum 21 kommt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 erlaubt eine stufenlose Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus 2. Hierzu sind zweckmäßigerweise nicht näher gezeigte, als Sperrmittel dienende elektromagnetisch ansteuerbare Ventile in der Leitung 11 angeordnet, die über eine entsprechende Steuereinrichtung jederzeit den Fluss von Hydrauliköl von oder in den Pumpenraum 21 hindern können, woraus sich eine Festlegung des Fahrzeugaufbaus 2 in einer gewünschten Höhe ergibt.
Dem Motor 9 sind ebenfalls Sperrmittel in Gestalt von nicht gezeigten Schlingfedersperren zugehörig, die die ihm zugeordnete Abtriebswelle 19 blockieren können und somit den Kugelgewindetrieb 10 bzw. den axial verschiebbaren kolbenartigen Abschnitt 15 blockieren. Durch dieses Sperrmittel wird bei Abschalten des Motors 9 der in diesem Moment eingestellte Hub unveränderbar festgehalten. Grundsätzlich ist es zweckmäßig, wenn das Sperrmittel bei abgeschaltetem Motor 9 sperrend wirkt.
Zwischen Motor 9 und Kugelgewindetrieb 10 ist ein bevorzugt nicht näher gezeigtes, als Übersetzungsgetriebe dienendes Planetengetriebe geschaltet, wodurch eine bestimmte Übersetzung realisierbar ist, welche insbesondere dann geeignet ist, wenn der Motor 9 wenig oder nicht genügend Drehzahl leisten kann.
Ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis von Pumpe 8 zu dem Stellmittel 7 kann auch über die jeweiligen pumpen- sowie stellmittelseitigen Querschnitte eingestellt bzw. variiert werden. So kann beispielsweise bei einem besonders breiten Querschnitt der Pumpe 8 bzw. des Pumpenraums 21 im Vergleich zu dem dem Stellmittel 7 zugeordneten zylinderförmigen Ringraum 14 bereits eine kleine axiale Verstellung des kolbenartigen Abschnitts 15 innerhalb des Pumpenraums 21 genügen, um einen vergleichsweise großen Hub des Fahrzeugaufbaus 2 in positiver oder negativer Richtung, je nach dem an der Spindel 16 anliegendem Drehmoment zu bewirken.
Abschließend zeigt 4 eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus 2, anhand welcher die räumliche Trennung von Pumpe 8 zu dem Federbein 3 bzw. dem Stellmittel 7 nochmals anschaulich dargestellt ist. Die Verbindung der Pumpe 8 mit dem Stellmittel 7 über die flexible Leitung 11 ermöglicht es, die Pumpe 8 grundsätzlich frei wählbar an einer Vielzahl von Stellen innerhalb des Fahrzeugs anzuordnen und so das Problem des begrenzten Bauraums im Bereich um das Federbein zu lösen. Ferner ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einfach aufgebaut ist und weitgehend keiner besonderer, insbesondere Bauraum einnehmender, Komponenten bedarf.
Wenngleich es in den Figuren nicht gezeigt, ist es ebenso denkbar, ergänzend oder alternativ einen Aufnahmeraum zwischen unterem Federteller 5 und einem am Federbein 3 lagefest angeordneten Auflageteller 13 anzuordnen und über eine nicht dargestellte Leitung mit der Pumpe 8 oder einer eigenen, wiederum nicht dargestellten Pumpe derart zu verbinden, dass der untere Federteller 5 relativ zum am Federbein 3 lagefest angeordneten Auflageteller 13 linear bewegbar geführt ist, wodurch sich gleichermaßen oder zusätzlich eine Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus 2 ergibt.
Ebenso in den 1, 2 nicht gezeigt, jedoch denkbar, kann es, wie weiter oben erwähnt, auch möglich sein, einen zylinderförmigen Ringraum 14 alternativ oder ergänzend zwischen dem unteren Federteller 5 und einem am Federbein 3 lagefest angeordneten Auflageteller 13 anzuordnen. Entsprechend wäre es in diesem Fall denkbar, dass sich der zylinderförmige Ringraum 14 vom am Federbein 3 lagefest angeordneten Auflageteller 13 in Richtung des unteren Federtellers 5 erstreckt und der untere Federteller 5 wenigstens abschnittsweise kolbenartig in diesen eingreift. Analog zu oben wäre auch eine entsprechend um 180° gedrehte Anordnung möglich, wonach sich der zylindrische Ringraum 14 vom unteren Federteller 5 in Richtung des am Federbeins 3 lagefest angeordneten Auflagetellers 13 erstreckt, und ein dem am Federbein 3 lagefest angeordneten Auflageteller 13 zugeordneter kolbenartiger Vorsprung wenigstens abschnittsweise in den unteren Federteller 5 eingreift.
Auch ist, wenngleich nicht gezeigt, bezogen auf die auflagetellerseitige Anordnung des Stellmittels, eine um 180° gedrehte Anordnung des zylinderförmigen Ringraums 14 denkbar, wonach sich der zylindrische Ringraum 14 vom oberen Federteller 4 in Richtung des Auflagetellers 22, sich zu diesem hin öffnend, erstreckt. In diesem Falle würde ein dem Auflageteller 22 zugeordneter kolbenartiger Vorsprung wenigstens abschnittsweise von oben in den zylinderförmigen Ringraum 14 eingreifen. Gleiches gilt für die Anordnung des Stellmittels zwischen unterem Federteller und am Federbein lagefest angeordneten Auflageteller.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Fahrzeugaufbau
3: Federbein
4: Federteller
5: Federteller
6: Feder
7: Stellmittel
8: Pumpe
9: Motor
10: Kugelgewindetrieb
11: Leitung
12: Aufnahmeraum
13: Auflageteller
14: Ringraum
15: Abschnitt
16: Spindel
17: Hülse
18: O-Ring
19: Antriebswelle
20: Mutter
21: Pumpenraum
22: Auflageteller
23: Wälzkörper

Claims

Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus umfassend ein zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Radträger angeordnetes Federbein mit einer zwischen einem oberen und einem unteren Federteller verspannten Feder, wobei ein Federteller oder ein den Fahrzeugaufbau aufnehmender Auflageteller über ein Stellmittel in seiner Höhe verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (7) eine räumlich getrennt zum Federbein (3) angeordnete Pumpe (8) umfasst, die über einen über wenigstens einen Motor (9) angetriebenen Kugelgewindetrieb (10) betrieben wird, wobei die Pumpe (8) über eine Hydraulik- oder Pneumatikleitung (11) mit wenigstens einem dem linear bewegbar geführten Auflageteller (22) oder dem linear bewegbar geführten Federteller (5) zugeordneten Aufnahmeraum (12) zur Aufnahme eines hydraulischen oder pneumatischen Mediums verbunden ist, wobei der Kugelgewindetrieb (10) zur Betätigung der Kolbenbewegung eines Kolbens einer der Pumpe (8) zugehörigen Zylinder-Kolben-Einheit dient und der Kolben durch die Spindel (16) oder die Mutter (20) des Kugelgewindetriebs (10) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) entweder zwischen dem Auflageteller (22) und dem oberem Federteller (4) angeordnet ist, wobei der Auflageteller (22) relativ zum oberen Federteller (4) linear bewegbar geführt ist, oder der Aufnahmeraum (12) zwischen dem unteren Federteller (5) und einem am Federbein (3) lagefest angeordneten Auflageteller (13) angeordnet ist, wobei der untere Federteller (5) relativ zum am Federbein (3) lagefest angeordneten Auflageteller (13) linear bewegbar geführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) als ein zylinderförmiger Ringraum (14) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zylinderförmige Ringraum (14) vom Auflageteller (22) in Richtung des oberen Federtellers (4) erstreckt und der obere Federteller (4) wenigstens abschnittsweise kolbenartig in diesen eingreift, oder dass sich der zylindrische Ringraum (14) vom oberen Federteller (4) in Richtung des Auflagetellers (22) erstreckt und ein dem Auflageteller (22) zugeordneter kolbenartiger Vorsprung wenigstens abschnittsweise in diesen eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zylinderförmige Ringraum (14) vom am Federbein (3) lagefest angeordneten Auflageteller (13) in Richtung des unteren Federtellers (5) erstreckt und der untere Federteller (5) wenigstens abschnittsweise kolbenartig in diesen eingreift, oder dass sich der zylindrische Ringraum (14) vom unteren Federteller (5) in Richtung des am Federbein (3) lagefest angeordneten Auflagetellers (13) erstreckt und ein dem am Federbein (3) lagefest angeordneten Auflageteller (13) zugeordneter kolbenartiger Vorsprung wenigstens abschnittsweise in diesen eingreift.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (9) über wenigstens ein Sperrmittel, insbesondere eine Schlingfedersperre oder Rollenfreilauf, sperrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor (9) und Kugelgewindetrieb (10) ein Übersetzungsgetriebe zwischengeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulik- oder Pneumatikleitung (11) wenigstens ein Sperrmittel, insbesondere ein elektromagnetisches ansteuerbares Ventil, umfasst.