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Patent Searching and Data


Title:
LINEAR ACTUATOR AND DEVICE FOR ADJUSTING THE HEIGHT OF A VEHICLE STRUCTURE COMPRISING SUCH A LINEAR ACTUATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/014914
Kind Code:
A1
Abstract:
A linear actuator (1), with a locking device (3), the locking sleeve (13) of which has a slotted guide track (17), which is formed along a stroke axis of the linear actuator, for a cam (18) engaging in the slotted guide track (17), wherein the locking sleeve (13) is provided with locking stops (22, 23, 24) arranged in a plurality of axial positions along the stroke axis, characterized in that the inner circumference of the locking sleeve (13) has at least one slotted guide pocket (25) which extends merely over a partial circumference of the locking sleeve and the pocket edge (26) of which bounds the slotted guide track (17), wherein at least one slotted guide island (27, 28) is provided which is positioned inside the slotted guide pocket (25), can be completely bypassed by the cam (18) and is provided with one of the locking stops (22, 23, 24).

Inventors:
WÜBBOLT-GORBATENKO BENJAMIN (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/100600
Publication Date:
January 25, 2018
Filing Date:
July 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60G17/015; B60G17/005
Domestic Patent References:
WO2016004932A12016-01-14
Foreign References:
DE102014206142A12015-02-19
DE102014215420A12015-02-19
DE102015224862A12017-06-14
DE102014206142A12015-02-19
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Claims:
Patentansprüche

1 . Linearaktor (1 ), mit einer Verriegelungseinrichtung (3), deren Verriegelungshülse (13) mit einer entlang einer Hubachse des Linearaktors ausgebildeten Kulissenbahn (17) für einen in die Kulissenbahn (17) eingreifenden Nocken (18) aufweist, wobei die Verriegelungshülse (13) mit entlang der Hubachse in mehreren axialen Lagen angeordneten Verriegelungsanschlägen (22, 23, 24) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungshülse (13) an ihrem Innenumfang wenigstens eine Kulissentasche (25) aufweist, die sich lediglich über einen Teilumfang der Verriegelungs- hülse erstreckt und deren Taschenrand (26) die Kulissenbahn (17) begrenzt, wobei wenigstens eine innerhalb der Kulissentasche (25) gelegene Kulisseninsel (27, 28) vorgesehen ist, die von dem Nocken (18) vollständig umfahrbar ist und die mit einem der Verrieglungsanschlage (22, 23, 24) versehen ist. 2. Linearaktor nach Anspruch 1 , dessen Verriegelungshülse (13) an ihrem Innenumfang die in sich geschlossen ausgebildete Kulissentasche (25) aufweist, wobei wenigstens zwei innerhalb der Kulissentasche (25) gelegene Kulisseninseln (27, 28) vorgesehen sind, deren erste Kulisseninsel (27) an ihrem Außenumfang einen mittleren Verriegelungsabschnitt (23) und deren zweite Kulisseninsel (28) einen unteren Verrie- gelungsabschnitt (24) der Verriegelungsanschläge aufweist, wobei beide Kulisseninseln (27, 28) von dem Nocken (18) vollständig umfahrbar sind.

3. Linearaktor (1 ) nach Anspruch 1 , dessen erste Kulisseninsel (27) mit einer ersten und dessen zweite Kulisseninsel (28) mit einer zweiten Schaltrampe (29, 30) für den Nocken (18) versehen ist, wobei die erste und die zweite Schaltrampe (29, 30) gegenläufige Steigungen aufweisen.

4. Linearaktor nach Anspruch 3, dessen erste Schaltrampe (29) mit ihrem zu der zweiten Kulisseninsel (28) hin abfallenden Ende in Umfangsrichtung gesehen innerhalb ei- ner umfangsseitigen Erstreckung der zweiten Schaltrampe (30) angeordnet ist.

5. Linearaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, deren Taschenrand (26) die Kulissenbahn (17) begrenzt sowie einen oberen Verriegelungsanschlag (22) dieser Ver- riegelungsanschläge bildet, wobei der obere Verriegelungsanschlag (22) zu beiden Umfangsseiten je eine obere Schaltrampe (31 ,32) für den Nocken (18) anschließt, wobei die beiden oberen Schaltrampen (31 , 32) eine gegenläufige Steigung aufweisen.

6. Linearaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen Verriegelungsanschläge (22, 23, 24) sämtlich entlang der Hubachse axial fluchtend hintereinander angeordnet sind. 7. Linearaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Kulissentasche (25) in den axialen Richtungen entlang der Hubachse begrenzt ist einerseits durch den oberen Verriegelungsanschlag (22) und andererseits durch eine untere Schaltrampe (33).

8. Linearaktor nach den Ansprüchen 3 und 7, dessen erste und zweite und die untere Schaltrampe (29, 30, 33) axial entlang der Hubachse hintereinander angeordnet sind, wobei die untere Schaltrampe (33) und die axial benachbarte Schaltrampe (30) mit gegenläufiger Steigung angeordnet sind.

9. Linearaktor nach Anspruch 8, dessen zweite Schaltrampe (30) mit ihrem zu der un- teren Schaltrampe (33) hin abfallenden Ende in Umfangsrichtung gesehen innerhalb einer umfangsseitigen Erstreckung der unteren Schaltrampe (33) angeordnet ist.

10. Linearaktor (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dessen einstückig gebildete Verriegelungshülse (13) einen äußeren geschlossenen Mantel (34) aufweist, an dessen Innenumfang die Kulissentasche (25) gebildet ist.

1 1 . Linearaktor nach den Anspruch 10, dessen Taschenrand (26) und ein Taschenboden (35) der Kulissentasche (25) durch Material des Mantels (34) gebildet ist. 12. Linearaktor nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , der eine zwischen axial einander benachbart angeordneten Kulisseniseln (27, 28) angeordnete Zwischenrampe (36) für den Nocken (18) aufweist, um den Nocken (18) in axiale Überdeckung mit der zweiten Schaltrampe (30) der zweiten Kulisseninsel (28) zu verfahren.

13. Linearaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Hubeinrichtung (2), deren erstes Hubteil (1 1 ) und zweites Hubteil (12) entlang der Hubachse relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind, wobei die Verriegelungseinrichtung (3) die Hubeinrichtung (2) an mehreren axialen Lagen formschlüssig überbrückt.

14. Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit einem Linearaktor

(I ) nach Anspruch 13, dessen Hubeinrichtung (2) entweder zwischen einer Fahr- werksfeder und einem Fahrzeugaufbau oder zwischen einem Radträger und der Fahrzwerksfeder wirksam angeordnet ist.

15 . Vorrichtung nach Anspruch 14, deren Hubeinrichtung (2) durch einen Gewindetrieb (4) gebildet ist, der eine entlang der Hubachse angeordnete, das erste Hubteil

(I I ) bildende Gewindespindel (7) sowie eine das zweite Hubteil (12) bildende Spin- delmutter (6) aufweist.

Description:
Linearaktor und Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit einem derartigen Linearaktor

Die Erfindung betrifft einen Linearaktor sowie eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit einem derartigen Linearaktor.

Aus DE 102014206142 A1 ist ein Linearaktor nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Der Linearaktor kann Stellbewegungen entlang einer Hubachse durchführen. Eine Verriegelungseinrichtung verriegelt den Linearaktor in mehreren wählbaren axialen Lagen jedenfalls in einer Belastungsrichtung entlang der Hubachse. Die Verriegelungseinrichtung weist eine Kulissenbahn auf, in die mehrere Nocken eingreifen. Die Verriegelungseinrichtung weist Verriegelungsanschläge auf, gegen die die Nocken in der jeweils gewählten Lage anschlagen. Konstruktionsbedingt können die unterschiedlichen axialen Lagen nur nacheinander angefahren werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, die ein schnelleres Anfahren einer gewählten Niveaulage ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch den Linearaktor gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Linearaktors sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der erfindungsgemäße Linearaktor ist für alle Anwendungen geeignet, in denen der Linearaktor dauerhaft in einer gewählten axialen Lage eine Last tragen muss; insbesondere eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus kann mit einem erfindungsgemäßen Linearaktor versehen sein, der die Last des Fahrzeugaufbaus zumindest anteilig tragen kann. In dieser Anwendung können an einem vierräd- rigen Fahrzeug insgesamt vier Linearaktoren eingesetzt werden, die anteilig das Gewicht des Fahrzeugaufbaus tragen, auch wenn der Linearaktor abgeschaltet ist. Der erfindungsgemäße Linearaktor kann Teil einer Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus sein und entweder zwischen dem Fahrzeugaufbau und Fahr- werksfeder oder zwischen Fahrwerksfeder und Radträger angeordnet sein. Im ersten Fall kann der erfindungsgemäße Linearaktor am oberen Federteller der Fahrwerksfe- der angeordnet sein; im zweiten Fall kann der erfindungsgemäße Linearaktor am unteren Federteller der Fahrwerksfeder angeordnet sein.

Der erfindungsgemäße Linearaktor ist mit einer Verriegelungseinrichtung versehen, die den Linearaktor in mehreren axialen Lagen verriegeln kann. Eine Verriegelungs- hülse der Verriegelungseinrichtung ist mit einer Kulissenbahn versehen für einen Nocken. Die Verriegelungshülse ist mit entlang der Hubachse in mehreren axialen Lagen angeordneten Verriegelungsanschlägen versehen, gegen die der Nocken in der gewählten axialen Lage anschlagen kann. Der Nocken kann entlang der Hubachse in dem Sinn verfahren, dass er parallel zur Hubachse verfahrbar sowie um die Hubachse herum schwenkbar ist. Die Kulissenbahn ist entsprechend ausgeführt. In der Anschlagsituation überträgt der Linearaktor Lasten entlang der Hubachse über die Verriegelungseinrichtung.

Die Verriegelungshülse ist an ihrem Innenumfang mit wenigstens einer Kulissenta- sehe versehen, die sich lediglich über einen Teilumfang der Verriegelungshülse erstreckt und deren Taschenrand die Kulissenbahn begrenzt. Es ist wenigstens eine innerhalb der Kulissentasche gelegene Kulisseninsel vorgesehen, die von dem Nocken vollständig umfahrbar ist, und die mit einem der Verriegelungsanschläge versehen ist. Die Kulissentasche ist bevorzugt in sich geschlossen ausgebildet. Sie kann an einer Stelle aus Gründen einer erleichterten Montage durch eine Einführungsöffnung unterbrochen sein, um den Nocken in die Kulissentasche einzuführen. Nach dem Einführen des Nockens kann die Einführungsöffnung soweit geschlossen werden, dass der Nocken nicht mehr aus der Kulissentasche herausfahren kann; diese Kulissentasche ist in diesem Sinn ebenfalls in sich geschlossen ausgeführt.

Der Nocken verschwenkt lediglich innerhalb der in sich geschlossenen Kulissentasche um die Hubachse in einem Winkelbereich, der durch die Taschenbreite in Umfangs- richtung bestimmt ist. Die Kulissentasche erstreckt sich demzufolge lediglich über ein Teil des Umfangs der Verriegelungshülse. Vorzugsweise ist die Breite in Umfangsrich- tung so ausgelegt, dass drei Kulissentaschen über den Umfang verteilt angeordnet werden können, wobei ausreichend Material der Verriegelungshülse zwischen um- fangsseitig einander benachbart angeordneten Kulissentaschen vorhanden ist, um eine benötigte Stabilität der Verriegelungshülse zu gewährleisten.

In bekannter weise kann der Linearaktor einen oberen Verriegelungsanschlag aufweisen, der in erfindungsgemäßer Weiterbildung von dem Taschenrand der Kulissen- tasche gebildet ist. Dieser Taschenrand begrenzt zugleich die Kulissenbahn.

Vorzugsweise sind wenigstens zwei innerhalb der Kulissentasche gelegene Kulisseninseln vorgesehen, deren erste Kulisseninsel an ihrem Außenumfang einen mittleren und deren zweite Kulisseninsel einen unteren der Verriegelungsanschläge auf- weist, wobei beide Kulisseninseln von dem Nocken vollständig umfahrbar sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Linearaktor kann jede der axialen Lagen direkt angefahren werden, ohne dass ein Abfahren der einzelnen axial entlang der Hubachse angeordneten Verriegelungsanschläge erforderlich ist. Der erfindungsgemäße Linearaktor kann eine Vielzahl von Verriegelungspositionen entlang der Hubachse einnehmen. Wenn beispielsweise drei Verriegelungspositionen gewünscht sind, werden der erwähnte obere Verriegelungsanschlag und die beiden Kulisseninseln mit dem mittleren und dem unteren Verriegelungsanschlag benötigt. Wenn weitere Verriegelungspositionen gewünscht sind, werden entsprechend weitere erste Kulisseninseln mit Verriege- lungsanschlägen in der Kulissentasche axial hintereinander liegend angeordnet. In diesem Fall weisen die Vielzahl von ersten axial hintereinander angeordneten Kulisseninseln jeweils in unterschiedlicher axialer Lage angeordnete mittlere Verriegelungsanschläge auf. Die erste Kulisseninsel kann mit einer ersten und dessen zweite Kulisseninsel kann mit einer zweiten Schaltrampe für den Nocken versehen sein, wobei die erste und die zweite Schaltrampe gegenläufige Steigungen aufweisen. Die Anordnung von gegenläufigen Steigungen an axial einander benachbart angeordneten Schaltinseln ermög- licht unterschiedliche Verfahrwege des Nocken und das Anfahren jeder gewünschten axialen Lage.

Die erste Schaltrampe kann mit ihrem zu der zweiten Kulisseninsel hin abfallenden Ende in Umfangsrichtung gesehen innerhalb einer umfangsseitigen Erstreckung der zweiten Schaltrampe angeordnet sein. Wenn der Nocken am abfallenden Ende angelangt ist, kann er durch weiteres Verfahren entlang der Hubachse verfahren werden und schlägt ohne weitere Stellbewegungen gegen die zweite Schaltrampe. An den oberen Verriegelungsanschlag können zu dessen beiden Umfangsseiten je eine obere Schaltrampe für den Nocken anschließen, wobei die beiden oberen Schaltrampen eine gegenläufige Steigung aufweisen. Je nach zurückgelegtem Verfahrweg des Nockens kann dieser an der einen oder an der anderen Schaltrampe anschlagen und daran entlang bis zu dem oberen Verriegelungsanschlag entlang bewegt werden.

Die Verriegelungsanschläge können sämtlich entlang der Hubachse axial fluchtend hintereinander angeordnet sein. Diese Anordnung ist fertigungstechnisch und wirtschaftlich günstig. In den verriegelten Lagen ist sichergestellt, dass die Nocken immer eine einheitliche Drehlage bezogen auf die Hubachse einnehmen.

Die Kulissentasche kann in den axialen Richtungen entlang der Hubachse einerseits begrenzt sein durch den oberen Verriegelungsanschlag und andererseits durch eine untere Schaltrampe. In diesem Fall bildet der Taschenrand die untere Schaltrampe. Die erste, die zweite und die untere Schaltrampe können axial entlang der Hubachse hintereinander angeordnet sein, wobei die zweite Schaltrampe und die untere Schaltrampe mit gegenläufiger Steigung angeordnet sind. Die zweite Schaltrampe kann mit ihrem zu der unteren Schaltrampe hin abfallenden Ende in Umfangsrichtung gesehen innerhalb einer umfangsseitigen Erstreckung der unteren Schaltrampe angeordnet sein. Diese Anordnung begünstigt das schnelle Anfahren des unteren Verriegelungsanschlages sowohl aus der mittleren als auch aus der oberen Lage. Zwischen axial einander benachbart angeordneten Kulisseninseln kann eine Zwischenrampe für den Nocken angeordnet sein, um den Nocken in axiale Überdeckung mit der Schaltrampe der einer der beiden Kulisseninsel zu verfahren. Diese Zwischenrampe kann auf einfache Art und Weise direkt an dem Taschenrand der Kulissenta- sehe ausgebildet sein. An die beiden Enden der Zwischenrampe kann die zur

Hubachse parallel angeordnete Taschenwand anschließen.

Die einstückig gebildete Verriegelungshülse kann einen äußeren geschlossenen Mantel aufweisen, an dessen Innenumfang die Kulissentasche gebildet ist. In diesem Fall kann am Innenumfang Material des Mantels entfernt oder durch Umformen verdrängt werden werden, so dass die Kulissentasche gebildet ist. Material des Mantels bildet in diesem Fall den Taschenrand der Kulissentasche, der die Kulissenbahn begrenzen kann. In diesem Fall können der Taschenrand und ein Taschenboden der Kulissentasche durch Material des Mantels gebildet sein. Ebenso können die die Kulisseninseln durch Material des Mantels auf diese Weise gebildet sein. Die erfindungsgemäße Verriegelungshülse kann einteilig und einstückig ausgeführt sein, also wie„aus einem Guss". Die erfindungsgemäße Verriegelungshülse kann in wirtschaftlich günstiger Weise durch Kneten und Rollieren hergestellt werden. Die am Innenumfang vorgesehene Kulissenbahn kann beispielsweise im Knetverfahren hergestellt werden. Knet- verfahren zählen zu den Freiformverfahren; beispielsweise kann mit dem Rundkneten eine gezielte Wanddickenänderung von Rohren erzeugt werden. Am Innenumfang von Rohren oder Hülsen können auf diese Weise Funktionsflächen hergestellt werden, die erfindungsgemäß als Kulissenbahn ausgeführt sind. Der äußere umfangsseitig über seine axiale Erstreckung geschlossene Mantel bietet einerseits Schutz vor Eindringen von Fremdstoffen in die Verriegelungshülse; andererseits ist der Mantel Träger der Kulissenbahn sowie der vollständig umfahrbaren Kulisseninseln. Der erfindungsgemäße Linearaktor kann eine Hubeinrichtung enthalten, beispielsweise zum Heben eines Fahrzeugaufbaus. Ein erstes Hubteil und ein zweites Hubteil sind entlang der Hubachse relativ zueinander verschiebbar angeordnet. Relativverschie- bungen entlang der Hubachse gehen im Fall eines Niveauverstellers mit einer Niveauverstellung des Fahrzeugaufbaus einher.

Diese Hubeinrichtung kann einerseits an den Fahrzeugaufbau und andererseits rad- trägerseitig angeschlossen sein. Diese Anordnung ist zweckmäßig, wenn die Hubeinrichtung an den unteren höhenverstellbaren Federteller angebunden ist. Die Hubeinrichtung kann in einer alternativen Anordnung einerseits am Fahrzeugaufbau gelagert und andererseits an dem oberen Federteller angebunden sein. Diese Anordnung ist bei höhenverstellbaren oberen Federtellern zweckmäßig. Die beiden Hubteile sind beispielsweise durch elektromotorischen Antrieb relativ zueinander entlang der Hubachse verschieblich.

Diese Hubeinrichtung kann durch einen Gewindetrieb gebildet sein, wobei die beiden Hubteile durch eine Gewindespindel und eine Spindelmutter gebildet sein können. Die Gewindespindel oder die Spindelmutter als eines der beiden Hubteile kann von einem Drehantrieb wie beispielsweise von einem Elektromotor mittels eines Riemen-, Ketten- , Zahnradantriebs oder dergleichen drehangetrieben und axial fest in einem Gehäuse aufgenommen sein. Das andere Hubteil kann drehfest und axial verlagerbar gegenüber dem einen Hubteil gelagert sein, so dass unter Betätigung des Gewindetriebs ei- ne axiale Verlagerung der Hubteile zueinander erfolgt.

Zur besseren Lastübertragung und zum Schutz der Hubeinrichtung ist die oben beschriebene, die Hubeinrichtung formschlüssig überbrückende Verriegelungseinrichtung vorgesehen. In einer Verriegelungsposition können Kräfte beispielsweise zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Rädern über die Verriegelungseinrichtung übertragen werden. Die Hubeinrichtung ist in einer Verriegelungsposition vom Gewicht des Fahrzeugaufbaus entlastet.

Die Hubeinrichtung kann durch einen Gewindetrieb gebildet sein, der eine entlang der Hubachse angeordnete, das erste Hubteil bildende Gewindespindel sowie eine das zweite Hubteil bildende Spindelmutter aufweist. Der Gewindetrieb ist vorzugsweise durch einen Kugelgewindetrieb gebildet ist, dessen Kugeln an schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Kugelrillen der Spindelmutter und der Gewindespindel abwälzen. Mit derartigen Kugelgewindetrieben können zuverlässige Stellbewegungen des Linearaktors durchgeführt werden.

In allen Anwendungen mit dauernder Belastung des Linearaktors ermöglicht die Ver- riegelungseinrichtung also eine zuverlässige Halteposition in einer der axialen Lagen. Insbesondere bei Verwendung von Kugelgewindetrieben als Hubeinrichtung werden die Kugeln druckentlastet, die an Kugelrillen der Spindelmutter und der Gewindespindel abwälzbar angeordnet sind. Während der Verstellung übertragen die Kugeln das Gewicht des Fahrzeugaufbaus.

Das vorzugsweise als Verriegelungsring ausgebildete Anschlagelement des erfindungsgemäßen Linearaktors kann drehbar und axial unverschieblich an dem ersten Hubteil der Hubeinrichtung gelagert sein. Der Verriegelungsring kann an seinem Umfang mehrere der über den Umfang verteilt angeordneten Nocken aufweisen. Die Ver- riegelungshülse kann axial an dem zweiten Hubteil gelagert sein.

Wenn unter Betätigung des Gewindetriebs die Nocken axial weg von den Verriegelungsanschlägen verlagert werden, kann der Verriegelungsring gegenüber der Verriegelungshülse verschwenken. Unter der Keilwirkung zwischen Nocken und Schaltram- pe verdreht der Verriegelungsring soweit in Umfangsrichtung, bis seine Nocken ausgerichtet sind für den Eingriff mit an der Verriegelungshülse ausgebildeten Verriegelungsanschlägen, oder für das Entlangleiten entlang eines weiteren Abschnitts der Kulissenbahn. Erfindungsgemäße Linearaktoren können ebenso wie die bekannten Linearaktoren mit Steuerkanten versehene Verriegelungseinrichtungen aufweisen. Diese Steuerkanten dienen dazu, die Nocken auf die Verriegelungsanschläge einzusteuern und auszurichten, sofern dies erforderlich ist. Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung sind folgende Bauteile in der nachstehend beschriebenen Weise miteinander verbunden: Der drehbar und in Bezug auf die Gewindespindel axial fest aufgenommene Verriegelungsring ist mit den über den Umfang verteilt angeordneten Nocken versehen. Die Verriege- lungshülse ist axial fest gegenüber der Spindelmutter . Vorteilhafte erfindungsgemäße Vorrichtungen weisen sowohl im Fall einer drehangetriebenen Spindelmutter als auch im Fall einer drehangetriebenen Gewindespindel zwei Gruppen von Bauteilen auf, deren Bauteile axial unbeweglich zueinander angeordnet bleiben:

Die eine Gruppe weist eine Fahrzeugadaption zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Fahrzeug auf, sowie die Gewindespindel und den Verriegelungsring. Die Fahrzeugadaption kann beispielsweise eine Adapterhülse umfassen, auf der die Gewindespindel montiert ist. Diese Adapterhülse kann in einigen Anwendungsfällen mit einem Dämpferrohr verbunden sein.

Die andere Gruppe weist die Spindelmutter auf, sowie die Verriegelungshülse.

Im Fall einer drehangetriebenen Spindelmutter ist die Verriegelungshülse gegenüber der Spindelmutter in axialer Richtung zwar abgestützt, jedoch kann die Spindelmutter gegenüber der Verriegelungshülse um die Spindelachse drehen. Die Spindelmutter und die Verriegelungshülse können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein; in diesem Fall ist die Spindelmutter in dem Gehäuse drehbar gelagert. Während einer Niveauverstellung verfährt diese Gruppe von Bauteilen relativ zur Fahrbahn und hebt oder senkt den Fahrzeugaufbau.

Im Fall einer drehangetriebenen Gewindespindel kann die Verriegelungshülse drehfest mit der Spindelmutter angeordnet sein. Vorzugsweise weist das Anschlagelement drei über den Umfang verteilt angeordnete Nocken auf, denen in jeder axialen Lage jeweils ein Verriegelungsanschlag zugeordnet ist. Auf diese Wiese können axiale Druckkräfte entlang der Hubachse einwandfrei übertragen werden. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt 1 1 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit einem erfindungsgemäßen Linearaktor in perspektivischer Darstellung und aufgebrochen,

Figur 2 Bauteile aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung,

Figur 3 weitere Bauteile aus Figur 1 im Längsschnitt,

Figur 4 eine Baugruppe des Linearaktors aus Figur 1 in

perspektivischer Darstellung,

Figur 5 einen Längsschnitt durch die Baugruppe aus Figur 4,

Figuren 6 bis 1 1 Schaltfolgen des Linearaktors. Die Figuren 1 , 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus mit einem erfindungsgemäßen Linearaktor 1 , der im Ausführungsbeispiel eine einen Fahrzeugaufbau hebende Hubeinrichtung 2 aufweist sowie eine Verriegelungseinrichtung 3, die die Hubeinrichtung 2 an mehreren axialen Lagen formschlüssig überbrückt.

Der in der Figur 1 skizzierte Linearaktor 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen einem Fahrzeugaufbau (nicht abgebildet) und einem Radträger (nicht abgebildet) am unteren Federteller einer Fahrwerksfeder angeordnet; Die Hubeinrichtung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Gewindetrieb 4 gebildet ist, und zwar durch ei- nen Kugelgewindetrieb 5. Der Kugelgewindetrieb 5 weist eine Spindelmutter 6 sowie eine Gewindespindel 7 auf. In bekannter Weise sind Kugeln zwischen der Spindelmutter 6 und der Gewindespindel 7 angeordnet, die in einem endlosen Kugelkanal endlos umlaufen. Der endlose Kugelkanal wird gebildet durch schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Kugelrillen der Spindelmutter 6 und der Gewindespindel 7 und durch einen hier nicht weiter abgebildeten Umlenkkanal, in dem die Kugeln von einem Anfang zu einem Ende der schraubenförmigen Kugelrillen umgelenkt werden. Die Figur 1 zeigt eine radträgerseitig angeordnete Adapterhülse 8 der Vorrichtung, auf der der erfindungsgemäße Linearaktor 1 in diesem Ausführungsbeispiel angeordnet ist. Auf der Adapterhülse 8 ist die hohle Gewindespindel 7 unbeweglich gehaltert. Die Gewindespindel 7 bildet ein erstes Hubteil 1 1 und die Spindelmutter 6 bildet ein zweites Hubteil 12 der Hubeinrichtung 2.

Ein Elektromotor 9 treibt die Spindelmutter 6 drehend an. Der Linearaktor 1 weist ein Gehäuse 10 auf, in dem der Kugelgewindetrieb 5, die Verriegelungseinrichtung 3 so- wie eine Antriebsverbindung zwischen Elektromotor 9 und die darin drehbar gelagerte Spindelmutter 6 untergebracht sind. Am Gehäuse 10 ist ein nicht abgebildeter unterer Federteller abgestützt, der eine Fahrwerksfeder (nicht abgebildet) trägt. Unter Betätigung des Linearaktors 1 verfährt das erste Hubteil 1 1 gegenüber dem zweiten Hubteil 12 entlang einer Hubachse, so dass der Fahrzeugaufbau angehoben oder abgesenkt wird. In diesem Ausführungsbeispiel verlagern gegenüber der radträgerseitigen Adapterhülse 8: das Gehäuse 10 mit der Spindelmutter 6 sowie mit dem Elektromotor 9, der an dem Gehäuse 10 gehaltert ist.

Die auf das Gehäuse 10 wirkende Last des Fahrzeugaufbaus wird in einer gewählten Niveaulage des Fahrzeugaufbaus über die Verriegelungseinrichtung 3 zunächst in die Gewindespindel 7 und anschließend in die Adapterhülse 8 geleitet und radträgerseitig abgestützt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen deutlich ein als Verriegelungsring 16 ausgebildetes An- schlagelement 19 der Verriegelungseinrichtung 3. Der Verriegelungsring 16 ist mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Nocken 18 versehen. Der Verriegelungsring 16 ist über ein Lager 20 drehbar und axial unverschieblich an der Gewindespindel 7 gelagert. Figur 4 zeigt das als Gehäuseflansch 21 ausgebildete Gehäuse 10, das eine Verriegelungshülse 13 der Verriegelungseinrichtung 3 umfasst. Die Verriegelungshülse 13 ist an ihrem Innenumfang mit einer entlang der Hubachse des Linearaktors ausgebildeten Kulissenbahn 17 für den in die Kulissenbahn 17 eingreifenden Nocken 18 (Figur 2) versehen, wobei die Verriegelungshülse 13 mit entlang der Hubachse in mehreren axialen Lagen angeordneten Verriegelungsanschlägen 22, 23, 24 versehen ist.

Die Verriegelungshülse weist 13 an ihrem Innenumfang drei über den Umfang verteilt angeordnete, in sich geschlossen ausgebildete Kulissentaschen 25 auf. Ein in sich geschlossen ausgeführter Taschenrand 26 begrenzt die Kulissenbahn 17 und bildet den oberen Verriegelungsanschlag 22.

Innerhalb der Kulissentasche 25 sind zwei Kulisseninseln 27, 28 gelegen, deren erste Kulisseninsel 27 an ihrem Außenumfang einen mittleren und deren zweite Kulisseninsel 28 einen unteren der Verriegelungsanschläge 23, 24 aufweist, wobei beide Kulisseninseln 27, 28 von dem Nocken vollständig umfahrbar sind.

Die erste Kulisseninsel 27 ist mit einer ersten Schaltrampe 29 und die zweite Kulis- seninsel 28 ist mit einer zweiten Schaltrampe 30 für den Nocken 18 versehen. Die beiden Schaltrampe 29, 30 weisen gegenläufige Steigungen auf.

Die erste Schaltrampe 29 ist mit ihrem zu der zweiten Kulisseninsel 28 hin abfallenden Ende in Umfangsrichtung gesehen innerhalb einer umfangsseitigen Erstreckung der zweiten Schaltrampe 30 angeordnet ist.

An den oberen Verriegelungsanschlag 22 schließt zu beiden Umfangsseiten je eine obere Schaltrampe 31 , 32 für den Nocken 18 an, wobei die beiden oberen Schaltrampen 31 , 32 eine gegenläufige Steigung aufweisen.

Sämtliche Verriegelungsanschläge 22, 23, 24 sind entlang der Hubachse axial fluchtend hintereinander angeordnet.

Die Kulissentasche 25 ist in den axialen Richtungen entlang der Hubachse begrenzt einerseits durch den oberen Verriegelungsanschlag 22 und andererseits durch eine untere Schaltrampe 33. Die erste und die zweite und die untere Schaltrampe 29, 30, 33 sind axial entlang der Hubachse hintereinander angeordnet. Die zweite Schaltrampe 30 und die untere Schaltrampe 33 sind mit gegenläufiger Steigung angeordnet. Die zweite Schaltrampe 30 ist mit ihrem zu der unteren Schaltrampe 33 hin abfallenden Ende in Umfangsrichtung gesehen innerhalb einer umfangsseitigen Erstreckung der unteren Schaltrampe 33 angeordnet.

Axial zwischen den beiden Kulisseninseln 27, 28 ist eine Zwischenrampe 36 am Ta- schenrand 26 ausgebildet, Wenn der Nocken 18 entlang der Zwischenrampe 36 aufwärts verfährt, wird er dabei so verdreht, dass er über der zweiten Schaltrampe 30 angeordnet ist. An beide Enden der Zwischenrampe 36 ist der Taschenrand 26 in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Hubachse angeordnet. Es ist wahlweise denkbar, die Schaltrampen 32 und 36 an einer gemeinsamen Schrägen des Taschenran- des auszubilden.

Die einstückig gebildete Verriegelungshülse 13 weist einen äußeren geschlossenen Mantel 34 auf, an dessen Innenumfang die Kulissentaschen 25 ausgebildet sind. Der Taschenrand 26 und ein Taschenboden 35 der Kulissentasche 25 sind durch Material des Mantels 34 gebildet.

Die Schaltwege des Linearaktors 1 werden anhand der Figuren 6 bis 1 1 erläutert. Hier sind die Schaltwege beispielhaft auf die Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus bezogen. Die Schaltwege sind in allen Anwendungen des Linearaktors gleich. Alle Figuren 6 bis 1 1 zeigen die Kulissentasche 25 mit dem eingreifenden Nocken 18.

Figur 6 zeigt eine axiale Lage des Linearaktors in einer unteren Lage des Fahrzeugbaus sowie den Verfahrweg des Nocken 18 in eine mittlere Lage des Fahrzeugauf- baus. Der Nocken 18 liegt zunächst am oberen Verriegelungsanschlag 22 an. Unter Betätigung des Gewindetriebs 4 verfahren die Gewindespindel und die Spindelmutter relativ zueinander, wobei der drehbar an der Gewindespindel gelagerte Verriegelungsring mit seinen Nocken 18 entlang und parallel zu der Hubachse relativ verfährt und in der Abbildung in Richtung auf die erste Kulisseninsel 27 verlagert wird und dort an die erste Schaltrampe 29 anschlägt.

Der Nocken 18 gleitet entlang der ersten Schaltrampe 29 abwärts unter Verdrehung des Verriegelungsrings um die Hubachse. Nach dem Verlassen der ersten Schaltrampe 29 verfährt der Nocken 18 weiter abwärts parallel zur Hubachse in Richtung auf die zweite Kulisseninsel 28. Die zweite Schaltrampe 30 überragt die erste Schaltrampe 29 in Umfangsrichtung; der Nocken 18 schlägt an der zweiten Schaltrampe 30 an deren höher gelegenem Ende an und verfährt entlang der zweiten Schaltrampe 30 abwärts. Etwa in der Mitte der zweiten Schaltrampe 30 ist der Nocken 18 exakt unter dem mittleren Verriegelungsanschlag 23 der ersten Kulisseninsel 27 angeordnet.

Nun erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs 4 unter eine Relativverschiebung des Nockens 18 entlang der Hubachse in gegenläufiger Richtung. Der No- cken verlagert sich parallel zur Hubachse in Richtung auf die erste Kulisseninsel 27 und schlägt an dem mittleren Verriegelungsanschlag 23 an.

Figur 7 zeigt den Schaltweg des Nockens von der unteren Lage des Fahrzeugaufbaus in die obere Lage des Fahrzeugaufbaus. Der Nocken 18 liegt zunächst am oberen Verriegelungsanschlag 22 an. Unter Betätigung des Gewindetriebs 4 verfahren die Gewindespindel und die Spindelmutter relativ zueinander, wobei der drehbar an der Gewindespindel gelagerte Verriegelungsring mit seinen Nocken 18 entlang und parallel zu der Hubachse relativ verfährt und in der Abbildung in Richtung auf die erste Kulisseninsel 27 verlagert wird und dort an die erste Schaltrampe 29 anschlägt.

Der Nocken 18 gleitet entlang der ersten Schaltrampe 29 abwärts unter Verdrehung des Verriegelungsrings um die Hubachse. Nach dem Verlassen der ersten Schaltrampe 29 verfährt der Nocken 18 weiter abwärts parallel zur Hubachse in Richtung auf die zweite Kulisseninsel 28. Die zweite Schaltrampe 30 überragt die erste Schaltrampe 29 in Umfangsrichtung; der Nocken 18 schlägt an der zweiten Schaltrampe 30 an deren höher gelegenem Ende an und verfährt entlang der zweiten Schaltrampe 30 abwärts. Am tiefer gelegenen Ende der zweiten Schaltrampe verfährt der Nocken 18 parallel zur Hubachse abwärts in Richtung auf die untere Schaltrampe 33, die die zweite Schaltrampe in Umfangsrichtung überragt. Der Nocken 18 verfährt entlang der unteren Schaltrampe 33. Etwa in der Mitte der unteren Schaltrampe 33 liegt der Nocken unter dem unteren Verriegelungsanschlag 24. Unter Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs 4 verfährt nun der Nocken 18 aufwärts in Richtung auf die zweite Kulisseninsel und schlägt an den unteren Verriegelungsanschlag 24 der zweiten Kulisseninsel an. Figur 8 zeigt den Schaltweg des Nockens von der mittleren Lage des Fahrzeugaufbaus in die untere Lage des Fahrzeugaufbaus. Zunächst liegt der Nocken 18 an dem mittleren Verriegelungsanschlag 23 an. Unter Betätigung des Gewindetriebs 4 verfährt der Nocken 18 abwärts, bis er an die zweite Schaltrampe 30 der zweiten Kulisseninsel anschlägt. Am unteren Ende der zweiten Schaltrampe angelangt erfolgt eine Drehrich- tungsumkehr des Gewindetriebs 4 und der Nocken 18 verfährt aufwärts entlang des in diesem Abschnitt parallel zur Hubachse ausgebildetenTaschenrands 26. Schließlich schlägt der Nocken 18 an die obere Schaltrampe 31 an und verfährt entlang dieser Schaltrampe 31 bis zum Anschlagen an den oberen Verriegelungsanschlag 22. Figur 9 zeigt den Schaltweg des Nockens 18 von der mittleren Lage des Fahrzeugaufbaus in die obere Lage des Fahrzeugaufbaus. Zunächst liegt der Nocken 18 an dem mittleren Verriegelungsanschlag 23 an. Unter Betätigung des Gewindetriebs 4 verfährt der Nocken 18 abwärts, bis er an die zweite Schaltrampe 30 der zweiten Kulisseninsel 28 anschlägt. Am unteren Ende der zweiten Schaltrampe 30 angelangt verfährt der Nocken 18 entlang des Taschenrandes 26 abwärts in Richtung auf die untere Schaltrampe 33, die die zweite Schaltrampe in Umfangsrichtung überragt. Der Nocken 18 verfährt entlang der unteren Schaltrampe 33. Etwa in der Mitte der unteren Schaltrampe 33 liegt der Nocken unter dem unteren Verriegelungsanschlag 24. Unter Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs 4 verfährt nun der Nocken 18 aufwärts in Richtung auf die zweite Kulisseninsel und schlägt an den unteren Verriegelungsanschlag 24 der zweiten Kulisseninsel 28 an. Figur 10 zeigt den Schaltweg des Nockens 18 von der oberen Lage des Fahrzeugaufbaus in die mittlere Lage des Fahrzeugaufbaus. Zunächst liegt der Nocken 18 an dem unteren Verriegelungsanschlag 24 an. Unter Betätigung des Gewindetriebs 4 verfährt der Nocken 18 zunächst abwärts und schlägt gegen die untere Schaltrampe 33 und verfährt entlang der unteren Schaltrampe 33 bis zum Taschenrand 26. Unter Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs verfährt der Nocken 18 aufwärts entlang des parallel zur Hubachse angeordneten Taschenrandes 26. Schließlich schlägt der Nocken 18 an die Zwischenrampe 36, die axial, also in Richtung der Hubachse gesehen zwischen den beiden Kulisseninseln 27, 28 angeordnet ist. Der Nocken 18 verfährt entlang der Zwischenrampe 36 und wird dabei so verdreht, dass er über der zweiten Schaltrampe 30 angeordnet ist. Nun erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs 4 und der Nocken 18 verfährt abwärts und schlägt gegen die zweite Schaltrampe 30 der zweiten Kulisseninsel 28. Nun verfährt der Nocken 18 entlang der zweiten Schaltrampe 30 abwärts. Etwa in der Mitte der zweiten Schaltrampe 30 ist der Nocken 18 exakt unter dem mittleren Verriegelungsanschlag 23 der ersten Kulisseninsel 27 angeordnet.

Nun erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs 4 unter eine Relativverschiebung des Nockens 18 entlang der Hubachse in gegenläufiger Richtung. Der Nocken verlagert sich parallel zur Hubachse in Richtung auf die erste Kulisseninsel 27 und schlägt an dem mittleren Verriegelungsanschlag 23 an.

Figur 1 1 zeigt den Schaltweg des Nockens 18 von der oberen Lage des Fahrzeugaufbaus in die obere Lage des Fahrzeugaufbaus. Zunächst liegt der Nocken 18 an dem unteren Verriegelungsanschlag 24 an. Unter Betätigung des Gewindetriebs 4 verfährt der Nocken 18 zunächst abwärts und schlägt gegen die untere Schaltrampe 33 und verfährt entlang der unteren Schaltrampe 33 bis zum Taschenrand 26. Unter Drehrichtungsumkehr des Gewindetriebs verfährt der Nocken 18 aufwärts entlang des parallel zur Hubachse angeordneten Taschenrandes 26. Schließlich schlägt der Nocken 18 an die Zwischenrampe 36 und verfährt entlang der Zwischenrampe 36 bis er weiter paral- lel zur Hubachse entlang des Taschenrandes 26 aufwärts verfährt. Schließlich schlägt der Nocken 18 gegen die obere Schaltrampe 32 und verfährt unter Verdrehung des Verriegelungsrings entlang der oberen Schaltrampe, bis er schließlich gegen den oberen Verriegelungsanschlag 22 anschlägt. Der Linearaktor 1 kann demzufolge mit geeigneten Schaltfolge aus einer gegebenen axialen Lage in jede andere vorgesehene axiale Lage verfahren werden, ohne dass ein Abfahren von gegebenenfalls dazwischen gelegenen weiteren axialen Lagen er- forderlich ist.

Bezugszeichenliste

1 Linearaktor

2 Hubeinrichtung

3 Verriegelungseinrichtung

4 Gewindetrieb

5 Kugelgewindetrieb

6 Spindelmutter

7 Gewindespindel

8 Adapterhülse

9 E-Motor

10 Gehäuse

1 1 erstes Hubteil

12 zweites Hubteil

13 Verriegelungshülse

14

15

16 Verriegelungsring

17 Kulissenbahn

18 Nocken

19 Anschlagelement

20 Lager

21 Gehäuseflansch

22 oberer Verriegelungsanschlag

23 mittlerer Verriegelungsanschlag

24 unterer Verriegelungsanschlag

25 Kulissentsche

26 Taschenrand

27 erste Kulisseninsel

28 zweite Kulisseninsel

29 erste Schaltrampe

30 zweite Schaltrampe

31 obere Schaltrampe obere Schaltrampe untere Schaltrampe Mantel

Taschenboden Zwischenrampe