Die Erfindung betrifft einen Linearaktuator, welcher in einer Vorrichtung zur Höhenver- Stellung eines Fahrzeugaufbaus verwendbar ist.

Eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus ist beispielsweise aus der DE 10 2014 215 420 A1 bekannt. Weitere derartige Vorrichtungen sind aus den Dokumenten DE 10 2014 206 142 A1 und WO 2015/021980 A1 bekannt. Die bekann- ten Vorrichtungen weisen Verriegelungseinrichtungen auf, welche eine verriegelte Höheneinstellung auf zwei oder drei unterschiedlichen Niveaus ermöglichen. Die Verriegelungseinrichtungen umfassen in jedem Fall drei unterschiedliche Verriegelungskomponenten, nämlich eine Führungshülse, auch als Glocke oder Hülle bezeichnet, einen Verriegelungsring und einen Rampenring, auch als Schaltring bezeichnet. Der Verriegelungsring weist mehrere Verriegelungsnocken auf, welche in Verriegelungstaschen eingreifen können, die sich in Längsrichtung, das heißt in Axialrichtung, in der Führungshülse erstrecken. Unterschiedliche Längen verschiedener Verriegelungstaschen entsprechen hierbei unterschiedlichen Höheneinstellungen der bekannten Vorrichtungen. Der Rampenring ist dazu ausgebildet, den Verriegelungsring zu ver- drehen, um dessen Zusammenwirkung mit verschiedenen Verriegelungstaschen zu ermöglichen. Insgesamt ermöglichen die bekannten Vorrichtungen eine Umschaltung zwischen verschiedenen Schaltstellungen - hier: Höheneinstellungen - nach dem sogenannten Kugelschreiberprinzip.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelten Linearaktuator anzugeben, welcher sich durch ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Betriebssicherheit, auch unter den im Kraftfahrzeug typischerweise gegebenen Belastungen, insbesondere Vibrationsbelastungen, Bauraumbedarf und Montagefreundlichkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Linearaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Der Linearaktuator weist in an sich bekanntem Grundaufbau zwei relativ zueinander linear verstellbare Baugruppen auf, wobei im Fall des Einbaus des Linearaktuators in ein verstellbares Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs eine der Baugruppen mit einem Fahrzeugaufbau und die andere Baugruppe mit einem Radträger verbunden sein kann. Um den Linearaktuator in definierten Positionen arretieren zu können, ist ein gegenüber beiden Baugruppen verdrehbarer Verriegelungsring vorgesehen, welcher an einer der Baugruppen axial gelagert ist und mehrere Schaltnocken aufweist. Diese Schaltnocken wirken mit einer Führungshülse zusam- men, welche an derjenigen Baugruppe gehalten ist, die keinen Verriegelungsring aufweist. Die Verdrehung des Verriegelungsrings bei Schaltvorgängen erfolgt mittels eines ebenfalls dem Linearaktuator zuzurechnenden Rampenrings. Erfindungsgemäß ist der Verriegelungsring durch die Kraft einer Feder in Axialrichtung belastet, wobei die Federkraft den Verriegelungsring gegen diejenige Baugruppe anfedert, an welcher der Verriegelungsring axial gelagert ist. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Baugruppe, welche eine Spindel umfasst. Bei einer Verdrehung des Rampenrings kann der Verriegelungsring zumindest geringfügig in Axialrichtung verschiebbar sein. In jedem Fall wird durch die Anfederung eine unbeabsichtigte Verdrehung des Verriegelungsrings bei Schaltvorgängen verhindert.

Das Anfedern des Verriegelungsrings gegen den Rampenring, sofern gleichzeitig ein Verschiebeweg des Verriegelungsrings in Axialrichtung, bezogen auf die mit der Längsachse des Linearaktuators übereinstimmende Mittelachse des Verriegelungsrings bereitgestellt wird, bedeutet, dass der Verriegelungsring zwei unterschiedliche, definierte axiale Positionierungen einnehmen kann: Zum einen kann der Verriegelungsring durch die Kraft der Feder an die Oberfläche des Rampenrings oder die Oberfläche eines fest mit dem Rampenring verbundenen Teils angedrückt sein. In diesem Zustand treten selbst bei Vibrationsbelastungen keine unerwünschten Verdrehungen des Verriegelungsrings auf. Zum anderen kann der Verriegelungsring durch den Rampenring von einer Auflagefläche, die am Rampenring oder einem fest mit dem Rampenring verbundenen Teil gebildet ist, abgehoben werden, was die Verdrehung des Verriegelungsrings bei Schaltvorgängen erleichtert. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass der Verriegelungsring eines Linearaktors gegenüber beiden relativ zueinander verschiebbaren, jedoch nicht verdrehbaren Baugruppen drehbar sein muss, jedoch stets eine definierte axiale Position in Relation zu einer der Baugruppen beibehalten muss. Dies bedeutet, dass der Verriege- lungsring unverschiebbar zwischen zwei Komponenten einer der beiden Baugruppen eingefügt sein muss, wobei zugleich eine Drehbarkeit des Verriegelungsrings gegeben sein soll. Eine leichtgängige Verdrehbarkeit scheidet aus, da sich der Verriegelungsring ansonsten unbeabsichtigt verdrehen könnte. Andererseits ist eine schwergängige Verdrehbarkeit des Verriegelungsrings insofern von Nachteil, als sie ein ho- hes Antriebsmoment zur zuverlässigen Verdrehung erfordert.

Dieser Zielkonflikt wird in vorteilhafter Ausgestaltung dadurch aufgelöst, dass gezielt von einer unverschiebbaren Lagerung des Verriegelungsrings in einer der Baugruppen Abstand genommen wird. Vielmehr ist der Verriegelungsring derart drehbar in o- der an einer der Baugruppen gelagert, dass in einer ersten axialen Positionierung des Verriegelungsrings dessen Verdrehung weder gewünscht ist noch unbeabsichtigt erfolgt und in einer zweiten axialen Positionierung eine leichtgängige Verdrehung des Verriegelungsrings möglich ist. Hierfür ist bereits ein geringer Verschiebeweg des Verriegelungsrings ausreichend. Vorzugsweise beträgt der in Axialrichtung des Linearak- tuators gemessene maximale Verschiebeweg des Verriegelungsrings nicht mehr als 10 %, beispielsweise zwischen 2 % und 10 %, der in derselben Richtung gemessenen Breite des Verriegelungsrings. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung existiert kein signifikanter Verschiebeweg des Verriegelungsrings. Die Anfederung des Verriegelungsrings sorgt in diesem Fall für ein in jedem Betriebszustand gegebenes definiertes Bremsmoment, welches eine unbeabsichtigte Verdrehung des Verriegelungsrings, insbesondere bei Schaltvorgängen, unterbindet.

Bei der Feder, welche den Verriegelungsring mit einer Axialkraft beaufschlagt, handelt es sich vorzugsweise um eine Wellfeder. Hinsichtlich der Verwendung von Wellfedern in verschiedenen Umgebungskonstruktionen wird beispielhaft auf die Dokumente

DE 84 22 430 U1 sowie DE 10 2014 007 866 B4 verwiesen. Prinzipiell ist zur Anfede- rung des Verriegelungsrings auch eine Anordnung aus mehreren Federn, beispielsweise Blattfedern, Tellerfedern oder Schraubenfedern, verwendbar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Linearaktuator ein Anschlag- element, welches sich an derjenigen Baugruppe befindet, an der sich nicht der Verriegelungsring befindet. Das Anschlagelement fungiert als Blockschutz und sorgt dafür, dass die Feder auch in demjenigen Betriebszustand des Linearaktuators, in dem sie maximal komprimiert ist, nicht auf Block geht. Das Anschlagelement weist vorzugsweise eine Hülsenform auf, wobei an einem zylindrischen Abschnitt ein radial nach in- nen weisender Steg angeformt ist. Eine Stirnseite, das heißt kreisscheibenförmige Fläche, dieses Steges stellt zusammen mit einer Innenwandung oder einem Teil der Innenwandung des zylindrischen Abschnitts eine Begrenzung eines Ringraums dar, in welchem die Feder, insbesondere Wellfeder, aufgenommen ist.

Auf derjenigen Stirnseite des Verriegelungsrings, welche der Feder abgewandt ist, befindet sich vorzugsweise eine Gleitlagerfläche, welche durch ein fest mit dem Rampenring verbundenes Bauteil oder durch den Rampenring selbst gebildet ist. Ist der Verriegelungsring durch die Feder an die Gleitlagerfläche gedrückt, so wird der Verriegelungsring damit in konstanter Winkellage gehalten.

Die Relativverschiebung zwischen den beiden Baugruppen des Linearaktuators erfolgt vorzugsweise mittels eines Gewindetriebs, insbesondere eines Kugelgewindetriebs. Generell ist der Linearaktuator beispielsweise elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch antreibbar.

Der Linearaktuator ist für die Verwendung in einem Personenkraftwagen ebenso wie für die Verwendung in einem Nutzfahrzeug, beispielsweise einem Lastkraftwagen, einem landwirtschaftlichen Fahrzeug oder einer Baumaschine, geeignet. Ebenso ist die Vorrichtung in stationären Anwendungen nutzbar. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Figur 1 Komponenten eines Linearaktuators in perspektivischer Darstellung,

Figur 2 in einer Schnittdarstellung ein Detail des Linearaktuators in einem ersten

Schaltzustand,

Figur 3 in einer Darstellung analog Figur 2 den Linearaktuator in einem zweiten

Schaltzustand.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Linearaktuator ist als Fahrwerkskomponente zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.

Der Linearaktuator 1 setzt sich zusammen aus zwei Baugruppen 2, 3, welche linear gegeneinander verschiebbar sind und damit eine Niveauverstellung des Kraftfahrzeugs ermöglichen. Die gemeinsame Längsachse der beiden Baugruppen 2, 3 ist mit L bezeichnet und im Wesentlichen vertikal im Fahrzeug angeordnet.

Die erste Baugruppe 2, welche ohne Beschränkung der Allgemeinheit als untere Baugruppe bezeichnet wird, weist eine Gewindespindel 4 auf, die mittels einer nicht dargestellten Spindelmutter, welche der zweiten, oberen Baugruppe 3 zuzurechnen ist, relativ zur Spindelmutter linear verstellbar ist. Die Gewindespindel 4 und die zugehöri- ge Spindelmutter sind Komponenten eines Gewindetriebs 5, nämlich Kugelgewindetriebs, welcher als Getriebe innerhalb des Linearaktuators 1 eine Rotation in eine lineare Verstellung umsetzt. Der Antrieb des Gewindetriebs 5 kann beispielsweise in Form eines Direktantriebs, das heißt getriebelos, oder über einen Riementrieb oder über ein Zahnradgetriebe erfolgen. Die Gewindespindel 4 umgibt ein Tragelement 6, welches wie die Gewindespindel 4 rohrförmig und der unteren Baugruppe 2 zuzurechnen ist. Auf einer Stirnfläche der Spindelmutter 5 liegt ein ringförmiges Gleitlagerelement 7 auf, welches mit der Baueinheit aus Gewindespindel 4 und Tragelement 6 drehfest verbunden ist. Dieses Gleit- lagerelement 7 bildet eine Auflagefläche 8 für einen Verriegelungsring 9. Der Verriegelungsring 9 weist drei radial nach außen gerichtete Schaltnocken 10 auf, die in verschiedenen Positionen an der oberen Baugruppe 3 arretieren können. In den arretierten Positionen ist jeweils eine Axialverschiebung zwischen den Baugruppen 2, 3 in einer Richtung blockiert, wodurch der zwischen den Baugruppen 2, 3 wirksame Kugel- gewindetrieb 5 mechanisch entlastet wird.

Der Verriegelungsring 9 wird durch eine Feder 1 1 , nämlich Wellfeder, in Richtung zur Gewindespindel 4 gedrückt. Die Wellfeder ist in einem Ringraum 12 angeordnet, welcher radial nach innen durch die zylindrische Umfangsfläche des Tragelementes 6 und an einer Stirnseite unmittelbar durch den Verriegelungsring 9 begrenzt ist. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite, das heißt der dem Verriegelungsring 9 abgewandten Stirnseite, ist der Ringraum 12 durch einen Steg 13 eines Anschlagelementes 14 begrenzt. Das der oberen Baugruppe 3 zuzurechnende Anschlagelement 14 ist insgesamt ringförmig gestaltet, wobei ein zylindrischer Abschnitt des Anschlagelementes 14 mit 15 bezeichnet ist. An den zylindrischen, das heißt hülsenförmigen Abschnitt 15 des Anschlagelementes 14 ist radial nach innen weisend der Steg 13 einstückig angeformt. Hierbei ragt der zylindrische Abschnitt 15 in beiden Axialrichtungen, das heißt längs der Längsachse L, über den Steg 13 hinaus, womit ein Querschnitt des Anschlagelementes 14 eine - im vorliegenden Fall asymmetrische - T-Form aufweist. Ei- ne Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 15 - in der Anordnung nach den Figuren 1 bis 3 auf der unteren Seite des Anschlagelementes 14 - ist dazu vorgesehen, im äußeren Bereich an einer Stirnfläche des Verriegelungsrings 9 anzuschlagen, während die Feder 1 1 radial innerhalb dieses Kontaktbereichs zwischen dem Anschlagelement 14 und dem Verriegelungsring 9 angeordnet ist. Selbst bei maximal möglicher Kom- pression der Feder 1 1 , das heißt bei Anschlag des insgesamt ringförmigen Anschlagelementes 14 am Verriegelungsring 9, geht die Feder 1 1 nicht auf Block. Das Anschlagelement 14 fungiert somit als Blockschutz. In der Anordnung nach Figur 2 ist der maximal mögliche axiale Abstand zwischen dem Anschlagelement 14 und dem Verriegelungsring 9 gegeben, wobei die Feder 1 1 maximal expandiert ist. Der axiale Abstand zwischen dem Anschlagelement 14 und dem Verriegelungsring 9 gibt einen Verschiebeweg V des Verriegelungsrings 9 an. Der, wie in Figur 2 skizziert, maximal in Richtung zur Gewindespindel 4 verschobene Verriegelungsring 9 liegt derart federkraftbelastet auf der Auflagefläche 8 auf, dass es selbst unter lang andauernden Vibrationsbelastungen nicht zu einer Verdrehung des Verriegelungsrings 9 gegenüber den Baugruppen 2, 3 kommt. Zur Verdrehung des Verriegelungsrings 9 ist ein Rampenring 16 vorgesehen, der, wie aus Figur 3 hervorgeht, an den Schaltnocken 10 des Verriegelungsrings 9 angreift. Der Rampenring 16 bewirkt nicht nur eine Verdrehung des Verriegelungsrings 9, sondern auch dessen Verschiebung in axialer Richtung, wobei der Verriegelungsring 9 in der Anordnung nach Figur 3 bis zum Anschlag in Richtung zum Anschlagelement 14 verschoben ist. In diesem Fall entspricht der Abstand zwischen dem Verriegelungsring 9 und dem Gleitlagerelement 7 dem maximalen Verschiebeweg V. Der Verriegelungsring 9 ist in dieser Positionierung mit einem geringen Antriebsmoment verdrehbar, um einen Übergang des Linearaktuators 1 in eine neue Arretierposition zu ermöglichen.

Bezugszeichenliste

1 Linearaktuator

2 erste Baugruppe

3 zweite Baugruppe

4 Gewindespindel

5 Gewindetrieb

6 Tragelement

7 Gleitlagerelement

8 Auflagefläche

9 Verriegelungsring

10 Schaltnocken

1 1 Feder

12 Ringraum

3 Steg

14 Anschlagelement

15 zylindrischer Abschnitt

16 Rampenring

L Längsachse

V Verschiebeweg