用于对汽车车身进行高度调节的设备的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的设备。

背景技术：

尤其为了提高机动车的离地间隙或者说在平坦的路面情况下例如为了降低空气阻力而降低其离地间隙，将用于对汽车车身进行高度调节的这种设备设置在机动车的减振支柱上、减振支柱轴承上或车轮支架上。在此，例如根据EP 2 332 756 A2能够在两个构件之间、即减振支柱的预紧的弹簧的上部的弹簧座圈和减振支柱的容纳部之间设有高度调节，或者从EP 1 953 013 A2中已知，在容纳车轮支架的构件、如套筒部件和下部的弹簧座圈之间设有高度调节。这种设备的操纵例如借助于电动马达进行，所述电动马达转动驱动传动丝杠螺纹，例如丝杠传动装置或滚珠丝杠传动装置，使得由于例如抗扭地且轴向地可移位的丝杠和由此转动驱动的轴向固定的丝杠螺母的转动运动，固定的构件相对于减振支柱的相对该构件可轴向移位的构件轴向移位，进而实现借助在上部的和下部的调节位置之间相应地调节离地间隙来实现减振支柱的进而汽车车身的基本上无级的高度调节。在此，由固定在减振支柱上的轮吸收的碰撞对传动丝杠螺纹，尤其滚珠丝杠传动装置的滚珠和其滚道产生不利的影响。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是：有利地改进这种设备，使得能够多级地跨接传动丝杠螺纹。

所述目的通过权利要求1的主题实现。其从属权利要求描述权利要求1的主题的有利的实施方式。

所提出的设备用于提升和降低汽车车身或者说提升或降低各个车桥或汽车车身，例如车体、具有相应的车身的底盘等。例如，当通过在高速情况下降低汽车车身并且在低速情况下提升汽车车身来进行速度相关的水平调节时，能够通过减少/优化空气阻力或者说空气绕流来实现燃料节约。此外，通过如下方式能够进行负载补偿或负载辅助，即在高载重量的情况下提升汽车车身、例如车辆尾部或者为了舒适地装载车辆而降低汽车车身。此外，能够通过提升或降低汽车车身来实现上坡/下坡辅助。能够通过提升车辆以实现更大的离地间隙来进行越野。能够通过降低汽车车身来实现改进的道路附着稳定性。结合相应的控制系统、例如车辆的侧倾或俯仰控制装置，能够阻止或施加俯仰运动和侧倾运动。例如能够通过如下方式根据天棚原理(Sky-Hook-Prinzip)来实现汽车车身的阻尼作用，即单独地由优选中央控制装置来控制设置在全部轮上的设备，进而每个单独的轮能够(积极)主动地匹配于特定的路面激励。

出于技术和经济的原因证实为有利的是：多个纵向位置之间的20mm至70mm或更大的行程、优选20mm至50mm的行程。纵向位置之间的调节速度有利地在5mm/sec至100mm/sec之间，优选在5mm/sec和20mm/sec之间。该设备的优选的安装位置在车辆的一个或全部车桥的减振支柱上。传动丝杠螺纹优选与减振支柱的减振器同轴地设置。在此，传动丝杠螺纹能够调节纵向位置进而调节弹簧座圈相对于减振支柱的固定的构件之间的行程。替选地，能够实现在汽车车身上的减振支柱的区域中在上部的弹簧座圈的上方的行程，例如实现在减振器管和到汽车车身的联接部之间的行程。替选地，传动丝杠螺纹能够在下部的弹簧座圈的下方设置在弹簧座圈和车轮支架之间、例如设置在轮联接部和弹簧减振器单元的联接部之间。

在一个优选的实施方式中，传动丝杠螺纹具有两个分别抗扭地与构件相关联的螺纹部件，所述螺纹部件可相互旋转地设置。螺纹部件彼此处于有效接合，也就是说，所述螺纹部件支撑如下力，所述力在构件的不同的要调节的移位位置中彼此轴向出现。有效接合的构成方案能够直接在螺纹部件的螺纹部段之间直接地构成，或者以滚珠丝杠传动装置的形式借助于在其之间滚动的滚动体、例如滚珠或辊子来构成。在此，螺纹部件可通过旋转一个螺纹部件相互轴向移位。例如，一个螺纹部件能够抗扭地且轴向可移位地设置在构件中的一个上，并且另一螺纹部件轴向固定地且可旋转地设置在另一构件上。此外，螺纹部件能够固定地、即轴向固定且抗扭地固定在一个构件上、例如固定在车轮支架上，其中另一螺纹部件旋转并且同时轴向地移位。可旋转的螺纹部件可沿两个转动方向由转动驱动装置、例如电动马达驱动，以便操纵传动丝杠螺纹。在此，螺纹部件优选地由丝杠和可旋转地容纳在所述丝杠上的丝杠螺母形成。在此，丝杠或丝杠螺母被转动驱动，其中螺纹部件轴向相互移位。例如，在丝杠转动驱动的情况下，丝杠螺母抗扭地且轴向可移位地构成，或者在丝杠螺母转动驱动的情况下，丝杠抗扭地且轴向可移位地构成，其中在下部的和上部的调节位置之间调节轴向移位、如两个构件之间的间距。在一个尤其优选的实施例中，例如丝杠能够轴向且抗扭地与一个构件、优选车轮支架连接。丝杠螺母可旋转地且轴向固定地容纳在壳体中，其中壳体包含用于预紧减振器弹簧的弹簧座圈，使得弹簧座圈相对于减振支柱移位并且由此弹簧座圈相对于减振支柱轴向地移位，并且由此能够提升和降低汽车车身的水平面。

为了保护传动丝杠螺纹，尤其螺纹部件之间的轴向加载的有效接合，在多个纵向位置处机械地跨接在上部的和下部的调节位置之间的有效接合。对此，能够设有可切换的闭锁装置，所述闭锁装置在上部的和/或下部的调节位置处和/或在其之间的任意的位置处提供有效接合的可切换的跨接。就扩展的意义而言，跨接传动丝杠螺纹能够理解为所述传动丝杠螺纹的有效接合的跨接。为了提供作用于构件的上部的和下部的调节位置之间的闭锁装置，优选地，设有三个或更多个可切换的形状配合部，所述形状配合部机械地跨接传动丝杠螺纹的有效接合。在最简单的情况下，彼此可切换地将各一个形状配合部在构件的间距最小的情况下可切换地设置在上部的纵向位置处，并且将一个形状配合部在构件的间距最大的情况下可切换地设置下部的纵向位置处和在两个纵向位置之间的中部的纵向位置处。

在所述纵向位置之间的切换根据圆珠笔原理与闭锁装置的轴向移位相关地进行，所述闭锁装置将构件相互切换。

对此，闭锁装置例如包含闭锁环，所述闭锁环可旋转地且轴向固定地容纳在丝杠上并且具有在环周上分布地设置的闭锁凸块。在与所述闭锁凸块共同作用的情况下，在丝杠螺母上轴向固定地设置有切换滑槽，闭锁凸块容纳在所述切换滑槽中并且在其中被引导。切换滑槽能够由坡形环形成，所述坡形环具有在环周上分布的切换斜面和引导套筒，所述引导套筒具有在环周上分布设置的闭锁止挡。在此，闭锁止挡设置在至少三个纵向位置的端部位置处。切换斜面轴向地与闭锁止挡相对置，所述切换斜面具有沿环周方向下降的坡度，其中切换斜面分别通过切换止挡彼此分离，所述切换止挡基本上居中地与闭锁止挡轴向相对置。

借助于转动驱动装置进行闭锁装置的控制，所述转动驱动装置使丝杠和丝杠螺母相互轴向地移位。在此，闭锁凸块在转动驱动装置沿一个转动方向运行时朝切换斜面移动，其中所述闭锁凸块旋转到纵向位置上。在转转方向反转的情况下，闭锁凸块朝闭锁止挡的方向移位并且在途中旋转，使得所述闭锁凸块在下一向回运动时位于下一切换斜面的坡度上，进而继续旋转到下一纵向位置中。闭锁凸块在闭锁止挡处机械地跨接传动丝杠螺纹。

在此，根据实施方式，丝杠或丝杠螺母由转动驱动装置来转动驱动。在此，丝杠螺母和丝杠相对彼此轴向地移位，进而根据转动驱动装置的转动方向提升汽车车身的水平面或使汽车车身的水平面下降。在此，原则上，切换滑槽也能够可旋转地容纳在丝杠螺母上。然而证实为有利的是：丝杠螺母可旋转地且轴向固定地容纳在具有转动驱动装置的壳体上，其中切换滑槽抗扭地容纳在壳体上。就此而言，丝杠能够与设备的第一构件固定地连接或集成到其中，并且壳体能够与设备的另一构件固定地连接或集成到其中。

为了缩短闭锁装置的切换时间和切换行程，设置在两个闭锁止挡之间的至少一个切换斜面相对于其余的切换斜面朝闭锁止挡的方向扩宽。这表示：一个、多个相同类型的或不同的所述切换斜面轴向相对于另外的切换斜面轴向地朝闭锁止挡的方向偏移。该优选设置在第一和第二纵向位置之间的轴向扩宽实现：必须在此期间接入第一和第三纵向位置之间的直接的切换，而没有第二纵向位置。这节约切换时间和切换行程，尤其节约转动驱动装置的多次的转动方向的反转。通过调整切换斜面的轴向的扩宽，在弃用轴向延伸的纵向槽的情况下，切换滑槽能够设有用于闭锁凸块的引导槽，所述引导槽基本上随着闭锁止挡的轴向布置。所述引导槽能够冲压到引导套筒中或者构成为引导狭口。如果引导槽仅被压入或者压上，那么坡形环能够与切换斜面一件式地构成，并且引导套筒与闭锁止挡一件式地构成。由此，设有闭合的引导套筒，所述引导套筒密封地封装传动丝杠螺纹并且设有切换滑槽和切换斜面。

根据一个优选的实施方式。每个纵向位置分别能够与在环周上分布的闭锁止挡相关联。对此，能够设有九个在环周上分布的切换斜面、三个均匀在环周上分布的闭锁凸块和九个闭锁止挡，所述切换斜面中的三个是轴向扩宽的切换斜面，其中在每个纵向位置处，各三个以120°间距围绕丝杠轴线设置的闭锁止挡设置在环周上，并且各个纵向位置的闭锁止挡设置成分别错开40°。

根据一个有利的实施方式，为了建立无瑕疵的切换功能和切换性能，切换止挡设置在闭锁止挡的环周区域中。这表示：切换止挡轴向地与闭锁止挡相对置，使得在闭锁凸块从切换止挡朝闭锁止挡的方向移动时，闭锁凸块在闭锁环旋转的情况下旋转，使得所述闭锁凸块对准下一切换斜面。在此，优选地，沿朝闭锁止挡的运动方向，轴向地在切换止挡和闭锁止挡之间设有控制斜面，所述控制斜面使闭锁凸块相对于切换止挡旋转并且对准闭锁止挡。在此，进行相对于切换止挡的相对旋转，使得在闭锁环向回运动时，在转动驱动装置的转动方向反转之后，闭锁凸块在切换斜面的坡度上朝下一切换斜面的切换止挡的方向沿环周方向旋转。

在此，为了缩短切换时间和切换行程，优选地提出，在至少一个朝闭锁止挡的方向扩宽的切换斜面处，控制斜面设置在切换滑槽的相对置的壁部上。以该方式，能够通过如下方式从第一纵向位置切换到第三纵向位置，即在转动驱动装置的转动方向相同的情况下，闭锁凸块从第三纵向位置经由至少一个扩宽的切换斜面和至少一个在环周方向上相邻的切换斜面朝与第三纵向位置相对置的切换止挡移位，并且在转动驱动装置随后反转转动方向之后朝第三纵向位置的闭锁止挡移位。通过如下方式能够从第一纵向位置切换到第二纵向位置，即在转动驱动装置的转动方向相同的情况下，闭锁凸块从第三纵向位置经由至少一个扩宽的切换斜面移位，并且闭锁凸块在达到下一切换斜面之前且在转动驱动装置的转动方向发生反转之后，移位到第二纵向位置的闭锁止挡上。

附图说明

根据图1至7中示出的实施例详细阐述本发明。在此示出：

图1示出用于对汽车车身进行高度调节的设备的3D部分视图；

图2示出在设备的调节最小的情况下图1的设备在上部的纵向位置处的部分示意图；

图3示出图1的设备在到中部的或下部的纵向位置的切换之间的分支处的部分示意图；

图4示出在设备的调节最小的情况下图1的设备在中部的纵向位置处的部分示意图；

图5示出图1的设备的部分示意图，其中凸块从图3的位置中继续运动；

图6示出图1的设备的部分示意图，其中凸块从图5的位置中继续运动；以及

图7示出在设备的调节最大的情况下图1的设备在下部的纵向位置处的部分示意图。

具体实施方式

图1示出用于对汽车车身进行高度调节的设备1的3D部分视图。该设备1例如能够是机动车的车桥的减振支柱的一部分。在此，传动丝杠螺纹2有效地设置在设备1的未示出的两个构件之间，所述两个构件可彼此沿纵向方向移位。对此，传动丝杠螺纹2——在此构成为滚珠丝杠传动装置3——具有呈丝杠6和不可见的丝杠螺母7的形式的部分螺纹4、5，所述丝杠螺母可旋转地容纳在丝杠6上。在所示出的实施例中，丝杠螺母7借助于轴向支承件轴向固定地且可旋转地容纳在壳体8中，并且在转动驱动时相对于静止的丝杠6轴向地移位。在壳体8中还容纳有转动驱动装置9，所述转动驱动装置借助于皮带10转动驱动丝杠螺母7。

丝杠6轴向可移位地且相对于壳体8抗扭地容纳在丝杠螺母7中，使得借助于转动驱动装置9，丝杠6和丝杠螺母7相对彼此轴向地移位，进而设备1的与它们连接的构件轴向地移位。在此，在沿着双箭头11的纵向方向上，在转动驱动装置9沿一个转动方向运行时，构件的间距变大，并且在沿另一转动方向运行时，设备1的构件的间距减小。

为了保护滚珠丝杠传动装置3免受轴向负荷，设有闭锁装置12，所述闭锁装置在所示出的实施例中在三个不同的纵向位置I、II、III处机械地跨接滚珠丝杠传动装置3。对此，闭锁装置12具有闭锁环13和切换滑槽14。闭锁环13轴向固定地且可转动地容纳在丝杠6上，并且以在环周上分布的方式具有闭锁凸块15。闭锁凸块15接合到切换滑槽14的引导轨道16中。切换滑槽14由引导套筒17和坡形环18形成。在引导套筒17中，以在环周之上分布的方式且交替地在纵向位置I、II、III处，在不同的轴向高度上设有闭锁止挡19、20、21。所述闭锁止挡轴向地与切换斜面22、23、24相对置，所述切换斜面具有在环周方向上对于闭锁凸块15起作用的止挡25、26、27。为了在丝杠6移位期间沿环周方向偏转闭锁环13，控制斜面28、29、30设置在各个闭锁止挡19、20、21之前。

在所示出的实施例中，设置在切换斜面22、24之间的切换斜面23轴向地朝闭锁止挡19、20的方向相对于切换斜面22、24扩宽。这在闭锁凸块15的整个走向上实现与闭锁凸块15的宽度相匹配的引导轨道16。此外，在相应地控制转动驱动装置9的转动方向的情况下，实现在闭锁止挡19和20之间的简化的切换以及在闭锁止挡19和21之间的直接的切换。

在参考图1的附图标记的情况下，图2至7示出闭锁装置12在纵向位置I、II、III处的各个闭锁状态的周期性切换的示意图。

在图2中示出闭锁装置12处于纵向位置I的闭锁位置。在此，闭锁凸块15止挡在三个在环周上分布的闭锁止挡19处，示出所述闭锁止挡中的仅一个闭锁止挡，并且在设备1的构件彼此间的间距最小的情况下跨接滚珠丝杠传动装置3。在此，实现从第一构件经由壳体8、切换滑槽14、闭锁止挡19、闭锁凸块15和闭锁环13和其在丝杠6中的支承部直接到第二构件中的力流，使得减轻滚珠丝杠传动装置3的负荷。

如果——如在图3中所示——丝杠螺母7沿第一转动方向旋转，例如根据传动丝杠螺纹2的作为右旋的螺旋方向旋转，那么闭锁凸块15从闭锁止挡19提升，并且闭锁凸块15在轴向扩宽的切换斜面23上沿箭头31、32的方向滑动到轴向地处于闭锁止挡20之下的所示出的中间位置中。根据转动驱动装置9的或丝杠螺母7的转动方向，在该中间位置处实施闭锁凸块15到切换位置II中或切换位置III中的移位。例如借助于丝杠6相对于丝杠螺母7的位置传感器，增量式地从传动丝杠螺纹2的螺纹传动比和转动驱动装置的转动角信息等中识别中间位置的方位。

图4示出在纵向位置II处进行传动丝杠螺纹2的跨接的切换。对此，例如沿左旋进行转动驱动装置9的转动方向反转，并且丝杠6进而闭锁凸块15沿箭头33的方向移位到闭锁止挡20处。

图5至7示出在切换位置III处进行传动丝杠螺纹2的跨接的替选的切换。在此，根据图5，保持转动方向，例如右旋，使得闭锁凸块15沿箭头34的方向移位到切换斜面24处。随后——如在图6中所示——闭锁凸块15沿着切换斜面24沿箭头35的方向滑动到切换止挡26处。在该部位进行转动驱动装置9的转动方向的反转，并且——如在图7中所示——闭锁凸块在沿箭头36的方向移位之后止挡在纵向位置III的闭锁止挡21处。

用于完成周期性的切换的、从纵向位置III到纵向位置I的切换位置的变换通过重新反转转动驱动装置9的转动方向来进行，例如右旋。在此，在切换斜面22处的闭锁凸块15移位到切换止挡25处。重新反转转动方向使所述闭锁凸块移位到闭锁止挡19处。在此，闭锁凸块15在控制斜面28处旋转，以便所述闭锁凸块在将来的移位中与切换斜面23接触。

附图标记列表

1 设备

2 传动丝杠螺纹

3 滚珠丝杠传动装置

4 部分螺纹

5 部分螺纹

6 丝杠

7 丝杠螺母

8 壳体

9 转动驱动装置

10 皮带

11 双箭头

12 闭锁装置

13 闭锁环

14 切换滑槽

15 闭锁凸块

16 引导轨道

17 引导套筒

18 坡形环

19 闭锁止挡

20 闭锁止挡

21 闭锁止挡

22 切换斜面

23 切换斜面

24 切换斜面

25 切换止挡

26 切换止挡

27 切换止挡

28 控制斜面

29 控制斜面

30 控制斜面

31 箭头

32 箭头

33 箭头

34 箭头

35 箭头

36 箭头

I 纵向位置

II 纵向位置

III 纵向位置