DE10053190A1

DE10053190A1 - Getriebe mit Sperrklinke

Info

Publication number: DE10053190A1
Application number: DE10053190A
Authority: DE
Inventors: Cornelius Peter; Johann Von Der Heide
Original assignee: BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Current assignee: BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2020-10-27
Also published as: DE10053190B4; US6634480B2; US20020050437A1; JP4054885B2; JP2002195407A

Abstract

Das Getriebe hat eine mit einer Antriebsquelle (10) gekoppelte drehbare Antriebsscheibe (16) und eine mit dieser koaxiale Sperrscheibe (20), die begrenzt gegenüber der Antriebsscheibe verdrehbar ist und an ihrem Außenumfang eine Rastverzahnung aufweist, mit der eine auf einer raumfesten Achse gelagerte Sperrklinke (30) als Rücklaufsperre zusammenwirkt. Die Antriebsscheibe (16) ist an ihrem die Spitzen der Rastverzahnung überragenden Außenumfang mit einer Ausnehmung (28) versehen, deren Grund annähernd dieselbe Tiefe wie die Zahnlücken der Rastverzahnung aufweist. Die Ausnehmung (28) bildet mit dem Außenumfang der Antriebsscheibe (16) eine Steuerkurve, auf der die Spitze der Sperrklinke (30) gleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Sperrklinke, insbe sondere zur Verwendung bei einem Stellantrieb in Fahrzeugen.

In Fahrzeugen für gehobene Ansprüche werden in zunehmendem Maße Stellantriebe für diverse Komfort-Funktionen eingebaut. Diese haben die Aufgabe, manuelle Betätigung oder Bedienung durch eine automati sierte Steilfunktion zu ersetzen. In jüngster Zeit wurde vorgeschla gen, die manuelle Bewegung des Schalthebels bei einem Automatik- Getriebe durch eine solche Steilfunktion abzulösen. Ein anderer Vor schlag zielt darauf ab, die Bewegung der Motorhaube durch eine Stell vorrichtung ausführen zu lassen. Die für derartige Anwendungen geeig neten Stellvorrichtungen müssen hohe Kräfte aufbringen und sehr zuver lässig arbeiten. Diese Forderung kann mit einem Elektromotor erfüllt werden, auf den ein Untersetzungsgetriebe folgt. Bei Stromausfall im Bordnetz muß aber ein Energievorrat verfügbar sein, der eine Mindest funktion sicherstellt. Ferner wird eine Verrastung in bestimmten Stellungen gefordert.

Herkömmliche Getriebe können diese Aufgaben nicht erfüllen.

Die vorliegende Erfindung schafft ein robustes, einfaches Getriebe, mit dem hohe Kräfte übertragen werden können und die Verrastung in vorbestimmten Stellungen ebenso wie die schnelle und zuverlässige Ent riegelung ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Getriebe enthält eine mit einer Antriebs quelle gekoppelte drehbare Antriebsscheibe und eine mit dieser koaxia le Sperrscheibe, die begrenzt gegenüber der Antriebsscheibe verdrehbar ist und an ihrem Außenumfang eine Rastverzahnung aufweist, mit der die auf einer raumfesten Achse gelagerte Sperrklinke als Rücklaufsperre zusammenwirkt, wobei die Antriebsscheibe und die Sperrklinke über eine Steuerkurveneinrichtung derart gekoppelt sind, daß die Sperrklinke durch Drehung der Antriebsscheibe relativ zu der Sperrscheibe aus der Rastverzahnung heraus gehoben wird. Vorzugsweise ist die Antriebs scheibe an ihrem die Spitzen der Rastverzahnung überragenden Außenum fang mit wenigstens einer Ausnehmung versehen, deren Grund annähernd dieselbe Tiefe wie die Zahnlücken der Rastverzahnung aufweist, und die Ausnehmung bildet mit dem Außenumfang der Antriebsscheibe eine Steuer kurve, auf der die Spitze der Sperrklinke gleitet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnun gen zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht des Getriebes bei verra steter Sperrklinke;

Fig. 2 eine Teilansicht des Getriebes zu Beginn des Lösehubes der Sperrklinke; und

Fig. 3 eine analoge Teilansicht bei vollständig ausgerasteter Sperrklinke.

Als Antriebsquelle ist ein Elektromotor 10 vorgesehen, der als bürstenloser vielpoliger Außenläufer-Motor ausgebildet ist. Der Elek tromotor 10 treibt über eine Zahnriemenscheibe 12 und einen Zahnriemen 14 eine Antriebsscheibe 16 an, die auf einer Achse 18 gelagert ist. Eine Sperrscheibe 20, die an ihrem Außenumfang eine Rastverzahnung aufweist, ist mit der Antriebsscheibe 16 koaxial und auf einen kleinen Winkel begrenzt verdrehbar gekoppelt. Dazu hat die Antriebsscheibe 16 zwei Langlöcher 22, in die jeweils ein Zapfen 24 eingreift, der von der Sperrscheibe 20 axial absteht. Mit der Antriebsscheibe 16 ist ein Zahnriemenkranz 26 gekoppelt, an dem der Zahnriemen 14 angreift. Der Außenumfang der Antriebsscheibe 16 überragt die Zahnspitzen der Rast verzahnung am Außenumfang der Sperrscheibe 20 über den größten Teil des Umfangs, nicht jedoch an einer Ausnehmung 28, die eine Steuer fläche bildet.

Eine auf einer raumfesten Achse schwenkbar gelagerte Sperrklinke 30 ist am Umfang der Sperrscheibe 20 und der Antriebsscheibe 16 ange ordnet und wird durch eine Zugfeder 32 in eine Eingriffsposition an der Rastverzahnung der Sperrscheibe 20 belastet. Fig. 1 zeigt die Sperrklinke 30 im eingerasteten Zustand. Bei der gezeigten Drehstel lung taucht die Spitze der Sperrklinke 30 in die Ausnehmung 28 ein, deren Grund etwa auf gleicher Höhe liegt wie die Tiefe der Zahnlücken der Rastverzahnung. Die Sperrklinke 30 hat eine solche axiale Breite, daß sie die Antriebsscheibe 16 und die Sperrscheibe 20 axial über greift.

Die Rastverzahnung am Umfang der Sperrscheibe 20 ist sägezahnför mig, so daß die Spitze der Sperrklinke 30 an den steilen Zahnflanken verrastet, von den flachen Zahnflanken jedoch abgewiesen wird. Die Sperrklinke 30 wirkt somit als Rücklaufsperre, die eine Drehung der Sperrscheibe 20 mit der Antriebsscheibe 16 in einem Drehsinn zuläßt und im entgegengesetzten Drehsinn sperrt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Konstellation wird die Drehung im Uhrzeigersinn zugelassen und die entgegengesetzte Drehung gesperrt.

Die Ausnehmung 28 ist allgemein dreieckförmig, mit einer Einlauf rampe und einer Auslauframpe. Die Spitze der Sperrklinke 30 gleitet auf der durch die Ausnehmung 28 gebildeten Steuerfläche. Da bei der gezeigten Ausführungsform die Antriebsscheibe 16 nur eine Aussparung 28 aufweist, ist das Getriebe nur in der in Fig. 1 gezeigten Drehstel lung durch die Sperrklinke 30 sperrbar. Je nach Anwendungsfall werden am Umfang der Antriebsscheibe 16 mehrere Ausnehmungen wie die Ausneh mung 28 an vorbestimmten Drehwinkeln angeordnet.

An die Sperrscheibe 20 ist eine abtriebsseitige Last angekoppelt, insbesondere eine Spiralfeder, die einen Energiespeicher darstellt. Bei Drehung im ersten Drehsinn, der in Fig. 1 durch einen Pfeil F1 angedeutet ist, wird die an die Sperrscheibe 20 angekoppelte Last angetrieben, insbesondere also die Spiralfeder gespannt. Die Sperr klinke 30 wird dabei von der Rastverzahnung der Sperrscheibe 20 abge wiesen, so daß sie sich der Drehung nicht widersetzt. Bei abgeschalte ter Antriebsquelle rastet die Sperrklinke 30 jedoch in der Rastverzah nung der Sperrscheibe 20 ein, sobald ihr die Ausnehmung 28 gegenüber liegt, wie in Fig. 1 gezeigt.

Zur Lösung der Verrastung wird die Antriebsscheibe 16 über die Antriebsquelle 10 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn angetrieben, der in den Fig. 2 und 3 durch einen Pfeil F2 angedeutet ist. Die Sperr klinke 30, deren Spitze am Grund der Ausnehmung 28 anliegt, gelangt nun auf deren eine Rampenfläche und wird dadurch angehoben. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 veranschaulicht. Bei weiterer Drehung der An triebsscheibe 16 im Drehsinn gemäß dem Pfeil F2 wird die Sperrklinke 30 vollständig aus der Rastverzahnung der Sperrscheibe 20 herausgeho ben und liegt nun am Außenumfang der Antriebsscheibe 16 auf, wie in Fig. 3 gezeigt. Wenn an die Sperrscheibe 20 - wie zuvor erwähnt - eine gespannte Spiralfeder als Energiespeicher angekoppelt ist, wird diese ihrerseits zu einer Antriebsquelle, durch die über die Sperrscheibe 20 die Antriebsscheibe 16 angetrieben wird. Bei der gezeigten Ausfüh rungsform trägt die Antriebsscheibe 16 ein Ritzel 34, das zur Ankopp lung an einen Stellmechanismus dient.

Das beschriebene Getriebe kann als selbstentriegelndes Sperrklin kengetriebe bezeichnet werden. Es eignet sich besonders zur Verwendung bei einem Stellantrieb in Fahrzeugen, insbesondere bei einer Stellvor richtung zur Bewegung der Motorhaube oder einer Stellvorrichtung zur Bewegung der Schaltwelle bei einem Automatik-Getriebe. Der über das Getriebe aufgeladene Energiespeicher stellt bei Stromausfall eine mechanische Antriebsquelle zur Verfügung. Der Elektromotor muß nur kurzzeitig und gegen eine geringe Last betrieben werden, um die Sperr klinke anzuheben, wozu eine geringe Stromreserve ausreicht, die in einem Speicherkondensator zur Verfügung gehalten wird.

Claims

1. Getriebe mit einer Sperrklinke, gekennzeichnet durch eine mit einer Antriebsquelle (10) gekoppelte drehbare Antriebsscheibe (16) und eine mit dieser koaxiale Sperrscheibe (20), die begrenzt gegenüber der Antriebsscheibe (16) verdrehbar ist und an ihrem Außenumfang eine Rastverzahnung aufweist, mit der die auf einer raumfesten Achse gela gerte Sperrklinke (30) als Rücklaufsperre zusammenwirkt, wobei die Antriebsscheibe (16) und die Sperrklinke (20) über eine Steuerkurven einrichtung (28) derart gekoppelt sind, daß die Sperrklinke (30) durch Drehung der Antriebsscheibe (16) relativ zu der Sperrscheibe (20) aus der Rastverzahnung heraus gehoben wird.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An triebsscheibe (16) an ihrem die Spitzen der Rastverzahnung überragen den Außenumfang mit wenigstens einer Ausnehmung (28) versehen ist, deren Grund annähernd dieselbe Tiefe wie die Zahnlücken der Rastver zahnung aufweist, und daß die Ausnehmung (28) mit dem Außenumfang der Antriebsscheibe (16) eine Steuerkurve bildet, auf der die Spitze der Sperrklinke (30) gleitet.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (30) die Sperrscheibe (20) und die Antriebsscheibe (16) axial übergreift.

4. Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sperrscheibe (20) mit einer abtriebsseitigen Last gekoppelt ist.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die An triebsquelle (10) die Last über die Antriebsscheibe (16) und die mit ihr drehfest gekoppelte Sperrscheibe (20) in einem ersten Drehsinn antreibt, dem sich die Sperrklinke (30) nicht widersetzt, und bei Drehung im entgegengesetzten Drehsinn die Sperrklinke (30) aus der Rastverzahnung hebt.

6. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abtriebsseitige Last durch einen Federkraftspeicher gebildet ist, der bei ausgefallener Antriebsquelle seinerseits eine Antriebsquelle bildet.

7. Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsscheibe (16) und die Sperrscheibe (20) durch wenigstens ein Langloch (22) in der einen Scheibe und einen in dieses eingreifenden Zapfen (24) an der anderen Scheibe miteinander gekoppelt sind.

8. Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsquelle einen Elektromotor (10) aufweist, der mit der Antriebsscheibe durch einen Zahnriemen (14) gekoppelt ist.