DE10157504B4

DE10157504B4 - Betätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10157504B4
Application number: DE10157504.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Berger Reinhard; Julian Buckler; Norbert Esly
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2021-11-24
Also published as: FR2817935B1; KR20020045534A; ITMI20012576A1; FR2817935A1; US20020088292A1; BR0105906A; DE10157504A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur Betätigung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes, mit einem Gehäuse (20) mit einer sich in entlang einer Achse erstreckenden Aufnahme (22) zum Aufnehmen einer Zahnstange (10), wobei weiterhin eine Aufnahme (21) in dem Gehäuse (20) vorgesehen ist, in welche ein Zahnrad (5) eingreift und die Verzahnung der Zahnstange (10) und das Zahnrad (5) sich kämmen, wobei das Zahnrad (5) mit einem Elektromotor (3) über ein Getriebe antreibbar ist und mit einer vormontierten Einheit (2), die im Wesentlichen aus dem Elektromotor (3) mit nachgeschaltetem Getriebe besteht, wobei das Zahnrad (5) in die weitere Aufnahme (21) eingreift, wenn die vormontierte Einheit (2) an dem Gehäuse (20) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur automatisierten Betätigung einer Kupplung oder eines Getriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.
Solche Betätigungseinrichtungen sind durch die DE 195 04 847 A1 bekannt geworden. Derlei Vorrichtungen weisen einen relativ hohen Bauraumbedarf auf, weil sie sehr groß bauen. Bei heutigen Fahrzeugen ist der verfügbare Raum zur Anordnung von Geräten oder Aggregaten sehr begrenzt und durch immer mehr zunehmenden Funktionalitäten und Ausstattungen in einem Fahrzeug wird der vorhandene Raum auf immer mehr Geräte aufgeteilt.
Aus der FR 2790806 A1 ist ferner eine ähnliche Betätigungseinrichtung bekannt. Diese umfasst dabei wenigstens einen Elektromotor, ein Getriebe eine Zahnstange und ein Zahnrad, welches zwischen dem Getriebe und der Zahnstange angeordnet ist, und wobei diese Elemente alle in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die hinsichtlich des Bauraumbedarfs kleiner baut und dennoch hinsichtlich Funktionalität und Langlebigkeit aber auch Betätigungsgeschwindigkeit und Betätigungskraft gegenüber den Vorrichtungen des Standes der Technik vergleichbar gut oder besser ist.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.
Die Vorrichtung zur Betätigung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes ist mit einem Gehäuse mit einer sich in entlang einer Achse erstreckenden Aufnahme zum Aufnehmen einer Zahnstange versehen, wobei weiterhin eine Aufnahme vorgesehen ist, in welche ein Zahnrad eingreift und die Verzahnung der Zahnstange und das Zahnrad sich kämmen, wobei das Zahnrad mit einem Elektromotor über ein Getriebe antreibbar ist und der Elektromotor mit Getriebe und Zahnrad als vormontierbare Einheit an dem Gehäuse befestigt ist.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Zahnstange im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und die Aufnahme der Zahnstange im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn weiterhin ein Kraftspeicher, wie eine Feder, vorgesehen ist, welcher sich einerseits, wie an einem Endbereich der Feder, an der Zahnstange und andererseits, wie an einem anderen Endbereich der Feder, an dem Gehäuse im Bereich der hohlzylindrischen Aufnahme angelenkt ist, wobei die Zahnstange in einem Bereich ihrer Längsbewegung in einer Bewegungsrichtung entgegen der Kraft des Kraftspeichers bewegbar ist und in einer anderen Bewegungsrichtung durch die Kraft des Kraftspeichers unterstützend bewegbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Anlenkung des Kraftspeichers an der Zahnstange mittels eines vorstehenden Elementes erfolgt.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das vorstehende Element zumindest eine vorstehende Nase oder ein vorstehender Ring oder eine vorstehende Kante des Gehäuses ist.
Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das vorstehende Element mit der Zahnstange einstückig ausgebildet ist oder mit dieser mehrteilig ausgebildet ist und mit der Zahnstange verbunden ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Anlenkung des Kraftspeichers an dem Gehäuse mittels eines vorstehenden Elementes erfolgt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das vorstehende Element zumindest eine vorstehende Nase oder ein vorstehender Ring ist.
Ebenso kann es gemäß des erfindungsgemäßen Gedankens zweckmäßig sein, wenn das vorstehende Element mit dem Gehäuse einstückig ausgebildet ist oder mit dieser mehrteilig ausgebildet ist und mit dem Gehäuse verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn die Verbindung formschlüssig, reibschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig erfolgt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Zahnstange in der Aufnahme des Gehäuses axial verlagerbar gelagert ist, wobei die Lagerung mittels zweier Lagerungen zur Lagerung erfolgt, die an jeweils einem Endbereich der hohlzylindrischen Aufnahme angeordnet sind. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Lagerungen als Lagerringe ausgebildet sind, die in die hohlzylindrische Aufnahme einsetzbar und axial fixierbar sind. Die axiale Fixierung kann dabei in einer Richtung an einer umlaufenden Kante oder zumindest einem Vorsprung des Gehäuses erfolgen, wobei die axiale Fixierung in der anderen Richtung mittels eines in eine Nut einsetzbaren Sprengring oder Sicherungsring erfolgt.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der eine Lagerring auch zur Anlage des Kraftspeichers im Bereich des Gehäuses dient.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 eine Darstellung der Vorrichtung.
Die 1 oder die 2 zeigt die Vorrichtung 1 mit einer vormontierbaren Einheit 2, die im Wesentlichen aus einem Elektromotor 3 mit nachgeschaltetem Getriebe besteht. Das Getriebe ist in einem Getriebegehäuse 4 aufgenommen und enthält beispielsweise ein Schneckengetriebe mit Schnecke und Schneckenzahnrad, wobei die Schnecke auf der Motorwelle angeordnet ist und sich mit dem Schneckenzahnrad kämmt. Mit dem Schneckenzahnrad ist ein weiteres Zahnrad 5 verbunden, welches sich mit der Zahnstange 10 der Vorrichtung kämmt. Das Zahnrad 5 wird somit von dem Elektromotor 3 in Drehung versetzt, wenn dieser von einer Steuereinheit angesteuert wird. Das Zahnrad 5 ist auf einer Achse gelagert, das sich in einer Aufnahme 21 in dem Gehäuse 20 abstützt.
Das Gehäuse 20 weist eine axial ausgerichtete hohlzylindrische Aufnahme 22 auf, die an ihren beiden Endbereichen offen ist. In diese Aufnehme 22 wird die Zahnstange 10 eingeführt, die sich in der Aufnahme 22 in axialer Richtung bewegen kann. Weiterhin weist das Gehäuse die Aufnahme 25 auf, in die das Zahnrad 5 eingreift wenn der Motor 3 als vormontierbare Einheit 2 mit dem Gehäuse 20 verbunden wird. Dann kämmen sich die Zahnstange und das Zahnrad, wobei bei einer Verdrehung des Zahnrades sich die Zahnstange in axialer Richtung bewegt. Das Zahnrad 5 ist auf einer Achse 6 oder Welle aufgenommen und mit dieser oder relativ zu dieser verdrehbar. Die Achse oder Welle 6 ist mittels einer Aufnahme 7 im Gehäuse 20 aufgenommen und abgestützt.
Zur Lagerung und Zentrierung der Zahnstange innerhalb der Aufnahme 20 sind die Lagerungen 30 und 31 vorgesehen. Diese Lagerungen können vorteilhaft als Gleitlagerbuchsen oder als Wälzlagerungen ausgebildet sein, die jeweils an einem Ende an einer umlaufenden Kante in der Ausnehmung 22 des Gehäuses 20 anliegen können. Zur axialen Sicherung können die Lagerbuchsen mittels eines Sicherungsrings 32, 33 axial gesichert werden. Diese Sicherungsringe können als Sprengringe in jeweils eine Nut 34, 35 in der Ausnehmung 22 des Gehäuses 20 eingreifen. Dadurch sind die Lagerungen axial gesichert und durch die Anpassung des Außendurchmessers der Lagerungen an den Innendurchmesser der Ausnehmung 22 sind sich auch radial fixiert.
Koaxial zur Zahnstange ist ein Kraftspeicher 40 angeordnet, welcher sich einerseits an einem vorstehenden Element 41 der Zahnstange abstützen kann und sich andererseits an einem vorstehenden Element 42 des Gehäuses abstützen kann. Das vorstehende Element 41, 42 kann einerseits mit der Zahnstange oder dem Gehäuse einstückig ausgebildet sein oder mit diesem mehrteilig verbunden sein. Zweckmäßig ist es, wenn das Teil 41 als umlaufender Steg mit der Zahnstange 10 einteilig ausgebildet ist. Auch ist es besonders zweckmäßig, wenn der Vorsprung 42 ein mit dem Gehäuse einteilig ausgebildeter Steg ist.
Das Element 50 stellt ein Verbindungselement zu einem Ausrückelement einer Kupplung dar.
Der Aktuator kann in vorteilhafter Art hergestellt werden, wenn die Achse der Zahnstange parallel zur Achse des Elektromotors angeordnet ist. Auch kann es für andere Anwendungsfälle zweckmäßig sein, wenn diese beiden Achsen nicht parallel sondern mit einem vorgebbaren Winkel zueinander angeordnet sind.
Weiterhin sind Verschraubungsmöglichkeiten zwischen dem Elektromotor und dem Gehäuse mittels Schrauben 60 und Verschraubungsaugen 61 zu erkennen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Claims

Vorrichtung (1) zur Betätigung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes, mit einem Gehäuse (20) mit einer sich in entlang einer Achse erstreckenden Aufnahme (22) zum Aufnehmen einer Zahnstange (10), wobei weiterhin eine Aufnahme (21) in dem Gehäuse (20) vorgesehen ist, in welche ein Zahnrad (5) eingreift und die Verzahnung der Zahnstange (10) und das Zahnrad (5) sich kämmen, wobei das Zahnrad (5) mit einem Elektromotor (3) über ein Getriebe antreibbar ist und mit einer vormontierten Einheit (2), die im Wesentlichen aus dem Elektromotor (3) mit nachgeschaltetem Getriebe besteht, wobei das Zahnrad (5) in die weitere Aufnahme (21) eingreift, wenn die vormontierte Einheit (2) an dem Gehäuse (20) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (10) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und die Aufnahme (22) der Zahnstange (10) im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Kraftspeicher (40), wie Feder vorgesehen ist, welcher sich einerseits an der Zahnstange (10) und andererseits an dem Gehäuse (20) im Bereich der hohlzylindrischen Aufnahme (22) angelenkt ist, wobei die Zahnstange (10) in einem Bereich ihrer Längsbewegung in einer Bewegungsrichtung entgegen der Kraft des Kraftspeichers (40) bewegbar ist und in einer anderen Bewegungsrichtung durch die Kraft des Kraftspeichers (40) unterstützend bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Kraftspeichers (40) an der Zahnstange mittels eines vorstehenden Elementes (41) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element (41) zumindest eine vorstehende Nase oder ein vorstehender Ring ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element (41) mit der Zahnstange (10) einstückig ausgebildet ist oder mit dieser mehrteilig ausgebildet ist und mit der Zahnstange (10) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Kraftspeichers (40) an dem Gehäuse (20) mittels eines vorstehenden Elementes (42) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element (42) zumindest eine vorstehende Nase oder ein vorstehender Ring oder eine vorstehende Kante des Gehäuses (20) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element (42) mit dem Gehäuse (20) einstückig ausgebildet ist oder mit dieser mehrteilig ausgebildet ist und mit dem Gehäuse (20) verbunden ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung formschlüssig, reibschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig erfolgt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (10) in der Aufnahme (22) des Gehäuses (20) axial verlagerbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung mittels zweier Lagerungen (30, 31) erfolgt, die an jeweils einem Endbereich der hohlzylindrischen Aufnahme (22) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungen (30, 31) als Lagerringe ausgebildet sind, die in die hohlzylindrische Aufnahme (22) einsetzbar und axial fixierbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Lagerring (30, 31) auch zur Anlage des Kraftspeichers (40) im Bereich des Gehäuses (20) dient.