DE102006012621A1 - Actuator for motor vehicle, has additional drive with coupling part that is supported with its coupling ends at actuator elements, where part has coupling axis connecting ends and arranged outside plane comprising rotary axis of actuator - Google Patents

Actuator for motor vehicle, has additional drive with coupling part that is supported with its coupling ends at actuator elements, where part has coupling axis connecting ends and arranged outside plane comprising rotary axis of actuator Download PDF

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Abstract

The actuator has a pair of actuator elements (1, 2) rotatable with respect to each other around a rotary axis of the actuator. An additional drive (8) additionally supports the rotation of the actuator elements. The drive has a coupling part (11) with coupling ends (14) that are supported at the actuator elements for transmission of an additional torque. The coupling part has a coupling axis that connects the coupling ends and that is arranged outside a plane comprising the rotary axis of the actuator. The drive (8) includes an energy storage that is attached to the coupling part.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator, bei dem zwei Aktuatorelemente um eine Drehachse herum zueinander motorisch verdrehbar sind. Derartige Aktuatoren kommen in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz, insbesondere in modernen Kraftfahrzeugen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf solche Aktuatoren, die in der Fahrwerktechnik zur Verbesserung der Wankstabilität der Kraftfahrzeuge beitragen.The The present invention relates to an actuator in which two actuator elements can be rotated by a motor about an axis of rotation. such Actuators are used in numerous applications, in particular in modern motor vehicles. The invention particularly relates also on such actuators that improve in chassis technology the roll stability contribute to the motor vehicles.

Aus WO 2004/037574 A1 ist ein Wankstabilisator nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Dieser Wankstabilisator umfasst einen Zusatzantrieb, der ein Verdrehen der beiden Akturatorelemente zueinander unterstützt. Das eine Aktuatorelement ist an die eine Stabilisatorhälfte und das andere Aktuatorelement ist an die andere Stabilisatorhälfte angeschlossen. Der als Hauptantrieb vorgesehene Elektromotor ist an ein Getriebe angeschlossen dessen Abtriebswelle an dem einen Aktuatorelement eingreift, so dass eine Verdrehung der beiden Aktuatorelemente zueinander folgt. Der Zusatzantrieb umfasst eine Schraubendruckfeder, die an ein Kurvenbahngetriebe angeschlossen ist. Beide Aktuatorele mente sind mit Kurvenbahnen versehen, in die als Zapfen ausgebildete-Koppelteile eingreifen. Die Koppelteile werden mit der Schraubendruckfeder auf Druck belastet. Ein Verlagern der Koppelteile in axialer Richtung unter der Kraft der Schraubendruckfeder bewirkt eine gewünschte Verdrehung der beiden Aktuatorelemente zueinander.Out WO 2004/037574 A1 is a roll stabilizer according to the features of The preamble of claim 1 become known. This roll stabilizer includes an auxiliary drive, which is a twisting of the two Akturatorelemente supported each other. The one actuator is connected to the one stabilizer half and the other actuator element is connected to the other stabilizer half. The intended as a main drive electric motor is connected to a transmission connected to the output shaft to the one actuator engages, so that a rotation of the two actuator elements to each other follows. The auxiliary drive includes a helical compression spring, which is connected to a cam gear connected. Both Aktuatorele elements are with curved paths provided, engage in the formed as a pin-coupling parts. The coupling parts are loaded with the helical compression spring to pressure. A relocating the coupling parts in the axial direction under the force of the helical compression spring causes a desired Rotation of the two actuator elements to each other.

Das hier für den Zusatzantrieb vorgesehene Kurvenbahngetriebe erfordert einen großen Platzbedarf und kann zudem aufgrund der Ausnehmungen für die Kurvenbahnen zu einer Schwächung der Aktuatorelemente beitragen.The therefor the auxiliary drive provided cam gear requires a huge Space requirement and can also due to the recesses for the curved paths to a weakening contributing to the actuator elements.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aktuator nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei dem der Zusatzantrieb insbesondere in axialer Richtungen einen reduzierten Bauraum ermöglicht.task The present invention is an actuator according to the features specify the preamble of claim 1, wherein the auxiliary drive allows a reduced space especially in the axial directions.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das zu einer die Drehachse des Aktuators enthaltenden Ebene schwenkbeweglich angeordnete Koppelteil zur Übertragung des Drehmomentes zwischen den beiden Aktuatorelementen mit seiner die beiden Koppelenden verbindenden Koppelachse außerhalb dieser Ebene angeordnet ist.According to the invention this Task solved by that to a plane containing the axis of rotation of the actuator pivotally arranged coupling part for transmitting the torque between the two actuator elements with its two coupling ends connecting coupling axis outside this level is arranged.

Während bei dem bekannten Aktuator das Koppelteil als starrer Zapfen ausgeführt ist, der in Kurvenbahnen eingreift, und dessen Koppelachse ausschließlich in der die Drehachse des Aktuators enthaltenden Ebene angeordnet ist, ist das erfindungsgemäß vorgesehene Koppelteil zu dieser Ebene schwenkbeweglich angeordnet. Die schwenkbewegliche Anordnung ermöglicht eine variable Einstellung des Drehmomentes. Entlang der Koppelachse wirkende Kräfte werden in die Koppelenden und somit in die beiden Aktuatorelemente eingeleitet, wobei eine Verdrehung der beiden Aktuatorelemente dadurch stattfinden kann, dass das Koppelteil beispielsweise seine Lage im Raum außerhalb dieser Lage verändert. Dieses Ausführungsbeispiel soll weiter unten ausführlich beschrieben werden.While at the known actuator, the coupling part is designed as a rigid pin, engages in cam tracks, and the coupling axis exclusively in the plane containing the axis of rotation of the actuator is arranged, is the invention provided Coupling arranged pivotally to this plane. The pivoting Arrangement allows a variable adjustment of the torque. Acting along the coupling axis personnel be in the coupling ends and thus in the two actuator elements initiated, wherein a rotation of the two actuator elements characterized can take place, that the coupling part, for example, its location in the room outside changed this situation. This embodiment should detail below to be discribed.

Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung kann eine Neutralstellung des Zusatzantriebes dadurch erreicht werden, dass das Koppelteil mit seiner Koppelachse in einer die Drehachse des Aktuators enthaltenen Ebene eingeschwenkt ist, in der erfindungsgemäß kein Drehmoment zwischen den beiden Aktuatorelementen übertragen wird. Ein Drehmoment wird erfindungsgemäß nur dann übertragen, wenn ein Hebelarm zur Drehachse gebildet ist, wobei eine entlang der Koppelachse der Koppelteile wirkende Kraft mit diesem Hebelarm ein Drehmoment zur Verdrehung der Aktuatorelemente erzeugt.at the development of the invention can a neutral position of the auxiliary drive can be achieved thereby that the coupling part with its coupling axis in a the axis of rotation The actuator contained in the plane is pivoted, in accordance with the invention no torque is transmitted between the two actuator elements. A torque is transferred according to the invention only if a lever arm is formed to the rotation axis, wherein one along the Coupling axis of the coupling parts acting force with this lever arm Torque generated for rotation of the actuator.

Wenn in dieser Neutralposition das Koppelteil mit seiner Koppelachse in der Ebene angeordnet ist, in der auch die Drehachse des Aktuators liegt, kann kein Hebelarm ausgebildet sein. Somit kann auf einfache Art und Weise das Koppelteil durch eine einfache Schwenkbewegung aus einer Lage, in der ein Drehmoment übertragen wird, in eine Lage überführt werden, in der kein Drehmoment übertragen wird.If in this neutral position, the coupling part with its coupling axis is arranged in the plane in which also the axis of rotation of the actuator is located, no lever arm can be formed. Thus, on easy Way the coupling part by a simple pivoting movement be transferred from a position in which a torque is transmitted, in a position, in which no torque is transmitted becomes.

Ebenso wie bei dem zum Stand der Technik beschriebenen Aktuator kann auch hier in einer bevorzugten Weiterbildung ein Energiespeicher vorgesehen sein, dessen gespeicherte Energie zur Erzeugung des zusätzlichen Drehmomentes verwendet wird. So ist beispielsweise denkbar, eine vorgespannte Schraubendruckfeder einzusetzen, die an einem der Koppelenden der Koppelteile angreift. Eine Kraftkomponente der Federkraft wird entlang der Koppelachse weitergeleitet, sodass ein Drehmoment zwischen beiden Aktuatorelementen erzeugt werden kann. Beispielsweise kann eine zentrale Schraubendruckfeder vorgesehen sein, die koaxial zur Drehachse des Aktuators angeordnet ist und die mehrere dieser Koppelteile axial beaufschlagt.As well as with the actuator described in the prior art can also provided here in a preferred embodiment, an energy storage be whose stored energy to generate the additional Torque is used. For example, one is conceivable use preloaded helical compression spring, which at one of the coupling ends the coupling parts attacks. A force component of the spring force is passed along the coupling axis, so that a torque between Both actuator elements can be generated. For example, can a central helical compression spring may be provided, which is coaxial with Rotary axis of the actuator is arranged and the more of these coupling parts acted upon axially.

Alternativ zu einer zentralen Schraubendruckfeder ist eine Variante interessant, bei der jedes Koppelteil an sich zwischen seinen Koppelenden entlang seiner Koppelachse unter Federkraft längenveränderlich ausgebildet ist, wobei zwischen den beiden Koppelenden eines jeden Koppelteiles beispielsweise Schraubendruckfedern angeordnet sind. Auch hier kann ein Drehmoment zur Verdrehung der Aktuatorelemente zueinander nur dann wirksam werden, wenn diese Koppelteile außerhalb einer die Drehachse einschließenden Ebene angeordnet sind.As an alternative to a central helical compression spring, a variant is interesting in which each coupling part is designed to be variable in length between its coupling ends along its coupling axis under spring force, wherein helical compression springs are arranged between the two coupling ends of each coupling part. Also In this case, a torque for rotating the actuator elements relative to each other can only take effect if these coupling parts are arranged outside a plane enclosing the axis of rotation.

Bei den hier beschriebenen Varianten sind in bevorzugter Weise mehrere Koppelteile um die Drehachse des Aktuators herum verteilt angeordnet. Die Lastverteilung und die Belastung von Lagerstellen kann mit einer idealen Anzahl von Kop pelteilen optimiert werden.at the variants described here are preferably several Coupling arranged distributed around the axis of rotation of the actuator around. The load distribution and the load of bearings can with a Ideal number of Kopel parts to be optimized.

Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass das Koppelteil mit seinen beiden Koppelenden schwenkbeweglich an Stützlagern gelagert ist, wobei das eine Stützlager an dem einen Aktuatorelement abgestützt und zur Drehachse des Aktuators radial verschieblich angeordnet ist, und wobei das andere Stützlager des Koppelteils an dem anderen Aktuatorelement ortsfest angeordnet ist. Das zuerst genannte eine Stützlager kann somit radial verschieblich angeordnet sein. Diese radiale Verschiebbarkeit dieses einen Stützlagers ermöglicht eine Verdrehung der beide Aktuatorelemente um einen bestimmten Drehwinkel, wobei unter einer Verdrehung der beiden Aktuatorelemente zueinander diese Koppelteile kontinuierlich ihre Lage im Raum verändern, wobei dieses eine Stützlager seine radiale Position verändert. Eine radiale Verschiebung dieses Stützlagers erfolgt somit in Abhängigkeit des Verdrehwinkels. Der Verdrehwinkel kann somit auch als Funktion der radialen Position dieses Stützlagers bezogen auf die Drehachse des Aktuators eingestellt werden.A particularly preferred development according to the invention provides that the coupling part with its two coupling ends to pivot support bearings is mounted, which is a support bearing supported by an actuator element and arranged to be radially displaceable relative to the axis of rotation of the actuator is, and where is the other support bearing the coupling part arranged fixed to the other actuator element is. The first mentioned a support bearing can thus be arranged radially displaceable. This radial displacement this one support bearing allows a Rotation of the two actuator elements by a certain angle of rotation, wherein under a rotation of the two actuator elements to each other these coupling parts continuously change their position in space, wherein this a support bearing its changed radial position. A radial displacement of this support bearing is thus dependent the angle of rotation. The twist angle can thus also as a function the radial position of this support bearing be adjusted based on the axis of rotation of the actuator.

Bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung kann dieses eine Stützlager eine Stützscheibe mit einer ersten Kurvenbahn und ein gegenüber dieser Stützscheibe verschieblich angeordnetes Schiebeteil mit einer zweiten Kurvenbahn aufweisen, wobei die erste und die zweite Kurvenbahn einander durchdringen. Das Koppelteil ist demzufolge mit seinem einen Koppelende sowohl an der ersten Kurvenbahn als auch an der zweiten Kurvenbahn abgestützt. Die Schiebeposition des Schiebeteils gegenüber der Stützscheibe bestimmt demzufolge die radiale Position dieses einen Stützlagers.at this development of the invention Can this be a support bearing a support disk with a first curved path and a relative to this support disk displaceable sliding part with a second curved path have, wherein the first and the second curved path penetrate each other. The coupling part is therefore both with its one coupling end supported on the first curved path and on the second curved path. The Sliding position of the sliding part relative to the support disc thus determined the radial position of this one support bearing.

Das Koppelteil kann mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Drehmomentes verlagerbar sein. Das zuvor erwähnte Schiebeteil kann Bestandteil dieser Steuereinrichtung sein. Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass der Zusatzantrieb einen Energiespeicher aufweist, der an das Schiebeteil angeschlossen ist, wobei das Schiebeteil unter Abgabe von Energie aus dem Energiespeicher axial verlagert wird. Wie bereits weiter oben ausgeführt, bedingt eine axiale Verschiebung des Schiebeteils eine radiale Verlagerung des einen Stützlagers und somit eine Verlagerung des Koppelteils im Raum, wodurch eine Verdrehung der beiden Aktuatorelemente zueinander erzwungen wird.The Coupling part can by means of a control device for controlling the Torque be relocatable. The aforementioned sliding part can be part be this control device. An inventive development provides that the auxiliary drive has an energy store, which is connected to the sliding part, wherein the sliding part axially displaced while releasing energy from the energy storage becomes. As already stated above, causes an axial displacement the sliding part a radial displacement of a support bearing and thus a displacement of the coupling part in space, whereby a Rotation of the two actuator elements is forced to each other.

Eine besonders leichtbauende und kompaktbauende erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass beide Aktuatorelemente jeweils als Hohlachse ausgebildet sind, wobei der Zusatzantrieb in dem einen Aktuatorelement angeordnet ist.A particularly lightweight construction and compact construction according to the invention provides that both actuator elements are each formed as a hollow axle are, wherein the auxiliary drive disposed in the one actuator is.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt zwei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:below the invention will be described with reference to a total of two figures embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 einen erfindungsgemäßen Aktuator in perspektivische Darstellung mit aufgebrochenen Hohlachsen und 1 an actuator according to the invention in perspective view with broken hollow axes and

2 einen Teillängsschnitt durch den erfindungsgemäßen Aktuator gemäß 1. 2 a partial longitudinal section through the actuator according to the invention according to 1 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Aktuator, bei dem zwei Aktuatorelemente 1, 2 um eine gemeinsame Drehachse herum angeordnet sind. Die beiden Aktuatorelemente 1, 2 sind zueinander verdrehbar. Beide Aktuatorelemente 1, 2 sind als Hohlachsen ausgeführt. In dem Aktuatorelement 2 ist ein Hauptantrieb 3 angeordnet. Der Hauptantrieb 3 umfasst einen Elektromotor 4, dessen Rotor 5 an ein Getriebe 6 angeschlossen ist. Die Getriebeausgangswelle 7 greift an dem einen Aktuatorelement 1 an und kann Drehmomente zur Verdrehung der beiden Aktuatorelemente übertragen. 1 shows a perspective view of an actuator according to the invention, in which two actuator elements 1 . 2 are arranged around a common axis of rotation around. The two actuator elements 1 . 2 are rotatable to each other. Both actuator elements 1 . 2 are designed as hollow axles. In the actuator element 2 is a prime mover 3 arranged. The main drive 3 includes an electric motor 4 whose rotor 5 to a transmission 6 connected. The transmission output shaft 7 engages the one actuator element 1 and can transmit torques for rotation of the two actuator elements.

In dem als Hohlachse ausgeführten Aktuatorelement 1 ist ein Zusatzantrieb 8 untergebracht. Der Zusatzantrieb 8 umfasst eine axiale vorgespannte Schraubendruckfeder 9, die koaxial zur Drehachse des Aktuators angeordnet ist. Der Zusatzantrieb 8 umfasst ferner ein Schiebeteil 10, Koppelteile 11 und eine Stützscheibe 12. Das Schiebeteil 10 ist gegenüber der Stützscheibe 12 axialverschieblich unter der Einwirkung der Federkraft der Schraubendruckfeder 9 verschieblich angeordnet.In the designed as a hollow shaft actuator element 1 is an auxiliary drive 8th accommodated. The auxiliary drive 8th includes an axial preloaded helical compression spring 9 , which is arranged coaxially to the axis of rotation of the actuator. The auxiliary drive 8th further comprises a sliding part 10 , Coupling parts 11 and a support disk 12 , The sliding part 10 is opposite the support disk 12 axially displaceable under the action of the spring force of the helical compression spring 9 slidably arranged.

In der 1 ist deutlich zu erkennen, dass das Schiebeteil 10 mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten zweiten Kurvenbahnen 13 zur Stützung und Führung von Koppelenden 14 der Koppelteile 11 versehen ist. Die Koppelenden 14 sind als Kugelkopf ausgebildet, wobei die zweiten Kurvenbahnen 13 eine an den Kugelkopf angepasste Kontur aufweist.In the 1 is clearly seen that the sliding part 10 with a plurality of circumferentially spaced second cam tracks 13 for the support and guidance of coupling ends 14 the coupling parts 11 is provided. The coupling ends 14 are formed as a ball head, wherein the second curved paths 13 has a contour adapted to the ball head.

Insbesondere der 2 ist deutlich zu entnehmen, dass die drehfest mit dem Aktuatorelement 1 verbundene Stützscheibe 12 ebenfalls mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten ersten Kurvenbahnen 15 versehen sind, wobei diese Kurvenbahnen 15 ebenfalls zur Stützung und Führung dieser Koppelenden 14 der Koppelteile 11 vorgesehen sind.In particular the 2 It can be clearly seen that the rotationally fixed with the actuator element 1 connected support disk 12 also with several distributed over the circumference arranged first curved paths 15 are provided, these curved paths 15 also to support and guide this coupling ends 14 the coupling parts 11 are provided.

Das Schiebeteil 10 durchdringt die Stützscheibe 12 an Öffnungen der Stützscheibe 12 derart, dass die über den Umfang verteilt angeordneten Koppelteile 11 mit ihren jeweiligen Koppelenden 14 sowohl an den zweiten Kurvenbahnen 13 des Schiebeteils 10 als auch an den ersten Kurvenbahnen 15 der Stützscheibe 12 abgestützt sind.The sliding part 10 penetrates the support disk 12 at openings of the support disk 12 such that the distributed over the circumference arranged coupling parts 11 with their respective coupling ends 14 both at the second curved paths 13 of the sliding part 10 as well as at the first curved paths 15 the support disk 12 are supported.

Die Koppelteile 11 weisen eine Koppelachse 16 auf, deren eines Ende mit den kugelkopfförmigen Koppelenden 14 und deren anderes Ende mit den ebenfalls kugelkopfförmigen Koppelenden 17 versehen sind. Die erste Kurvenbahn 15 und die zweite Kurvenbahn 13 bilden ein radial bewegliches Stützlager 18 für die Koppelenden 14 der Koppelteile 11 gegenüber dem Aktuatorelement 1. An dem Aktuatorelement 2 sind andere kalottenförmige Stützlager 19 ausgebildet, in denen jeweils ein kugelkopfförmiges Koppelende 17 jedes Koppelteils 11 schwenk- oder kippbeweglich gelagert ist.The coupling parts 11 have a coupling axis 16 on, whose one end with the ball-head coupling ends 14 and the other end with the likewise ball-head coupling ends 17 are provided. The first curved track 15 and the second curved path 13 form a radially movable support bearing 18 for the coupling ends 14 the coupling parts 11 opposite the actuator element 1 , On the actuator element 2 are other dome-shaped support bearings 19 formed, in each of which a ball-head coupling end 17 each coupling part 11 is mounted pivotally or tiltably.

Das Aktuatorelement 1 ist gegenüber dem Aktuatorelement 2 drehbar gelagert: In einem von beiden Aktuatorelementen 1, 2 gebildeten Ringraum ist eine Nadellager 20 zur radialen Lagerung der beiden Aktuatorelemente 1, 2 zueinander angeordnet. Die drehfest mit dem Aktuatorelement 1 verbundene Stützscheibe 12 ist über ein Radialkugellager 21 gegenüber dem Aktuatorelement 2 radial und axial gelagert. In den axialen Richtungen sind die beiden Aktuatorelemente 1, 2 zueinander unbeweglich angeordnet.The actuator element 1 is opposite to the actuator element 2 rotatably mounted: In one of two actuator elements 1 . 2 formed annulus is a needle bearing 20 for the radial mounting of the two actuator elements 1 . 2 arranged to each other. The rotationally fixed with the actuator 1 connected support disk 12 is about a radial ball bearing 21 opposite the actuator element 2 mounted radially and axially. In the axial directions are the two actuator elements 1 . 2 immovably arranged to each other.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Aktuators näher erläutert. In einer Ausgangslage des Aktuators stehen die beiden Aktuatorelemente 1, 2 in einer bestimmten Drehlage zueinander. In dieser Ausgangslage ist eine Neutralposition des Zusatzantriebes 8 eingestellt. In dieser Neutralposition können keine Drehmomente mittels des Zusatzantriebes 8 zwischen den beiden Aktuatorelementen 1, 2 übertragen werden. In dieser Neutralposition sind die Koppelteile 11 mit ihren Koppelachsen 16 jeweils in einer Ebene angeordnet, in der auch die Drehachse des Aktuators liegt. Demzufolge ist in dieser Neutralposition des Zusatzantriebes 8 kein Hebelarm zwischen diesen Koppelteilen 11 und der Drehachse des Aktuators ausgebildet.The operation of the actuator according to the invention will be explained in more detail below. In an initial position of the actuator are the two actuator elements 1 . 2 in a certain rotational position to each other. In this initial position is a neutral position of the auxiliary drive 8th set. In this neutral position, no torques can be achieved by means of the auxiliary drive 8th between the two actuator elements 1 . 2 be transmitted. In this neutral position are the coupling parts 11 with their coupling axes 16 each arranged in a plane in which the axis of rotation of the actuator is located. Consequently, in this neutral position of the auxiliary drive 8th no lever arm between these coupling parts 11 and the rotational axis of the actuator is formed.

Unter einer Betätigung des Hauptantriebes 3 wird eine Verschwenkung der beiden Aktuatorelemente 1, 2 zueinander eingeleitet: aufgrund dieser Verdrehung der beiden Aktuatorelemente 1, 2 zueinander verschwenken die Koppelteile 11, so dass deren Koppelachsen 16 nicht länger in einer Ebene angeordnet sind, in der auch die Drehachse des Aktuators liegt. In dieser Situation ist nun ein Hebelarm gebildet, der senkrecht zu den Koppelachsen 16 steht und der um die Drehachse des Aktuators wirkt. Dieser Hebelarm ist variabel und abhängig von der Schwenkposition der Koppelteile 11.Under an operation of the main drive 3 is a pivoting of the two actuator elements 1 . 2 initiated to each other: due to this rotation of the two actuator elements 1 . 2 to each other pivot the coupling parts 11 so that their coupling axes 16 are no longer arranged in a plane in which also lies the axis of rotation of the actuator. In this situation, a lever arm is now formed, which is perpendicular to the coupling axes 16 stands and which acts around the axis of rotation of the actuator. This lever arm is variable and depends on the pivot position of the coupling parts 11 ,

Die Schraubendruckfeder 9 ist einerseits an dem Aktuatorelement 1 axial abgestützt. Andererseits ist diese Schraubendruckfeder 9 an dem Schiebeteil 10 abgestützt. Die auf das Schiebeteil 10 einwirkende Axiallast umfasst eine Kraftkomponente, die entlang der Koppelachsen 16 der Koppelteile 11 wirkt. Ein Ausbrechen dieser Koppelteile 11 unter der einwirkenden Last ist ausgeschlossen, da die Koppelteile 11 mit ihren kugelkopfförmigen Koppelenden 14 radial an den zweiten Kurvenbahnen 13 und axial an den ersten Kurvenbahnen 15 abgestützt sind. Die anderen Koppelenden 17 kön nen ebenfalls nicht ausbrechen, da diese sicher in den kalottenförmigen Stützlagern 19 abgestützt sind. Bei weiterer Verdrehung der beiden Aktuatorelemente 1, 2 zueinander verschiebt sich das Schiebeteil 10 unter Entspannung der Schraubendruckfeder 9, wobei ein Neigungswinkel zwischen der Drehachse des Aktuators und der Koppelachse 16 abnimmt und wobei gleichzeitig in Achsrichtung des Aktuators gesehen der Winkel zwischen den beiden Koppelenden 14, 17 größer wird. Während dieser Verschwenkung der Koppelteile 11 wirkt die Drucklast der Schraubendruckfeder 9, so dass die Koppelteile 11 mit dem anliegenden Hebelarm zur Drehachse des Aktuators eine Verdrehung der Verdrehung der Aktuatorelemente 1, 2 zueinander unterstützten, wobei eine Kraftkomponente der Druckkraft der Schraubendruckfeder 9 al Druckkraft entlang der Koppelachsen der Koppelteile 11 wirkt.The helical compression spring 9 on the one hand on the actuator element 1 axially supported. On the other hand, this helical compression spring 9 on the sliding part 10 supported. The on the sliding part 10 acting axial load comprises a force component along the coupling axes 16 the coupling parts 11 acts. A breaking out of these coupling parts 11 under the acting load is excluded because the coupling parts 11 with their ball-head coupling ends 14 radially to the second curved paths 13 and axially on the first curved paths 15 are supported. The other coupling ends 17 Kings nen also not break out, as they are safe in the dome-shaped support bearings 19 are supported. Upon further rotation of the two actuator elements 1 . 2 to each other, the sliding part shifts 10 under relaxation of the helical compression spring 9 wherein an angle of inclination between the axis of rotation of the actuator and the coupling axis 16 decreases and at the same time seen in the axial direction of the actuator, the angle between the two coupling ends 14 . 17 gets bigger. During this pivoting of the coupling parts 11 the pressure load of the helical compression spring acts 9 so that the coupling parts 11 with the adjacent lever arm to the axis of rotation of the actuator, a rotation of the rotation of the actuator 1 . 2 supported each other, wherein a force component of the pressing force of the helical compression spring 9 al compressive force along the coupling axes of the coupling parts 11 acts.

2 zeigt die Ausgangslage des Aktuators, in der der Zusatzantrieb in seiner Neutralposition angeordnet ist. In der Endlage des Zusatzantriebes 8 ist die Schraubendruckfeder 9 zumindest teilentspannt, wobei das Schiebeteil 10 in 2 gesehen nach links verlagert ist. Unter dieser Verlagerung des Schiebeteils 10 erfolgt zwangsweise eine Verschiebung des ersten Stützlagers 18 radial auswärts. 2 shows the starting position of the actuator, in which the auxiliary drive is arranged in its neutral position. In the end position of the additional drive 8th is the helical compression spring 9 at least partially relaxed, the sliding part 10 in 2 seen shifted to the left. Under this shift of the sliding part 10 forcibly a displacement of the first support bearing takes place 18 radially outward.

Die Funktion und die Wirkungsweise des Zusatzantriebes 8 erfolgt in beiden Drehrichtungen des Aktuators gleichermaßen. Das bedeutet, dass unter einer Betätigung des Aktuators dessen Verdrehung aus seiner Ausgangsstellung heraus wahlweise in eine der beiden Drehrichtungen unterstützt wird durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusatzantrieb 8.The function and mode of operation of the auxiliary drive 8th takes place in both directions of rotation of the actuator alike. This means that under an actuation of the actuator whose rotation is supported from its initial position either in one of the two directions of rotation by the inventively proposed auxiliary drive 8th ,

Bei dem erfindungsgemäßen Aktuator bleiben die Koppelenden 14, 17 der Koppelteile 11 in fest definierten, quer zur Drehachse des Aktuators angeordneten Querebenen, die ihren Abstand nicht verändern. Das bedeutet, dass gegenüber bekannten Bauweisen mit dem erfindungsgemäßen Aktuator ein in axialer Richtung besonders kompaktbauender Aktuator vorgeschlagen ist.In the actuator according to the invention, the coupling ends remain 14 . 17 the coupling parts 11 in firmly defined, transverse to the axis of rotation of the actuator arranged transverse planes that do not change their distance countries. This means that in comparison to known construction methods with the actuator according to the invention, an actuator which is particularly compact in the axial direction is proposed.

Der hier vorgeschlagene erfindungsgemäße Aktuator verwirklicht zudem eine Steuereinrichtung 22 zur Steuerung der räumlichen Lage der Koppelteile 11, um somit das wirksame Drehmoment des Zusatzantriebes 8. Zu dieser Steuereinrichtung 22 zählt das Schiebeteil 10, dessen zweite Kurvenbahn 13, und die Kurvenbahn 15 der Stützscheibe 12. Diese Kurvenbahnen 13, 15 können wie vorliegend linear ausgebildet sein, sie könne jedoch auch gekrümmt und an die jeweiligen Erfordernisse angepasst sein. Insbesondere ist es möglich, eine oder beide Kurvenbahnen 13, 15 als gekrümmte Raumkurve zu gestalten, so dass abhängig von der Drehlage der beiden Aktuatorelemente 1, 2 eine definierte Lage der Koppelteile 11 eingestellt ist. Die Gestaltung der Kurvenbahnen 13, 15 und die Bestimmung der Länge der Koppelteile 11 ist an die erforderliche Charakteristik des Zusatzantriebes 8 und somit an die Erfordernisse des Aktuators angepasst.The actuator proposed here according to the invention also implements a control device 22 for controlling the spatial position of the coupling parts 11 To thus the effective torque of the auxiliary drive 8th , To this controller 22 counts the sliding part 10 whose second curved track 13 , and the curved path 15 the support disk 12 , These curved tracks 13 . 15 may be formed linear as in the present case, but they could also be curved and adapted to the respective requirements. In particular, it is possible to have one or both curved paths 13 . 15 to make a curved space curve, so that depending on the rotational position of the two actuator elements 1 . 2 a defined position of the coupling parts 11 is set. The design of the curved paths 13 . 15 and the determination of the length of the coupling parts 11 is the required characteristic of the auxiliary drive 8th and thus adapted to the requirements of the actuator.

Durch die spezielle Auslegung der Kurvenbahn 13, 15 sowie die Abstimmung des axialen Abstand zwischen den beiden erwähnten Querebenen für die beiden Stützlager 18, 19 lässt sich ein Kompensationsmoment und der Verlauf des Kompensationsmomentes über den Verdrehwinkel der beiden Aktuatorelemente 1, 2 zueinander an die gegebenen Erfordernisse anpassen. Dadurch kann auch die Schraubendruckfeder 9 sowie die Charakteristik des Elektromotors 4 optimal ausgenutzt werden.Due to the special design of the curved path 13 . 15 and the vote of the axial distance between the two mentioned transverse planes for the two support bearings 18 . 19 can be a compensation torque and the course of the compensation torque on the angle of rotation of the two actuator elements 1 . 2 to adapt to each other to the given requirements. This also allows the helical compression spring 9 as well as the characteristics of the electric motor 4 be used optimally.

Die kugelkopfförmigen Koppelenden 14, 16 bzw. die Aufnahmeflächen der Stützlager 18, 19 können mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung versehen sein.The ball-head coupling ends 14 . 16 or the receiving surfaces of the support bearings 18 . 19 can be provided with a friction-reducing coating.

11
Aktuatorelementactuator
22
Aktuatorelementactuator
33
Hauptantriebmain drive
44
Elektromotorelectric motor
55
Rotorrotor
66
Getriebetransmission
77
GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
88th
Zusatzantriebaccessory drive
99
SchraubendruckfederHelical compression spring
1010
Schiebeteilsliding part
1111
Koppelteilcoupling part
1212
Stützscheibesupport disc
1313
zweite Kurvenbahnsecond cam track
1414
Koppelendecoupling end
1515
erste Kurvenbahnfirst cam track
1616
Koppelachsecoupling axis
1717
Koppelendecoupling end
1818
Stützlagersupport bearings
1919
Stützlagersupport bearings
2020
Nadellagerneedle roller bearings
2121
RillenkugellagerDeep groove ball bearings
2222
Steuereinrichtungcontrol device

Claims (13)

Aktuator, mit zwei Aktuatorelementen (1, 2), die um eine Drehachse herum zueinander motorisch verdrehbar sind, wobei ein die Verdrehung der Aktuatorelemente (1, 2) zusätzlich unterstützender Zusatzantrieb (8) vorgesehen ist, der ein Koppelteil (11) aufweist, das mit seinen Koppelenden (14, 17) an beiden Aktuatorelementen (1, 2) zur Übertragung eines zusätzlichen Drehmomentes gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zu einer die Drehachse des Aktuators enthaltenden Ebene schwenkbeweglich angeordnete Koppelteil (11) zur Übertragung des Drehmomentes mit seiner die beiden Koppelenden verbindenden Koppelachse (16) außerhalb dieser Ebene angeordnet ist.Actuator, with two actuator elements ( 1 . 2 ), which are rotatable about an axis of rotation to each other by a motor, wherein the rotation of the actuator elements ( 1 . 2 ) additionally supporting auxiliary drive ( 8th ) is provided, which is a coupling part ( 11 ), which with its coupling ends ( 14 . 17 ) on both actuator elements ( 1 . 2 ) is supported for the transmission of an additional torque, characterized in that the pivotally movable to a plane containing the axis of rotation of the actuator coupling part ( 11 ) for transmitting the torque with its coupling ends connecting the two coupling ends ( 16 ) is arranged outside this plane. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem das Koppelteil (11) mit seiner Koppelachse (16) in einer die Drehachse des Aktuators enthaltenen Ebene in eine Neutralposition schwenkbar ist, in der kein Drehmoment übertragen wird.Actuator according to Claim 1, in which the coupling part ( 11 ) with its coupling axis ( 16 ) is pivotable in a plane containing the axis of rotation of the actuator in a neutral position in which no torque is transmitted. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem eine das Drehmoment erzeugende Kraft entlang der Koppelachse (16) des Koppelteils (11) von dem einen auf das andere Aktuatorelement (1, 2) geleitet wird.Actuator according to claim 1, wherein a torque-generating force along the coupling axis ( 16 ) of the coupling part ( 11 ) from one to the other actuator element ( 1 . 2 ). Aktuator nach Anspruch 1, bei dem der Zusatzantrieb (8) einen an das Koppelteil (11) angeschlossenen Energiespeicher aufweist, dessen gespeicherte Energie zur Erzeugung des Drehmomentes verwendet wird.Actuator according to Claim 1, in which the auxiliary drive ( 8th ) one to the coupling part ( 11 ) connected energy storage, the stored energy is used to generate the torque. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem mehrere Koppelteile (11) um die Drehachse des Aktuators herum verteilt angeordnet sind.Actuator according to Claim 1, in which a plurality of coupling parts ( 11 ) are distributed around the axis of rotation of the actuator around. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem das Koppelteil (11) mit seinen beiden Koppelenden (14, 17) schwenkbeweglich an Stützlagern (18, 19) gelagert ist, wobei das eine Stützlager (18) an dem einen Aktuatorelement (1) zur Drehachse des Aktuators radialverschieblich angeordnet ist und wobei das andere Stützlager (19) des Koppelteils (11) an dem anderen Aktuatorelement (2) ortsfest angeordnet ist.Actuator according to Claim 1, in which the coupling part ( 11 ) with its two coupling ends ( 14 . 17 ) pivotable on support bearings ( 18 . 19 ), wherein the one support bearing ( 18 ) on the one actuator element ( 1 ) is arranged radially displaceable to the axis of rotation of the actuator and wherein the other support bearing ( 19 ) of the coupling part ( 11 ) on the other actuator element ( 2 ) is arranged stationary. Aktuator nach Anspruch 6, bei dem das eine Stützlager (18) eine Stützscheibe (12) mit einer ersten Kurvenbahn (15) und ein gegenüber der Stützscheibe (12) verschieblich angeordnetes Schiebeteil (10) mit einer zweiten Kurvenbahn (13) aufweist, wobei die erste und die zweite Kurvenbahn (13, 15) einander durchdringen.An actuator according to claim 6, wherein the one support bearing ( 18 ) a support disk ( 12 ) with a first curved path ( 15 ) and one opposite the support disk ( 12 ) Slidable sliding part ( 10 ) with a second curved path ( 13 ), where at the first and the second curved path ( 13 . 15 ) penetrate each other. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem das Koppelteil (11) mittels einer Steuereinrichtung (22) zur Steuerung des Drehmomentes verlagerbar ist.Actuator according to Claim 1, in which the coupling part ( 11 ) by means of a control device ( 22 ) is displaceable to control the torque. Aktuator nach Anspruch 7, bei dem die Steuereinrichtung (22) ein entlang der Drehachse des Aktuators verschieblich angeordnetes Schiebeteil (10) aufweist, an dessen zur Drehachse des Aktuators geneigt angeordneter zweiter Kurvenbahn (13) das Koppelteil (11) gestützt ist.Actuator according to Claim 7, in which the control device ( 22 ) a slidably disposed along the axis of rotation of the actuator sliding part ( 10 ), at whose axis of rotation of the actuator inclined arranged second cam track ( 13 ) the coupling part ( 11 ) is supported. Aktuator nach Anspruch 7, bei dem der Zusatzantrieb (8) einen Energiespeicher aufweist, der an das Schiebeteil (10) angeschlossen ist, wobei das Schiebeteil (10) unter Abgabe von Energie aus dem Energiespeicher axial verlagert wird.Actuator according to Claim 7, in which the auxiliary drive ( 8th ) has an energy store which is connected to the sliding part ( 10 ) is connected, wherein the sliding part ( 10 ) is axially displaced while releasing energy from the energy storage. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem beide Aktuatorelemente (1, 2) jeweils als Hohlachse ausgebildet sind, wobei in dem einen Aktuatorelement der Zusatzantrieb angeordnet ist.Actuator according to Claim 1, in which both actuator elements ( 1 . 2 ) are each formed as a hollow shaft, wherein in the one actuator element of the auxiliary drive is arranged. Aktuator nach Anspruch 1, bei dem beide Aktuatorelemente (1, 2) jeweils als Hohlachse ausgebildet sind, wobei in dem anderen Aktuatorelement (2) der Hauptantrieb (3) angeordnet ist.Actuator according to Claim 1, in which both actuator elements ( 1 . 2 ) are each formed as a hollow axle, wherein in the other actuator element ( 2 ) the main drive ( 3 ) is arranged. Akuator nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dessen Hauptantrieb (3) eine drehfest mit dem einen Aktuatorelement (1) verbundene Abtriebswelle insbesondere Getriebeausgangswelle (7) aufweist.Akuator according to at least one of the preceding claims, whose main drive ( 3 ) a rotationally fixed with the one Aktuatorelement ( 1 ) connected output shaft in particular transmission output shaft ( 7 ) having.
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