DE102010009535A1

DE102010009535A1 - Betätigungseinrichtung mit linear bewegbarer Antriebsschraube

Info

Publication number: DE102010009535A1
Application number: DE102010009535A
Authority: DE
Inventors: Brian Foxborough Ganter
Original assignee: Stoneridge Control Devices Inc
Current assignee: Stoneridge Control Devices Inc
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-12-02
Also published as: GB2468214B; GB2468214A; US20100242642A1; US8256313B2; GB201003341D0

Abstract

Eine Betätigungseinrichtung und ein Fahrzeugsystem mit einem Antriebsrad mit einer einstückiger Antriebsmutter in verzahntem Eingriff mit einer Antriebsschraube. Eine Drehung der Antriebsschraube wird verhindert, so dass eine Drehung des Antriebsrads eine lineare Bewegung von der Antriebsschraube verursacht.

Description

Querverweis zu verwandten Anmeldungen
Die Anmeldung beansprucht den Vorteil des Anmeldetages der vorläufigen US-Anmeldung Seriennummer 61/156,136, eingereicht am 27. Februar 2009, wobei die Lehren dieser hiermit durch Bezugname hierin eingeschlossen sind.
Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft Betätigungseinrichtungen und insbesondere eine Betätigungseinrichtung mit einer linear bewegbaren Antriebsschraube.
Hintergrund
Betätigungseinrichtungen mit Antriebsschrauben sind wohlbekannt. Im Allgemeinen umfassen solche Betätigungseinrichtungen einen elektrischen Motor mit einer Ausgangswelle, die mittels eines Getriebezugs mit einem Schneckengetriebe verbunden sind. Das Schneckengetriebe kann mit der Antriebsschraube in verzahntem Eingriff stehen, um eine Drehbewegung von der Antriebsschraube entsprechend der Drehung von der Ausgangswelle des Motors zu verursachen. In bekannten Ausgestaltungen ist die Antriebsschraube in einer Lage relativ zum Betätigungseinrichtungsgehäuse festgelegt und die Drehbewegung von der Antriebsschraube verursacht die Verschiebung von einer mit einem Gewinde versehenen Antriebsmutter entlang der Länge von der Antriebsschraube. Die Mutter kann mit einem von der Betätigungseinrichtung zu bewegenden Gegenstand verbunden sein.
Die Antriebsschraubenanordnung bietet Vorteile beim Bereitstellen einer Linearbewegung, beispielsweise von der Antriebsmutter, wobei im Allgemeinen Probleme beim Zurückstellen durch Anlegen einer externen Kraft an die Antriebsmutter bestehen. In einigen Ausgestaltungen kann eine übermäßig lange Antriebsschraube von Nöten sein, um die gewünschte Länge der Bewegung von der Antriebsmutter zu erreichen. Dies birgt die Gefahr eines Biegens von der Antriebsschraube und einer Beschädigung von der Betätigungseinrichtung. Weiterhin könnte eine lange Antriebsschraube nicht in der Lage sein, hohen Belastungen zu widerstehen, wegen einer Begrenzung der Größe von der Axiallagerung, die mit der Schraube verwendet wird.
Kurzbeschreibung von den Figuren
Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen von dem offenbarten Gegenstand werden im Verlauf der folgenden detaillierten Beschreibung und Bezugnahme auf die Figuren ersichtlich werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile kennzeichnen, und wobei:
1 ein Blockdiagramm von einem Fahrzeugsystem mit einer Betätigungseinrichtung entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
2 eine Schnittansicht von der Betätigungseinrichtung entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
3 eine Draufsicht auf eine Betätigungseinrichtung mit einem abgenommenen Gehäuse entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
4 eine perspektivische Ansicht von einem Antriebsrad mit einem ersten Antriebsritzelteil und einer einstückigen Antriebsmutter entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
5 eine Schnittansicht von einem Teil von der Betätigungseinrichtung entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
6 eine perspektivische Ansicht von einem Teil von der Betätigungseinrichtung entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
7 eine weitere Schnittansicht von einer Betätigungseinrichtung entsprechend der aktuellen Offenbarung ist;
8 eine Schnittansicht einer für eine Betätigungseinrichtung entsprechend der aktuellen Offenbarung vorteilhaften Kolbenanordnung ist;
9 eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Betätigungseinrichtung mit abgenommenen Gehäuse entsprechend der aktuellen Offenbarung ist.
Obwohl die folgende detaillierte Beschreibung Bezug nimmt auf veranschaulichte Ausführungsformen, sind den einschlägigen Fachkreisen viele Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen davon offenbart. Folglich ist es beabsichtigt, dass der beanspruchte Gegenstand breit ausgelegt wird.
Detaillierte Beschreibung
Im Allgemeinen umfasst eine Betätigungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ein Antriebsrad mit einer einstückigen Antriebsmutter in verzahntem Eingriff mit einer Antriebsschraube. Eine Drehung der Antriebsschraube wird verhindert, so dass eine Drehung des Antriebsrad eine lineare Bewegung von der Antriebsschraube relativ zu dem Antriebsrad und dem Betätigungseinrichtungsgehäuse verursacht. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung einer kurzen Antriebsschraube, was das Risiko eines Verbiegens reduziert und die Verwendung von einer großen Axiallagerung ermöglicht, um hohen Belastungen zu widerstehen. Die Linearbewegung von der Antriebsschraube kann direkt gemessen werden, beispielsweise mittels Halleffektschaltungen und Magneten. Die Antriebsschraube kann einen Kolben antreiben, um eine zugehörige Vorrichtung zu betätigen, zum Beispiel ein Fahrzeuggetriebe, wie eine Betätigungseinrichtung zum Umschalten von Zweiradantrieb (2WD) auf Vierradantrieb (4WD). Zwei Federn können in dem Kolben verwendet werden, um die Antriebskraft zu maximieren und gleichzeitig den Platzbedarf zu minimieren. Die Federn können entgegengesetzt gewickelt sein, um ein Verschachteln und Verwickeln während des Bearbeitens und/oder Betätigens zu verhindern.
Zur Vereinfachung der Erläuterung wird eine Betätigungseinrichtung nach der Offenbarung in Verbindung mit der Verwendung mit einem Getriebe beschrieben, wie beispielsweise einem Verteilergetriebe eines Vierradfahrzeuges, Frontdifferentialgetriebes, Fahrzeughinterachsdifferentials, Übersetzungsgetriebes, usw. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Betätigungseinrichtung nach der Offenbarung mit einer Vielzahl von Anwendungen in und außerhalb von Fahrzeugen nützlich sein kann, wie beispielsweise Querstabilisatoren, Festhaltebremsen, Sperren usw. Es ist daher so zu verstehen, dass die hierin dargestellten beispielhaften Ausführungsformen nur als eine Art der Darstellung dienen und nicht als Beschränkung gedacht sind.
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems 100 umfassend eine mit einem Getriebe 104 gekoppelte Betätigungseinrichtung 102. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung umfasst das Getriebe 104 ein Verteilergetriebe, ein Frontdifferentialgetriebe, ein Hinterachsgetriebe, usw. Die Betätigungseinrichtung 102 umfasst eine Antriebsvorrichtung 106 um einen Kolben von einer Kolbenvorrichtung 108 zu bewegen. Der Kolben von der Kolbenvorrichtung 108 greift mit dem Getriebe 104 ein und/oder mit mehreren Teilen innerhalb des Getriebes 104, um ein zu dem Getriebe zugehöriges bewegliches Element zwischen einem ersten Betätigungszustand und einem zweiten Betätigungszustand zu bewegen. Nach einer beispielhaften Ausführungsform, in welcher das Getriebe 104 ein Verteilergetriebe eines Vierradantriebfahrzeugs ist, dient der Kolben von der Kolbenvorrichtung 108 als Schaltgabel innerhalb des Getriebes 104, um das Verteilergetriebe zwischen Allradantrieb (AWD) und Vierradantrieb (4WD) zu schalten. Die Betätigungseinrichtung 102 kann direkt mit dem Getriebe 104 gekoppelt sein, oder sie kann indirekt über Zwischenverbindungen oder ähnliches mit dem Getriebe 104 gekoppelt sein. Die Betätigungseinrichtung 102 kann als Antwort auf ein Kontrollsignal von einem Controller 110 arbeiten. Der Controller 110 kann das Kontrollsignal zu der Betätigungseinrichtung 102 mittels eines Kommunikationsbusses 112, wie beispielsweise einen CAN oder LIN Bus bereitstellen. Die Betätigungseinrichtung 102 kann dem Controller ein Statussignal auf den Bus 112 bereitstellen, zum Beispiel um die Position des Kolbens von der Kolbenvorrichtung 108 anzuzeigen.
Bezugnehmend auf 1 und 2, wo eine beispielhafte Betätigungseinrichtung 102 umfassend eine Antriebsvorrichtung 106 und eine Kolbenvorrichtung 108 nach der vorliegenden Offenbarung dargestellt ist. Die Antriebsvorrichtung 106 umfasst im Allgemeinen einen Stützrahmen 202, einen umkehrbaren Elektromotor 204, einen Reduktionsgetriebezug 206, ein Antriebsrad 208, eine Antriebsschraube 210, eine Antirotationseinrichtung 212, ein Axiallager 214, Dichtungen, 216, 218, eine bedruckte Leiterplatte (PCB) 220, und erste 222 und zweite 224 Gehäusehälften. Der umkehrbare Elektromotor 204, der Reduktionsgetriebezug 206 und die bedruckte Leiterplatte 220 sind an dem Stützrahmen befestigt.
Der Motor 204 ist ausgebildet, um das Antriebsrad mittels des Reduktionsgetriebezugs 206 anzutreiben. Für den zuständigen Fachmann ist es offensichtlich, dass der Reduktionsgetriebezug 206 vielfältig ausgebildet sein kann, in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Motors 204 und der gewünschten Getriebereduktion. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst der Reduktionsgetriebezug Ritzel 226 an der Ausgangswelle 228 von dem Motor 204 und ist in eingreifender Verbindung mit einem ersten Antriebsrad 230 von einem zusammengesetzten Getriebe. Ein zweites Antriebsrad 232 von dem zusammengesetzten Getriebe ist in eingreifender Verbindung mit einem ersten Getriebeteil 234, zum Beispiel einem Zahnradteil von dem Antriebsrad 208.
Das Antriebsrad 208 umfasst das Zahnradteil 234 und eine einstückig mit dem Antriebsrad ausgebildete Antriebsmutter 236, wie beispielsweise in 4 dargestellt. Die einstückige Antriebsmutter 236 erstreckt sich koaxial durch das Zahnradteil 234 und axial an beiden Seiten von dem Zahnradteil 236 hinaus. Die einstückige Antriebsmutter definiert einen inneren mit Gewinde versehenen Durchgang 402 um die externe Antriebsschraube 210 aufzunehmen. Das äußere Gewinde 502 von der Antriebsschraube 210 greift in das Innengewinde von der einstückigen Antriebsmutter 236 ein. Ein erstes Ende von der Antriebsmutter erstreckt sich in eine Öffnung in der Dichtung 216, welche in einer entsprechenden Öffnung in dem Stützrahmen angeordnet ist. Der Stützrahmen 202 stützt dabei die Antriebsschraube 210 und das Antriebsrad 208. Das Axiallager 214 umfasst eine zentrale Öffnung, durch welche die Antriebsmutter 236 hindurchragt und ist zwischen einer Stirnfläche von der Dichtung 216 und einer Rückfläche von dem Zahnradteil 234 von dem Antriebsrad 208 angeordnet.
Die ersten 222 und zweiten 224 Gehäuseteile haben Öffnungen und sind ausgebildet, den Motor 204, die bedruckte Leiterplatte 220, den Reduktionsgetriebezug 206 und das Antriebsrad 208 mit einem Ende von der Antriebsschraube 210, welche sich aus dem zweiten Gehäuseteil 224 heraus erstreckt, aufzunehmen. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich die Antriebsmutter 234 in eine Öffnung in der Dichtung 218, welche in einer entsprechenden Öffnung in dem zweiten Gehäuseteil 224 angeordnet ist. Das zweite Gehäuseteil stütz somit die Antriebsschraube 210 und das Antriebsrad 208.
Wie insbesondere in den 6 und 7 dargestellt, ist die Antirotationseinrichtung 212 mit einem ersten Ende 702 der Antriebsschraube 210 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Antirotationseinrichtung ein im Wesentliches kreisrundes Grundteil 602 und ein sich radial davon erstreckendes vorstehendes Teil 604. Das kreisrunde Grundteil 602 umfasst eine zentrale Öffnung 704 zur Aufnahme des ersten Endes 702 von der Antriebsschraube 210. Das Ende von der Antriebsschraube ist so in der zentralen Öffnung 704 von dem Grundteil 602 der Antirotationseinrichtung 212 gesichert, dass eine relative Drehbewegung zwischen der Antirotationseinrichtung 212 und der Antriebsschraube 210 im Wesentlichen vermieden wird. In einer Ausführungsform erstreckt sich z. B. ein Schlüsselteil von dem zentralen Grundteil 602 in die zentrale Öffnung 704 und wird in einem an der Antriebsschraube 210 geformtes entsprechendes Schlüsselteil aufgenommen, um im Wesentlichen eine relative Drehbewegung zwischen der Antirotationseinrichtung 212 und der Antriebsschraube 210 zu verhindern. ”Im Wesentlichen verhindert” und die Antirotationseinrichtung ist ausgebildet, eine Rotation ”im Wesentlichen zu verhindern” im Sinne der Erfindung bedeutet, dass eine gewisse Relativbewegung zwischen den Komponenten durch Fertigungstoleranzen oder durch Kräfte, die Komponenten zerstören oder beschädigen, möglich sein kann, aber eine freie Rotationsbewegung zwischen den Komponenten verhindert wird.
Wie in 7 dargestellt, kann sich der vorstehende Teil 604 von der Antirotationseinrichtung 212 in einer Führungsnut 706 des ersten Gehäuseteils erstrecken. Die Führungsnut 706 kann durch gegenüberliegende Wände 708, 710, die sich nach Innen von der inneren Oberfläche des ersten Gehäuseteils 222 erstrecken, gebildet sein. Gegenüberliegende Seiten des vorstehenden Teils 604 können benachbart zu den gegenüberliegenden Wänden 708, 712 von der Führungsnut 706 so angeordnet sein, dass eine lineare Bewegung des vorstehenden Teils 604 in der Führungsnut ermöglicht, aber im Wesentlichen eine Rotationsbewegung des vorstehenden Teils 602 in der Führungsnut 706 verhindert wird. Die Führungsnut 706 kann sich entlang der Länge des ersten Gehäuseteils 202 in axialer Ausrichtung mit der Achse von der Antriebsschraube 210 erstrecken.
Im Betrieb kann der Motor 204 in eine erste Richtung betrieben werden, um eine entsprechende Drehung des Antriebsrads 208 mittels des Reduktionsgetriebezugs 206 zu verursachen. Mit der an dem Ende von der Antriebsschraube befestigten Antirotationseinrichtung und dem in der Führungsnut 706 angeordneten vorstehenden Teil von der Antirotationseinrichtung 212 wird eine Drehung der Antriebsschraube 210 im Wesentlichen vermieden. Da sich das Antriebsrad 208 dreht, wird durch den verzahnten Eingriff von dem Innengewinde des Antriebsmutterteils 236 des Antriebsrads 208 und dem Außengewinde von der Antriebsschraube 210 eine lineare Bewegung von der Antriebsschraube relativ zu der Antriebsmutter 236 und den Gehäuseteilen 222 und 224 verursacht. Die Linearbewegung ist entlang von der Längsachse von der Antriebsschraube 210, also in Abhängigkeit von der Drehrichtung von der Motorausgangswelle in die Richtung des Pfeils aus 5. Bei der Linearbewegung der Antriebsschraube 210 relativ zu der Antriebsmutter 236 gleitet der vorstehende Teil 604 von der Antirotationseinrichtung 212 linear in der Führungsnut 706.
Die Linearbewegung von der Antriebsschraube 210 verursacht eine entsprechende lineare Bewegung des Kolbens 802 von der Kolbenvorrichtung 108. Wie in den 8 und 9 dargestellt, umfasst die Kolbenvorrichtung 108, 108a beispielsweise ein Kolbengehäuse 804, einen Kolben 802 und wenigstens eine Feder 806. Das Gehäuse 804 kann im Wesentlichen zylindrisch sein, mit einem offenen Ende, durch welches der Kolben 802 austritt. Der Kolben 802 kann ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch sein und einen äußeren Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der innere Durchmesser des Kolbengehäuses 804. Der Kolben 802 ist somit verschiebbar innerhalb des Gehäuses 804 angeordnet.
Der Kolben 802 kann über die Feder 806 mit der Antriebsschraube 210 gekoppelt sein. Wie dargestellt, ist die Feder 806 beispielsweise zwischen der inneren Oberfläche von dem Ende des Kolbenteils 802 und einem mit dem zweiten Ende von der Antriebsschraube 210 verbundenen Endstück 808 angeordnet. Durch die lineare Auswärtsbewegung von der Antriebsschraube 210 aus der Antriebsvorrichtung wird die Feder 806 gegen das Endstück des Kolbens 802 gedrückt, wobei der Kolben 802 linear aus dem Gehäuseteil 804 bewegt wird. Der Kolben 802 ist beispielsweise mit einem beweglichen Element des Getriebes 104 verbunden, um das Getriebe 104 in einen ersten Betriebszustand zu versetzen, zum Beispiel Allradantrieb, wenn die Antriebsschraube 210 in der ersten oder zurückgezogenen Lage ist und in einem zweiten Betriebszustand, zum Beispiel Vierradantrieb, wenn die Antriebsschraube in der zweiten oder ausgefahrenen Position ist.
Wenn der Kolben 802 auf ein Hindernis trifft, zum Beispiel ein blockierter Zahnzustand in einem durch den Kolben 802 angetriebenen Element, komprimiert die Antriebsschraube 210 die Feder. Der Motor 204 kann angehalten werden, um die lineare Bewegung der Antriebsschraube 210 anzuhalten. Wenn der blockierende Zustand aufgehoben ist, wird der Kolben 204 durch die Kraft der Feder 806 aus dem Gehäuse herausgedrückt. Wenn der Motor 204 in eine entgegengesetzte Richtung dreht, wird die Antriebsschraube 210 linear einwärts Richtung Antriebsvorrichtung bewegt, wodurch der Kolben 802 in das Kolbengehäuse zurückbewegt wird.
In der in 8 dargestellten Ausführungsform ist der Kolben mittels zwei Federn 806, 810 mit der Antriebsschraube gekoppelt. Wie dargestellt sind die Federn 806, 810 Schraubenfedern, die entgegengesetzt zueinander gewickelt sind, um ein Verschachteln und Verwickeln während der Bearbeitung und/oder Betätigung zu verhindern. Die Feder(n) sind vorzugsweise ausgesucht, um die Antriebskraft des Kolbens zu maximieren und gleichzeitig den benötigten Platz zu minimieren. Die Verwendung von zwei Federn 806, 810, wie in 8 dargestellt, ermöglicht höhere Antriebskräfte verglichen mit einer Feder, bei gleichem benötigten Platz wie für eine Feder.
Die Betätigungseinrichtung kann weiterhin eine kontaktlose Positionsbestimmungseinrichtung umfassen. Wie insbesondere in 6 dargestellt, ist beispielsweise ein Magnet 606 mit der Antriebsschraube 210 gekoppelt, zum Beispiel an deren ersten Ende. Der Magnet 606 bewegt sich folglich linear mit der Antriebsschraube 210, wenn der Motor 204 angetrieben wird, wodurch sich der Magnet benachbart zu der bedruckten Leiterplatte 220 bewegt.
Auf der bedruckten Leiterplatte 220 ist wenigstens ein Magnetfeldsensor 808 mit zugehörigen Schaltungen und Leitungen und Leiterbahnen zur Stromversorgung des Sensors und zur Bereitstellung von Ausgaben des/der Sensor(en) an elektrischen Anschlüssen 612 angeordnet, wie beispielsweise ein Halleffektsensor, Flux-Gate-Sensor, Reedschalter, usw. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Halleffektsensoren 608, 610 an Stellen auf der bedruckten Leiterplatte 220 angeordnet, die den Enden der Bewegungen der Antriebsschraube 210 entsprechen. Wenn die Antriebsschraube 210 in einer vollkommen zurückgezogenen Position ist, liefert der erste Halleffektsensor 608 eine Ausgabe in Antwort auf das Magnetfeld des Magneten 606. Die Ausgabe des ersten Halleffektsensors 608 wird dem Controller 110 über den Anschluss 612 bereitgestellt, um anzuzeigen, dass die Antriebsschraube 210 vollkommen zurückgezogen ist. In Antwort auf die Ausgabe des ersten Halleffektsensors 608 gibt der Controller ein Signal an die Betätigungseinrichtung 102, um den Motor anzuhalten.
Wenn die Antriebsschraube 210 in einer vollkommen ausgefahrenen Position ist, liefert der zweite Halleffektsensor 610 eine Ausgabe in Antwort auf das Magnetfeld des Magneten 606. Die Ausgabe von dem zweiten Halleffektsensor 608 wird dem Controller 110 über den Anschluss 612 bereitgestellt, um anzuzeigen, dass die Antriebsschraube 210 vollkommen ausgefahren ist. In Antwort auf die Ausgabe des zweiten Halleffektsensors 610 gibt der Controller 110 ein Signal an die Betätigungseinrichtung 102, um den Motor anzuhalten.
In einer Ausführungsform sind die Halleffektsensoren 608 und/oder 610 schaltende Halleffektsensoren. In einer solchen Ausführungsform liefert der Sensor benachbart zu dem Magnet eine Ausgabe entsprechend eines ”Ein”-Zustands, wenn der Magnet 606 benachbart ist, zum Beispiel oberhalb angeordnet ist, und der andere Sensor liefert eine Ausgabe entsprechend eines ”Aus”-Zustands. Andere Ausführungsformen des Positionserkennungssystems verwenden beispielsweise eine oder mehrere Halleffektvorrichtungen, um ein Signal entsprechend der Position von der Antriebsschraube zwischen den Endpunkten der Bewegung zu liefern. In ähnlichen Ausführungsformen umfasst das Positionserkennungssystem mehr als zwei Magnetfeldsensoren, die entlang des Bewegungswegs von der Bewegung der Antriebsschraube angeordnet sind. Zusätzliche Magnetfeldsensoren können Zwischenposition von dem Magnet 606 und der Antriebsschraube 210 zwischen den Endpositionen von der Bewegung anzeigen und/oder die Auflösung des Positionserkennungssystems verbessern. Andere Ausführungsformen von einem kontaktlosen Positionserkennungssystem im Einklang mit der vorliegenden Offenbarung können andere kontaktlose Sensoren als Magnetfeldsensoren verwenden, wie beispielsweise optische Sensoren, usw.
Wie in 9 dargestellt, kann ein Betrieb einer Betätigungseinrichtung im Einklang mit der vorliegenden Offenbarung zwei oder mehr umkehrbare Elektromotoren verwenden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste 204 und zweite 902 Motor an dem Stützrand 202a montiert und beide Motoren treiben ein zusammengesetztes Getriebe 904 eines Reduktionsgetriebezugs 206a an. Eine Ausgestaltung mit zwei Motoren stellt einen ausfallsicheren Betrieb im Falle einer Fehlfunktion von einem der Motoren bereit und liefert weiterhin eine höhere Antriebskraft. Der Betrieb des in 9 dargestellten Ausführungsbeispiels ist in anderen Belangen ähnlich zu dem oben im Zusammenhang mit den 1 bis 8 beschriebenen Betrieb.
Entsprechend einem Aspekt von der Offenbarung wird eine Betätigungseinrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Motor, einen mit dem Motor gekoppelten Getriebezug, wobei der Getriebezug ein Antriebsrad mit einem ersten Antriebsritzelteil und einem einstückigen Antriebsmutterteil umfasst, wobei das erste Ritzelteil in verzahntem Eingriff mit einem Antriebsritzel des Getriebezugs steht, um eine Drehung des Getriebezugs zu verursachen, wenn der Motor angetrieben wird; eine Antriebsschraube, welche sich in eine zentrale Öffnung des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads erstreckt, wobei die Antriebsschraube ein Außengewinde umfasst, das in verzahntem Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads steht, wobei das einstückige Antriebsmutterteil des Antriebsrads ausgebildet ist, die Antriebsschraube entlang einer linearen Bewegung relativ zu dem einstückigen Antriebsmutterteil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position anzutreiben, wenn der Motor angetrieben ist; und einem mit der Antriebsschraube mittels wenigstens einer Feder gekoppelten Kolben.
Nach einem anderen Aspekt von der Offenbarung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, umfassend: ein Fahrzeuggetriebe, eine mit dem Getriebe gekoppelte Betätigungseinrichtung, wobei die Betätigungseinrichtung einen Motor umfasst; eine mit dem Motor gekoppelten Getriebezug, wobei der Getriebezug ein Antriebsrad mit einem ersten Antriebsritzelteil und einem einstückigen Antriebsmutterteil umfasst, wobei das erste Ritzelteil in verzahntem Eingriff mit einem Antriebsritzel des Getriebezugs steht, um eine Drehung des Getriebezugs zu verursachen, wenn der Motor angetrieben wird; eine Antriebsschraube, welche sich in eine zentrale Öffnung des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads erstreckt, wobei die Antriebsschraube ein Außengewinde umfasst, das in verzahntem Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads steht, wobei das einstückige Antriebsmutterteil des Antriebsrads ausgebildet ist, die Antriebsschraube entlang einer linearen Bewegung relativ zu dem einstückigen Antriebsmutterteil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position anzutreiben, wenn der Motor angetrieben ist; und einem mit der Antriebsschraube mittels wenigstens einer Feder gekoppelten Kolben, wobei der Kolben mit einem beweglichen Element des Getriebes gekoppelt ist, um das Getriebe in einen ersten Betriebszustand zu versetzen, wenn die Antriebsschraube in der ersten Position ist und in einen zweiten Betriebszustand, wenn die Antriebsschraube in der zweiten Position ist.
Die Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben wurden, sind nur einige von denen, die die Merkmale im Einklang mit der vorliegenden Offenbarung verwenden und wurden zur Verdeutlichung hierin vorgestellt und nicht als Beschränkung. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass Aspekte von den verschiedenen Ausführungsbeispielen mit anderen Ausführungsbeispielen kombinierbar sind. Es ist offensichtlich, dass viele weitere Ausführungsformen, die dem einschlägigen Fachmann bereits ersichtlich sind, verwirklicht werden können, ohne materiell von dem Gedanken und dem Schutzumfang nach den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims

Betätigungseinrichtung umfassend: einen Motor; einen mit dem Motor gekoppelten Getriebezug, wobei der Getriebezug ein Antriebsrad mit einem ersten Antriebsritzelteil und einem einstückigen Antriebsmutterteil umfasst, wobei das erste Ritzelteil in verzahntem Eingriff mit einem Antriebsritzel des Getriebezugs steht, um eine Drehung des Getriebezugs zu verursachen, wenn der Motor angetrieben wird; eine Antriebsschraube, welche sich in eine zentrale Öffnung des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads erstreckt, wobei die Antriebsschraube ein Außengewinde umfasst, das in verzahntem Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads steht, wobei das einstückige Antriebsmutterteil des Antriebsrads ausgebildet ist, die Antriebsschraube entlang einer linearen Bewegung relativ zu dem einstückigen Antriebsmutterteil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position anzutreiben, wenn der Motor angetrieben ist; und einen mit der Antriebsschraube mittels wenigstens einer Feder gekoppelten Kolben.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin eine mit der Antriebsschraube gekoppelte Antirotationseinrichtung umfasst, wobei die Antirotationseinrichtung ausgebildet ist, im Wesentlichen eine Drehbewegung der Antriebsschraube relativ zu dem einstückigen Antriebsmutterteil des Antriebsrads zu verhindern.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antirotationseinrichtung ein Grundteil mit einer Öffnung zur Aufnahme der Antriebsschraube und ein vorstehendes Teil, welches sich radial von dem Grundteil erstreckt, umfasst.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei das vorstehende Teil in einer Führungsnut des Gehäuses der Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin einen mit der Antriebsschraube gekoppelten Magneten und wenigstens einen Magnetfeldsensor, der ausgebildet ist, eine Ausgabe in Antwort auf die Position des Magneten bereitzustellen, umfasst.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin erste und zweite Magnetfeldsensoren, die der ersten und zweiten Position zugeordnet sind, umfasst, wobei jeder der Magnetfeldsensoren eine zugehörige Ausgabe in Antwort auf die Position des Magneten bereitstellt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin eine erste und eine zweite Feder umfasst.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste und die zweite Feder als entgegengesetzt gewickelte Schraubenfedern ausgebildet sind.
Fahrzeugsystem umfassend: ein Fahrzeuggetriebe: eine mit dem Getriebe gekoppelte Betätigungseinrichtung, wobei die Betätigungseinrichtung einen Motor umfasst; einen mit dem Motor gekoppelten Getriebezug, wobei der Getriebezug ein Antriebsrad mit einem ersten Antriebsritzelteil und einem einstückigen Antriebsmutterteil umfasst, wobei das erste Ritzelteil in verzahntem Eingriff mit einem Antriebsritzel des Getriebezugs steht, um eine Drehung des Getriebezugs zu verursachen, wenn der Motor angetrieben wird; eine Antriebsschraube, welche sich in eine zentrale Öffnung des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads erstreckt, wobei die Antriebsschraube ein Außengewinde umfasst, das in verzahntem Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde des einstückigen Antriebsmutterteils des Antriebsrads steht, wobei das einstückige Antriebsmutterteil des Antriebsrads ausgebildet ist, die Antriebsschraube entlang einer linearen Bewegung relativ zu dem einstückigen Antriebsmutterteil zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position anzutreiben, wenn der Motor angetrieben ist; und einen mit der Antriebsschraube mittels wenigstens einer Feder gekoppelten Kolben, wobei der Kolben mit einem beweglichen Element des Getriebes gekoppelt ist, um das Getriebe in einen Betriebszustand zu versetzen, wenn die Antriebsschraube in der ersten Position ist und in einen zweiten Betriebszustand, wenn die Antriebsschraube in der zweiten Position ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin eine mit der Antriebsschraube gekoppelte Antirotationseinrichtung umfasst, wobei die Antirotationseinrichtung ausgebildet ist, im Wesentlichen eine Drehbewegung der Antriebsschraube relativ zu dem einstückigen Antriebsmutterteil des Antriebsrads zu verhindern.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 10, wobei die Antirotationseinrichtung ein Grundteil mit einer Öffnung zur Aufnahme der Antriebsschraube und ein vorstehendes Teil, welches sich radial von dem Grundteil erstreckt, umfasst.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das vorstehende Teil in einer Führungsnut des Gehäuses der Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin einen mit der Antriebsschraube gekoppelten Magneten und wenigstens einen Magnetfeldsensor, der ausgebildet ist, eine Ausgabe in Antwort auf die Position des Magneten bereitzustellen, umfasst.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 13, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin erste und zweite Magnetfeldsensoren, die der ersten und zweiten Position zugeordnet sind, umfasst, wobei jeder der Magnetfeldsensoren eine zugehörige Ausgabe in Antwort auf die Position des Magneten bereitstellt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin eine erste und eine zweite Schraube umfasst.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 15, wobei die erste und die zweite Feder als entgegengesetzt gewickelte Schraubenfedern ausgebildet sind.