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Die Erfindung betrifft einen elektromotorischer Stellaktuator, insbesondere einer Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs.
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Aus der
DE 20 2007 017 953 U1 ist eine Feststellbremse mit einer Notentriegelung bekannt, die bei einem Ausfall eines elektromotorischen Antriebs ein manuelles Lösen der betätigten Feststellbremse ermöglicht. Ein hierzu vorgesehener Verriegelungsmechanismus koppelt im störungsfreien Betrieb der Feststellbremse ein vom Elektromotor angetriebenes Getrieberad mit einem ein Bremsseil betätigenden Spindeltrieb. Im Störungsfall kann die Getriebekopplung durch axiales Verschieben des Getrieberades manuell gelöst werden.
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Aus der
DE 10 2006 033 569 A1 ist eine Feststellbremse mit einer Notbetätigung bekannt, die über eine Zugangsöffnung im Getriebegehäuse der Feststellbremse den direkten Eingriff eines Handhabungswerkzeugs, beispielsweise in Form eines Mehrkantschlüssels, an die Motorwelle des Elektromotors zu dessen manueller Drehbetätigung ermöglicht. Die Zugangsöffnung des Gehäuses ist mit einem Dichtstopfen verschlossen, der für eine Notbetätigung entfernt und anschließend erneut in die Zugangsöffnung eingesetzt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Stellaktuator mit einer verbesserten Notbetätigung anzugeben. Der Stellaktuator soll insbesondere für eine Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs besonders geeignet sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierzu umfasst der Stellaktuator ein Getriebegehäuse, in dem ein mittels eines Elektromotors angetriebenes Getrieberad gelagert ist. Das Getrieberad weist koaxial zu dessen Radachse eine Einstecköffnung auf, die mit einer Gehäuseöffnung im Getriebegehäuse fluchtet. Die Gehäuseöffnung ist mit einem Verschlusselement versehen, das für eine Notbetätigung, insbesondere mittels eines bereit gestellten Handhabungswerkzeugs, durchdringbar ist.
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Das Verschlusselement ist vorzugsweise eine luftdurchlässige Membran, die die Gehäuseöffnung zumindest staub- und/oder wasserdicht abdichtet. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist über dieselbe Gehäuseöffnung zusätzlich zur Notbetätigung des Stellaktuators ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Getriebegehäuses und der Umgebung sicher gestellt. Die in die Gehäuseöffnung des Getriebegehäuses eingesetzte, beispielsweise dort eingeschweißte Membran übernimmt somit eine Doppelfunktion. So dient diese einerseits als Belüftungs- oder Druckausgleichselement und verschließt andererseits diejenige Gehäuseöffnung zumindest staub- und wasserdicht gegen Umwelteinflüsse, die zur Notbetätigung, beispielsweise bei einem Ausfall des Elektromotors in Folge einer nicht ausreichenden Motorspannung, vorgesehen ist. Die Gehäuseöffnung, die vorzugsweise in dessen Gehäusedeckel vorgesehen ist, dient somit sowohl als Druckausgleichsöffnung als auch als Notbetätigungsöffnung.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung mündet die Gehäuseöffnung des Getriebegehäuses in einen zur Radachse des Getrieberades koaxialen Gehäusestutzen, der einen Aufnahmekanal für einen Ersatzverschluss bildet. Der Ersatzverschluss ist geeigneterweise ein in den Gehäusestutzen einsteckbarer Stopfen mit einer luftdurchlässigen Ersatzmembran. Zweckmäßig ist hierbei ein Kunststoffträger mit einem Dichtring (O-Ring) mit aufgeschweißter oder auf anderer Art und Weise befestigter luftdurchlässiger Membran.
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Der Kunststoffträger des Ersatzverschlusses ist vorzugsweise mit Rastmitteln für eine lösbare Verrastung des Ersatzverschlusses innerhalb des Gehäusestutzens versehen. Die Bereitstellung derartiger Ersatzverschlüsse ermöglicht eine praktisch beliebig häufige Notbetätigung und anschließend ein luftdurchlässiges, jedoch staub- und wasserdichtes Verschließen der Druckausgleichs- und Notbetätigungsöffnung des Getriebegehäuses. Der Ersatzverschluss kann dabei derart ausgestattet sein, dass die luftdurchlässige Membran praktisch direkt an der Windung des Gehäusestutzens oder sich tiefer in dessen Inneren befindet, wenn der Ersatzverschluss form- und/oder reibschlüssig in den Gehäusestutzen eingesetzt ist.
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Zur Realisierung einer besonders einfachen und zuverlässigen Belüftung bzw. eines Druckausgleiches des Innenraums des Getriebegehäuses mit der Umgebung ist geeigneterweise vorgesehen, dass das Getrieberad im Bereich deren Radachse durchgehend hohl ausgeführt ist. Ein dadurch gebildeter Entlüftungskanal ist dann zweckmäßigerweise im Bereich der Einstecköffnung des Getrieberades innenwandseitig mit einer zu einem Handhabungswerkzeug komplementären Kontur, beispielsweise einer Sechskantkontur für einen Inbusschlüssel, ausgebildet. Der sich über diese Einsteck- und Handhabungsöffnung erstreckende Lüftungskanal des Getrieberades mündet geeigneterweise in einen Gehäusekanal im Innenraum des Getriebegehäuses. Dieser Gehäusekanal erstreckt sich über die dortige Lagerstelle des Getrieberades innerhalb des Getriebegehäuses hinaus und steht mit dem Gehäuseinnenraum für einen ausreichenden Druckausgleich in Verbindung.
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Das derart ausgestaltete Getrieberad, das sowohl für die Notbetätigung dient als auch die Druckausgleichs- beziehungsweise Entlüftungsverbindung zwischen der Gehäuseöffnung und dem Innenraum des Getriebegehäuses übernimmt, weist am Aussenumfang eine Verzahnung auf und bildet somit gleichzeitig das Antriebsrad eines Spindeltriebs einer Feststellbremse.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die fluchtende Anordnung einer Gehäuseöffnung eines Getriebegehäuses eines elektromotorischen Stellaktuators mit einem im Getriebegehäuse gelagerten Getrieberad in einfacher Art und Weise sowohl eine geeignete Notbetätigung als auch eine zuverlässige Belüftung beziehungsweise Entlüftung für einen gewünschten oder erforderlichen Druckausgleich des Stellaktuators mit der Umgebung bereitgestellt werden kann.
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Für die Zusatzfunktion des Druckausgleiches ist das für die Notbetätigung bereits ertüchtigte Getrieberad lediglich entlang dessen Radachse hohl auszuführen, so dass über die Notbetätigungsöffnung im Getriebegehäuse gleichzeitig auch die Be- bzw. Entlüftung des Stellaktuators erfolgt, wozu die Gehäuseöffnung geeigneterweise mittels einer durchstoßbaren luftdurchlässigen Membran verschlossen wird. Bei Zerstörung der Membran mittels eines Handhabungswerkzeugs im Zuge einer Notbetätigung kann die Gehäuseöffnung in einfacher Art und Weise mittels eines bereitgestellten Ersatzverschlusses praktisch beliebig häufig wiederholbar staub- und wasserdicht verschlossen werden. Durch die Ausgestaltung des Ersatzverschlusses mit einer wiederum luftdurchlässigen Membran ist auch im Anschluss an jede Notbetätigung die gewünschte bzw. erforderliche Druckausgleichsfunktion des Stellaktuators gewährleistet.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 im Längsschnitt einen elektromotorischen Stellaktuator mit einem Getriebegehäuse und darin gelagertem Getrieberad zur Notbetätigung und zum Druckausgleich,
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2 einen Ausschnitt aus 1 in größerem Maßstab mit einem an das Getriebegehäuse angeformten Gehäusestutzen zur Aufnahme eines mittels eines Handhabungswerkzeugs durchdringbaren Verschlusselementes,
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3 in einer perspektivischen Schnittdarstellung den Ausschnitt gemäß 2 mit einem Ersatzverschluss in einer ersten Ausführungsform,
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4 eine Darstellung gemäß 3 mit einem Ersatzverschluss in einer zweiten Ausführungsform,
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5 in einer Darstellung gemäß den 3 und 4 eine Ausführungsform mit einem Stopfen als Verschlusselement,
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6 den Stellaktuator in einer perspektivischen Darstellung bei geöffnetem Getriebegehäuse, und
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7 eine perspektivische Darstellung des Stellantriebs mit Blick auf die zur Notbetätigung vorgesehene Stirnseite des Getriebegehäuses bei abgenommenem Gehäusedeckel.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1, 6 und 7 zeigen in unterschiedlichen Darstellungen einen nachfolgend als Aktuator bezeichneten elektromotorischen Stellaktuator 1 mit einem Getriebegehäuse 2, in dem ein Getrieberad 3 in einander gegenüberliegenden Lagerstellen 4a, 4b drehgelagert ist. Das Getrieberad 3 ist mit einer Außenverzahnung (Schrägverzahnung) 5 versehen, mit der ein Ritzel 6 kämmt, das endseitig auf einer Motorwelle 7 eines Elektromotors (Kommutatormotor) 8 sitzt. Eine Elektronik 9 dient zur Ansteuerung des Elektromotors. Die Elektronik 9 bzw. der Elektromotor 8 stehen mit Anschlüssen 10 für die Strom- und Spannungsversorgung sowie für einen Signal- bzw. Datenaustausch über einen Anschlussstecker oder eine Anschlussbuchse (Anschlussschnittstelle) 11 in Verbindung. Das Getriebegehäuse 2 ist mittels eines Gehäusedeckels 2a stirnseitig verschlossen.
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Während in 6 sowohl ein Gehäuseteil 2b (7) als auch der Gehäusedeckel 2a entnommen sind, zeigt 7 die zusammengesetzten Gehäuseteile 2b und 2c des Getriebegehäuses 2 ohne Gehäusedeckel 2a. Erkennbar kämmt das Getrieberad 3 mit einem Abtriebsrad 12, das mit einem Spindeltrieb 13 gekoppelt ist, dessen Spindel 14 aus dem Getriebegehäuse 2 herausgeführt ist. Die Spindel 14 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise mit einem Bremsseil in Form eines Baudenzuges einer im Detail nicht näher dargestellten Feststellbremse gekoppelt, zu deren Antrieb (Stellantrieb) der dargestellte Aktuator 1 dient.
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Wie aus den 2 bis 5 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, weist das Getriebegehäuse 2, vorliegend im Bereich des Gehäusedeckels 2a, eine Gehäuseöffnung 15 auf. An diese schließt sich nach außen hin ein Gehäusestutzen 16 an. Die Gehäuseöffnung 15 und der Gehäusestutzen 16 fluchten mit einer Einstecköffnung 3a des Getrieberades 3. Die Gehäuseöffnung 15 ist mit einem Verschlusselement 17 verschlossen. Das Verschlusselement 17 ist vorzugsweise als luftdurchlässige Membran ausgeführt.
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Das Getrieberad 3 ist entlang dessen Radachse 18 mit einer Durchgangsöffnung oder -Bohrung als Entlüftungskanal 3b versehen. Dieser Entlüftungskanal 18 steht über die Einstecköffnung 3a mit der Gehäuseöffnung 15 in Verbindung, die ihrerseits in den zur Radachse 18 des Getrieberades 3 koaxialen Gehäusestutzen 16 mündet.
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Die Gehäuseöffnung 15 im Gehäusedeckel 2a des Getriebegehäuses 2 dient einerseits als Zugang eines bereit gestellten Handhabungswerkzeugs 19 zum im Innenraum 20 drehgelagerten Getrieberad 3 für eine Notbetätigung. Diese kann erforderlich sein, wenn beispielsweise aufgrund eines Spannungsausfalls oder dergleichen der Elektromotor 8 ausfällt und eine manuelle Betätigung des Aktuators 1 notwendig ist. Hierzu wird mittels des bereitgestellten Handhabungswerkzeugs 19 das Verschlusselement beziehungsweise die Membran 17 durchstochen und im Zuge dessen das Handhabungswerkzeug 19 in die Einstecköffnung 3a des Getrieberades 3 eingeführt. Hierzu ist die Einstecköffnung 3a mit einer mit dem Handhabungswerkzeug 19 korrespondierenden Innenkontur (Formschlusskontur) 3c versehen, so dass mittels des darin eingreifenden Handhabungswerkzeugs 19 ein manuelles Drehen des Getrieberades 3 ermöglicht ist.
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Die mittels des luftdurchlässigen, jedoch staub- bzw. wasserdichten Verschlusselementes 17 verschlossene Gehäuseöffnung 15 dient zudem in Verbindung mit dem Entlüftungskanal 3b zur Be- bzw. Entlüftung des Innenraums 20 des Getriebegehäuses 2 und damit zum Druckausgleich des Aktuators 1. Hierzu steht der Entlüftungskanal 3b des Getrieberades 3 mit einem Gehäusekanal 21 in Verbindung, der sich an die Lagerstelle 4b des Getrieberades 3 anschließt und praktisch den Innenraum 20 des Getriebegehäuses über die Entlüftungsöffnung 3b des Getrieberades 3 mit der deckelseitigen Gehäuseöffnung 15 verbindet.
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Nachdem eine Notbetätigung mit einer Zerstörung des Verschlusselementes 17 vorgenommen worden ist, wird dieses durch einen Ersatzverschluss 22 ersetzt.
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Dieser umfasst vorzugsweise einen formschlüssig in den Gehäusestutzen 16 einführbaren, hohlzylindrischen Grund- oder Tragkörper 22a, beispielsweise in Form eines Kunststoffhalters, an dem eine Ersatzmembran 17' befestigt ist. Den Tragkörper 22a umgibt vorzugsweise ein Dichtungsring (O-Ring) 23 zur Abdichtung des Ersatzverschlusses 22 innerhalb des Gehäusestutzens 16.
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Der Ersatzverschluss 22 kann praktisch beliebig häufig im Nachgang zu wiederholten Notbetätigungen durch einen weiteren, gleichartigen Ersatzverschluss 22 ersetzt werden. Dieser ist hierzu innerhalb des Gehäusestutzens 16 zwar dichtend und beispielsweise reibschlüssig gehalten, kann jedoch aus dem Gehäusestutzen 16 auch wieder entfernt werden.
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Die 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Ersatzverschlusses 22. So ist bei der Ausführungsform nach 3 der Gehäusestutzen 16 relativ lang ausgeführt und zur Aufnahme eines mit Rastarmen oder -haken 22b versehenen Ersatzverschlusses 22 vorgesehen sowie ausgestaltet. Dieser Ersatzverschluss 22 kann beispielsweise als Reparaturkitt ausgeführt sein.
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Bei der Ausführungsform nach 4 besteht der Ersatzverschluss 22 wiederum – analog zu 2 – aus einem hohlzylindrischen Kunststoffhalter oder Tragkörper 22a mit außenseitig aufgenommenem Dichtring 23 und angeformtem Anlagekragen oder Anlageschulter 22c, auf den beziehungsweise die die Ersatzmembran 17' aufgesetzt und dort fixiert ist. Nach erfolgter Notbetätigung – und gegebenenfalls anschließender Entfernung der durchstoßenen Membran 17 – wird der Ersatzverschluss 22 wiederum passgenau in den Gehäusestutzen 16 eingesetzt, um die Gehäuseöffnung 15 erneut staub- und wasserdicht, jedoch luftdurchlässig zu verschließen.
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Bei der Ausführungsform nach 5 ist das Verschlusselement 17'' durch eine in den Gehäusedeckel 2a eingebrachte und die Gehäuseöffnung 15 verschließende dünne Gehäusewand gebildet, die ebenfalls mittels des Handhabungswerkzeugs 19 für einen Notbetrieb durchstoßen werden kann. Anschließend kann die Gehäuseöffnung 15 mittels eines bereitgestellten Stopfens 24 erneut dichtend verschlossen werden, wobei wiederum der Gehäusestutzen 16 zur Aufnahme des Stopfens 24 dient.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stell-/Aktuator
- 2
- Getriebegehäuse
- 2a
- Gehäusedeckel
- 2b, c
- Gehäuseteil
- 3
- Getrieberad
- 3a
- Einstecköffnung
- 3b
- Entlüftungskanal
- 3c
- Formschluss-/Innenkontur
- 4a, b
- Lager
- 5
- Außenverzahnung
- 6
- Ritzel
- 7
- Motorwelle
- 8
- Elektromotor
- 9
- Elektronik
- 10
- Anschluss
- 11
- Anschlussstecker/-buchse
- 12
- Abtriebsrad
- 13
- Spindeltrieb
- 14
- Spindel
- 15
- Gehäuseöffnung
- 16
- Anschlussstutzen
- 17
- Verschlusselement/Membran
- 18
- Radachse
- 19
- Handhabungswerkzeug
- 20
- Innenraum
- 21
- Gehäusekanal
- 22
- Ersatzverschluss
- 22a
- Träger/Kunststoffhalter
- 22b
- Rastarm/-haken
- 22c
- Anlagekragen/-schulter
- 23
- Dicht-/O-Ring
- 24
- Stopfen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007017953 U1 [0002]
- DE 102006033569 A1 [0003]
