DE102014224366A1

DE102014224366A1 - Actuator assembly and method of actuating an actuator

Info

Publication number: DE102014224366A1
Application number: DE102014224366.1A
Authority: DE
Inventors: Lászlo Mán; Peter Greb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung für eine Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung eine Klauenkupplung oder Schiebemuffe ist, eines Kraftfahrzeugs, mit einer Abtriebswelle (14) zur Übertragung einer Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung, einer Abtriebswelle (14) zur Übertragung einer Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung; einem elektrischen Motor (12) zur Betätigung der Abtriebswelle (14); und eine mit der Abtriebswelle (14) verbundene Schaltgabel (20); wobei zwischen der Abtriebswelle (14) der Schaltgabel (20) ein Exzenter (16, 44) angeordnet ist zur Übertragung der Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung von der Abtriebswelle (14) auf die Schaltgabel (20). Mit einer oben beschriebenen Betätigungsanordnung, bei dem ein Exzenter (16, 44) an einer Abtriebswelle (14) angeordnet ist zur Verbindung mit einer Schaltgabel (20) zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung, kann eine kompakt ausgestaltete Betätigungsanordnung zur Verfügung gestellt werden.The invention relates to an actuating arrangement for an actuating device, wherein the actuating device is a dog clutch or sliding sleeve, a motor vehicle having an output shaft (14) for transmitting a force to close or open the actuator, an output shaft (14) for transmitting a force to close or Opening the actuator; an electric motor (12) for actuating the output shaft (14); and a shift fork (20) connected to the output shaft (14); wherein between the output shaft (14) of the shift fork (20) an eccentric (16, 44) is arranged to transmit the force to close or open the actuator of the output shaft (14) on the shift fork (20). With an actuating arrangement described above in which an eccentric (16, 44) on an output shaft (14) is arranged for connection to a shift fork (20) for actuating the actuating device, a compactly configured actuating arrangement can be provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung für eine Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung eine Klauenkupplung oder Schiebemuffe ist, eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zur Betätigung einer Betätigungsvorrichtung. The invention relates to an actuating arrangement for an actuating device, wherein the actuating device is a dog clutch or sliding sleeve, a motor vehicle, and a method for actuating an actuating device.

Bei Betätigungsanordnungen für eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Klauenkupplung oder Schiebemuffe, ist eine Umlenkung, beispielsweise ein Umlenkhebel, erforderlich um eine Anbindung an eine Schaltgabel zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung zu ermöglichen. Eine solche Umlenkung erfordert zusätzlichen Bauraum.In the case of actuating arrangements for an actuating device, in particular for a dog clutch or sliding sleeve, a deflection, for example a deflection lever, is required in order to enable a connection to a shift fork for actuating the actuating device. Such a deflection requires additional space.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Betätigungsanordnung mit guten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, die kompakt ausgaltet ist und einen geringeren Bauraum erfordert. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Betätigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.It is therefore an object of the invention to provide an actuator assembly with good properties available, which is compact and requires a smaller space. The object is achieved according to the invention by an actuating arrangement having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 9. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, which individually or in combination may constitute an aspect of the invention.

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung für eine Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung eine Klauenkupplung oder Schiebemuffe ist, eines Kraftfahrzeugs, mit einer Abtriebswelle zur Übertragung einer Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung, einer Abtriebswelle zur Übertragung einer Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung; einem elektrischen Motor zur Betätigung der Abtriebswelle; und eine mit der Abtriebswelle verbundene Schaltgabel; wobei zwischen der Abtriebswelle der Schaltgabel ein Exzenter angeordnet ist zur Übertragung der Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung von der Abtriebswelle auf die Schaltgabel.The invention relates to an actuating arrangement for an actuating device, wherein the actuating device is a dog clutch or sliding sleeve, a motor vehicle having an output shaft for transmitting a force to close or open the actuator, an output shaft for transmitting a force to close or open the actuator; an electric motor for actuating the output shaft; and a shift fork connected to the output shaft; wherein between the output shaft of the shift fork an eccentric is arranged to transmit the force to close or open the actuator from the output shaft to the shift fork.

Durch die Verwendung eines Exzenters kann eine Umlenkung, insbesondere auf einen Umlenkhebel, zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung durch die Betätigungsvorrichtung, insbesondere durch einen Betätigungsaktor bestehend aus dem elektrischen Motor und der Abtriebswelle, eingespart werden. Weiterhin kann durch eine verringerte Relativbewegung der Bauteile ein erhöhter Wirkungsgrad der Betätigungsanordnung erreicht werden. By using an eccentric, a deflection, in particular on a reversing lever, for actuating the actuating device by the actuating device, in particular by an actuating actuator consisting of the electric motor and the output shaft can be saved. Furthermore, an increased efficiency of the actuating arrangement can be achieved by a reduced relative movement of the components.

Der Exzenter kann dabei auf der Abtriebswelle angeordnet sein, wobei die Schaltgabel mindestens eine Mitnehmernut aufweisen kann um den Exzenter aufzunehmen. Weiterhin kann der Exzenter mit der Abtriebswelle einstückig ausgebildet sein oder durch ein Befestigungsmittel, beispielsweise einer Schraube, durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, oder durch eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Feder-Nut-Verbindung, verbunden sein.The eccentric can be arranged on the output shaft, wherein the shift fork may have at least one cam groove to receive the eccentric. Furthermore, the eccentric with the output shaft may be integrally formed or by a fastening means, such as a screw, by a cohesive connection, for example by gluing or welding, or by a positive connection, such as a tongue and groove connection, be connected.

Der Begriff Exzenter beschreibt ein Bauteil, insbesondere eine Steuerungsscheibe, deren Mittelpunkt außerhalb einer Wellenachse liegt. Mit einem Exzenter können beispielsweise rotatorische Bewegungen der Abtriebswelle in translatorische Bewegungen der Schaltgabel umgewandelt werden. Der Exzenter kann als eine Exzenterscheibe, eine Exzenterscheibe mit einem Exzenterpin in Verbindung mit einem Verbindungspleuel oder als ein Exzentermechanismus mit einer Exzenterscheibe mit mindestens zwei Exzenterpins ausgebildet sein. Der Exzenter kann dabei durch mindestens eine Mitnehmernut der Schaltgabel mit der Schaltgabel verbunden sein. Durch eine Ausgestaltung als eine Exzenterscheibe kann ein einfacher Exzenter zur Verfügung gestellt werden, durch welche die Schaltgabel mit Hilfe der Mitnehmernut um je eine Exzentrizität in beide Richtungen verlagert werden kann. Durch eine Ausgestaltung als eine Exzenterscheibe mit einem Exzenterpin in Verbindung mit einem Verbindungspleuel kann durch die verringerte Relativbewegung der Bauteile ein erhöhter Wirkungsgrad der Betätigungsanordnung, insbesondere des Betätigungsaktors, ermöglicht werden. Jedoch kann es erforderlich sein, dass der Betätigungsaktor umfassend den elektrischen Motor und die Abtriebswelle um die Länge des Verbindungspleuels versetzt zur Schaltgabel angeordnet wird. Durch die Verwendung eines Exzentermechanismus mit einer Exzenterscheibe mit mindestens zwei Exzenterpins und gleichzeitiger Verwendung von zwei Mitnehmerpins an der Schaltgabel kann für eine vollständige Betätigung der Betätigungsvorrichtung eine halbe Umdrehung der Exzenterscheibe erforderlich sein. Die Exzenterpins können dabei am Umfang der Exzenterscheibe auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten angeordnet sein. Eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung kann dabei derart erfolgen, dass ein erster Exzenterpin der Exzenterscheibe in einer ersten Mitnehmernut der Schaltgabel angeordnet ist, beispielsweise bei einer geschlossenen Stellung der Betätigungsvorrichtung, und bei Betätigung der Betätigungsvorrichtung, beispielsweise beim Öffnen der Betätigungsvorrichtung, kann der zweite Exzenterpin der Exzenterscheibe in die zweite Mitnehmernut der Schaltgabel überführt werden. Weiterhin kann ein solcher Exzentermechanismus mehr als drei Schaltstellungen für die Schaltgabel zur Verfügung stellen, beispielsweise vollständig geöffnet, vollständig geschlossen und eine Zwischenstellung, beispielsweise eine Neutralstellung.The term eccentric describes a component, in particular a control disk whose center lies outside a shaft axis. With an eccentric example, rotational movements of the output shaft can be converted into translational movements of the shift fork. The eccentric may be formed as an eccentric disc, an eccentric disc with an eccentric pin in conjunction with a Verbindungspleuel or as an eccentric mechanism with an eccentric disc with at least two eccentric pins. The eccentric can be connected by at least one cam groove of the shift fork to the shift fork. By means of a design as an eccentric disc, a simple eccentric can be made available, by means of which the shift fork can be displaced by means of the driving groove by one eccentricity in both directions. By a configuration as an eccentric disc with an eccentric pin in conjunction with a Verbindungspleuel can be made possible by the reduced relative movement of the components increased efficiency of the actuator assembly, in particular the Betätigungsaktors. However, it may be necessary that the actuating actuator comprising the electric motor and the output shaft is arranged offset by the length of the Verbindungspleuels to the shift fork. By using an eccentric mechanism with an eccentric disc having at least two eccentric pins and simultaneous use of two driving pins on the shift fork, half a revolution of the eccentric disc may be required for complete actuation of the actuator. The eccentric pins can be arranged on the circumference of the eccentric disc on two opposite sides. An actuation of the actuating device can be effected such that a first Exzenterpin the eccentric disc is arranged in a first cam groove of the shift fork, for example in a closed position of the actuator, and upon actuation of the actuator, for example when opening the actuator, the second Exzenterpin the eccentric be transferred to the second cam groove of the shift fork. Furthermore, such an eccentric mechanism can provide more than three shift positions for the shift fork, for example fully open, fully closed and an intermediate position, for example a neutral position.

Der Begriff Klauenkupplung beschreibt eine Bauform eines Maschinenelements zur Übertragung von Drehbewegungen beziehungsweise Drehmomenten. Die Klauenkupplung gehört zur Gruppe der formschlüssigen Kupplungen. Bei einer Klauenkupplung greifen zwei oder mehr Fortsätze an einem der beiden Wellenenden hinter entsprechende Verdickungen am gegenüberliegenden Wellenende und ermöglichen eine Momentübertragung durch Drehen. Klauenkupplungen können schaltbar ausgelegt werden. Dabei wird zumeist bei Stillstand der Maschine die Klaue einfach vom gegenüberliegenden Wellenende getrennt. Auf diese Weise kann eine Kupplung mit einer einfachen Bauform von der Betätigungsanordnung angetrieben werden. The term jaw clutch describes a design of a machine element for Transmission of rotational movements or torques. The dog clutch belongs to the group of positive couplings. In a dog clutch, two or more extensions on one of the two shaft ends engage behind corresponding thickenings on the opposite end of the shaft and allow momentum transmission by rotation. Claw couplings can be designed to be switchable. In most cases, when the machine is at a standstill, the claw is simply separated from the opposite shaft end. In this way, a clutch can be driven with a simple design of the actuator assembly.

Mit einer oben beschriebenen Betätigungsanordnung, bei dem ein Exzenter mit einer Abtriebswelle verbunden ist zur Übertragung der Kraft zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung von der Abtriebswelle auf eine mit der Betätigungsvorrichtung verbundene Schaltgabel, kann eine kompakt ausgestaltete Betätigungsanordnung zur Verfügung gestellt werden.With an actuating arrangement described above in which an eccentric is connected to an output shaft for transmitting the force for closing or opening the actuating device from the output shaft to a shift fork connected to the actuating device, a compactly configured actuating arrangement can be provided.

Es ist bevorzugt, dass der Exzenter in zwei entgegengesetzten Richtungen um eine Achse der Abtriebswelle drehbar ist und der Exzenter zum Schließen oder Öffnen der Betätigungsvorrichtung um weniger als eine Umdrehung, vorzugsweise höchstens eine halbe Umdrehung, noch vorzugsweiser höchstens eine drittel Umdrehung, noch weiter bevorzugt höchstens eine viertel Umdrehung eines Gesamtumfangs des Exzenters in jeweils eine der beiden Richtungen drehbar ist. Eine vollständige Betätigung der Schaltgabel zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise durch eine viertel Umdrehung oder halbe Umdrehung des Exzenters erfolgen. Dabei kann die Schaltgabel je nach Umdrehung des Exzenters geschlossen oder geöffnet werden, so dass beispielsweise eine vollständige Betätigung von einer Neutralstellung in eine geschlossene Stellung oder von einer Neutralstellung in eine geöffnete Position jeweils eine viertel Umdrehung des Exzenters erfordert. Die Betätigungsvorrichtung kann dabei natürlich noch weiter als diese beispielsweise viertel Umdrehung drehbar sein. Die oben genannten Einschränkungen sind so zu verstehen, dass die Betätigung nach der jeweiligen Teilumdrehung des Exzenters abgeschlossen ist, der Exzenter aber durchaus noch weiter verdrehbar ist, beispielsweise auch zur Durchführung einer weiteren, auch anderen Betätigung.It is preferred that the eccentric be rotatable in two opposite directions about an axis of the output shaft and the eccentric for closing or opening the actuator by less than one turn, preferably at most half a turn, more preferably at most one third turn, even more preferably at most a quarter turn of a total circumference of the eccentric is rotatable in either one of the two directions. A complete actuation of the shift fork to actuate the actuator can be done for example by a quarter turn or half turn of the eccentric. In this case, the shift fork can be closed or opened depending on the rotation of the eccentric, so that, for example, a complete actuation from a neutral position to a closed position or from a neutral position to an open position requires a quarter turn of the eccentric. Of course, the actuator can be even further than this, for example, quarter turn rotatable. The above limitations are to be understood that the operation is completed after the respective partial rotation of the eccentric, but the eccentric is still further rotatable, for example, to carry out a further, other operation.

Vorzugsweise ist zwischen dem elektrischen Motor und der Abtriebswelle ein Schlagschraubermechanikgetriebe angeordnet zur schlagartigen Erhöhung der Kraft zum Öffnen und Schließen der Betätigungsvorrichtung.Preferably, an impact wrench mechanical transmission is arranged between the electric motor and the output shaft for abruptly increasing the force for opening and closing the actuator.

Durch eine Kombination des elektrischen Motors mit einem Schlagschraubermechanikgetriebe kann auf eine einfache Weise eine Betätigungsanordnung zur Verfügung gestellt werden, bei welchem unterhalb einer Kraftschwelle, beispielsweise bei einer Kraft von kleiner oder gleich 300 N, der elektrische Motor die Abtriebswelle antreiben kann. Dadurch kann über die Abtriebswelle ein Drehmoment des elektrischen Motors in eine Axialkraft umgewandelt werden, um die erforderliche Kraft zum Schließen und Öffnen der Betätigungsvorrichtung an den Exzenter zu übertragen. In einem Fehlerfall, beispielsweise ein Verspannen oder hohen Reibungen aufgrund von Verschmutzungen oder Rost, kann die Kraftschwelle überschritten werden, so dass Abtriebswelle über den elektrischen Motor nicht mehr genügend Kraft zum Betätigen der Betätigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt bekommt. Dadurch kann die Kraftschwelle zum Betätigen der Betätigungsvorrichtung überschritten werden und die Abtriebswelle kann durch den Fehlerfall an einer weiteren Bewegung blockiert werden, während der elektrische Motor sich weiterhin drehen kann. Durch die Blockierung der Abtriebswelle durch den Fehlerfall kann das Schlagschraubaubermechanikgetriebe durch den elektrischen Motor aktiviert werden um die durch den elektrischen Motor übertragene Kraft für die Abtriebswelle schlagartig zu erhöhen und dadurch die Betätigungsvorrichtung zu lösen. Dabei ist das Schlagschraubermechanikgetriebe derart ausgelegt, dass es höhere Kräfte zum Lösen der Betätigungsvorrichtung zur Verfügung stellen kann. Beispielsweise kann eine durch das Schlagschraubermechanikgetriebe schlagartig erhöhte Kraft 2500 N betragen. Insbesondere ist es möglich, durch einen schlagartigen Kontakt einen Impuls des Schlagschraubermechanikgetriebes an die Abtriebswelle zu übertragen, wodurch der Abtriebswelle kurzzeitig eine höhere Kraft zur Verfügung gestellt werden kann. Nach der Impulsübertragung kann sich die Betätigungsvorrichtung beispielsweise in einem Fehlerfall öffnen. Weiterhin kann durch die nichtlineare Übersetzung eine Antriebskraft des elektrischen Motors auf ein Vielfaches übersetzt werden, so dass die Anordnung auch für eine Vielzahl an Aktoren verwendet werden kann. Beispielsweise kann eine derartige Ausgestaltung auch für Aktoren im gesamten Fahrzeugbereich, beispielsweise für Klauenkupplungen, Impulskupplungen, Parksperren, und auch außerhalb eines Fahrzeugs verwendet werden. By a combination of the electric motor with an impact wrench mechanical transmission can be provided in a simple manner, an actuator assembly, in which below a force threshold, for example at a force of less than or equal to 300 N, the electric motor can drive the output shaft. Thereby, via the output shaft, a torque of the electric motor can be converted into an axial force to transmit the force required to close and open the actuator to the eccentric. In case of failure, such as a distortion or high friction due to dirt or rust, the force threshold can be exceeded, so that the output shaft via the electric motor not enough power is provided to operate the actuator available. As a result, the force threshold for actuating the actuator can be exceeded and the output shaft can be blocked by the failure of a further movement, while the electric motor can continue to rotate. By blocking the output shaft due to the fault, the impact screw mechanism can be activated by the electric motor to abruptly increase the power transmitted through the electric motor for the output shaft, thereby releasing the actuator. In this case, the impact wrench mechanical transmission is designed such that it can provide higher forces for releasing the actuating device. For example, a suddenly increased by the impact wrench mechanical transmission 2500 N force. In particular, it is possible to transmit a pulse of the impact wrench mechanical transmission to the output shaft by a sudden contact, whereby the output shaft, a higher force can be provided for a short time. After the pulse transmission, the actuator may open, for example, in case of failure. Furthermore, by the non-linear translation, a driving force of the electric motor can be translated many times, so that the arrangement can also be used for a variety of actuators. For example, such a configuration can also be used for actuators in the entire vehicle sector, for example for dog clutches, pulse couplings, parking locks, and also outside a vehicle.

Der Begriff Kraftschwelle beschreibt hierbei einen Grenzwert einer Kraft, die ausreicht um die Betätigungsvorrichtung durch den elektrischen Motor und der Abtriebswelle zu betätigen. Sobald die Kraftschwelle in einem Fehlerfall, beispielsweise bei einem Verspannen der Betätigungsvorrichtung, überschritten wird, kann der elektrische Motor der Abtriebswelle keine ausreichende Kraft zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung zur Verfügung stellen. Vielmehr wird die Abtriebswelle an einer weiteren Bewegung blockiert, während der elektrische Motor sich weiterhin drehen kann. Auf diese Weise kann das Schlagschraubermechanikgetriebe durch den elektrischen Motor aktiviert werden, so dass das Schlagschraubermechanikgetriebe der Abtriebswelle schlagartig eine erhöhte Kraft zur Verfügung stellen kann. Das Losbrechmoment und die Losbrechkraft zur Überwindung der Kraftschwelle kann gemäß den vorgegebenen Spezifikationen der Betätigungsvorrichtung ausgelegt werden. The term force threshold here describes a limit of a force sufficient to actuate the actuator by the electric motor and the output shaft. As soon as the force threshold is exceeded in the event of a fault, for example when the actuating device is becoming distorted, the electric motor of the output shaft can not provide sufficient force to actuate the actuating device. Rather, the output shaft is blocked from further movement, while the electric Engine can continue to rotate. In this way, the impact wrench mechanical transmission can be activated by the electric motor, so that the impact wrench mechanical transmission of the output shaft can suddenly provide an increased force. The breakaway torque and the breakaway force to overcome the force threshold can be designed in accordance with the specified specifications of the actuator.

Weiterhin kann durch eine Kombination eines elektrischen Motors mit einem Schlagschraubermechanikgetriebe ein Direktantrieb mit einer sehr hohen Dynamik und geringer Gegenkraft, aufgrund des kleineren Motors, mit sehr hohen Übersetzungen und sehr hoher Kraft mit geringer Dynamik kombiniert werden. Die Umschaltung des Direktantriebs zu einer Verstärkung mit Schlagbetrieb kann hierbei kraftabhängig erfolgen, wodurch eine sehr genaue Einstellbarkeit erreicht werden kann. Dadurch kann die Funktion der Betätigungsanordnung, insbesondere des Betätigungsaktors, beispielsweise durch Verschleiß, Einbautoleranzen und/oder Positionsfehler nicht beeinflusst werden.Furthermore, by combining an electric motor with an impact wrench mechanical transmission, a direct drive with a very high dynamic and low drag, due to the smaller motor, can be combined with very high ratios and very high power with low dynamics. The switching of the direct drive to a gain with impact operation can be done depending on the power, whereby a very accurate adjustability can be achieved. As a result, the function of the actuating arrangement, in particular of the actuating actuator, for example due to wear, installation tolerances and / or position errors can not be influenced.

Dadurch, dass die Betätigungsanordnung einen Exzenter umfasst, kann weiterhin eine Anschlagssicherung zur Verfügung gestellt werden, so dass an einer der möglichen Endstellungen der Schaltgabel sich die Abtriebswelle weiterdrehen kann ohne dass das Schlagschraubermechanikgetriebe aktiviert wird. By virtue of the fact that the actuating arrangement comprises an eccentric, a stop securing device can furthermore be provided, so that the output shaft can continue to rotate at one of the possible end positions of the shift fork without the impact wrench mechanical transmission being activated.

Es ist bevorzugt, das bei einer nicht ausreichenden Kraft des elektrischen Motors zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung in dem Schlagschraubermechanikgetriebe eine Schlägermasse über eine Antriebswelle, insbesondere über eine Kugelrampe der Antriebswelle, von der Abtriebswelle in axialer Richtung weg bewegbar ist, wobei das Schlagschraubermechanikgetriebe ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, aufweist zur Bereitstellung einer Federkraft zur Beschleunigung der Schlägermasse in Richtung der Abtriebswelle zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung durch ein Anschlagen der Schlägermasse an der Abtriebswelle. Durch den Drehschlagimpuls kann in einer einfach realisierbaren Ausgestaltung eine Drehbewegung während einer kurzen Zeitspanne in eine Linearbewegung umgewandelt werden. Geeignete Konstruktionen für eine derartige Ausgestaltung sind beispielsweise von einem Schlagschrauber bekannt, wie beispielsweise in DE 20 200 6014 850 dargestellt. Insbesondere ist es möglich, durch einen schlagartigen Kontakt einen Impuls der Schlägermasse an die Abtriebswelle zu übertragen, wodurch der Abtriebswelle kurzzeitig eine höhere Kraft zur Verfügung gestellt werden kann. Nach der Impulsübertragung kann sich die Betätigungsvorrichtung beispielsweise in einem Fehlerfall öffnen. Weiterhin kann die Antriebswelle anstatt einer Kugel-Rampe auch eine V-Nut oder eine Gleitrampe aufweisen. Vorzugsweise kann die Schlägermasse gegen eine Federkraft von der Abtriebswelle in axialer Richtung weg bewegt werden und mit Hilfe der Federkraft auf die Abtriebswelle reibschlüssig angepresst werden. Durch die Bewegung der Schlägermasse gegen die aufgebrachte Federkraft kann in dem entsprechenden elastischen Element Energie gespeichert werden, die beim Anschlagen der Schlägermasse an die Abtriebswelle wieder abgegeben werden kann. Die V-Nut, Kugelrampe oder Gleitrampe können dabei in eine axiale Richtung weg von der Abtriebswelle wirken, um ein elastisches Element in einem Fehlerfall spannen zu können. Vorzugsweise können die V-Nut, die Kugelrampe oder Gleitrampe in beide Drehrichtungen des elektrischen Motors wirken, so dass die Antriebswelle das elastische Element sowohl bei einem Fehlerfall beim Öffnen der Betätigungsvorrichtung als auch bei einem Fehlerfall beim Schließen der Betätigungsvorrichtung vorspannen kann. Dadurch kann die Schlägermasse von dem vorgespannten elastischen Element beschleunigt werden, so dass die Schlägermasse mit einer definierten kinetischen Energie mit der Abtriebswelle in Kontakt treten kann. Insbesondere kann das elastische Element die Schlägermasse axial und entlang der V-Nut, die Kugelrampe oder Gleitrampe auch rotatorisch beschleunigen, so dass die Schlägermasse mit einem hohen Drehimpuls gegen die Abtriebswelle schlagen kann. Das dadurch kurzzeitig zur Verfügung stehende Drehmoment kann die Schaltgabel um ein kleines Stück verlagern. Der Zyklus kann sich so lange wiederholen, bis die Schaltgabel wieder in eine Neutralstellung zurück bewegt worden ist. Über eine geeignete Wahl der trägen Masse der Schlägermasse kann die Höhe der kinetischen Energie sowie die Kraft, mit der die Schlägermasse auf die Abtriebswelle gepresst wird, eingestellt werden. Dadurch lässt sich ebenfalls eine Stoßkraft zwischen der Schlägermasse und der Abtriebswelle beeinflussen. Beispielsweise können das federelastische Element und die Schlägermasse derart dimensioniert sein, dass bei einem Anschlagen der Schlägermasse an der Abtriebswelle eine hinreichend hohe Stoßkraft bereit gestellt wird, so dass über den Kontakt, insbesondere einem stoßartigen Kontakt der Schlägermasse mit der Abtriebswelle ein Impuls zur Verstärkung einer Kraft von dem elektrischen Motor der Betätigungsanordnung an die Abtriebswelle weitergeleitet werden kann. Ferner ist es möglich, die Federkraft des federelastischen Elements derart zu wählen, dass nach dem Anschlagen der Schlägermasse an die Abtriebswelle, wenn die Schlägermasse lediglich mit der verbliebenen Federkraft auf die Abtriebswelle gedrückt wird, ein Schlupf oder sogar ein Freilauf zwischen der Schlägermasse und der Abtriebswelle auftreten kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass immer nur während einer sehr kurzen Übertragungszeit eine Bewegung an die Abtriebswelle und damit an die Betätigungsvorrichtung übertragen werden kann. Weiterhin können bei einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung während einer normalen Betätigung, wenn also kein Fehlerfall vorliegt, insbesondere wenn eine Endstellung der Schaltgabel erreicht wird, geringe Verlagerungskräfte für die Schaltgabel auftreten, so dass das resultierende Drehmoment auf die Kugelrampe nicht ausreicht um das elastische Element zu komprimieren. Dadurch kann das Drehmoment von dem elektrischen Motor auf die Abtriebswelle direkt übertragen werden ohne das Schlagschraubermechanikgetriebe zu aktivieren.It is preferred that in the case of an insufficient force of the electric motor for opening or closing the actuating device in the impact wrench mechanical transmission, a beater mass is moved away from the output shaft in the axial direction via a drive shaft, in particular via a ball ramp of the drive shaft, the impact wrench mechanical transmission being elastic Element, in particular a spring, has to provide a spring force to accelerate the racket mass in the direction of the output shaft for opening or closing the actuator by striking the racket mass on the output shaft. By means of the rotary impact pulse, in a configuration which is easy to realize, a rotational movement can be converted into a linear movement during a short period of time. Suitable constructions for such a configuration are known, for example, from an impact wrench, such as in DE 20 200 6014 850 shown. In particular, it is possible to transmit an impulse of the racket mass to the output shaft by a sudden contact, whereby the output shaft can be provided with a higher force for a short time. After the pulse transmission, the actuator may open, for example, in case of failure. Furthermore, the drive shaft instead of a ball ramp also have a V-groove or a sliding ramp. Preferably, the racket mass can be moved against a spring force from the output shaft in the axial direction and be frictionally pressed by means of the spring force on the output shaft. By the movement of the racket against the applied spring force energy can be stored in the corresponding elastic element, which can be discharged again when hitting the racket mass to the output shaft. The V-groove, ball ramp or sliding ramp can act in an axial direction away from the output shaft in order to clamp an elastic element in case of failure can. Preferably, the V-groove, the ball ramp or sliding ramp can act in both directions of rotation of the electric motor so that the drive shaft can bias the elastic element both in the event of a failure of the actuator opening and in the event of an actuator failure. As a result, the beater mass can be accelerated by the prestressed elastic element, so that the beater mass can come into contact with the output shaft with a defined kinetic energy. In particular, the elastic element can accelerate the hammer mass axially and along the V-groove, the ball ramp or sliding ramp also rotationally, so that the racket mass can strike with a high angular momentum against the output shaft. The thus briefly available torque can shift the shift fork by a small amount. The cycle can be repeated until the shift fork has been moved back to a neutral position. By a suitable choice of the inertial mass of the racket mass, the amount of kinetic energy and the force with which the racket mass is pressed onto the output shaft can be adjusted. As a result, it is also possible to influence an impact force between the racket mass and the output shaft. For example, the resilient element and the racket mass can be dimensioned such that a sufficiently high impact force is provided when striking the racket mass on the output shaft, so that via the contact, in particular a shock-like contact of the racket mass with the output shaft, a pulse to amplify a force can be passed from the electric motor of the actuator assembly to the output shaft. Further, it is possible to choose the spring force of the resilient element such that after striking the racket mass to the output shaft when the racket is pressed only with the remaining spring force on the output shaft, a slip or even a freewheel between the racket mass and the output shaft can occur. This can ensure that only during a very short transmission time, a movement to the output shaft and so that it can be transmitted to the actuator. Furthermore, during actuation of the actuating device during normal operation, ie when there is no fault, especially when an end position of the shift fork is reached, low displacement forces for the shift fork occur, so that the resulting torque on the ball ramp is insufficient to compress the elastic element , This allows the torque from the electric motor to be transmitted directly to the output shaft without activating the impact wrench mechanical transmission.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Schlägermasse in Richtung der Abtriebswelle am Umfang mindestens eine Klaue auf zur Übertragung des Drehmoments des elektrischen Motors, wobei die Klaue bei einer ausreichenden Kraft des elektrischen Motors zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung in mindestens eine Gegenklaue der Abtriebswelle eingreift. Durch die mindestens eines Klaue am Umfang der Schlägermasse kann in einem Betrieb der Betätigungsanordnung, beispielsweise bei einer ausreichenden Kraft des elektrischen Motors zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung, das Drehmoment des elektrischen Motors auf mindestens eine in die Klaue eingreifende Gegenklaue der Abtriebswelle übertragen werden. Die axiale Überdeckung der Klaue und der Gegenklaue kann geringer als der mögliche axiale Hub durch die Kugelrampe sein. In einem Fehlerfall der Betätigungsvorrichtung kann die Abtriebswelle sich nicht weiter drehen und die Antriebswelle kann die Schlägermasse axial weg von der Abtriebswelle bewegen. Dadurch kann eine relative Axialverschiebung der Klaue und der Gegenklaue erzeugt werden, so dass diese außer Eingriff geraten. Der elektrische Motor kann über die Antriebswelle die Schlägermasse in axialer Richtung weiter weg von der Abtriebswelle drehen bis die Klauen und die Gegenklauen tangential keine Überdeckung mehr aufweisen. Sobald die Schlägermasse aus der Kugelrampe der Antriebswelle herausrutscht kann die Schlägermasse durch das elastische Element axial und entlang der Kugelrampe auch rotatorisch beschleunigt werden, so dass die Klaue mit hohem Drehimpuls gegen die Gegenklaue anschlägt. Das dadurch kurzzeitig zur Verfügung stehende Drehmoment kann ausreichend sein, um die Schaltgabel um ein kleines Stück zu verlagern. Danach kann sich der Zyklus so lange wiederholen bis die Schaltgabel wieder in die Neutralstellung zurück bewegt worden ist. In a preferred embodiment, the beater mass has at least one claw in the direction of the output shaft on the circumference for transmitting the torque of the electric motor, wherein the claw engages in at least one counter-claw of the output shaft with sufficient force of the electric motor to open or close the actuator. By the at least one claw on the circumference of the racket mass, in an operation of the actuator assembly, for example, with sufficient force of the electric motor to open or close the actuator, the torque of the electric motor can be transmitted to at least one claw engaging counter-jaw of the output shaft. The axial overlap of the claw and the counter-jaw may be less than the possible axial stroke through the ball ramp. In an error case of the actuator, the output shaft can not rotate further and the drive shaft can move the rack axially away from the output shaft. Thereby, a relative axial displacement of the claw and the counter-claw are generated, so that they disengage. The electric motor can turn the racket in the axial direction farther away from the output shaft via the drive shaft until the jaws and the counter-jaws have tangentially no overlap. As soon as the beater mass slips out of the ball ramp of the drive shaft, the beater mass can also be accelerated axially by the elastic element and also rotationally along the ball ramp, so that the claw strikes against the counter-claw with a high angular momentum. The thus briefly available torque may be sufficient to shift the shift fork by a small amount. Thereafter, the cycle can be repeated until the shift fork has been moved back to the neutral position.

Vorzugsweise ist die Schlägermasse durch ein Lager, insbesondere durch ein Kugellager, drehentkoppelt. Indem die Schlägermasse drehentkoppelt ist und in axialer Richtung mit der in der axialen Richtung beweglichen Antriebswelle, insbesondere über die Kugelrampe der Antriebswelle, verbunden ist, kann sichergestellt werden, dass die Schlägermasse bei einer Betätigung des elektrischen Motors durch die Antriebswelle in axialer Richtung weg von der Abtriebswelle verschoben werden kann ohne dass sich die Schlägermasse beispielsweise verkanten oder auf eine andere Weise an einer Bewegung in axialer Richtung weg von der Abtriebswelle gehindert werden kann. Preferably, the racket mass is rotationally coupled by a bearing, in particular by a ball bearing. By the club is rotationally coupled and is connected in the axial direction with the drive shaft movable in the axial direction, in particular via the ball ramp of the drive shaft, it can be ensured that the hammer mass in an axial direction away from the actuation of the electric motor by the drive shaft Output shaft can be moved without the racket tilt, for example, or can be prevented in another way from moving in the axial direction away from the output shaft.

Es ist bevorzugt, dass dem elektrischen Motor ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, nachgeschaltet ist zum Antreiben der Antriebswelle. Das Getriebe kann dabei beispielsweise direkt, über ein Zahnrad oder über einen Riemen mit dem elektrischen Motor verbunden sein. Weiterhin kann das Getriebe mit der Antriebswelle einstückig ausgestaltet sein oder durch ein Befestigungsmittel, beispielsweise einer Schraube, durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, oder durch eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Feder-Nut-Verbindung, verbunden sein. Durch eine Nachschaltung eines Getriebes zum Antreiben der Antriebswelle, kann der elektrische Motor auch versetzt zu der Antriebswelle angeordnet sein.It is preferred that a gear, in particular a gear transmission, is connected downstream of the electric motor for driving the drive shaft. The transmission can be connected for example directly, via a gear or a belt with the electric motor. Furthermore, the transmission with the drive shaft may be configured in one piece or be connected by a fastening means, such as a screw, by a cohesive connection, for example by gluing or welding, or by a positive connection, for example a tongue and groove connection. By a downstream of a transmission for driving the drive shaft, the electric motor can also be arranged offset to the drive shaft.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Schlagschraubermechanikgetriebe und die Abtriebswelle mit einem Schmierstoff geschmiert. Insbesondere können das Schlagschraubermechanikgetriebe und die Abtriebswelle in Öl betrieben werden, beispielsweise im Öl eines Nassraums eines Getriebes. Der elektrische Motor kann bei dieser Anordnung außerhalb des Nassraums des Getriebes angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine eigene Schmierung der Betätigungsanordnung eingespart werden. Weiterhin kann durch den Betrieb im Öl auch die Geräusche der Betätigungsanordnung während des Lösens der Betätigungsvorrichtung in einem Fehlerfall gedämpft werden.In a preferred embodiment, the impact wrench mechanical transmission and the output shaft are lubricated with a lubricant. In particular, the impact wrench mechanical transmission and the output shaft can be operated in oil, for example in the oil of a wet room of a transmission. The electric motor can be arranged outside the wet space of the transmission in this arrangement. In this way, a separate lubrication of the actuator assembly can be saved. Furthermore, the operation of the oil and the noise of the actuator assembly during the release of the actuator in case of failure can be attenuated.

Vorzugsweise ist durch das Schlagschraubermechanikgetriebe an die Abtriebswelle ein Drehmoment übertragbar, das größer oder gleich 3-fach bis kleiner oder gleich 30-fach, bevorzugt größer oder gleich 5-fach bis kleiner oder gleich 25-fach, insbesondere größer oder gleich 10-fach bis kleiner oder gleich 20-fach größer als ein übertragenes Drehmoment des elektrischen Motors an die Abtriebswelle ohne eine Erhöhung der Kraft durch das Schlagschraubermechanikgetriebe ist. Auf diese Weise kann die Abtriebswelle nach Übertragung des Drehmoments eine Betätigungsvorrichtung im Fehlerfall öffnen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass durch eine Kombination mit der Schlägermasse der Abtriebswelle eine höhere Kraft zum Öffnen oder zum Schließen der Betätigungsvorrichtung als von dem elektrischen Motor alleine zur Verfügung gestellt werden kann.Preferably, by the impact wrench mechanical transmission to the output shaft, a torque can be transmitted, which is greater than or equal to 3 times to less than or equal to 30 times, preferably greater than or equal to 5 times to less than or equal to 25 times, especially greater than or equal to 10 times is less than or equal to 20 times greater than a transmitted torque of the electric motor to the output shaft without an increase in the force by the impact wrench mechanical transmission. In this way, the output shaft after transmission of torque to open an actuator in case of failure. As a result, it can be ensured that a higher force for opening or closing the actuator than can be provided by the electric motor alone by a combination with the beater mass of the output shaft.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Motor ein Bürsten- oder ein bürstenloser Motor. Der Begriff Bürstenmotor beschreibt einen Gleichstrommotor bei dem sich die Wicklungen an einem Rotor befinden, der sich um einen starren Stator bewegt. Dieser Stator enthält den Magneten. Über die Wicklungen wird ein Magnetfeld aufgebaut, dem das Magnetfeld der Gehäusemagneten gegenüber steht. Das Anziehen und Abstoßen der sich gegenüberstehenden Magnete erzeugt die Bewegung des Motors, wobei der fließende Ankerstrom jeweils umgepolt werden kann. Diese Aufgabe übernehmen beim Bürstenmotor die Bürsten, die als Stromzuleitung dienen und ein Kollektor mit seiner mechanischen Schaltfunktion. Der Begriff bürstenloser Motor beschreibt einen Motor mit Permanentmagneten, und die Spulen des Stators werden durch entsprechende Elektronik angesteuert. Auf diese Weise kann die Betätigungsanordnung mit unterschiedlichen Motoren betrieben werden. Insbesondere kann die Verwendung eines Schrittmotors vermieden werden. Weiterhin werden keine besonderen Anforderungen an den elektrischen Motor gestellt. Die Betätigungsanordnung kann somit mit einem sehr einfachen elektrischen Motor betrieben werden. In a preferred embodiment, the electric motor is a brush or a brushless motor. The term brush motor describes a DC motor in which the windings are on a rotor which moves around a rigid stator. This stator contains the magnet. A magnetic field is built up over the windings, facing the magnetic field of the housing magnets. The attraction and repulsion of the opposing magnets generates the movement of the motor, wherein the flowing armature current can be reversed in each case. This task is carried out by the brush motor, the brushes, which serve as a power supply line and a collector with its mechanical switching function. The term brushless motor describes a motor with permanent magnets, and the coils of the stator are driven by appropriate electronics. In this way, the actuator assembly can be operated with different motors. In particular, the use of a stepper motor can be avoided. Furthermore, no special requirements are placed on the electric motor. The actuator assembly can thus be operated with a very simple electric motor.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Betätigung einer Betätigungsvorrichtung mit einer Betätigungsanordnung, insbesondere mit einer vorstehend beschriebenen aus- und weitergebildeten Betätigungsanordnung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Übertragen einer Kraft zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung von einem elektrischen Motor auf eine Abtriebswelle, Übertragen der Kraft von der Abtriebswelle auf einen Exzenter, Verlagern einer Position des Exzenters zur Betätigen einer Schaltgabel zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung. Furthermore, the invention relates to a method for actuating an actuating device with an actuating arrangement, in particular with an above-developed and further developed actuating arrangement. The method comprises the steps of transmitting a force to open or close the actuator from an electric motor to an output shaft, transmitting the power from the output shaft to an eccentric, displacing a position of the eccentric to actuate a shift fork to open or close the actuator.

Dadurch, dass beim Verfahren zur Betätigung einer Betätigungsvorrichtung eine Betätigungsanordnung verwendet wird, bei dem eine Abtriebswelle mit einem Exzenter verbunden wird zur Verbindung mit einer Schaltgabel zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung, kann ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden bei der eine kompakt ausgestaltete Betätigungsanordnung verwendet wird.By using an actuator assembly in which an output shaft is connected to an eccentric for connection to a shift fork for actuating the actuator, the method of actuating an actuator utilizes a method wherein a compactly configured actuator assembly is used.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin folgende Schritte: Detektieren der Kraft zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung, wobei bei Detektion einer nicht ausreichenden Kraft zum Öffnen und Schließen der Betätigungsvorrichtung die Kraft zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung durch ein Schlagschraubermechanikgetriebe schlagartig erhöht wird, wobei das schlagartige Erhöhen der Kraft zum Öffnen oder Schließen der Betätigungsvorrichtung folgende Schritte umfasst: Bewegen einer Schlägermasse über eine Antriebswelle, insbesondere über eine Kugelrampe der Antriebswelle, gegen eine Federkraft eines elastischen Elementes, und durch die Federkraft beschleunigtes Anschlagen der Schlägermasse auf die Abtriebswelle.In a preferred embodiment, the method further comprises the steps of detecting the force to open or close the actuator, wherein upon detection of insufficient force to open and close the actuator, the force to open or close the actuator is abruptly increased by an impact wrench mechanical transmission the sudden increase in the force for opening or closing the actuating device comprises the following steps: moving a racket mass via a drive shaft, in particular via a ball ramp of the drive shaft, against a spring force of an elastic element, and by the spring force accelerated striking the racket mass on the output shaft.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention. Show it:

1: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsbeispiels einer Betätigungsanordnung, 1 FIG. 3: a perspective view of an embodiment of an actuating arrangement, FIG.

2: eine schematische Schnittansicht der Betätigungsanordnung der 1, und 2 FIG. 2 is a schematic sectional view of the actuator assembly of FIG 1 , and

3: eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Betätigungsanordnung. 3 : A perspective view of another embodiment of the actuator assembly.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Betätigungsanordnung 10. Die Betätigungsanordnung 10 weist einen elektrischen Motor 12, eine Abtriebswelle 14 und einen Exzenter 16 in Form einer Exzenterscheibe auf. Der Exzenter 16 ist über eine Mitnehmernut 22 mit einer Schaltgabel 20 verbunden, um eine nicht dargestellte Klauenkupplung mit Hilfe der Betätigungsanordnung 10 zu betätigen. 1 shows an embodiment of an actuating arrangement 10 , The actuator assembly 10 has an electric motor 12 , an output shaft 14 and an eccentric 16 in the form of an eccentric disc. The eccentric 16 is via a driving groove 22 with a shift fork 20 connected to a jaw clutch, not shown, by means of the actuating arrangement 10 to press.

Vor dem elektrischen Motor 12 ist ein Schlagschraubermechanikgetriebe 24 angeordnet. Bei einer normalen Betätigung der Klauenkupplung treten geringe Verlagerungskräfte für die Schaltgabel 20 auf, so dass das Drehmoment des elektrischen Motors 12 ausreicht, um die Klauenkupplung zu betätigen. In einem Fehlerfall, beispielsweise bei einem Verspannen der Klauenkupplung, reicht das maximal mögliche Drehmoment des elektrischen Motors 12 nicht aus um beispielsweise die Klauenkupplung zu öffnen. In diesem Fall wird das Schlagschraubermechanikgetriebe 24 durch den elektrischen Motor 12 angetrieben und das Schlagschraubermechanikgetriebe 24 kann dadurch eine Kraft zum Betätigen der Klauenkupplung schlagartig erhöhen.In front of the electric motor 12 is an impact wrench mechanical transmission 24 arranged. In a normal operation of the dog clutch occur low displacement forces for the shift fork 20 on, giving the torque of the electric motor 12 is sufficient to actuate the dog clutch. In the event of a fault, for example when clamping the dog clutch, the maximum possible torque of the electric motor is sufficient 12 not to open, for example, the dog clutch. In this case, the impact wrench mechanical transmission 24 through the electric motor 12 powered and the impact wrench mechanical transmission 24 can thereby suddenly increase a force for actuating the dog clutch.

Durch den Exzenter 16 entsteht eine Anschlagssicherung, wodurch ermöglicht wird, dass in einem normalen Betätigungsfall an einem ihrer zwei möglichen Endstellungen der Schaltgabel 20 sich die Abtriebswelle 14 weiter dreht ohne einen Momentensprung zu erfahren. Mit Hilfe des Exzenters 16 wird die Schaltgabel 20 um je eine Exzentrizität in beide Richtungen verlagert, so dass eine vollständige Betätigung von einer Neutralstellung in eine geschlossene Stellung oder in eine geöffnete Stellung der Klauenkupplung eine viertel Umdrehung des Exzenters 16 erfordert.Through the eccentric 16 creates a shock protection, which is made possible that in a normal actuation case at one of its two possible end positions of the shift fork 20 the output shaft 14 continue to spin without experiencing a momentum jump. With the help of the eccentric 16 becomes the shift fork 20 displaced by one eccentricity in both directions, so that a complete actuation of a neutral position in a closed position or in an open position of the dog clutch a quarter turn of the eccentric 16 requires.

2 zeigt eine Schnittansicht der Betätigungsanordnung 10 der 1. In 2 haben die gleichen Bauteile wie in 1 dieselben Bezugszeichen. Es ist erkennbar, dass der elektrische Motor mit dem Schlagschraubermechanikgetriebe 24 verbunden ist. 2 shows a sectional view of the actuator assembly 10 of the 1 , In 2 have the same components as in 1 the same reference numerals. It can be seen that the electric motor with the impact wrench mechanical transmission 24 connected is.

Das Schlagschraubermechanikgetriebe 24 umfasst ein Getriebe 26 zur Übertragung des Drehmoments des elektrischen Motors 12 auf eine mit dem Getriebe 26 verbundenen Antriebswelle 18. An dem von dem Getriebe 26 gegenüberangeordnete Ende der Antriebswelle 18 ist die Abtriebswelle 14 angeordnet. In 2 ist erkennbar, dass die Abtriebswelle 14 als eine Hohlwelle ausgebildet ist, welche die Antriebswelle 18 umschließt. Weiterhin kann die Antriebswelle 18 in einem Fehlerfall der Klauenkupplung mit Hilfe des über den elektrischen Motors 12 angetriebenen Getriebes 26 eine Kugelrampe 28 antreiben. Die Kugelrampe 28 ist in Kontakt mit einer Kugel 30. Die Kugel 30 wird durch die Kugelrampe 28 in axialer Richtung weg von der Abtriebswelle 14 bewegt. Dadurch wird eine Schlägermasse 32 in axialer Richtung weg von der Abtriebswelle 14 bewegt. Die Schlägermasse 32 ist durch ein Lager 34, insbesondere ein Kugellager, drehentkoppelt. Weiterhin ist die Schlägermasse 32 durch ein elastisches Element 36, insbesondere eine Schraubenfeder, an der Antriebswelle 18 federnd angeordnet. Die Schlägermasse 32 weist am Umfang verteilte Klauen 40 zur Übertragung eines Antriebsmoments auf Gegenklauen 38 der Abtriebswelle 14 auf, welche sich axial überdecken. Die axiale Überdeckung der Klauen 40 und der Gegenklauen 38 ist geringer als der mögliche axiale Weg der Schlägermasse 32 in axialer Richtung weg von der Abtriebswelle 14. The impact wrench mechanical transmission 24 includes a gearbox 26 for transmitting the torque of the electric motor 12 on one with the gearbox 26 connected drive shaft 18 , At the of the transmission 26 opposite end of the drive shaft 18 is the output shaft 14 arranged. In 2 it can be seen that the output shaft 14 is formed as a hollow shaft which the drive shaft 18 encloses. Furthermore, the drive shaft 18 in case of failure of the dog clutch with the help of the electric motor 12 driven transmission 26 a ball ramp 28 drive. The ball ramp 28 is in contact with a ball 30 , The ball 30 gets through the ball ramp 28 in the axial direction away from the output shaft 14 emotional. This will be a racket 32 in the axial direction away from the output shaft 14 emotional. The racket 32 is through a warehouse 34 , in particular a ball bearing, torsionally coupled. Furthermore, the racket is 32 through an elastic element 36 , in particular a coil spring, on the drive shaft 18 arranged resiliently. The racket 32 has claws distributed around the circumference 40 for transmitting a drive torque to counter-claws 38 the output shaft 14 on which overlap axially. The axial overlap of the claws 40 and the counter-claws 38 is less than the possible axial travel of the batter 32 in the axial direction away from the output shaft 14 ,

In einem Fehlerfall der Klauenkupplung dreht sich die Abtriebswelle 14 aufgrund der hohen Betätigungskraft nicht und die Kugel 30 in der Kugelrampe 28 wird durch den elektrischen Motor 12 über das Getriebe 26 und der Antriebswelle 18 angetrieben. Dadurch wird die Schlägermasse 32 durch die Kugel 30 in axialer Richtung weg von der Abtriebswelle 14 bewegt. Durch die Bewegung der Kugel 30 wird das elastische Element 36 durch die Schlägermasse 32 zusammengedrückt. Dadurch geraten die Klauen 40 und die Gegenklauen 38 außer Eingriff und der elektrische Motor 12 dreht die sich außer Eingriff befindlichen Klauen 40 der Schlägermasse 32 weiter bis die Klauen 40 und die Gegenklauen 38 tangential keine Überdeckung mehr aufweisen. Sobald die Kugel 30 aus der Kugelrampe 28 herausrutscht wird die Schlägermasse 32 durch das elastische Element 36 axial und entlang der Kugelrampe 28 auch rotatorisch beschleunigt, so dass die Klauen 40 der Schlägermasse 32 mit einem hohen Drehimpuls gegen die Gegenklauen 38 schlägt. Das dadurch kurzzeitig zur Verfügung stehende Drehmoment reicht nun aus die Schaltgabel 20 um ein kleines Stück zu verlagern. Danach wiederholt sich der Zyklus so lange bis die Schaltgabel 20 wieder in die Neutralstellung zurückbewegt worden ist.In an error case of the dog clutch, the output shaft rotates 14 not because of the high operating force and the ball 30 in the ball ramp 28 is by the electric motor 12 over the transmission 26 and the drive shaft 18 driven. This will make the batter 32 through the ball 30 in the axial direction away from the output shaft 14 emotional. By the movement of the ball 30 becomes the elastic element 36 through the racket 32 pressed together. This causes the claws 40 and the counter-claws 38 disengaged and the electric motor 12 turns the claws out of engagement 40 the batter 32 continue until the claws 40 and the counter-claws 38 Tangentially have no overlap. Once the ball 30 from the ball ramp 28 slips out the racket 32 through the elastic element 36 axially and along the ball ramp 28 also rotationally accelerated, leaving the claws 40 the batter 32 with a high angular momentum against the counter-claws 38 suggests. The thus briefly available torque now extends from the shift fork 20 to relocate a little bit. Thereafter, the cycle repeats until the shift fork 20 has been moved back to the neutral position.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Betätigungsanordnung 42. In 3 haben mit 1 vergleichbare Bauteile die gleichen Bezugszeichen. In 3 weist der Exzenter 44 zwei Exzenterpins 46, 48 auf. Weiterhin weist die Schaltgabel 20 zwei Mitnehmernuten 50, 52 auf. Somit ist für eine vollständige Betätigung der Klauenkupplung eine halbe Umdrehung des Exzenters 44 nötig. Darüber hinaus ist ein solcher Mechanismus in der Lage mehr als drei Stellungen für die Schaltgabel 20 mit einer Anschlagssicherung anzufahren. 3 shows a further embodiment of an actuating arrangement 42 , In 3 have with 1 comparable components the same reference numerals. In 3 indicates the eccentric 44 two eccentric pins 46 . 48 on. Furthermore, the shift fork 20 two driving grooves 50 . 52 on. Thus, for a complete actuation of the dog clutch half a turn of the eccentric 44 necessary. In addition, such a mechanism is capable of more than three positions for the shift fork 20 to approach with a safety stop.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Betätigungsanordnung actuator assembly
1212: elektrischer Motor electric motor
1414: Abtriebswelle output shaft
1616: Exzenter eccentric
1818: Antriebswelle drive shaft
2020: Schaltgabel shift fork
2222: Mitnehmernut drive slot
2424: Schlagschraubermechanikgetriebe Impact wrench mechanics gear
2626: Getriebe transmission
2828: Kugelrampe ball ramp
3030: Kugel Bullet
3232: Schlägermasse Bat mass
3434: Lager camp
3636: elastisches Element elastic element
3838: Gegenklaue mating jaw
4040: Klaue claw
4242: Betätigungsanordnung actuator assembly
4444: Exzenter eccentric
4646: Exzenterpin eccentric pin
4848: Exzenterpin eccentric pin
5050: Mitnehmernut drive slot
5252: Mitnehmernut drive slot

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202006014850 [0016]

Claims

Actuator assembly for an actuator, the actuator being a dog clutch or sliding sleeve, of a motor vehicle, having an output shaft (Fig. 14 ) for transmitting a force to close or open the actuator; an electric motor ( 12 ) for actuating the output shaft ( 14 ); and one with the output shaft ( 14 ) connected shift fork ( 20 ); being between the output shaft ( 14 ) the shift fork ( 20 ) an eccentric ( 16 . 44 ) is arranged to transmit the force to close or open the actuator of the output shaft ( 14 ) on the shift fork ( 20 ).

Actuating arrangement according to claim 1, characterized in that the eccentric ( 16 . 44 ) in two opposite directions about an axis of the output shaft ( 14 ) is rotatable and the eccentric for closing or opening the actuator by less than a revolution, preferably at most half a turn, more preferably at most one third of rotation, even more preferably at most a quarter turn of a total circumference of the eccentric is rotatable in either one of the two directions ,

Actuating arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that between the electric motor ( 12 ) and the output shaft ( 14 ) an impact wrench mechanical transmission ( 24 ) is arranged for abruptly increasing the force to open or close the actuator.

Actuating arrangement according to claim 3, characterized in that when insufficient power of the electric motor ( 12 ) for opening or closing the actuating device in the impact wrench mechanical transmission ( 24 ) a racket ( 32 ) via a drive shaft ( 18 ), in particular via a ball ramp ( 28 ) of the drive shaft ( 18 ), from output shaft ( 14 ) is movable away in the axial direction, wherein the impact wrench mechanical transmission ( 24 ) an elastic element ( 36 ), in particular a spring, has to provide a spring force for accelerating the beater ( 32 ) in the direction of the output shaft ( 14 ) for opening or closing the actuator by striking the racket mass ( 32 ) on the output shaft ( 14 ).

Actuating arrangement according to claim 4, characterized in that the racket mass ( 32 ) in the direction of the output shaft ( 14 ) on the circumference at least one claw ( 40 ) has for transmitting the torque of the electric motor ( 12 ), the claw ( 40 ) at a sufficient force of the electric motor ( 12 ) for opening or closing the actuating device in at least one counter-claw ( 38 ) of the output shaft ( 14 ) intervenes.

Actuating arrangement according to one of claims 4 or 5, characterized in that the racket mass ( 32 ) through a warehouse ( 34 ), in particular by a ball bearing, is torsionally coupled.

Actuating arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that the electric motor ( 12 ) a gearbox ( 26 ), in particular a gear transmission, is connected downstream for driving the drive shaft ( 18 ).

Actuating arrangement according to one of claims 3 to 7, characterized in that the impact wrench mechanical transmission ( 24 ) and the output shaft ( 14 ) are lubricated with a lubricant

Method for operating an actuating device with an actuating arrangement, in particular with an actuating arrangement according to one of claims 1 to 8, comprising the following steps: transmitting a force for opening or closing the actuating device of an electric motor ( 12 ) on an output shaft ( 14 ), - transmitting the power from the output shaft ( 14 ) on an eccentric ( 16 . 44 ), - displacing a position of the eccentric ( 16 . 44 ) for actuating a shift fork ( 20 ) for opening or closing the actuator.

The method of claim 9, further comprising the steps of: detecting the force to open or close the actuator, wherein upon detection of insufficient force to open and close the actuator, the force to open or close the actuator by an impact wrench ( 24 ), wherein the sudden increase of the force for opening or closing the actuating device comprises the following steps: - moving a sticking mass ( 32 ) via a drive shaft ( 18 ), in particular via a ball ramp ( 28 ) of the drive shaft ( 18 ), against a spring force of an elastic element ( 36 ), and - by the spring force accelerated striking the bat mass ( 32 ) on the output shaft ( 14 ).