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Die Erfindung bezieht sich auf eine Parksperren-Aktuatoreinheit mit einer in einer Aufnahmeeinheit gelagerten Bewegungseinheit, welche ein Sperrglied und ein dieses über einen Antriebsstrang in eine verrastete Sperrstellung bringbares Auslenkglied umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine Parksperren-Aktuatoreinheit dieser Art ist in der
DE 10 2010 027 826 A1 angegeben. Bei dieser bekannten Parksperren-Aktuatoreinheit wird zum Herstellen einer Sperrstellung eines Getriebes eine Sperrklinke in ein Sperrzahnrad mittels einer Betätigungseinrichtung eingerückt und zum Freigeben aus diesem in eine Lösestellung gebracht. Mit der Betätigungseinrichtung ist eine mit einem Riegel versehene Riegeleinrichtung gekoppelt, wobei der Riegel als um eine Schwenkachse verschwenkbarer Riegelkörper ausgebildet ist und in Sperrstellung mit einer in Verriegelungsrichtung wirkenden Kraft vorbelastet ist. Zum Arretieren in der Sperrstellung und der Lösestellung wirkt ein mit einer Welle drehfest verbundener Rastarm mit einer Federarretierung zusammen.
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In der
DE 10 2012 017 817 A1 ist eine Parksperrenanordnung gezeigt, bei der eine Betätigungseinrichtung dazu ausgebildet ist, durch eine Verdrehung den Parksperrenmechanismus zu betätigen.
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Ferner zeigt die
CN 102 678 916 A eine Parksperren-Aktuatoreinheit mit einem Drehmachanismus und einem schwenkbaren Sperrglied in Form einer Sperrklinke, welche in ein Parksperrenrad einrückbar ist.
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Eine weitere derartige Parksperren-Aktuatoreinheit ist in der
DE 697 07 779 T2 angegeben. Auch diese dient bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe zum Einführen eines Sperrglieds in Form einer Sperrklinke in ein Parksperrenrad, um dieses in einer Sperrstellung beim Parken zu blockieren. Der Betätigungsmechanismus für das Sperrglied umfasst einen Antriebsstrang mit mehreren schwenkbaren und verschiebbaren Betätigungsgliedern einschließlich eines auf das Sperrglied einwirkenden Auslenkglieds. Der Aufbau ist an die mechanischen und geometrischen Gegebenheiten der Umgebung angepasst, ist relativ komplex und beansprucht relativ viel Einbauraum.
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Ähnliche Parksperren-Aktuatoreinheiten zeigen auch die
DE 101 44 056 A1 und die
US 2012/0 018 259 A1 .
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperren-Aktuatoreinheit in kompaktem Aufbau bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass zur Verrastung der Sperrstellung eine Rastiereinheit vorhanden ist, die mindestens ein elektrisch und/oder hydraulisch betriebenes Stellglied und ein damit in Wirkverbindung stehendes Rastenelement aufweist, welches bei der Verrastung in ein an einem Teilglied des Antriebsstranges angeordnetes Eingriffelement eingreift und zum Freigeben der Verrastung aus der Eingriffsstellung bewegbar ist und dass das Rastenelement als um ein Schwenklager schwenkbarer Rastenhebel ausgebildet ist, welcher in Richtung Eingriffstellung mittels einer Rastierfeder bewegbar und zum Freigeben der Verrastung mittels des elektrisch und/oder hydraulisch betriebenen Stellglieds bewegbar ist. Vorteilhaft ist es dabei, eine oder beide Eingriffstellungen mittels einer Sensoreinheit bzw. Stellungssensors zu erfassen, um definierte Steuerungsmaßnahmen zu ermöglichen.
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Mit diesen Maßnahmen wird ein kompakter, montagefreundlicher Aufbau erreicht.
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Eine für den Aufbau vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Drehmechanismus eine Rotorwelle aufweist und dass das Drehglied in ortsfester Drehlage relativ zu der Rotorwelle mit dieser gekoppelt ist, welche an einen Drehantrieb angeschlossen ist.
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Zu einem konstruktiv günstigen Aufbau tragen auch die Maßnahmen bei, dass das Drehglied über ein auf der Rotorwelle drehfest angebrachtes Trägerglied mit dieser gekoppelt ist, wobei das Drehglied fest, beispielsweise als integraler Bestandteil, oder lösbar mit dem Trägerglied verbunden ist.
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Bei kompaktem Aufbau tragen zur Funktion vorteilhaft die Maßnahmen bei, dass die Drehlage des Drehglieds relativ zu der Rotorwelle bis zu einer vorgegebenen Drehkraft ortsfest ist, welche durch eine Drehkraftfeder gegeben ist. Bei Überschreiten der durch die Drehkraftfeder bewirkten Drehkraft ist das Drehglied relativ zur Rotorwelle bzw. dem Trägerglied (begrenzt) drehbar.
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Für die Funktion und den Aufbau ist des Weiteren vorteilhaft vorgesehen, dass bei lösbarer Verbindung des Drehglieds mit dem Trägerglied die Drehkraftfeder zwischen dem Drehglied und der Rotorwelle wirkend eingebaut ist. Die Drehkraftfeder und die Anordnung des Drehglieds auf dem Trägerglied lässt dabei eine begrenzte Drehbewegung des Drehglieds relativ zum Trägerglied entgegen der Spannkraft der Drehkraftfeder zu. Durch die begrenzt mögliche Drehbewegung kann das Sperrglied in der Parken-Stellung Richtung Sperrstellung auch auf einem Zahnkopf des Parksperrenrads aufliegen und in einer anschließenden Drehstellung des Parksperrenrads infolge der Vorspannung der Drehkraftfeder in eine betreffende Zahnlücke einschnappen, um den Sperrzustand zu bewirken.
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Zu einer vorteilhaften Funktion tragen die Maßnahmen bei, dass der rotierende Antrieb des Drehglieds in Sperrstellungsrichtung mittels Federkraft einer Einrückfeder oder mittels des auch in Sperrstellungsrichtung wirkenden Drehantriebs oder eines weiteren Drehantriebs und entgegen der Sperrstellungsrichtung mittels des Drehantriebs bewirkt ist. Ist die Einrückfeder in dem Antriebsstrang z. B. zwischen der Rotorwelle und dem Trägerglied angeordnet, so kann das Trägerglied zusammen mit dem Drehglied zum Drehen in Sperrstellungsrichtung bewegt werden, wogegen das Trägerglied (mit dem Drehglied) mittels der Rotorwelle durch den Drehantrieb entgegen der Sperrstellungsrichtung gedreht wird.
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Für den kompakten Aufbau ist hierbei vorteilhaft, dass das Teilglied das Trägerglied ist.
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Zu einer vorteilhaften Funktion tragen ferner die Maßnahmen bei, dass an dem Teilglied ein weiteres Eingriffelement angeordnet ist, in welches das Rastenelement in einer Freigabestellung des Sperrglieds rastend eingreift.
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Der Aufbau und die Funktion werden ferner dadurch begünstigt, dass das Eingriffelement als in dem Trägerglied angeordnete erste Rastiernut und das gegebenenfalls vorhandene weitere Eingriffelement als eine in dem Trägerglied vorhandene zweite Rastiernut ausgebildet ist/sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass das elektrisch betriebene Stellglied als Entriegelungsglied, welches mittels eines elektrisch angesteuerten Hubmagneten bewegt wird, und das gegebenenfalls vorhandene hydraulisch betriebene Stellglied als Entriegelungskolben einer Hydraulikeinheit ausgebildet ist/sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung für den Aufbau und die Funktion besteht darin, dass das Drehglied bezüglich seiner Drehachse (die der Achse der Rotorwelle entsprechen kann) einen nockenartig vorstehenden Vorsprung aufweist, welcher umfangsseitig gleitend und/oder rollend an einem zugekehrten Umfangsflächenabschnitt des Sperrglieds bzw. der Sperrklinke zumindest bei einer Bewegung in die Sperrstellung und in der Sperrstellung anliegt, wobei die Sperrklinke in Richtung entgegen der Sperrstellung mittels einer Klinkenfeder federvorgespannt ist.
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Vorteile für den Aufbau und die Funktion ergeben sich auch dadurch, dass die Rotorwelle in einer gehäuseartigen Aufnahmeeinheit drehbar gelagert ist und dass das Trägerglied scheibenförmig mit zumindest abschnittsweise runder Kontur ausgebildet und bezüglich dieser konzentrisch auf der Rotorwelle angeordnet ist.
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Ein kompakter Aufbau mit vorteilhafter Montage- und Funktionsweise wird ferner dadurch erreicht, dass das Trägerglied eine Ausnehmung aufweist, in die das Drehglied zwischen zwei Anschlägen einerseits in und andererseits entgegen der Spannung der Drehkraftfeder begrenzt drehbar eingesetzt ist.
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Weitere Vorteile für die Ausgestaltung ergeben sich dadurch, dass das Trägerglied umfangsseitig mit der ersten und der zweiten Rastiernut versehen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Parksperren-Aktuatoreinheit bei Eingriff in ein Parksperrenrad,
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2 eine stirnseitige Ansicht der Parksperren-Aktuatoreinheit und des Parksperrenrads in Sperrstellung bei einer Parken-Stellung,
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3 die Parksperren-Aktuatoreinheit in stirnseitiger Ansicht bei Freigabe der Sperrstellung in einer Nicht-Parken-Stellung in stirnseitiger Ansicht,
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4 die Parksperren-Aktuatoreinheit außer Eingriff in einer Parken-Stellung in stirnseitiger Ansicht,
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5 eine schematische Längsschnittdarstellung der Parksperren-Aktuatoreinheit im Bereich einer Rastiereinheit in Eingriffstellung derselben und
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6 die Parksperren-Aktuatoreinheit nach 5 in einer Außer-Eingriff-Stellung der Rastiereinheit.
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1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Parksperreneinrichtung 1 mit einer Parksperren-Aktuatoreinheit 2, wobei ein als Sperrklinke ausgebildetes Sperrglied 33 mit einem Vorsprung in eine Zahnlücke eines Parksperrenrads 4 eingreift, welches getriebeseitig in einem Fahrzeug angeordnet ist.
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Die Aktuatoreinheit 2 weist eine gehäuseartige Aufnahmeeinheit 21 auf, in der eine Bewegungseinheit mit einer Rotorwelle 22 drehbar gelagert ist. Die Rotorwelle 22 ragt stirnseitig aus der Aufnahmeeinheit 21 mit einem Abschnitt hervor, auf dem ein Trägerglied 31 drehfest oder mittels einer (nicht gezeigten) Einrückfeder zum Einrücken des Sperrglieds 33 zumindest begrenzt drehbar angebracht ist. Alternativ zur Einrückfeder kann auch ein in entsprechender Richtung wirkender Drehantrieb eingesetzt werden. In einer stirnseitig offenen Ausnehmung 310 des Trägerglieds 31 ist ein Drehglied 32 eingesetzt, welches drehfest bezüglich des Trägerglieds 31 und damit auch der Rotorwelle 22 gelagert ist. Die Drehfestigkeit relativ zur Rotorwelle 22 bzw. zu dem Trägerglied 31 ist dabei bis zu einer vorgegebenen Drehkraft eingestellt, welche durch eine Drehkraftfeder 35 gegeben ist. Die Drehkraftfeder 35 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel schraubenförmig ausgeführt und greift mit einem (in der Fig. nicht sichtbaren) einen Endbereich an dem Drehglied 32 und mit ihrem anderen Endabschnitt in das Trägerglied 31 ein. Die Ausnehmung 310 lässt bei Überschreiten der durch die Drehkraftfeder 35 gegebenen Drehkraft eine begrenzte Auslenkung des Drehglieds 32 bis zu einem durch eine erste Begrenzungsseite der Ausnehmung 310 gebildeten ersten Anschlag entgegen der Sperrstellungsrichtung R zu, wogegen die durch die Drehkraft der Drehkraftfeder 35 bewirkte Drehstellung des Drehglieds 32 mittels eines zweiten Anschlags begrenzt ist, der durch eine von der ersten Begrenzungsseite beabstandete zweite Begrenzungsseite der Ausnehmung 310 gebildet wird, wie nachfolgend anhand der 2, 3 und 4 verdeutlicht wird.
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Wie 1 und die 2, 3 und 4 zeigen, bewirkt die Drehung des Drehglieds 32 mittels der Bewegungseinheit in Sperrstellungsrichtung R (vgl. 2) ein Einrücken des Sperrglieds 33 mit einem vorspringenden Eingriffabschnitt in das Parksperrenrad 4 einerseits und durch Bewegen des Drehglieds 32 entgegen der Sperrstellungsrichtung R ein Ausrücken des Sperrglieds 33 mit dem Eingriffabschnitt eine Freigabe der Sperrstellung andererseits, wobei das Sperrglied 33 mittels einer Entsperrfeder 34 aus seiner Eingriffstellung bzw. aus der Sperrstellung bewegt wird. Das Zusammenwirken zwischen dem Drehglied 32, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als nockenartig vorstehender Vorsprung ausgebildet ist, und dem Sperrglied 33, das bei dem Ausführungsbeispiel als Sperrklinke ausgebildet ist, erfolgt mittels eines umfangsseitigen Betätigungsabschnitt 320 des Drehglieds 32, welcher gleitend an einem zugekehrten Umfangsflächenabschnitt des Sperrglieds 33 anliegt. Wie die 2 und 3 zeigen, ist das Drehglied 32 mittels der Drehkraftfeder 35 sowohl in der Parken-Stellung bei Eingriff des Sperrglieds 33 in der Sperrstellung als auch in der Nicht-Parken-Stellung, in der das Sperrglied 33 in die Freigabestellung gebracht ist, an den in Sperrstellungsrichtung R wirkenden zweiten Anschlag der Ausnehmung 310 des Trägerglieds 31 in Anlage gebracht. Stößt der Eingriffabschnitt des Sperrglieds 33 jedoch, wie 4 zeigt, beim Einlegen der Parken-Stellung auf einen Zahnkopf des Parksperrenrads 4, so wird das Drehglied 32 entgegen der Drehkraft der Drehkraftfeder 35 ausgelenkt, wobei der Auslenkweg dann durch den in der Ausnehmung 310 gebildeten zweiten Anschlag begrenzt wird. Wie aus den 2 und 3 einerseits und 4 andererseits ersichtlich, liegen der in Sperrstellungsrichtung R und der entgegen der Sperrstellungsrichtung R liegende Anschlag des Trägerglieds 31 bzw. der Ausnehmung 310 soweit auseinander, dass ein Aufliegen des Eingriffsabschnitts auf einem Zahnkopf in der Parken-Stellung sicher ermöglicht wird. Bei weiterer Drehung des Parksperrenrads 4 schnappt dann das Sperrglied 33 infolge der Drehkraft der Drehkraftfeder 35, die größer ist als die Kraft der Entsperrfeder 34, sicher in die Eingrifflage und damit Sperrstellung ein. Dabei ist das Drehglied 32 mittels der Bewegungseinheit in die Parken-Stellung gebracht, und zwar mittels der vorstehend genannten (nicht gezeigten) in dem Antriebsstrang angeordneten Einrückfeder, die ebenfalls die Kraft der Entsperrfeder 34 übertrifft, oder mittels einer anderen in Sperrstellungsrichtung R wirkenden Einrück- bzw. Rotorkraft. Entgegen der Sperrstellungsrichtung R erfolgt die Betätigung mittels einer über einen Drehmechanismus der Bewegungseinheit aufgebrachten Drehkraft, die über einen Drehantrieb 60 (vgl. 5) bereitgestellt wird, welcher vorzugsweise elektrisch betrieben ist, aber alternativ z. B. hydraulisch betrieben sein kann.
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Wie die 1 bis 4 weiter zeigen, besitzt das Trägerglied 31 vorteilhaft im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und ist scheibenförmig ausgebildet und konzentrisch zu der Rotorwelle 22 angeordnet. Die sich vom Zentrum des Trägerglieds 31 radial nach außen erstreckende, stirnseitig offene Ausnehmung 310 geht zur radialen Außenseite hin in eine Aussparung 311 über, in die das Drehglied 32 hineinragt, welches mit seinem Betätigungsabschnitt 320 teilweise auch die kreisförmige Umfangskontur des Trägerglieds 31 überragt, wobei die Aussparung 311 sich nicht über die gesamte axiale Tiefe des Trägerglieds 31 erstreckt und ebenfalls stirnseitig offen ist. Wie aus 3 ersichtlich, trägt die Aussparung 311 zu einer kompakten Bauweise bei, indem das als Sperrklinke ausgebildete Sperrglied 33 mit seinem dem Drehglied 32 zugekehrten Abschnitt beim Verschwenken zwischen der Nicht-Parken-Stellung und der Parken-Stellung die Aussparung 311 durchläuft. Die Sperrklinke ist dabei in ihrem von dem Drehglied 32 abgelegenen Endabschnitt in einem Drehlager 331 schwenkbar gelagert, in dessen Bereich auch die Entsperrfeder 34 angeordnet ist. Das Drehlager 331 kann ortsfest getriebeseitig angebracht sein oder Teil der Aktuatoreinheit 2 (dann insbesondere der Aufnahmeeinheit 21) sein.
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Die Aktuatoreinheit 2 ist des Weiteren mit einer Rastiereinheit 5 versehen, um die Parken-Stellung einerseits und/oder die Nicht-Parken-Stellung andererseits definiert einzuhalten. Hierzu weist die Rastiereinheit 5, wie aus den 5 und 6 ersichtlich, ein Rastenelement 51 auf, welches in den Antriebsstrang in mindestens einer der beiden Stellungen in ein betreffendes Eingriffelement rastend eingreift und zum Freigeben der Verrastung aus der Eingriffstellung bewegbar ist. Wie die 5 für die Parken-Stellung zeigt, ist das Eingriffelement bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in dem Trägerglied 31 angeordnet und als erste Rastiernut 312 ausgebildet. Für die Nicht-Parken-Stellung ist das betreffende Eingriffelement, wie das besonders die 3 zeigt, als zweite Rastiernut 313 in dem Trägerglied 31 ausgebildet. Das Rastenelement 51 ist beispielsweise als Rastenhebel ausgebildet und in einem relativ zu der Aktuatoreinheit 2 festen Schwenklager 52 schwenkbar gelagert. An einem Schenkel des Rastenhebels, und zwar beispielsweise an dem von dem Trägerglied 31 abgewandten Schenkel, ist der Rastenhebel mittels einer Rastierfeder 53 abgestützt, um den Rastenhebel bzw. das Rastenelement 51 in seiner die Verrastung bewirkenden Stellung zu halten. Zum Freigeben der Verrastung ist ein elektrisch betriebener Hubmagnet 50 vorhanden, der mit einem Entriegelungsglied 501 entgegen der Federkraft der Rastierfeder 53 auf den Rastenhebel einwirkt. Alternativ oder zusätzlich (redundant) zu dem Hubmagnet 50 ist an einem Schenkel des Rastenhebels bzw. dem Rastenelement 51 ein hydraulisch betriebener Entriegelunskolben 54 wirksam, der z. B. von einem Servosystem aus mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Durch die Freigabe wird die Verrastung aufgehoben und die Drehung des Drehglieds 32 ermöglicht, so dass das Sperrglied 33 in die Sperrstellung bzw. aus der Sperrstellung gebracht werden kann.
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Zur definierten Betätigung des Rastenelements 51 und zur Freigabe durch den Hubmagneten 50 oder den Entriegelungskolben 54 ist in dem Antriebsstrang vorteilhaft ein Stellungssensor angeordnet, der die mindestens eine Eingriffstellung des Rastenelements 51 bei der Verrastung erfasst, so dass die Freigabe durch Ansteuerung des Hubmagneten 50 bzw. des Entriegelungskolbens 54 mittels einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung, die ein Sensorsignal von dem Stellungssensor empfängt, durch Abgabe eines Ansteuersignals bewirkt werden kann. 6 zeigt die betreffende Freigabestellung des Rastenelements 51.
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Zum rotierenden Antrieb des Drehglieds 32 wirkt in dem Antriebsstrang ein Drehantrieb 60, der beispielsweise als Elektromotor oder Hydraulikantrieb in einer oder zwei Richtungen wirkend ausgebildet ist. Beispielsweise wirkt der Drehantrieb 60 direkt oder über mindestens ein Getriebeglied auf die Rotorwelle 22. Dabei kann der Drehantrieb 60 auch als in zwei Richtungen ansteuerbar, d. h. in zwei Drehrichtungen betreibbarer (wirkender) Antrieb ausgebildet sein. Beide Antriebsarten, elektrisch und hydraulisch, können auch redundant zueinander vorgesehen sein. Der rotierende Antrieb kann über geeignete Getriebeglieder der Bewegungseinheit, wie Zahnräder und/oder Schwenkhebel oder über eine Umsetzeinheit von einem Linearantrieb in einen rotierenden Antrieb erfolgen.
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Die nicht gezeigte Einrückfeder zum Bewirken der Sperrstellung ist an geeigneter Stelle im Antriebsstrang angeordnet, wobei eine Ausführungsform so ausgebildet sein kann, dass die Einrückfeder an dem Trägerglied 31 relativ zu der Aktuatoreinheit 2 angreift, um das Drehglied 32 in Sperrstellungsrichtung R zu beaufschlagen. Die Bewegung entgegen der Sperrstellungsrichtung erfolgt über die Rotorwelle mittels des Drehantriebs 60, wodurch auch das Trägerglied 31 entsprechend bewegt wird.
