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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sperranordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Parksperrenanordnung eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Sperranordnungen der genannten Art finden im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik vielfach Anwendung und werden in unterschiedlichsten Ausführungen in Kraftfahrzeugen integriert.
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Die
DE 10 2013 213 707 A1 beschreibt beispielsweise eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine um eine Drehachse schwenkbare Sperrklinke mit einem Klinkenzahn zum Eingriff in eine Sperrverzahnung, eine mit der Sperrklinke mechanisch koppelbare Betätigungseinheit, über die der Klinkenzahn gegen die Sperrverzahnung reversibel in Eingriff bringbar ist, wobei die Betätigungseinheit über eine Funktionsfläche durch einen Aktuator translatorisch bewegbar ist und die Funktionsfläche an der nichtstirnseitigen Mantelfläche der Betätigungseinheit angeordnet translatorisch bewegbar und ein Teil eines Planetenwälzgetriebes ist, das ein Planetenwälzgetriebegehäuse aufweist, das mit einem durch den Aktuator angetriebenen Kronenrad verbunden ist.
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Das Dokument
DE 10 2004 021 981 A1 offenbart zum Beispiel eine Parksperre für ein automatisiertes Kraftfahrzeuggetriebe mit mindestens einem Federspeicher zum Einlegen der Parksperre, mit einer Löseeinrichtung zum Öffnen der Parksperre und mit einer der Federkraft aus mindestens einem Federspeicher entgegenwirkend angeordneten Haltevorrichtung zum Halten der Parksperre im geöffneten Zustand, wobei die Löseeinrichtung durch einen Getriebeaktuator betätigbar ist.
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Das Dokument
DE 199 20 095 C1 offenbart beispielsweise ein automatisches Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Parksperre, die das automatische Getriebe blockiert oder freigibt, indem eine indem eine Sperrklinke in eine Ausnehmung eines auf einer Welle des automatischen Getriebes angeordneten Rades ein- oder ausrastet, und mit einer Notentriegelungseinrichtung, mittels der die Parksperre mit einer durch den Fahrer betätigbaren Bedieneinrichtung freigegeben werden kann, indem die Sperrklinke bei Betätigung in ihren ausgerasteten Zustand verschoben wird.
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Das Dokument
DE 102 45 386 A1 offenbart beispielsweise eine Parksperrenbetätigungseinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Bei einer Freigabe einer Feder wird durch diese über einen Parksperrenkegel eine Parksperre eingelegt. Die Parksperrenbetätigungseinrichtung steht mit einem Hydrauliksystem des Automatikgetriebes über einen Parksperrendruck in Wirkverbindung. Die Feder wird bei einer Absenkung des Parksperrendrucks unter einen Grenzwert freigegeben und damit die Parksperre eingelegt.
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Das Dokument
WO 2015/141 371 A1 offenbart zum Beispiel ebenso eine Parkvorrichtung, insbesondere eine an einem Fahrzeug montierte Parkvorrichtung, die einen Sperrzustand und einen Freigabezustand einnehmen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine alternative Sperranordnung der genannten Art anzugeben, die insbesondere einen kompakten Aufbau aufweist und einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Sperranordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend eine Sperrverzahnung, eine Sperrklinke, wobei die Sperrklinke um eine erste Drehachse schwenkbar ist, ein Betätigungselement, wobei die Sperrklinke über das Betätigungselement wahlweise mit der Sperrverzahnung in Eingriff bringbar ist, eine Antriebseinheit, wobei das Betätigungselement vermittels der Antriebseinheit in eine Freigabeposition und eine Sperrposition betätigbar ist und wobei die Antriebseinheit einen Elektromotor und einen Spindelantrieb umfasst, einen Haltemechanismus, wobei der Haltemechanismus derart ausgebildet ist, dass er auf den Spindelantrieb der Antriebseinheit, nämlich auf eine Gewindemutter des Spindelantriebs, einwirkt, indem ein Halteelement des Haltemechanismus über ein zweites elastisches Element in Halteausnehmungen der Gewindemutter vorgespannt wird, um das Betätigungselement in der Freigabeposition und der Sperrposition zu halten und einen Sicherheitsmechanismus umfassend einen Elektromagneten, ein Stellelement und ein erstes elastisches Element, wobei das Stellelement über das erste elastische Element in eine erste Stellelementposition vorgespannt ist und vermittels des Elektromagneten in einer zweiten Stellelementposition haltbar ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Sperranordnung eine Sperrverzahnung, eine Sperrklinke, ein Betätigungselement, eine Antriebseinheit, einen Haltemechanismus sowie einen Sicherheitsmechanismus.
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Die Sperrklinke ist um eine erste Drehachse schwenkbar und vermittels des Betätigungselements wahlweise mit der Sperrverzahnung in Eingriff bringbar.
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Das Betätigungselement ist erfindungsgemäß über die Antriebseinheit in eine Freigabeposition sowie eine Sperrposition bewegbar.
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In der Sperrposition des Betätigungselements ist die Sperrklinke in Eingriff mit der Sperrverzahnung, wodurch eine Blockierung beispielsweise eines Getriebe- und/oder Antriebsstrangelements eines Kraftfahrzeugs erfolgt.
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In der Freigabeposition des Betätigungselements ist die Sperrklinke außer Eingriff mit der Sperrverzahnung, wodurch keine Blockierung beispielsweise eines Getriebe- und/oder Antriebsstrangelements eines Kraftfahrzeugs erfolgt.
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Erfindungsgemäß umfasst die Antriebseinheit einen Elektromotor und einen Spindelantrieb.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist das Betätigungselement über einen Haltemechanismus in der Freigabeposition sowie der Sperrposition haltbar.
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Weiterhin erfindungsgemäß ist der Haltemechanismus derart ausgebildet, dass er auf den Spindelantrieb, nämlich auf eine Gewindemutter des Spindelantriebs, der Antriebseinheit einwirkt, indem ein Halteelement des Haltemechanismus über ein zweites elastisches Element in Halteausnehmungen der Gewindemutter vorgespannt wird und so ein Halten des Betätigungselements in der Freigabeposition und der Sperrposition bewirkt.
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Der erfindungsgemäße Sicherheitsmechanismus umfasst einen Elektromagneten, ein Stellelement und ein erstes elastisches Element. Das Stellelement des Sicherheitsmechanismus ist erfindungsgemäß über das erste elastische Element in eine erste Stellelementposition vorgespannt und vermittels des Elektromagneten des Sicherheitsmechanismus in einer zweiten Stellelementposition haltbar.
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Das Betätigungselement ist über das Stellelement des Sicherheitsmechanismus in der ersten Stellelementposition in die Sperrposition betätigbar.
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Das Betätigungselement ist über das Stellelement des Sicherheitsmechanismus in der zweiten Stellelementposition in der Freigabeposition betätigbar.
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Durch die vorliegende Ausbildung der erfindungsgemäßen Sperranordnung ist ein besonders kompakter, einfacher sowie bauteilreduzierter Aufbau gewährleistet. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Sperranordnung ein äußerst zuverlässiger Betrieb sichergestellt. Die Gestaltung der erfindungsgemäßen Sperranordnung erlaubt darüber hinaus einen modularen Aufbau.
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Zudem werden durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Sperranordnung Herstellungskosten reduziert.
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Insbesondere durch die Ausbildung des Sicherheitsmechanismus können beispielsweise in einem Fehlerfall unterschiedlichste funktionale Anforderungen an die Sperranordnung realisiert werden. So ist es beispielsweise möglich durch einfache Anpassung des Sicherheitsmechanismus das Betätigungselement der Sperranordnung in einem Fehlerfall, wie zum Beispiel einem teilweisen Ausfall der Antriebseinheit, wahlweise in die Sperrposition oder die Freigabeposition zu überführen.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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Der Spindelantrieb weist vorzugsweise neben der Gewindemutter eine Gewindespindel auf. Die Gewindespindel ist bevorzugt durch den Elektromotor der Antriebseinheit zu einer Sperrdrehbewegung und einer Freigabedrehbewegung aktuierbar, wobei die Gewindemutter relativ zu der Gewindespindel axial bewegbar ist.
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Die Begrifflichkeit „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Längsachse der Gewindespindel des Spindelantriebs.
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Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf die Längsachse der Gewindespindel des Spindelantriebs.
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Eine Sperrdrehbewegung der Gewindespindel des Spindelantriebs entspricht einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Längsachse der Gewindespindel in eine erste Drehrichtung.
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Eine Freigabedrehbewegung der Gewindespindel des Spindelantriebs entspricht einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Längsachse der Gewindespindel in eine zweite Drehrichtung, nämlich einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung.
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Bevorzugt ist das Betätigungselement um eine zweite Drehachse schwenkbar an der Gewindemutter des Spindelantriebs angelenkt.
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Infolge einer Sperrdrehbewegung der Gewindespindel bewegt sich die Gewindemutter relativ zu der Gewindespindel in eine erste Position - das mit der Gewindemutter schwenkbar verbundene Betätigungselement wird in die Sperrposition überführt.
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Infolge einer Freigabedrehbewegung der Gewindespindel bewegt sich die Gewindemutter relativ zu der Gewindespindel in eine zweite Position - das mit der Gewindemutter schwenkbar verbundene Betätigungselement wird in die Freigabeposition überführt.
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Der Haltemechanismus umfasst vorzugsweise das Halteelement das über das zweite elastische Element in eine radiale Richtung vorgespannt ist. Weiterhin umfasst die Gewindemutter des Spindelantriebs vorzugsweise an ihrem Außenmantel zwei Halteausnehmungen, nämlich eine erste Halteausnehmung und eine zweite Halteausnehmung, wobei das Betätigungselement durch das Eingreifen des Halteelements des Haltemechanismus in die erste Halteausnehmung an dem Außenmantel der Gewindemutter des Spindelantriebs in der Freigabeposition haltbar ist und wobei das Betätigungselement durch das Eingreifen des Halteelements des Haltemechanismus in die zweite Halteausnehmung an dem Außenmantel der Gewindemutter des Spindelantriebs in der Sperrposition haltbar ist.
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Besonders bevorzugt ist das Stellelement des Sicherheitsmechanismus axial bewegbar auf der Gewindespindel, im Wesentlichen zwischen dem Elektromotor und der Gewindemutter des Spindelantriebs, angeordnet.
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Weiterhin kann die Gewindemutter in einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zumindest zweiteilig, umfassend ein erstes Gewindemutterelement und ein zweites Gewindemutterelement, ausgebildet sein.
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Das Betätigungselement ist vorzugsweise zusätzlich zur Antriebseinheit manuell vermittels einer mechanischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Bowdenzug, von der Sperrposition in die Freigabeposition bewegbar.
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Das Betätigungselement der Sperranordnung ist vorzugsweise zumindest teilweise in einer Ausnehmung der Sperrklinke geführt.
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Durch die Führung des Betätigungselements an der Sperrklinke wird die Empfindlichkeit der Sperranordnung gegenüber Vibrationen und/oder mechanischen Stößen in sämtlichen Positionen, nämlich in der Sperrposition des Betätigungselements sowie in der Freigabeposition des Betätigungselements, minimiert.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Detailansicht einer beispielhaften ersten Ausführungsvariante einer Sperranordnung mit einem Betätigungselement in einer Freigabeposition.
- 2 zeigt eine schematische Detailansicht einer beispielhaften ersten Ausführungsvariante einer Sperranordnung mit einem Betätigungselement in einer Sperrposition.
- 3 zeigt eine schematische Detailansicht eines Betätigungselements und einer Sperrklinke.
- 4 zeigt eine schematische Detailansicht eines beispielhaften Sicherheitsmechanismus.
- 5 zeigt eine schematische Detailansicht einer beispielhaften zweiten Ausführungsvariante einer Sperranordnung mit einem Betätigungselement in einer Freigabeposition.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die in 1 und 2 sowie 5 gezeigte Sperranordnung 1 weist eine Sperrverzahnung (nicht dargestellt), eine Sperrklinke 2, ein Betätigungselement 3, eine Antriebseinheit 4, einen Haltemechanismus 5 und einen Sicherheitsmechanismus 6 auf.
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Die Sperrklinke 2 ist um eine erste Drehachse 21 schwenkbar und vermittels des Betätigungselements 3 wahlweise mit der Sperrverzahnung in Eingriff bringbar.
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Das Betätigungselement 3 ist über die Antriebseinheit 4 in eine Freigabeposition und eine Sperrposition bewegbar.
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In der Sperrposition des Betätigungselements 3 ist die Sperrklinke 2 in Eingriff mit der Sperrverzahnung, wodurch eine Blockierung beispielsweise eines Getriebe- und/oder Antriebsstrangelements (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs erfolgt.
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In der Freigabeposition des Betätigungselements 3 ist die Sperrklinke 2 außer Eingriff mit der Sperrverzahnung, wodurch keine Blockierung beispielsweise eines Getriebe- und/oder Antriebsstrangelements (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs erfolgt.
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Die Antriebseinheit 4 weist einen Elektromotor 10 und einen Spindelantrieb 11 auf.
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Der Spindelantrieb 11 umfasst eine Gewindespindel 12 und eine Gewindemutter 13. Die Gewindespindel 12 weist einen ersten Gewindespindelabschnitt 22 und einen zweiten Gewindespindelabschnitt 23 auf. Die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist im Bereich des zweiten Gewindespindelabschnitts 23 auf der Gewindespindel 12 angeordnet.
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Die Gewindespindel 12 ist durch den Elektromotor 10 der Antriebseinheit 4 zu einer Sperrdrehbewegung und einer Freigabedrehbewegung aktuierbar, wobei die Gewindemutter 13 aufgrund des Gewindes 24 relativ zu der Gewindespindel 12 axial bewegbar ist.
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Mit dem Spindelantrieb 11 wird somit mit Hilfe einer Gewindespindel 12 eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umgewandelt. Derartige Antriebe sind als Linearaktuatoren bekannt.
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Die Begrifflichkeit „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Längsachse 20 der Gewindespindel 12 des Spindelantriebs 11.
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Das Betätigungselement 3 ist um eine zweite Drehachse 14 schwenkbar an der Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 angelenkt.
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Das Betätigungselement selbst weist einen Stellkonus 27 und ein Gestänge 28 auf. Das Gestänge 28 ist an einem ersten Ende 29 schwenkbar an der Gewindemutter 13 angelegt und an einem zweiten Ende 30 des Gestänges ist der Stellkonus 27 entlang des Gestänges 28 axial bewegbar angeordnet. Der Stellkonus 27 ist axial bewegbar in einer Ausnehmung 19 der Sperrklinke 2 geführt. Durch die zumindest teilweise Führung des Betätigungselements 3 an der Sperrklinke 2 wird die Empfindlichkeit der Sperranordnung 1 gegenüber Vibrationen und/oder mechanischen Stößen in sämtlichen Positionen, nämlich in der Sperrposition des Betätigungselements 3 sowie in der Freigabeposition des Betätigungselements 3, minimiert. Der Stellkonus 27 des Betätigungselements 3 stützt sich weiterhin an einem Gehäuse 31 der Sperranordnung 1 ab und wird vermittels eines dritten elastischen Elements 32, hier eine dritte Druckfeder 32', in Position gehalten - vermittels dieser Anordnung wird das Ratschen der Sperranordnung 1 ermöglicht. (3)
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Eine Sperrdrehbewegung der Gewindespindel 12 des Spindelantriebs 11 entspricht einer Drehbewegung der Gewindespindel 12 um die Längsachse 20 der Gewindespindel 12 in eine erste Drehrichtung.
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Eine Freigabedrehbewegung der Gewindespindel 12 des Spindelantriebs 11 entspricht einer Drehbewegung der Gewindespindel 12 um die Längsachse 20 der Gewindespindel 12 in eine zweite Drehrichtung, nämlich einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung.
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Der Haltemechanismus 5 der Sperranordnung 1 ist derart ausgebildet, dass er auf die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 der Antriebseinheit 4 einwirkt und so ein Halten des Betätigungselements 3 in der Freigabeposition und der Sperrposition bewirkt.
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Der Haltemechanismus 5 weist ein Halteelement 16, das über ein zweites elastisches Element 15 in eine radiale Richtung vorgespannt ist, auf.
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Die Begrifflichkeit „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf die Längsachse 20 der Gewindespindel 12 des Spindelantriebs 11.
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Das Halteelement 16 des Haltemechanismus 5 ist aus einem hohl ausgeführten zylindrischen Element 25 und einer in dem Hohlraum des zylindrischen Elements 25 aufnehmbaren Kugel 26 ausgeführt, wobei die Kugel 26 vermittels einer in dem Hohlraum des zylindrischen Elements 25 angeordneten zweiten Druckfeder 15' radial in Richtung zur Gewindemutter 13 vorgespannt ist. Die Kugel 26 wird hierbei entweder durch die zweite Druckfeder 15' oder die Positionierung des zylindrischen Elements 25 gegenüber der Gewindemutter 13 gehalten.
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Weiterhin umfasst die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 an ihrem Außenmantel eine erste Halteausnehmung 17 und eine zweite Halteausnehmung 17'.
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Durch das Eingreifen des Halteelements 16 des Haltemechanismus 5 in die erste Halteausnehmung 17 an dem Außenmantel der Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist die Gewindemutter 13 in der zweiten Position haltbar und somit ist das Betätigungselement 3 in der Freigabeposition haltbar.
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Durch das Eingreifen des Halteelements 16 des Haltemechanismus 5 in die zweite Halteausnehmung 17' an dem Außenmantel der Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist die Gewindemutter 13 in der ersten Position haltbar und somit ist das Betätigungselement 3 in der Sperrposition haltbar.
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Bei der Überführung der Gewindemutter 13 von der ersten Position in die zweite Position, oder umgekehrt, wird die Kugel 26 des Halteelements 16 entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 15' in den Hohlraum des zylindrischen Elements 25 des Halteelements 16 gedrückt.
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Der Sicherheitsmechanismus 6 umfasst einen Elektromagneten 7, ein Stellelement 8 und ein erstes elastisches Element 9.
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Der Sicherheitsmechanismus 6 dient dazu bei beispielsweise teilweisem Ausfall der Antriebseinheit 4, d.h. bei Ausfall des Elektromotors 10 der Antriebseinheit 4, einen zuverlässigen Betrieb der Sperranordnung 1 zu gewährleisten.
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Der Elektromagnet 7 des Sicherheitsmechanismus 6 umfasst einen Stößel 33, eine Spule 34 und eine Feder 35, wobei die Feder 35 als Druckfeder ausgebildet ist und je nach gewünschter Funktion des Elektromagneten 7 so angeordnet ist, dass die Federkraft der Feder nach unten, wie beispielsweise in 1, oder nach oben, wie beispielsweise in 2, wirkt. Die Funktion des Elektromagneten 7 kann je nach Wunsch beliebig konfiguriert werden.
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Der Stößel 33 fährt linear in eine Richtung zur Längsachse 20 der Gewindespindel 12 aus und linear in eine Richtung weg von der Längsachse 20 der Gewindespindel 12 ein.
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Das Stellelement 8 des Sicherheitsmechanismus ist im Bereich des ersten Gewindespindelabschnitts 22 auf der Gewindespindel 12 zwischen der Gewindemutter 13 und dem Elektromotor 10 axial bewegbar angeordnet.
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Eine Anordnung des Sicherheitsmechanismus 6 parallel zu der Gewindespindel 12, also dazu versetzt, ist ebenso denkbar.
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Das Stellelement 8 des Sicherheitsmechanismus 6 ist über das erste elastische Element 9 in eine erste Stellelementposition vorgespannt. Das erste elastische Element 9 ist als erste Druckfeder 9' ausgebildet und drückt das Stellelement 8 in axialer Richtung zur Gewindemutter 13, wodurch wiederum die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 über das Stellelement 8 in die erste Position bewegbar ist und dort vermittels des Haltemechanismus 5 haltbar ist - daraus folgt über die schwenkbare Verbindung zwischen der Gewindemutter 13 und dem Betätigungselement 3 eine Bewegung des Betätigungselements 3 in die Sperrposition.
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Es ist ebenso denkbar, wie in 4 dargestellt, als erstes elastisches Element 9 zwei parallel ineinander angeordnete Druckfedern, in 4 die erste Druckfeder 9' und eine vierte Druckfeder 36, vorzusehen. Dadurch kann der Bauraumbedarf der Sperranordnung 1 in Richtung der Längsachse 20 reduziert werden.
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In 1 und 2 ist eine erste Ausführungsvariante der Sperranordnung 1 dargestellt.
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Der Spindelantrieb 11 der Antriebseinheit 4, genauer der zweite Gewindespindelabschnitt 23, ist in der in 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsvariante nicht selbsthemmend ausgeführt.
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Die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist einteilig ausgeführt.
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Infolge einer Sperrdrehbewegung der Gewindespindel 12 bewegt sich die Gewindemutter 13 relativ zu der Gewindespindel in eine erste Position (in Bezug auf 1 und 2 nach links) - das mit der Gewindemutter 13 schwenkbar verbundene Betätigungselement 3 wird in die Sperrposition überführt.
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Infolge einer Freigabedrehbewegung der Gewindespindel 12 bewegt sich die Gewindemutter 13 relativ zu der Gewindespindel in eine zweite Position (in Bezug auf 1 und 2 nach rechts) - das mit der Gewindemutter 13 schwenkbar verbundene Betätigungselement 3 wird in die Freigabeposition überführt.
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In 1 ist das Stellelement 8 des Sicherheitsmechanismus 6 vermittels des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 9' in einer zweiten Stellelementposition gehalten - die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist über den Haltemechanismus 5 in der zweiten Position gehalten und das Stellelement 8 befindet sich in der zweiten Stellelementposition, wobei das Stellelement 8 vermittels des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 9' in der zweiten Stellelementposition gehalten ist. In der Darstellung in 1 ist das Betätigungselement 3 somit in der Freigabeposition. Durch Betätigung des Elektromagneten 7, in dem vorliegenden Fall durch Betätigung des Stößels 33 des Elektromagneten 7, ist das Stellelement 8 ausgehend von der in 1 dargestellten zweiten Stellelementposition durch die Kraft der ersten Druckfeder 9' in die erste Stellelementposition und somit das Betätigungselement 3 in die Sperrposition überführbar.
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Bei der in 1 schematisch gezeigten Sperranordnung 1 ist der Elektromagnet 7 beispielsweise stromlos ausgefahren, d. h. der Sicherheitsmechanismus 6 wird durch Bestromung des Elektromagneten 7 aktiviert. Durch Bestromung des Elektromagneten 7, genauer der Spule 34 des Elektromagneten, wird der Stößel 33 des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der als Druckfeder ausgebildeten Feder 35 eingefahren. Durch die Kraft der ersten Druckfeder 9' wird das Stellelement 8 in die erste Stellelementposition überführt, wodurch wiederum die Gewindemutter 13 zu einer Sperrdrehbewegung bewegt wird und sich das Betätigungselement 3 in die Sperrposition bewegt.
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Bei der in 2 schematisch dargestellten Sperranordnung 1 ist der Elektromagnet 7 beispielsweise stromlos eingefahren, d. h. der Sicherheitsmechanismus 6 wird immer bei Stromausfall, nämlich bei Unterbrechung der Stromzufuhr des Elektromagneten 7, aktiviert. Durch Bestromung des Elektromagneten 7, genauer der Spule 34 des Elektromagneten, wird der Stößel 33 des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der als Druckfeder ausgebildeten Feder 35 ausgefahren. Das Betätigungselement 3 ist in diesem Fall bei einer teilweisen Fehlfunktion der Antriebseinheit 4 in der Sperrposition.
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Befindet sich das Stellelement 8 in der ersten Stellelementposition und somit das Betätigungselement 3 in der Sperrposition, so kann das Stellelement 8 des Sicherheitsmechanismus 6 lediglich durch die Bewegung der Gewindemutter 13 von der ersten Position in die zweite Position in die zweite Stellelementposition, in der sich das Betätigungselement 3 in der Freigabeposition befindet, überführt werden. Eine Bewegung der Gewindemutter 13 von der ersten Position in die zweite Position erfolgt entweder indem die Gewindespindel 12 durch den Elektromotor 10 der Antriebseinheit 4 oder manuell vermittels einer mechanischen Vorrichtung 18 zu der Freigabedrehbewegung aktuiert wird.
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Das Betätigungselement 3 ist zusätzlich zur Antriebseinheit 4 manuell vermittels der mechanischen Vorrichtung 18, wie in 1 und 2 schematisch gezeigt einem Bowdenzug 18', von der Sperrposition in die Freigabeposition bewegbar.
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Die mechanische Vorrichtung 18 wirkt dabei auf die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ein und bewegt die Gewindemutter 13 in die zweite Position, wodurch aufgrund der schwenkbaren Verbindung zwischen der Gewindemutter 13 und dem Betätigungselement 3 eine Überführung des Betätigungselements 3 in die Freigabeposition erfolgt.
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In 5 ist eine zweite Ausführungsvariante der Sperranordnung 1 dargestellt.
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Der Spindelantrieb 11 der Antriebseinheit 4, genauer der zweite Gewindespindelabschnitt 23, ist in der in 1 und 2 gezeigten zweiten Ausführungsvariante selbsthemmend ausgeführt.
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Die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist zweiteilig ausgeführt und umfasst ein erstes Gewindemutterelement 37 und ein zweites Gewindemutterelement 38.
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Das erste Gewindemutterelement 37 ist über ein Gewinde antriebswirksam mit der Gewindespindel 12 verbunden. Das zweite Gewindemutterelement 38 ist drehfest jedoch axial verschiebbar auf dem ersten Gewindemutterelement 37 angeordnet.
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Das Betätigungselement 3 ist um eine zweite Drehachse 14 schwenkbar an dem zweitem Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 angelenkt.
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Infolge einer Sperrdrehbewegung der Gewindespindel 12 bewegt sich das erste Gewindemutterelement 37 der Gewindemutter 13 relativ zu der Gewindespindel 12 in eine erste Position (in Bezug auf 5 nach links) - das erste Gewindemutterelement 37 nimmt dabei das zweite Gewindemutterelement 38 mit und das mit dem zweiten Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 schwenkbar verbundene Betätigungselement 3 wird in die Sperrposition überführt.
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Infolge einer Freigabedrehbewegung der Gewindespindel 12 bewegt sich die das erste Gewindemutterelement 37 der Gewindemutter 13 relativ zu der Gewindespindel 12 in eine zweite Position (in Bezug auf 5 nach rechts) - das mit dem zweiten Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 schwenkbar verbundene Betätigungselement 3 wird in die Freigabeposition überführt.
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In 5 ist das Stellelement 8 des Sicherheitsmechanismus 6 vermittels des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 9' in einer zweiten Stellelementposition gehalten - die Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ist über den Haltemechanismus 5 in der zweiten Position gehalten und das Stellelement 8 befindet sich in der zweiten Stellelementposition, wobei das Stellelement 8 vermittels des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 9' in der zweiten Stellelementposition gehalten ist. In der Darstellung in 5 ist das Betätigungselement 3 somit in der Freigabeposition. Durch Betätigung des Elektromagneten 7, in dem vorliegenden Fall durch Betätigung des Stößels 33 des Elektromagneten 7, ist das Stellelement 8 ausgehend von der in 5 dargestellten zweiten Stellelementposition durch die Kraft der ersten Druckfeder 9' in die erste Stellelementposition und somit das Betätigungselement 3 in die Sperrposition überführbar.
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Bei der in 5 schematisch gezeigten Sperranordnung 1 ist der Elektromagnet 7 beispielsweise stromlos ausgefahren, d. h. der Sicherheitsmechanismus 6 wird durch Bestromung des Elektromagneten 7 aktiviert. Durch Bestromung des Elektromagneten 7, genauer der Spule 34 des Elektromagneten, wird der Stößel 33 des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der als Druckfeder ausgebildeten Feder 35 eingefahren. Durch die Kraft der ersten Druckfeder 9' wird das Stellelement 8 in die erste Stellelementposition überführt, wodurch wiederum das zweite Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 axial auf dem ersten Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 verschoben wird und sich das Betätigungselement 3 somit in die Sperrposition bewegt.
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Die Konfiguration in der der Elektromagnet 7 beispielsweise stromlos eingefahren ist und bei der demnach der Sicherheitsmechanismus 6 immer bei Stromausfall, nämlich bei Unterbrechung der Stromzufuhr des Elektromagneten 7, aktiviert wird, ist bei der zweiten Ausführungsvariante der Sperranordnung ebenso denkbar. Hierbei würde durch Bestromung des Elektromagneten 7, genauer der Spule 34 des Elektromagneten, der Stößel 33 des Elektromagneten 7 entgegen der Kraft der als Druckfeder ausgebildeten Feder 35 ausgefahren. Das Betätigungselement 3 ist in diesem Fall bei einer Fehlfunktion der Antriebseinheit 4 in der Sperrposition.
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Befindet sich das Stellelement 8 in der ersten Stellelementposition und somit das Betätigungselement 3 in der Sperrposition, so kann das Stellelement 8 des Sicherheitsmechanismus 6 lediglich durch die Bewegung der Gewindemutter 13 von der ersten Position in die zweite Position, genauer des zweiten Gewindemutterelements 38 von der ersten Position in die zweite Position, in die zweite Stellelementposition, in der sich das Betätigungselement 3 in der Freigabeposition befindet, überführt werden. Eine Bewegung des zweiten Gewindemutterelements 38 der Gewindemutter 13 von der ersten Position in die zweite Position erfolgt entweder indem die Gewindespindel 12 durch den Elektromotor 10 der Antriebseinheit 4 oder manuell vermittels einer mechanischen Vorrichtung 18 zu der Freigabedrehbewegung aktuiert wird.
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Das Betätigungselement 3 ist zusätzlich zur Antriebseinheit 4 manuell vermittels der mechanischen Vorrichtung 18, wie in 1 und 2 schematisch gezeigt einem Bowdenzug 18', von der Sperrposition in die Freigabeposition bewegbar.
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Die mechanische Vorrichtung 18 wirkt dabei auf das zweite Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 des Spindelantriebs 11 ein und bewegt das zweite Gewindemutterelement 38 der Gewindemutter 13 in die zweite Position, wodurch aufgrund der schwenkbaren Verbindung zwischen dem zweiten Gewindemutterelement der Gewindemutter 13 und dem Betätigungselement 3 eine Überführung des Betätigungselements 3 in die Freigabeposition erfolgt.
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Durch die zweiteilige Ausführung der Gewindemutter 13 wird der Sicherheitsmechanismus 6 von dem Hauptaktuierungspfad der Sperranordnung 1 entkoppelt und ein Überführen des Betätigungselements 3 in eine Sperrposition ist sogar bei vollständiger Blockade der Gewindespindel 12 des Spindelantriebs 11 möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sperranordnung
- 2
- Sperrklinke
- 3
- Betätigungselement
- 4
- Antriebseinheit
- 5
- Haltemechanismus
- 6
- Sicherheitsmechanismus
- 7
- Elektromagnet
- 8
- Stellelement
- 9
- Erstes elastisches Element
- 9'
- Erste Druckfeder
- 10
- Elektromotor
- 11
- Spindelantrieb
- 12
- Gewindespindel
- 13
- Gewindemutter
- 14
- Zweite Drehachse
- 15
- Zweites elastisches Element
- 15'
- Zweite Druckfeder
- 16
- Halteelement
- 17
- Erste Halteausnehmung
- 17'
- Zweite Halteausnehmung
- 18
- mechanische Vorrichtung
- 18'
- Bowdenzug
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Längsachse (der Gewindespindel)
- 21
- Erste Drehachse
- 22
- Erster Gewindespindelabschnitt
- 23
- Zweiter Gewindespindelabschnitt
- 24
- Gewinde
- 25
- Zylindrisches Element
- 26
- Kugel
- 27
- Stellkonus
- 28
- Gestänge
- 29
- Erstes Ende (des Gestänges)
- 30
- Zweites Ende (des Gestänges)
- 31
- Gehäuse (der Sperranordnung)
- 32
- Drittes elastisches Element
- 32'
- Dritte Druckfeder
- 33
- Stößel
- 34
- Spule
- 35
- Feder
- 36
- Vierte Druckfeder
- 37
- Erstes Gewindemutterelement
- 38
- Zweites Gewindemutterelement
