DE102019130831A1 - Actuator unit - Google Patents

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DE102019130831A1 DE102019130831.3A DE102019130831A DE102019130831A1 DE 102019130831 A1 DE102019130831 A1 DE 102019130831A1 DE 102019130831 A DE102019130831 A DE 102019130831A DE 102019130831 A1 DE102019130831 A1 DE 102019130831A1
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Joachim Hirt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktuatoreinheit (1), umfassend eine Aktuatormechanik (2), eine mit der Aktuatormechanik (2) wirkverbundene elektromotorische Antriebseinheit (3) mit einem Stator (4) und mit einem Rotor (5), eine Elektronikeinheit (6) zur Ansteuerung der elektromotorischen Antriebseinheit (3), sowie einen Rotorlagemagnet (7) und einen Rotorlagesensor (8), wobei der Rotorlagemagnet (7) mit dem Rotor (5) verbunden und derart benachbart zum Rotorlagesensor (8) angeordnet ist, so dass er von diesem detektierbar ist, wobei der Abstand zwischen dem Rotorlagesensor (8) und dem Rotorlagemagnet (7) in einer definierten axialen Position festgelegt ist. Gemäß der Erfindung ist der Rotorlagemagnet (7) in einer rotorseitigen Axialführung (9) geführt und axial verschiebbar gelagert und sind Mittel (10) zur Erzeugung einer Axialkraft F vorhanden, wobei die Axialkraft F den Rotorlagemagnet (7) in Richtung vom Rotor (5) weg kraftbeaufschlagt und wobei der Rotorlagemagnet (7) durch Mittel zur Wegbegrenzung (11) zur Festlegung des Abstands zwischen Rotorlagemagnet (7) und Rotorlagesensor (8) in der definierten axialen Position gehalten wird.The invention relates to an actuator unit (1) comprising an actuator mechanism (2), an electromotive drive unit (3) with a stator (4) and a rotor (5), which is operatively connected to the actuator mechanism (2), an electronic unit (6) for control the electromotive drive unit (3), as well as a rotor position magnet (7) and a rotor position sensor (8), the rotor position magnet (7) being connected to the rotor (5) and arranged adjacent to the rotor position sensor (8) so that it can be detected by it is, wherein the distance between the rotor position sensor (8) and the rotor position magnet (7) is set in a defined axial position. According to the invention, the rotor position magnet (7) is guided in an axial guide (9) on the rotor side and is mounted so as to be axially displaceable, and means (10) are provided for generating an axial force F, the axial force F pushing the rotor position magnet (7) in the direction of the rotor (5) away force-applied and wherein the rotor position magnet (7) is held in the defined axial position by means for limiting the travel (11) to determine the distance between the rotor position magnet (7) and the rotor position sensor (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktuatoreinheit, umfassend eine Aktuatormechanik, eine mit der Aktuatormechanik wirkverbundene elektromotorische Antriebseinheit mit einem Stator und mit einem Rotor, eine Elektronikeinheit zur Ansteuerung der elektromotorischen Antriebseinheit sowie einen Rotorlagemagnet und einen Rotorlagesensor, wobei der Rotorlagemagnet mit dem Rotor verbunden und derart benachbart zum Rotorlagesensor angeordnet ist, dass er von diesem detektierbar ist. Der Abstand zwischen dem Rotorlagesensor und dem Rotorlagemagnet wird dabei in einer definierten axialen Position festgelegt.The present invention relates to an actuator unit, comprising an actuator mechanism, an electromotive drive unit that is operatively connected to the actuator mechanism and has a stator and a rotor, an electronics unit for controlling the electromotive drive unit, as well as a rotor position magnet and a rotor position sensor, the rotor position magnet being connected to the rotor and thus adjacent is arranged to the rotor position sensor that it can be detected by this. The distance between the rotor position sensor and the rotor position magnet is set in a defined axial position.

Aktuatoreinheiten wie die zur Betätigung von Kupplungen oder Schaltgetrieben in Kraftfahrzeugen sind bereits hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt.Actuator units such as those for actuating clutches or gearboxes in motor vehicles are already sufficiently known from the prior art.

So beschreibt die WO 2011/050766 A1 einen Hydrostataktor, insbesondere einen hydrostatischen Kupplungsaktor mit einem Geberzylinder enthaltend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine Druckkammer mit Druck beaufschlagenden Kolben, mit einem einen Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Getriebe sowie mit einem das Getriebe drehantreibenden Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei zur Erfassung der Rotordrehzahl eine entsprechende Sensorik Verwendung findet.So describes the WO 2011/050766 A1 a hydrostatic actuator, in particular a hydrostatic clutch actuator with a master cylinder containing a housing and a piston that is axially displaceable in the housing and pressurizes a pressure chamber, with a transmission converting a rotary drive into an axial movement and with an electric motor that drives the transmission with a stator and a rotor , whereby a corresponding sensor system is used to detect the rotor speed.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Aktuatoreinheit mit einer elektromotorischen Antriebseinheit und mit einer einen Rotorlagemagneten und einen Rotorlagesensor umfassenden Sensorik zur Erfassung der Lage des Rotors der elektromotorischen Antriebseinheit bereitzustellen, der im Hinblick auf die zwischen Rotorlagemagnet und Rotorlagesensor bei der Montage der Aktuatoreinheit hochgenau vorzunehmende Positionierung weiter verbessert ist. Mit Vorteil soll eine hochgenaue Positionierung sowie eine vereinfachte Montage von Rotorlagemagnet und Rotorlagesensor gewährleistet sein.The object of the invention is to provide an actuator unit with an electromotive drive unit and with a sensor system comprising a rotor position magnet and a rotor position sensor for detecting the position of the rotor of the electromotive drive unit, which continues to be highly accurate with regard to the positioning to be carried out between the rotor position magnet and the rotor position sensor during the assembly of the actuator unit is improved. A highly precise positioning and a simplified assembly of the rotor position magnet and rotor position sensor should advantageously be ensured.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Aktuatoreinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine erfindungsgemäße Aktuatoreinheit, umfasst eine Aktuatormechanik, eine mit der Aktuatormechanik wirkverbundene Antriebseinheit mit einem Rotor, eine Elektronikeinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit, sowie einen Rotorlagemagnet und einen Rotorlagesensor. Der Rotorlagemagnet ist dabei mit dem Rotor verbunden und derart benachbart zum Rotorlagesensor angeordnet, so dass er von diesem detektierbar ist, wobei der Abstand zwischen dem Rotorlagesensor und dem Rotorlagemagnet in einer definierten axialen Position festgelegt ist. Gemäß der Erfindung ist der Rotorlagemagnet dafür in einer rotorseitigen Axialführung geführt und axial verschiebbar gelagert und es sind Mittel zur Erzeugung einer Axialkraft vorhanden, wobei die Axialkraft den Rotorlagemagnet in Richtung vom Rotor weg kraftbeaufschlagt und wobei der Rotorlagemagnet durch Mittel zur Wegbegrenzung zur Festlegung des Abstands zwischen Rotorlagemagnet und Rotorlagesensor in der definierten axialen Position gehalten wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine Aktuatoreinheit geschaffen, bei der sich der erforderliche Abstand zwischen Rotorlagemagnet und Rotorlagesensor auf ein vorbestimmtes Maß von selbst einstellt. Aufgrund der erfindungsgemäßen automatischen Rotorlagepositionierung kann ein sehr geringer Abstand zwischen Rotorlagemagnet und Rotorlagesensor realisiert werden, was zur Folge hat, dass eine Detektion der Rotorlage schon bei geringerer Feldstärke möglich ist, weshalb wiederum kostengünstigere Magnetmaterialien verwendet werden können.This object is achieved by an actuator unit with the features of claim 1. An actuator unit according to the invention comprises an actuator mechanism, a drive unit with a rotor that is operatively connected to the actuator mechanism, an electronics unit for controlling the drive unit, as well as a rotor position magnet and a rotor position sensor. The rotor position magnet is connected to the rotor and is arranged adjacent to the rotor position sensor in such a way that it can be detected by the latter, the distance between the rotor position sensor and the rotor position magnet being fixed in a defined axial position. According to the invention, the rotor position magnet is guided in an axial guide on the rotor side and is mounted axially displaceably and there are means for generating an axial force, the axial force exerting force on the rotor position magnet in the direction away from the rotor and the rotor position magnet by means of travel limitation to determine the distance between Rotor position magnet and rotor position sensor is held in the defined axial position. The configuration according to the invention creates an actuator unit in which the required distance between the rotor position magnet and the rotor position sensor adjusts itself to a predetermined amount. Due to the automatic rotor position positioning according to the invention, a very small distance can be realized between the rotor position magnet and the rotor position sensor, which means that the rotor position can be detected even at a lower field strength, which is why more cost-effective magnetic materials can be used.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments and developments of the invention are described in the subclaims.

Mit Vorteil ist die Antriebseinheit als Elektromotor mit einem Stator und mit einem Rotor oder als Hydraulikmotor mit einem über eine Hydraulikflüssigkeit angetriebenen Rotor ausgebildet ist.The drive unit is advantageously designed as an electric motor with a stator and with a rotor or as a hydraulic motor with a rotor driven by a hydraulic fluid.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aktuatormechanik als Linearantrieb, insbesondere als Linearantrieb zur Betätigung einer Trennkupplung in einem Kraftfahrzeug, ausgebildet ist. Ein derartiger Linearantrieb umfasst einen Spindeltrieb mit einer Spindelwelle und mit einem auf der Spindelwelle angeordneten Koppelelement zur Wandlung rotatorischer Bewegung in translatorische Bewegung, wobei die Spindelwelle einerseits über das Koppelelement mit einem in einem Zylinder geführten Hubkolben einer Kolben-Zylindereinheit verbunden ist und wobei die Spindelwelle andererseits drehfest mit dem Rotor der beispielsweise elektromotorisch ausgebildeten Antriebseinheit verbunden ist. Besonders bevorzugt ist das Koppelelement als Planetenwälzgewindetrieb ausgebildet. In einer möglichen Ausgestaltung kann die Spindel auch durch eine verlängerte Rotorwelle der Antriebseinheit ausgeführt sein. Derartige Linearantriebe sind auch unter der Bezeichnung „Hydraulischer Kupplungsaktuator / hydraulic clutch actuator“ (abgekürzt auch als HCA bezeichnet) bekannt. In einem HCA wird je nach Anforderung ein definiertes Flüssigkeitsvolumen innerhalb einer hydraulischen Strecke Richtung Nehmerzylinder verschoben. Der Aktor wirkt somit als Geberzylinder. Er erhält als Eingangsgrößen elektrische Energie und Signale. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin begründet, dass aufgrund der hochgenauen Positionierung zuverlässig genaue Lagedaten des Rotors verarbeitet und durch den genau positionierenden Linearantrieb in Vorschub umgesetzt werden können.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the actuator mechanism is designed as a linear drive, in particular as a linear drive for actuating a separating clutch in a motor vehicle. Such a linear drive comprises a spindle drive with a spindle shaft and with a coupling element arranged on the spindle shaft for converting rotary motion into translatory motion, the spindle shaft being connected on the one hand via the coupling element to a reciprocating piston of a piston-cylinder unit guided in a cylinder and the spindle shaft on the other is non-rotatably connected to the rotor of the drive unit, for example an electric motor. The coupling element is particularly preferably designed as a planetary roller screw drive. In one possible embodiment, the spindle can also be designed as an extended rotor shaft of the drive unit. Such linear drives are also known under the designation "Hydraulic clutch actuator / hydraulic clutch actuator" (also referred to as HCA for short). In an HCA, depending on the requirements, a defined volume of fluid is shifted within a hydraulic path in the direction of the slave cylinder. The actuator thus acts as a master cylinder. It receives electrical energy and signals as input variables. The advantage of this configuration is based on the fact that, due to the highly precise positioning, reliably accurate position data of the rotor processed and converted into feed by the precisely positioning linear drive.

Es kann gemäß einer hierzu alternativen bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Aktuatormechanik als Antrieb zur Betätigung eines Schaltgetriebes in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist, umfassend einen hydraulischen Linearantrieb der an seinem einen axialen Ende zur axialen Verschiebung einer Schaltwelle mit dieser wirkverbunden ist und der an seinem anderen axialen Ende mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist, um eine Dreh- oder Schwenkbewegung auf die Schaltwelle zu übertragen, wobei auch die Antriebseinheit bevorzugt als hydraulische Antriebseinheit ausgebildet ist. Auch hierbei können aufgrund der hochgenauen Positionierung der Rotorlagesensorik zuverlässig genaue Lagedaten des Rotors verarbeitet und durch den Rotationsantrieb in eine Drehbewegung umgesetzt werden.According to an alternative preferred further development of the invention, provision can also be made for the actuator mechanism to be designed as a drive for actuating a gearbox in a motor vehicle, comprising a hydraulic linear drive which is operatively connected at its one axial end for the axial displacement of a shift shaft and which is operatively connected at its other axial end to the drive unit in order to transmit a rotary or pivoting movement to the shift shaft, the drive unit also preferably being designed as a hydraulic drive unit. Here, too, due to the highly precise positioning of the rotor position sensors, precise position data of the rotor can be reliably processed and converted into a rotary movement by the rotary drive.

Des Weiteren kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Rotorlagemagnet eine Führungshülse und eine Trägerwelle aufweist, wobei die Trägerwelle bereichsweise axial verschiebbar in der Führungshülse geführt ist und über ihren Umfang verteilt eine erste Gruppe von Permanentmagneten aufweist. Alternativ kann die Trägerwelle auch aus magnetisierbarem Material gefertigt und bereichsweise magnetisiert sein, so dass keine Einzelmagnete auf eine Trägerwelle aufgebracht werden müssen. Die Trägerwelle ist dabei gegenüber der Führungshülse nicht verdrehbar in dieser gelagert. Die Führungshülse ist mit Vorteil drehfest mit dem Rotor gekoppelt. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass durch eine konstruktiv einfach zu realisierende Anbindung der Führungshülse an den Rotor eine sichere drehfeste Anbindung an den Rotor realisierbar ist und das auf Grund der axialen Verschiebbarkeit der Trägerwelle in der Führungshülse zugleich eine positionsmäßige Entkopplung in axialer Richtung gewährleistet ist.Furthermore, according to an advantageous development of the invention, it can be provided that the rotor position magnet has a guide sleeve and a support shaft, the support shaft being axially displaceable in regions in the guide sleeve and having a first group of permanent magnets distributed over its circumference. Alternatively, the carrier shaft can also be made of magnetizable material and magnetized in certain areas, so that no individual magnets have to be applied to a carrier shaft. The carrier shaft is not rotatably mounted in this relative to the guide sleeve. The guide sleeve is advantageously coupled to the rotor in a rotationally fixed manner. The advantageous effect of this embodiment is based on the fact that a secure, non-rotatable connection to the rotor can be achieved through a structurally simple connection of the guide sleeve to the rotor and that, due to the axial displaceability of the support shaft in the guide sleeve, positional decoupling in the axial direction is guaranteed.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Mittel zur Erzeugung der Axialkraft F gebildet sind durch die erste Gruppe von Permanentmagneten und eine mit der ersten Gruppe von Permanentmagneten in Wirk- bzw. Wechselwirkung stehende zweite Gruppe von Permanentmagneten, wobei die erste Gruppe von Permanentmagneten der Trägerwelle des Rotorlagemagneten zugeordnet ist und wobei die zweite Gruppe von Permanentmagneten ortsfest und beispielsweise der Führungshülse des Rotorlagemagneten zugeordnet ist und derart zu der ersten Gruppe von Permanentmagneten positioniert ist, dass durch die zwischen erster und zweiter Gruppe von Permanentmagneten, existierenden Abstoßungskräfte oder Anziehungskräfte die in Richtung vom Rotor weg beziehungsweise in Richtung der Mittel zur Wegbegrenzung hin wirkende Axialkraft F erzeugt wird. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erzeugen zwei Magnete bzw. Gruppen von Magneten gegeneinander bedingt durch ihre Polungsausrichtung Abstoßkräfte. Dabei ist die erste Gruppe von Permanentmagneten gebildet durch auf der Trägerwelle angeordnete Permanent- bzw. Dauermagnete oder durch teilmagnetisierte Bereiche einer aus magnetisierbarem Material hergestellten Trägerwelle, und ist die zweite Gruppe von Permanentmagneten gebildet durch umfänglich an der Führungshülse angeordnete Permanent- bzw. Dauermagnete oder durch teilmagnetisierte Bereiche der aus einem magnetisierbaren Material hergestellten Führungshülse und sind die beiden Gruppen von Permanentmagneten über ihre Abstoßungskräfte axial voneinander beabstandet. Hierdurch lassen sich mit konstruktiv einfachen Mitteln und äußerst verschleißarm Mittel zur Erzeugung der Axialkraft realisieren.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the means for generating the axial force F. are formed by the first group of permanent magnets and a second group of permanent magnets which is in an active or interacting manner with the first group of permanent magnets, the first group of permanent magnets being assigned to the carrier shaft of the rotor position magnet and the second group of permanent magnets being stationary and for example is assigned to the guide sleeve of the rotor position magnet and is positioned in relation to the first group of permanent magnets in such a way that the axial force acting in the direction away from the rotor or in the direction of the means for limiting the travel is caused by the repulsive forces or attractive forces that exist between the first and second groups of permanent magnets F. is produced. In a particularly preferred embodiment, two magnets or groups of magnets generate repulsive forces against one another due to their polarity alignment. The first group of permanent magnets is formed by permanent or permanent magnets arranged on the carrier shaft or by partially magnetized areas of a carrier shaft made of magnetizable material, and the second group of permanent magnets is formed by permanent or permanent magnets arranged circumferentially on the guide sleeve or by partially magnetized areas of the guide sleeve made of a magnetizable material and the two groups of permanent magnets are axially spaced from one another by their repulsive forces. In this way, means for generating the axial force can be implemented with structurally simple means and with extremely low wear.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Mittel zur Erzeugung der Axialkraft gebildet sind durch ein Federkraftspeicherelement, über welches der Rotorlagemagnet in Richtung vom Rotor weg gerichtet beziehungsweise in Richtung der Mittel zur Wegbegrenzung hin gerichtet federkraftbeaufschlagt wird. Ein solches Federkraftspeicherelement ist mit Vorteil durch eine Spiralfeder oder ein Elastomerelement realisiert, wodurch ebenfalls eine konstruktiv einfach zu realisierende und kostengünstige Möglichkeit zur Erzeugung der Axialkraft geschaffen ist.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the means for generating the axial force are formed by a spring force storage element via which the rotor position magnet is directed away from the rotor or is acted upon by spring force in the direction of the means for limiting the travel. Such a spring force storage element is advantageously realized by a spiral spring or an elastomer element, which also creates an inexpensive way of generating the axial force that is easy to realize in terms of design.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Mittel zur Erzeugung der Axialkraft derart dimensioniert, ausgebildet und angeordnet sind, dass der durch sie erzeugte Kraftverlauf in der Endlage des Rotorlagemagneten ein energetisches Minimum aufweist. Hierdurch wird eine Anordnung geschaffen, welche im Hinblick auf ihre Verschleißeigenschaften weiter optimiert ist.In a likewise preferred embodiment variant of the invention it can also be provided that the means for generating the axial force are dimensioned, designed and arranged in such a way that the force profile generated by them has an energetic minimum in the end position of the rotor position magnet. This creates an arrangement which is further optimized with regard to its wear properties.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Mittel zur Erzeugung der Axialkraft zwischen der Führungshülse, insbesondere dem Boden der Führungshülse, und der in der Führungshülse bereichsweise geführten Trägerwelle angeordnet beziehungsweise ausgebildet sind, was wiederum eine sehr bauraumsparende Konstruktion ermöglicht.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the means for generating the axial force are arranged or formed between the guide sleeve, in particular the bottom of the guide sleeve, and the support shaft that is partially guided in the guide sleeve, which in turn enables a very space-saving design.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Rotorlagemagnet und/oder die Mittel zur Wegbegrenzung Anlagemittel zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Rotorlagemagneten und den Mitteln zur Wegbegrenzung aufweist/aufweisen, wodurch die Anordnung weiter mit Blick auf ihre Verschleißeigenschaften optimiert ist. Besonders bevorzugt sind die Anlagemittel durch eine Kugel und eine mit der Kugel zusammenwirkende Kugel-Lagerfläche gebildet. Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind die Anlagemittel durch einen an den Mitteln zur Wegbegrenzung oder am Rotorlagemagnet ausgebildeten Dorn und eine mit dem Dorn korrespondierende Dorn-Aufnahme am Rotorlagemagnet oder an den Mitteln zur Wegbegrenzung gebildet.Finally, the invention can also be implemented in an advantageous manner in such a way that the rotor position magnet and / or the means for limiting travel has / have contact means for reducing the friction between the rotor position magnet and the means for limiting travel, whereby the arrangement is further optimized with a view to its wear properties. The contact means are particularly preferably formed by a ball and a ball bearing surface that interacts with the ball. According to another embodiment, the contact means are formed by a mandrel formed on the means for limiting the travel or on the rotor position magnet and a mandrel receptacle corresponding to the mandrel on the rotor position magnet or on the means for limiting the travel.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Führungshülse des Rotorlagemagneten unverlierbar, insbesondere einteilig mit dem Rotor ausgebildet ist. Dabei kann die Führungshülse, die bevorzugt topfartig ausgeführt ist, bodenseitig über axial nach hinten vom äußeren Topfboden weg ragende Stiftfortsätze in Aufnahmen im Rotor bzw. im Rotorblechpaket fixiert sein (z.B. durch Verklebung). Diese Ausführung hat insbesondere Vorteile mit Blick auf die Herstellung und die Montage. Beispielsweise ist eine herstellungstechnisch einfach zu realisierende Anspritzung der Führungshülse an den Rotor möglich. Alternativ könnte die Führungshülse auch auf der Spindelwelle bzw. Rotorwelle montiert sein. Hierfür müsste die Rotorwelle jedoch im Richtung Elektronikeinheit über den Rotorkörper hinaus verlängert sein, so dass noch Platz für die Montage der Führungshülse bereitgestellt werden kann.According to a further preferred further development of the invention, it can also be provided that the guide sleeve of the rotor position magnet is captive, in particular formed in one piece with the rotor. The guide sleeve, which is preferably pot-shaped, can be fixed on the bottom side via pin extensions projecting axially backwards from the outer pot bottom in receptacles in the rotor or in the rotor laminated core (e.g. by gluing). This design has particular advantages in terms of manufacture and assembly. For example, injection molding of the guide sleeve onto the rotor, which is easy to implement in terms of production technology, is possible. Alternatively, the guide sleeve could also be mounted on the spindle shaft or rotor shaft. For this, however, the rotor shaft would have to be extended beyond the rotor body in the direction of the electronics unit, so that space can still be provided for the assembly of the guide sleeve.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Mittel zur Wegbegrenzung durch eine Leiterplatte oder eine Trägerplatte oder einen Gehäuseboden der Elektronikeinheit oder durch darauf angeordnete Teile gebildet sind. Das hat zum Vorteil, dass eine ohnehin vorhandene Komponente die Funktion eines Widerlagers übernehmen können, was sich wiederum günstig auf die Konstruktion und die Kosten auswirkt.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the means for limiting the path are formed by a printed circuit board or a carrier plate or a housing base of the electronics unit or by parts arranged thereon. This has the advantage that an already existing component can take over the function of an abutment, which in turn has a favorable effect on the construction and the costs.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive concept.

Es zeigen:

  • 1 eine Aktuatoreinheit in Form einer hydraulischen Kupplungsaktuatorik in einer schematischen Schnittdarstellung im Axialschnitt,
  • 2 einen vergrößerten Teilausschnitt der im Axialschnitt gezeigten Aktuatoreinheit gemäß 1, wobei der Rotorlagemagnet und der Rotorlagesensor einer erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit das Wirkprinzip veranschaulichend schematisch dargestellt sind,
  • 3 eine Darstellung gemäß 2, wobei der Rotorlagemagnet und der Rotorlagesensor in einer ersten möglichen konkreten Ausführungsform, mit einer ersten Ausgestaltung der Mittel zur Erzeugung einer Axialkraft und mit Anlagemitteln dargestellt sind,
  • 4 eine Darstellung gemäß 2, wobei der Rotorlagemagnet und der Rotorlagesensor in einer zweiten möglichen konkreten Ausführungsform, mit einer zweiten Ausgestaltung der Mittel zur Erzeugung einer Axialkraft in einer erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit dargestellt sind,
  • 5 eine Darstellung gemäß 4, wobei die Mittel zur Erzeugung einer Axialkraft alternativ in Form eines Elastomers ausgeführt sind,
  • 6 einen vergrößerten Teilausschnitt gemäß 3, darstellend eine alternative Ausgestaltung der Anlagemittel zur Lagerung zwischen den Mitteln zur Erzeugung der Axialkraft und den Mitteln zur Wegbegrenzung einer erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit,
  • 7 die Aktuatoreinheit in Form eines Getriebeaktuators in einer ersten möglichen Ausführungsform, wobei die Schaltwelle um neunzig Winkelgrad versetzt zur Rotorwelle der Antriebseinheit angeordnet ist, und
  • 8 die Aktuatoreinheit in Form eines Getriebeaktuators in einer zweiten möglichen Ausführungsform, wobei die Schaltwelle in der Achse der Rotorwelle der Antriebseinheit angeordnet ist.
Show it:
  • 1 an actuator unit in the form of a hydraulic clutch actuator in a schematic sectional illustration in axial section,
  • 2 an enlarged partial section of the actuator unit shown in axial section according to FIG 1 , wherein the rotor position magnet and the rotor position sensor of an actuator unit according to the invention are shown schematically to illustrate the operating principle,
  • 3 a representation according to 2 , wherein the rotor position magnet and the rotor position sensor are shown in a first possible specific embodiment, with a first configuration of the means for generating an axial force and with contact means,
  • 4th a representation according to 2 , wherein the rotor position magnet and the rotor position sensor are shown in a second possible specific embodiment, with a second configuration of the means for generating an axial force in an actuator unit according to the invention,
  • 5 a representation according to 4th , wherein the means for generating an axial force are alternatively designed in the form of an elastomer,
  • 6th an enlarged partial section according to 3 , showing an alternative embodiment of the contact means for mounting between the means for generating the axial force and the means for limiting the travel of an actuator unit according to the invention,
  • 7th the actuator unit in the form of a gear actuator in a first possible embodiment, wherein the shift shaft is arranged offset by ninety degrees to the rotor shaft of the drive unit, and
  • 8th the actuator unit in the form of a gear actuator in a second possible embodiment, the shift shaft being arranged in the axis of the rotor shaft of the drive unit.

1 zeigt eine Aktuatoreinheit 1 in Form einer hydraulischen Kupplungsaktuatorik in einer schematischen Schnittdarstellung im Axialschnitt. Die Aktuatoreinheit 1 umfasst eine Aktuatormechanik 2, etwa in Form eines Linearantriebs. Der Linearantrieb ist als Linearantrieb zur Betätigung einer Trennkupplung in einem Kraftfahrzeug ausgebildet und umfasst einen Spindeltrieb mit einer Spindelwelle 12 und mit einem auf der Spindelwelle 12 angeordneten Planetenwälzgewindetrieb 13. Dabei ist die Spindelwelle 12 einerseits über den Planetenwälzgewindetrieb 13 mit einem in einem Zylinder 14 geführten Hubkolben 15 einer Kolben-Zylindereinheit 16 verbunden und andererseits mit dem Rotor 5 der elektromotorischen Antriebseinheit 3 drehfest verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spindelwelle 12 einteilig mit der Rotorwelle ausgebildet bzw. durch eine verlängerte Rotorwelle gebildet. 1 shows an actuator unit 1 in the form of a hydraulic clutch actuator in a schematic sectional view in axial section. The actuator unit 1 includes an actuator mechanism 2 , for example in the form of a linear drive. The linear drive is designed as a linear drive for actuating a separating clutch in a motor vehicle and comprises a spindle drive with a spindle shaft 12th and with one on the spindle shaft 12th arranged planetary screw drive 13th . Here is the spindle shaft 12th on the one hand via the planetary screw drive 13th with one in a cylinder 14th guided reciprocating piston 15th a piston-cylinder unit 16 connected and on the other hand with the rotor 5 the electromotive drive unit 3 non-rotatably connected. In the illustrated embodiment, the spindle shaft is 12th designed in one piece with the rotor shaft or formed by an elongated rotor shaft.

Die Aktuatoreinheit 1 umfasst darüber hinaus eine mit der Aktuatormechanik 2 wirkverbundene elektromotorische Antriebseinheit 3 mit einem Stator 4 und mit einem Rotor 5, eine Elektronikeinheit 6 zur Ansteuerung der elektromotorischen Antriebseinheit 3 sowie einen Rotorlagemagnet 7 und einen Rotorlagesensor 8. Der Rotorlagemagnet 7 ist mit dem Rotor 5 verbunden bzw. drehfest an diesen angebunden und derart benachbart zum Rotorlagesensor 8 angeordnet, so dass er von diesem detektierbar ist, wobei der Abstand zwischen dem Rotorlagesensor 8 und dem Rotorlagemagnet 7 in einer definierten axialen Position festgelegt ist. Der Rotorlagemagnet 7 ist in einer rotorseitigen Axialführung 9 nicht verdrehbar und axial verschiebbar geführt. Über Mittel 10 zur Erzeugung einer Axialkraft F (siehe 2) wird der Rotorlagemagnet 7 in Richtung vom Rotor 5 weg kraftbeaufschlagt und durch Mittel zur Wegbegrenzung 11 zur Festlegung des Abstands zwischen Rotorlagemagnet 7 und Rotorlagesensor 8 in der definierten axialen Position gehalten.The actuator unit 1 also includes one with the actuator mechanism 2 Actively connected electromotive drive unit 3 with a stator 4th and with a rotor 5 , an electronics unit 6th to control the electromotive drive unit 3 as well as a rotor position magnet 7th and a rotor position sensor 8th . The rotor position magnet 7th is with the rotor 5 connected or non-rotatably connected to this and so adjacent to the rotor position sensor 8th arranged so that it can be detected by this, where the distance between the rotor position sensor 8th and the rotor position magnet 7th is set in a defined axial position. The rotor position magnet 7th is in an axial guide on the rotor side 9 guided non-rotatable and axially displaceable. About means 10 to generate an axial force F. (please refer 2 ) becomes the rotor position magnet 7th in the direction of the rotor 5 away force-applied and by means of travel limitation 11 to define the distance between the rotor position magnet 7th and rotor position sensor 8th held in the defined axial position.

Wie in den 2-5 dargestellt, weist der Rotorlagemagnet 7 eine Führungshülse 17 und eine Trägerwelle 18 auf, wobei die Trägerwelle 18 bereichsweise axial und nicht verdrehbar in der Führungshülse 17 geführt ist. Über ihren Umfang verteilt weist die Trägerwelle 18 an ihrem der Elektronikeinheit 6 zugekehrten axialen Ende eine erste Gruppe von Permanentmagneten 19 auf.As in the 2-5 shown, the rotor position magnet 7th a guide sleeve 17th and a carrier wave 18th on, the carrier wave 18th in some areas axially and not rotatable in the guide sleeve 17th is led. The carrier wave is distributed over its circumference 18th on your the electronics unit 6th facing axial end a first group of permanent magnets 19th on.

Die 3 zeigt darüber hinaus, dass die Mittel 10 zur Erzeugung der Axialkraft F gebildet sind durch die erste Gruppe von Permanentmagneten 19 und eine mit dieser zusammenwirkende zweite Gruppe von Permanentmagneten 20, wobei die zweite Gruppe von Permanentmagneten 20 ortsfest angeordnet und derart zu der ersten Gruppe von Permanentmagneten 19 positioniert ist, dass durch die zwischen erster und zweiter Gruppe von Permanentmagneten 19, 20 existierenden Abstoßungskräfte die in Richtung vom Rotor 5 weg beziehungsweise in Richtung der Mittel zur Wegbegrenzung 11 hin wirkende Axialkraft F erzeugt wird.The 3 also shows that the means 10 to generate the axial force F. are formed by the first group of permanent magnets 19th and a second group of permanent magnets cooperating therewith 20th , the second group of permanent magnets 20th Arranged stationary and in such a way to the first group of permanent magnets 19th that is positioned by between the first and second groups of permanent magnets 19th , 20th existing repulsive forces in the direction of the rotor 5 away or in the direction of the means for limiting the path 11 acting axial force F. is produced.

In der 4 ist gezeigt, dass die Mittel 10 zur Erzeugung der Axialkraft F gebildet sind durch ein Federkraftspeicherelement 21, über welches der Rotorlagemagnet 7 in Richtung vom Rotor 5 weg gerichtet beziehungsweise in Richtung der Mittel zur Wegbegrenzung 11 hin gerichtet federkraftbeaufschlagt wird.In the 4th is shown that the means 10 to generate the axial force F. are formed by a spring force storage element 21 over which the rotor position magnet 7th in the direction of the rotor 5 directed away or in the direction of the means for limiting the path 11 directed towards spring force is applied.

Auch ist gezeigt, dass die Mittel 10 zur Erzeugung der Axialkraft F durch eine Spiralfeder (4) oder durch ein Elastomer (5) oder durch Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Kraftfeldes (2) gebildet sein können.It is also shown that the means 10 to generate the axial force F. by a spiral spring ( 4th ) or by an elastomer ( 5 ) or by means of generating a magnetic force field ( 2 ) can be formed.

Ersichtlich ist aus den 4 und 5 ferner, dass die Mittel 10 zur Erzeugung der Axialkraft F zwischen der Führungshülse 17, insbesondere dem Boden der Führungshülse 17, und der in der Führungshülse 17 bereichsweise geführten Trägerwelle 18 angeordnet beziehungsweise ausgebildet sind.It can be seen from the 4th and 5 further that the funds 10 to generate the axial force F. between the guide sleeve 17th , especially the bottom of the guide sleeve 17th , and the one in the guide sleeve 17th area-wise guided carrier wave 18th are arranged or formed.

In den 3 und 6 ist veranschaulicht, dass der Rotorlagemagnet 7 beziehungsweise die Mittel zur Wegbegrenzung 11 Anlagemittel 22 zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Rotorlagemagneten 7 und den Mitteln zur Wegbegrenzung 11 aufweisen. Gemäß der Ausführungsform in 3 sind die Anlagemittel 22 durch eine Kugel 23 und eine mit der Kugel 23 zusammenwirkende Kugel-Lagerfläche 24 gebildet, wobei die Kugel-Lagerfläche 24 außen an der Bodenplatte des Gehäuses der Elektronikeinheit 6 ausgebildet ist.In the 3 and 6th it is illustrated that the rotor position magnet 7th or the means of limiting the path 11 Investment funds 22nd to reduce the friction between the rotor position magnets 7th and the means to limit the path 11 exhibit. According to the embodiment in 3 are the investment funds 22nd through a bullet 23 and one with the ball 23 interacting ball bearing surface 24 formed with the ball bearing surface 24 outside on the base plate of the housing of the electronics unit 6th is trained.

Gemäß der Ausführungsform in 6 sind die Anlagemittel 22 durch einen an den Mitteln zur Wegbegrenzung 11 ausgebildeten Dorn 25 und eine mit dem Dorn 25 korrespondierende Dorn-Aufnahme 26 am Rotorlagemagneten 7 gebildet.According to the embodiment in 6th are the investment funds 22nd by one of the means to limit the path 11 trained thorn 25th and one with the thorn 25th Corresponding thorn recording 26th on the rotor position magnet 7th educated.

Die Führungshülse 17 des Rotorlagemagneten 7 ist unverlierbar mit dem Rotor 5 ausgebildet. Hierfür ist die Führungshülse 17 über bodenseitige Fortsätze, die in hiermit korrespondierende Aufnahmen im Rotor 5 eingreifen in diesem fixiert. Die Fortsätze können dafür beispielsweise in den rotorseitigen Aufnahmen verklebt sein.The guide sleeve 17th of the rotor position magnet 7th is captive with the rotor 5 educated. The guide sleeve is used for this 17th via bottom-side extensions that are connected to the corresponding receptacles in the rotor 5 intervene in this fixed. For this purpose, the extensions can be glued, for example, in the receptacles on the rotor side.

Die 7 und 8 zeigen unterschiedliche Ausführungen einer als Getriebeaktuator ausgebildeten Aktuatoreinheit 1 in einer perspektivischen teilgeschnittenen Darstellung. Der Getriebeaktuator ist ein elektromechanischer Aktor, der zum Ein- und Auslegen von Gängen bzw. der Parksperre in Doppelkupplungsgetrieben und automatisierten Schaltgetrieben (ASG) verwendet wird. Er betätigt über eine Schaltfingerwelle die Schaltschienen im Getriebe.The 7th and 8th show different versions of an actuator unit designed as a gear actuator 1 in a perspective, partially sectioned illustration. The transmission actuator is an electromechanical actuator that is used to engage and disengage gears or the parking lock in dual clutch transmissions and automated manual transmissions (ASG). It operates the shift rails in the gearbox via a shift finger shaft.

7 zeigt die Aktuatoreinheit 1 in Form eines Getriebeaktuators in einer ersten möglichen Ausführungsform, wobei die Schaltwelle bzw. Schaltfingerwelle um neunzig Winkelgrad versetzt zur Rotorwelle der Antriebseinheit 3 angeordnet ist. Die rotatorische Bewegung der Rotorwelle wird dabei über die entsprechend ausgebildete Aktuatormechanik 2 um neunzig Winkelgrad versetzt in eine Drehbewegung einer Schaltfingerwelle zum Einlegen der Gangstufe umgesetzt. Optional kann über eine einzige Antriebseinheit 3 oder eine zusätzliche elektromotorische Antriebseinheit 3 zuvor die gewünschte Gangstufe durch ein axiales Verschieben der Schaltfingerwelle erfolgen. Mit Vorteil ist jede Antriebseinheit 3 der Aktuatoreinheit 1 mit einem Rotorlagemagneten 7 und einem Rotorlagesensor 8, die wie vorstehend beschrieben ausgebildet und angeordnet sind, ausgebildet. 7th shows the actuator unit 1 in the form of a gear actuator in a first possible embodiment, the shift shaft or shift finger shaft offset by ninety degrees to the rotor shaft of the drive unit 3 is arranged. The rotary movement of the rotor shaft is controlled by the appropriately designed actuator mechanism 2 offset by ninety degrees converted into a rotary movement of a shift finger shaft for engaging the gear. Optionally, a single drive unit 3 or an additional electromotive drive unit 3 the desired gear step can be set beforehand by axially moving the selector finger shaft. Any drive unit is advantageous 3 the actuator unit 1 with a rotor position magnet 7th and a rotor position sensor 8th formed and arranged as described above.

8 zeigt die Aktuatoreinheit 1 in Form eines Getriebeaktuators in einer zweiten möglichen Ausführungsform, wobei die Schaltfingerwelle in der Achse der Rotorwelle der Antriebseinheit 3 angeordnet ist. Sowohl die Aktuatormechanik 2 als auch die Antriebseinheit 3 sind hier als hydraulische Einheiten ausgebildet. Die Antriebseinheit 3 ist in Form eines hydraulisch angetriebenen Schwenkmotors ausgebildet, während die Aktuatormechanik 2, die in dieser Ausführungsform als Linearantrieb zur axialen Verschiebung der Schaltfingerwelle dient, ebenfalls als hydraulische Kolben-Zylindereinheit ausgeführt ist. Während über die Kolben-Zylindereinheit die gewünschte Gangstufe durch eine axiale Verschiebung der Schaltfingerwelle „angefahren“ werden kann, wird durch anschließende Rotation derselben über den hydraulischen Schwenkmotor die Gangstufe aktiviert, indem mittels eines rotierenden Schaltfingers ein Schaltrahmen und eine mit dem Schaltrahmen gekoppelte Schaltschiene zur Gangstufeneinlegung bewegt werden. 8th shows the actuator unit 1 in the form of a gear actuator in a second possible embodiment, the shift finger shaft in the axis of the rotor shaft of the drive unit 3 is arranged. Both the actuator mechanics 2 as well as the drive unit 3 are designed here as hydraulic units. The drive unit 3 is designed in the form of a hydraulically driven swivel motor, while the actuator mechanism 2 , in the this embodiment serves as a linear drive for the axial displacement of the shift finger shaft, is also designed as a hydraulic piston-cylinder unit. While the desired gear step can be "approached" via the piston-cylinder unit by axially shifting the shift finger shaft, the gear step is activated by subsequent rotation of the same via the hydraulic swivel motor, by using a rotating shift finger to activate a shift frame and a shift rail coupled to the shift frame for gear step engagement be moved.

Dabei sind die dargestellten Getriebeaktuatoren mit Blick auf ihre Aktuatormechanik 2 in herkömmlicher Form aufgebaut und werden dabei über eine elektromotorische Antriebeinheit 3 angetrieben, die zum Zwecke der Positionsbestimmung der Drehposition bzw. Winkellage des Rotors 5 einen Rotorlagemagnet 7 und ein Rotorlagesensor 8 beinhaltet, wobei diese wie vorstehend beschrieben ausgebildet und angeordnet sein können.The transmission actuators shown here are with a view to their actuator mechanics 2 built in conventional form and are thereby via an electromotive drive unit 3 driven for the purpose of determining the position of the rotational position or angular position of the rotor 5 a rotor position magnet 7th and a rotor position sensor 8th includes, wherein these can be designed and arranged as described above.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive but rather as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define “first” and “second” features, this designation serves to distinguish between two similar features without defining an order of precedence.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AktuatoreinheitActuator unit
22
AktuatormechanikActuator mechanics
33
AntriebseinheitDrive unit
44th
Statorstator
55
Rotorrotor
66th
ElektronikeinheitElectronics unit
77th
RotorlagemagnetRotor position magnet
88th
RotorlagesensorRotor position sensor
99
AxialführungAxial guide
1010
Mittel zur Erzeugung einer AxialkraftMeans for generating an axial force
1111
Mittel zur WegbegrenzungMeans of path limitation
1212th
SpindelwelleSpindle shaft
1313th
PlanetenwälzgewindetriebPlanetary screw drive
1414th
Zylindercylinder
1515th
HubkolbenReciprocating piston
1616
Kolben-ZylindereinheitPiston-cylinder unit
1717th
FührungshülseGuide sleeve
1818th
TrägerwelleCarrier wave
1919th
erste Gruppe von Permanentmagnetenfirst group of permanent magnets
2020th
zweite Gruppe von Permanentmagnetensecond group of permanent magnets
2121
FederkraftspeicherelementSpring force storage element
2222nd
AnlagemittelInvestment funds
2323
KugelBullet
2424
Kugel-LagerflächeBall bearing surface
2525th
Dornmandrel
2626th
Dorn-AufnahmeThorn recording
2727
LeiterplatteCircuit board
2828
Gehäuseboden Case back
FF.
AxialkraftAxial force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2011/050766 A1 [0003]WO 2011/050766 A1 [0003]

Claims (15)

Aktuatoreinheit (1), umfassend - eine Aktuatormechanik (2), - eine mit der Aktuatormechanik (2) wirkverbundene Antriebseinheit (3) mit einem Rotor (5), zur Erzeugung einer Rotationsbewegung, - eine Elektronikeinheit (6) zur Ansteuerung der Antriebseinheit (3), - sowie einen Rotorlagemagnet (7) und einen Rotorlagesensor (8), wobei der Rotorlagemagnet (7) mit dem Rotor (5) verbunden und derart benachbart zum Rotorlagesensor (8) angeordnet ist, so dass er von diesem detektierbar ist, wobei der Abstand zwischen dem Rotorlagesensor (8) und dem Rotorlagemagnet (7) in einer definierten axialen Position festgelegt ist, wobei der Rotorlagemagnet (7) in einer rotorseitigen Axialführung (9) geführt und axial verschiebbar und nicht verdrehbar gelagert ist und Mittel (10) zur Erzeugung einer Axialkraft F vorhanden sind, wobei die Axialkraft F den Rotorlagemagnet (7) in Richtung vom Rotor (5) weg kraftbeaufschlagt und wobei der Rotorlagemagnet (7) durch Mittel zur Wegbegrenzung (11) zur Festlegung des Abstands zwischen Rotorlagemagnet (7) und Rotorlagesensor (8) in der definierten axialen Position gehalten wird.Actuator unit (1), comprising - an actuator mechanism (2), - a drive unit (3) with a rotor (5), which is operatively connected to the actuator mechanism (2), for generating a rotational movement, - an electronics unit (6) for controlling the drive unit (3), - As well as a rotor position magnet (7) and a rotor position sensor (8), wherein the rotor position magnet (7) is connected to the rotor (5) and is arranged adjacent to the rotor position sensor (8) so that it can be detected by it, the distance between the rotor position sensor (8) and the rotor position magnet (7) is fixed in a defined axial position, the rotor position magnet (7) being guided in an axial guide (9) on the rotor side and being axially displaceable and non-rotatable, and means (10) for generating an axial force F are present, whereby the axial force F acts on the rotor position magnet (7) in the direction away from the rotor (5) and the rotor position magnet (7) by means of travel limitation (11) to determine the distance between the rotor position magnet (7) and the rotor position sensor (8) is held in the defined axial position. Aktuatoreinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) als Elektromotor mit einem Stator (4) und einem Rotor (5) oder als Hydraulikmotor mit einem über eine Hydraulikflüssigkeit angetriebenen Rotor (5) ausgebildet ist.Actuator unit (1) Claim 1 , characterized in that the drive unit (3) is designed as an electric motor with a stator (4) and a rotor (5) or as a hydraulic motor with a rotor (5) driven by a hydraulic fluid. Aktuatoreinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatormechanik (2) als Linearantrieb, insbesondere als Linearantrieb zur Betätigung einer Trennkupplung in einem Kraftfahrzeug, ausgebildet ist, umfassend einen Spindeltrieb mit einer Spindelwelle (12) und mit einem auf der Spindelwelle (12) angeordneten Koppelelement (13) zur Wandlung rotatorischer Bewegung in translatorische Bewegung, wobei das Koppelelement (13) bevorzugt als Planetenwälzgewindetrieb ausgebildet ist, und wobei die Spindelwelle (12) einerseits über das Koppelelement (13)mit einem in einem Zylinder (14) geführten Hubkolben (15) einer Kolben-Zylindereinheit (16) verbunden ist und wobei die Spindelwelle (12) andererseits drehfest mit dem Rotor (5) der Antriebseinheit (3) verbunden ist.Actuator unit (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the actuator mechanism (2) is designed as a linear drive, in particular as a linear drive for actuating a separating clutch in a motor vehicle, comprising a spindle drive with a spindle shaft (12) and with a coupling element (13) arranged on the spindle shaft (12) for converting rotary motion into translational motion, the coupling element (13) preferably being designed as a planetary roller screw drive, and the spindle shaft (12) on the one hand via the coupling element (13) to a reciprocating piston (15) guided in a cylinder (14) of a piston Cylinder unit (16) is connected and wherein the spindle shaft (12) is on the other hand non-rotatably connected to the rotor (5) of the drive unit (3). Aktuatoreinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatormechanik (2) als Antrieb zur Betätigung eines Schaltgetriebes in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist, umfassend einen hydraulischen Linearantrieb der an seinem einen axialen Ende zur axialen Verschiebung einer Schaltwelle mit dieser wirkverbunden ist und der an seinem anderen axialen Ende mit der Antriebseinheit (3) wirkverbunden ist, um eine Dreh- oder Schwenkbewegung auf die Schaltwelle zu übertragen, wobei die Antriebseinheit (3) bevorzugt als hydraulische Antriebseinheit ausgebildet ist.Actuator unit (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the actuator mechanism (2) is designed as a drive for actuating a gearbox in a motor vehicle, comprising a hydraulic linear drive which is operatively connected at its one axial end for the axial displacement of a shift shaft and which at its other axial end with the The drive unit (3) is operatively connected in order to transmit a rotary or pivoting movement to the selector shaft, the drive unit (3) preferably being designed as a hydraulic drive unit. Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagemagnet (7) eine Führungshülse (17) und eine Trägerwelle (18) aufweist, wobei die Trägerwelle (18) bereichsweise axial verschiebbar und nicht verdrehbar in der Führungshülse (17) geführt ist, wobei die Führungshülse (17) über ihren Umfang verteilt eine erste Gruppe von Permanentmagneten (19) aufweist oder wobei die Führungshülse (17) aus einem magentisierbaren Material besteht und zumindest in einem Teilbereich magnetisiert ausgebildet ist.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor position magnet (7) has a guide sleeve (17) and a support shaft (18), the support shaft (18) being axially displaceable in areas and non-rotatable in the guide sleeve (17) is guided, wherein the guide sleeve (17) has a first group of permanent magnets (19) distributed over its circumference or wherein the guide sleeve (17) consists of a magnetizable material and is designed to be magnetized at least in a partial area. Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zur Erzeugung der Axialkraft F gebildet sind durch die erste Gruppe von Permanentmagneten (19) und eine zweite Gruppe von Permanentmagneten (20), wobei die zweite Gruppe von Permanentmagneten (20) ortsfest angeordnet und derart zu der ersten Gruppe von Permanentmagneten (19) positioniert ist, dass durch die zwischen erster und zweiter Gruppe von Permanentmagneten (19, 20) existierenden Abstoßungskräfte oder Anziehungskräfte die in Richtung vom Rotor (5) weg beziehungsweise in Richtung der Mittel zur Wegbegrenzung (11) hin wirkende Axialkraft F erzeugt wird.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the means (10) for generating the axial force F are formed by the first group of permanent magnets (19) and a second group of permanent magnets (20), the second group of Permanent magnets (20) arranged in a stationary manner and positioned in relation to the first group of permanent magnets (19) in such a way that the repulsive forces or attractive forces existing between the first and second groups of permanent magnets (19, 20) cause the in the direction of the rotor (5) away or in Axial force F acting towards the means for limiting travel (11) is generated. Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zur Erzeugung der Axialkraft F gebildet sind durch ein Federkraftspeicherelement (21), über welches der Rotorlagemagnet (7) in Richtung vom Rotor (5) weg gerichtet beziehungsweise in Richtung der Mittel zur Wegbegrenzung (11) hin gerichtet federkraftbeaufschlagt wird.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the means (10) for generating the axial force F are formed by a spring force storage element (21) via which the rotor position magnet (7) is directed or away in the direction of the rotor (5) is acted upon by spring force directed in the direction of the means for limiting travel (11). Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zur Erzeugung der Axialkraft F derart dimensioniert, ausgebildet und angeordnet sind, dass der durch sie erzeugte Kraftverlauf in der Endlage des Rotorlagemagneten (7) ein energetisches Minimum aufweist.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the means (10) for generating the axial force F are dimensioned, designed and arranged in such a way that the force profile generated by them has an energetic minimum in the end position of the rotor position magnet (7) . Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkraftspeicherelement durch eine Spiralfeder oder durch ein Elastomer gebildet sind.Actuator unit (1) according to one of the preceding Claims 7 or 8th , characterized in that the spring force storage element are formed by a spiral spring or by an elastomer. Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zur Erzeugung der Axialkraft F zwischen der Führungshülse (17), insbesondere dem Boden der Führungshülse (17), und der in der Führungshülse (17) bereichsweise geführten Trägerwelle (18) angeordnet beziehungsweise ausgebildet sind.Actuator unit (1) according to one of the preceding Claims 7 - 9 , characterized in that the means (10) for generating the axial force F are arranged or formed between the guide sleeve (17), in particular the base of the guide sleeve (17), and the support shaft (18) partially guided in the guide sleeve (17). Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorlagemagnet (7) und/oder die Mittel zur Wegbegrenzung (11) Anlagemittel (22) zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Rotorlagemagneten (7) und den Mitteln zur Wegbegrenzung (11) aufweist/aufweisen.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor position magnet (7) and / or the means for limiting the travel (11) contact means (22) for reducing the friction between the rotor position magnet (7) and the means for limiting the travel (11 ) has / have. Aktuatoreinheit (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagemittel (22) durch eine Kugel (23) und eine mit der Kugel (23) zusammenwirkende Kugel-Lagerfläche (24) gebildet sind.Actuator unit (1) Claim 11 , characterized in that the contact means (22) are formed by a ball (23) and a ball bearing surface (24) cooperating with the ball (23). Aktuatoreinheit (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagemittel (22) durch einen an den Mitteln zur Wegbegrenzung (11) oder am Rotorlagemagnet (7) ausgebildeten Dorn (25) und eine mit dem Dorn (25) korrespondierende Dorn-Aufnahme (26) am Rotorlagemagnet (7) oder an den Mitteln zur Wegbegrenzung (11) gebildet sind.Actuator unit (1) Claim 12 , characterized in that the contact means (22) are formed by a mandrel (25) formed on the means for limiting travel (11) or on the rotor position magnet (7) and a mandrel receptacle (26) on the rotor position magnet (7) corresponding to the mandrel (25) ) or are formed on the means for limiting travel (11). Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (17) des Rotorlagemagneten (7) unverlierbar, insbesondere einteilig mit dem Rotor (5) ausgebildet ist.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve (17) of the rotor position magnet (7) is designed to be captive, in particular in one piece with the rotor (5). Aktuatoreinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Wegbegrenzung (11) durch eine Leiterplatte (27) oder eine Trägerplatte oder einen Gehäuseboden (28) der Elektronikeinheit (6) gebildet sind.Actuator unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the means for limiting the travel (11) are formed by a printed circuit board (27) or a carrier plate or a housing base (28) of the electronics unit (6).
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DE102021202311A1 (en) 2021-03-10 2022-09-15 Zf Friedrichshafen Ag Actuator with a sensor device for detecting angular positions of a rotating component, electric drive with such an actuator

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