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Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische Anwendungen, insbesondere eine Verriegelungseinheit für eine elektrische Ladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuges, mit einem Elektromotor sowie zumindest einem nachgeschalteten Getriebeteil, ferner mit einem verfahrbaren Stellelement, und mit einem rotativ mit dem Getriebeteil gekoppelten Steuerelement zur Beaufschlagung eines Sensors.
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Akkumulatoren von Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeugen müssen regelmäßig mit elektrischer Energie versorgt werden. Das geschieht regelmäßig unter Rückgriff auf eine Ladeinfrastruktur, zu welcher typischerweise Ladesäulen gehören. Für den Ladevorgang mit elektrischer Energie wird der Ladestecker der Ladesäule im Allgemeinen mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt und lösbar verriegelt. Die Verriegelung ist erforderlich, um beispielsweise Gesundheitsgefährdungen zu vermeiden, da an dieser Stelle im Allgemeinen mit Hochspannung gearbeitet wird. Außerdem stellt die Verriegelung sicher, dass ausschließlich zuvor identifizierte Benutzer die von der Ladesäule zur Verfügung gestellte Energie auch rechtmäßig beziehen und Missbrauch verhindert wird. Zu diesem Zweck findet meistens vor einem solchen Ladevorgang eine Identifizierung des Bedieners und eine Berechtigungsprüfung mithilfe eines Identifikationssignals statt, wie dies grundsätzlich in der
WO 2010/149426 A1 beschrieben wird.
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Bei dem Stellelement handelt es sich in der Regel um ein Riegelelement oder einen Verriegelungszapfen, wie dies die
DE 10 2018 114 205 A1 der Anmelderin beschreibt. Hier wird auch schon der grundsätzliche topologische Aufbau mit der elektromotorischen Antriebseinheit bzw. Verriegelungseinheit einerseits und einem zugehörigen Lademodul andererseits im Detail beschrieben und bildlich dargestellt. Das Lademodul verfügt zu diesem Zweck über die zuvor bereits angesprochene Ladesteckdose der elektrischen Ladevorrichtung. Um nun den Ladestecker der Ladeinfrastruktur in der besagten kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose zu verriegeln, ist das Riegelelement bzw. das verfahrbare Stellelement in der vorliegenden Terminologie mithilfe des motorischen Antriebes aus dem Elektromotor sowie dem zumindest einen nachgeschalteten Getriebeteil verfahrbar ausgebildet. Dadurch lässt sich der Ladestecker in der Ladesteckdose der elektrischen Ladevorrichtung lösbar verriegeln. Bei der Verriegelungseinheit kann es sich um einen modularen Verriegelungsaktuator handeln, welcher im Zuge seiner Montage mit dem Lademodul verbunden wird.
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Im gattungsbildenden Stand der Technik nach der
CN 202695855 U ist bereits eine Steuerscheibe realisiert, die mit einem Zahnkranz und einem Betätigungsnocken ausgerüstet ist. Mithilfe des Betätigungsnockens wird dabei ein Sensor bzw. Mikroschalter beaufschlagt. Dazu arbeitet eine Steuerkontur an der Steuerscheibe in axialer Richtung auf einen Schaltnocken. Außerdem ist noch eine die Steuerscheibe beaufschlagende Feder i. V. m. dem Riegelelement bzw. Stellelement realisiert.
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Der Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt, bietet jedoch noch Raum für Verbesserungen. Tatsächlich beobachtet man bei solchen elektromotorischen Antriebseinheiten bzw. Verriegelungseinheiten Ungenauigkeiten bei der Auslösung und Ansteuerung des Sensors. Als Folge hiervon ist auch die Auflösung begrenzt. D. h., der Sensor gibt nur ungenau Auskunft darüber, welche Position letztendlich das Stellelement eingenommen hat. Die exakte Positionsbestimmung des Stellelementes bzw. Riegelelementes ist aber für eine einwandfreie Funktionsweise unerlässlich.
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Das lässt sich darauf zurückführen, dass der Sensor bzw. Mikroschalter mithilfe des Betätigungsnockens in axialer Richtung beaufschlagt wird und zugleich in dieser axialen Richtung Getriebespiel insbesondere bei einer Richtungsumkehr beobachtet wird. Dieses Getriebespiel führt zu Toleranzen bei der Sensorbeaufschlagung, die wiederum die Auflösung verringern. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige elektromotorische Antriebseinheit so weiterzuentwickeln, dass die Genauigkeit der Sensorabfrage insgesamt gesteigert ist.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen elektromotorischen Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische Anwendungen vor, dass das Getriebeteil und das Steuerelement axial entkoppelt jedoch radial drehfest miteinander verbunden sind.
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D. h., durch die axiale Entkopplung des Getriebeteils und des Steuerelementes werden zunächst einmal etwaige Axialbewegungen des Getriebeteils nicht auf das Steuerelement übertragen. Solche Axialbewegungen des Getriebeteils werden oftmals bei einem Richtungswechsel des Elektromotors inklusive Getriebeteil beobachtet. Die dadurch entstehende Axialbewegung wird nun erfindungsgemäß nicht (mehr) auf das Steuerelement übertragen, weil hierfür die axiale Entkopplung zwischen dem Getriebeteil und dem Steuerelement sorgt. Die gleichwohl radial drehfeste Kopplung zwischen dem Getriebeteil und dem Steuerelement wird nun zur Beaufschlagung des Sensors genutzt. Da an dieser Stelle das Getriebeteil und das Steuerelement radial drehfest miteinander gekoppelt sind, folglich praktisch ohne Spiel ineinandergreifen, folgt das Steuerelement jeder rotativen Bewegung des Getriebeteils, sodass der mithilfe des Steuerelementes beaufschlagte Sensor die Rotationsbewegungen des Getriebeteils spielfrei oder nahezu spielfrei abbildet. Da die Rotationsbewegungen des Getriebeteils unmittelbar mit Stellbewegungen des Stellelementes bzw. Riegelelementes einhergehen, kann hierdurch mithilfe des Sensors die jeweilige Position des Stellelementes bzw. Riegelelementes mit hoher Genauigkeit erfasst und beispielsweise von einer Steuereinheit abgefragt werden.
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Nach weiterer vorteilhafter Ausgestaltung verfügt das Steuerelement zur axialen Entkopplung von dem Getriebeteil über einen Zapfen, welcher mit Spiel in eine zugehörige Ausnehmung des Getriebeteils eingreift. D. h., die Wechselwirkung zwischen dem Zapfen am Steuerelement und der ihn aufnehmenden Ausnehmung des Getriebeteils ist so getroffen, dass der fragliche Zapfen innerhalb der Ausnehmung ein axiales Spiel aufweist, allerdings in der Ausnehmung radial spielfrei aufgenommen wird. Grundsätzlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden. In diesem Fall ist das Steuerelement mit der fraglichen Ausnehmung ausgerüstet, wohingegen das Getriebeteil den Zapfen aufweist.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Zapfen kopfseitig an einem exzentrischen Ausleger des Steuerelementes angeordnet ist. Bei diesem exzentrischen Ausleger handelt es sich typischerweise um einen solchen, welcher zur Wechselwirkung mit dem Stellelement eingerichtet ist. Dazu kann der exzentrische Ausleger als Bestandteil des Steuerelementes in eine entsprechende U-förmige Aufnahme des Stellelementes bzw. Riegelelementes eingreifen.
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Auf diese Weise werden Rotationen des Getriebeteils auf das ebenfalls rotierende Steuerelement übertragen. Durch die drehfeste Kopplung zwischen dem Getriebeelement und dem Steuerelement folgt das Steuerelement dem Getriebeteil (in der Rotationsrichtung) unmittelbar und spielfrei oder nahezu spielfrei, während gleichzeitig durch die erfindungsgemäß realisierte axiale Entkopplung ein Axialspiel zwischen dem Getriebeteil und dem Steuerelement zugelassen wird. Das rotierende Steuerelement greift nun mit seinem exzentrischen Ausleger in die U-förmige Aufnahme des Stellelementes ein, welches folgerichtig hierdurch Linearbewegungen vollführen kann. Da das Steuerelement den Sensor beaufschlagt, gibt dieser unmittelbar Auskunft über die Position des Stellelementes bzw. Riegelelementes, und zwar mit einer im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik deutlich verbesserten Auflösung.
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Der Zapfen ist in der Regel als Montagezapfen ausgebildet. Auf diese Weise können das Steuerelement und das Getriebeteil durch eine axiale Steckverbindung miteinander gekoppelt werden. D. h., das Steuerelement und das Getriebeteil lassen sich werkzeuglos miteinander verbinden, indem die angesprochene Steckverbindung zwischen beiden Elementen hergestellt wird. Da hierbei der Zapfen bzw. Montagezapfen am Steuerelement in die Ausnehmung des Getriebeteils eingreift, werden am Ende der Montage beide Elemente unverlierbar miteinander gekoppelt.
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Auf diese Weise bilden das Steuerelement und das Getriebeteil vorteilhaft eine vormontierte Baueinheit. Diese Baueinheit kann zusammengenommen gegebenenfalls inklusive des Stellelementes in ein die elektromotorische Antriebseinheit Insgesamt aufnehmendes Gehäuse eingesetzt werden. Dadurch wird die Montage enorm erleichtert, zumal dieser Vorgang insgesamt werkzeuglos erfolgen kann und ohne dass zusätzliche Verbindungsmittel wie Schrauben etc. zur gegenseitigen Kopplung erforderlich wären.
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Das Steuerelement selbst ist nun in dem fraglichen Gehäuse drehbar sowie axial geführt gelagert. D. h., das Steuerelement selbst vollführt aufgrund seiner axialen Führung keine Axialbewegungen, sodass der mithilfe des Steuerelementes angesteuerte Sensor einwandfreie Signale mit großer Auflösung erzeugt. Dabei ist im Detail zur Axialführung des Steuerelementes im Allgemeinen ein Führungszapfen vorgesehen, welcher zwischen Führungswangen des Steuerelementes eingreift. Dieser Führungszapfen kann vorteilhaft an das Gehäuse angeschlossen bzw. angeformt sein. Tatsächlich ist das Gehäuse regelmäßig aus Kunststoff hergestellt bzw. als Kunststoffspritzgussbauteil ausgeführt, sodass der fragliche Führungszapfen unmittelbar bei der Herstellung des Gehäuses in diesem definiert werden kann.
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Für die drehbare Lagerung des Steuerelementes sorgt demgegenüber ein Achsfortsatz des Getriebeteils. D. h., bei der Vereinigung des Getriebeteils mit dem Steuerelement wird das Steuerelement mit einer Drehaufnahme auf den fraglichen Achsfortsatz des Getriebeteils aufgesteckt. Zugleich fährt bei der realisierten Steckverbindung der als Montagezapfen ausgebildete Zapfen kopfseitig des exzentrischen Auslegers an dem Steuerelement in die Ausnehmung des Getriebeteils und greift in diese ein. Als Folge der realisierten axialen Steckverbindung wird die zuvor bereits angesprochene vormontierte Baueinheit aus dem Steuerelement und dem Getriebeteil zur Verfügung gestellt. Zusätzlich kann dann auch noch das Stellelement hiermit vereinigt werden, indem das Stellelement mit seiner U-förmigen Aufnahme auf den exzentrischen Ausleger aufgesteckt wird bzw. der exzentrische Ausleger in die U-förmige Aufnahme eingreift.
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D. h., das Steuerelement ist drehbar auf dem Achsfortsatz des Getriebeteils gelagert, welches seinerseits eine drehbare Lagerung innerhalb des Gehäuses erfährt. Hierzu sind ein oder mehrere zugehörige Aufnahmen bzw. Drehaufnahmen im Gehäuse vorgesehen, mit deren Hilfe das Getriebeteil einerseits mit dem bereits angesprochenen Achsfortsatz und andererseits einem gegenüberliegenden Achsfortsatz gelagert wird.
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Die Ansteuerung des Sensors wird nun im Detail so vorgenommen, dass das Steuerelement mit einer Steuerscheibe zur axialen Beaufschlagung des Sensors ausgerüstet ist. Dazu verfügt die Steuerscheibe vorteilhaft über eine Steuerkontur für den Sensor. Die Steuerkontur ist in der Regel so ausgebildet, dass sie Axialbereiche unterschiedlicher Länge aufweist. Da es sich bei dem Sensor vorteilhaft um einen Schalter bzw. Mikroschalter mit einem Schaltnocken handelt, kann nun der an den Axialbereichen unterschiedlicher Länge entlanggleitende Schaltnocken die genaue Position der Steuerscheibe erfassen. Da die Steuerscheibe drehfest mit dem Getriebeteil und rotativ spielfrei oder nahezu spielfrei verbunden ist und gleiches für die Kopplung zwischen dem exzentrischen Ausleger und der U-förmigen Aufnahme des Stellelementes gilt, kann anhand von Signalen des Sensors respektive Schalters unmittelbar auf die Position des Stellelementes rückgeschlossen werden. Es wird also eine besonders hohe Auflösung mit großer Genauigkeit für die Position des Stellelementes zur Verfügung gestellt.
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Hierzu trägt ergänzend der Umstand bei, dass die fragliche Steuerkontur an der Steuerscheibe am radial äußeren Rand vorgesehen ist, sodass ein großer Verstellweg der Axialbereiche unterschiedlicher Länge zur Beaufschlagung des Sensors bzw. Schalters zur Verfügung steht und sich dadurch die hohe Auflösung erklärt.
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Durch die Möglichkeit, das Getriebeteil und das Steuerelement im Sinne der Steckverbindung miteinander zu koppeln, welche durch den in die Ausnehmung eingreifenden Zapfen darüber hinaus mit einer lösbaren Rastung ausgerüstet sind, lässt sich das Steuerelement grundsätzlich austauschen und je nach Anwendungsfall ein geeignetes Steuerelement mit dem Getriebeteil koppeln. Hierzu trägt zusätzlich der Umstand bei, dass typischerweise sowohl das Getriebeteil als auch das Steuerelement jeweils als Kunststoffspritzgussteile ausgebildet sind. Dadurch kann das Steuerelement und ebenso das Getriebeteil besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Auch das Stellelement ist in der Regel als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt. Eine besonders kompakte Bauform wird dann noch dadurch erreicht, dass eine der beiden Führungswangen des Steuerelementes zugleich die Funktionsweise der Steuerscheibe übernimmt. D. h., der vorzugsweise an das Gehäuse angeformte Führungszapfen zur Axialführung des Steuerelementes greift typischerweise zwischen eine Führungswange und die Steuerscheibe ein, und zwar regelmäßig spielfrei, damit der mithilfe der Steuerscheibe angesteuerte Sensor das Sensorsignal gewünschter Auflösung abgibt. Dieses Sensorsignal wird in der Regel von einer Steuereinheit ausgewertet und in entsprechende Verfahrwege des Stellelementes umgesetzt.
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Als Folge hiervon wird eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Auflösung bei der Erfassung des Verfahrweges des Stellelementes zur Verfügung gestellt. Das ist insbesondere für Anwendungen als Verriegelungseinheit für die elektrische Ladevorrichtung von besonderer Bedeutung, weil über die Position des Stellelementes bzw. Riegelelementes in diesem Fall unter anderem der sichere Halt des Ladesteckers in der Ladesteckdose überprüft wird, sodass erst dann der Ladevorgang sicher gestartet werden kann. Es handelt sich also um eine in Anbetracht der in diesem Bereich übertragenen Hochspannung relevanten Sicherheitsaspekt. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- 1 die elektromotorische Antriebseinheit in einer perspektivischen Übersicht,
- 2 das Getriebeteil und das Steuerelement im Zuge ihrer Vormontage,
- 3 das Getriebeteil und das Steuerelement in eingebautem Zustand in einer Detailansicht und
- 4 das Steuerelement in einer Perspektive.
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In den Figuren ist eine elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische Anwendungen dargestellt. Im Rahmen des nachfolgend noch näher zu beschreibenden Ausführungsbeispiels wird die elektromotorische Antriebseinheit genutzt, um einen Ladestecker einer Ladesäuleninfrastruktur mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose lösbar zu verriegeln. Dazu verfügt die elektromotorische Antriebseinheit über ein Stellelement 1, welches in diesem Fall als Riegelelement 1 bzw. Verriegelungselement oder Riegelzapfen ausgebildet ist. Details des Aufbaus eines zugehörigen Lademoduls mit der Ladesteckdose der elektrischen Ladevorrichtung und der Verriegelung des Ladesteckers in der Ladesteckdose sind in der einleitend bereits in Bezug genommenen
DE 10 2018 114 205 A1 der Anmelderin beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen sei.
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D. h., die elektromotorische Antriebseinheit ist im Rahmen des Ausführungsbeispiels als Verriegelungseinheit für die fragliche elektrische Ladevorrichtung des nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges ausgebildet. Es handelt sich also um einen Verriegelungsaktuator, wie er in der zuvor als Referenz genannten Veröffentlichung im Detail beschrieben wird. Grundsätzlich kann die elektromotorische Antriebseinheit aber auch für anderweitige Zwecke genutzt werden. Entscheidend ist der Umstand, dass das Stellelement 1 bzw. das Verriegelungselement oder Riegelelement 1 die in der 1 angedeuteten Linearbewegungen entlang des Doppelpfeils ausführen kann. Dadurch lässt sich beispielhaft der Ladestecker in der Ladesteckdose verriegeln. Grundsätzlich kann mithilfe des Stellelementes 1 aber auch beispielsweise eine Ausstellbewegung einer Kraftfahrzeug-Tür gegenüber einer Kraftfahrzeug-Karosserie vorgenommen werden. Das ist jedoch nicht dargestellt.
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Die elektromotorische Antriebseinheit bzw. Verriegelungseinheit nach der Darstellung verfügt in ihrem grundsätzlichen Aufbau zunächst einmal über einen Elektromotor 2 sowie zumindest ein nachgeschaltetes Getriebeteil 3, 4. Anhand des Ausführungsbeispiels in der 1 erkennt man, dass der Elektromotor 2 auf seiner Abtriebswelle eine Abtriebsschnecke aufweist, die mit einem Getriebeteil 3 kämmt. Das Getriebeteil 3 verfügt seinerseits über einen äußeren Zahnkranz und ein zentrales Schneckenrad, welches seinerseits das primär interessierende und nachgeschaltete Getriebeteil 4 in Rotationen versetzt. Die Rotationen des Getriebeteils 4 werden in die zuvor bereits angesprochenen Linearbewegungen des Stellelementes bzw. Riegelelementes 1 umgesetzt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Von besonderer Bedeutung ist dann noch ein rotativ mit dem Getriebeteil 4 gekoppeltes Steuerelement 5. Das Steuerelement 5 ist in der 4 in Einzeldarstellung wiedergegeben. Mithilfe des Steuerelementes 5 wird ein Sensor 6 beaufschlagt.
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Der Sensor 6 wird seinerseits von einer nicht näher dargestellten Steuereinheit abgefragt, welche die Signale des Sensors 6 auswertet. Aus den Signalen des Sensors 6 kann nun auf die Stellbewegung des Stellelementes 1 in der in 1 durch den Doppelpfeil angedeuteten Linearrichtung rückgeschlossen werden. Das gelingt erfindungsgemäß mit besonders hoher Auflösung und Präzision, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Zu diesem Zweck sind zunächst einmal und erfindungsgemäß das Getriebeteil 4 und das Steuerelement 5 axial entkoppelt jedoch radial drehfest miteinander verbunden. Diese spezielle Auslegung kann man anhand der 2 nachvollziehen. Tatsächlich ist zur axialen Entkopplung des Steuerelementes 5 von dem Getriebeteil 4 ein Zapfen 7 vorgesehen, welcher in eine Ausnehmung 8 des Getriebeteils 4 eingreift, und zwar mit Spiels in Axialrichtung A sowie ohne Spiel in Radialrichtung R bzw. in Umfangsrichtung U. Als Folge hiervon kommt es bei der nachfolgend noch im Detail zu beschreibenden Vereinigung zwischen dem Getriebeteil 4 und dem Steuerelement 5 zu der gewünschten axialen Entkopplung jedoch radial drehfesten Verbindung.
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Dazu ist der besagte Zapfen 7 des Steuerelementes 5 zunächst einmal kopfseitig eines exzentrischen Auslegers 7a angeordnet. Der exzentrische Ausleger 7a ist seinerseits zur Wechselwirkung mit dem Stellelement 1 eingerichtet. Dazu greift der exzentrische Ausleger 7a in eine U-förmiger Aufnahme 1 a des Stellelementes 1 ein, wie die vergrößerte Darstellung in der 1 deutlich macht. Als Folge hiervon korrespondieren Drehbewegungen des exzentrischen Auslegers 7a dazu, dass das Stellelement 1 die Linearbewegungen entlang des Doppelpfeils in der 1 vollführt.
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Das Steuerelement 5 ist darüber hinaus mit einer nachfolgend noch näher zu betrachtenden Steuerscheibe 9 und zusätzlich einer Führungswange 10 ausgerüstet. Außerdem verfügt das Steuerelement 5 noch über eine Aufnahme bzw. Drehaufnahme 11.
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Mithilfe der Aufnahme bzw. Drehaufnahme 11 wird das Steuerelement 5 bei der Vereinigung mit dem Getriebeteil 4 auf einen Achsfortsatz 12 des Getriebeteils 4 aufgesteckt. Neben dem Achsfortsatz 12 verfügt das Getriebeteil 4 zusätzlich noch über einen weiteren und gegenüberliegenden Achsfortsatz 13. Mithilfe der beiden Achsfortsätze 12, 13 ist das Getriebeteil 4 in zugehörigen und in der 1 zu erkennenden Aufnahmen drehbar in einem Gehäuse 14 gelagert. Tatsächlich handelt es sich bei dem Gehäuse 14 um ein Kunststoffgehäuse, welches als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Dadurch lassen sich die Aufnahmen für die Achsfortsätze 12, 13 des Getriebeteils 4 unschwer in dem Gehäuse 4 definieren.
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Der Zapfen 7 kopfseitig des exzentrischen Auslegers 7a am Steuerelement 5 ist als Montagezapfen ausgebildet, sodass das Steuerelement 5 und das Getriebeteil 4 durch eine in der 2 angedeutete Axialbewegung in der Axialrichtung A im Sinne einer axialen Steckverbindung miteinander gekoppelt werden können. Dabei wird die Aufnahme bzw. Drehaufnahme 11 des Steuerelementes 5 auf den Achsfortsatz 12 des Getriebeteils 4 aufgesteckt. Zugleich greift der Zapfen 7 als Montagezapfen in die Ausnehmung 8 des Getriebeteils 4 ein. Den zusammengesteckten Zustand zeigt nun die 3. Man erkennt, dass auf diese Weise das Steuerelement 5 und das Getriebeteil 4 eine vormontierte Baueinheit 4, 5 bilden. Diese Baueinheit 4, 5 kann nun zusammengenommen gegebenenfalls inklusive des Stellelementes 1 in das Gehäuse 14 eingesetzt werden. Dazu besteht zusätzlich die Möglichkeit, das Stellelement 1 mit seiner U-förmigen Aufnahme 1a auf den exzentrischen Ausleger 7a des Steuerelementes 5 aufzustecken und im Gehäuse 14 zu platzieren. Selbstverständlich kann die Kopplung der vormontierten Baueinheit 4, 5 mit dem Stellelement 1 auch erst nachträglich erfolgen.
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Das Steuerelement 5 ist drehbar sowie axial geführt im Gehäuse 14 gelagert. Die drehbare Lagerung des Steuerelementes 5 wird dabei von dem Achsfortsatz 12 des Getriebeteils 4 übernommen, welcher in die zugehörige Aufnahme bzw. Drehaufnahme 11 des Steuerelementes 5 eingreift. Für die Axialführung des Steuerelementes 5 sorgt nun ein zusätzlicher Führungszapfen 15. Dieser Führungszapfen 15 ist an das Gehäuse 14 angeschlossen, nach dem Ausführungsbeispiel an das Gehäuse 14 angeformt. Zu diesem Zweck greift der Führungszapfen 15 zwischen einerseits die Führungswange 10 und andererseits die Steuerscheibe 9 ein, sodass die Steuerscheibe 9 eine Doppelfunktion übernimmt, nämlich einerseits zur Ansteuerung des Sensors 6 und andererseits als gleichsam zweite Führungswange i. V. m. der Führungswange 10. Das wird insbesondere anhand der 3, 4 deutlich.
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Die 4 zeigt schließlich das Steuerelement 5 im Detail. Man erkennt, dass die Steuerscheibe 9 und die Führungswange 10 jeweils konzentrisch im Vergleich zur durch die Drehaufnahme bzw. Aufnahme 11 definierten Achse bzw. Drehachse des Steuerelementes 5 angeordnet sind und verlaufen. Außerdem sind sowohl die Führungswange 10 als auch die Steuerscheibe 9 als jeweils gleich große Kreisscheiben ausgebildet, deren Zentrum mit der zuvor angesprochenen Achse bzw. Drehachse übereinstimmt. Dadurch definieren die Führungswange 10 und die Steuerscheibe 9 als weitere Führungswange einen Spalt zwischen sich, in welchen der zuvor bereits angesprochene und an das Gehäuse 14 angeformte Führungszapfen 15 eingreift, und zwar spielfrei oder überwiegend spielfrei. Dadurch kann das Steuerelement 5 Drehbewegungen um seine mithilfe der Drehaufnahme bzw. Aufnahme 11 definierte Achse vollführen und ist zugleich in der Axialrichtung A gesichert, kann folglich keine oder allenfalls kleine Axialbewegungen in der Axialrichtung A ausführen.
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Die Steuerscheibe 9 ist nun mit einer insbesondere in der 4 zu erkennenden Steuerkontur 16 ausgerüstet, die Axialbereiche unterschiedlicher Länge aufweist, d. h. eine unterschiedliche Höhe in der Axialrichtung A aufweist. Auf diese Weise wird ein Schaltnocken des als Schalter ausgeführten Sensors 6 betätigt bzw. nicht betätigt und das gewünschte Sensorsignal erzeugt. Tatsächlich erkennt man, dass die Steuerkontur 16 an dieser Stelle mit einer Rampe ausgerüstet ist. Wenn nun der Schaltnocken des Schalters bzw. Sensors 6 entlang dieser Rampe verfahren wird bzw. sich die Rampe entlang des Schaltnockens bewegt, so kann hierdurch insbesondere der Wechsel des Sensorsignals beispielsweise von „Ein“ zu „Aus“ oder umgekehrt erfasst werden. Als Folge hiervon gibt das Sensorsignal zuverlässig und mit hoher Auflösung Auskunft über die aktuelle Position des Stellelementes 1 bzw. des Riegelelementes. Grundsätzlich könnte an dieser Stelle natürlich auch mit berührungslos arbeiteten Sensoren gearbeitet werden, was nicht dargestellt ist.
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Der Sensor bzw. Schalter 6 findet sich in einer Ecke des Gehäuses 14. Dadurch ist der Sensor 6 radial mit größtmöglichem Abstand von der durch die Aufnahme bzw. Drehaufnahme 11 definierten Achse des Steuerelementes 5 angeordnet. Demzufolge findet sich die Steuerkontur 16 auch radial am äußeren Rand der Steuerscheibe 9, sodass aufgrund des durch den großen Umfang beobachteten langen Stellweges der Steuerkontur 16 eine hohe Auflösung und große Genauigkeit des Signals des Sensors 6 erreicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellelement / Riegelelement
- 1a
- Aufnahme
- 2
- Elektromotor
- 3, 4
- Getriebeteil
- 5
- Steuerelement
- 6
- Sensor
- 7
- Zapfen
- 7a
- Ausleger
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Steuerscheibe
- 10
- Führungswange
- 11
- Aufnahme bzw. Drehaufnahme
- 12, 13
- Achsfortsatz
- 14
- Gehäuse
- 15
- Führungszapfen
- 16
- Steuerkontur
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
- U
- Umfangsrichtung
- S
- Spiel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/149426 A1 [0002]
- DE 102018114205 A1 [0003, 0023]
- CN 202695855 U [0004]
