-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator zur Bereitstellung eines Fluidflusses zur Kühlung und/oder Schmierung sowie einer zusätzlichen Betätigungsfunktion mit nur einem elektromotorischen Antrieb und keinen weiteren aktiven Schaltelementen.
-
Aus der europäischen Patentschrift
EP 3 126 696 B1 ist ein Aktor zur Kupplungsbetätigung mit einem Motormodul und einem Betätigungsmodul bekannt, das ein Mechanikmodul oder ein Hydraulikmodul sein kann.
-
Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2016 218 118 B4 ist ein elektrischer Pumpenaktor zum Betätigen einer Parksperre mit einer hydraulischen, doppeltwirkenden Zylinder-Kolben-Einheit bekannt. Gemein ist den beiden Patentschriften, dass die verwendeten Aktoren lediglich zur Bereitstellung eines Fluidflusses ausgebildet sind. Folglich wird durch die aus dem Stand der Technik bekannten Aktoren jeweils ausschließlich eine Kühlung beziehungsweise Schmierung oder einen Hydraulikdruck bereitgestellt.
-
In der
DE 10 2019 201 664 A1 wird ein System zur Betätigung einer Parksperre in einem Getriebe mit einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, die mindestens einen Freilauf mit einer Pumpe für das hydraulische System des Getriebes und mit einer Exzenter-Anordnung verbunden ist, wobei die Exzenter-Anordnung eine Parksperre ein- und auslegt.
-
Aus der
DE 10 2019 202 975 A1 ist eine elektrisch angetriebene Fluidmaschine mit einem rotierenden Fluidmaschinenelement, das durch einen Elektromotor drehbar angetrieben ist, der einen relativ zu einem Stator drehbaren Rotor umfasst, und mit einem Drehschieberventil bekannt. Dabei ist das Drehschieberventil in der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine über ein Getriebe mit dem Rotor des Elektromotors antriebsmässig verbindbar.
-
Die
DE 10 2019 125 519 A1 betrifft eine Betätigungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem elektromechanischen Kupplungsaktor zum Betätigen einer Kupplung, der elektromotorisch antreibbar ist, und einer elektromotorisch antreibbaren Pumpe zur Hydraulikmittelversorgung, wobei der Kupplungsaktor und die Pumpe durch einen gemeinsamen Elektromotor antreibbar sind.
-
Die
DE 10 2018 112 213 A1 betrifft einen Getriebeaktor mit einer einen von mehreren Gängen auswählenden und schaltenden Schaltwelle, wobei die Schaltwelle in einer Schaltkulisse mittels zumindest eines ersten Elektromotors entlang von Schaltgassen unter Auswahl eines zu schaltenden Gangs verlagert und in der ausgewählten Schaltgasse zur Schaltung des ausgewählten Gangs in eine Drehrichtung verdreht wird und wobei die Schaltwelle bei einem geschalteten Gang in ihrer Position nicht festgelegt ist. Dabei treibt der zumindest eine Elektromotor des Getriebeaktors außerhalb einer Schaltaktion eine Pumpe, insbesondere eine Kühlölpumpe an.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen Aktuator bereitzustellen, welcher zur Vermeidung von hydraulischen Verlusten und aus Robustheitsgründen neben der Bereitstellung eines Fluidflusses eine Betätigungsfunktion rein mechanisch bereitstellt und welche durch Variation einfacher Bauteile in den Eigenschaften der Betätigungsfunktion an Anforderungen verschiedener Aufgaben angepasst werden kann.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
-
Der erfindungsgemäße Aktuator mit einer weiteren Betätigungsfunktion umfasst ein in einem Aktuatorgehäuse aufgenommenen elektromotorischen Antrieb, mit einem Stator und einen um eine Drehachse rotierbaren Rotor, und eine Strömungsmaschine, wobei ein Laufrad der Strömungsmaschine drehfest mit dem Rotor verbunden ist, wobei ein Exzenter über einen ersten Freilauf auf einer koaxial zu der Drehachse und mit dem Laufrad verbundenen Antriebswelle angeordnet ist, wobei ein Freilaufhebel mittelbar über einen zweiten Freilauf auf einer Abtriebswelle gelagert ist, wobei der Exzenter den Freilaufhebel zumindest mittelbar zu einer oszillierenden Bewegung in Umfangsrichtung der Abtriebswelle anregt, wobei die Abtriebswelle mittelbar über einen dritten Freilauf an dem Aktuatorgehäuse gelagert ist, und wobei die Abtriebswelle mit zumindest einem Ende aus dem Aktuatorgehäuse geführt ist.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
-
Ein Freilauf, auch Überholkupplung genannt, ist eine nur in einer Drehrichtung wirkende Kupplung. Ein Freilauf kann ein Drehmoment nur in einer Drehrichtung übertragen. Bei Drehrichtungsumkehr oder wenn die Drehzahl des eigentlich anzutreibenden Teils größer als die des treibenden Teils ist, wird die Verbindung selbsttätig gelöst.
-
Vorzugsweise umfasst das Aktuatorgehäuse einen Grundkörper, einen ersten deckelartigen Gehäusekörper und einen zweiten deckelartigen Gehäusekörper. Der Grundkörper des Aktuatorgehäuses ist topfartiger Gestalt und umfasst einen Aufnahmeraum für den elektromotorischen Antrieb. Der erste und der zweite deckelartige Grundkörper sind jeweils entgegengesetzt zueinander an den topfförmigen Enden des Grundkörpers befestigt. Vorzugsweise weist der erste deckelartige Gehäusegrundkörper einen ersten Hydraulikanschluss und der zweite deckelartige Gehäusegrundkörper einen zweiten Hydraulikanschluss auf.
-
Um neben der Pumpenfunktion eine zusätzliche Betätigungsfunktion zu realisieren, ist das Laufrad der Strömungsmaschine drehfest mit der koaxial zu der Drehachse angeordneten Antriebswelle verbunden. Folglich ist die Antriebswelle zumindest mittelbar drehfest mit dem Rotor verbunden. Um die zusätzliche Betätigungsfunktion bereitzustellen, wird an die Antriebswelle über den ersten Freilauf der Exzenter bzw. eine Nocke angebunden.
-
Vorzugsweise liegt eine axial verschiebliche und oszillierende Stößelstange mit einem ersten Ende auf der Umfangsfläche des Exzenters auf und ist mit dem anderen Ende an dem Freilaufhebel angeordnet. Die Stößelstange kann vorzugsweise orthogonal zu der Drehachse angeordnet sein, wobei alternativ auch eine schräge Ausrichtung der Stößelstange gegenüber der Drehachse bevorzugt ist. Der Exzenter überträgt über die radial darauf ablaufende, axial verschieblich gelagerte Stößelstange einen linear oszillierenden Hub auf den Freilaufhebel, der mittelbar und koaxial auf der Abtriebswelle angeordnet ist. Durch den ersten Freilauf wird nur in einer ersten Drehrichtung der Antriebswelle beziehungsweise des elektromotorischen Antriebs die Abtriebswelle über die Stößelstange und den Freilaufhebel angetrieben. In einer zweiten Drehrichtung wird der erste Freilauf überholt, so dass nur die Strömungsmaschine angetrieben wird, wodurch ausschließlich die Kühl- beziehungsweise Schmierfunktion realisiert ist.
-
Im Drehzentrum des Freilaufhebels ist der zweite Freilauf zwischen dem Freilaufhebel und der Abtriebswelle angeordnet. Somit wird mittels des Freilaufhebels und dem zweiten Freilauf eine oszillierende Drehbewegung des Freilaufhebels um die Abtriebswelle ausführt, wobei diese Drehbewegung aufgrund des zweiten Freilaufs ausschließlich in eine erste Betätigungsrichtung intermittierend auf die Abtriebswelle übertragen wird. Die Abtriebswelle ist ihrerseits über den vorzugsweise dritten Freilauf am Aktuatorgehäuse, insbesondere am zweiten deckelartigen Gehäusekörper abgestützt. Dies führt dazu, dass die Abtriebswelle im Rückhub des zweiten Freilaufs, ausgelöst durch einen Rückhub der Stößelstange, gegen eine Verdrehung entgegen der Betätigungsrichtung durch den dritten Freilauf gesichert ist.
-
Um die intermittierende Drehbewegung der Abtriebswelle nutzbar zu machen, ist die Abtriebswelle vorzugsweise zumindest an einem Ende aus dem Aktuatorgehäuse geführt. Um ein Austreten von Hydraulikflüssigkeit durch den umlaufenden Spalt zwischen Aktuatorgehäuse und Abtriebswelle zu vermeiden, ist zwischen dem Aktuatorgehäuse und der Abtriebswelle eine Dichtung vorgesehen.
-
Vorzugsweise wird der Drehwinkel der Abtriebswelle unmittelbar oder mittelbar durch einen Sensor erfasst, wobei ferner bevorzugt der Sensor über elektronische Komponenten den elektromotorischen Antrieb ansteuert, so dass abhängig von der Verdrehung der Abtriebswelle der elektromotorische Antrieb aktiviert oder auch deaktiviert werden kann. Der Sensor erfasst vorzugsweise unmittelbar den Drehwinkel der Abtriebswelle. Alternativ bevorzugt kann der Verdrehwinkel der Abtriebswelle auch mittelbar erfasst werden, in dem der Sensor die Verstellung weiterer, mit der Abtriebswelle in Verbindung stehender Bauteile ermittelt, wobei diese Werte durch die elektronischen Komponenten in einen Verdrehwinkel der Abtriebswelle umgerechnet werden.
-
Vorzugsweise ist ein vierter Freilauf zwischen dem Laufrad und der Antriebswelle angeordnet, wobei der vierte Freilauf in entgegengesetzter Wirkrichtung montiert ist wie der erste Freilauf. Somit wird die Strömungsmaschine während der Betätigungsfunktion der Abtriebswelle nicht angetrieben.
-
Bevorzugt sind die radiale Oberfläche des Exzenters und die Kontaktfläche des an diesem anliegenden Endes der Stößelstange besonders reibungsarm ausgebildet. Eine besonders reibungsarme Oberfläche zeichnet sich durch eine hohe Glätte, also durch eine Oberfläche mit wenig Erhebungen aus. Bevorzugt wird unter dem Begriff reibarm verstanden, dass die Materialpaarung der radialen Oberfläche des Exzenters und der Kontaktfläche des an diesem Ende anliegenden Endes der Stößelstange eine Gleitreibungszahl von weniger als 0,12 aufweist. Eine Reduzierung der Reibung in der Kontaktfläche zwischen der Stößelstange und dem Exzenter führt zu einer Reduzierung der Reibungsverluste sowie zu einer Erhöhung der Lebenserwartung der beiden Komponenten. Vorzugsweise weist der Exzenter eine höhere Härte als die Stößelstange auf, da Materialschwund durch ein Nachrücken der Stößelstange besser kompensierbar ist, ohne die Funktion der Vorrichtung zu beeinträchtigen oder die axiale Verschiebung der Stößelstange zu verringern. Damit einhergehend, um die Herstellungs- und Produktionskosten zu senken, sind vorzugsweise der erste Freilauf und/oder der zweite Freilauf und/oder der dritte Freilauf und/oder der vierte Freilauf baugleich. Eine Vereinheitlichung der Freiläufe führt zu günstigeren Beschaffungskosten beziehungsweise Herstellungskosten, wodurch der Aktuator kostengünstiger hergestellt werden kann.
-
Vorzugsweise ist eine der axialen und oszillierenden Bewegung der Stößelstange und des Freilaufhebels in die von der Drehachse abgewandte Richtung entgegenwirkende Rückstellfeder vorgesehen. Die Rückstellfeder wirkt unmittelbar auf den Freilaufhebel, damit der Rückhub des Freilaufhebels in Freilaufrichtung, also entgegen der Betätigungsrichtung des zweiten Freilaufs, sicher ausgeführt wird und die Stößelstange dauerhaft in Kontakt mit dem Exzenter beziehungsweise der Nocke gehalten wird. Die Rückstellfeder stützt sich dazu mit einem Ende an dem Aktuatorgehäuse, genauer an dem zweiten deckelartigen Gehäusegrundkörper und mit dem anderen Ende an dem Freilaufhebel ab.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: einen Längsschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten Aktuators;
- 2: eine schematische Darstellung eines Beispiels eines modularen Aktuators;
- 3: eine schematische Darstellung des Beispiels eines Aktuators zur zusätzlichen Betätigung einer Feststellbremse; und
- 4: eine schematische Schnittansicht des Beispiels eines modularen Aktuators zur zusätzlichen Betätigung einer Feststellbremse gemäß 3.
-
Gemäß 1 ist ein modularer Aktuator 1 mit einem Aktuatorgehäuse 2 aus dem Stand der Technik bekannt. Das Aktuatorgehäuse 2 umfasst einen topfartigen Gehäusegrundkörper 3. Der topfartige Gehäusegrundkörper 3 umfasst einen Aufnahmeraum für einen elektromotorischen Antrieb 5.
-
Der elektromotorische Antrieb 5 umfasst einen Stator 6, in welchem ein Rotor 7 drehbar angeordnet ist. Der elektromotorische Antrieb 5 wird über ein Elektronikmodul 8 angesteuert.
-
Das Elektronikmodul 8 umfasst eine Leiterplatte 9 mit unterschiedlichen elektronischen Komponenten 10. Die Leiterplatte 9 ist innerhalb eines ersten deckelartigen Gehäusekörpers 4 angeordnet, der einen Elektroanschluss 13 aufweist. Der erste deckelartige Gehäusekörper 4 ist mit der Leiterplatte 9 und den elektronischen Komponenten 10 in 1 von links an den topfartigen Gehäusegrundkörper 3 angebaut.
-
Ferner umfasst der modulare Aktuator 1 ein Hydraulikmodul 25 mit einer Strömungsmaschine 18. Die Strömungsmaschine 18 umfasst ein propellerartiges oder schneckenartiges Laufrad 19. Das Laufrad 19, das auch als Pumpenrad bezeichnet werden kann, ist im Wesentlichen innerhalb des Rotors 7 angeordnet. Das Laufrad 19 ist drehfest mit dem Rotor 7 verbunden. So wird das Laufrad 19 über den Rotor 7 angetrieben. Dabei wird für das Laufrad 19 eine bereits vorhandene Lagerung des Rotors 7 genutzt. Eine separate Lagerung des Laufrads 19 wird nicht benötigt.
-
Der elektromotorische Antrieb 5 umfasst des Weiteren einen Ringmagneten 20. Der Ringmagnet 20 ist in 1 in einer axialen Richtung zwischen der Leiterplatte 9 und dem Laufrad 19 der Strömungsmaschine 18 angeordnet. Der Stator 6 des elektromotorischen Antriebs 5 umfasst eine Statorumspritzung 21. Die Statorumspritzung 21 umfasst einen rohrartigen Ansatz 22, der sich in 1 ausgehend von dem Stator 6 nach links durch ein entsprechendes Durchgangsloch in der Leitplatte 9 hindurch erstreckt. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse 23 des Rotors 7 des elektromotorischen Antriebs 5.
-
Die Drehachse 23 des Rotors 7 fällt vorteilhaft mit einer Strömungsrichtung 27 eines Strömungskanals 26 zusammen. Der Strömungskanal 26 erstreckt sich in 1 von links nach rechts zwischen einem ersten und einem zweiten Hydraulikanschluss 11 und 12 geradlinig durch das Aktuatorgehäuse 2 hindurch.
-
Ein erster Hydraulikanschluss 11 ist an einem zweiten deckelartigen Gehäusekörper 14 vorgesehen, der entgegengesetzt zu dem ersten deckelartigen Gehäusekörper 4 auf der anderen Seite des Gehäusegrundkörpers 3 angeordnet ist. Der zweite deckelartige Gehäusegrundkörper 14 umfasst einen rohrförmigen Anschlusskörper 15, der von einem ringförmigen Anschlussraum 16 umgeben ist.
-
2 zeigt einen Aktuator 1, der von seinem Grundaufbau dem aus dem Stand der Technik bekannten Aktuator gemäß 1 nachempfunden ist. Es wird auf die Beschreibung zu 1 verwiesen, im Folgenden sollen nur die Unterschiede zum aus dem Stand der Technik bekannten Aktor beschrieben werden. Der Aktuator 1 gemäß 2 unterscheidet sich unter anderem von dem aus dem Stand der Technik bekannten Aktuator 1 gemäß 1 dadurch, dass neben der Pumpenfunktion eine zusätzliche Betätigungsfunktion bereitgestellt wird. Dazu ist das Laufrad 19 der Strömungsmaschine 18 drehfest mit einer koaxial zu der Drehachse 23 angeordneten Antriebswelle 30 verbunden. Folglich ist die Antriebswelle 30 mittelbar drehfest mit dem Rotor 7 (vgl. 1) verbunden und erstreckt sich bis aus dem die Strömungsmaschine 18 umgebenden Raum heraus. Um eine zusätzliche Betätigungsfunktion bereitzustellen, wird an die Antriebswelle 30 über einen ersten Freilauf 31 ein Exzenter 32 bzw. eine Nocke angebunden. Der Exzenter 32 überträgt über eine radial darauf ablaufende, axial verschieblich gelagerte Stößelstange 33 einen linear alternierenden beziehungsweise oszillierenden Hub auf einen Freilaufhebel 34, der mittelbar und koaxial auf einer Abtriebswelle 36 angeordnet ist. Die Abtriebswelle 36 ist parallel zu der Antriebswelle 30 angeordnet. Allerdings sind auch davon abweichende Ausrichtungen zueinander bevorzugt, beispielsweise eine windschiefe Anordnung der Abtriebswelle 36 gegenüber der Antriebswelle 30. Durch den ersten Freilauf 31 wird nur in einer ersten Drehrichtung des elektromotorischen Antriebs 5 die Abtriebswelle 36 angetrieben. In einer zweiten Drehrichtung der Antriebswelle 30 wird der erste Freilauf 31 überholt, so dass nur die Strömungsmaschine 18 angetrieben wird, wodurch eine Kühl- und/oder Schmierfunktion realisiert ist.
-
Wie in 4 dargestellt, ist im Drehzentrum des Freilaufhebels 34 ein zweiter Freilauf 35 zwischen dem Freilaufhebel 34 und der Abtriebswelle 36 angeordnet. Somit wird mittels des Freilaufhebels 34 und dem zweiten Freilauf 35 eine oszillierende Drehbewegung des Freilaufhebels 34 ausgeführt, wobei diese Drehbewegung aufgrund des zweiten Freilaufs 35 ausschließlich in eine erste Betätigungsrichtung A intermittierend auf die Abtriebswelle 36 übertragen wird. Die Abtriebswelle 36 ist, wie in 4 dargestellt, ihrerseits über einen vorzugsweise dritten Freilauf 38 am Aktuatorgehäuse 2, insbesondere am zweiten deckelartigen Gehäusekörper 14 abgestützt. Dies führt dazu, dass die Abtriebswelle 36 im Rückhub des zweiten Freilaufs 35, ausgelöst durch einen Rückhub der Stößelstange 33, gegen eine Verdrehung entgegen der Betätigungsrichtung A gesichert ist. Weiterhin wirkt auf den Freilaufhebel 34 eine Rückstellfeder 37 (vgl. 3), damit der Rückhub in Freilaufrichtung B, also entgegen der Betätigungsrichtung A des zweiten Freilaufs 35, sicher ausgeführt wird und die Stößelstange 33 in Kontakt mit dem Exzenter 32 bzw. der Nocke gehalten wird. Die Rückstellfeder 37 stützt sich dazu, wenn auch nicht dargestellt, mit einem Ende an dem Aktuatorgehäuse 2 beziehungsweise an dem zweiten deckelartigen Gehäusegrundkörper 14 und mit dem anderen Ende an dem Freilaufhebel 34 ab.
-
Die Abtriebswelle 36 ist durch eine nicht gezeigte Dichtung aus dem Aktuatorgehäuse 2 herausgeführt. Somit kann sie im Außenbereich eine drehende Betätigungsfunktion ausführen, wobei ein Drehmoment über die Abtriebswelle 36 zumindest in Betätigungsrichtung A intermittierend übertragen wird. Zur Erfassung des Drehwinkels oder der gemittelten Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 36 ist ein Sensor 39 gehäuseseitig vorgehsehen.
-
Vorzugsweise wird die Strömungsmaschine 18 beziehungsweise das Laufrad 19 der Strömungsmaschine 18 über einen vierten, zwischengeschalteten Freilauf 40 zwischen dem Laufrad 19 und der Antriebswelle 30 angetrieben, wobei der vierte Freilauf 40 in entgegengesetzter Wirkrichtung montiert ist wie der erste Freilauf 31. Somit wird die Strömungsmaschine 18 während der Betätigungsfunktion der Abtriebswelle 36 nicht angetrieben.
-
3 und 4 zeigen eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Aktuators 1 zur Bereitstellung eines Fluidstroms und eine zusätzliche Betätigung eines nicht dargestellten weiteren Elementes wie beispielsweise einer Feststellbremse. Um die Betätigungsfunktion beispielsweise für die Feststellbremse auszuführen, wird der elektromotorische Antrieb 5 in eine erste Drehrichtung angetrieben, in welcher der erste Freilauf 31 Drehmoment auf den Exzenter 32 überträgt. Dadurch wird die Stößelstange 33 von dem steigenden Exzenter 32 von der Drehachse 23 des Exzenters 32 weggedrückt und der zweite Freilauf 35 in die Drehmoment übertragende Betätigungsrichtung A verdreht, wodurch auch die Abtriebswelle 36 um einen entsprechenden Drehwinkel verdreht wird.
-
Nach Erreichen des Hochpunktes des Exzenters 32 folgen der Freilaufhebel 34 und die Stößelstange 33 der ablaufenden Flanke des Exzenters 32 durch die Rückstellfeder 37. Wie bereits oben zu 2 beschrieben, erzeugt diese Rückbewegung der Stößelstange 33 und des Freilaufhebels 34 keine Verdrehung der Abtriebswelle 36 entgegen der Betätigungsrichtung A, also in Freilaufrichtung B, da hierbei der zweite Freilauf 35 überholt wird.
-
Am gehäuseseitigen Ende der Abtriebswelle 36 ist ein Abtriebshebel 41 drehfest angeordnet, auf dem eine koaxial drehbar gelagerte Rolle 42 gelagert ist. Die Drehachse der Rolle 42 ist dabei horizontal gestapelt zu der Drehachse der Abtriebswelle 36. Die Rolle 42 ist wiederum in einer Führung 43 gelagert, die eine vertikale Verschiebung der Rolle 42 in der Führung 43 ermöglicht. Die Führung 43 selbst ist einseitig mit einem Betätigungsstößel 44 kraftschlüssig verbunden, wobei der Betätigungsstößel 44 orthogonal zu der Abtriebswelle 36 in dem Aktuatorgehäuse 2 axial verschiebbar gelagert ist. Wird die Abtriebswelle 36 in Betätigungsrichtung A verdreht, so dass sich der Abtriebshebel 41 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, und sich somit die Rolle 42 innerhalb der Führung 43 nach unten verlagert, wird das der Führung 43 abgewandte Ende des Betätigungsstößels 44 aus dem Aktuatorgehäuse 2 bewegt. Die Betriebslast der Feststellbremse erzeugt in dieser ausgerückten Position des Betätigungsstößels 42 über diesen ein Drehmoment auf die Abtriebswelle 36 in der der Betätigungsrichtung A entgegengesetzten Richtung, welche jedoch vom dritten Freilauf 38 gehalten wird. Ferner kann auch eine nicht dargestellte Rückstellfeder einer Bewegung des Betätigungsstößels 44 aus dem Aktuatorgehäuse 2 heraus entgegenwirken. Bei weiterer Verdrehung der Abtriebswelle 36 in Betätigungsrichtung A folgt erneut ein radial ansteigender Abschnitt der Exzenter 32, so dass die Abtriebswelle 36 intermittierend in Betätigungsrichtung A verdreht wird. Anders als in 2 ermittelt der Sensor 39 die Verschiebung des Betätigungsstößels 44 und nicht die Verdrehung der Abtriebswelle 36. Allerdings ist auch in dieser Ausführungsform gemäß 3 und 4 eine unmittelbare Sensierung der Abtriebswelle 36 bevorzugt. Durch den Sensor 39 wird erfasst, wann die Feststellbremse fast ganz betätigt ist, somit den Zustand erreicht, indem der Abtriebshebel 41 maximal in Richtung des Betätigungsstößels 44 verdreht ist. Dies entspricht einer Verdrehung um 180° gegenüber der Darstellung in 3. In diesem Zustand wird der elektromotorische Antrieb 5 angehalten, so dass die nicht dargestellte, maximal gestauchte Rückstellfeder zwischen dem Betätigungsstößel 44 und dem Aktuatorgehäuse 2 eine maximale Gegenkraft gegen den Betätigungsstößel 44 ausübt, wobei die Abtriebswelle 36 nach wie vor vom dritten Freilauf 38 gehalten wird.
-
Der elektromotorische Antrieb 5 kann in diesem Zustand im Stillstand verbleiben oder in einer zweiten Drehrichtung angetrieben werden um die Kühl- und/oder Schmierfunktion zu bedienen. Aufgrund des ersten Freilaufs 31 wird die Feststellbremse davon nicht beeinflusst. Diese Position stellt den geöffneten Zustand der Feststellbremse dar.
-
Soll die Feststellbremse hingegen geschlossen werden, wird der elektromotorische Antrieb 5 erneut in die erste Drehrichtung angetrieben, so dass die Feststellbremse den zuvor beschriebenen Totpunkt überschreitet, wobei über die nicht dargestellte Rückstellfeder bis dahin ein Rückstellmoment auf die Abtriebswelle 36 in die Freilaufrichtung B wirkt. Da dieses Rückstellmoment nach dem Überschreiten des Totpunktes in Betätigungsrichtung A und somit in der Freilaufrichtung des zweiten und des dritten Freilaufs 35, 38 wirkt, kann die Abtriebswelle 36 durch die Rückstellfeder frei verdreht werden, so dass die Feststellbremse schnell zufallen kann, bis sie ihren Totpunkt in der geschlossenen Stellung, wie in 3 dargestellt, erreicht und dort stabil stehen bleibt. Zum Schließen der Parksperre ist also lediglich das Überschreiten des offenen Totpunktes der Parksperre notwendig.
-
Allerdings kann es sich auch umgekehrt verhalten, dass der vorgespannte Zustand den geschlossenen Zustand und der Zustand gemäß 3 den geöffneten Zustand der Feststellbremse darstellt. Diesbezüglich ist die Vorrichtung nicht festgelegt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- modularer Aktuator
- 2
- Aktuatorgehäuse
- 3
- Gehäusegrundkörper
- 4
- erster deckelartiger Gehäusekörper
- 5
- elektromotorischer Antrieb
- 6
- Stator
- 7
- Rotor
- 8
- Elektromodul
- 9
- Leiterplatte
- 10
- elektronische Komponente
- 11
- erster Hydraulikanschluss
- 12
- zweiter Hydraulikanschluss
- 13
- Elektroanschluss
- 14
- zweiter deckelartiger Gehäusekörper
- 15
- rohrförmiger Anschlusskörper
- 16
- ringförmiger Anschlussraum
- 18
- Strömungsmaschine
- 19
- Laufrad
- 20
- Ringmagnet
- 21
- Statorumspritzung
- 22
- rohrartiger Ansatz
- 23
- Drehachse
- 24
- Motormodul
- 25
- Hydraulikmodul
- 26
- Strömungskanal
- 27
- Strömungsrichtung
- 30
- Antriebswelle
- 31
- erster Freilauf
- 32
- Exzenter/Nocke
- 33
- Stößelstange
- 34
- Freilaufhebel
- 35
- zweiter Freilauf
- 36
- Abtriebswelle
- 37
- Rückstellfeder
- 38
- dritter Freilauf
- 39
- Sensor
- 40
- vierter Freilauf
- 41
- Abtriebshebel
- 42
- Rolle
- 43
- Führung
- 44
- Betätigungsstößel
- A
- Betätigungsrichtung
- B
- Freilaufrichtung
