WO2021074147A1 - Axialverstellvorrichtung und aktuierungsanordnung umfassend eine solche axialverstellvorrichtung - Google Patents

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Definitions

  • Axialverstellvorrichtuna and Aktuierunasanordnuna comprising such an Axialverstellvorrichtuna
  • the present invention relates to an axial adjustment device and an actuation arrangement for actuating a clutch unit and a parking lock mechanism comprising such an axial adjustment device.
  • Axial adjustment devices are used to convert a rotary drive movement by least one drive unit, namely usually an electric motor, into a translatory adjusting movement, for example to actuate a multi-plate multi-plate clutch. Due to installation space and component and thus also cost-relevant specifications in the design and development of motor vehicles, it is usually advantageous to use synergies within the structure. Such a synergy is the adjustment of several mechanical compo components with a single adjustment system, since the use of a large number of independent adjustment systems, apart from the increasing complexity of the structure, on the one hand requires a large amount of space and on the other hand increases costs.
  • the axial adjustment device comprises a first disk and a second disk.
  • the first disk is rotatable and axially displaceable both in a first circumferential direction and in a second circumferential direction, namely a circumferential direction opposite to the first circumferential direction.
  • the second disk is secured against rotation in the first circumferential direction and is designed to be rotatable in the second circumferential direction.
  • the second disk has an actuating element on its end face facing away from the first disk.
  • the actuation element can for example be designed as a cam.
  • the first disk and the second disk each have at their facing end faces at least three identically formed depressions which are opposite each other in pairs and thus form at least three depression pairings.
  • a rolling element is arranged in each of the paired recesses.
  • the rolling element can be a ball, for example.
  • the depressions each have, starting from a bottom dead center in the first circumferential direction, a slope towards an upper dead center.
  • the gradient can be multi-stage, for example two-stage, ie comprising a first section with a first gradient and comprising a second section with a second gradient that deviates from the first gradient.
  • the pair of recesses interact via the rolling elements in such a way that when the first disk rotates in a first circumferential direction, the rolling elements run from bottom dead center towards top dead center and so the first disk is rotated and axially displaced with respect to the second disk and that when the first disk is rotated in the second circumferential direction, the rolling elements run into the bottom dead center of the recesses, and so the first disk and the second disk are rotated in conjunction in the second circumferential direction.
  • the axial adjustment device enables an essentially independent switching of two mechanical components within a motor vehicle drive train with the simplest of constructive effort.
  • the actuation arrangement according to the invention is used to actuate two mechanical components within a motor vehicle drive train, namely a clutch unit and a parking lock mechanism.
  • the actuation arrangement comprises a clutch unit, a parking lock mechanism, an actuator and an axial adjustment device according to the invention.
  • the first disk of the axial adjustment device can be actuated via the actuator in the first circumferential direction and in the second circumferential direction.
  • the actuation arrangement is designed in such a way that when the first disk is actuated in the first circumferential direction, the clutch unit is actuated into an engagement position and when the first disk is actuated in the second circumferential direction, the clutch unit is actuated into a disengaged position and the parking lock mechanism is optionally actuated.
  • the design of the actuation arrangement according to the invention allows two independent mechanical components of a motor vehicle drive train to be actuated by means of a single actuator and a single axial adjustment device, namely a clutch unit and a parking lock mechanism.
  • a single actuator and a single axial adjustment device namely a clutch unit and a parking lock mechanism.
  • the clutch unit as well as the parking lock mechanism can be represented in a design that is optimized in terms of components, installation space and costs.
  • the actuator is preferably designed as an electric motor. Furthermore, the actuator is preferably connected to the Axialverstellvorrich device, namely the first disk of the Axialverstellvorrich via a step-down gear.
  • the coupling unit can have a frictional, positive or non-positive coupling.
  • the actuation arrangement is preferably arranged in a functionally effective manner on a side shaft of a motor vehicle axle.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an actuation arrangement.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the rotation of a second disk in a first circumferential direction.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the rotation of a second disk in a second circumferential direction
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a first disk and a second disk with balls in the composite.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a fly magnet of a parking lock mechanism in a locked position.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a parking lock mechanism with an engaged ratchet lever.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a lifting magnet of a parking lock mechanism in an unlocked position.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of a parking lock mechanism with a released ratchet wheel.
  • Fig. 9 shows an isometric view of an inactive parking lock mechanism.
  • Fig. 10 shows an isometric view of the rotation of a disk composite, namely a first disk and a second disk in the composite.
  • 11a, 11b each show an isometric view of the latching process of a fixing claw by means of a locking lever and a link.
  • FIG. 12 shows an isometric view of a closure element.
  • FIG. 1 An exemplary actuation arrangement 9 is shown in FIG. 1.
  • the actuation arrangement 1 is functionally arranged on a side shaft 14 of a motor vehicle axle.
  • the actuation arrangement 9 has a clutch unit 10, a parking lock mechanism 11, an actuator 12 and an axial adjustment device 1.
  • the direction indication “axial” describes a direction along or parallel to a central axis of rotation 42 of the side shaft 14.
  • the direction indication “radial” describes a direction normal to the central axis of rotation 42 of the side shaft 14.
  • the actuator 12 is designed as an electric motor 12 'and can rotate in a first direction of rotation as well as a second direction of rotation.
  • the electric motor 12 ‘is via a reduction gear 13, namely a planetary gear, and a spur gear 15 with the axial adjustment device 1, more precisely a first disk 2 of the axial adjustment device 1, connected.
  • the spur gear 15 is mounted in a housing of the actuation arrangement 9 via the plane transmission and an additional deep groove ball bearing 17.
  • the axial adjustment device 1 is designed in the form of a ball ramp arrangement and comprises the first disk 2, a second disk 3 and balls 5 ′ as rolling elements 5.
  • the first disk 2 and the second disk 3 have on their facing end faces each three identically formed depressions 4, which are opposite each other in pairs and so form at least three depression pairings.
  • a ball 5 Vertief is arranged in each of the pair of wells.
  • the depressions 4 each have, starting from a bottom dead center 6 in the first circumferential direction I, a slope towards a top dead center 7.
  • the first disk 2 is designed to be rotatable and axially displaceable both in a first circumferential direction I and in a second circumferential direction II, namely a circumferential direction opposite to the first circumferential direction I.
  • the first disk 2 has on its outer circumference an external toothing 16 into which the toothing of the spur gear 15 engages.
  • the second disk 3 is secured against rotation in the first circumferential direction I and in the executed second circumferential direction II rotatable.
  • the second disk 3 is secured against rotation by a radial nose 18 on the outer circumference of the second disk 3, which rests against a housing part 19 of the actuation arrangement 9.
  • the coupling unit 10 is designed as a multi-plate coupling and is used for coupling or decoupling a wheel arrangement from the side shaft 14.
  • a design of the coupling unit 10 as a claw coupling is also conceivable.
  • the parking lock mechanism 11 is used to block the side shaft 14.
  • the parking lock mechanism 11 has a locking element 24, three elastic elements, namely a first spring element 25, a second spring element 26 and a third spring element 27, an axial cam 28, a lifting magnet 29, a parking lock pawl 31, a ratchet lever pin 32 and a parking lock gear 33.
  • the closure element 24 has a radially extending region 37 and an axially extending region 38. Furthermore, the locking element 24, a locking lever 34 and a fixing claw 35 are formed on the radially extending region 37. Both the locking lever 34 and the fixing claw extend cken in an axial direction opposite to the axial direction in which the axially extending region 38 of the closure element 24 extends (FIG. 12).
  • the axial cam 28 of the parking lock mechanism is essentially hollow and thus has a central, axially extending cavity 36.
  • the axially extending region 38 of the closure element 24 extends partially into the cavity 36 of the axial cam 28.
  • the first spring element 25 is arranged between the radially extending region 37 of the adjusting element 24, around the axially extending region 38, and the axial cam 28.
  • the axial cam 28 has a first area 39 and a second area 40.
  • the first area 39 has a larger diameter than the second area 40 of the axial cam 28.
  • the axial cam 28 has a circumferential locking groove 30 in the second area. Furthermore, the axial cam 28 is pretensioned against the closure element 24 via the second spring element 26.
  • the pawl pin 32 of the parking lock mechanism 11 is arranged essentially paral lel to the axial cam 28.
  • the parking lock pawl 31 is arranged pivotably on the pawl bolt 32 and is pretensioned against the axial cam 28 via the third spring element.
  • the parking lock pawl 31 is pressed via the third spring element 27 against the second region 40 of the axial cam.
  • the parking lock pawl 31 is locked into the parking lock wheel 33 against the force of the third spring element 27 via the axial cam 28, namely the first region 39 of the axial cam 28.
  • the parking lock wheel 33 is fixed, namely fixed against rotation and axially fixed, on the side shaft 15.
  • the first disk 2 of the axial adjustment device 1 is rotated in the second circumferential direction II, whereby the balls 5' are in the pair of recesses between the first disk 2 and the second disk 3 move from top dead center 7 to bottom dead center 6 - the clutch unit 10 is operated in the disengaging sense.
  • the first disk 2 and the second disk 3 are rotated in the composite, namely in the Scheibenver bund.
  • the second disk 3 has an actuating element 8 in the form of a cam 8 'on its end face facing away from the first disk 2.
  • This cam 8 'presses when the disk composite is rotated, namely in the second circumferential direction II, against the locking element 24 of the parking lock mechanism 11.
  • the locking element 24 is designed to be non-rotatable but axially movable.
  • the parking lock pawl 31 is pressed into the parking lock gear 33 via the first area 39 of the axial cam 28 against the spring force of the third spring element 27 and the parking lock mechanism 11 is activated.
  • the floating magnet 29, which has been extended without current, engages in the locking groove 30 of the axial cam 28.
  • the solenoid 29 In order to release the parking lock mechanism 11, ie to deactivate it, the solenoid 29 must be energized, whereby it retracts and the axial cam 28 is again pushed axially in the direction of the closure element 24 by the second spring element 26 (to the right in relation to FIG. 1).
  • the parking lock pawl 31 is now pressed via the third spring element 27 against the second region 40 of the axial cam 28 and releases the parking lock wheel 33.
  • the depressions 4 are each designed in two stages, i.e. they have a steeper first section and a second section that is flatter compared to the first section. Due to the two-stage design of the depressions 4 on the disks 2, 3 of the axial adjustment device 1, the latter can be rotated by the electric motor 12 ‘against the clutch spring 23 up to a certain limit torque. This continues until the cam 8 ‘lifts off the locking element 24 and this rests with the locking lever 34 on a link 41 in the first disk 2. The composite disk is now rotated by the electric motor 12 ‘further against the clutch spring 23 until the radial nose 18 on the outer circumference of the second disk 3 on the housing part 19 rests.
  • the two-stage design can also be dispensed with.

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Abstract

Axialverstellvorrichtung (1) umfassend eine sowohl in eine erste Umfangsrichtung (I) wie auch eine zweite Umfangsrichtung (II), nämlich einer Umfangsrichtung entgegen der ersten Umfangsrichtung (I), drehbare, axial verschiebbare erste Scheibe (2) und eine in die erste Umfangsrichtung (I) verdrehgesicherte und in die zweite Umfangsrichtung drehbare zweite Scheibe (3), wobei die zweite Scheibe (3) an ihrer von der ersten Scheibe (2) abgewandten Stirnseite ein Betätigungs- element (8) aufweist und wobei die erste Scheibe (2) und die zweite Scheibe (3) an ihren einander zugewandten Stirnflächen jeweils zumindest drei identisch aus- gebildete Vertiefungen (4) aufweisen, die einander jeweils paarweise gegenüber- liegen und so zumindest drei Vertiefungspaarungen ausbilden, wobei in den Ver- tiefungspaarungen jeweils ein Wälzelement (5) angeordnet ist, wobei die Vertie- fungen (4) jeweils ausgehend von einem unteren Totpunkt (6) in die erste Um- fangsrichtung (I) eine Steigung zu einem oberen Totpunkt (7) hin aufweisen und eine Aktuierungsanordnung umfassend eine solche Axialverstellvorrichtung

Description

Axialverstellvorrichtuna und Aktuierunasanordnuna umfassend eine solche Axialverstellvorrichtuna
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialverstellvorrichtung sowie eine Aktuie- rungsanordnung zur Aktuierung einer Kupplungseinheit und eines Parksperren mechanismus umfassend eine solche Axialverstellvorrichtung.
Stand der Technik
Axialverstellvorrichtungen dienen dazu eine rotatorische Antriebsbewegung sei tens einer Antriebseinheit, nämlich in der Regel eines Elektromotors, in eine trans latorische Stellbewegung, beispielsweise zur Aktuierung einer Mehrscheiben- Lamellenkupplung, umzuwandeln. Aufgrund von bauraum- sowie bauteil- und somit auch kostenrelevanten Vorgaben bei der Konstruktion und Entwicklung von Kraftfahrzeugen ist es meist vorteilhaft Synergien innerhalb des Aufbaus zu nut zen. Eine solche Synergie stellt die Verstellung mehrerer mechanischer Kompo nenten mit einem einzigen Verstellsystem dar, da die Verwendung einer Vielzahl von unabhängigen Verstellsystemen, abgesehen von der steigenden Komplexität des Aufbaus, zum einen einen hohen Bauraumbedarf und zum anderen erhöhte Kosten bedingt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist zum einen Aufgabe der Erfindung eine Axialverstellvorrichtung anzugeben über die zumindest zwei mechanische Elemente bedarfsweise unabhängig vonei- nander schaltbar sind. Zum anderen ist es Aufgabe der Erfindung eine Aktuie- rungsanordnung zur Aktuierung einer Kupplungseinheit und eines Parksperren mechanismus anzugeben, die sich durch einen besonders bauraum- sowie bau teiloptimierten Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgaben können durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung ge mäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 2 gelöst werden. Vorteilhafte Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Axialverstellvorrichtung umfasst eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe.
Die erste Scheibe ist erfindungsgemäß sowohl in eine erste Umfangsrichtung wie auch in eine zweite Umfangsrichtung, nämlich einer Umfangsrichtung entgegen der ersten Umfangsrichtung, drehbare und axial verschiebbar.
Die zweite Scheibe ist erfindungsgemäß in die erste Umfangsrichtung verdrehge sichert und in die zweite Umfangsrichtung drehbar ausgebildet.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die zweite Scheibe an ihrer von der ersten Scheibe abgewandten Stirnseite ein Betätigungselement auf. Das Betä tigungselement kann beispielsweise als Nocke ausgeführt sein.
Weiterhin erfindungsgemäß weisen die erste Scheibe und die zweite Scheibe an ihren einander zugewandten Stirnflächen jeweils zumindest drei identisch ausge bildete Vertiefungen auf, die einander jeweils paarweise gegenüberliegen und so zumindest drei Vertiefungspaarungen ausbilden. In den Vertiefungspaarungen ist erfindungsgemäß jeweils ein Wälzelement angeordnet. Das Wälzelement kann beispielsweise eine Kugel sein. Die Vertiefungen weisen erfindungsgemäß jeweils ausgehend von einem unteren Totpunkt in die erste Umfangsrichtung eine Steigung zu einem oberen Totpunkt hin, auf. Die Steigung kann mehrstufig, beispielsweise zweistufig, d.h. umfassend einen ersten Abschnitt mit einer ersten Steigung und umfassend einen zweiten Abschnitt mit einer von der ersten Steigung abweichenden zweiten Steigung, ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß wirken die Vertiefungspaarungen über die Wälzelemente jeweils derart zusammen, dass die Wälzelemente bei einer Drehung der ersten Scheibe in eine erste Umfangsrichtung von dem unteren Totpunkt in Richtung des oberen Totpunkts laufen und so die erste Scheibe gedreht und in Bezug auf die zweite Scheibe axial verschoben wird und dass die Wälzelemente bei einer Drehung der ersten Scheibe in die zweite Umfangsrichtung in den unteren Totpunkt der Vertie fungen laufen und so die erste Scheibe und die zweite Scheibe im Verbund in die zweite Umfangsrichtung gedreht werden.
Die erfindungsgemäße Axialverstellvorrichtung ermöglicht bei einfachstem kon struktivem Aufwand eine im Wesentlichen voneinander unabhängige Schaltung von zwei mechanischen Komponenten innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebs strangs.
Die erfindungsgemäße Aktuierungsanordnung dient der Aktuierung zweier me chanischer Komponenten innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, nämlich einer Kupplungseinheit und eines Parksperrenmechanismus.
Erfindungsgemäß umfasst die Aktuierungsanordnung eine Kupplungseinheit, einen Parksperrenmechanismus, einen Aktuator sowie eine erfindungsgemäße Axialverstellvorrichtung. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die erste Scheibe der Axialverstell vorrichtung über den Aktuator in die erste Umfangsrichtung und in die zweite Um fangsrichtung betätigbar.
Die Aktuierungsanordnung ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass bei einer Betätigung der ersten Scheibe in die erste Umfangsrichtung die Kupplungseinheit in eine Einrückstellung aktuiert wird und bei einer Betätigung der ersten Scheibe in die zweite Umfangsrichtung die Kupplungseinheit in eine Ausrückstellung aktuiert wird und wahlweise der Parksperrenmechanismus betätigt wird.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Aktuierungsanordnung erlaubt mittels eines einzigen Aktuators und einer einzigen Axialverstellvorrichtung die Aktuierung von zwei unabhängigen mechanischen Komponenten eines Kraftfahrzeug an - triebsstrangs, nämlich einer Kupplungseinheit und eines Parksperrenmechanis mus. Durch die synergetische Nutzung des Aktuators und der Axialverstellvorrich tung zur Schaltung bzw. Aktuierung der Kupplungseinheit sowie des Parksper renmechanismus kann ein bauteil-, bauraum- sowie kostenoptimiertes Design dargestellt werden.
Der Aktuator ist vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet. Weiterhin ist der Ak tuator vorzugsweise über ein Untersetzungsgetriebe mit der Axialverstellvorrich tung, nämlich der ersten Scheibe der Axialverstellvorrichtung, antriebswirksam verbunden.
Die Kupplungseinheit kann eine reibschlüssige, formschlüssige oder kraftschlüssi ge Kupplung aufweisen.
Bevorzugt ist die Aktuierungsanordnung funktionswirksam an einer Seitenwelle einer Kraftfahrzeugachse angeordnet. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeich nungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Aktuierungsanord- nung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Verdrehsicherung einer zweiten Scheibe in eine erste Umfangsrichtung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Verdrehung einer zweiten Scheibe in eine zweite Umfangsrichtung
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Scheibe und einer zweiten Scheibe mit Kugeln im Verbund.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Flubmagneten eines Parksperrenmechanismus in einer arretierten Stellung.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Parksperrenme chanismus mit einem eingerasteten Klinkenhebel.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Hubmagneten eines Parksperrenmechanismus in einer nicht arretierten Stellung.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Parksperrenme chanismus mit einem freigegebenen Klinkenrad. Fig. 9 zeigt eine isometrische Darstellung eines inaktiven Parksper renmechanismus.
Fig. 10 zeigt eine isometrische Ansicht zur Verdrehung eines Schei benverbunds, nämlich einer ersten Scheibe und einer zwei ten Scheibe im Verbund.
Fig. 11a, 11b zeigen jeweils eine isometrische Ansicht zum Einrastvorgang einer Fixierkralle durch einen Verschlusshebel und eine Kulisse.
Fig. 12 zeigt eine isometrische Ansicht eines Verschlusselements.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden werden die Erfindungsgegenstände anhand eines Beispiels gemäß den vorliegenden Figuren, nämlich Fig. 1 bis Fig. 12, beschrieben.
In Fig. 1 ist eine beispielhafte Aktuierungsanordnung 9 dargestellt. Die Aktuie- rungsanordnung 1 ist funktionswirksam an einer Seitenwelle 14 einer Kraftfahr zeugachse angeordnet.
Die Aktuierungsanordnung 9 weist eine Kupplungseinheit 10, einen Parksperren mechanismus 11 , einen Aktuator 12 und eine Axialverstellvorrichtung 1 auf.
Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer zentralen Drehachse 42 der Seitenwelle 14. Die Richtungsangabe „radial“ beschreibt eine Richtung normal zu der zentralen Drehachse 42 der Seitenwelle 14.
Der Aktuator 12 ist als Elektromotor 12‘ ausgeführt und kann sowohl in eine erste Drehrichtung wie auch eine zweite Drehrichtung drehen. Der Elektromotor 12‘ ist über ein Untersetzungsgetriebe 13, nämlich ein Planetengetriebe, und ein Stirnrad 15 antriebswirksam mit der Axialverstellvorrichtung 1 , genauer einer ersten Schei be 2 der Axialverstellvorrichtung 1 , verbunden. Das Stirnrad 15 ist über das Plane tengetriebe und ein zusätzliches Rillenkugellager 17 in einem Gehäuse der Aktuierungsanordnung 9 gelagert.
Die Axialverstellvorrichtung 1 ist in Form einer Kugelrampenanordnung ausgebil det und umfasst die erste Scheibe 2, eine zweite Scheibe 3 sowie Kugeln 5‘ als Wälzelemente 5.
Die erste Scheibe 2 und die zweite Scheibe 3 weisen an ihren einander zuge wandten Stirnflächen jeweils drei identisch ausgebildete Vertiefungen 4 auf, die einander jeweils paarweise gegenüberliegen und so zumindest drei Vertiefungs paarungen ausbilden. In den Vertiefungspaarungen ist jeweils eine Kugel 5‘ ange ordnet. Die Vertiefungen 4 weisen jeweils ausgehend von einem unteren Totpunkt 6 in die erste Umfangsrichtung I eine Steigung zu einem oberen Totpunkt 7 hin, auf.
Die erste Scheibe 2 ist sowohl in eine erste Umfangsrichtung I wie auch in eine zweite Umfangsrichtung II, nämlich einer Umfangsrichtung entgegen der ersten Umfangsrichtung I, drehbare und axial verschiebbar ausgeführt. Die erste Scheibe 2 weist an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 16 auf in die die Verzah nung des Stirnrads 15 eingreift.
Die zweite Scheibe 3 ist in die erste Umfangsrichtung I verdrehgesichert und in die zweite Umfangsrichtung II drehbar ausgeführt. Die Verdrehsicherung der zweiten Scheibe 3 erfolgt durch eine radiale Nase 18 an dem Außenumfang der zweiten Scheibe 3, die an einem Gehäuseteil 19 der Aktuierungsanordnung 9 anliegt.
Die Kupplungseinheit 10 ist als Lamellenkupplung ausgebildet und dient der Kopp lung bzw. Entkopplung einer Radanordnung von der Seitenwelle 14. Eine Ausfüh rung der Kupplungseinheit 10 als Klauenkupplung ist jedoch auch denkbar.
Durch das Verdrehen der ersten Scheibe 2 in die erste Umfangsrichtung I, bei spielsweise durch Bestromung des Elektromotors 12‘ und Drehung des Elektromo tors 12‘ in erster Drehrichtung, wird diese durch das Verfahren der Kugeln 5‘ in den jeweiligen Vertiefungspaarungen von dem unteren Totpunkt 6 hin zum oberen Totpunkt 7 axial verschoben (in Bezug auf Fig. 1 nach rechts) und drückt eine Druckplatte 20 über ein Axialnadellager 21 gegen ein Lamellenpaket 22 der Kupp lungseinheit 10 - die Kupplungseinheit 10 wird im Einrücksinn betätigt. Dabei werden Kupplungsfedern 23 der Kupplungseinheit 10 vorgespannt. Das bei der Verdrehung der ersten Scheibe 2 entstehende Moment wird an der zweiten Scheibe 3 durch die Verdrehsicherung im Gehäuse abgestützt.
Der Parksperrenmechanismus 11 dient dem Blockieren der Seitenwelle 14. Der Parksperrenmechanismus 11 weist ein Verschlusselement 24, drei elastische Elemente, nämlich ein erstes Federelement 25, ein zweites Federelement 26 und ein drittes Federelement 27, eine Axialnocke 28, einen Hubmagneten 29, eine Parksperrenklinke 31 , einen Klinkenhebelbolzen 32 und ein Parksperrenrad 33 auf.
Das Verschlusselement 24 weist einen radial verlaufenden Bereich 37 und einen axial verlaufenden Bereich 38 auf. Weiterhin das Verschlusselement 24 sind an dem radial verlaufenden Bereich 37 ein Verschlusshebel 34 und eine Fixierkralle 35 ausgebildet. Sowohl der Verschlusshebel 34 wie auch die Fixierkralle erstre- cken sich in eine axiale Richtung entgegen der axialen Richtung, in die sich der axial verlaufende Bereich 38 des Verschlusselements 24 erstreckt (Fig. 12).
Die Axialnocke 28 des Parksperrenmechanismus ist im Wesentlichen hohl ausge führt und weist somit einen zentralen, axial verlaufenden Hohlraum 36 auf. Der axial verlaufende Bereich 38 des Verschlusselements 24 erstreckt sich teilweise in den Hohlraum 36 der Axialnocke 28. Zwischen dem radial verlaufenden Bereich 37 des Verstellelements 24, um den axial verlaufenden Bereich 38 herum, und der Axialnocke 28 ist das erste Federelement 25 angeordnet. Die Axialnocke 28 weist einen ersten Bereich 39 und einen zweiten Bereich 40 auf. Der erste Bereich 39 weist einen in Bezug auf den zweiten Bereich 40 der Axialnocke 28 größeren Durchmesser auf. Die Axialnocke 28 weist in dem zweiten Bereich eine umlaufen de Arretiernut 30 auf. Weiterhin ist die Axialnocke 28 über das zweite Federele ment 26 entgegen Verschlusselement 24 vorgespannt.
Der Klinkenbolzen 32 des Parksperrenmechanismus 11 ist im Wesentlichen paral lel zu der Axialnocke 28 angeordnet.
Die Parksperrenklinke 31 ist schwenkbar auf dem Klinkenbolzen 32 angeordnet und über das dritte Federelement entgegen der Axialnocke 28 vorgespannt.
Bei deaktiviertem Parksperrenmechanismus 11 wird die Parksperrenklinke 31 über das dritte Federelement 27 entgegen den zweiten Bereich 40 der Axialnocke gedrückt.
Bei aktiviertem Parksperrenmechanismus 11 wird die Parksperrenklinke 31 über die Axialnocke 28, nämlich den ersten Bereich 39 der Axialnocke 28, entgegen der Kraft des dritten Federelements 27 in das Parksperrenrad 33 eingerastet. Das Parksperrenrad 33 ist fest, nämlich drehtest und axial fest, an der Seitenwelle 15 angeordnet.
Wird der Elektromotor 12‘ stromlos geschaltet oder in zweiter Drehrichtung betrie ben wird die erste Scheibe 2 der Axialverstellvorrichtung 1 in die zweite Umfangs richtung II, gedreht, wodurch sich die Kugeln 5‘ in den Vertiefungspaarungen zwi schen der ersten Scheibe 2 und der zweiten Scheibe 3 von dem oberen Totpunkt 7 in den unteren Totpunkt 6 bewegen - die Kupplungseinheit 10 wird im Ausrück sinn betätigt. Durch weiteres Verdrehen der ersten Scheibe 2 in die zweite Um fangsrichtung II und somit gegen die Laufrichtung der Vertiefungen 4 werden die erste Scheibe 2 und die zweite Scheibe 3 im Verbund, nämlich im Scheibenver bund, verdreht.
Die zweite Scheibe 3 weist an ihrer von der ersten Scheibe 2 abgewandten Stirn seite ein Betätigungselement 8 in Form einer Nocke 8‘ auf. Diese Nocke 8‘ drückt bei der Verdrehung des Scheibenverbunds, nämlich in zweiter Umfangsrichtung II, gegen das Verschlusselement 24 des Parksperrenmechanismus 11. Das Ver schlusselement 24 ist verdrehgesichert jedoch axial bewegbar ausgeführt. Durch Betätigung des Verschlusselements 24 über die Nocke 8‘ wird das Verschlus selement 24 axial mitsamt des ersten Federelements 25 und der Axialnocke 28 entgegen der Kraft des zweiten Federelements 26 verschoben. Aufgrund des Durchmessersprungs zwischen dem ersten Bereich 39 und dem zweiten Bereich 40 der Axialnocke 28 wird die Parksperrenklinke 31 über den ersten Bereich 39 der Axialnocke 28 entgegen der Federkraft des dritten Federelements 27 in das Parksperrenrad 33 gedrückt und der Parksperrenmechanismus 11 ist aktiviert. Um die Aktivierung des Parksperrenmechanismus 11 stromlos aufrecht zu erhalten, rastet der unbestromt ausgefahrene Flubmagnet 29 in die Arretiernut 30 der Axial nocke 28 ein. Um den Parksperrenmechanismus 11 zu lösen, d.h. zu deaktivieren, muss der Hubmagnet 29 bestromt werden, wodurch er einfährt und die Axialnocke 28 von dem zweiten Federelement 26 wieder axial in Richtung des Verschlusselements 24 gedrückt wird (in Bezug auf Fig. 1 nach rechts). Die Parksperrenklinke 31 wird nun über das dritte Federelement 27 entgegen dem zweiten Bereich 40 der Axial nocke 28 gedrückt und gibt das Parksperrenrad 33 frei.
Die Vertiefungen 4 sind jeweils zweistufig ausgeführt, d.h. sie weisen einen steile ren ersten Abschnitt und einen im Vergleich zum ersten Abschnitt flacheren zwei ten Abschnitt auf. Durch die zweistufige Ausführung der Vertiefungen 4 an den Scheiben 2, 3 der Axialverstellvorrichtung 1 kann diese durch den Elektromotor 12‘ gegen die Kupplungsfeder 23 bis zu einem gewissen Grenzmoment verdreht werden. Dies geschieht solange bis die Nocke 8‘ vom Verschlusselement 24 ab hebt und dieses mit dem Verschlusshebel 34 an einer Kulisse 41 in der ersten Scheibe 2 anliegt. Der Scheibenverbund wird nun solange vom Elektromotor 12‘ weiter gegen die Kupplungsfeder 23 verdreht bis die radiale Nase 18 am Außen umfang der zweiten Scheibe 3 am Gehäuseteil 19 anliegt. Sobald die radiale Nase 18 wieder am Gehäuseteil 19 anliegt kann die erste Stufe der zweistufigen Vertie fung überwunden werden und der Verschlusshebel 34 fällt in die Kulisse 41. Dabei fällt das Verschlusselement 24 durch die Federkraft des zweiten Federelements 26 nach vorne und die Fixierkralle 35 fixiert die radiale Nase 18 der zweiten Scheibe 3 zum Gehäuseteil 19. Die Kupplungseinheit 10 kann nun betätigt werden und ein Hämmern der radialen Nase 18 an dem Gehäuseteil 19 wird verhindert. Das Lösen der Fixierkralle 35 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Wird die Steigung der Vertiefungen 4 entsprechend hoch bzw. steil gewählt, dann kann auch auf die zweistufige Ausführung verzichtet werden. Bezuqszeichenliste
1 Axialverstellvorrichtung
2 Erste Scheibe
3 Zweite Scheibe
4 Vertiefung
5 Wälzelement
5‘ Kugel
6 Unterer Totpunkt
7 Oberer Totpunkt
8 Betätigungselement
8‘ Nocke
9 Aktuierungsanordnung
10 Kupplungseinheit
11 Parksperrenmechanismus
12 Aktuator
12‘ Elektromotor
13 Untersetzungsgetriebe
14 Seitenwelle
15 Stirnrad
16 Außenverzahnung (der ersten Scheibe)
17 Rillenkugellager
18 Radiale Nase
19 Gehäuseteil
20 Druckplatte
21 Axialnadellager
22 Lamellenpaket
23 Kupplungsfeder
24 Verschlusselement 25 Erstes Federelement
26 Zweites Federelement
27 Drittes Federelement
28 Axialnocke 29 Flubmagnet
30 Arretiernut
31 Parksperrenklinke
32 Klinkenbolzen
33 Parksperrenrad 34 Verschlusshebel
35 Fixierkralle
36 Hohlraum
37 Radial verlaufender Bereich (des Verstellelements)
38 Axial verlaufender Bereich (des Verstellelements) 39 Erster Bereich (der Axialnocke)
40 Zweiter Bereich (der Axialnocke)
41 Kulisse (in der ersten Scheibe)
42 Zentrale Drehachse (der Seitenwelle) I Erste Umfangsrichtung
II Zweite Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Axialverstellvorrichtung (1) umfassend eine sowohl in eine erste Umfangs richtung (I) wie auch eine zweite Umfangsrichtung (II), nämlich einer Um fangsrichtung entgegen der ersten Umfangsrichtung (I), drehbare, axial ver schiebbare erste Scheibe (2) und eine in die erste Umfangsrichtung (I) ver drehgesicherte und in die zweite Umfangsrichtung drehbare zweite Scheibe
(3), wobei die zweite Scheibe (3) an ihrer von der ersten Scheibe (2) abge wandten Stirnseite ein Betätigungselement (8) aufweist und wobei die erste Scheibe (2) und die zweite Scheibe (3) an ihren einander zugewandten Stirnflächen jeweils zumindest drei identisch ausgebildete Vertiefungen (4) aufweisen, die einander jeweils paarweise gegenüberliegen und so zumin dest drei Vertiefungspaarungen ausbilden, wobei in den Vertiefungspaa rungen jeweils ein Wälzelement (5) angeordnet ist, wobei die Vertiefungen
(4) jeweils ausgehend von einem unteren Totpunkt (6) in die erste Um fangsrichtung (I) eine Steigung zu einem oberen Totpunkt (7) hin aufwei sen, wobei die Vertiefungspaarungen über die Wälzelemente (5) jeweils derart Zusammenwirken, dass die Wälzelemente (5) bei einer Drehung der ersten Scheibe (2) in eine erste Umfangsrichtung (I) von dem unteren Tot punkt (6) in Richtung des oberen Totpunkts (7) laufen und so die erste Scheibe (2) gedreht und in Bezug auf die zweite Scheibe (3) axial verscho ben wird und dass die Wälzelemente (5) bei einer Drehung der ersten Scheibe (2) in die zweite Umfangsrichtung (II) in den unteren Totpunkt (6) der Vertiefungen (4) laufen und so die erste Scheibe (2) und die zweite Scheibe (3) im Verbund in die zweite Umfangsrichtung (II) gedreht werden. 2. Aktuierungsanordnung (9) zur Aktuierung einer Kupplungseinheit (10) sowie eines Parksperrenmechanismus (11) umfassend eine Kupplungseinheit (10), einen Parksperrenmechanismus (11), einen Aktuator (12) sowie eine Axialverstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die erste Scheibe (2) der Axialverstellvorrichtung (1) über den Aktua tor (12) in die erste Umfangsrichtung (I) und in die zweite Umfangsrichtung
(11) betätigbar ist und wobei die Aktuierungsanordnung (9) derart ausgebil det ist, dass bei einer Betätigung der ersten Scheibe (2) in die erste Um fangsrichtung (I) die Kupplungseinheit (10) in eine Einrückstellung aktuiert wird und bei einer Betätigung der ersten Scheibe (2) in die zweite Umfangs richtung (II) die Kupplungseinheit (10) in eine Ausrückstellung aktuiert wird und wahlweise der Parksperrenmechanismus (11) betätigt wird.
3. Aktuierungsanordnung (9) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aktuator
(12) als Elektromotor (12‘) ausgebildet ist.
4. Aktuierungsanordnung (9) nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aktuator (12) überein Untersetzungsgetriebe (13) mit der Axialverstellvorrichtung (1), nämlich der ersten Scheibe (2) der Axialverstellvorrichtung (1), an triebswirksam verbunden ist.
5. Aktuierungsanordnung (9) nach Anspruch 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplungs einheit (10) eine reibschlüssige, formschlüssige oder kraftschlüssige Kupp lung aufweist. 6. Aktuierungsanordnung (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aktuierungsanordnung (9) funktionswirksam an einer Seitenwelle (14) einer Kraftfahrzeugachse angeordnet ist.
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