WO2021110813A1 - Betätigungsaktuator für ein automatikgetriebe sowie automatikgetriebe mit dem betätigungsaktuator - Google Patents

Betätigungsaktuator für ein automatikgetriebe sowie automatikgetriebe mit dem betätigungsaktuator Download PDF

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WO2021110813A1
WO2021110813A1 PCT/EP2020/084426 EP2020084426W WO2021110813A1 WO 2021110813 A1 WO2021110813 A1 WO 2021110813A1 EP 2020084426 W EP2020084426 W EP 2020084426W WO 2021110813 A1 WO2021110813 A1 WO 2021110813A1
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WO
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gear
section
worm
drive
actuator
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PCT/EP2020/084426
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Inventor
Felix Böckmann
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
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    • F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2061/223—Electrical gear shift lock, e.g. locking of lever in park or neutral position by electric means if brake is not applied; Key interlock, i.e. locking the key if lever is not in park position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326—Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission

Definitions

  • the invention relates to an actuation actuator for an automatic transmission with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an automatic transmission with the actuation actuator.
  • An electronically controlled transmission system is generally referred to as a "shift-by-wire" transmission system.
  • transmission systems of this type have corresponding actuators which convert an electrical signal into a gear change or a gear change.
  • the actuator system usually has a transmission which is used to translate a torque generated by an electric motor to an output shaft.
  • the output shaft in turn rotates an actuator, which is rotated through several different setting positions to change gears. In this case, high torques can be required, especially when disengaging the parking lock.
  • the document EP 1536163 B1 which probably forms the closest prior art, discloses an electrical actuator for an automatic transmission, which has an adapter in order to transmit rotational movement between the adapter and the automatic transmission.
  • the actuator includes an electric motor with an output shaft, a gear set that operatively connects the adapter and output shaft to reduce speed and increase torque delivered by the output shaft of the electric motor and applied to the adapter, and a release mechanism, which is operatively connected to the gear set and is selectively movable between a first position and a second position to selectively connect and decouple the adapter from the electric motor.
  • the invention has set itself the task of creating an actuating actuator of the type mentioned at the beginning, which is characterized by a compact design and at the same time provides high torques.
  • a further object of the invention is to propose an automatic transmission with the actuation actuator. According to the invention, this object is achieved by an actuating actuator with the characteristics of claim 1 and by an automatic transmission with the features of claim 10.
  • the invention relates to an actuating actuator which is designed and / or suitable for an automatic transmission.
  • the actuation actuator is used in particular to engage and disengage a parking lock (“P” and “non-P”), which secures a vehicle against rolling away.
  • P parking lock
  • non-P non-P
  • the actuating actuator is used to engage and disengage other gears, such as "R”, "N”, “D” and / or "1", "2", "3” etc.
  • the automatic transmission is preferred designed as a so-called “shift-by-wire” automatic transmission.
  • the actuation actuator is designed as a mechatronic adjustment system and for this purpose has a drive device for generating a drive torque and a gear unit for stepping up the drive torque.
  • the drive device is connected to an actuator of the automatic transmission via the transmission unit.
  • the actuator for gear selection and / or for engaging or disengaging the parking lock is rotated by the actuating actuator.
  • the actuating actuator preferably has a housing, the gear unit and / or the electric motor being arranged and / or fixed within the housing.
  • the drive device has a drive shaft, the drive shaft forming a drive for the gear unit.
  • the drive device is preferably designed as an electric motor.
  • the gear unit has a worm gear for forming a worm stage and a planetary gear for forming a planet stage.
  • the worm gear is designed as a cylinder worm gear.
  • the gear unit has a spur gear to form a spur gear stage.
  • the Spurradge gear is designed as a single-stage spur gear.
  • the gear unit is thus multi-stage, in particular three-stage, executed.
  • a first gear stage is preferably defined by the spur gear stage, a second gear stage by the worm stage and a third gear stage by the planetary stage.
  • the worm gear, the planetary gear and the spur gear are preferably arranged to be technically coupled to one another, so that the drive torque is implemented via the three gear stages.
  • the advantage of the invention is in particular that significantly higher torques can be transmitted to the actuator through the additionally integrated spur gear. These high torques are required in particular for disengaging the parking lock.
  • the installation space in the gear unit or the actuating actuator can be reduced by the spur gear.
  • a high drive torque can be made available in a small installation space.
  • the three-stage transmission can also reduce the stress on the individual components.
  • the drive device can be optimized with regard to its performance, so that its costs can be reduced.
  • a torque path runs from the spur gear via the worm gear to the planetary gear.
  • the torque path forms a transmission path for the drive torque from the drive to an output of the transmission unit.
  • the spur gear, the worm gear and the planetary gear are arranged one behind the other in the torque path.
  • the drive torque is translated by the spur gear stage and / or the worm stage and / or the planetary stage in such a way that the drive torque, in particular on the output side, is increased and / or is increased.
  • a transmission unit is thus proposed which is characterized by a particularly high transmission ratio (i> 1).
  • the drive device has a drive wheel section connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner.
  • the drive wheel section is designed as a separate gearwheel which is non-rotatable, in particular positively and / or non-positively and / or cohesively, is connected to the drive shaft.
  • the drive wheel section can also be designed as a toothed contour arranged on the drive shaft.
  • the drive wheel section is designed as a motor pinion.
  • the spur gear has a spur gear section, the spur gear section being in engagement with the drive wheel section to form the spur gear stage.
  • the spur gear section and the drive wheel section are in engagement with one another via straight, helical and herringbone teeth.
  • the spur gear section preferably has a number of teeth which is greater than a number of teeth of the drive gear section.
  • the worm gear has a worm shaft and a worm wheel section, the worm wheel section being in engagement with the worm shaft to form the worm step.
  • the worm shaft is designed as a shaft with one or more screw threads.
  • the worm shaft and the worm wheel are preferably in engagement with one another via helical gearing.
  • the axis of rotation of the worm shaft and the axis of rotation of the worm wheel are particularly preferably offset from one another by 90 degrees.
  • the worm shaft and the worm wheel section are preferably in engagement with one another in such a way that a self-locking pairing is implemented. This means that retroactive moments in particular can be caught.
  • the worm wheel section preferably has a number of teeth which is greater than a number of turns on the worm shaft.
  • the magnitude of the gear ratio of the worm stage is
  • the worm shaft is aligned in the same direction as the drive shaft.
  • the axes of rotation of the worm shaft and the drive shaft are particularly preferably aligned parallel to one another. Because of the parallel arrangement of the two shafts, the actuating actuator can can be made much more compact or flatter.
  • the drive shaft and / or the worm shaft are preferably accommodated in the housing so as to be rotatable.
  • at least or precisely one bearing device for example a roller bearing, can be provided.
  • the spur gear section is non-rotatably connected to the worm shaft.
  • the abortive Stirnab section also forms an input into the worm gear.
  • the spur gear section is preferably designed as a separate gearwheel, in particular a spur gear, which is connected to the worm shaft in a rotationally fixed manner, in particular positively and / or non-positively and / or materially.
  • the spur gear section can, however, also be designed as a toothed contour formed on the end of the worm shaft.
  • the worm shaft and the spur gear section are connected to one another in one piece, in particular made from a common material section and / or from a common semi-finished product.
  • a transmission unit is thus proposed which has a particularly compact design.
  • the gear unit can be manufactured particularly inexpensively.
  • the planetary gear has a ring gear section, a sun gear section, a planet carrier and a plurality of planet gears rotatably mounted on the planet carrier.
  • the planetary gear is operated in a so-called two-shaft operation with a circulating transmission.
  • the planet gears are in engagement with the ring gear section and the sun gear section to form the plane stage.
  • the planetary gear has at least or exactly two, preferably more than three, in particular more than six of the planetary gears.
  • the ring gear section is designed as an internal toothing introduced into the housing.
  • the ring gear section can also be designed as a separate ring gear which is fixed in a rotationally fixed manner on the housing.
  • the sun gear section and the worm gear section are connected to one another in a rotationally fixed manner.
  • the abortive worm gear section also forms an input into the planetary gear.
  • the sun gear section and the worm gear section can each be designed as a separate gear, which are preferably non-rotatably, in particular positively and / or non-positively and / or cohesively, connected to each other and / or are rotatably received on a common shaft.
  • the sun gear section and the worm gear section are formed by a stepped wheel, the sun gear section and the worm gear section being connected to one another in one piece, in particular made from a common material section and / or semi-finished product.
  • the worm gear section preferably has a number of teeth which is greater than a number of teeth of the sun gear section.
  • a transmission unit is thus proposed which has a particularly compact design.
  • the gear unit can be manufactured particularly inexpensively.
  • the actuation actuator has a sensor device for detecting a rotational movement of the planet carrier.
  • the sensor device is designed as a contactless sensor.
  • the sensor device is preferably designed as a magnetic and / or optical and / or ductile sensor.
  • the sensor device is designed as a rotary encoder for detecting an angle of rotation or an inductive transmitter for detecting a speed.
  • the sensor device is designed as a Hall sensor.
  • the planet carrier has a shaft section.
  • the shaft section is preferably guided coaxially through the sun gear section and / or the worm gear section.
  • the sun gear section and / or the worm gear section are rotatably mounted on the shaft section.
  • the angle of rotation and / or the speed of the output is sensed directly by the sensor device via the shaft section.
  • the shaft section has a sensor element arranged at the end of the shaft section.
  • the sensor element is used to form a through the sensor device detectable measuring point or measuring range.
  • the sensor element can be designed as a magnet, in particular a permanent magnet, for magnetic detection by the sensor device.
  • the sensor element can, for example, have a marking for optical detection by the sensor device.
  • the sensor element can have a contour for inductive detection by the sensor device.
  • the sensor element is non-rotatably connected to the shaft section, the sensor element being rotated relative to the sensor device when it is driven by the drive device.
  • the rotary movement of the planetary carrier is guided via the planetary gear and can be more easily detected here by the sensor device.
  • the sensor element is detachably and / or captively connected to the shaft section.
  • the sensor element is connected to the shaft section via a snap connection.
  • the actuator is used to engage and disengage the parking lock and / or to engage and disengage the other gears.
  • the actuator is motion-coupled to the drive, in particular the planet carrier, of the gear unit.
  • the actuator can be moved between at least two different switching positions by the actuating actuator.
  • the actuator is rotated by the actuating actuator about the axis of rotation of the planetary gear.
  • the parking lock is engaged in a first shift position and disengaged in a second shift position or one of the other gears, e.g. "N" or "D", is engaged.
  • FIG. 1 in an exploded view of an actuating actuator for an automatic transmission as an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows the actuating actuator from FIG. 1 in a perspective illustration without the housing cover
  • FIG. 3 shows the actuating actuator with a housing cover in the same representation as FIG.
  • FIG. 1 shows in an exploded view an actuating actuator 1 which is designed and / or suitable for actuating an automatic transmission, not shown.
  • the automatic transmission is designed as a “shift-by-wire” automatic transmission, the actuating actuator 1 being designed to engage or disengage a gear of the automatic transmission on the basis of an electrical actuating signal.
  • the actuation actuator 1 is operatively connected to a corresponding actuator, not shown, which is rotated between at least two different switching positions when the actuation actuator 1 is actuated.
  • a parking lock can be turned on and off by rotating the actuator.
  • other gears such as. B. "P", "R”, “N”, “D” can be selected by rotating the actuator.
  • Very high torque may be required to disengage the parking lock.
  • the installation space in this area on the automatic transmission is very small. It is therefore necessary to provide a high torque in a small installation space.
  • the actuation actuator 1 must absorb retroactive moments, in particular special torque on the output side, without rotating backwards.
  • the actuation actuator 1 has a gear unit 2, which comprises a spur gear 3, a worm gear 4 and a planetary gear 5.
  • the Ge gear unit 2 thus has three gear stages, a first gear stage being formed by a spur gear stage of the spur gear 3, a second gear stage being formed by a worm stage of the worm gear 4 and a third gear stage being formed by a planetary stage of the planetary gear 5.
  • the worm gear 4 can be designed to be self-locking in order to catch the retroactive moments.
  • the actuating actuator 1 also has a drive device 6 for generating a drive torque.
  • the drive device 6 is madebil det as an electric motor and connected to the actuator via the gear unit 2 in terms of transmission technology.
  • the drive device 6 has a drive shaft 7 and a drive wheel section 8 connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 7 - covered by the drive device 6.
  • the drive shaft 1 is rotated in one operation about a first axis of rotation D1, the drive wheel section 8 being carried along in the direction of rotation about the axis of rotation D1.
  • the spur gear 3 has a spur gear section 9 which engages with the drive gear section 8 of the drive device 6 to form the spur gear stage.
  • the spur gear section 9 is designed as a spur gear which meshes with the drive gear section 8 via helical teeth.
  • the worm gear 4 has a worm shaft 10 and a worm wheel section 11, which are in engagement with one another to form the worm stage.
  • the worm shaft 10 is non-rotatably connected to the spur gear section 9, where the worm shaft 10 rotates about a second axis of rotation D2 during operation.
  • the spur gear portion 9 is arranged coaxially to the axis of rotation D2 at one axial end of the worm shaft 10 and thus forms an input of the worm gear 4.
  • the worm shaft 10 has several screw gears on its outer circumference, which are in engagement with a helical toothing of the worm gear portion 11.
  • the worm wheel section 11 is designed as a worm or helical wheel for this purpose. In operation, the worm shaft 10 thus drives the worm gear section 11, which rotates about a third axis of rotation D3.
  • the planetary gear 5 has a ring gear section 12, a sun gear section 13 - contaminated by the worm gear section 11 -, a planet carrier 14 and a plurality of planet gears 15 rotatably mounted on the planet carrier 14.
  • the sun gear portion 13 is to form the planetary stage with each of the planet gears 15 in engagement, the planet carrier 15 in turn with the ring gear portion 12 are engaged.
  • the sun gear section 13 is rotatably connected to the worm gear section 11, the worm gear section 11, the ring gear section 12, the sun gear section 13, the planet carrier 14 and the planet gears 14 being arranged coaxially and / or concentrically with the third axis of rotation D3.
  • the worm gear section 12 and the sun gear section 13 are formed together by a step gear, which has the helical gearing to form the worm gear section 11 on its large outer circumference and a straight gearing to form the sun gear section 13 on its small outer circumference.
  • the actuation actuator 1 has a housing 16, the gear unit 2 and the drive device 6 being received together in the housing 16 and / or being rotatably mounted.
  • the ring gear section 12 forms an integral part of the housing 16 and is formed for this purpose by a toothing geometry introduced into the housing 16.
  • the sun gear section 13 drives the planet gears 15, which roll in the fixedly mounted ring gear section 12 of the planetary gear 5, so that the planet carrier 14 is rotated about the third axis of rotation D3.
  • the planet carrier 14 has a shaft section 17 which extends coaxially to the third axis of rotation D3.
  • the shaft portion 17 is formed by a non-rotatably connected to the planet carrier 14 pin which is guided through the planetary gear 5 and the worm gear 2.
  • the worm gear section 11 and / or the sun gear section 13 on the shaft section 17 are mounted and / or supported.
  • the actuation actuator 1 is equipped with a sensor device 18, only indicated schematically, which records a rotary movement of the planetary carrier 14.
  • the actuation actuator 1 has a sensor element 19 which is non-rotatably mounted on an axial end face of the shaft section 17 and generates a measuring range that can be detected by the sensor device 18.
  • the sensor element 19 is designed as a magnet, in particular as a permanent magnet, which generates a magnetic field as the measurement area.
  • the sensor device 18 is designed for this purpose as a magnetic field sensor, in particular as a Hall sensor, which detects a rotary movement of the planetary carrier 14 on the basis of the magnetic field.
  • other sensor principles can also be used.
  • the planet carrier 14 and thus the shaft section 17 with the sensor element 19 is rotated about the third axis of rotation D3, the rotational movement of the planet carrier 14 being sensed by the sensor device 18.
  • the sensor signal obtained therefrom can be evaluated by an evaluation unit - not shown - and then used to control the drive device 6.
  • FIG. 2 shows the actuation actuator 1 in a perspective illustration, as has already been described in FIG.
  • a torque path M runs - indicated schematically by dashed lines - from the drive device 6 via the spur gear 3 and the worm gear 4 to the Pla designated gear 5 - covered by the worm gear section 11 -, the spur gear 3, the worm gear 4 and the planetary gear 5 at the moment path M are arranged one behind the other.
  • the drive shaft 7, designed as a motor shaft forms a drive for the gear unit 2 and the planet carrier 14 forms an output of the gear unit 2. Since the output must be sensed directly, the shaft section 17 is from the side opposite the output side through the planetary gear 5 and the worm gear 4 the third axis of rotation D3 out.
  • the rotary movement of the planetary carrier 14 is guided via the planetary gear 5 and can be more easily detected by the sensor device 18 on the opposite side.
  • the shaft section 17 can also act as a bearing shaft for the step gear.
  • the drive wheel section 7 is designed as a motor pinion which has spur teeth.
  • the drive wheel section 8 has a smaller number of teeth than the spur gear section 9, so that the speed is reduced and the transmitted drive torque is increased.
  • the worm shaft 10 has a number of turns which is smaller than a number of teeth of the worm wheel section 11, so that the speed is further reduced and that transmitted drive torque is further increased. Furthermore, the speed can be further reduced by the planetary gear 5 and the drive torque on the planet carrier 14 can be increased further.
  • the drive device 6 and its drive shaft 7 are with their first axis of rotation D1 parallel to the worm shaft 10 and the second axis of rotation D2.
  • the third axis of rotation D3 is arranged rotated by 90 degrees ver to the first and the second axis of rotation and shifted by an axial offset. Due to the axial angles or axial offsets of the gear stages, the concept leads to a small, in particular flat, structural size.
  • an actuating actuator 1 is proposed, which can provide a high torque on the output side in a small space.
  • FIG. 3 shows the actuation actuator 1 in a perspective representation, the actuation actuator 1 having a housing cover 20 in the representation shown.
  • the housing cover 20 is designed as a bearing shell which shields the drive unit 6 and the gear unit 2.
  • the housing cover 20 is positively and / or non-positively and / or cohesively connected to the housing 16.

Abstract

Ein elektronisch gesteuertes Getriebesystem wird allgemein als "Shift-by-Wire"-Getriebesystem bezeichnet. Hierzu weisen derartige Getriebesysteme eine entsprechende Aktuatorik auf, welche ein elektrisches Signal in einen Gangwechsel bzw. Ein- und Auslegen der Parksperre umsetzt. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Betätigungsaktuator zu schaffen, welcher sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet und zugleich hohe Drehmomente bereitstellt. Hierzu wird ein Betätigungsaktuator (1) für ein Automatikgetriebe mit einer Antriebseinrichtung (6) zur Erzeugung eines Antriebsmoments, wobei die Antriebseinrichtung (6) eine Antriebswelle (7) aufweist, mit einer Getriebeeinheit (2) zur Übersetzung des Antriebsmoments auf ein Stellglied des Automatikgetriebes, wobei die Getriebeeinheit (2) ein Schneckengetriebe (4) zur Bildung einer Schneckenstufe sowie ein Planetengetriebe (5) zur Bildung einer Planetenstufe aufweist, wobei die Antriebswelle (7) einen Antrieb für die Getriebeeinheit (2) bildet, vorgeschlagen, wobei die Getriebeeinheit (2) ein Stirnradgetriebe (3) zur Bildung einer Stirnradstufe aufweist.

Description

Betätiqunqsaktuator für ein Automatikqetriebe sowie
Automatikqetriebe mit dem Betätiqunqsaktuator
Die Erfindung betrifft einen Betätigungsaktuator für ein Automatikgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Auto matikgetriebe mit dem Betätigungsaktuator.
Ein elektronisch gesteuertes Getriebesystem wird allgemein als "Shift-by-Wire"-Ge- triebesystem bezeichnet. Hierzu weisen derartige Getriebesysteme eine entspre chende Aktuatorik auf, welche ein elektrisches Signal in einen Gangwechsel bzw.
Ein- und Auslegen der Parksperre umsetzt. Üblicherweise weist die Aktuatorik ein Getriebe auf, welches dazu dient ein durch einen Elektromotor erzeugtes Drehmo ment auf eine Ausgangswelle zu übersetzen. Die Ausgangswelle rotiert wiederum ein Stellglied, welches zum Gangwechsel über mehrere unterschiedliche Stellpositionen verdreht wird. Dabei können insbesondere beim Auslegen der Parksperre hohe Drehmomente erforderlich sein.
Die Druckschrift EP 1536163 B1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen elektrischen Aktuator für ein Automatikgetriebe, welcher einen Adapter aufweist, um Drehbewegung zwischen dem Adapter und dem Automatikge triebe zu übertragen. Der Aktuator umfasst einen Elektromotor mit einer Ausgangs welle, einen Zahnradsatz, der den Adapter und die Ausgangswelle operativ an schließt, um Geschwindigkeit zu senken und Drehmoment zu erhöhen, das durch die Ausgangswelle des Elektromotors geliefert und an den Adapter angelegt wird, sowie einen Ausklinkmechanismus, der operativ an den Zahnradsatz angeschlossen ist und selektiv zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist, um den Adapter selektiv an den Elektromotor anzuschließen bzw. von diesem zu entkop peln.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Betätigungsaktuator der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet und zugleich hohe Drehmomente bereitstellt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Automatikgetriebe mit dem Betätigungsaktuator vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Betätigungsaktuator mit den Merk malen des Anspruchs 1 sowie durch ein Automatikgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen, den Zeichnungen und/oder der Beschreibung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Betätigungsaktuator, welcher für ein Automatikge triebe ausgebildet und/oder geeignet ist. Der Betätigungsaktuator dient insbesondere zum Ein- und Auslegen einer Parksperre („P“ und „nicht-P“), welche ein Fahrzeug ge gen Wegrollen sichert. Alternativ oder optional ergänzend dient der Betätigungsaktu ator zum Ein- und Auslegen von weiteren Gängen, wie z.B. „R“, „N“, „D“ und/oder „1“, „2“, „3“ etc. Vorzugsweise ist das Automatikgetriebe als ein sogenanntes „Shift-by- Wire“ Automatikgetriebe ausgeführt.
Der Betätigungsaktuator ist als ein mechatronisches Verstellsystem ausgeführt und weist hierzu eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung eines Antriebsmoments sowie eine Getriebeeinheit zur Übersetzung des Antriebsmoments auf. Die Antriebseinrich tung ist über die Getriebeeinheit getriebetechnisch mit einem Stellglied des Automa tikgetriebes verbunden. Insbesondere wird das Stellglied zur Gangwahl und/oder zum Ein- bzw. Auslegen der Parksperre durch den Betätigungsaktuator rotiert. Be vorzugt weist der Betätigungsaktuator ein Gehäuse auf, wobei die Getriebeeinheit und/oder der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet und/oder fixiert sind.
Die Antriebseinrichtung weist eine Antriebswelle auf, wobei die Antriebswelle einen Antrieb für die Getriebeeinheit bildet. Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung als ein Elektromotor ausgebildet. Die Getriebeeinheit weist ein Schneckengetriebe zur Bil dung einer Schneckenstufe sowie ein Planetengetriebe zur Bildung einer Planeten stufe auf. Insbesondere ist das Schneckengetriebe als ein Zylinder-Schneckenge triebe ausgebildet.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinheit ein Stirnrad getriebe zur Bildung einer Stirnradstufe aufweist. Insbesondere ist das Stirnradge triebe als ein einstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet. Die Getriebeeinheit ist somit mehrstufig, insbesondere dreistufig, ausgeführt. Bevorzugt ist eine erste Getriebe stufe durch die Stirnradstufe, eine zweite Getriebestufe durch die Schneckenstufe und eine dritte Getriebestufe durch die Planetenstufe definiert. Vorzugsweise sind das Schneckengetriebe, das Planetengetriebe und das Stirnradgetriebe getriebe technisch miteinander gekoppelt angeordnet, sodass das Antriebsmoment über die drei Getriebestufen umgesetzt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch das zusätzlich inte grierte Stirnradgetriebe deutliche höhere Drehmomente auf das Stellglied übertragen werden können. Diese hohen Drehmomente sind insbesondere für das Auslegen der Parksperre erforderlich. Zudem kann durch das Stirnradgetriebe der Bauraum in der Getriebeeinheit bzw. des Betätigungsaktuators reduziert werden. Somit kann ein ho hes Antriebsmoment auf einen geringen Bauraum zur Verfügung gestellt werden. Durch die dreistufige Übersetzung kann zudem die Bauteilbelastung der einzelnen Komponenten reduziert werden. Zudem kann die Antriebseinrichtung hinsichtlich ih rer Leistung optimiert werden, sodass deren Kosten gesenkt werden können.
In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Momenten- pfad von dem Stirnradgetriebe über das Schneckengetriebe zu dem Planetenge triebe verläuft. Insbesondere bildet der Momentenpfad einen Übertragungsweg für das Antriebsmoment von dem Antrieb zu einem Abtrieb der Getriebeeinheit. Dabei sind das Stirnradgetriebe, das Schneckengetriebe und das Planetengetriebe in dem Momentenpfad hintereinander angeordnet. Das Antriebsmoment wird derart durch die Stirnradstufe und/oder die Schneckenstufe und/oder die Planetenstufe übersetzt, sodass das Antriebsmoment, insbesondere an der Abtriebsseite, erhöht wird und/o der erhöht ist. Somit wird eine Getriebeeinheit vorgeschlagen, welche sich durch ein besonders hohes Übersetzungsverhältnis (i > 1) auszeichnet.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinrich tung einen mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Antriebsradabschnitt auf weist. Insbesondere ist der Antriebsradabschnitt als ein separates Zahnrad ausgebil det, welches drehfest, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, mit der Antriebswelle verbunden ist. Alternativ kann der Antriebsrad abschnitt jedoch auch als eine an der Antriebswelle angeordnete Verzahnungskontur ausgebildet sein. Im Speziellen ist der Antriebsradabschnitt als ein Motorritzel ausge bildet.
Gemäß dieser Ausführungsform weist das Stirnradgetriebe einen Stirnradabschnitt auf, wobei der Stirnradabschnitt zur Bildung der Stirnradstufe mit dem Antriebsradab schnitt in Eingriff steht. Insbesondere stehen der Stirnradabschnitt und der Antriebs radabschnitt über eine Gerad-, Schräg- und Pfeilverzahnung miteinander in Eingriff. Bevorzugt weist der Stirnradabschnitt eine Zähnezahl auf, welche größer ist als eine Zähnezahl des Antriebsradabschnitts. Somit ist der Betrag des Übersetzungsverhält nisses der Stirnradstufe |i| > 1 , wobei das übertragene Antriebsmoment vergrößert wird.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Schneckengetriebe eine Schnecken welle und einen Schneckenradabschnitt aufweist, wobei der Schneckenradabschnitt zur Bildung der Schneckenstufe mit der Schneckenwelle in Eingriff steht. Insbeson dere ist die Schneckenwelle als eine Welle mit einem oder mehreren Schraubengän gen ausgebildet. Vorzugsweise stehen die Schneckenwelle und der Schneckenrad abschnitt über eine Schrägverzahnung miteinander in Eingriff. Besonders bevorzugt sind die Drehachse der Schneckenwelle und die Drehachse des Schneckenrades um 90 Grad zueinander versetzt. Vorzugsweise stehen die Schneckenwelle und der Schneckenradabschnitt derart miteinander in Eingriff, sodass eine selbsthemmende Paarung umgesetzt ist. Dadurch können insbesondere rückwirkende Momente abge fangen werden. Bevorzugt weist der Schneckenradabschnitt eine Zähnezahl auf, welche größer ist als eine Gangzahl der Schneckenwelle. Somit ist der Betrag des Übersetzungsverhältnisses der Schneckenstufe |i| > 1 , wobei das übertragene An triebsmoment vergrößert wird.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schneckenwelle gleichgerich tet zu der Antriebswelle ausgerichtet ist. Besonders bevorzugt sind die Drehachsen der Schneckenwelle und der Antriebswelle parallel zueinander ausgerichtet auf grund der parallelen Anordnung der beiden Wellen, kann der Betätigungsaktuator deutlich kompakter bzw. flacher ausgestaltet werden. Vorzugsweise sind die An triebswelle und/oder die Schneckenwelle in dem Gehäuse drehbar gelagert aufge- nommen. Hierzu kann mindestens oder genau eine Lagereinrichtung, z.B. ein Wälz lager, vorgesehen sein.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Stirnradabschnitt drehfest mit der Schneckenwelle verbunden ist. Insbesondere bildet der abtreibende Stirnab schnitt zugleich einen Eingang in das Schneckengetriebe. Vorzugsweise ist der Stirn radabschnitt als ein separates Zahnrad, insbesondere Stirnrad, ausgebildet, welches drehfest, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüs- sig, mit der Schneckenwelle verbunden ist. Alternativ kann der Stirnradabschnitt je doch auch als eine endseitig an der Schneckenwelle angeformte Verzahnungskontur ausgebildet sein. Im Speziellen sind die Schneckenwelle und der Stirnradabschnitt einstückig, insbesondere aus einem gemeinsamen Materialabschnitt und/oder aus einem gemeinsamen Halbzeug gefertigt, miteinander verbunden. Es wird somit eine Getriebeeinheit vorgeschlagen, welche eine besonders kompakte Bauform aufweist. Zudem kann die Getriebeeinheit besonders kostengünstig gefertigt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Planetenge triebe einen Hohlradabschnitt, einen Sonnenradabschnitt, einen Planetenträger so wie mehrere auf dem Planetenträger drehbar gelagerte Planetenräder aufweist. Ins besondere ist das Planetengetriebe in einem sogenannten Zweiwellenbetrieb mit ei ner Umlaufübersetzung betrieben. Die Planetenräder stehen zur Bildung der Plane tenstufe mit dem Hohlradabschnitt und dem Sonnenradabschnitt in Eingriff. Insbe sondere weist das Planetengetriebe mindestens oder genau zwei, vorzugsweise mehr als drei, im Speziellen mehr als sechs der Planetenräder auf. Besonders bevor zugt ist der Hohlradabschnitt feststehend, wobei ein Antrieb über den Sonnenradab schnitt und ein Abtrieb über den Planetenträger erfolgt. Insbesondere ist der Hohlrad abschnitt als eine in das Gehäuse eingebrachte Innenverzahnung ausgebildet. Alter nativ kann der Hohlradabschnitt jedoch auch als ein separates Hohlrad ausgebildet sein, welches drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist. In einer weiteren Umsetzung vorgesehen, dass der Sonnenradabschnitt und der Schneckenradabschnitt drehfest miteinander verbunden sind. Insbesondere bildet der abtreibende Schneckenradabschnitt zugleich einen Eingang in das Planetenge triebe. Der Sonnenradabschnitt und der Schneckenradabschnitt können jeweils als ein separates Zahnrad ausgebildet sein, welche vorzugsweise drehfest, insbeson dere formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, miteinander ver bunden sind und/oder auf einer gemeinsamen Welle drehfest aufgenommen sind. Al ternativ sind der Sonnenradabschnitt und der Schneckenradabschnitt durch ein Stu fenrad gebildet, wobei der Sonnenradabschnitt und der Schneckenradabschnitt ein stückig, insbesondere aus einem gemeinsamen Materialabschnitt und/oder Halbzeug gefertigt, miteinander verbunden. Bevorzugt weist der Schneckenradabschnitt eine Zähnezahl auf, welche größer ist als eine Zähnezahl des Sonnenradabschnitts. Es wird somit eine Getriebeeinheit vorgeschlagen, welche eine besonders kompakte Bauform aufweist. Zudem kann die Getriebeeinheit besonders kostengünstig gefertigt werden.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Betätigungsaktuator eine Sensorein richtung zur Erfassung einer Drehbewegung des Planetenträgers aufweist. Insbeson dere ist die Sensoreinrichtung als ein berührungsloser Sensor ausgebildet. Vorzugs weise ist die Sensoreinrichtung als ein magnetischer und/oder optischer und/oder in duktiver Sensor ausgebildet. Beispielsweise ist die Sensoreinrichtung als ein Drehge ber zur Erfassung eines Drehwinkels oder ein Induktivgeber zur Erfassung einer Drehzahl ausgebildet. Im Speziellen ist die Sensoreinrichtung als ein Hallsensor aus gebildet.
Gemäß dieser Ausgestaltung weist der Planetenträger einen Wellenabschnitt auf.
Der Wellenabschnitt ist vorzugsweise koaxial durch den Sonnenradabschnitt und/o der den Schneckenradabschnitt geführt. Insbesondere sind der Sonnenradabschnitt und/oder der Schneckenradabschnitt drehbar auf dem Wellenabschnitt gelagert. Ins besondere wird der Drehwinkel und/oder die Drehzahl des Abtriebs direkt durch die Sensoreinrichtung über den Wellenabschnitt sensiert. Hierzu weist der Wellenab schnitt ein endseitig an dem Wellenabschnitt angeordnetes Sensorelement auf. Ins besondere dient das Sensorelement zur Bildung eines durch die Sensoreinrichtung erfassbaren Messpunktes oder Messbereichs. Beispielsweise kann das Sensorele ment als ein Magnet, insbesondere ein Dauermagnet, zur magnetischen Erfassung durch die Sensoreinrichtung ausgebildet sein. Alternativ kann das Sensorelement beispielsweise eine Markierung zur optischen Erfassung durch die Sensoreinrichtung aufweisen. Alternativ kann das Sensorelement eine Kontur zur induktiven Erfassung durch die Sensoreinrichtung aufweisen. Das Sensorelement ist dabei drehfest mit dem Wellenabschnitt verbunden, wobei das Sensorelement bei einem Antrieb durch die Antriebseinrichtung relativ zu der Sensoreinrichtung verdreht wird. Dadurch wird die Drehbewegung des Planetenträgers über das Planetengetriebe geführt und kann hier einfacher durch die Sensoreinrichtung erfasst werden. Im Speziellen ist das Sen sorelement lösbar und/oder verliersicher mit dem Wellenabschnitt verbunden. Bei spielsweise ist das Sensorelement über eine Schnappverbindung mit dem Wellenab schnitt verbunden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe mit dem Stell glied und mit dem Betätigungsaktuator, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden. Insbesondere dient das Stellglied zum Ein- und Auslegen der Parksperre und/oder zum Ein- und Auslegen der weiteren Gänge. Bevorzugt ist das Stellglied mit dem Ab trieb, insbesondere dem Planetenträger, der Getriebeeinheit bewegungsgekoppelt. Zur Arretierung der einzelnen Gänge ist das Stellglied zwischen mindestens zwei un terschiedlichen Schaltpositionen durch den Betätigungsaktuator bewegbar. Insbe sondere wird das Stellglied durch den Betätigungsaktuator um die Drehachse des Planetengetriebes verdreht. Beispielsweise ist in einer ersten Schaltposition die Park sperre eingelegt und in einer zweiten Schaltposition ausgelegt oder einer der weite ren Gänge, z.B. „N“ oder „D“, eingelegt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zei gen:
Figur 1 in einer Explosionsdarstellung einen Betätigungsaktuator für ein Automatikge triebe als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 2 in einer perspektivischen Darstellung den Betätigungsaktuator aus Figur 1 ohne Gehäusedeckel;
Figur 3 in gleicher Darstellung wie Figur 2 den Betätigungsaktuator mit einem Gehäu sedeckel.
Figur 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen Betätigungsaktuator 1, welcher zur Betätigung eines Automatikgetriebes, nicht dargestellt, ausgebildet und/oder geeig net ist. Beispielsweise ist das Automatikgetriebe als ein „Shift-by-Wire“ Automatikge triebe ausgebildet, wobei der Betätigungsaktuator 1 zum Ein- bzw. Auslegen eines Gangs des Automatikgetriebes auf Basis eines elektrischen Stellsignals ausgebildet ist. Hierzu ist der Betätigungsaktuator 1 mit einem entsprechenden Stellglied, nicht dargestellt, wirkverbunden, welches bei einer Betätigung des Betätigungsaktuators 1 zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Schaltpositionen verdreht wird. Bei spielsweise kann durch eine Rotation des Stellglieds eine Parksperre ein- und aus legt werden. Bei einer anderen Ausführung des Automatikgetriebes können über den Betätigungsaktuator 1 auch weitere Gänge, wie z. B. „P“, „R“, „N“, „D“, durch eine Rotation des Stellglieds gewählt werden.
Für das Auslegen der Parksperre können sehr hohe Drehmoment erforderlich sein. Zudem ist der Bauraum in diesem Bereich am Automatikgetriebe sehr gering. Es ist somit erforderlich, ein hohes Drehmoment auf geringem Bauraum zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich muss der Betätigungsaktuator 1 rückwirkende Momente, insbe sondere Drehmoment an Abtriebsseite, abfangen, ohne sich rückwärts zu drehen.
Hierzu weist der Betätigungsaktuator 1 eine Getriebeeinheit 2 auf, welche ein Stirn radgetriebe 3, ein Schneckengetriebe 4 und ein Planetengetriebe 5 umfasst. Die Ge triebeeinheit 2 weist somit drei Getriebestufen auf, wobei eine erste Getriebestufe durch eine Stirnradstufe des Stirnradgetriebes 3, eine zweite Getriebestufe durch eine Schneckenstufe des Schneckengetriebes 4 und eine dritte Getriebestufe durch eine Planetenstufe des Planetengetriebes 5 gebildet ist. Das Schneckengetriebe 4 kann hierbei selbsthemmend ausgeführt sein, um die rückwirkenden Momente abzu fangen. Der Betätigungsaktuator 1 weist zudem eine Antriebseinrichtung 6 zur Erzeugung ei nes Antriebsmoments auf. Die Antriebseinrichtung 6 ist als ein Elektromotor ausgebil det und über die Getriebeeinheit 2 getriebetechnisch mit dem Stellglied verbunden. Hierzu weist die Antriebseinrichtung 6 eine Antriebswelle 7 sowie einen drehfest mit der Antriebswelle 7 verbundenen Antriebsradabschnitt 8 - durch die Antriebseinrich tung 6 verdeckt - auf. Die Antriebswelle 1 wird in einem Betrieb um eine erste Dreh achse D1 rotiert, wobei der Antriebsradabschnitt 8 in Umlaufrichtung um die Dreh achse D1 mitgenommen wird.
Das Stirnradgetriebe 3 weist einen Stirnradabschnitt 9 auf, welcher zur Bildung der Stirnradstufe mit dem Antriebsradabschnitt 8 der Antriebseinrichtung 6 in Eingriff steht. Der Stirnradabschnitt 9 ist als ein Stirnrad ausgebildet, welches über eine Schrägverzahnung mit dem Antriebsradabschnitt 8 kämmt.
Das Schneckengetriebe 4 weist eine Schneckenwelle 10 und einen Schneckenrad abschnitt 11 auf, welche zur Bildung der Schneckenstufe miteinander in Eingriff ste hen. Die Schneckenwelle 10 ist drehfest mit dem Stirnradabschnitt 9 verbunden, wo bei in einem Betrieb die Schneckenwelle 10 um eine zweite Drehachse D2 rotiert.
Der Stirnradabschnitt 9 ist koaxial zu der Drehachse D2 an einem axialen Ende der Schneckenwelle 10 angeordnet und bildet somit einen Eingang des Schneckenge triebes 4. Die Schneckenwelle 10 weist an ihrem Außenumfang mehrere Schrauben gänge auf, welche mit einer Schrägverzahnung des Schneckenradabschnitts 11 in Eingriff stehen. Beispielsweise ist der Schneckenradabschnitt 11 hierzu als ein Schnecken- oder Schraubrad ausgebildet. Im Betrieb treibt die Schneckenwelle 10 somit den Schneckenradabschnitt 11 an, welcher um eine dritte Drehachse D3 ro tiert.
Das Planetengetriebe 5 weist einen Hohlradabschnitt 12, einen Sonnenradabschnitt 13 - durch den Schneckenradabschnitt 11 verdreckt -, einen Planetenträger 14 sowie mehrere auf dem Planetenträger 14 drehbar gelagerte Planetenräder 15 auf. Der Sonnenradabschnitt 13 steht zur Bildung der Planetenstufe mit jedem der Planeten räder 15 in Eingriff, wobei die Planetenträger 15 wiederum mit dem Hohlradabschnitt 12 in Eingriff stehen. Der Sonnenradabschnitt 13 ist drehfest mit dem Schneckenrad abschnitt 11 verbunden, wobei der Schneckenradabschnitt 11 , der Hohlradabschnitt 12, der Sonnenradabschnitt 13, der Planetenträger 14 sowie die Planetenräder 14 koaxial und/oder konzentrisch zu der dritten Drehachse D3 angeordnet sind. Bei spielsweise sind der Schneckenradabschnitt 12 und der Sonnenradabschnitt 13 ge meinsam durch ein Stufenzahnrad gebildet, welches zur Bildung des Schnecken radabschnitts 11 an seinem großen Außenumfang die Schrägverzahnung und zur Bildung des Sonnenradabschnitts 13 an seinem kleinen Außenumfang eine Gerad verzahnung aufweist.
Der Betätigungsaktuator 1 weist ein Gehäuse 16 auf, wobei die Getriebeeinheit 2 und die Antriebseinrichtung 6 gemeinsam in dem Gehäuse 16 aufgenommen und/o der drehbar gelagert sind. Der Hohlradabschnitt 12 bildet dabei einen integralen Be standteil des Gehäuses 16 und ist hierzu durch eine in das Gehäuse 16 eingebrachte Verzahnungsgeometrie gebildet. In einem Betrieb treibt der Sonnenradabschnitt 13 die Planetenräder 15 an, welche sich im fest gelagerten Hohlradabschnitt 12 des Pla netengetriebes 5 abrollen, sodass der Planetenträger 14 um die dritte Drehachse D3 rotiert wird.
Der Planetenträger 14 weist einen Wellenabschnitt 17 auf, welcher sich koaxial zu der dritten Drehachse D3 erstreckt. Der Wellenabschnitt 17 ist durch einen drehfest mit dem Planetenträger 14 verbundenen Stift gebildet, welcher durch das Planeten getriebe 5 und das Schneckenradgetriebe 2 geführt ist. Beispielsweise sind der Schneckenradabschnitt 11 und/oder der Sonnenradabschnitt 13 an dem Wellenab schnitt 17 gelagert und/oder abgestützt.
Ferner ist der Betätigungsaktuator 1 mit einer Sensoreinrichtung 18, nur schematisch angedeutet, ausgestattet, welche eine Drehbewegung des Planetenträgers 14 er fasst. Hierzu weist der Betätigungsaktuator 1 ein Sensorelement 19 auf, welches an einer axialen Stirnseite des Wellenabschnitts 17 drehfest montiert und einen durch die Sensoreinrichtung 18 erfassbaren Messbereich erzeugt. Beispielsweise ist das Sensorelement 19 als ein Magnet, insbesondere als ein Permanentmagnet, ausgebil det, welcher ein Magnetfeld als den Messbereich erzeugt. Die Sensoreinrichtung 18 ist hierzu als ein Magnetfeldsensor, insbesondere als ein Hall-Sensor, ausgebildet, welcher auf Basis des Magnetfelds eine Drehbewegung des Planetenträgers 14 de- tektiert. Alternativ sind aber auch andere Sensorprinzipien anwendbar. In einem Be trieb wird der Planetenträger 14 und somit der Wellenabschnitt 17 mit dem Sensorel ement 19 um die dritte Drehachse D3 rotiert, wobei die Drehbewegung des Planeten trägers 14 durch die Sensoreinrichtung 18 sensiert wird. Das daraus gewonnene Sensorsignal kann durch eine Auswerteeinheit - nicht dargestellt - ausgewertet wer den und anschließend zur Steuerung der Antriebseinrichtung 6 herangezogen wer den.
Figur 2 zeigt den Betätigungsaktuator 1 in einer perspektivischen Darstellung, wie dieser bereits in Figur 1 , beschrieben wurde. In der gezeigten Darstellung verläuft ein Momentpfad M - schematisch durch gestrichelte Linie angedeutet -, von der Antriebs einrichtung 6 über das Stirnradgetriebe 3 und das Schneckengetriebe 4 zu dem Pla netengetriebe 5 - durch den Schneckenradabschnitt 11 verdeckt -, wobei das Stirn radgetriebe 3, das Schneckengetriebe 4 und das Planetengetriebe 5 in dem Moment pfad M hintereinander angeordnet sind. Somit bildet die als Motorwelle ausgebildete Antriebswelle 7 einen Antrieb der Getriebeeinheit 2 und der Planetenträger 14 einen Abtrieb der Getriebeeinheit 2. Da der Abtrieb direkt sensiert werden muss, ist der Wellenabschnitt 17 von der zur Abtriebsseite gegenüberliegenden Seite durch das Planetengetriebe 5 und das Schneckengetriebe 4 entlang der dritten Drehachse D3 geführt. Dadurch wird die Drehbewegung des Planetenträgers 14 über das Planeten getriebe 5 geführt und kann an der gegenüberliegenden Seite einfacher durch die Sensoreinrichtung 18 erfasst werden. Zudem kann der Wellenabschnitt 17 neben der Durchführung der Drehbewegung zugleich als Lagerwelle für das Stufenzahnrad die nen.
Wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, ist der Antriebsradabschnitt 7 als ein Motorritzel ausgebildet, welches eine Stirnverzahnung aufweist. Der Antriebsradab schnitt 8 weist dabei eine kleinere Zähnezahl als der Stirnradabschnitt 9 auf, sodass die Drehzahl verkleinert und das übertragene Antriebsmoment vergrößert wird. Die Schneckenwelle 10 weist eine Gangzahl auf, welche kleiner ist als eine Zähnezahl des Schneckenradabschnitts 11 , sodass die Drehzahl weiter verkleinert und das übertragene Antriebsmoment weiter vergrößert wird. Weiter kann die Drehzahl durch das Planetengetriebe 5 weiter reduziert und das Antriebsmoment an dem Planeten träger 14 weiter erhöht werden.
Die Antriebseinrichtung 6 und deren Antriebswelle 7 liegen mit ihrer ersten Dreh achse D1 parallel zu der Schneckenwelle 10 bzw. der zweiten Drehachse D2. Die dritte Drehachse D3 ist zu der ersten und der zweiten Drehachse um 90 Grad ver dreht angeordnet und um einen Achsversatz verschoben. Durch die Achswinkel bzw. Achsversätze der Getriebstufen führt das Konzept zu einer geringen, insbesondere flachen, Baugröße. Somit wird ein Betätigungsaktuator 1 vorgeschlagen, der auf ge ringem Bauraum ein hohes Drehmoment auf der Abtriebsseite zur Verfügung stellen kann.
Figur 3 zeigt den Betätigungsaktuator 1 in einer perspektivischen Darstellung, wobei der Betätigungsaktuator 1 in der gezeigten Darstellung einen Gehäusedeckel 20 auf- weist. Der Gehäusedeckel 20 ist als eine Lagerschale ausgebildet, welche die An triebseinheit 6 und die Getriebeeinheit 2 abschirmt. Beispielsweise ist der Gehäuse deckel 20 formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Ge häuse 16 verbunden.
Bezuqszeichen
1 Betätigungsaktuator Getriebeeinheit Stirnradgetriebe Schneckengetriebe Planetengetriebe Antriebseinrichtung Antriebswelle
8 Antriebsradabschnitt
9 Stirnradabschnitt
10 Schneckenwelle
11 Schneckenradabschnitt
12 Hohlradabschnitt
13 Sonnenradabschnitt
14 Planetenträger
15 Planetenräder
16 Gehäuse
17 Wellenabschnitt
18 Sensoreinrichtung
19 Sensorelement
20 Gehäusedeckel
D1 erste Drehachse
D2 zweite Drehachse
D3 dritte Drehachse

Claims

Patentansprüche
1. Betätigungsaktuator (1 ) für ein Automatikgetriebe mit einer Antriebseinrichtung (6) zur Erzeugung eines Antriebsmoments, wobei die Antriebseinrichtung (6) eine Antriebswelle (7) aufweist, mit einer Getriebeeinheit (2) zur Übersetzung des Antriebsmoments auf ein Stellglied des Automatikgetriebes, wobei die Getriebeeinheit (2) ein Schneckengetriebe (4) zur Bildung einer Schneckenstufe sowie ein Planetengetriebe (5) zur Bildung einer Pla netenstufe aufweist, wobei die Antriebswelle (7) einen Antrieb für die Getriebeeinheit (2) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (2) ein Stirnradgetriebe (3) zur Bildung einer Stirnradstufe auf weist.
2. Betätigungsaktuator (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Mo- mentenpfad (M) von dem Stirnradgetriebe (3) über das Schneckengetriebe (4) zu dem Planetengetriebe (5) verläuft, wobei das Antriebsmoment derart durch die Stirn radstufe und/oder die Schneckenstufe und/oder die Planetenstufe übersetzt wird, so- dass das Antriebsmoment erhöht wird.
3. Betätigungsaktuator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) einen mit der Antriebswelle (7) drehfest verbundenen An triebsradabschnitt (8) aufweist und dass das Stirnradgetriebe (3) einen Stirnradab schnitt (9) aufweist, wobei der Stirnradabschnitt (9) zur Bildung der Stirnradstufe mit dem Antriebsradabschnitt (8) in Eingriff steht.
4. Betätigungsaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Schneckengetriebe (4) einen Schneckenradabschnitt (11) und eine Schneckenwelle (10) aufweist, wobei der Schneckenradabschnitt (11 ) zur Bildung der Schneckenstufe mit der Schneckenwelle (10) in Eingriff steht und wobei die Schneckenwelle (10) zu der Antriebswelle (7) gleichgerichtet ist.
5. Betätigungsaktuator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnradabschnitt (9) drehfest mit der Schneckenwelle (10) verbunden ist.
6. Betätigungsaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Planetengetriebe (5) einen Hohlradabschnitt (12), einen Son nenradabschnitt (13), einen Planetenträger (14) sowie mehrere auf dem Planetenträ ger (14) drehbar gelagerte Planetenräder (15) aufweist, wobei die Planetenräder (15) zur Bildung der Planetenstufe mit dem Hohlradabschnitt (12) und dem Sonnenradab schnitt (13) in Eingriff stehen, wobei der Planetenträger (14) einen Abtrieb der Getrie beeinheit (2) bildet.
7. Betätigungsaktuator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pla nentengetriebe (5) mit seiner Drehachse (D3) zu der Schneckenwelle (10) und/oder der Antriebswelle (7) um 90 Grad verdreht ist.
8. Betätigungsaktuator (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenradabschnitt (13) und der Schneckenradabschnitt (11 ) drehfest miteinan der verbunden sind.
9. Betätigungsaktuator (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung (18) zur Erfassung einer Drehbewegung des Planetenträgers (14), wobei der Planetenträger (14) einen Wellenabschnitt (17) und ein endseitig an dem Wellenabschnitt (17) angeordnetes Sensorelement (19) aufweist, wobei das Sensorelement (19) drehfest mit dem Wellenabschnitt (17) verbunden ist, sodass das Sensorelement (19) bei einem Antrieb durch die Antriebseinrichtung (6) relativ zu der Sensoreinrichtung (18) verdreht wird.
10. Automatikgetriebe mit dem Stellglied und der Betätigungsaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied zur Ar retierung der einzelnen Gänge zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Schalt positionen durch den Betätigungsaktuator (1) bewegbar ist.
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