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Title:
ACTUATING DEVICE COMPRISING A SELF-BLOCKING RADIALLY-ACTING SPRING MECHANISM IN THE NON-DRIVEN STATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/019959
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuation device (1) for a clutch of a motor vehicle comprising a rotor (2) rotationally drivable by a drive unit and comprising a slide unit displaceable in the axial direction and which is movably coupled to the rotor (2) by means of a threaded drive (5) having multiple rolling elements (4), wherein, during a rotation of the rotor (2) caused by a first drive force applied by the drive unit within a threaded section (6) of the slide unit, the rolling elements (4) roll away due to an axial displacement of the slide unit, wherein a parking brake unit (3) is provided on the rotor (2) which parking brake unit, in a first position in which the drive unit is located in a non-driven state, automatically fixes the rotor (2) to the threaded section (6) for axial holding of the slide unit; and a clutch with an actuation device (1) of this type.

Inventors:
WALTER JEAN (FR)
Application Number:
PCT/DE2015/200418
Publication Date:
February 11, 2016
Filing Date:
July 24, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D23/14; F16D67/02
Foreign References:
DE102012207325A12012-11-29
EP2031264A22009-03-04
DE102013207210A12013-11-14
DE102012207325A12012-11-29
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Claims:
Patentansprüche

Betätigungsvorrichtung (1 ) für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem, von einer Antriebseinheit rotatorisch antreibbaren Rotor (2) und mit einer in axialer Richtung verschiebbaren Schlitteneinheit, die mit dem Rotor (2) mittels eines, mehrere Wälzkörper (4) aufweisenden Gewindetriebes (5) bewegungsgekoppelt ist, wobei die Wälzkörper (4) bei einem Verdrehen des Rotors (2) mittels einer durch die Antriebseinheit aufgebrachten ersten Antriebskraft innerhalb eines Gewindeabschnittes (6) der Schlitteneinheit, unter einem axialen Verschieben der Schlitteneinheit, abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rotor (2) eine Feststellbremseinrichtung (3) vorgesehen ist, die in einer ersten Stellung, in der die Antriebseinheit in einem antriebslosen Zustand befindlich ist, zum axialen Halten der Schlitteneinheit, den Rotor (2) an dem Gewindeabschnitt (6) selbsttätig festlegt.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stellung der Feststellbremseinrichtung (3) eine axiale Verschiebung der Schlitteneinheit relativ zum Rotor (2) gesperrt ist und in einer zweiten Stellung der Feststellbremseinrichtung (3) die Schlitteneinheit relativ zum Rotor (2) in axialer Richtung verschiebbar ist.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremseinrichtung (3) ein in radialer Richtung zumindest abschnittsweise verschiebbares federelastisches Sperrelement (16) aufweist, das in der ersten Stellung kraftschlüssig an den Gewindeabschnitt (6) angelegt ist.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (16) als ein Federelement ausgeführt ist, das mit einem ersten Abschnitt (18) fest mit der Außenumfangsfläche (7) des Rotors (2) verbunden ist und mit einem zweiten Abschnitt (19) in radialer Richtung elastisch verformbar angebracht ist.

5. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (16) einen Belag aufweist, der in der ersten Stellung reibkraftschlüssig an dem Gewindeabschnitt (6) anliegt.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremseinrichtung (3) einen koaxial zum Rotor (2) angeordneten und relativ zum Rotor (2) verdrehbaren Verstellring (10) aufweist, der gegenüber dem Rotor (2) in beiden Drehrichtungen federelastisch vorgespannt ist.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremseinrichtung (3) einen in radialer Richtung verschiebbar in dem Rotor (2) gelagerten Verstellstift (10) aufweist, der von einer radialen Innenseite gegen das Sperrelement (16) andrückbar ist.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (10) an seiner radialen Außenseite eine Betätigungskontur (12) aufweist, die das Sperrelement (16) in der ersten Stellung gegen den Gewindeabschnitt (6) drückt.

Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremseinrichtung (3) in beide, entgegengesetzten Drehrichtungen des Rotors (2) wirkt. 10. Kupplung mit einer Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Description:
Betätigungsvorrichtung mit im antriebslosem Zustand selbst sperrendem radial wirkendem Federmechanismus

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahr- zeuges, wie einem PKW, LKW, Bus oder landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug, nämlich zum Öffnen und Schließen der Kupplung, mit einem, von einer Antriebseinheit rotatorisch antreibbaren Rotor und mit einer in axialer Richtung verschiebbaren Schlitteneinheit, die mit dem Rotor mittels eines, mehrere Wälzkörper aufweisenden Gewindetriebes bewegungsgekoppelt ist, wobei die Wälzkörper bei einem Verdrehen des Rotors mittels einer durch die Antriebseinheit aufgebrachten ersten Antriebskraft innerhalb eines Gewindeabschnittes der Schlitteneinheit, unter einem axialen Verschieben der Schlitteneinheit, abrollen.

Betätigungsvorrichtungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bereits mehrfach bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2012 207 325 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Die Antriebsvorrichtung, wie sie hierin offenbart ist, ist für Kraftfahrzeuge ausgelegt und weist eine Betätigungseinrichtung zum Herstellen und Lösen einer drehfesten Verbindung zwischen wenigstens einer Eingangseinrichtung und wenigstens einer Ausgangseinrichtung einer Kupplungseinrichtung auf. Die Betätigungseinrichtung der Kupplungseinrichtung weist einen mechanischen Energiespeicher auf, welcher dafür vorgesehen ist, zum Herstellen der Drehmomentübertragung, in der Kupplungsvorrichtung eine erste Anpresskraft zwischen der wenigstens einen Eingangseinrichtung und der wenigstens einen Ausgangseinrichtung aufzubringen.

Zudem ist der Anmelderin interner Stand der Technik bekannt, der noch nicht veröffentlicht worden ist und eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung offenbart, die weiterhin eine Statoreinrichtung und eine verdrehbar zur Statoreinrichtung angeordnete Rotoreinrichtung aufweist. Durch Drehung der Rotoreinrichtung ist eine in axialer Richtung zumindest begrenzt verlagerbare Schlitteneinrichtung bewegbar. Durch die Verschiebung der Schlitteneinrichtung wird wiederum ein Hebelelement, wie eine Tellerfeder, bewegt. Die Schlitteneinrichtung ist hierbei durch eine Vorspanneinheit auf das Hebeelement gedrängt.

Durch diese aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen sind somit bereits Betätigungsvorrichtungen in Form von elektrischen Zentralausrückern bekannt, die etwa Selbsthaltefedern aufweisen, die die Schlitteneinheit gegen ein bestimmtes Element andrücken, um einen dauerhaften Kontakt zwischen diesen beiden Bauteilen zu gewährleisten.

Bei einigen dieser bekannten Systemen ist es jedoch nachteilig, dass zum Halten der Schlitteneinheit in einer bestimmten Stellung, eine gewisse Aktorkraft aufrecht gehalten werden muss, um, aufgrund der herrschenden Betriebszustände, wie Temperatureinflüsse oder Vibrationen, ein selbständiges Bewegen der Schlitteneinheit relativ zum Rotor zu verhindern. Denn unter Umständen, bei ungünstigen Abrollbedingungen der Wälzkörper in dem Gewindeabschnitt des Gewindetriebes kann es vorkommen, dass sich das System von alleine unter den Umständen der äußeren Belastungen verschiebt. Die an die Betätigungsvorrichtung angekoppelten Organe, etwa Hebelelemente, wie Tellerfedern, können dadurch ebenfalls verschoben werden, wodurch gar geschaltete / eingerückte Verbindungen innerhalb der Kupplung unbeabsichtigt gelöst werden können.

Es wurde zwar versucht, diese Nachteile derart zu beheben, dass der Gewindeabschnitt eine bestimmte selbsthemmende Geometrie (umfassend die Steigung und den Mittenkreisdurchmesser) ausbildet, wodurch die Betätigungsvorrichtung jeweils sicher in der jeweilig geschalteten Stellung gehalten werden soll. Hierbei war es jedoch, um eine ausreichende Sicherheit zur Verfügung zu stellen, notwendig, die Antriebseinheit auch in den jeweiligen Stellungen der Betätigungsvorrichtung, nach erfolgtem Verschieben der Schlitteneinheit in einem aktivierten Zustand zu belassen, um in der jeweiligen Position stets eine gewisse Kraft auf den Schlitten auszuüben, damit dieser sicher in gehalten ist. Dies hat jedoch wiederum den Nachteil, dass es zu einem relativ hohen Verbrauch an elektrischer Energie kommt, wodurch wiederum der Wirkungsgrad der Betätigungsvorrichtung nachteilig beeinflusst wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und ein verläßliches Blockieren der Schlitteneinheit in der jeweiligen Position zu gewährleisten, wobei gleichzeitig der Wirkungsgrad der Betätigungsvorrichtung weiter verbessert werden soll.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Rotor eine Feststell- bremseinrichtung vorgesehen ist, die in einer ersten Stellung, in der die Antriebsein- heit in einem antriebslosen Zustand befindlich ist, zum axialen Halten der Schlitteneinheit, den Rotor an dem Gewindeabschnitt selbsttätig festlegt.

Durch eine solche Ausgestaltung der Betätigungsvorrichtung ist es möglich, eine Verschiebung zwischen der Schlitteneinheit und dem Rotor in einem unbetätigten Zustand der Aktoreinheit sicher umzusetzen. Die Aktoreinheit kann in den jeweiligen Stellungen der Betätigungsvorrichtung vollständig deaktiviert werden, wodurch die Aktoreinheit in diesen Stellungen dann keine elektrische Energie verbraucht. Der Wirkungsgrad wird dadurch wesentlich verbessert.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn in der ersten Stellung der Feststellbremseinrichtung eine axiale Verschiebung der Schlitteneinheit relativ zum Rotor gesperrt ist und in einer zweiten Stellung der Feststellbremseinrichtung die Schlitteneinheit relativ zum Rotor in axialer Richtung verschiebbar ist. Dadurch ist die Feststellbremseinrichtung besonders einfach aufgebaut. Weist die Feststellbremseinrichtung ein in radialer Richtung zumindest abschnittsweise verschiebbares, federelastisches Sperrelement / Federelement auf, das in der ersten Stellung kraftschlüssig, vorzugsweise reibkraftschlüssig, an den Gewindeabschnitt angelegt ist, ist die Feststellbremseinrichtung einfach an dem Rotor anbringbar bzw. in diesen integrierbar.

Vorzugsweise ist das Sperrelement auch als ein, vorzugsweise (blech-) streifenförmiges / blattförmiges Federelement ausgeführt, das mit einem ersten Abschnitt fest mit der Außenumfangsflache des Rotors verbunden ist und mit einem zweiten Abschnitt in radialer Richtung elastisch verformbar angebracht ist. Dadurch ist eine Art Blattfederelement umsetzbar, das in radialer Richtung verformbar ist, und besonders kostengünstig herstellbar ist. Zudem ist es besonders platzsparend in dem Rotor integrierbar.

Weist das Sperrelement weiterhin einen (Reib-)Belag auf, der in der ersten Stellung reibkraftschlüssig an dem Gewindeabschnitt anliegt, ist die Feststellbremseinrichtung besonders effektiv nach der Wirkungsart einer Trommelbremse ausführbar, wobei die bereits vorhandene Struktur des Gewindeabschnittes unmittelbar genutzt werden kann, um mit dem Sperrelement reibkraftschlüssig in Kontakt zu treten.

Zweckmäßig ist es zudem, wenn die Feststellbremseinrichtung (als Stellglied) einen koaxial zum Rotor angeordneten und relativ zum Rotor verdrehbaren Verstellring aufweist, welcher Verstellring gegenüber dem Rotor in beiden Drehrichtungen federelastisch vorgespannt ist. Ein solcher Verstellring kann weiterhin besonders platzsparend in dem Rotor integriert werden. Dadurch wird weiter Bauraum eingespart.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Feststellbremseinrichtung eine in radialer Richtung verschiebbar in dem Rotor gelagerten Verstellstift aufweist, der von einer radialen Innenseite gegen des Sperrelement andrückbar ist. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin besonders auch von Vorteil, wenn der Verstellring an seiner radialen Außenseite eine Betätigungskontur, vorzugsweise eine nockenartige Erhebung aufweist, die das Sperrelement in der ersten Stellung gegen den Gewindeabschnitt drängt / andrückt. Vorzugsweise ist diese nockenartig Erhebung derart angeordnet, dass sie auf den Verstellstift und dieser wiederum auf das Sperrelement drückt. Dadurch ist die Feststellbremseinrichtung weiter platzoptimiert ausgestaltet.

Wirkt die Feststellbremseinrichtung weiterhin in beiden, entgegengesetzten Drehrichtungen des Rotors, kann jegliche Position der Schlitteneinheit relativ zum Rotor mittels der Verstellbremseinrichtung auf einfache Weise festgelegt / blockiert werden.

Weiterhin ist auch eine Kupplung mit einer Betätigungsvorrichtung nach zumindest einer der zuvor genannten Ausführungsformen hiermit umfasst, wodurch auch die gesamte Kupplung besonders hinsichtlich des Wirkungsgrades verbessert werden kann.

In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Anordnung zur Selbstsperrung der vorzugsweise als elektrischer Zentralausrücker ausgebildeten Betätigungsvorrichtung umgesetzt. Diese Selbstsperrung kann in jedem Zustand, auch ohne Rotorbetätigung, stattfinden. Hierfür wird der Rotor mit der Spindel (Kugelgewindespindel) / dem Gewindeabschnitt über zwei umfangsmäßige Federn, im unbetätigten Zustand, in einer mittigen Position gehalten. In dieser Position ist ein Sperrelement zwischen Rotor und Kugelgewindespindel angeordnet, welches Sperrelement eine radiale Sperrkraft auf die Spindel ausübt. Bei dem Sperrelement kann es sich um ein System von Stift und Tellerfeder / Blattfeder oder ähnlichem handeln. In der mittigen Position drückt die Feder radial auf den Stift. Wird der Rotor umfangsmäßig mit Kraft beaufschlagt, so verlassen die Umfangsfedern ihre Gleichgewichtsstellung, und der Stift gelangt außerhalb des Wirkbereiches der Tellerfeder. Zum Betätigen des Stiftes (oder der Feder) weist das Rotorteil in diesem Bereich einen Nocken bzw. zwei umfangsmäßig beabstandete Einkerbungen auf, in die der Stift bei Rotorbetrieb eintaucht. Das Wirkprinzip kann auch umgekehrt werden, was Positionen von Nocken, Stift usw. angeht. Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer in Längsrichtung geschnittenen

Zusammenbaueinheit, wie sie in der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform eingesetzt ist, wobei auf die detaillierte Darstellung der Schlitteneinheit verzichtet worden ist und hierbei insbesondere der Gewindeabschnitt zu erkennen ist, der radial um den Rotor herum angeordnet ist,

Fig. 2 eine isometrische Darstellung der in Fig. 1 bereits gezeigten

Zusammenbaueinheit, wobei insbesonders das den Verstellring gegenüber dem Rotor vorspannende Federelement gut zu erkennen ist,

Fig. 3 eine Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Zusammenbaueinheit der

Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung in einer zweiten Stellung geschalten ist, in der zwei für die Vorspannung des Verstellrings verwendete Federelemente derart verformt sind, dass ein mit dem Verstellring zusammenwirkender Verstellstift, in einem eingefahrenen Zustand befindlich ist, sodass das Sperrelement beabstandet von dem Gewindeabschnitt angeordnet ist,

Fig. 4 eine Detailansicht des in Fig. 3 mit IV gekennzeichneten Bereiches, in dem besonders gut die im Verstellring eingebrachte Betätigungskontur zu erkennen ist,

Fig. 5 wiederum eine Vorderansicht der Betätigungsvorrichtung, wie sie bereits in Fig. 3 zu erkennen ist, wobei die Feststellbremseinrichtung der Betätigungseinrichtung nicht, wie in Fig. 3, in einer zweiten Stellung befindlich ist, in der die Verdrehung zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Rotor frei möglich ist, sondern in einer ersten Stellung befindlich ist, in der die Verdrehung zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Rotor mittels des Sperrelementes blockiert ist,

Fig. 6 eine Detailansicht des in Fig. 4 bereits dargestellten Bereichs in einer isometrischen Darestellung, wobei die erste Stellung nach Fig. 5 geschalten ist und insbesondere die Lage des Verstellstiftes sowie des Sperrelementes der Feststellbremseinrichtung, durch Verschiebung durch eine Erhebung am Verstellring zu erkennen ist,

Fig. 7 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung nach einer der Fig. 1 bis 6, welche Figur ähnlich zur Fig. 3 ist und wiederum das Sperrelement die zweite Stellung einnimmt, wobei jedoch der Rotor nun gegenüber dem Verstellring nicht in einer ersten Drehrichtung, wie in Fig. 3, sondern in einer dazu entgegengesetzten zweiten Drehrichtung verdreht ist, und der Verstellstift in einer anderen Aussparung im Verstellring eingefahren ist, sodass sich der Rotor relativ zu dem Gewindeabschnitt frei verdrehen lässt, und

Fig. 8 eine Längsschnittdarstellung der in Fig. 1 dargestellten

Betätigungsvorrichtung, wobei besonders gut die Lage des Verstellstiftes sowie des Sperrelementes relativ zu den Wälzkörpern des Gewindetriebes zu erkennen ist.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die in den Fig. 1 bis 8 dargestellte Betätigungsvorrichtung 1 ist für das Öffnen und Schließen einer Kupplung vorgesehen. Die Kupplung ist eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges und vorzugsweise für einen Hybridantrieb ausgestaltet. Die Betätigungsvorrichtung 1 ist als ein elektrischer Zentralausrücker ausgebildet.

Die Darstellungen der Betätigungsvorrichtung 1 in den Fig. 1 bis 8 sind der Übersichtlichkeit halber auf einen Zusammenbau / eine Zusammenbaueinheit zwischen einem Rotor 2 und einem Gewindeabschnitt 6 eines Gewindetriebes 5 beschränkt. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist jedoch nicht nur den von einer ebenfalls zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellten Antriebseinheit, nämlich einer elektrischen Antriebseinheit, etwa einem Elektromotor, rotatorisch antreibbaren Rotor 2, sondern auch eine in axialer Richtung verschiebbare Schlitteneinheit auf. Auch die Schlitteneinheit zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt und ist mit dem Rotor 2 mittels des, mehrere Wälzkörper 4 aufweisenden Gewindetriebes 5 bewegungsgekoppelt. Die in Fig. 1 gut zu erkennenden, als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 4 sind derart zwischen dem Rotor 2 und dem Gewindeabschnitt 6 angeordnet, dass sie bei einem Verdrehen des Rotors 2 mittels einer durch die Antriebseinheit aufgebrachten Antriebskraft, die größer als eine Mindestverstellkraft ist, innerhalb des Gewindeabschnittes 6 der Schlitteneinheit abrollen. Zugleich verschiebt sich bei diesem Verdrehen des Rotors 2 die Schlitteneinheit in axialer Richtung. Die Schlitteneinheit, die üblicherweise ein Betätigungslager, etwa ein Ausrück- oder ein Einrücklager aufnimmt, wirkt unmittelbar auf die Stellung der Kupplung ein. So ist eine erste axiale Position der Schlitteneinheit so gewählt, dass die Kupplung vorzugsweise in einer eingekuppelten Stellung befindlich ist, und eine zweite axiale Position der Schlitteneinheit, die gegenüber der ersten axialen Position verschoben ist / beabstandet ist, so gewählt, dass die Kupplung in einer ausgekuppelten Stellung befindlich ist. Zwischen diesen beiden Positionen wird derart umgeschaltet, indem der Rotor 2 in eine erste Drehrichtung oder in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung verdreht wird.

Zum axialen Feststellen der Schlitteneinheit relativ zum Rotor 2, d. h. um die Schlitteneinheit gegenüber dem Rotor 2 zu blockieren, ist erfindungsgemäß eine Feststellbremseinrichtung 3 an dem Rotor 2 vorgesehen / angebracht. Die Feststellbremseinrichtung 3 ist zumindest in einer ersten Stellung, in einem antriebslosen Zustand der Antriebseinheit, in dem nämlich die Antriebskraft kleiner als die Mindestverstellkraft ist, derart angeordnet, dass sie den Rotor 2 an dem Gewindeabschnitt 6 selbsttätig festlegt / festhält.

Wie weiterhin in Fig. 1 gut zu erkennen ist, ist der Gewindeabschnitt 6 als ein spiralförmig verlaufender Federdraht ausgebildet, wobei durch zwei benachbarten Windungen jeweils ein Gewindegang definiert ist. Der Gewindeabschnitt 6 erstreckt sich radial außerhalb des Rotors 2 umlaufend um den Rotor 2 herum.

Der Rotor 2 weist an seiner radialen Außenseite 7, nämlich einer radialen Außenumfangsfläche, eine um den Umfang herum verlaufende, durchgängige Führungsrille 8 auf. Innerhalb dieser Führungsrille sind die Wälzkörper 4 aufgenommen und entlangrollbar gelagert. Der Rotor 2 ist im Wesentlichen hülsenförmig ausgestaltet. In einem axialen Bereich des Rotors 2 weist dieser eine Radiallagerung 9 auf, mittels der er verdrehbar gegenüber einem gehäusefesten Bauteil drehbar angeordnet ist. Die Radiallagerung 9 ist hierbei als ein Wälzlager, nämlich als ein Rillenkugellager in Form eines Doppelrillenkugellagers, ausgebildet.

Radial innerhalb des Rotors 2 ist ein hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellter Stator der Antriebseinheit angeordnet, der wahlweise in Abhängigkeit der Betriebsstellung der Antriebseinheit den Rotor 2 drehend antreibt. Weiterhin sei erwähnt, dass der Gewindeabschnitt 6 in axialer Richtung fest mit dem Schlitten / der Schlitteneinheit verbunden ist. Bei einer Verdrehung des Rotors 2 relativ zu dem Gewindeabschnitt 6 kommt es daher sowohl zu einem axialen Verschieben des Gewindeabschnittes 6, als auch zu einem axialen Verschieben der Schlitteneinheit.

Die genauere Ausgestaltung der Feststellbremseinrichtung 3 ist im Weiteren besonders gut in Verbindung mit den Fig. 2 bis 7 ersichtlich. Die Feststellbremseinrichtung 3 weist zum einen einen Verstellring 10 auf, der an einer radialen Innenumfangsseite des Rotors 2, nämlich zwischen dem Rotor 2 und dem Stator, angeordnet ist. Der Verstellring 10 ist mit seiner Außenumfangsseite in die Innenumfangsfläche des Rotors 2 eingesteckt und durch die Innenumfangsfläche des Rotors 2 geführt, wobei Verstellring 10 und Rotor 2 eine Art Spielpassung zwischeneinander ausbilden. Der im Wesentlichen hülsenförmige Verstellring 10 ist somit verdrehbar und koaxial relativ zum Rotor 2, radial innerhalb des Rotors 2 angeordnet. Zugleich ist der Verstellring 10 in axialer Richtung fest mit dem Rotor 2 verbunden. Der Verstellring 10 ist drehend durch den Rotor 2 antreibbar.

In einem ersten Umfangsbereich weist der Verstellring 10 an seiner Außenumfangsfläche 11 eine Betätigungskontur 12 auf, die in Form von zwei axial verlaufenden Aussparungen 13 gebildet ist. Eine erste Aussparung 13a verläuft hierbei um einen gewissen axialen Abstand parallel zu einer zweiten Aussparung 13b. Die beiden Aussparungen 13a, 13b sind geometrisch mittels eines Stegabschnittes 14 getrennt. Beide Aussparungen 13a, 13b sind in Form von Nuten ausgebildet. Der Stegabschnitt 14 ist als nockenförmige Erhebung / Nocken ausgebildet. Der Stegabschnitt 14 erstreckt sich in radialer Richtung genau so weit nach außen, dass er den gleichen Außenradius aufweist wie der übliche, kreisrunde Bereich der Außenumfangsfläche 11 , der entlang des Umfangs an die Aussparungen 13a und 13b anschließt. Mit der durch die Aussparungen 13a, 13b und den Stegabschnitt 14 gebildeten Betätigungskontur 12 wirkt ein in radialer Richtung verschiebbar gelagerter Verstellstift 15 zusammen. Der Verstellstift 15 ist in Form eines Pins ausgebildet. Der Verstellstift 15 ist in Richtung seiner Längsachse in radialer Richtung ausgerichtet sowie zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung verschiebbar. Wiederum radial außerhalb des Verstellstiftes 15, der radial außerhalb des Verstellrings 10 angeordnet ist, ist ein Sperrelement 16 in Form eines Reibelementes angebracht. Das Sperrelement 16 ist als ein federelastisches Blech / ein federelastischer Blechstreifen ausgebildet. Mit einem ersten axialen Bereich ist dieses Sperrelement 16 fest in einer, entlang des Umfangs teilweise verlaufenden Ausnehmung 17 in der Außenumfangsfläche des Rotors 2 eingebracht. Die Dicke des Sperrelementes 16 entspricht dabei der Tiefe der Ausnehmung 17. Mit einem weiteren, zweiten Abschnitt liegt das Sperrelement 16 lose / unverbunden an der Außenumfangsfläche des Rotors 2 an und ist somit mit diesem zweiten Abschnitt 19 von dem Rotor 2 in radialer Richtung entfernbar. Das Sperrelement ist im Wesentlichen gebogen verlaufend. Auf einer radialen Innenseite dieses ersten Abschnittes 18 liegt eine erste Stirnseite des Verstellstiftes 15 an. Mit einer zweiten Stirnseite liegt der Verstellstift 15 an der Betätigungskontur 12 an.

In einem zweiten Umfangsbereich, der gegenüber dem ersten Umfangsbereich um etwa 180° versetzt ist, stützen sich zwei Federelemente 20a und 20b in beide Drehrichtungen des Verstellrings 10 an dem Verstellring 10 ab. Die beiden Federelemente 20a und 20b sind als Schraubenfedern ausgebildet und vorzugsweise bezüglich ihrer Federlänge und Federhärte gleich ausgebildet. Beide Federelemente 20a und 20b erstrecken sich in Längsrichtung entlang des Umfangs. Mit einer ersten Seite stützen sich die beiden Federelemente 20a und 20b jeweils an einem Anschlag 21 des Rotors 2 ab. Mit einem, diesem ersten Ende entgegengesetzten, zweiten Ende stützen sich die beiden Federelemente 20a und 20b jeweils an einen ersten oder einen zweiten Gegenanschlag 22a, 22b des Verstellrings 10 ab. Der erste Gegenanschlag 22a sowie der zweite Gegenanschlag 22b des Verstellrings 10 sind jeweils als ein in radialer Richtung sich erstreckender Steg ausgestaltet. Die beiden Gegenanschläge 22a und 22b sind in Umfangsrichtung / entlang des Umfangs um einen bestimmten Betrag voneinander beabstandet. Entlang des Umfangs, zwischen diesen beiden Gegenanschlägen 22a und 22b, ist der Anschlag 21 des Rotors 2 angeordnet. So befindet sich das erste Federelement 20a in einem Zwischenraum zwischen dem ersten Gegenanschlag 22a und dem Anschlag 21 und das zweite Federelement 20b in einem zweiten Zwischenraum zwischen dem Anschlag 21 und dem zweiten Gegenanschlag 22b. Die beiden Federelemente 20a und 20b sind bezüglich ihrer Federhärte derart aufeinander abgestimmt, dass der Rotor 2 in einem ersten Antriebszustand der Antriebseinheit (Antriebskraft größer als die Mindestverstellkraft und in eine erste Drehrichtung wirkend), wie er in Fig. 3 dargestellt ist, in einer ersten Drehrichtung gegenüber dem Verstellring 10 verdreht ist. Bei Verdrehung des Rotors in die erste Drehrichtung, in dem ersten Antriebszustand, ist der Verstellstift 15 in einer eingefahrenen Stellung innerhalb der zweiten Aussparung 13b an dem Verstellring 10 anliegend. Dadurch ist das Sperrelement 16 in diesem als zweite Stellung der Feststellbremseinrichtung 3 bezeichneten Zustand von dem Gewindeabschnitt 6 beabstandet und der Rotor 2 relativ zum Gewindeabschnitt 6 verdrehbar, sodass der Gewindeabschnitt 6 in axialer Richtung verschoben wird.

Ist die Antriebseinheit, wie in Fig. 7 gut zu erkennen, in einen zweiten Antriebszustand geschalten (Antriebskraft größer als die Mindestverstellkraft und in eine zweite Drehrichtung wirkend), ist der Rotor 2 gegenüber dem Verstellring 10 in eine zweite Drehrichtung verdreht. In diesem zweiten Antriebszustand, ist der Verstellstift 15 in die erste Aussparung 13a in dem Verstellring 10 verschoben. In diesem zweiten Antriebszustand ist das zweite Federelement 20b gespannt / zusammengedrückt, wobei das erste Federelement 20a entspannt ist. Das Sperrelement 16 ist in diesem als zweite Stellung der Feststellbremseinrichtung 3 bezeichneten Zustand wiederum von dem Gewindeabschnitt 6 beabstandet, so dass sich der Gewindeabschnitt 6 relativ zu dem Rotor 2 verdrehen lässt. Bei einem Unterschreiten der Mindestverstellkraft ist schließlich der als erste Stellung der Feststellbremseinrichtung 3 bezeichnete Zustand in den Figuren 5 und 6 erreicht. In dieser ersten Stellung ist das erste Federelement 20 entspannt und der Verstellring 10 derart verdreht, dass der Verstellstift 15 durch die nockenförmige Erhebung / den Stegabschnitt 14 radial nach außen in seine ausgefahrene Stellung bewegt ist und gegen das Sperrelement 16 angedrückt ist. Unterhalb der Mindestverstellkraft, etwa bei einer komplett abgeschalteten / deaktivierten Antriebseinheit sind die beiden Federelemente 20a und 20b im Wesentlichen um den gleichen Weg ausgefahren. Somit ist das Sperrelement 16 in der ersten Stellung der Feststellbremseinrichtung 3 im zweiten Abschnitt 19 in radialer Richtung nach außen gedrückt, so dass es fest, nämlich reibkraftschlüssig mit einem an ihm angebrachten Reibbelag an dem Gewindeabschnitt 6 anliegt. Somit wird in dieser ersten Stellung eine Verdrehung des Rotors 2 relativ zu dem Gewindeabschnitt 6 und somit auch eine axiale Verschiebung der Schlitteneinheit gesperrt blockiet.

In Fig. 8 ist wiederum besonders gut die Anordnung des Verstellstiftes 15 sowie des Sperrelementes 16 in axialer Richtung des Rotors 2 angedeutet. Der Verstellstift 15 sowie das Sperrelement 16 sind vorzugsweise in einer Axialrichtung neben der Führungsrille 8 angeordnet, nämlich vorzugsweise auf einer der Radiallagerung 9 abgewandten Seite der Führungsrille 8.

In anderen Worten ausgedrückt, ist hiermit eine Betätigungsvorrichtung in Form eines elektrischen Zentralausrückers umgesetzt. Um eine Bestromung in den jeweilige Positionen / Haltepositionen der Schlitteneinheit zu ersparen, soll der Kugelgegewindetrieb 5 über eine sichere Auslegung verfügen, die im Rückwirkungsbetrieb oder bei indirektem Wirkungsgradbetrieb, einen zweifellosen Selbsthemmungszustand bietet, oder η' < 0. Da eine verlässliche Selbsthemmung durch die eigene Kugelgewindetriebs-Kontruktion nicht gegeben ist (Wälzkörper / Kugeln weisen einen Reiungskoeffizient p generell von 0.3 bis 0.6 auf), muss eine extra Selbstsperrvorrichtung (Feststellbremseinrichtung3) hinzugefügt werden. Diese ist in dem Antriebsmotor / Rotor befestigt, bzw. intergriert. Der Rotor 2 der Antriebseinheit / des Elektro-Antriebsmotors ist in der Kugelgewindespindel 5 rotatorisch gelagert, und durch zwei gegenübergestellte Federn 20a, 20b in einer definierten mittige Position (erste Stellung) ohne eine Bestromung des Elektro- Antriebsmotors zurückgestellt. In dieser mittigen Position übt die Nocke 14 eine radiale Kraft aus, die durch den radialen Stift 15, in der Kugelgewindespindel 5 gleitend angeordnet, an der Blattfeder 16 weitergeleitet ist. Diese Kraft sorgt für die Ausstreckung der Blattfeder 16 zwischen der Kugelgewindespindel, um in der Kugelgewindemutter eine Reibkraft bzw. Klemmkraft auszuüben, die die Verdrehung der Kugelgewindespindel zur Kugelgewindemutter verhindert. Die Verdrehung des Elektro-Antriebsmotors initiert als erstes die Verdrehung dieses Nockens 14 innerhalb der Kugelgewindespindel 5, die gleichzeitig eine umfangsförmig angeordnte Feder 20a, 20b vorspannt, und den Rückzug des Stiftes 15 bzw. der Blattfeder 16 verursacht. Wenn eine der tangentialen Federn 20a oder 20b genug vorgespannt ist, ist die Blattfeder 16 nicht mehr in Berührung mit der Kugelgewindemutter 6 und deren innerer Laufbahn, und der Nocke 14 befindet sich rotatorisch im Eingriff (mechanischen Anschlag) mit der Kugelgewindespindel 5, sodass der Elektro- Antriebsmotor sein Antriebsmoment direkt an der Kugelgewindespindel 5 ohne Hindernis überleiten kann.

Bei Abschluss dieser Betätigungsbewegung, entspannt sich wieder die umfangsförmig angeordnte Feder 20a, 20b, und initiiert somit eine zusäztliche Verdrehung der Nocke 14, die eine Klemmwirkung der Blattfeder 16 auf die innere Laufbahn der Kugelgewindemutter zurfolge hat. Der Ausgangszustand sowie der Eingangszustand der Kugelgewindepsindel gehen aus einer geklemmten Position aus, die sich vor der tatsächliche Betätigung einzieht, und sich nach der tatsächlichen Betätigung auszieht, um zu verhindern, seine eigene Reibkraft während der Betätigung mitzuschleppen.

Somit ist der Nocke 14 Bestandteil des Elektro-Antriebsmotors. Dieser Nocke 14 ist zu der Kugelgewindespindel rotatorisch gelagert, und seine mittige Position ist durch zwei umfangsförmig gegenübergestellte Federn 20a, 20b erzielt. Dieser Nocke 14 kann das Antriebsmoment durch zwei umfangsförmige mechanische Anschläge an der Kugelgewindespindel überleiten. Die Blattfeder 16 berührt die innere Laufbahn der Kugelgewindemutter und ist über einen radial verschiebar angeordneten Stift 15 betätigt. Die Blattfeder 16 hat die Aufgabe eine Rückstellkraft nach innen auf den Stift 15 auszuüben, und auch eine Druckkraft gegen die Kugelgewindemutter in ausgestreckter Position des Stiftes 15 auszuüben. Das Unterteil des Radialstiftes 15 berührt die Nockenkontur 12, sodass die Druckwirkung, bzw. die Klemmwirkung von der Blattfeder 16 in mittiger Winkelposition der Nocken 14 zur Kugelgewindespindel erzielt wird. Durch Verdrehung der Nocke 14 gegenüber der Kugelgewindespindel, taucht der Stift 15 ein, und die Klemmwirkung geht verloren. Die Verhinderung der Klemmwirkung sorgt dafür, dass bei Betätigung des Kugelgewindetriebes 5 kein unnötiges Schleppmoment, das beim Stillstand des Systemes notwendig ist, zur Gewährleistung der Selbstsperrung, erzeugt wird, und steigert somit den gesamten Wirkungsgrad des Kupplungsaktors 1 .

Bezuqszeichenliste Betätigungsvornchtung

Rotor

Feststellbremseinrichtung

Wälzkörper

Gewindetrieb

Gewindeabschnitt

Außenseite

Führungsrille

Radiallagerung

Verstellring

Außenumfangsfläche

Betätigungskontur

a erste Aussparung

b zweite Aussparung

Stegabschnitt

Verstellstift

Sperrelement

Ausnehmung

erster Abschnitt

zweiter Abschnitt

a erstes Federelement

b zweites Federelement

Anschlag

a erster Gegenanschlag

b zweiter Gegenanschlag