Daneben lassen sich elektrische Stellmotoren auch an Komponenten wie Abgasturboladern zur Aufladung von gemischverdichtenden Verbrennungskraftmaschinen einsetzen. Ab- gasturbolader wurden bisher über den im Saugrohr ermittelten Unterdruck angesteuert ; eine automatisierbare Betätigungsmöglichkeit solcher Abgasturbolader ist durch das Vor- sehen eines elektrischen Antriebes gegeben.

Stand der Technik Stellmotoren, die üblicherweise als Kupplungs- oder Getriebesteller eingesetzt werden, umfassen einen Gleichstrom-Elektromotor, auf dessen Ankerwellc eine Schnecke ange- formt ist, welche mit einem Schneckenrad kämmt ; es können darüber hinaus auch weitere Getriebestufen vorgesehen sein. Mittels des Gleichstrom-Elelctromotors kann entweder eine Linear-oder eine Rotationsbewegung erzeugt werden.

Daneben können Gleichstrommotoren als Stellmotoren an Anbaukomponenten von Ver- brennungskraftmaschinen wie z.B. einem Abgasturbolader eingesetzt werden. Dessen Tur- binenlaufrad treibt ein Verdichterlaufrad an, mit welchem eine bessere Füllung der Zylin- der einer Verbrennungskraftmaschine erreicht werden kann. In EP 0 683 852 B1 ist ein <BR> <BR> <BR> Abgasturbolader für Brennkraftmaschinen offenbart. Der Abgasturbolader umfa#t eine mit Lagermitteln in einem Gehäuse angebrachte Antriebswelle, die ein abgasgetriebenes Tur- binenlaufrad mit dem Laufrad eines Verdichters antriebsmäßig verbindet. Es ist ferner eine Gasstrom-Steuervorrichtung vorgesehen, die stromaufwärts vom Turbinenlaufrad positio-

niert ist und zur Einstellung der Betriebsleistung des Abgasturboladers dient. Femer ist ein elektrisch antreibbarer Stellmotor zur Regulierung des Betriebes der Gäs-Strom- Steuervorrichtung über ein Gestängemittel als Reaktion auf ein elektrisches Signal vorge- sehen, das zumindest vom Austrittsdruck des Verdichters abhängt.

Das Gehäusemittel weist eine ein Au#engewinde aufweisende mehrgängige Führungs- schraube auf, mit der ein Scluaubglied mit einen entsprechenden Innengewinde in Eingriff steht. Entweder das Schraubglied oder die Führungsschraube ist so angeordnet, daß es bzw. sie sich bei der Drehung der Fiihrungsschraube bzw. des Schraubglieds allgemein geradli- nig bewegt. So wird die Drehung in eine Bewegung der Gas-Strom-Steuereinrichtung um- gewandelt.

Bei Stromausiall an dem als Gleichstrommotor ausgebildeten elektrischen Antrieb ist eine Verstellung des Motors entweder gar nicht oder nur mit relativ hohen Kräften möglich. Bei Einsatz an einem Abgasturbolader läßt sich dieser aus seiner zum Zeitpunkt des Stromaus- falles herrschenden Leitschauielringstellungen nicht mehr verstellen. Steht der Leitschau- felring am Abgasturbolader z. B. in geschlossener Position-ist eine Durchströmung durch das Abgas nicht möglich-so muß am bei durch Stromausfall lahmgelegten Stellantrieb sichergestellt sein, daß bei plötzlichem Gasgeben der Abgasturbolader nicht durch eine zu <BR> <BR> <BR> hohe Drehzahl Schaden nimmt.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Darstellung der Erfindung Mittels der in den Ausführungsvarianten der Erfindung nachfolgenden dargestellten Lö- zungen lassen sich eine Reihe von Vorteilen in bezug auf eine Verstellung eines Abgastur- boladers mit elektrischem Stellantrieb bei Stromausfall an diesem erzielen.

Erfindungsgemä# lä#t sich bei elelctrischen Antrieben mit einein Schneckenantrieb und einem Stirnrad, welches mit einer Zahnstange zusammenarbeitet, zwischen Schneckenan- trieb und Stirs11 B. ein au#enverzahntes Ritzel - ein Formgedächtnis-Element anord- nen, welches z. B. als ein beheizbarer Draht oder ein beheizbares Federelement beschaffen sein kann. Das Wärmedehungsverhalten des Formgedächtnis-Elementes kann in vorteil- hafter Weise dazu benutzt werden, nur im bestromten Zustand des Stellantriebes eine kraal- oder formschlüssige Verbindung zwischen z. B. als Schneckenrad oder Ritzel ausgebildeten Kraftübertragungselementen herzustellen. Bei Stromausfall am elektrischen Aktuator ist auch ein beheizbar ausgeführtes formgedächtnis-Element von der Stromversorgung abge- schnitten, so da# dessen Wärmedehnungsverhalten eine Formänderung an demselben be-

wirkt. Die Formänderung des Formgedächtnis-Elementes, z. B. ein aus einer NiTi- Legierung bestehendes Federelement, bewirkt das Zurüclcfahren von beispielsweise stift- förmig ausgebildeten Kupplungselementen aus einer oder mehrerer der Kraftübertragungs- komponenten, so daß diese relativ zueinander verstellbar sind.

Wird ein derart ausgestalteter Antrieb zur Verstellung an einem Abgasturbolader an einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, lassen sich dessen Turbinensteller und der stromlo- se Stellantrieb sofort voneinander entkoppeln. Die Reibkräfte sind nach der Entkopplung so gering, daß schon geringe Strömungskräfte ein sicheres Öffnen des Leitschaufelrings am Abgasturbolader ermöglichen. Damit ist dieser wirksam vor Beschädigungen bei Strom- ausfall am elektrischen Stellantrieb geschützt.

Durch die errindungsgemäß geschilderte Ausfuhrungsvariante ist eine Entkopplung eines Getriebes nach Vornähme geringfügiger Modifikationen am Stellantrieb möglich, so daß weitestgehend auf bewährte Baukomponenten zurückgegriffen werden kann. Bei Einsatz von Formgedächtnis-Elementen aus NiTi-Legiertmgen lassen sich die Schalttempe- raturen in einem weiten Bereich einstellen. Mit NiTi-Legierungen lassen sich Schalttempe- raturen zwischen -30°C and 350°C erzielen.

In einer weiteren Ausfuhrungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens läßt sich ein Ausrückelement an der Ankerwelle des den Stellantrieb betätigenden elektri- schen Aktuators unmittelbar aufnehmen. Das ausrückelement lä#t sich im einfachsten Fall als eine die Ankerwelle des elektrischen Aktuator umgebende Feder ausbilden, die sich an einem Bund, der auf der Ankerwelle vorgesehen ist, abstützt. Bei Stromausfall wirkt zwi- schein den Blechpaketen des Ankers und des gehäusefest angeordneten Ständers das Rast- moment, aufgebaut durch das elektromagnetische Feld. Das Ausrückelement übt auf die Ankerwelle eine die durch das Rastmoment erzeugte Stellkraft übersteigende translatori- sche FEaR aus, so daß die Ankerwelle in toto, d. h. auch die an dieser aufgenommenen Kraftübertragungselemente, au#er Eingriff mit den weiteren Kraftübertragungselementen gestellt werden.

In bestromten Zustand sind die Wicklungen des elektrischen Aktuators stromdurchflossen und werden daher problemlos von den Permanentmagneten gegen die Kraft eines ge- sppannten Ausrückelementes in der Betriebsosition gehalten. Es können Arbeits- und End- positionsgeber am elektrischen Aktuator vorgesehen werden, ohne daß aufwendige Modi- fikatonen an diesem vorzunehmen sind.

Mit dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung kann durch Anordnung des nachgeordneten Getriebes auf der Anlcerwelle eine platzsparende Variante geschaffen werden ; die Poltopfverlängerung, d. h. die Verlängerung des Gehäuses des den Ständer und die Ankerwelle aufnehmenden Teils des elektrischen Aktuator kann mit einem auch axial Kräfte aufnehmenden Lager versehen werden, so daß lediglich geringfügige Änderungen an bereits bestehenden Systemen vorzunehmen sind und sich die erfindungsgemä# vorge- schlagene Lösung wirtschaftlich umsetzen lä#t.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend en detail erläutert.

Es zeigt : Figuren 1, 2 aus dem Stand der Technik bekannte Stellantriebe, Figur 3 eine ineinander gesteckte Schneckenrad-/Ritzelanordnung, Figuren 4. 1, 4.2 Draufsicht und Schnittdarstellung der Schnecken- rad/Ritzelanordnung gemäß Figur 3 in unbestromtem Zustand, Figur 5.1,5.2 Draufsicht und Schnittdarstellung der Schnecken- rad/Ritzelanordnung gemä# Figur 3 in bestromtem Zustand, Figur 6. 1 eine Einzeldarstellung des Schneckenrades Figur 6. 2 eine Einzeldarstellung des Ritzels, Figur 6. 3 eine Einzeldarstellung des Ausrückelementes, Figur 7 ein Detail des Ausrückelementes, Figur 8. 1 eine weitere Ausführungsvariante mit gehäuseintegriertern Ausrük- kelement in bestromtem Zustand und Figur 8.2 eine Ausführungsvariante mit geh~useintegriertem Ausrückelement in unbestromtem Zustand.

Ausführungsvarianten Den Darstellungen gemäß der Figuren l und 2 sind aus dem Stande der Technik bekannte Stellantriebe entnehmbar.

Auch aus der Darstellung gemäß Figur l ist eine Kolben/Zylinderanordnung bekannt, bei der sich ein Kolben in einem geschlossenen Zylinder in Bewegungsrichtung 6 auf-und abbewegt. In Anlenkpunkt 4 ist ein Koppelelement 2 am im Zylinder bewegbaren Kolben angelenkt, welches mit seinem dem Kolben gegenüberliegenden Anlenkpunkt 4 an einem Schwenkhebel 3 gelenkig gelagert ist. Der Schwenkhebel 3, der in der Darstellung gemäß Figur l in L-Form ausgebildet ist, ist um eine Schwenkachse 5 verschwenkbar und be- schreibt einen mit dem Dooppelpfeil 7 bezeichneten Schwenkweg. Der Darstellung gemäß Figur 2 ist ein Elektroantrieb 12 entnehmbar, der mittels einer Ankerwelle 11, auf welchem z. B. eine Schnecke angeformt sein kann, mit einem Schneckenrad 13 zusammenarbeitet.

"Das Schneckenrad 13 ist mit einer zur auf der Ankerwelle 11 korrespondierenden Schnek- kem'adaußenverzahnung versehen und in beide Richtungen des mit Bezugszeichen 14 identifizierten Doppelpfeiles verdrehbar.. Koaxial zum. Schneckenrad 13 der Getriebean- ordnung 9 ist ein z. B. mit einer Außenverzahnung verzahntes Ritzel 10 gelagert, dessen Außenverzahnung mit einer Zahnstange 8 zusammenarbeitet, die an der dem Ritzel 10 zu- weisenden Seite mit einer Au#enverzahnung versehen ist. Die Zahnstange 8 ist im Anlenk- punkt 4 an einem Schwenkhebel 3 gelagert, der seinerseits um eine Schwenkachse 5 be- wegbar ist und dessen freies Ende eine mit Bezugszeichen 7 bezeichnete Schwenkbewe- gung in beide Richtungen des Doppelpfeiles ausführt.

Die Darstelung gemä# Figur 3 zeigt die Anordnung von ineinander gesteckten Steckenrad- und au#enverzahntem Ritzel 10. Der Draufsicht und der Seitenansicht einer kombinierten <BR> <BR> <BR> Schneckenrad-Ritzelanordnung ist entnehmbar, da# beide Kraftübertragungselemente 10 bzw. 13 koaxial zueinander gelagert sind. An der Außenseite des Schneckenrades 13 ist eine Schneckenradaußenverzahnung angeordnet, während das Ritzel 10 sowohl mit einer Au#enverzahnung versehen ist, die sowohl als eine Gradverzalmung als auch eine Schräg- verzahnung beschaffen sein kann. Die Au#enverzahnung 15 des Ritzels 10 ist in der Dar- <BR> <BR> <BR> stellung gemä# Figur 3 ist nicht dargestellt; das Schneckenrad 13 lä#t sich in beide Rich- zungen des in Figur 3 gezeigten Doppelpfeiles 14 bewegen, je nach Drehrichtung des elek- trischen Aktuators, an dessen Ankerwelle 11 eine Schnecke angeformt sein kann.

Aus den Darstellungen gemäß der Figuren 4.1 bzw. 4.2 gehen Draufsicht und Schnittdar- stellung einer Schneckenrad-/Ritzelanordnung gemäß Figur 3 in unbestromtem Zustand näher hevor.

Aus der Draufsicht gemäß der Darstellung in Figur 4. 1 geht die koaxiale Lagerung von mit einer Au#enverzahnung 17 versehenem Schneckenrad 13 an einer Gehäuseschale 18 sowie an einer diese Elemente lagernden Lagerwelle 16 näher hervor.

Die Schnittdarstellung gemäß Figur 4.2 zeigt die Schneckenrad-/Ritzelanordnung in unbe- stromtem Zustand 23. Auf der Lagerungswelle 16 ist das mit einer Au#enverzahnung 15 versehene Ritzel 10 verdrehbar gelagert. Bei der Außenverzahnung 15 des als Kraftüber- tragungselement füngierenden Ritzels 10 kann es sich sowohl um eine Gradverzahnung wie auch um eine Schrägverzahnung handeln. Das Ritzel 10, welches auf der Lagerwelle 16 verdrehbar aufgenommen ist, ist teilweise in einer Ausnehmung 26 des Schneckenrades 13 eingelassen und wird von mit einer Au#enverzahnung 17 versehenen Schneckenrad 13 umschlossen. Das Schneckenrad 13 gemäß der Darstellung in Figur 4. 2 ist drehfest auf der Lagerwelle 16 gelagert, z. B. auf diese einen Pressitz erzeugend aufgescluumpft.

Am als Ritzel 10 ausgebildeten Kraftübertragungselement sind gemäß der Darstellung in Figur 4. 2 einander gegenüberliegend Einrastöffnungen 22 ausgebildet. Die Seitenwände der Einrastöffnungen 22 können - hier nicht dargestellt - mit Anschrägungen versehen sein, um das Einfahren von Kupplungsstiften zu erleichtern.

An der Stirnseite des mit einer Au#enverzahnung 17 versehenen Schneckenrades 13 ist eine Gehäuseschale 18 vorgesehen. Die Gehäuseschale 18 umschlie#t ein Ausrückelement 19, welches ein Amstellelement 19. 2, einen Kupplungsteil 19.1 sowie ein Heizungs- /Isolationselement 19. 3 umfaßt. In der Ausführungsvariante, die in den Figuren 4.1 bzw.

4.2 dargestellt ist, kann das vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildete Anstellelei-nent 19.2 entweder direkt beheizt werden oder mittels einer das Anstellelement 19. 2 umschließenden Isolation bzw. Heizer 19. 3 mittelbar beheizt werden. Dadurch läßt sich das Anstellelement 19.2 als ein Formgedächtnis-Element einsetzen. Das als Formgedächtnis-Element dienende Anstellteil 19. 2 des Ausrückelementes 19 wirkt auf ein Kupplungsteil 19. 1 des Ausdrücke- zementes ein. Dieses ist mittels eines oder mehrerer Rückstellfederelemente 20 gegen eine Stirnwand des Schneckenrades 13 vorgespannt. Am Kupplungsteil 19. 1 sind darüber hin- aus das Schneckenrad 13 in Bohrungen 21 oder Öffnungen durchsetzende stiftförmige Klauen angebracht, welche in die bereits erwähnten Einrastöfmungen 22 des als Ritzel 10 konfigurierten Kraftübertragungselementes einfahren.

In der Schnittdarstellung der Schmecken-/Ritzelanordnung gemäß Figur 4. 2 befindet sich das Ausrückelement 19 in einer eine Relativdrehung zwischen dem Kraftübertragungsele- menten Schneckenrad 13 und Ritzels 10 ermöglichenden Position. In diesem Zustand ist das als Formgedächtnis-Element dienende Anstellelement 19.2 des Ausrückelementes 19 durch die Heizung 19.3 nicht beheizt, d. h. die im Gehäuse 18 sich an einer Stirnseite des Schneckenrades 13 abstützenden Rückstellfederelemente 20 drücken das Kupplungsteil 19.1 in richtung auf das nicht beheiztes Formgedächtnis-Element 19.2, so da# die stift- förmigen Klauen aus der Mehrzahl von Einrastöffnungen 22, die an der dem Kupplungsteil 19. 1 gegenüberliegenden Stirnseite des als Ritzel 10 ausgebildeten Kraftübertragungsele- mentes ausgefahren bleiben. Durch Ausrücken der stiftförmigen Klauen aus den Ein- rastöfrhungen 22 ist eine Relativbewegung und des Ritzels 10, welches auf der Lage- rungswelle 16 verdrehbar ist, relativ zu dem auf der Lagerungswelle 16 drehfest aufge- nommenen Schneckenrad 13 möglich.

Aus den Darstellungen gemäß der Figuren 5.1,5.2 gehen Draufischt und Darstellung einer Schneckem'ad-/Ritzelanordnung gemäß Figur 3 in bestromten Zustand näher hervor.

Die Draufsicht gemäß Figur 5.1 entspricht der im Zusammenhang mit Figur 4. 1 bereits beschriebenen Darstellung Aus der Schnittdarstellung 5. 2 der Schneckenrad-/Ritzelanordnung im bestromten Zustand 24 geht hervor, daß in diesem Falle die durch Beheizung des Formgedächtnis-Elementes, d. h. Anstellelement 19. 2, erzeugte Dilatation gegen die Rückstellfedern 20 wirkt, die sich an einer Stirnseite des es Schneckenrades 13 abstützen. Durch die Dilatation des Anstellele- mentes 19.2 bei direkter Bestromung oder bei beheizung über die Gehäuseschale 18 wird das Kupplungsteil 19.1 gegen die Wirkung der Rückstellfedern 20 in Richtung auf das Schneckenrad 13 bewegt. Die am Kupplungsrad 19. 1 ausgebildeten, stiftförmig beschaffe- nen Klauen fahren in die Einrastöffnungen 22 des als Kraitübertragungselementes dienen- den Ritzels 10 ein. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem auf der Lagerwelle 16 drehfest aufgenommenen, mit einer Außenverzahnung 17 versehenen Schneckenrad 13 und dem auf der Lagerwelle 16 drehbar aufgenommenen Ritzels 10 her- gestellt. In diesem-dem bestromten Zustand 24 eines elektrischen Aktuator 12 wiederge- benden Zustand-ist die Kraftübertragung zwischen den Kraftübertragungselementen 10 bzw. 13 hergestellt. Die Einfahrbewegung der am Kupplungsteil 19.1 vorzugsweise stift- förmig ausgebildeten Klauenelemente in die Einrastöffnungen 22 an der dem Kupplungs- teil 19. 1 gegenüberliegenden Stirnseite des Ritzels 10, wird durch eine langsame - Drehung des elektrischen ators 12 unterstützt, so daß nach Einschalten der Versor-

gungsspannung ein sicheres Einfahren der stiiönnigen Klauenelemente des Kupplung- teiles 19.1 in die Einrastöffnungen 22 des Ritzels 10 gewährleistet werden kann.

Das vorzugsweise als Spiralfeder 19.2 beschaffene Formgedächtnis-Element wird durch Beheizung aktiviert, d. h. durch das Anliegen einer Spannung. Eine formschlüssige Verbin- dung, eine Verblockung der Kraftübertragungselemente 13 bzw. 10 ist nur nach Einschal- ten einer Versorgungsspannung möglich. Die Reaktionszeit des Formgedächtnis-Elementes 19.2 ist von der Beheizung abhängig und liegt im Bereich von 1-2 Sekunden. Wird das Anstellelemeni 19.2 eine NiTi-Legierung enthaltend ausgebildet, lassen sich die Tempera- turen, bei denen das Anstellelement 19.2 seine Bewegung ausrührt, in weiten Bereichen einstellen. Bei der erwähnten Materialkombination lassen sich Schalttemperaturen im Be- reich z-wischeen-30°C und 350°C einstellen. Das Anstellelement 19. 2 wird bevorzugt so gestaltet, daß es eine geringe Hysterese sowie längstmögliche Umwandlungstemperaturen aufweist, tun möglichst geringe thermische Belastungen der Umgebung und geringen Energieverlust herbeizuführen.

Aus der Darstellung gemäß Figur 6.1 geht eine Einzeldarstellung des Schneckenrades nä- her hervor.

Aus der Draufsicht gemäß Figur 6. 1 ist erkennbar, daß das Schneckenrad 13, versehen mit einer Schneckenau#enverzahnung 17, eine Lagerwellenbolu-ung 27 umfaßt, mit welchem das Schneckenrad 13 auf die Lagerwelle 16 aufgeschrumpft werden kann. Im Schnecken- rad 13 sind mit Positionszeichen 21 die Öfmungen bezeichnet, durch welche die stiftför- migen Klauenelemente des Kupplungsteiles 19.1 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 5.2) das Schneckenrad 13 durchsetzen. In der Schnittdarstellung gemä# Figur 6.1 ist die Aus- nehmung 26 erkennbar, welche einen Teil des mit dem Schneckenrad 13 zusammenarbei- tendez als als Kraftübertragungselement dienenden Ritzels 10 aufnimmt. Das in Figur 6. 1 nicht dargestellte Ritzel 10 ist koaxial auf der Lagerungswelle 16 auf der das Schneckenrad 13 mittels eines Pressitzes befestigt werden kann, angeordnet.

Die Darstellung gemäß Figur 6.2 zeigt eine Einzeldarstellung des als Ritzel dienenden Kraftübertragungselementes.

Aus der Draufsicht auf das Ritzel 10 geht hervor, daß dieses ebenfalls eine Lagerwellen- bohrung 27 enthält, durch welche eine Lagerungswelle 16 geführt ist, auf der das Ritzel 10 drehbar aufgenommen ist. Es sind eine Anzahl von Einrastöffnungen 22 am Urnfang des Ritzelelementes 10 vorgesehen, in der Draufsicht gemäß Figur 6. 2 z. B. 8 Einrastöfmungen 22. Die Einrastöffnungen 22 sind gemäß der Schnittdarstellung in Figur 6.2 in einer Ein-

rastffnwungstiefe 28 ausgebildet, die ein sicheres Einfahren der stiftförmigen Klauen des Kupplungsteiles 19.1 des Ausrückelementes 19 gewährleisten. Die Wandung 30 der Ein- rastöffnungen 22 kann mit einer Anschrägung versehen werden, um ein leichteres Einfah- ren der am Kupplungsteil 19.1 ausgebildeten stiftfönnigen Klauenelemente zu erleichtern.

Aus der Darstellung gemäß Figur 6.3 geht das Ausrückelement 19 näher hervor. Das Aus- rückelement 19 gemäß der Darstellung in Figur 6.1 umfaßt eine Gehäuseschale 18, an wel- cher eine Isolation'/Heizelement 19. 3 angeordnet ist. Diese umgibt das als Formgedächt- nis-Elenzent dienende alte Element 19.2 derart, daß das Anstellelement 19. 2 durch die Wandung beheizbar ist und eine Wärmedehnung des Anstellelementes 19.2 erzielt wird, welches eine Verschiebung des Kupplungsteiles 19. 1 gegen die Wirkung der Rückstelle- 'lemente 20 ermöglicht. Bricht die Stromversorgung der Heizung am Heizelement 19. 3 zu- sammen, nimmt das Anstellelement 19.2 seine ursprüngliche Position ein, d.h. das Kupp- lungsteil 19.1 wird durch die Kraft der Rückstellelemente 20 in Richtung auf das nun un- beheizte Formgedächtnis-Element 19.2 zurückgestellt.

Der Darstellung gemäß Figur 7 läßt sich entnehmen, daß die als Klauen dienenden Stifte 29 des Kupplungsteiles 19. 1 in ihrem vorderen Bereich leichte Anschrägungen aufweisen können. In den Einrastsöffnungen 22, die im als Kraftübcrtragungselement dienenden Rit- zel 10 aufgenommen sind, können ebenfalls angeschrägte Wandungen 30 vorgesehen sein, wodurch sich die Reibung zwischen den Stiften 29 des Kupplungsteiles 19.1 und den Wandungender Einrastöffnungen 22 im Ritzel 20 herabsetzen lä#t.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme ist gewährleistet, daß bei Beschädigung des als Formgedächtnis-Element dienenden Anstellteiles 19.2 die beiden Rückstellfedern 20 die angeschrägten Stifte 29 des Kupplungsteiles 19.1 aus den Einrastöffhungen 22 des Ritzels 10 hinausdrücken.

Die Stromversorgung des als Formgedächtnis-Element dienenden Anstellelementes 19.2 oder der diese umgebenden Isolation bzw. Heizungselement 19. 3 kann durch hochflexible Litzen erfolgen, da die Schnecken-/Ritzelanordnung 10, 13 nur wenige Umdrehungen aus- rührt. Nach Abschalten des Fahrzeugmotors fährt- der elektrische Aktuator 12 stets in seine Ausgangsstellung zurück. Die Beheizung des Anstellementes 19. 2 kann entweder durch direkte Bestroniung desselben erfolgen ; diese kann jedoch auch über die nur eine beheizba- re Wandung 19.3 an der Gehäuseschale 18 vorgenommen werden.

Aus der Darstellung gemäß Figur 8. 1 geht eine weitere Ausiührungsvariante der erfin- dungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mit gehäuseintegriertem Rückelement in bestrom- tem Zustand hervor.

Eine elektrischer Aktuator 12 treibt im bestromten Zustand 54 eine Getriebeanordnung 9 an, wobei auf der Ankerwelle 11 des elektrischen Aktuators 12 ein Abtriebsrad 40 aufge- nommez ist, welches-mit einem Antriebsrad 41 der Getriebeanordnung kämmt. Die das Antriebsrad 41 aufnehmende Welle der Getriebeanordnung 9 ist in Lagern 42 gelagert ; an der Welle ist eine Schnecke angeformt, die mit der Außenverzahnung 19 eines Schnecken- rades 13 kämmt.

Das auf der Ankerwelle 11 des elektrischen Aktuators 12 aufgenommene Abtriebsrad 40 überträgt das Moment an der Übertragungsstelle 44 an das Antriebsrad 41. Die Zahnräder 40 bzw. 41 können entweder in Grad-oder auch in Schrägverzahnung ausgebildet sein.

Eine Schrägverzahnung der Zahnräder 40 bzw. 41 ist aus Gründen der Geräsuchentwick- lung anzustreben, ferner erleichtert die Ausbildung einer Schrägverzahnung ein leichteres Einspuren der Zahnräder der aus Verzahnungen ineinander bei Aus- und Einkupplung. im bestromten Zustand 54 des elektrischen Alctuators 12, sind die am Poltopf 52 aufge- nommenen, die Ständerwicklungen repräsentierenden Ständerblechpakete 51 als auch die Ankerblechpakete 50 auf der Ankerwelle 11 stromdurchflossen und werden daher pro- blemlos von den Permanentmagneten gegen die Kraft des vorgespannten Ausrückelemen- tes 19 der in Figur o. 1 dargestellten den bestromten Zustand 54 repräsentierenden Be- triebsposition gehalten. Das vorzugsweise die Ankerwelle 11 umgebende Ausrückelement 19 stützt sich dabei an einem in einem Gehäuseteil 48 angeordneten Radial-/Axiallager 46 und an einem an der Ankerwelle 11 ausgebildeten Bund 47 ab. Die in Figur 8. 1 wiederge- gebene Lage der Ankerwelle 11 relativ zum Poltopfgehäuse 52 wird auch bei jeder Rich- tungsumkehr des elektrischen Aktuator 12 eingenommen, da das elektromagnetische Feld nicht zusammenbricht. Bei Stromausfall hingegen wirkt zwischen den Blechpaketen 50 der Ankerwelle 11 und den am Ständer Blechpaketen 51 an der Innenseite des Poltopfgehäuses 52 lediglich das Rastmoment, d. h. die Kraft, mit der die ie Blechpakete 50, 51 von den Per- manentmagneten in Position gehalten werden.

Die Federkraft des bevorzugt als Spiralfeder ausgebildeten Ausrückelementes 19 ist so ausgelegt, daß sie eine Federkraft aufbringt, die die Haltekraft, die durch die Permanent magnete ausgeübt wird übersteigt, so daß das Ausrückelement 19 die Ankerwelle 11 und das daran aufgenommene mit einem einer Anlaufscheibe 45 versehene Antriebsrad 40 in Richtung auf das Ankerlager 53 drückt. Dadurch wird die Kraftübertragung zwischen den

Verzahnungen von Abtriebsrad 40 und Antriebsrad 41 aufgehoben. Das Ausrückelement 19 fährt in seinen in Figur 8.2 dargestellten nahezu entspannten Zustand und drückt die Ankerwelle 11 in das Ankerwellenlager 53 hinein.

Die Getriebeanordnung 9, die der Antriebsrädern 40,41 nachgeschaltet ist, wird bevorzugt so ausgelegt, daß diese einen möglichst geringen Widerstand gegen Verstellung durch Kräfte des Stellsystems darstellt, um eine beliebige Verstellbarkeit auch bei Stromausfall zu gewährleisten. Im dargestellten Beispiel der Getriebeanordnung 9 ist daher die an der in den Lagern 42 aufgenommenen Lagerungswelle 40 angeformte Schnecke mit möglichst wenig Selbsthemmung auszulegen, so daß eine Relatiwerstellung von Schn. ecke und Schneckenrad 13 zueinander möglich ist. Da die zusätzliche Getriebeanordnung 9 für die Entkopplung bei geeigneter Wahl der Zalelradgrößen einen wichtigen Beitrag für eine Un- tersetzung bzw. Übersetzungsmöglichkeit liefern kann, ist es häufig möglich, auf stark hemmende Getriebeglieder zu verzichten und sich-wie in den Darstellungen gemäß der Figuren 8. 1 und 8. 2 gezeigt-auf Stirnräder, Planetenräder oder andere leichtgängige Ge- triebe zu beschränken.

Figur 8.2 zeigt die Anordnun g gemä# Figur 8.1 mit Gehäuse integriertem Ausrückelement in unbestromten Zustand.

Bei Stromausfall wird eine Entkopplung der Momentenübertragung an Abtriebsrad 40 und Alltriebsrad 41 durch Axialverschiebung der Ankerwelle 11 im Poltopfgehäuse 48, 52 des elektrischen Aktuators 12 erzielt. In diesem Zustand wird durch Entspannung des vorge- spannten Ausrückelementes 19 eine Anlage der Anlaufscheibe 45 am Gehäuseteil 48 er- zielt, d. h. die Zahnräder 40 bzw. 41 sind außer Eingriff gestellt. In diesem Zustand ist die Ankerwelle 11 des elektrischen Stators 12 vollständig in ihr Ankerwellenlager 53 im Poltopigelläuse 52 zurückgestellt.

Wird der elektrische Aktuator nach Wiederherstellung der Stromversorgung wieder be- stroll, bewirkt die Magnetkraft ein Hineinziehen der Ankerwelle in ihre Arbeitsposition derart, daß durch langsame Vorspannung des Andrückelementes 19 die Einfahrbewegung gedämpft wird. Wird der elektrische Aktuator 12 so gesteuert, daß er sich bei Axialver- schiebung 11 der Ankerwelle in ihre Arbeitsposition langsam dreht, so können die beiden Verzahnungen von Abtriebsrad 40 bzw. Antriebsrad 414 gut ineinander einspuren.

Um die momentane Position der Ankerwelle 11 zu erfassen, kann diese nach dem Eire- cheii ihrer Betriebsposition in eine Endlage gefahren werden, in der ein Endpositonsgeber angeordnet ist, der einer Fahrzeugelektronik die reale Position der Ankerwelle 11 des elek-

trischen Aktuator 11 übennittelt. Auf diese Art und Weise läßt sich eine Stromausfallsi- mation gleichsam beliebig oft wiederholen, abhängig nur von der Lebensdauer der Anlauf- scheibe 45.

Die wiederholbare Notfunktion der in den Figuren 8. 1 bzw. o. 2 in bestromten Zustand 54 bzw. bei ausgefallener Stromversorgung 55 dargestellte Stellantrieb ist der wesentliche Vorteil der erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung. Durch die mögliche Anordnung der Getriebeanordnung 9 in Fortsetzung der Ankerwelle 11 benötigt diese Lösung kaum mehr Bauraum als bekannte Lösungen. Die Verlängerung des Poltopfes 51, das zusätzlich vorzusehende Ausrückelement 19 sowie das auch Axialkräfte aufnehmende Lager 46 stel- len relativ geringe Modifikationen an bestehenden Systemen dar und lassen sich daher wirtschaftlich umsetzen. Die in der Getriebeanordnung 9 vorliegende Über-bzw. Unterset- zung läßt sich direkt ausnutzen.

Im bestromten Zustand 54 des elektrischen Alctuators 12 gemäß der Darstellung in Figur 8.1 ist zu gewährleisten, daß der elektrische Aktuator im Normalbetrieb permanent mit mindestens etwa 7 bis 10 % bestromt ist, um stets genügend gro#e eleketromagnetische Feldkräfte zu bekommen, die ein ungewolltes Endkoppeln bzw. Einfahren der Ankerwelle 11 zu jedem Betriebszeitpunkt in bestromten Zustand 54 verhindern.

Als Antrieb oder Initiator der Axialverschiebung der Ankerwelle 11 sind neben der in Fi- gur 8.1 bzw. 8.2 gezeigten Möglichkeit der Anordnung eines Ausrückelementes 19, ver- schiedene andere Lösungen denkbar. Bei ausreichendem Eigengewicht und entsprechender geometrischer Anordnung kann eine Verschiebung der Ankerwelle 11 auch durch die Ge- wichtskraft vorgenommen werden. Ein weiteres mögliches anwendbares Prinzip ist die Verwendung einer Schrägverzahnung bei der zusätzlichen Getriebeanordnung 9, die eine Kraftkomponente in der gewünschten Richtung auf die Ankerwelle 11 ausübt. Daneben lassen sich auch pneumatische oder hydraulische Antriebe vorsehen, wenn ohnehin ein solcher Antrieb in der Nähe des elektrischen Aktuators 12 vorhanden ist. Ferner kann ein zusätzlicher permanentmagnet vorgesehen, z.B. in der Nähe des der Anlaufscheibe 45 der ohne Bestromung auch noch zumindest für eine gewisse Zeit funktioniert.

Das erfindungsgemä# vorgeschlagene Entkopplungssystem lä#t sich auch auf 42 Volt taugliche bürstenlose Motoren wie beispielsweise BLDC- oder SR-Motoren anwenden.

Bezugszeichenliste 1 Kolben-/Zylinderanordnung 2 Koppelelement 3 Schwenkhebel Anlenkpunkt 5 Schwenicachse 6 Bewegungsrichtung Kolben 7 Schwenkbewegung 8 Zahnstange 9 Getriebeanordnung 10 Ritzel <BR> <BR> <BR> <BR> 11 Ankerwelle<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 12 Elektro-Antrieb 13 Schneckenrad 14 Drehrichtung 15 Außenverzahmmg 16 Lagerwelle 17 Schneckenverzahnung 18 Gehäuseschale 19 Ausrückelemem 19.1 Kupplungsteil 19. 2 Anstellteil 19. 3 Isolation/Heizung 20 Rückstellfeder 21 Bohrung 22 Einrastöffnung 23 Unbestromter Zustand 24 Verbloclcter Zustand, bestromt 25 Eingefahrenes Ausrückelement 26 Ritzelauinabme 27 Lagerwellenbohrung 28 Einrastöffnungstiefe 29 Angeschrägter Stift aus Kupplungsteil 30 Angeschrägte Wandung Einrastöffnung 31 Kraftübertragungsrichtung 32Teller

40 Abtriebsrad 41 Antriebsrad 42 Lager 43 Kämmende Verzahnung (gerade/schräg) 44 Kraftübertragungsstelle 45 Anlaufscheibe 46 Axial-/Radiallager 47 Wellenbund 48 Gehäuseteil 49 Trennfuge 50 Anker-Blechpaket 51 Ständer-Blechpaket 52 Poltopfgehäuse 53 Ankerwellenlager 54 Bestromte Zustand 55 Unbestromter Zustand