[go: up one dir, main page]

DE102014201857A1 - Elektromechanischer Rotationsaktuator - Google Patents

Elektromechanischer Rotationsaktuator Download PDF

Info

Publication number
DE102014201857A1
DE102014201857A1 DE102014201857.9A DE102014201857A DE102014201857A1 DE 102014201857 A1 DE102014201857 A1 DE 102014201857A1 DE 102014201857 A DE102014201857 A DE 102014201857A DE 102014201857 A1 DE102014201857 A1 DE 102014201857A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
stator
rotary actuator
parking lock
pole piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014201857.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Pelzl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102014201857.9A priority Critical patent/DE102014201857A1/de
Publication of DE102014201857A1 publication Critical patent/DE102014201857A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/14Pivoting armatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • F16H63/3475Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using solenoids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Elektromechanischer Rotationsaktuator (1) aufweisend einen Stator (2), einen Rotor (3) und wenigstens eine elektrische Spule, wobei der Rotor (3) relativ zu dem Stator (2) zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage begrenzt verdrehbar, die wenigstens eine elektrische Spule (4) statorfest angeordnet und der Rotor (3) bei stromdurchflossener/-durchflossenen Spule/-n (4) mithilfe eines magnetischen Felds in Verdrehrichtung beaufschlagbar ist, wobei der Rotor (3) einen radial innerhalb des Stators (2) angeordneten Ringabschnitt (5) aufweist, um den Rotationsaktuator (1) baulich und/oder funktional zu verbessern.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Rotationsaktuator aufweisend einen Stator, einen Rotor und wenigstens eine elektrische Spule, wobei der Rotor relativ zu dem Stator zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage begrenzt verdrehbar, die wenigstens eine elektrische Spule statorfest angeordnet und der Rotor bei stromdurchflossener/-durchflossenen Spule/-n mithilfe eines magnetischen Felds in Verdrehrichtung beaufschlagbar ist.
  • Aus der DE 10 2006 036 685 A1 ist ein magnetischer Aktuator bekannt zur direkten Erzeugung einer rotatorischen Stellbewegung einer Welle mit stromloser Endlagenfixierung, der zumindest einen als Ringsegment ausgebildeten und drehfest mit der Welle verbundenen permanentmagnetischen Anker und zumindest zwei Elektromagnetsysteme umfasst, die jeweils eine um einen ferromagnetischen Kern gewickelte Spule aufweisen, wobei die zumindest zwei Elektromagnetsysteme und der zumindest eine permanentmagnetische Anker in einem als Ringsegment bzw. als Ring ausgebildeten, magnetisch leitenden Polrohr bzw. auf einer Kreisbahn koaxial zur Welle angeordnet sind, wobei der zumindest eine permanentmagnetische Anker zwischen zwei Elektromagnetsystemen angeordnet ist und wobei die Länge des Kreissegmentes zwischen den Elektromagnetsystemen größer ist als die Länge des zwischen den Elektromagnetsystemen angeordneten Ankers in Umfangsrichtung, um eine Bewegung des Ankers entlang eines Kreisbahnsegmentes zwischen den Elektromagnetsystemen entsprechend deren Bestromung zu ermöglichen.
  • Aus der DE 10 2011 082 169 A1 ist eine Parksperrenvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes bekannt, umfassend ein Getriebegehäuse mit Gehäusewand, ein Parksperrenrad, eine Parksperrenklinke, einen Parksperrenbolzen zur Lagerung der Parksperrenklinke sowie ein Sperrelement, bei der seitlich der Parksperrenklinke eine mit dem Getriebegehäuse verbundene Trägerplatte angeordnet und dass der Parksperrenbolzen einerseits in der Trägerplatte und andererseits im Getriebegehäuse abgestützt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Rotationsaktuator baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll ein Rotationsaktuator bereitgestellt werden, der als Parksperrenaktuator verwendbar ist. Insbesondere soll ein Rotationsaktuator bereitgestellt werden, der konzentrisch zu einem Parksperrenrad anordenbar ist. Insbesondere soll ein elektrisch betreibbarer Rotationsaktuator bereitgestellt werden. Insbesondere soll ein Rotationsaktuator bereitgestellt werden, der eine reduzierte Teilanzahl aufweist. Insbesondere soll ein Rotationsaktuator bereitgestellt werden, der einen reduzierten Bauraumbedarf aufweist. Insbesondere soll ein Rotationsaktuator bereitgestellt werden, der in Systemen ohne hydraulische Versorgung einsetzbar ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem elektromechanischen Rotationsaktuator aufweisend einen Stator, einen Rotor und wenigstens eine elektrische Spule, wobei der Rotor relativ zu dem Stator zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage begrenzt verdrehbar, die wenigstens eine elektrische Spule statorfest angeordnet und der Rotor bei stromdurchflossener/-durchflossenen Spule/-n mithilfe eines magnetischen Felds in Verdrehrichtung beaufschlagbar ist, bei dem der Rotor einen radial innerhalb des Stators angeordneten Ringabschnitt aufweist.
  • Die erste Endlage und die zweite Endlage können einen Verdrehbereich des Rotationsaktuators festlegen. Der Rotationsaktuator kann über einen Winkelbereich von ca. 5° bis 25°, insbesondere von ca. 10° bis 20°, insbesondere von ca. 15°, verdrehbar sein. Der Stator kann eine ringsegmentartige Form aufweisen. Der Stator kann einen Winkelbereich von über 180°, insbesondere ca. 250° bis ca. 290°, insbesondere ca. 270°, überdecken. Der Stator kann den Rotor clipartig umgreifen. Der Stator kann ein Material mit hoher Permeabilität, insbesondere Eisen, aufweisen. Der Stator kann wenigstens einen Spulenabschnitt aufweisen. Die wenigstens eine elektrische Spule kann an dem wenigstens einen Spulenabschnitt angeordnet sein. Die wenigstens eine elektrische Spule kann den Stator an dem wenigstens einen Spulenabschnitt umgeben. Der Rotationsaktuator kann mehrere Spulen, insbesondere zwei Spulen, aufweisen. Der Ringabschnitt des Rotors kann ringförmig geschlossen sein. Der Rotor kann an dem Stator verdrehbar gelagert sein. Der Rotor kann ein Material mit hoher Permeabilität, insbesondere Eisen, aufweisen.
  • Der Stator kann wenigstens einen radial innenseitig angeordneten Polschuh und der Rotor wenigstens einen radial außenseitig angeordneten Polschuh aufweisen. Die Polschuhe können dazu dienen, bei stromdurchflossener/-durchflossenen Spule/-n magnetischen Feldlinien in einer definierten Form durchtreten zu lassen und zu verteilen. Der wenigstens eine statorseitige Polschuh kann eine rampenartige Form aufweisen. Der Stator kann mehrere, insbesondere drei, Polschuhe aufweisen. Die Polschuhe des Stators können in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein, insbesondere 3 × 120°. Die Polschuhe und die Spulenabschnitte können an dem Stator abwechselnd angeordnet sein. Der wenigstens eine rotorseitige Polschuh kann eine hakenartige Form aufweisen. Der Rotor kann mehrere, insbesondere drei, Polschuhe aufweisen. Die Polschuhe des Rotors können in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein, insbesondere 3 × 120°. Der wenigstens eine statorseitige Polschuh und der wenigstens eine rotorseitige Polschuh können einander in Verdrehrichtung zugewandte ebene Flächen aufweisen. In der zweiten Endlage können die ebenen Flächen des wenigstens einen statorseitigen Polschuhs und des wenigstens einen rotorseitigen Polschuhs aneinander anliegen. Die ebenen Flächen des wenigstens einen statorseitigen Polschuhs und des wenigstens einen rotorseitigen Polschuhs können in der zweiten Endlage wenigstens einen Anschlag bilden.
  • Der Stator kann an dem wenigstens einen Polschuh eine Tauchstufe aufweisen. Die Tauchstufe kann ausgehend von dem wenigstens einen Polschuh eine abnehmende Materialstärke aufweisen. Die Tauchstufe kann an dem wenigstens einen statorseitigen Polschuh radial außenseitig des wenigstens einen rotorseitigen Polschuhs angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Tauchstufe an dem wenigstens einen statorseitigen Polschuh radial innenseitig des wenigstens einen rotorseitigen Polschuhs angeordnet ist. Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann die Tauchstufe an dem wenigstens einen statorseitigen Polschuh auch axial außenseitig des wenigstens einen rotorseitigen Polschuhs angeordnet sein. Die Tauchstufe kann sich über einen Winkelbereich erstrecken, der einem Verdrehbereich des Rotationsaktuators zumindest annähernd entspricht. Die Tauchstufe kann sich über einen Winkelbereich von ca. 5° bis 25°, insbesondere von ca. 10° bis 20°, insbesondere von ca. 15°, erstrecken. Mithilfe der Tauchstufe/-n kann der Rotationsaktuator eine große Drehstrecke bei gelichzeitig hoher Kraft vollziehen.
  • Der Rotor kann in Richtung der ersten Endlage federkraftbeaufschlagt sein. Dazu kann der Rotationsaktuator wenigstens eine Feder aufweisen. Die wenigstens eine Feder kann eine Schraubenfeder sein. Die wenigstens eine Feder kann eine Druckfeder sein. Die wenigstens eine Feder kann eine Spiralfeder sein. Die wenigstens eine Feder kann eine Blattfeder sein. Damit kann der Rotationsaktuator bei unbestromter/unbestromten Spule/-n eine Vorzugsstellung aufweisen. Es ist eine Ausfallsicherheit gewährleistet.
  • Der Rotor kann in der zweiten Endlage permanentmagnetkraftbeaufschlagt sein. Dazu kann der Rotationsaktuator wenigstens einen Permanentmagnet aufweisen. Der wenigstens einen Permanentmagnet kann an dem wenigstens einen Polschuh des Stators und/oder an dem wenigstens einen Polschuh des Rotors angeordnet sein. Der wenigstens einen Permanentmagnet kann an den ebenen Flächen des wenigstens einen statorseitigen Polschuhs und/oder des wenigstens einen rotorseitigen Polschuhs angeordnet sein. Bei stromdurchflossener/-durchflossenen Spule/-n kann eine dem wenigstens einen Permanentmagnet entgegen gerichtete Magnetkraft erzeugbar sein.
  • Der Ringabschnitt des Rotors kann radial innenseitig einen Sperrnocken aufweisen. Der Sperrnocken kann asymmetrisch ausgeführt sein. Der Sperrnocken kann eine auflaufende Flanke und eine ablaufende Flanke aufweisen. Der Ringabschnitt kann zur Aufnahme eines Parksperrenrads und einer Parksperrenklinke geeignet sein. Die Parksperrenklinke kann zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition verlagerbar sein. In der Sperrposition kann die Parksperrenklinke eine Drehbarkeit des Parksperrenrads sperren. Mithilfe des Sperrnockens kann eine Verlagerbarkeit der Parksperrenklinke sperrbar sein. Mithilfe des Sperrnockens kann die Parksperrenklinke in ihrer Sperrposition sperrbar sein. In der ersten Endlage des Rotors kann eine Verlagerbarkeit der Parksperrenklinke freigegeben sein. In der zweiten Endlage des Rotors kann die Parksperrenklinke in ihrer Sperrposition gesperrt sein.
  • Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Parksperrenaktor in Form einer rotierenden Verriegelungseinheit. Der Parksperrenaktor kann einen Stator, einen Rotor, Spulen und gegebenenfalls zusätzlich eine Rückstellfeder, die den Stator im unbestromten Zustand in einer geöffneten Grundstellung hält, aufweisen. Der Stator kann mit Tauchstufen ausgeführt sein, die den Rotor dazu befähigen, eine große Drehstrecke bei gleichzeitig hoher Kraft zu vollziehen. Werden die Spulen bestromt, kann die Federkraft überwunden werden und der Rotor kann in einen mechanischen Endanschlag drehen. Bei Wegnahme der Spulenbestromung kann der vorgespannte Federspeicher den Rotor in seine Grundposition zurückdrehen. Zusätzlich kann in den Aktor ein Permanentmagnet integriert sein, der den Rotor in seinem mechanischen Endanschlag auch bei unbestromten Spulen halten kann. Um den Rotor wieder zu lösen, kann durch die Spulen ein magnetischer Fluss erzeugt werden, der dem magnetischen Fluss des Permanentmagneten entgegengesetzt wirkt. Dadurch kann der resultierende magnetische Gesamtfluss respektive Haltekraft derart geschwächt werden, dass der vorgespannte Federspeicher den Rotor in seine geöffnete Grundstellung zurück dreht. Die Aktuierung der Parksperre kann über einen Nocken erfolgen. Durch die Drehung des Rotors, kann eine Position des Nockens verstellt werden, womit eine Verriegelungsmechanik betätigt wird, die beispielsweise eine Parksperrenklinke mit einem Parksperrenrad formschlüssig verriegelt.
  • Der erfindungsgemäße Rotationsaktuator ist als Parksperrenaktuator verwendbar. Hierbei dient er zur Betätigung einer Kraftfahrzeugparksperre. Der Rotationsaktuator ist konzentrisch zu einem Parksperrenrad anordenbar. Der Rotationsaktuator ist elektrisch betreibbar. Der Rotationsaktuator weist eine reduzierte Teilanzahl auf. Der Rotationsaktuator weist einen reduzierten Bauraumbedarf auf. Der Rotationsaktuator ist in Systemen ohne hydraulische Versorgung einsetzbar.
  • Eine Parksperre dient bei einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Personen- oder Nutzfahrzeug, um es gegen ein Wegrollen zu sichern. Dazu kann die Parksperre in den Antriebsstrang des Fahrzeugs, wie beispielsweise in ein Stufengetriebe des Fahrzeugs, integriert sein. Die Parksperre sperrt, d.h. blockiert den Antriebsstrang im eingelegten Zustand und gibt ihn im ausgelegten Zustand frei, d.h. entsperrt ihn. Der Parksperrenaktuator dient dabei zur Betätigung der Parksperre, d.h. zum Ein- und/oder Auslegen.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile.
  • Es zeigen schematisch und beispielhaft:
  • 1 einen Parksperrenaktuator mit einem Stator, einem Rotor und elektrischen Spulen in Freigabestellung,
  • 1a einen Ausschnitt eines alternativen Parksperrenaktuators,
  • 2 einen Parksperrenaktuator mit einem Stator, einem Rotor und elektrischen Spulen in Sperrstellung,
  • 3 einen Parksperrenaktuator mit Permanentmagneten und
  • 4 einen Parksperrenaktuator mit einem Stator, einem Rotor und elektrischen Spulen in perspektivischer Ansicht.
  • 1 und 2 zeigen einen Parksperrenaktuator 1 mit einem Stator 2, einem Rotor 3 und elektrischen Spulen 4. Der Parksperrenaktuator 1 dient zur Betätigung einer hier nicht näher dargestellten Parksperre eines Kraftfahrzeugs (siehe auch 4). Die Parksperre weist ein Parksperrenrad auf. Das Parksperrenrad ist drehfest mit einer Abtriebswelle eines Getriebes des Kraftfahrzeugs verbunden. Die Parksperre weist eine Parksperrenklinke auf. Das Parksperrenrad und die Parksperrenklinke weisen korrespondierende Eingriffsabschnitte auf. Die Parksperrenklinke ist zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition verschwenkbar an einem Gehäuse des Getriebes gelagert. In der Sperrposition greifen die Eingriffsabschnitte der Parksperrenklinke und des Parksperrenrads ineinander ein, sodass das Getriebe abtriebsseitig gesperrt und ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs verhindert ist. In der Freigabeposition greifen die Eingriffsabschnitte der Parksperrenklinke und des Parksperrenrads nicht ineinander ein, sodass das Getriebe freigegeben ist und das Kraftfahrzeug rollen kann.
  • Der Parksperrenaktuator 1 dient dazu, die Parksperrenklinke in ihrer Sperrposition zu sperren bzw. die Parksperrenklinke zum Verschwenken in ihre Freigabeposition freizugeben. 1 zeigt den Parksperrenaktuator 1 in Freigabestellung. 2 zeigt den Parksperrenaktuator 1 in Sperrstellung. Der Parksperrenaktuator 1 ist konzentrisch zu dem Parksperrenrad anordenbar. Der Parksperrenaktuator 1 ist derart anordenbar, dass das Parksperrenrad und die Parksperrenklinke radial innerhalb des Rotors 3 angeordnet sind.
  • Der Rotor 3 weist einen geschlossenen Ringabschnitt 5 auf. An dem Ringabschnitt 5 ist radial innenseitig ein Sperrnocken 6 angeordnet. Der Sperrnocken 6 kann alternativ auch axial außenseitig an an dem Ringabschnitt 5 angeordnet sein. Der Sperrnocken 6 dient dazu, die Parksperrenklinke in ihrer Sperrposition zu sperren. Der Rotor 3 ist relativ zu dem Stator 2 zwischen einer ersten Endlage, die der Freigabestellung des Parksperrenaktuators 1 entspricht, und einer zweiten Endlage, die der Sperrstellung des Parksperrenaktuators 1 entspricht, verdrehbar. An dem Ringabschnitt 5 sind radial außenseitig vorliegend drei hakenartige Fortsätze angeordnet, die Polschuhe 7 des Rotors 3 bilden. Die Polschuhe 7 weisen jeweils eine in Umfangsrichtung des Rotors 3 gerichtete ebene Fläche auf. Die Polschuhe 7 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Damit ergibt sich bezogen auf eine Drehachse des Rotors 3 zwischen den Polschuhen 7 vorliegend jeweils ein Winkel von ca. 120°.
  • Der Stator 2 weist eine ringsegmentartige Form auf. Der Stator 2 überdeckt einen Winkelbereich von vorliegend ca. 270°. Im Bereich der Polschuhe 7 ist der Stator 2 nach radial außen zurückgesetzt. Damit sind Aufnahmeräume für die Polschuhe 7 gebildet. An dem Stator 2 sind radial innenseitig vorliegend drei Polschuhe 8 angeordnet, die mit den Polschuhen 7 korrespondieren. Die Polschuhe 8 weisen jeweils eine in Umfangsrichtung des Rotors 3 gerichtete ebene Fläche auf, die den Flächen der Polschuhe 7 entgegen gerichtet ist. Der Stator weist vorliegend zwei Spulenabschnitte 9 auf. Die Spulenabschnitte 9 sind jeweils zwischen den Polschuhen 8 angeordnet. Die Spulen 4 sind statorfest an den Spulenabschnitten 9 angeordnet.
  • Es können auch eine größere oder kleinere Anzahl Polschuhe 7, 8 vorgesehen sein. Die Position der Polschuhe 7, 8 in Umfangsrichtung auf dem Stator 2 und Rotor 3 kann auch beliebig anders sein, insbesondere kann sie an die jeweiligen Einbauverhältnisse des Parksperrenaktuators 1 angepasst sein.
  • An den Polschuhen 8 des Stators 2 sind Tauchstufen 10 angeordnet. Die Tauchstufen 10 sind jeweils axial außenseitig der Polschuhe 7 angeordnet, insbesondere an einer oder beiden axialen Außenseiten der Polschuhe 7 (siehe 4). Die Tauchstufen 10 sind jeweils von den ebenen Flächen der Polschuhe 8 weg gerichtet. Die Tauchstufen 10 weisen jeweils ausgehend von dem wenigstens einen Polschuh eine abnehmende Materialstärke auf.
  • Bei stromdurchflossenen Spulen 4 wird ein magnetisches Feld erzeugt. An den Polschuhen 7, 8 ergibt sich eine erhöhte Feldliniendichte. Das magnetische Feld bewirkt eine Beaufschlagung des Rotors 3 in Richtung der Sperrstellung des Parksperrenaktuators 1. In der Sperrstellung dienen die ebenen Flächen der Polschuhen 7, 8 als Anschläge. Die Tauchstufen 10 beeinflussen die magnetischen Feldlinien derart, dass ein großer Drehwinkel von vorliegend ca. 15° bei gleichzeitig hoher Kraft ermöglicht ist. Der Rotor 3 kann von einer Federkraft in Richtung der Freigabestellung des Parksperrenaktuators 1 beaufschlagt sein. Zum Verdrehen des Rotors 3 in Richtung der Sperrstellung wird dann auch die Federkraft überwunden. Ohne Beaufschlagung durch das magnetische Feld verdreht sich der Rotors 3 dann selbständig in die Freigabestellung.
  • 1a zeigte eine gegenüber der Ausführung gemäß 1 und 2 leicht veränderte Ausführung des Parksperrenaktuators 1. Gemäß 1a sind die Tauchstufen 10 jeweils radial außenseitig der Polschuhe 7 angeordnet. Auch hier sind die Tauchstufen 10 jeweils von den ebenen Flächen der Polschuhe 8 weg gerichtet (hier in radialer Richtung). Die Tauchstufen 10 weisen jeweils ausgehend von dem wenigstens einen Polschuh eine abnehmende Materialstärke auf. Es kann auch vorgesehen, dass ein Parksperrenaktuator 1 zumindest eine axiale Tauchstufen 10 gemäß 1 aufweist sowie mindestens eine radiale Tauchstufe 10 gemäß 1a. Zudem kann es vorgesehen sein, dass die Tauchstufen 10 radial innenseitig der Polschuhe 7 angeordnet ist (nicht gezeigt). Der Parksperrenaktuator 1 kann auch zumindest eine Tauchstufe 10 aufweisen, die sowohl axial außenseitig der Polschuhe 7 angeordnet ist, als auch radial außenseitig und gegebenenfalls auch radial innenseitig. Eine solche Tauchstufe 10 bildet beispielsweise eine Kombination der Tauchstufen 10 aus 1 und 1a.
  • 3 zeigt einen Parksperrenaktuator 1 mit Permanentmagneten 11. Die Permanentmagnete 11 sind an den Polschuhen 7 des Rotors 3 angeordnet. Damit wird der Rotor 3 in der Sperrstellung des Parksperrenaktuators 1 stromlos gehalten. Zum Lösen werden die Spulen 4 derart bestromt, dass sich ein den Permanentmagneten 11 entgegen gerichtetes magnetisches Feld ergibt und die Haltekraft der Permanentmagnete 11 überwunden wird. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und 2 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
  • 4 zeigt einen Parksperrenaktuator 1 mit einem Stator 2, einem Rotor 3 und elektrischen Spulen 4 in perspektivischer Ansicht. Bei der Ausführung gemäß 4 sind die Tauchstufen 10 jeweils axial seitlich der Polschuhe 7, 8 angeordnet. Auch hier sind Permanentmagnete 11 an den Polschuhen 7 des Rotors 3 angeordnet. Analog zur 3 wird durch diese der Rotor 3 in der Sperrstellung des Parksperrenaktuators 1 stromlos gehalten.
  • Ein zahnradförmiges Parksperrenrad 12 befindet sich radial innerhalb des Rotors 3. Das Parksperrenrad 12 ist mit einem nicht gezeigten Fahrzeugantriebsstrang, beispielsweise einer Getriebewelle, drehfest verbunden. Eine schwenkbare Parksperrenklinke 13 dient dazu, die Parksperre ein- und auszulegen. Im eingelegten Zustand, d.h. in Sperrposition, ist die Parksperrenklinke 13 in Richtung des Parksperrenrades 12 geschwenkt und liegt zwischen Zahnflanken des Parksperrenrades 12 formschlüssig an diesem an. Damit greifen Eingriffsabschnitte der Parksperrenklinke 13 und des Parksperrenrads 12 ineinander ein. Hierdurch ist das Parksperrenrad 12 und somit der Fahrzeugantriebsstrang gegen Drehung blockiert. Im ausgelegten Zustand, d.h. in Freigabeposition, ist die Parksperrenklinke 13 von dem Parksperrenrad 12 weggeschwenkt. Hierdurch ist das Parksperrenrad 12 gelöst. Somit kann eine Relativdrehung zwischen dem Parksperrenrad 12 und dem restlichen Parksperrenaktuator 1 erfolgen. Das Betätigen der Parksperre, d.h. das Schwenken der Parksperrenklinke 13 in die jeweilige Position erfolgt mittels des Parksperrenaktuators 1. Im Detail erfolgt dies dadurch, dass der Sperrnocken 6 während einer Drehung des Rotors 3 an einer radialen Außenseite der Parksperrenklinke 13 entlanggleitet. Je nach Drehrichtung des Rotors 3 wird diese dann in die jeweilige Position geschwenkt. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und 2 und 3 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
  • Grundsätzlich kann der in 1 bis 4 gezeigte Aktuator 1 auch für andere Zwecke als zur Betätigung einer Parksperre eingesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Parksperrenaktuator
    2
    Stator
    3
    Rotor
    4
    Spulen
    5
    Ringabschnitt
    6
    Sperrnocken
    7
    Polschuh
    8
    Polschuh
    9
    Spulenabschnitt
    10
    Tauchstufe
    11
    Permanentmagnet
    12
    Parksperrenrad
    13
    Parksperrenklinke
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006036685 A1 [0002]
    • DE 102011082169 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Elektromechanischer Rotationsaktuator (1) aufweisend einen Stator (2), einen Rotor (3) und wenigstens eine elektrische Spule, wobei der Rotor (3) relativ zu dem Stator (2) zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage begrenzt verdrehbar, die wenigstens eine elektrische Spule (4) statorfest angeordnet und der Rotor (3) bei stromdurchflossener/-durchflossenen Spule/-n (4) mithilfe eines magnetischen Felds in Verdrehrichtung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) einen radial innerhalb des Stators (2) angeordneten Ringabschnitt (5) aufweist.
  2. Rotationsaktuator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) wenigstens einen radial innenseitig angeordneten Polschuh (8) und der Rotor (3) wenigstens einen radial außenseitig angeordneten Polschuh (7) aufweist.
  3. Rotationsaktuator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine statorseitige Polschuh (8) und der wenigstens eine rotorseitige Polschuh (7) einander in Verdrehrichtung zugewandte ebene Flächen aufweisen.
  4. Rotationsaktuator (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 2–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) an dem wenigstens einen Polschuh (8) eine Tauchstufe (10) aufweist, die ausgehend von dem wenigstens einen Polschuh (10) eine abnehmende Materialstärke aufweist.
  5. Rotationsaktuator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchstufe (10) radial und/oder axial außenseitig und/oder radial innenseitig zu dem wenigstens einen Polschuh (8) angeordnet ist.
  6. Rotationsaktuator (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) in Richtung der ersten Endlage federkraftbeaufschlagt ist.
  7. Rotationsaktuator (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) in der zweiten Endlage permanentmagnetkraftbeaufschlagt ist.
  8. Rotationsaktuator (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringabschnitt (5) radial innenseitig einen Sperrnocken (6) aufweist.
  9. Rotationsaktuator (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringabschnitt (5) zur Aufnahme eines Parksperrenrads (13) und einer Parksperrenklinke (12) geeignet ist.
  10. Parksperrenaktuator (1) zur Betätigung einer Kraftfahrzeugparksperre, ausgeführt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102014201857.9A 2014-02-03 2014-02-03 Elektromechanischer Rotationsaktuator Withdrawn DE102014201857A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014201857.9A DE102014201857A1 (de) 2014-02-03 2014-02-03 Elektromechanischer Rotationsaktuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014201857.9A DE102014201857A1 (de) 2014-02-03 2014-02-03 Elektromechanischer Rotationsaktuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014201857A1 true DE102014201857A1 (de) 2015-08-06

Family

ID=53546997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014201857.9A Withdrawn DE102014201857A1 (de) 2014-02-03 2014-02-03 Elektromechanischer Rotationsaktuator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014201857A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409503A1 (de) * 1993-03-23 1994-09-29 Kuhnke Gmbh Kg H Elektromagnetisches Gerät
DE10333092A1 (de) * 2002-07-22 2004-03-04 Denso Corp., Kariya Drehbetätigungsvorrichtung
DE102006036685A1 (de) 2006-08-05 2008-02-07 Zf Friedrichshafen Ag Magnetischer Aktuator zur direkten Erzeugung einer rotatorischen Stellbewegung einer Welle mit stromloser Endlagenfixierung
EP1189246B1 (de) * 2000-09-13 2009-02-11 Saia-Burgess Inc. Hybrider Drehantrieb
DE112007001586T5 (de) * 2006-06-29 2009-06-04 Meritor Technology Inc., Troy Motoranordnung
DE102011082169A1 (de) 2011-09-06 2013-03-07 Zf Friedrichshafen Ag Parksperrenvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409503A1 (de) * 1993-03-23 1994-09-29 Kuhnke Gmbh Kg H Elektromagnetisches Gerät
EP1189246B1 (de) * 2000-09-13 2009-02-11 Saia-Burgess Inc. Hybrider Drehantrieb
DE10333092A1 (de) * 2002-07-22 2004-03-04 Denso Corp., Kariya Drehbetätigungsvorrichtung
DE112007001586T5 (de) * 2006-06-29 2009-06-04 Meritor Technology Inc., Troy Motoranordnung
DE102006036685A1 (de) 2006-08-05 2008-02-07 Zf Friedrichshafen Ag Magnetischer Aktuator zur direkten Erzeugung einer rotatorischen Stellbewegung einer Welle mit stromloser Endlagenfixierung
DE102011082169A1 (de) 2011-09-06 2013-03-07 Zf Friedrichshafen Ag Parksperrenvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015001044B4 (de) Wählbare Einwegkupplungseinrichtung
DE112008004186T5 (de) Motorsperreinrichtung und Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug
DE102015111480A1 (de) Rotor und elektrische Maschine
DE102019103831A1 (de) Aktoreinheit für eine formschlüssige, schaltbare Kupplung oder eine Bremse und formschlüssige, schaltbare Kupplung oder Bremse für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE102015224779A1 (de) Magnetisch schaltbarer Freilauf
DE112015004595T5 (de) Elektromechanische kupplungsvorrichtung
CH715081B1 (de) Elektromagnetischer Aktuator.
DE102018102216A1 (de) Lenksystem mit Reluktanzbremse
DE102008002670A1 (de) Verriegelungsvorrichtung
DE102012007120A1 (de) Elektrischer Dämpfer
DE102020129142A1 (de) Läufer für eine rotierende elektrische Maschine
DE102011011857A1 (de) Haltebremse
EP2378167B1 (de) Verriegelungseinheit
DE102013007730A1 (de) Spulenträger für eine Statorwicklung eines Elektromotors
DE102022204361A1 (de) Rotor für eine fremderregte elektrische Synchronmaschine
DE102009029826A1 (de) Elektromagnetventil
DE102014201857A1 (de) Elektromechanischer Rotationsaktuator
DE102016113188A1 (de) Bremssystem und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems
DE102007039239A1 (de) Elektromotor, insbesondere Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen
DE102017110841A1 (de) Elektromotor und Verfahren
DE102012106330B4 (de) Spulenkern für elektromagnetischen Antrieb und selbiger sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102015113122A1 (de) Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen
DE202019103225U1 (de) Drehmomentoptimierter mehrpoliger Rotor für einen Elektromotor
DE102011080008A1 (de) Elektrische Maschine
DE102009051499A1 (de) Elektromotor mit Stillstandsbremse

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee