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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung zum Sperren einer Drehbewegung
einer Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie eine Getriebe-Antriebs-Einheit, insbesondere zur Betätigung
eines Sperrdifferenzials in einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch
13.
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Aus
der
DE 10 2004
058 096 A1 ist eine modulartig aufgebaute Sperrvorrichtung
bekannt. Die bekannte Sperrvorrichtung umfasst zwei Sperrelemente,
von denen ein erstes Sperrelement drehfest mit einer von einem Elektromotor
angetriebenen Welle verbunden ist. Das zweite Sperrelement ist mittels eines
Elektromagneten in axialer Richtung relativ zum dem ersten Sperrelement
zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition verstellbar.
In der Sperrposition greifen die jeweils eine Verzahnung aufweisenden
Sperrelemente mit ihren Verzahnungen in axialer Richtung ineinander.
Dabei wird ein Sperrmoment von dem ersten, drehfest mit der Welle verbundenen
Sperrelement über den Verzahnungseingriff an das zweite,
axial verstellbare Sperrelement weitergeleitet. Von dem zweiten
Sperrelement erfolgt die Übertragung des Drehmomentes an
einen Spulenkörper des Elektromagneten über drei
in axialer Richtung verlaufende, an dem Spulenkörper angeordnete
Kunststoffzapfen, mit denen das zweite Sperrelement axial verschiebbar
an dem Spulenkörper gehalten ist. Die Drehmomenteinleitung
in das Gehäuse der Sperrvorrichtung erfolgt über
einen Zapfen im Bodenbereich des Spulenkörpers.
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Das
Gehäuse der Sperrvorrichtung besteht aus einer Vielzahl
von miteinander gefügten Bauteilen. Es ist zusammengesetzt
aus einem zylindrischen Außengehäuse, einem Boden,
einem Innenpol, einer Zentralbuchse zur axialen und radialen Führung
des zweiten Sperrelementes sowie aus einem Deckel. Nachteilig bei
der bekannten Sperrvorrichtung ist zum einen, dass die Kopplung
zwischen dem zweiten Sperrelement und dem Spulenkörper vergleichsweise
weich ist, da sich die in axialer Richtung erstreckenden Zapfen
bei einer Drehmomentbelastung verformen. Darüber hinaus
wirken sich innerhalb der üblichen Toleranzen schwankende
Spritzgussparameter bei der Herstellung des Spulenkörpers
mit den drei Zapfen erheblich auf das Drehmomentabstützverhalten
der Sperrvorrichtung aus. Ferner ist die Drehmomentweitergabe ungleichmäßig über
die einzelnen Bauteile der Sperrvorrichtung verteilt. Dabei wirkt
sich die lange Toleranzkette negativ aus. Zudem ist das im Stand
der Technik gerollte Außengehäuse sehr instabil
und verformt sich bei einer Belastung, wie etwa durch Fügekräfte
bei der Montage und/oder Spannungen, die durch Wärmedehnung unter
Temperatureinfluss entstehen können. Ferner ist der ein
Teil des Gehäuses bildende Innenpol lediglich aufwändig
als Drehteil fertigbar. Die unvermeidbaren Luftspalten an den Fügestellen
der das Gehäuse bildenden Bauteile wirken sich negativ
auf den magnetischen Fluss zur Verstellung des zweiten Sperrelementes
in axialer Richtung aus. Als Konsequenz der genannten Nachteile,
insbesondere aufgrund der langen Toleranzkette bei der Drehmomentweitergabe,
ist es notwendig, die Sperrvorrichtung sowohl linksdrehend als auch
rechtsdrehend in jeweils vierzig unterschiedlichen Eingriffspositionen
zu prüfen, was insgesamt zu einer langen Herstellungsdauer
und damit zu hohen Kosten führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvorrichtung vorzuschlagen,
beider das Sperrmomentübertragungsverhalten weniger großen Schwankungen
unterliegt. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine entsprechend
verbesserte Getriebe-Antriebs-Einheit vorzuschlagen.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich der Sperrvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Getriebe-Antriebs-Einheit mit
den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen
aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen
und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Toleranzkette zur Sperrmomentübertragung (Drehmomentübertragung)
zu verkürzen. Bei einer, insbesondere als eigenständiges
Modul nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Sperrvorrichtung
erfolgt die Übertragung des Sperrmomentes auf das Gehäuse
der Sperrvorrichtung nicht indirekt zunächst über
Zapfen auf den Spulenkörper und von diesem dann auf ein
Gehäuseteil, sondern unmittelbar von dem zweiten Sperrelement
(Ankerplatte) auf das Gehäuse, wozu das zweite Sperrelement
zwar axial verschiebbar, jedoch formschlüssig drehfest
unmittelbar mit dem Gehäuse der Sperrvorrichtung verbunden
ist. Durch die unmittelbare drehfeste Kopplung zwischen dem zweiten
Sperrelement und dem Gehäuse der Sperrvorrichtung wirken
sich fertigungstoleranzbedingte Abmessungsschwankungen anderer Bauteile,
wie des Spulenkörpers, nicht auf das Sperrmomentübertragungsverhalten
(Abstützverhalten oder Sperrverhalten) der Sperrvorrichtung aus.
In der Folge kann die Prüfung der Sperrvorrichtung auf
ein Mindestmaß beschränkt werden.
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Bei
dem zweiten Sperrelement handelt es sich bevorzugt um eine Platte
aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere Stahl, die zumindest im
Verzahnungsbereich oder vollständig von einer Kunststoffschicht
umgeben ist. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der
die Verzahnung des zweiten Sperrelementes als Spritzgussteil ausgebildet
ist und beispielsweise durch Umspritzen an einer ferromagnetischen
Platte mit zentraler Durchgangsöffnung für die
zu sperrende Welle festgelegt ist.
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Mit
Vorteil ist die Sperrvorrichtung derart ausgebildet, dass der Elektromagnet
bei Bestromung das zweite Sperrelement in axialer Richtung von dem ersten
Sperrelement weg in die Freigabestellung verstellt und dort hält.
Wird die Bestromung unterbrochen, wird das zweite Sperrelement gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform mittels mindestens eines Rückstellfederelementes
zurück in axialer Richtung gegen das erste Sperrelement
in die Sperrposition verstellt. Diese Ausführungsform ermöglicht
es, den Elektromotor einer Getriebe-Antriebs-Einheit gleichzeitig
mit der Sperrvorrichtung zu bestromen und dadurch eine Entsperrung
der Welle zeitgleich mit dem Antrieb der Welle mittels des Elektromotors
zu koppeln.
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Insbesondere
wird durch die direkte formschlüssige Kopplung zwischen
dem zweiten Sperrelement und dem Gehäuse ein steifes Drehmomentübertragungsverhalten
realisiert.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass mindestens
eine formschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Sperrelement
und dem Gehäuse der Sperrvorrichtung bzw. einem Gehäuseteil
von einem in axialer Richtung weisenden Fortsatz an einem der Bauteile
(Sperrelement oder Gehäuseteil) und einer den Fortsatz
formschlüssig aufnehmenden Ausnehmung an dem jeweils anderen
Bauteil ausgebildet ist. Um zu ermöglichen, dass bisher
zum Einsatz kommende Spulenkörper zum axialen Verstellen
des zweiten Sperrelementes eingesetzt werden können, ist
eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Fortsatz am
zweiten Sperrelement radial außerhalb der sich auf einer
Stirnseite in Umfangsrichtung erstreckenden Verzahnung und die Ausnehmung
an einem Gehäuseteil des Gehäuses der Sperrvorrichtung
angeordnet ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass nicht
lediglich eine einzige formschlüssige Verbindung zwischen
dem zweiten Sperrelement und einem Gehäuseteil der Sperrvorrichtung
vorgesehen ist, sondern dass mehrere, insbesondere drei, gleichmäßig
in Umfangsrichtung verteilte, formschlüssige Verbindungen
zwischen dem zweiten Sperrelement und dem Gehäuse vorgesehen
sind. Bevorzugt ist es dabei, wenn sämtliche Verbindungen
identisch ausgebildet sind, also bevorzugt aus einem in radialer
Richtung weisenden Fortsatz in Kombination mit einer diesen formschlüssig
aufnehmenden Ausnehmung, ausgebildet sind.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die Ausnehmung zur Aufnahme des
Fortsatzes als sich in axialer Richtung, parallel zur Längserstreckung
der Welle erstreckende Axialnut ausgebildet ist, die vorzugsweise
bis zu einem axialen Ende eines die Ausnehmung aufweisenden Gehäuseteils
reicht, um eine erleichterte Montage sowie eine axiale Verstellbarkeit des
zweiten Sperrelementes relativ zu dem Gehäuseteil zu ermöglichen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die
Fortsätze der formschlüssigen Verbindungen zwischen
dem zweiten Sperrelement und dem Gehäuse der Sperrvorrichtung
derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Verkanten des zweiten
Sperrelementes beim axialen Verschieben relativ zu dem Gehäuse
der Sperrvorrichtung in der Ausnehmung vermieden wird. Insbesondere
sind die Fortsätze hierzu gerundet, oval oder sich konisch verjüngend
ausgebildet. Bevorzugt weisen die Fortsätze, zumindest
in den in die zugehörige Ausnehmung eingreifenden Abschnitt,
keine ein Verkanten fördernde Seitenkanten auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass die mindestens eine formschlüssige Verbindung zwischen
dem zweiten Sperrelement und dem Gehäuse der Sperrvorrichtung
eine Kunststoff-Metall-Paarung aufweist. Die Kunststoff-Metall-Paarung
reduziert die Geräuschentwicklung maßgeblich.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Fortsatz
aus Kunststoff ausgebildet ist oder zumindest eine Kunststoffoberfläche
aufweist und das Gehäuse der Sperrvorrichtung und damit
die Kontaktfläche zu dem Fortsatz aus Metall, insbesondere
aus einem Stahl oder einer Aluminiumlegierung, ausgebildet ist.
Bevorzugt ist es dabei, wenn die Fortsätze einstückig
mit der Verzahnung als ringförmiges Spritzgussteil ausgebildet
sind, wobei das Spritzgussteil an einer Metallplatte festgelegt
ist.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn ein Gehäuseteil des Gehäuses
als Tiefziehteil aus Metall ausgebildet ist. Bevorzugt handelt es
sich bei dem als Tiefziehteil ausgebildeten Gehäuseteil
um ein mit einem Gehäusedeckel zusammenwirkendes Gehäuseteil,
das mehrere Funktionsabschnitte aufweist. Bevorzugt umfasst das
als Tiefziehteil aus Metall ausgebildete Gehäuseteil einen
sich in axialer Richtung erstreckenden Polkörper für
den Elektromagneten, der als Durchzug zum Durchführen der
Welle ausgebildet ist. Zudem umfasst das Gehäuseteil mit Vorteil
einen ringförmigen, sich in radialer Richtung von dem Durchzug
nach außen erstreckenden Boden sowie eine, insbesondere
zylinderförmige, sich in axialer Richtung an den Boden
anschließende, bevorzugt in Umfangsrichtung geschlossene,
Außenwand zum Umschließen der beiden Sperrelemente. Mit
Vorteil sind in der Außenwand dieses Gehäuseteils
gleichmäßig in Umfangsrichtung beabstandete Ausnehmungen
zur formschlüssigen Aufnahme von Fortsätzen des
zweiten Sperrelementes vorgesehen. Bevorzugt erstrecken sich die
als Axialnuten ausgebildeten Ausnehmungen bis zu dem von dem Boden abgewandten
freien Ende der Außenwand des Gehäuseteils. Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das beschriebene,
als Tiefziehteil ausgebildete Gehäuseteil auf der dem Boden
gegenüberliegenden Seite von einem Gehäusedeckel
verschließbar ist, welcher bevorzugt mittels eines Sicherungsrings
in axialer Richtung fixierbar ist. Durch einen formschlüssigen
Eingriff zwischen Gehäuseteil und Gehäusedeckel
wird eine drehfeste Anordnung realisiert. Durch die Ausbildung des
Gehäuseteils als Tiefziehteil wird ein im Vergleich zu
vielteiligen Gehäusen mit einer gerollten Außenwand
formstabiles, steifes Gehäuse erhalten. Gleichzeitig wird
die Toleranzkette auf ein Minimum reduziert. Zusätzlich
kann auf eine im Stand der Technik notwendige Zentralbuchse aufgrund
der direkten Abstützung des zweiten Sperrelementes an dem
Gehäuseteil verzichtet werden. Zudem entfällt
die aufwändige, separate Fertigung des Innenpols als Drehteil.
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Zur
Verbesserung des magnetischen Flusses im Innenpolbereich, also im
Durchzug des Gehäuseteils für die Welle, ist es
von Vorteil, wenn die Materialstärke des Durchzugs vergleichsweise
groß ist. Dies kann mit Vorteil dadurch realisiert werden, dass
der Durchzug durch Faltung gebildet ist, insbesondere derart, dass
zwei unmittelbar aneinanderliegende, koaxial zueinander angeordnete
Durchzugswände gebildet sind.
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Zur
weiteren Optimierung des magnetischen Flusses ist es von Vorteil,
wenn der Durchzug in seinem axial äußeren, den
Boden des tiefgezogenen Gehäuseteils axial überragenden
Bereich aufgeweitet ist, um magnetische Flussprobleme im gekrümmten Übergangsbereich
zwischen Durchzug und Boden zu minimieren.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein geschlossenes
Gehäuse handelt, das im wesentlichen nur zwei gegenüberliegende
stirnseitige Öffnungen zum Durchführen der zu sperrenden
Welle aufweist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das als Tiefziehteil
ausgebildete Gehäuseteil mit einem Deckel verschließbar
ist. Das Gehäuse der Sperrvorrichtung besteht dann in der
Folge lediglich aus dem tiefgezogenen Gehäuseteil und dem
Gehäusedeckel, bei dem es sich bevorzugt um ein scheibenförmiges
Bauteil handelt.
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Wie
eingangs erwähnt, ist die Sperrvorrichtung bevorzugt als
eigenständiges Modul ausgebildet. Bevorzugt sind an dem
Gehäuse der Sperrvorrichtung Mittel zum Festlegen an einem
Gehäuse der Getriebe-Antriebs-Einheit vorgesehen. Dabei
ist es denkbar, am Gehäuse radial nach außen weisende Fortsätze vorzusehen,
mit denen das Gehäuse der Sperrvorrichtung innerhalb des
Gehäuses der Getriebe-Antriebs-Einheit verkrallbar ist
oder mittels denen das Gehäuse der Sperrvorrichtung in
entsprechenden Ausnehmungen am Gehäuse der Getriebe-Antriebs-Einheit
formschlüssig aufnehmbar ist.
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Die
Erfindung führt auch auf eine Getriebe-Antriebs-Einheit,
insbesondere zur Betätigung eines Sperrdifferenzials in
einem Kraftfahrzeug. Da bei dieser Anwendung der Getriebe-Antriebs-Einheit
von der Sperrvorrichtung in der Sperrstellung der Sperrelemente
vergleichsweise große Sperrmomente abgestützt
werden müssen, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
die Getriebe-Antriebs-Einheit mit einer nach dem Konzept der Erfindung
ausgebildeten Sperrvorrichtung auszustatten, wobei die vorzugsweise
modulartig, als eigenständiges Bauteil ausgebildete Sperrvorrichtung
lediglich durch Durchschieben der zu sperrenden Welle und elektrisches
Kontaktieren des Elektromotors montierbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1:
eine Explosionsdarstellung einer Sperrvorrichtung,
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2:
eine geschnitten-perspektivische Darstellung einer montierten Sperrvorrichtung
und
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3:
eine geschnittene Darstellung eines tiefgezogenen Gehäuseteils
des Gehäuses der Sperrvorrichtung gemäß den 1 und 2.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen
Funktion und mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
eine Sperrvorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung
dargestellt. Die Sperrvorrichtung 1 dient zum Sperren einer
nicht gezeigten Welle einer Getriebe-Antriebs-Einheit, wobei die
Welle von einem ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor der Getriebe-Antriebs-Einheit
verstellbar ist. Im montierten Zustand der Sperrvorrichtung an der
Getriebe-Antriebs-Einheit durchsetzt die zu sperrende Welle die
Sperrvorrichtung 1 in axialer Richtung und trägt endseitig
eine mit einem Schneckenrad kämmende Getriebeschnecke.
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Wie
aus 1 zu erkennen ist, umfasst die Sperrvorrichtung 1 von
in der Zeichnungsebene links her betrachtet ein als Tiefziehteil
ausgebildetes Gehäuseteil 2 aus Metall zur Aufnahme
eines Spulenkörpers 3 eines ringförmigen
Elektromagneten 4, wobei der Spulenkörper 3 über
eine an diesem radial außen angeordnete, sich in axialer
Richtung erstreckende Buchse 5 elektrisch kontaktierbar
ist. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist in dem
tiefgezogenen Gehäuseteil 2 auf der in der Zeichnungsebene
oberen Seite des Gehäuseteils 2 eine seitlich
offene Ausnehmung zur Aufnahme der Buchse 5 vorgesehen.
Axial benachbart zu dem Spulenkörper 3 befindet
sich ein Rückstellfederelement 6, das sich mit
der in der Zeichnungsebene linken Stirnseite an dem Spulenkörper 3 und
mit der in der Zeichnungsebene rechten Stirnseite an einem zweiten
Sperrelement 7 (Ankerplatte) abstützt. Das zweite
Sperrelement 7 ist mit einer zweiten Verzahnung 8 ausgebildet,
die sich auf einer einem ersten Sperrelement 9 (Zahnflansch)
zugewandten zweiten Stirnseite 10 des zweiten Sperrelementes 7 befindet
und drei in Umfangsrichtung beabstandete Gruppen 11, 12, 13 von
in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Zähnen 14 umfasst,
wobei sich die einzelnen Zähne 14 in radialer Richtung
erstrecken. Die zweite Verzahnung 8 ist als Spritzgussteil
ausgebildet, das auf einer Metallplatte 39 durch Umspritzen
festgelegt ist. Dabei ist das Spritzgussteil ringförmig
ausgebildet und radial außen an der zweiten Stirnseite 10 der
Metallplatte 39 angeordnet. Das zweite Sperrelement 7 ist
mit Hilfe des Elektromagneten 4 in axialer Richtung von
dem ersten Sperrelement 9, das mittels einer Innenverzahnung 15 drehfest
an der Welle festlegbar ist, verstellbar. Wird die Bestromung des
Elektromagneten 4 unterbrochen, verstellt das Rückstellfederelement 6 das
zweite Sperrelement 7 in Richtung des ersten Sperrelementes 9,
so dass die zweite Verzahnung 8 des zweiten Sperrelementes 7 in
axialen, formschlüssigen Eingriff mit einer ersten Verzahnung 16 des
ersten Sperrelementes 9 kommt. Der Verstellweg in axialer
Richtung beträgt dabei etwa 1,5 mm. Die erste Verzahnung 16 des
ersten Sperrelementes 9 ist auf einer ersten, der zweiten
Stirnseite 10 des zweiten Sperrelementes 7 zugewandten
ersten Stirnseite 17 des ersten Sperrelementes 9 angeordnet und
besteht aus 42 von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten
Zähnen 18, wobei die einzelnen Zähne 18 sich
in radialer Richtung erstrecken und in einem radial äußeren,
ringförmigen Bereich des scheibenförmigen ersten,
als Spritzgussteil ausgebildeten Sperrelementes 9 angeordnet
sind.
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Axial
benachbart zu dem drehfest mit einem auf der nicht gezeigten Welle
sitzenden Mitnehmer koppelbaren ersten Sperrelement 9 befindet
sich ein erster Gleitring 19 zur Minimierung der Reibung
zwischen dem sich bei bestromtem Elektromotor drehenden ersten Sperrelement 9 und
einem Gehäusedeckel 20 der Sperrvorrichtung 1 aus
Metall. Der Gehäusedeckel 20 bildet zusammen mit
dem tiefgezogenen Gehäuseteil 2 das zweiteilige
metallische Gehäuse 29 der Sperrvorrichtung 1.
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Auf
der in der Zeichnungsebene rechten Stirnseite des Gehäusedeckels 20 ist
ein zweiter Gleitring 21 angeordnet. Dieser dient zur Minimierung
der Reibung zwischen dem feststehenden Gehäusedeckel 20 und
einem Sicherungsring 22, der in einer Umfangsnut 40 einer
Nabe 36 des ersten Sperrelementes 9 festlegbar
ist und somit einen Axialanschlag für den Gehäusedeckel 20 bildet.
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Wie
sich aus 1 ergibt, weist das scheibenförmige
zweite Sperrelement 7 drei um jeweils 120° zueinander
versetzte Fortsätze 23, 24 auf, die einstückig
mit dem die zweite Verzahnung 8 tragenden Spritzgussteil
ausgebildet sind. Jeder Fortsatz 23, 24 bildet
mit einer zugehörigen, als Axialnut ausgebildeten Ausnehmung 25, 26 am
Gehäuseteil 2 eine formschlüssige Verbindung 27, 28,
die derart ausgebildet ist, dass das zweite Sperrelement 7 zwar in
axialer Richtung relativ zu dem ersten Sperrelement 9 verstellbar,
jedoch drehfest mit dem Gehäuseteil 2 verbunden
ist. Die als Axialnuten ausgebildeten Ausnehmungen 25, 26 erstrecken
sich bis zu der in der Zeichnungsebene rechten Endseite des Gehäuseteils 2,
so dass das zweite Sperrelement 7 bei der Montage der Sperrvorrichtung 1 von
außen in das Gehäuseteil 2 einschiebbar
ist und die Fortsätze 23, 24 in den Ausnehmungen 25, 26 in
axialer Richtung in ihre Funktionsposition gleiten.
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In 2 ist
die Sperrvorrichtung 1 in einem montierten Zustand gezeigt.
Zu erkennen ist das äußere, geschlossene, aus
dem Gehäuseteil 2 und dem Gehäusedeckel 20 gebildete
Gehäuse 29. Das tiefgezogene Gehäuseteil 2 weist
einen gefalteten Durchzug 30 auf, der radial innen angeordnet
ist und zur Durchführung der nicht gezeigten Welle dient. Der
Durchzug 30 ist aus zwei einstückig ausgebildeten,
parallel zueinander verlaufenden, durch Umbiegen aneinander anliegend
angeordneten Wandabschnitten 31, 32, gebildet.
Die Faltkante 33 (Biegekante) befindet sich an einem von
einem ringförmigen Boden 34 des Gehäuseteils 2 abgewandten Ende
des Durchzugs 30. Dabei überragt der radial innere
Wandabschnitt 31 den Boden 34 in axialer Richtung.
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Der
ringförmige, sich in radialer Richtung erstreckende Boden 34 geht
an seinem radial äußeren Ende über in
eine koaxiale Außenwand 35, die die Bauteile der
Sperrvorrichtung 1 radial außen umschließt.
Auf das Gehäuseteil 2 ist der Gehäusedeckel 20 aufgeschoben
und mit dem Sicherungsring 22 an einer Nabe 36 mit
der Innenverzahnung 15 des ersten Sperrelementes 9 gehalten.
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Durch
den Tiefziehprozess kann der Boden 34 in der gewünschten
Materialstärke hergestellt werden, wobei die Außenwand 35 (Mantel)
durch Abstrecken verjüngbar ist.
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Zu
erkennen ist, dass sich die Materialstärke des Durchzugs 30 durch
die gefaltete Bauweise, also die aneinander anliegenden, koaxial
zueinander verlaufenden Wandabschnitte 31, 32 verdoppelt
wird, wodurch der magnetische Fluss optimiert wird. Der Durchzug 30 dient
gleichzeitig als Polkörper 37 für den
Elektromagneten 4.
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Das
radiale Spiel des zweiten Sperrelementes 7 kann sowohl über
die Fortsätze 23, 24 als auch über
Anlageflächen an der Innenwand, jeweils in Umfangsrichtung
gesehen rechts und links der Fortsätze 23, 24 eingestellt
werden.
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In 2 befindet
sich das zweite Sperrelement 7 in der Sperrposition, so
dass die aus 1 ersichtlichen Verzahnungen 8, 10 in
axialer Richtung ineinander greifen. Zur Herstellung des Sperrzustandes
wird die Bestromung des Elektromagneten 4 unterbrochen,
so dass das zweite Sperrelement 7 von dem Rückstellfederelement 6 in
Richtung des ortsfesten, aber drehbar mit der nicht gezeigten Welle über
die Innenverzahnung 15 verbundenen ersten Sperrelementes 9 verstellt
wird. Ein von der Welle auf die Innenverzahnung 15 des
ersten Sperrelementes 9 übertragenes Drehmoment
wird von dem ersten Sperrelement über die erste Verzahnung 16 an
die zweite Verzahnung 8 des zweiten Sperrelementes 10 übertragen
und von diesem über die Fortsätze 23, 24 unmittelbar
an das tiefgezogene Gehäuseteil 2 des zweiteiligen,
metallischen Gehäuses 29 der Sperrvorrichtung.
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In 3 ist
eine alternative Ausgestaltung des tiefgezogenen Gehäuseteils 2 gezeigt.
Zu erkennen ist die radial äußere Außenwand 35 mit
ihren in axialer Richtung verlaufenden Ausnehmungen 25, 26 zur
Herstellung von formschlüssigen Verbindungen mit dem axial
verstellbaren zweiten Sperrelement 7. Die Außenwand 35 geht
an ihrem von dem in der Zeichnungsebene rechten freien beabstandeten Ende
in den in radialer Richtung verlaufenden, ringförmigen
Boden 34 über, der wiederum radial innen in einen
koaxial zu der Außenwand 35 angeordneten Wandabschnitt 32 eines
einen Polkörper 37 bildenden Durchzugs 30 übergeht.
Koaxial zu dem Wandabschnitt 32 verläuft ein weiterer Wandabschnitt 31 des
Durchzugs 30, der durch Falten erzeugt wurde. Zu erkennen
ist die innerhalb des Gehäuseteils 2, also radial
innerhalb der Außenwand 35 liegende, ringförmige
Faltkante 33.
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Zur
Optimierung des magnetischen Flusses ist der Durchzug 30,
genauer der radial innere Wandabschnitt 31 im Bereich seines außerhalb
der Umfangswand 35 liegenden freien Endes in radialer Richtung
gegenüber dem Durchmesser des Durchzugs 30 radial
innerhalb der Außenwand 35 aufgeweitet, derart,
dass ein größerer Durchmesser des inneren Wandabschnitts 31 in
einem außerhalb der Außenwand 35 liegenden
Bereich erhalten wird. Durch die Aufweitung in dem axial äußeren
Abschnitt des Durchzugs 30 wird der magnetische Fluss innerhalb des
radial inneren Bodenabschnittes 38 genauer im Übergang
zwischen dem Bodenabsatz 38 und dem Durchzug 30 optimiert,
wodurch größere Verstellkräfte realisiert
werden können.
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Bei
den mit dem Bezugszeichen H gekennzeichneten Höhenmaß handelt
es sich um ein werkzeuggebundenes, d. h. werkzeugabhängiges
Maß, das nicht, wie im Stand der Technik, durch eine große Toleranzkette
beeinflusst ist, da der Durchzug 30 einstückig
mit der Außenwand 35 und dem Boden 34 als tiefgezogenes
Gehäuseteil 2 ausgebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004058096
A1 [0002]