DE102017124131A1

DE102017124131A1 - Actuator with two spherical segments of different diameter and switching unit

Info

Publication number: DE102017124131A1
Application number: DE102017124131.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Lászlo Mán
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2019-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer durch einen Elektromotor (2) in Drehbewegung versetzbaren Spindelmutter (3), die derart an einer Spindelstange (4) angreift, dass die Rotation der Spindelmutter (3) eine Linearbewegung der Spindelstange (4) bewirkt, wobei die Linearbewegung der Spindelstange (4) zum Verstellen eines Betätigungshebels (5) weitergebbar ist und die Spindelmutter (3) einen Kugelkopf (6) aufweist, der in einer Kugelpfanne (7) derart aufgenommen ist, dass der Kugelkopf (6) relativ zur Kugelpfanne (7) bewegbar ist, wobei der Kugelkopf (6) ein erstes Kugelsegment (8) mit einem ersten Durchmesser und ein zweites Kugelsegment (9) mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste Durchmesser von dem zweiten Durchmesser verschieden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schalteinheit (20), die eine solche Betätigungsvorrichtung (1) und einen Betätigungshebel (5) aufweist, wobei der Betätigungshebel (5) an der Spindelstange (4) angebunden ist.The invention relates to an actuating device (1) for a motor vehicle transmission, with a spindle nut (3) displaceable in rotary motion by an electric motor (2) which acts on a spindle rod (4) in such a way that the spindle nut (3) rotates linearly (4) causes, wherein the linear movement of the spindle rod (4) for adjusting an actuating lever (5) is weitergebend and the spindle nut (3) has a ball head (6) which is received in a ball socket (7) such that the ball head ( 6) is movable relative to the ball socket (7), wherein the ball head (6) has a first spherical segment (8) with a first diameter and a second spherical segment (9) with a second diameter, wherein the first diameter is different from the second diameter , Furthermore, the invention relates to a switching unit (20) having such an actuating device (1) and an actuating lever (5), wherein the actuating lever (5) on the spindle rod (4) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer durch einen Elektromotor in Drehbewegung versetzbaren Spindelmutter, die derart an einer Spindelstange angreift, dass die Rotation der Spindelmutter eine Linearbewegung der Spindelstange bewirkt, wobei die Linearbewegung der Spindelstange zum Verstellen eines Betätigungshebels weitergebbar ist und die Spindelmutter einen Kugelkopf aufweist, der in einer Kugelpfanne derart aufgenommen ist, dass der Kugelkopf relativ zur Kugelpfanne bewegbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schalteinheit, die eine solche Betätigungsvorrichtung und einen Betätigungshebel aufweist, wobei der Betätigungshebel an der Spindelstange angebunden ist.The invention relates to an actuating device for a motor vehicle transmission, with a displaceable by an electric motor in rotary motion spindle nut which acts on a spindle rod such that the rotation of the spindle nut causes a linear movement of the spindle rod, wherein the linear movement of the spindle rod for adjusting an actuating lever can be passed and the Spindle nut having a ball head, which is received in a ball socket such that the ball head is movable relative to the ball socket. Furthermore, the invention relates to a switching unit having such an actuating device and an actuating lever, wherein the actuating lever is connected to the spindle rod.

Bei solchen Betätigungsaktoren weisen die Spindelmutter und die Spindelstange jeweils eine Verzahnung auf, die miteinander im Eingriff stehen. Die Spindelmutter ist drehbar, aber axialfest relativ zu einem Gehäuse gelagert und die Spindelstange ist drehfest, aber axial verschieblich relativ zu dem Gehäuse gelagert, so dass bei einer Rotation der Spindelmutter über den Verzahnungseingriff eine translatorische Verschiebung in Axialrichtung der Spindelstange hervorgerufen wird. Dabei wird das Drehmoment von dem Elektromotor, beispielsweise über eine Formschlussverbindung, an die Kugelpfanne weitergegeben und von der Kugelpfanne, vorzugsweise über eine formschlüssige Drehmomentmitnahme/Formschlussverbindung, an den Kugelkopf der Spindelmutter übertragen. Die Kugelpfanne und der Kugelkopf sind also so miteinander verbunden, dass ein Drehmoment um die Längsachse der Spindelmutter bzw. der Kugelpfanne übertragen werden kann, aber eine Verdrehung des Kugelkopfes relativ zu der Kugelpfanne um eine Radialachse der Spindelmutter, insbesondere um eine Verschwenkungsachse des Betätigungshebels, ermöglicht ist. Die Drehmomentmitnahme zwischen der Kugelpfanne und dem Kugelkopf kann vorzugsweise über eine Nut-Nase-Verbindung erfolgen.In such actuating actuators, the spindle nut and the spindle rod each have a toothing, which are engaged with each other. The spindle nut is rotatable, but mounted axially fixed relative to a housing and the spindle rod is rotatably but axially displaceably mounted relative to the housing, so that upon rotation of the spindle nut via the meshing a translational displacement in the axial direction of the spindle rod is caused. In this case, the torque from the electric motor, for example via a positive connection, passed to the ball socket and transmitted from the ball socket, preferably via a form-locking torque / positive connection, to the ball head of the spindle nut. The ball socket and the ball head are thus connected to each other so that a torque about the longitudinal axis of the spindle nut or the ball socket can be transmitted, but allows a rotation of the ball head relative to the ball socket about a radial axis of the spindle nut, in particular about a pivot axis of the actuating lever is. The torque entrainment between the ball socket and the ball head can preferably take place via a groove-nose connection.

Aus der DE 10 2009 013 404 A1 ist ein Getriebeaktor zur Betätigung eines automatisierten Schaltgetriebes mit einer Mehrzahl von Gängen bekannt, wobei eine Schaltwelle von zumindest einem Elektromotor in einer Dreh- und Längsbewegung antreibbar ist und mittels einer Bewegung ein Gang ausgewählt und mittels der anderen Bewegung geschaltet wird, bei dem zwischen dem Schaltgetriebe und dem zumindest einen Elektromotor ein Gehäuse vorgesehen ist, in dem ein Aktorgetriebe gekapselt aufgenommen ist.From the DE 10 2009 013 404 A1 a transmission actuator for actuating an automatic transmission with a plurality of gears is known, wherein a switching shaft of at least one electric motor in a rotational and longitudinal movement is driven and selected by means of a movement and a gear is switched by means of the other movement, in which between the transmission and the at least one electric motor, a housing is provided, in which an actuator gear is received encapsulated.

Aus der WO 2015/149775 A1 ist ein Aktor zur Kupplungsbetätigung bekannt, der ein Motormodul und ein Betätigungsmodul umfasst. Das Motormodul ist wahlweise mit einem Hydraulikmodul oder einem Mechanikmodul verbindbar. Das Motormodul und/oder das Betätigungsmodul weisen einen Motorflansch zur wahlweisen Verbindung auf. Das Motormodul und/oder das Betätigungsmodul weisen wenigstens einen Gehäuseflansch zur Verbindung mit einem Gehäuse auf.From the WO 2015/149775 A1 An actuator for clutch actuation is known which comprises a motor module and an actuation module. The motor module can optionally be connected to a hydraulic module or a mechanical module. The motor module and / or the actuation module have a motor flange for selective connection. The motor module and / or the actuation module have at least one housing flange for connection to a housing.

Die WO 2015/070850 A1 offenbart eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem elektromechanischen Aktor, der eine elektromotorisch in Drehbewegung versetzbare Spindel aufweist, die über ein Rotationsbewegung in Linearbewegung wandelndes Bewegungswandelgetriebe Druck und/oder Zug auf eine Druckhülse weitergebend an eine Auslöseeinrichtung einer Kupplung koppelbar ist, wobei die Druckhülse über eine die Druckhülse gegen Rotation sichernde Gelenkeinheit auf eine Kupplungsstellvorrichtung einwirkt. Ferner wird in dieser Druckschrift auch eine Kupplung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung beschrieben.The WO 2015/070850 A1 discloses an actuating device for a motor vehicle, comprising an electromechanical actuator, which has an electromotively displaceable in rotational movement spindle, the rotational movement in a linear motion moving motion conversion pressure and / or train on a pressure sleeve releasably coupled to a triggering device of a clutch, wherein the pressure sleeve via a hinge unit securing the pressure sleeve against rotation acts on a coupling actuator. Furthermore, a clutch is described with such an actuator in this document.

Die DE 10 2015 212 645.5 offenbart einen Kupplungsaktor für ein Kraftfahrzeug, mit einem axial verfahrbaren Stellteil, wobei das Stellteil über einen einen Stator aufweisenden Elektromotor in eine Axialbewegung versetzbar ist und der Stator in einem topfartigen, den Stator zumindest teilweise umgebenden Statorgehäuse fest angebunden ist, wobei das Stellteil zum Bewirken einer Stellbewegung ausgelegt ist, wobei das auch das Stellteil umgebende Statorgehäuse einteilig ausgebildet ist.The DE 10 2015 212 645.5 discloses a clutch actuator for a motor vehicle, with an axially movable actuator, wherein the actuator is displaceable over a stator having an electric motor in an axial movement and the stator is firmly connected in a cup-like, at least partially surrounding the stator stator housing, wherein the actuating member for effecting a Adjusting movement is designed, wherein the surrounding the actuator stator housing is integrally formed.

In der DE 10 2016 206 749 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe offenbart, die ein Gehäuse, einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor und ein Betätigungsgetriebe mit einer Spindelstange und einer Spindelmutter aufweist, wobei die Betätigungsvorrichtung eine mit der Spindelstange verbundene Koppelstange aufweist, um die Betätigungsvorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.In the DE 10 2016 206 749 A1 an actuator device for a vehicle transmission is disclosed which comprises a housing, an electric motor with a stator and a rotor and an actuating gear with a spindle rod and a spindle nut, wherein the actuating device has a coupling rod connected to the spindle rod to the actuator structurally and / or functionally to improve.

Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass bisher bekannte Betätigungsaktoren, insbesondere verschwenkbare Betätigungsaktoren mit einem Kugelgelenkmechanismus, einen großen radialen Bauraum benötigen oder die Größe des übertragbaren Drehmoments stark begrenzt ist.However, the prior art always has the disadvantage that previously known actuation actuators, in particular pivotable actuation actuators with a ball joint mechanism, require a large radial space or the size of the transmittable torque is severely limited.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll ein Betätigungsaktor mit einem Kugelgelenkmechanismus entwickelt werden, der besonders bauraumsparend, insbesondere in Radialrichtung, ausgelegt ist und hohe Axialkräfte abstützen und/oder übertragen kann.It is therefore the object of the invention to avoid or at least reduce the disadvantages of the prior art. In particular, an actuation actuator with a ball joint mechanism is to be developed, which is particularly space-saving, especially in the radial direction, designed and supported high axial forces and / or can transfer.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kugelkopf ein erstes Kugelsegment mit einem ersten (Außen-) Durchmesser und ein zweites Kugelsegment mit einem zweiten (Außen-) Durchmesser aufweist, wobei der erste Durchmesser von dem zweiten Durchmesser verschieden ist. The object is achieved in a generic device according to the invention in that the ball head has a first spherical segment with a first (outer) diameter and a second spherical segment with a second (outer) diameter, wherein the first diameter is different from the second diameter.

Dies hat den Vorteil, dass je nach der axialen Anordnung der beiden Kugelsegmente die Durchmesser auf die radial außerhalb liegenden Bauteile abgestimmt werden können. Insbesondere ist es dadurch in vorteilhafter Weise möglich, einen Rotor des Elektromotors und/oder die Rotorlager mit einem reduzierten Durchmesser auszulegen und somit radialen Bauraum einzusparen.This has the advantage that, depending on the axial arrangement of the two spherical segments, the diameter can be matched to the radially outwardly located components. In particular, it is thereby possible in an advantageous manner to design a rotor of the electric motor and / or the rotor bearing with a reduced diameter and thus to save radial space.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and are explained in more detail below.

Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn das erste Kugelsegment, das dem Betätigungshebel zugewandt ist, einen größeren Durchmesser aufweist als das zweite Kugelsegment, das dem Elektromotor zugewandt ist. Dadurch kann der nutzbare Kugelbereich des ersten Kugelsegments vergrößert werden, ohne dass der Durchmesser des zweiten Kugelsegments gesteigert wird. Somit können höhere Axialkräfte durch das erste Kugelsegment und damit durch den Kugelkopf übertragen werden.In particular, it is expedient if the first ball segment, which faces the actuating lever, has a larger diameter than the second ball segment, which faces the electric motor. As a result, the usable ball area of the first ball segment can be increased without the diameter of the second ball segment being increased. Thus, higher axial forces can be transmitted through the first ball segment and thus through the ball head.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Kugelmittelpunkte der Kugelsegmente deckungsgleich sind. Das heißt also, dass der Mittelpunkt des ersten Kugelsegments und der Mittelpunkt des zweiten Kugelsegments kongruent sind. Dadurch wird eine gewünschte Verschwenkbarkeit des Kugelkopfes gegenüber der Kugelpfanne sichergestellt.Moreover, it is advantageous if the ball centers of the spherical segments are congruent. This means that the center of the first sphere segment and the center of the second sphere segment are congruent. This ensures a desired pivoting of the ball head relative to the ball socket.

Weiterhin zeichnet sich ein günstiges Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass der Kugelkopf in Axialrichtung vor oder hinter einem Rotor des Elektromotors angeordnet ist. Das heißt also, dass der Kugelkopf in Axialrichtung versetzt zu dem Rotor, also nicht auf derselben axialen Höhe, angeordnet ist. Durch den vorgelagerten/ausgelagerten Kugelkopf hinsichtlich des Elektromotors bzw. des Rotors des Elektromotors ist es nicht mehr notwendig, dass der Außendurchmesser des Kugelkopfes geringer als der Innendurchmesser des Rotors ist. Somit kann der Kugelkopf mit einem größeren Außendurchmesser bei gleichzeitig kleinerem Rotordurchmesser ausgestaltet werden.Furthermore, a favorable embodiment is characterized in that the ball head is arranged in the axial direction in front of or behind a rotor of the electric motor. This means that the ball head is arranged in the axial direction offset from the rotor, ie not at the same axial height. Due to the upstream / outsourced ball head with respect to the electric motor or the rotor of the electric motor, it is no longer necessary that the outer diameter of the ball head is smaller than the inner diameter of the rotor. Thus, the ball head can be configured with a larger outer diameter with a smaller rotor diameter.

Insbesondere ist der Kugelkopf in Axialrichtung zwischen dem Rotor und dem Betätigungshebel angeordnet, da die radialen Abmessungen des Kugelkopfs (und damit die maximale Axialkraftübertragung) dann weitgehend unabhängig von den radialen Abmessungen des Rotors (und damit dem radialen Bauraum im Bereich des Elektromotors) festgelegt werden können.In particular, the ball head is arranged in the axial direction between the rotor and the actuating lever, since the radial dimensions of the ball head (and thus the maximum Axialkraftübertragung) then largely independent of the radial dimensions of the rotor (and thus the radial space in the region of the electric motor) can be determined ,

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Rotor über ein erstes Rotorlager und/oder ein zweites Rotorlager drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, wobei der Kugelmittelpunkt des ersten Kugelsegments und/oder des zweites Kugelsegments nahe der Lagerebene, vorzugsweise exakt in der Lagerebene, des ersten Rotorlagers, das ein betätigungshebel-nahes bzw. spindelzugewandtes Rotorlager ist, angeordnet ist. So ist es vorteilhafterweise möglich, das abzustützende Drehmoment in dem ersten Rotorlager aufgrund von Querkräften bei der Verkippung/Verschwenkung des Kugelkopfes zu verkleinern oder vollständig zu eliminieren. Dadurch ist es auch möglich, das zweite Rotorlager kleiner zu dimensionieren und gegebenenfalls vollständig entfallen zu lassen, was Vorteile hinsichtlich des Bauraumbedarfs mit sich bringt.Furthermore, it is advantageous if the rotor is rotatably mounted in a housing via a first rotor bearing and / or a second rotor bearing, wherein the ball center of the first ball segment and / or the second ball segment near the storage plane, preferably exactly in the storage plane of the first Rotor bearing, which is an actuating lever-near or spindle-facing rotor bearing is arranged. Thus, it is advantageously possible to reduce the torque to be supported in the first rotor bearing due to lateral forces in the tilting / pivoting of the ball head or completely eliminate. As a result, it is also possible to make the second rotor bearing smaller and possibly omit it completely, which brings advantages with regard to the space requirement.

Zudem ist es zweckmäßig, den Kugelkopf nahe dem ersten Rotorlager anzuordnen, vorzugsweise auf dergleichen axialen Höhe, da dann auch vergrößerte Schwenkwinkel für die Spindel bzw. den Kugelkopf möglich sind.In addition, it is expedient to arrange the ball head near the first rotor bearing, preferably at the same axial height, since then also increased pivot angle for the spindle or the ball head are possible.

Auch ist es von Vorteil, wenn das erste Kugelsegment in Axialrichtung versetzt, also nicht auf derselben axialen Höhe, zu dem ersten Rotorlager angeordnet ist. Das heißt also, dass das erste Kugelsegment in Axialrichtung zwischen dem ersten Rotorlager und dem Betätigungshebel angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, den Außendurchmesser des ersten Kugelsegments größer als den Innendurchmesser des ersten Rotorlagers auszugestalten. So kann vorteilhafterweise eine größere Kugelfläche zur Übertragung der Axialkräfte bereitgestellt werden.It is also advantageous if the first ball segment offset in the axial direction, that is not arranged at the same axial height, to the first rotor bearing. This means that the first ball segment is arranged in the axial direction between the first rotor bearing and the actuating lever. This makes it possible to design the outer diameter of the first ball segment larger than the inner diameter of the first rotor bearing. Thus, advantageously, a larger spherical surface for transmitting the axial forces can be provided.

Zudem ist es bevorzugt, wenn das zweite Kugelsegment nahe der Lagerebene, vorzugsweise zumindest teilweise exakt in der Lagerebene, des ersten Rotorlagers angeordnet ist.In addition, it is preferred if the second ball segment is arranged close to the bearing plane, preferably at least partially exactly in the bearing plane, of the first rotor bearing.

Ein günstiges Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Spindelmutter ein (Innen-) Gewinde aufweist und sich eine Gewindelänge des Gewindes der Spindelmutter über den Kugelaußendurchmesser des Kugelkopfes hinaus erstreckt, was den Bauraumbedarf der Spindelmutter reduziert. Außerdem kann dadurch der Aktorhub der Betätigungsvorrichtung verlängert werden.A favorable embodiment is characterized in that the spindle nut has an (internal) thread and a thread length of the thread of the spindle nut extends beyond the ball outside diameter of the ball head, which reduces the space requirement of the spindle nut. In addition, thereby the Aktorhub the actuator can be extended.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kugelpfanne zwei Kugelpfannenteile/Kugelpfannenhälften aufweist, wobei ein erster Kugelpfannenteil/eine erste Kugelpfannenhälfte an den Durchmesser des ersten Kugelsegments angepasst ist und ein zweiter Kugelpfannenteil/eine zweite Kugelpfannenhälfte an den Durchmesser des zweiten Kugelsegments angepasst ist.Further, it is advantageous if the ball socket comprises two ball socket parts / ball socket halves, wherein a first ball socket part / a first ball socket half is adapted to the diameter of the first ball segment and a second ball socket part / a second ball socket half to the Diameter of the second ball segment is adjusted.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der erste Kugelpfannenteil und der zweite Kugelpfannenteil form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind, so dass die Axialkräfte gut übertragen werden können.Furthermore, it is expedient if the first ball socket part and the second ball socket part are positively and / or positively and / or materially connected to each other, so that the axial forces can be transmitted well.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn das erste Kugelsegment und das zweite Kugelsegment integral, also einmaterialig und einstückig, ausgebildet sind.In addition, it is expedient if the first spherical segment and the second spherical segment are formed integrally, that is, in one material and in one piece.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der zweite Kugelpfannenteil einen zylindrischen Abschnitt zur Aufnahme der Spindelstange aufweist, so dass die Spindelstange, insbesondere im eingerückten Zustand des Betätigungshebels, geführt wird.It is also advantageous if the second ball socket part has a cylindrical portion for receiving the spindle rod, so that the spindle rod, in particular in the engaged state of the actuating lever, is guided.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Schalteinheit mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung und einem Betätigungshebel gelöst, wobei der Betätigungshebel an der Spindelstange angebunden ist.The object of the invention is also achieved by a switching unit with an actuating device according to the invention and an actuating lever, wherein the actuating lever is connected to the spindle rod.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Längsschnittdarstellung einer Schalteinheit mit einer Betätigungsvorrichtung und einem eingerückten Betätigungshebel, und
2 eine Längsschnittdarstellung der Schalteinheit mit der Betätigungsvorrichtung und dem ausgerücktem Betätigungshebel.

The invention will be explained below with the aid of drawings. Show it:

1 a longitudinal sectional view of a switching unit with an actuator and an engaged operating lever, and
2 a longitudinal sectional view of the switching unit with the actuator and the disengaged operating lever.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 in einer eingerückten Stellung. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist einen Elektromotor 2 auf, der mit einer Spindelmutter 3 so verbunden ist, dass der Elektromotor 2 die Spindelmutter 3 rotatorisch antreiben und in Drehbewegung versetzen kann. Weiter weist die Betätigungsvorrichtung 1 eine Spindelstange 4 auf, die mit der Spindelmutter 3 so gekoppelt ist, dass die Rotation der Spindelmutter 3 in eine Linearbewegung der Spindelstange 4 umgesetzt wird. Die Spindelmutter 3 ist also axialfest, aber drehbar gelagert, während die Spindelstange 4 axial verschieblich, aber drehfest gelagert ist. Die Spindelstange 4 ist mit einem Betätigungshebel 5 fest gekoppelt, so dass eine translatorische Bewegung der Spindelstange 4 an den Betätigungshebel 5 zum Verstellen des Betätigungshebels 5 weitergegeben wird. 1 shows an actuating device according to the invention 1 in an engaged position. The actuator 1 has an electric motor 2 on that with a spindle nut 3 connected so that the electric motor 2 the spindle nut 3 rotatory driving and can put into rotary motion. Next, the actuator 1 a spindle rod 4 on that with the spindle nut 3 coupled so that the rotation of the spindle nut 3 in a linear movement of the spindle rod 4 is implemented. The spindle nut 3 So is axially fixed, but rotatably mounted, while the spindle rod 4 axially displaceable, but rotatably mounted. The spindle rod 4 is with an operating lever 5 firmly coupled, so that a translational movement of the spindle rod 4 to the operating lever 5 for adjusting the operating lever 5 is passed on.

Die Spindelmutter 3 weist einen Kugelkopf 6 auf, der in einer axialfesten Kugelpfanne 7 so aufgenommen ist, dass der Kugelkopf 6 relativ zur Kugelpfanne 7 beweglich ist. Insbesondere ist der Kugelkopf 6 relativ zu der Kugelpfanne 7 verdrehbar, wobei eine Verdrehung des Kugelkopfs 6 relativ zu der Kugelpfanne 7 eine Verschwenkung der Spindelstange 4 und des Betätigungshebels 5 hervorruft. Im Umkehrschluss ruft also eine Verschwenkung des Betätigungshebels 5 eine Verdrehung des Kugelkopfs 6 relativ zur Kugelpfanne 7 hervor. Das Drehmoment des Elektromotors 2 wird über die Kugelpfanne 7 an den Kugelkopf 6 weitergegeben. Dazu ist der Kugelkopf 6 um die Längsachse der Spindelmutter 3 bzw. der Kugelpfanne 7 drehmomentübertragend mit der Kugelpfanne 7 gekoppelt, so dass der Kugelkopf 6 in der Kugelpfanne 7 nicht durchdrehen kann.The spindle nut 3 has a ball head 6 on that in an axially fixed ball socket 7 so recorded is that the ball head 6 relative to the ball socket 7 is mobile. In particular, the ball head 6 relative to the ball socket 7 rotatable, with a rotation of the ball head 6 relative to the ball socket 7 a pivoting of the spindle rod 4 and the operating lever 5 causes. Conversely, so calls a pivoting of the operating lever 5 a rotation of the ball head 6 relative to the ball socket 7 out. The torque of the electric motor 2 is over the ball socket 7 to the ball head 6 passed. This is the ball head 6 around the longitudinal axis of the spindle nut 3 or the ball socket 7 torque transmitting with the ball socket 7 coupled so that the ball head 6 in the ball socket 7 can not go crazy.

Der Kugelkopf 6 weist ein erstes Kugelsegment 8 mit einem ersten Außendurchmesser und ein zweites Kugelsegment 9 mit einem zweiten Außendurchmesser auf, wobei die Außendurchmesser der beiden Kugelsegmente 8, 9 unterschiedlich sind. Das erste Kugelsegment 8 ist dem Betätigungshebel 5 zugewandt und in Axialrichtung zwischen dem Betätigungshebel 5 und dem Elektromotor 2 angeordnet. Das zweite Kugelsegment 9 ist von dem Betätigungshebel 5 abgewandt und in Axialrichtung zwischen dem ersten Kugelsegment 8 und dem Elektromotor 2 angeordnet. Das heißt, dass das zweite Kugelsegment 9 ein elektromotor-nahes bzw. elektromotorzugewandtes Kugelsegment ist und dass das erste Kugelsegment 8 ein elektromotorfernes bzw. elektromotor-abgewandtes Kugelsegment ist.The ball head 6 has a first sphere segment 8th with a first outer diameter and a second spherical segment 9 with a second outer diameter, wherein the outer diameter of the two spherical segments 8th . 9 are different. The first sphere segment 8th is the operating lever 5 facing and in the axial direction between the actuating lever 5 and the electric motor 2 arranged. The second sphere segment 9 is from the operating lever 5 turned away and in the axial direction between the first ball segment 8th and the electric motor 2 arranged. That is, the second sphere segment 9 is an electric motor-close or electric motor facing ball segment and that the first ball segment 8th an electric motor remote or electric motor-remote ball segment.

Der Mittelpunkt des ersten Kugelsegments 8 ist auf der Achse der Spindelstange 4 und in Axialrichtung zwischen dem Elektromotor 2 und dem ersten Kugelsegment 8 angeordnet, so dass dem Betätigungshebel 5 eine konvexe Fläche des ersten Kugelsegments 8 zugewandt ist. Der Mittelpunkt des zweiten Kugelsegments 8 ist auch auf der Achse der Spindelstange 4 und in Axialrichtung zwischen dem ersten Kugelsegment 8 und dem zweiten Kugelsegment 9 angeordnet, so dass dem Elektromotor 2 eine konvexe Fläche des zweiten Kugelsegments 9 zugewandt ist. Der Mittelpunkt des ersten Kugelsegments 8 ist deckungsgleich, also kongruent, mit dem Mittelpunkt des zweiten Kugelsegments 9 angeordnet.The center of the first sphere segment 8th is on the axis of the spindle rod 4 and in the axial direction between the electric motor 2 and the first sphere segment 8th arranged so that the operating lever 5 a convex surface of the first sphere segment 8th is facing. The center of the second sphere segment 8th is also on the axis of the spindle rod 4 and in the axial direction between the first ball segment 8th and the second ball segment 9 arranged so that the electric motor 2 a convex surface of the second ball segment 9 is facing. The center of the first sphere segment 8th is congruent, so congruent, with the center of the second sphere segment 9 arranged.

Der erste Außendurchmesser/Durchmesser des ersten Kugelsegments 8 ist größer als der zweite Außendurchmesser/Durchmesser des zweiten Kugelsegments 9. Das heißt, dass das erste Kugelsegment 8 ein Teil einer ersten Kugel und das zweite Kugelsegment 9 ein Teil einer zweiten Kugel ist, wobei die erste Kugel größer, also einen größeren Radius besitzt, als die zweite Kugel ist. Das erste Kugelsegment 8 ist kleiner als eine Halbkugel und das zweite Kugelsegment 9 ist genauso groß wie oder kleiner als eine Halbkugel.The first outer diameter / diameter of the first ball segment 8th is greater than the second outer diameter / diameter of the second ball segment 9 , That is, the first sphere segment 8th a part of a first ball and the second ball segment 9 is a part of a second ball, wherein the first ball is larger, so has a larger radius than the second ball. The first sphere segment 8th is smaller than a hemisphere and the second ball segment 9 is the same size as or smaller than a hemisphere.

Der Elektromotor 2 weist einen Stator 10 und einen konzentrisch dazu angeordneten Rotor 11 auf. Der Kugelkopf 6 ist in Axialrichtung versetzt zu dem Rotor 11 angeordnet. Der Rotor 11 weist einen Innendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Kugelsegments 8 und kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Kugelsegments 9 ist. Der Rotor 11 wird über ein erstes Rotorlager 12 und ein zweites Rotorlager 13 in einem Gehäuse 14 der Betätigungsvorrichtung 1 drehbar gelagert. Das erste Rotorlager 12 ist auf einer spindelmutter-zugewandten Seite des Rotors 11 angeordnet und das zweite Rotorlager 13 ist auf einer spindelmutterabgewandten Seite des Rotors 11 angeordnet.The electric motor 2 has a stator 10 and a concentrically arranged rotor 11 on. The ball head 6 is offset in the axial direction to the rotor 11 arranged. The rotor 11 has an inner diameter smaller than the outer diameter of the first ball segment 8th and smaller than the outer diameter of the second ball segment 9 is. The rotor 11 is via a first rotor bearing 12 and a second rotor bearing 13 in a housing 14 the actuator 1 rotatably mounted. The first rotor bearing 12 is on a spindle nut side of the rotor 11 arranged and the second rotor bearing 13 is on a spindle nut side facing away from the rotor 11 arranged.

Das erste Kugelsegment 8 ist in Axialrichtung versetzt zu dem ersten Rotorlager 12 angeordnet, während das zweite Kugelsegment 9, insbesondere der Mittelpunkt des zweiten Kugelsegments 9, also der Mittelpunkt des Kugelkopfes 6, in einer Lagerebene des ersten Rotorlagers 12 angeordnet ist. Das zweite Kugelsegment 9 ist also zumindest teilweise auf dergleichen axialen Höhe wie das erste Rotorlager 12 angeordnet.The first sphere segment 8th is offset in the axial direction to the first rotor bearing 12 arranged while the second sphere segment 9 , in particular the center of the second ball segment 9 , so the center of the ball head 6 in a bearing plane of the first rotor bearing 12 is arranged. The second sphere segment 9 is therefore at least partially at the same axial height as the first rotor bearing 12 arranged.

Die Spindelstange 4 weist ein Außengewinde 15 auf. Die Spindelmutter 3 weist ein Innengewinde 16 mit einer Gewindelänge auf, die größer ist als der Kugelaußendurchmesser des Kugelkopfes 6. Das Außengewinde 15 und das Innengewinde 16 stehen miteinander im Eingriff.The spindle rod 4 has an external thread 15 on. The spindle nut 3 has an internal thread 16 with a thread length which is greater than the ball outside diameter of the ball head 6 , The external thread 15 and the internal thread 16 are engaged with each other.

Die Kugelpfanne 7 weist einen ersten Kugelpfannenteil 17 und einen zweiten Kugelpfannenteil 18 auf, wobei der erste Kugelpfannenteil 17 einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des ersten Kugelsegments 8 entspricht, und der zweite Kugelpfannenteil 18 einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des zweiten Kugelsegments 9 entspricht. Die beiden Kugelpfannenteile 17, 18 sind fest miteinander über eine form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden.The ball socket 7 has a first ball socket part 17 and a second ball socket part 18 on, wherein the first ball socket part 17 an inner diameter equal to the outer diameter of the first ball segment 8th corresponds, and the second ball socket part 18 an inner diameter equal to the outer diameter of the second ball segment 9 equivalent. The two ball socket parts 17 . 18 are firmly connected to each other via a positive, cohesive or material connection.

Der zweite Kugelpfannenteil 18 weist einen zylindrischen Abschnitt 19 auf, der zur Aufnahme der Spindelstange 4 ausgelegt ist. In einem eingerückten Zustand des Betätigungshebels 5 ist die Spindelstange 4 in dem zylindrischen Abschnitt 19 aufgenommen. Der zylindrische Abschnitt 19 ist radial innerhalb des Rotors 11 und des zweiten Rotorlagers 13 angeordnet. Der zylindrische Abschnitt 19 geht in einen Abschnitt des zweiten Kugelpfannenteils 18 über, der an den Durchmesser des zweiten Kugelsegments 9 angepasst ist. Der zweite Kugelpfannenteil 18 ist durch das erste und das zweite Rotorlager 12, 13 gelagert.The second ball socket part 18 has a cylindrical section 19 on, for receiving the spindle rod 4 is designed. In an engaged state of the operating lever 5 is the spindle rod 4 in the cylindrical section 19 added. The cylindrical section 19 is radially inside the rotor 11 and the second rotor bearing 13 arranged. The cylindrical section 19 goes into a section of the second ball socket part 18 about the diameter of the second ball segment 9 is adjusted. The second ball socket part 18 is through the first and second rotor bearings 12 . 13 stored.

Die Betätigungsvorrichtung 1 ist Teil einer Schalteinheit 20. Die Schalteinheit 20 besitzt also das Gehäuse 14, in dem die Betätigungsvorrichtung 1 angeordnet ist. Außerdem weist die Schalteinheit 20 den Betätigungshebel 5 auf, der an der Spindelstange 4 der Betätigungsvorrichtung 1 angebunden ist.The actuator 1 is part of a switching unit 20 , The switching unit 20 So has the housing 14 in which the actuator 1 is arranged. In addition, the switching unit has 20 the operating lever 5 on, on the spindle rod 4 the actuator 1 is connected.

2 zeigt die Betätigungsvorrichtung 1 in einer ausgerückten Stellung. Der Betätigungshebel 5 ist ausgerückt und verschwenkt, so dass eine Verdrehung des Kugelkopfes 6 um den Mittelpunkt des ersten und des zweiten Kugelsegments 8, 9 relativ zu der Kugelpfanne 7 hervorgerufen wird. Die Spindelstange 4 ist maximal weit translatorisch relativ zu der Spindelmutter 3 verlagert. Die Verdrehung des Kugelkopfes 6 ist durch einen Anschlag 21, der an dem zweiten Kugelpfannenteil 18 ausgebildet ist, begrenzt, da eine Stirnfläche 22 des ersten Kugelsegments 8 bei maximaler Verdrehung an dem Anschlag 21 anliegt. Der Betätigungshebel 5 ist über einen Gabelkopf 23 mit der Spindelstange 4 verbunden. 2 shows the actuator 1 in a disengaged position. The operating lever 5 is disengaged and pivoted, allowing a twist of the ball head 6 around the center of the first and second sphere segments 8th . 9 relative to the ball socket 7 is caused. The spindle rod 4 is maximum translational relative to the spindle nut 3 relocated. The rotation of the ball head 6 is through a stop 21 that on the second ball socket part 18 is formed, limited, as an end face 22 of the first ball segment 8th at maximum twist on the stop 21 is applied. The operating lever 5 is over a clevis 23 with the spindle rod 4 connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Betätigungsvorrichtungactuator
22: Elektromotorelectric motor
33: Spindelmutterspindle nut
44: Spindelstangespindle rod
55: Betätigungshebelactuating lever
66: Kugelkopfball head
77: Kugelpfanneball socket
88th: erstes Kugelsegmentfirst sphere segment
99: zweites Kugelsegmentsecond sphere segment
1010: Statorstator
1111: Rotorrotor
1212: erstes Rotorlagerfirst rotor bearing
1313: zweites Rotorlagersecond rotor bearing
1414: Gehäusecasing
1515: Außengewindeexternal thread
1616: Innengewindeinner thread
1717: erster Kugelpfannenteilfirst ball socket part
1818: zweiter Kugelpfannenteilsecond ball socket part
1919: zylindrischer Abschnittcylindrical section
2020: Schalteinheitswitching unit
2121: Anschlagattack
2222: Stirnflächeface
2323: Gabelkopfclevis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009013404 A1 [0003]DE 102009013404 A1 [0003]
WO 2015/149775 A1 [0004]WO 2015/149775 A1 [0004]
WO 2015/070850 A1 [0005]WO 2015/070850 A1 [0005]
DE 102015212645 [0006]DE 102015212645 [0006]
DE 102016206749 A1 [0007]DE 102016206749 A1 [0007]

Claims

Betätigungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer durch einen Elektromotor (2) in Drehbewegung versetzbaren Spindelmutter (3), die derart an einer Spindelstange (4) angreift, dass die Rotation der Spindelmutter (3) eine Linearbewegung der Spindelstange (4) bewirkt, wobei die Linearbewegung der Spindelstange (4) zum Verstellen eines Betätigungshebels (5) weitergebbar ist und die Spindelmutter (3) einen Kugelkopf (6) aufweist, der in einer Kugelpfanne (7) derart aufgenommen ist, dass der Kugelkopf (6) relativ zur Kugelpfanne (7) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (6) ein erstes Kugelsegment (8) mit einem ersten Durchmesser und ein zweites Kugelsegment (9) mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste Durchmesser von dem zweiten Durchmesser verschieden ist.Actuating device (1) for a motor vehicle transmission, with a spindle nut (3) displaceable in rotary motion by an electric motor (2) which acts on a spindle rod (4) such that rotation of the spindle nut (3) causes linear movement of the spindle rod (4) , wherein the linear movement of the spindle rod (4) for adjusting an actuating lever (5) is weitergebend and the spindle nut (3) has a ball head (6) which is received in a ball socket (7) such that the ball head (6) relative to Ball socket (7) is movable, characterized in that the ball head (6) has a first spherical segment (8) with a first diameter and a second spherical segment (9) with a second diameter, wherein the first diameter is different from the second diameter.

Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kugelsegment (8), das dem Betätigungshebel (5) zugewandt ist, einen größeren Durchmesser aufweist als das zweite Kugelsegment (9), das dem Elektromotor (2) zugewandt ist.Actuator (1) according to Claim 1 , characterized in that the first ball segment (8) facing the operating lever (5) has a larger diameter than the second ball segment (9) facing the electric motor (2).

Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelmittelpunkte der Kugelsegmente (8, 9) deckungsgleich sind.Actuator (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the ball centers of the spherical segments (8, 9) are congruent.

Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (6) in Axialrichtung vor einem Rotor (11) des Elektromotors (2) angeordnet ist.Actuating device (1) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the ball head (6) in the axial direction in front of a rotor (11) of the electric motor (2) is arranged.

Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (11) über ein erstes Rotorlager (12) und/oder ein zweites Rotorlager (13) drehbar in einem Gehäuse (14) gelagert ist, wobei der Kugelmittelpunkt des ersten Kugelsegments (8) und/oder des zweites Kugelsegments (9) nahe der Lagerebene des ersten Rotorlagers (12) angeordnet ist.Actuator (1) according to Claim 4 , characterized in that the rotor (11) via a first rotor bearing (12) and / or a second rotor bearing (13) is rotatably mounted in a housing (14), wherein the ball center of the first ball segment (8) and / or the second Ball segment (9) near the storage plane of the first rotor bearing (12) is arranged.

Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Gewindelänge der Spindelmutter (3) über den Kugelaußendurchmesser des Kugelkopfes (6) hinaus erstreckt.Actuating device (1) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that extending a thread length of the spindle nut (3) beyond the ball outer diameter of the ball head (6) addition.

Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelpfanne (7) zwei Kugelpfannenteile (17, 18) aufweist, wobei ein erster Kugelpfannenteil (17) an den Durchmesser des ersten Kugelsegments (8) angepasst ist und ein zweiter Kugelpfannenteil (18) an den Durchmesser des zweiten Kugelsegments (9) angepasst ist.Actuating device (1) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the ball socket (7) comprises two ball socket parts (17, 18), wherein a first ball socket part (17) is adapted to the diameter of the first ball segment (8) and a second ball socket part (18) to the diameter of the second ball segment (9) is adjusted.

Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kugelpfannenteil (17) und der zweite Kugelpfannenteil (18) form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Actuator (1) according to Claim 7 , characterized in that the first ball socket part (17) and the second ball socket part (18) are positively and / or positively and / or materially connected to each other.

Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kugelpfannenteil (18) einen zylindrischen Abschnitt (19) zur Aufnahme der Spindelstange (4) aufweist.Actuator (1) according to Claim 7 or 8th , characterized in that the second ball socket part (18) has a cylindrical portion (19) for receiving the spindle rod (4).

Schalteinheit (20), die eine Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einen Betätigungshebel (5) aufweist, wobei der Betätigungshebel (5) an der Spindelstange (4) angebunden ist.Switching unit (20) having an actuating device (1) according to one of Claims 1 to 9 and an operating lever (5), wherein the operating lever (5) is connected to the spindle rod (4).