WO2025077960A1

WO2025077960A1 - Actuator with two coaxial rotational axes

Info

Publication number: WO2025077960A1
Application number: PCT/DE2024/100799
Authority: WO
Inventors: Peter Greb; Laszlo Man
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-10-09
Filing date: 2024-09-11
Publication date: 2025-04-17
Anticipated expiration: 2026-04-09
Also published as: DE102023127462A1

Abstract

The invention relates to an actuator (1) with a driveshaft (2) which can be rotated about a first rotational axis (3), said driveshaft (2) having a first axial end (4) with a pin (5) which protrudes axially and/or radially from the first axial end (4), wherein the pin (5) is eccentric to the first rotational axis (3) such that a rotation of the drive shaft (2) results in a pivoting of the pin (5) along a circular section about the rotational axis (3). The pin (5) is coupled to a lever (7) by means of a coupling element (6) such that a pivoting of the pin (5) results in a pivoting of the lever (7). The lever (7) is connected to an output shaft (8) such that a pivoting of the lever (7) results in a rotation of the output shaft (8) about a second rotational axis (9). The second rotational axis (9) is radially offset relative to the first rotational axis (3), and the output shaft (8) is designed to actuate an actuation device.

Description

Aktor mit zwei koaxialen Drehachsen Actuator with two coaxial axes of rotation

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor mit einer, um eine erste Drehachse drehbar angetriebenen Antriebswelle. Die Antriebswelle weist ein erstes axiales Ende mit einem axial und/oder radial an dem ersten axialen Ende hervorstehenden Stift auf, wobei der Stift exzentrisch zur ersten Drehachse angeordnet ist. Auf diese Weise resultiert eine Drehung der Antriebswelle in einer Verschwenkung des Stifts entlang eines Kreisabschnitts um die Drehachse. Der Stift ist mittels eines Koppelelements mit einem Hebel gekoppelt ist, so dass eine Verschwenkung des Stifts in einer Verschwenkung des Hebels resultiert. The present invention relates to an actuator with a drive shaft rotatably driven about a first axis of rotation. The drive shaft has a first axial end with a pin projecting axially and/or radially at the first axial end, wherein the pin is arranged eccentrically to the first axis of rotation. In this way, rotation of the drive shaft results in pivoting of the pin along a circular segment about the axis of rotation. The pin is coupled to a lever by means of a coupling element, so that pivoting of the pin results in pivoting of the lever.

Solche gattungsgemäßen Aktoren sind z.B. als Parksperrenaktor bekannt, wie in der DE 10 2014 005 588 A1 . Hier wird ein Kopplungselement über einen Hebel mit einem Federspeicheraktor gekoppelt. Durch die exzentrische Anordnung eines Pins auf einer Walzenstirnseite einer Schaltwalze wird das Kopplungselement um eine gehäusefeste Schwenkachse verschwenkt. Durch die Anordnung des Hebels an dem Kopplungselement radial zwischen dem Pin und der Drehachse der Walze kann eine entsprechende Kraftübersetzung des Hebels zur Betätigung des Federspeicheraktors erfolgen. Hierüber soll eine Drehbewegung der Schaltwalze in eine Axialkraft zur Parksperrenbetätigung umgesetzt werden. Ein Drehmoment zur rotativen Betätigung eines Antriebsstrangelements oder eines Getriebeelements z.B. einer Parksperre kann hier gerade nicht erzeugt werden. Such generic actuators are known, for example, as parking lock actuators, as in DE 10 2014 005 588 A1. Here, a coupling element is coupled to a spring-loaded actuator via a lever. The eccentric arrangement of a pin on the end face of a shift drum pivots the coupling element about a pivot axis fixed to the housing. The arrangement of the lever on the coupling element radially between the pin and the rotational axis of the drum allows a corresponding force transmission of the lever to actuate the spring-loaded actuator. This is intended to convert a rotational movement of the shift drum into an axial force for actuating the parking lock. A torque for the rotational actuation of a drive train element or a transmission element, e.g. a parking lock, cannot be generated here.

Für eine Parksperre und auch andere Aktoren können nichtlineare Kennlinienverläufe der Betätigungskraft gewünscht sein, gleiches gilt für Endpositionen in der Betätigung z.B. einer Parksperre, in der Aktor möglichst kraftfrei selbstsperrend sein soll. For a parking lock and other actuators, non-linear characteristic curves of the actuating force may be desired; the same applies to end positions in the actuation of, for example, a parking lock, in which the actuator should be self-locking with as little force as possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde wenigstens einen der oben beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik zu verringern. Diese Aufgabe wird durch einen gattungsgemäßen Aktor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterentwicklungen dieses Aktors sind in den Unteransprüchen beschrieben. The present invention is based on the object of reducing at least one of the disadvantages of the prior art described above. This object is achieved by a generic actuator having the characterizing features of claim 1. Further developments of this actuator are described in the subclaims.

Der Hebel des erfindungsgemäßen Aktors ist mit einer Abtriebswelle verbunden, so dass eine Verschwenkung des Stiftes an der Antriebswelle in einer Verschwenkung des Hebels und damit in einer Drehung der Abtriebswelle um einen zweite Drehachse resultiert. Die zweite Drehachse ist dabei radial versetzt zur ersten Drehachse angeordnet, d.h. die Drehachse der Antriebswelle und die Drehachse der Abtriebswelle sind zueinander in radialer Richtung beabstandet. Bevorzugt sind die beiden Drehachsen parallel zueinander angeordnet. Ein, möglichst geringer Winkelversatz kann auch möglich sein. Die Abtriebswelle ist zur Betätigung einer Betätigungseinrichtung, beispielsweise einer Parksperre eingerichtet. Durch die beschriebenen Merkmale kann eine Drehbewegung einer Welle durch den Aktor erzeugt werden. Durch die Verwendung des Stifts in Kombination mit dem Hebel zur Betätigung der radial beab- standeten und möglichst parallel angeordneten Abtriebswelle kann auch eine nichtlineare Drehmoment-Kennlinie der Abtriebswelle erreicht werden. The lever of the actuator according to the invention is connected to an output shaft, so that pivoting of the pin on the drive shaft results in pivoting of the lever and thus in rotation of the output shaft about a second axis of rotation. The second axis of rotation is arranged radially offset from the first axis of rotation, i.e., the axis of rotation of the drive shaft and the axis of rotation of the output shaft are spaced apart from one another in the radial direction. Preferably, the two axes of rotation are arranged parallel to one another. An angular offset as small as possible can also be possible. The output shaft is configured to actuate an actuating device, for example a parking lock. The described features allow a rotary movement of a shaft to be generated by the actuator. By using the pin in combination with the lever to actuate the radially spaced and, if possible, parallel output shaft, a non-linear torque characteristic curve of the output shaft can also be achieved.

Wenn der Aktor einen Antriebsmotor und ein Getriebe umfasst, wobei das Getriebe an einem zweiten axialen Ende der Antriebswelle mit der Antriebswelle verbunden ist und der Antriebsmotor axial zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende angeordnet ist, kann auf der Seite des ersten axialen Endes der Antriebswelle Bauraum eingespart werden. Es werden dadurch auch Einbaumöglichkeiten realisiert, die anders nicht möglich wären. Insbesondere ist es auch möglich weitere Bauelemente und Aktorbausteine im Bereich des ersten axialen Endes vorzusehen. If the actuator comprises a drive motor and a gearbox, with the gearbox being connected to the drive shaft at a second axial end of the drive shaft and the drive motor being arranged axially between the first axial end and the second axial end, installation space can be saved on the side of the first axial end of the drive shaft. This also enables installation options that would otherwise not be possible. In particular, it is also possible to provide additional components and actuator modules in the area of the first axial end.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Koppelelement ein Langloch in dem Hebel ist und dass sich das Langloch radial von der zweiten Drehachse nach radial außen im Hebel erstreckt, so dass sich der Hebel und das Langloch in einer Ebene erstrecken, die sowohl senkrecht auf der ersten Drehachse als auch auf der zweiten Drehachse steht und sich der Stift in axialer Richtung von dem ersten axialen Ende in das Langloch hinein erstreckt. Auf diese Weise ist ein axial kurz aufbauendes Stiftgetriebe in der Art eines Malteserkreuzgetriebes realisiert, welches auf einfache Weise Drehmoment mit einer gewünschten nichtlinearen Kennlinie von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen kann. In one embodiment, it is provided that the coupling element is a slot in the lever and that the slot extends radially from the second axis of rotation radially outwards in the lever, so that the lever and the slot extend in a plane that is perpendicular to both the first axis of rotation and the second axis of rotation, and the pin extends in the axial direction from the first axial end into the slot. In this way, an axially short pin drive in the manner of a Geneva drive is realized, which in a simple way torque can be transferred from the input shaft to the output shaft with a desired non-linear characteristic.

In einer Weiterentwicklung kann vorgesehen sein, dass sich das Langloch entlang einer Geraden L durch die zweite Drehachse erstreckt. Der Stift ist dagegen auf einer Geraden S durch die erste Drehachse angeordnet. Die Länge des Langlochs ist so an die geometrische Lage der zweiten Drehachse zur ersten Drehachse und der Exzentrizität des Stifts, d.h. dem Abstand des Stifts von der ersten Drehachse angepasst, dass sich der Stift in einer ersten Endlage P1 in einem ersten Langlochende und in einer zweiten Endlage P2 erneut im ersten Langlochende befindet, während der Hebel durch die Verschwenkung des Stifts von der ersten Position P1 in die zweiten Position P2 um einen Winkel größer als Null und kleiner als 360° verschwenkt wird. Vorgesehen ist es, dass in beiden Endlagen P1 und P2 die erste Gerade L senkrecht zur zweiten Gerade S steht. In a further development, it can be provided that the elongated hole extends along a straight line L through the second axis of rotation. The pin, on the other hand, is arranged on a straight line S through the first axis of rotation. The length of the elongated hole is adapted to the geometric position of the second axis of rotation in relation to the first axis of rotation and the eccentricity of the pin, i.e. the distance of the pin from the first axis of rotation, such that the pin is located in a first end of the elongated hole in a first end position P1 and again in the first end of the elongated hole in a second end position P2, while the lever is pivoted by an angle greater than zero and less than 360° by pivoting the pin from the first position P1 to the second position P2. It is provided that in both end positions P1 and P2 the first straight line L is perpendicular to the second straight line S.

Wird kein Antriebsmoment durch die Antriebswelle auf den Hebel ausgeübt, so könnte es durch Kräfte, z.B. Rückstellkräfte, die auf die Abtriebswelle wirken, zu einem ungewollten Verdrehen des Hebels und damit auch der Antriebswelle kommen. Durch die senkrechte Stellung der beiden Geraden L und S in den Endlagen P1 und P2 wirken diese Kräfte aber immer senkrecht zur möglichen Bewegungsrichtung des Stifts im Langloch, bzw. direkt in Richtung der ersten Drehachse, so dass eine Verdrehung des Stifts relativ zur ersten Drehachse hierdurch nicht möglich ist. Zumindest in diesen Endlagen P1 und P2 liegt daher eine Selbsthemmung des Aktors gegen Kräfte von außen, sofern sie auf die Abtriebswelle wirken vor. If no drive torque is exerted on the lever by the drive shaft, forces acting on the output shaft, e.g. restoring forces, could cause the lever and thus also the drive shaft to rotate unintentionally. However, due to the vertical position of the two straight lines L and S in the end positions P1 and P2, these forces always act perpendicular to the possible direction of movement of the pin in the slot, or directly in the direction of the first axis of rotation, so that rotation of the pin relative to the first axis of rotation is not possible. At least in these end positions P1 and P2, the actuator is therefore self-locking against external forces acting on the output shaft.

Anders ausgedrückt steht der Hebel der Abtriebswelle in seinen beiden Endstellungen senkrecht auf der Verbindungsstrecke des Stifts zur Antriebswelle. Somit ist das System bezogen auf ein in die Abtriebswelle eingeleitetes Drehmoment selbsthemmen. Eine in das erste axiale Ende der Antriebswelle eingeleitete Kraft geht durch die Drehachse der Antriebswelle und besitzt somit keinen wirksamen Hebel. Die Antriebswelle lässt sich nicht verdrehen. In other words, the lever of the output shaft, in both of its end positions, is perpendicular to the connecting line between the pin and the input shaft. Thus, the system is self-locking with respect to a torque applied to the output shaft. A force applied to the first axial end of the input shaft passes through the rotational axis of the input shaft and thus has no effective lever. The input shaft cannot be rotated.

In einer Weiterentwicklung kann außerdem vorgesehen sein, dass das erste axiale Ende der Antriebswelle vorzugsweise z.B. im Zentrum des Stiftes eine Rastierung aufweist. Die Antriebswelle kann sich dann z.B. aufgrund von Vibrationen o.ä. nicht ohne aktiven Antrieb verdrehen. In a further development, it can also be provided that the first axial end of the drive shaft preferably has a detent in the center of the pin, for example The drive shaft cannot then rotate without an active drive, e.g. due to vibrations or similar.

Die hier beschriebene Kombination aus An- und Abtriebswelle stellt die Sonderform "inneres Stiftgetriebe" eines Malteserkreuzgetriebes dar. Bei (gleichförmiger) Verdrehung der Antriebswelle aus einer der Endlagen heraus wird die Abtriebswelle zunächst sanft beschleunigt, erreicht dort ihre maximale Winkelgeschwindigkeit, wo die beiden Wellen parallel zueinander stehen und wird dann wieder sanft verzögert. Es erfolgt eine Drehmomentübertragung mit nichtlinearer Kennlinie. Die Selbsthemmung in den Endlagen ist dabei zunächst nur als optional zu betrachten. The combination of input and output shafts described here represents the special "inner pinion" form of a Geneva gear. Upon (uniform) rotation of the input shaft from one of the end positions, the output shaft is initially gently accelerated, reaches its maximum angular velocity where the two shafts are parallel to each other, and then gently decelerates again. This results in torque transmission with a nonlinear characteristic. Self-locking in the end positions is initially considered optional.

Vorzugsweise beschreibt der Stift der Antriebswelle einen Bogen, welcher sich zunächst von der Achse der Abtriebswelle wegbewegt und sich dieser dann wieder nähert. Dadurch entsteht in der Mitte der Bewegungskurve eine maximal große Übersetzung, so dass am Abtrieb hohe Drehmomente erzeugt werden können. Antriebsmotor, Getriebe, Antriebswelle usw. müssen zur Erzeugung eines bestimmten Abtriebsdrehmomentes daher nicht so kräftig gestaltet werden, was zu einem sehr kompakten und leichten Aktorprinzip führt. Preferably, the drive shaft pin describes an arc that initially moves away from the axis of the output shaft and then approaches it again. This creates a maximum transmission ratio in the middle of the motion curve, allowing high torques to be generated at the output. The drive motor, gearbox, drive shaft, etc., therefore do not need to be as powerful to generate a specific output torque, resulting in a very compact and lightweight actuator principle.

Um den Antrieb des Aktors auf die geforderten Drehmomente anzupassen, kann weiter ein Getriebe vorgesehen sein. In einer Ausführungsform handelt es sich hierbei um ein Planetengetriebe. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich in dieser Ausführungsform um einen E-Motor mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor drehfest mit einem Getriebeeingang des Planetengetriebes und die Antriebswelle drehfest mit einem Getriebeausgang des Planetengetriebes verbunden ist, so dass die Antriebswelle sowohl den Rotor als auch den Getriebeeingang und den Getriebeausgang axial durchgreift. Auf diese Weise lässt sich die gewünschte Übersetzung durch das Getriebe besonders bauraumsparend insbesondere in axialer Richtung ausbilden. In order to adapt the drive of the actuator to the required torques, a gearbox can also be provided. In one embodiment, this is a planetary gearbox. In this embodiment, the drive motor is an electric motor with a rotor and a stator, wherein the rotor is connected in a rotationally fixed manner to a gearbox input of the planetary gearbox and the drive shaft is connected in a rotationally fixed manner to a gearbox output of the planetary gearbox, such that the drive shaft axially passes through both the rotor and the gearbox input and output. In this way, the desired transmission ratio can be achieved by the gearbox in a particularly space-saving manner, particularly in the axial direction.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass das Eingangsgetriebeelement ein Bauteil eines Planetensatzes, bevorzugt Planetenträger oder Sonne ist, während der Getriebeausgang als ein erstes Hohlrad ausgebildet ist. Der Rotor kann z.B. drehfest mit einem Planetenträger des Planetensatzes verbunden sein, Vorzugs- weise integral den Planetenträger ausbilden. Die Planeten des Planetensatzes können dafür mittels Verbindungselementen, wie Stiften, Schrauben, Niete oder Ähnliches mit Rotor selber verbunden werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Planetenachsen um die Rotationsachse des Rotors ist dann immer identisch zur Rotationsgeschwindigkeit des Rotors. Die Übersetzung des Drehmoments erfolgt dann über die Verzahnung zwischen Planeten und erstem Hohlrad. Insbesondere kann das Planetengetriebe sonnenradlos ausgebildet sein. Auf diese Weise wird die Anzahl der beteiligten Bauteile gering gehalten bei gleichzeitiger Verringerung des benötigten Bauraums. In a preferred further development, the input transmission element is a component of a planetary gear set, preferably a planet carrier or sun gear, while the transmission output is designed as a first ring gear. The rotor can, for example, be connected in a rotationally fixed manner to a planet carrier of the planetary gear set, preferably The planetary carrier can be formed integrally. The planets of the planetary gear set can be connected to the rotor itself using connecting elements such as pins, screws, rivets, or similar. The rotational speed of the planetary axes around the rotor's rotational axis is then always identical to the rotor's rotational speed. The torque is then transmitted via the gearing between the planets and the first ring gear. In particular, the planetary gear set can be designed without a sun gear. In this way, the number of components involved is kept to a minimum while simultaneously reducing the required installation space.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Eingangsgetriebeelement ein Bauteil eines Planetensatzes ist, und dass der Getriebeausgang ein topfförmiges erstes Hohlrad ist. Dieses erste Hohlrad ist bevorzugt Teil desselben Planetensatzes, kann aber auch ein Hohlrad eines zweiten Planetensatzes sein. Topfförmig bedeutet hier insbesondere die Ausgestaltung des ersten Hohlrads derart, dass es einen ersten, radial äußeren, zylindrischen Randbereich bevorzugt symmetrisch um die Drehachse des Rotors und/ die Antriebswelle aufweist und zumindest einen zu diesem Randbereich im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Boden aufweist, der von radial außen in Richtung der ersten Drehachse verläuft. Das erste Hohlrad weist dabei in seinem radial äußeren, zylindrischen Bereich eine erste Innenverzahnung zum Kämmen mit einer ersten Außenverzahnung des Planetensatzes bzw. der einzelnen Planeten auf. In einem zweiten, radial inneren Bereich, der radial an den Boden anschließt, bildet das erste Hohlrad eine Nabe mit einer zweiten Innenverzahnung zum drehfesten Verbinden des ersten Hohlrads mit der Antriebswelle aus. Hierdurch kann das Verhältnis Bauraum zu Übersetzung optimiert werden. Furthermore, it can be provided that the input gear element is a component of a planetary gear set, and that the transmission output is a cup-shaped first ring gear. This first ring gear is preferably part of the same planetary gear set, but can also be a ring gear of a second planetary gear set. Cup-shaped here means in particular the design of the first ring gear such that it has a first, radially outer, cylindrical edge region, preferably symmetrical about the axis of rotation of the rotor and/or the drive shaft, and at least one base running essentially perpendicular to this edge region and extending from the radially outside in the direction of the first axis of rotation. The first ring gear has, in its radially outer, cylindrical region, a first internal toothing for meshing with a first external toothing of the planetary gear set or of the individual planets. In a second, radially inner region, which radially adjoins the base, the first ring gear forms a hub with a second internal toothing for the rotationally fixed connection of the first ring gear to the drive shaft. This allows the installation space to gear ratio to be optimized.

Zur Anpassung des Planetengetriebes an ein gewünschtes, auf die Antriebswelle wirkendes Drehmoment kann vorgesehen sein, dass das Planetengetriebe einen Planetensatz aufweist, der zweistufig ausgebildet ist. Die erste Stufe des Planetensatzes kämmt mit einem zweiten gehäusefesten Hohlrad. Gehäusefest kann hier bedeuten, dass es drehfest mit einem Aktorgehäuse oder drehfest mit dem Stator verbunden ist. Die Verbindung kann dabei direkt oder indirekt erfolgen. Beispielsweise kann das zweite Hohlrad von einer Umspritzung des Stators mit aufgenommen werden. Die zweite Stufe des Planetensatzes kämmt zur Drehmomentübertragung mit einem/dem ersten Hohlrad, welches drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Die Planeten sind hierfür in wenigstens zwei axiale Bereich mit unterschiedlichen Durchmessern unterteilt. Insbesondere kann das Planetengetriebe sonnenradlos ausgebildet sein. To adapt the planetary gear to a desired torque acting on the drive shaft, the planetary gear can be provided with a planetary gear set that is designed in two stages. The first stage of the planetary gear set meshes with a second ring gear that is fixed to the housing. "Fixed to the housing" here can mean that it is non-rotatably connected to an actuator housing or non-rotatably connected to the stator. The connection can be direct or indirect. For example, the The second ring gear is included in an overmolding of the stator. The second stage of the planetary gear set meshes with a/the first ring gear, which is non-rotatably connected to the drive shaft, to transmit torque. For this purpose, the planets are divided into at least two axial sections with different diameters. In particular, the planetary gear set can be designed without a sun gear.

Um den Aktor zu betreiben, sind Sensorsysteme zur Erfassung des Rotordrehwinkels des Antriebsmotors sowie zur Erfassung des Drehwinkels der Abtriebswelle notwendig. Um hier eine möglichst effiziente Anordnung zu finden und auch Bauraum einzusparen kann vorgesehen sein, dass der Aktor eine Elektronik mit einer Leiterplatte umfasst. Die Elektronik kann ein erstes Sensorsystem umfassen, welches zur Winkelerfassung der Abtriebswelle ausgebildet ist und einen ersten Targetmagneten aufweist. Die Elektronik kann ferner ein zweites Sensorsystem umfassen, welches zur Winkelerfassung des Rotors des E-Motors ausgebildet ist und einen zweiten Targetmagneten aufweist. Die Winkelerfassung des Rotors kann auch eine Winkelerfassung der Antriebswelle erfassen, da deren Winkel mit dem Winkel des Rotors korreliert.To operate the actuator, sensor systems are required to detect the rotor rotation angle of the drive motor and to detect the rotation angle of the output shaft. In order to find the most efficient arrangement possible and also to save installation space, the actuator can be provided with electronics with a circuit board. The electronics can comprise a first sensor system, which is designed to detect the angle of the output shaft and has a first target magnet. The electronics can further comprise a second sensor system, which is designed to detect the angle of the rotor of the electric motor and has a second target magnet. The angle detection of the rotor can also detect the angle of the drive shaft, since its angle correlates with the angle of the rotor.

Zur effizienten und bauraumsparenden Anordnung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte axial zwischen dem ersten Targetmagneten und dem zweiten Targetmagneten so angeordnet ist, dass auf beiden axialen Seiten der Leiterplatte jeweils ein Sensor des ersten und zweiten Sensorsystems angeordnet ist. D.h. auf der einen Seite ist ein Sensor des ersten und auf der anderen Seite ein Sensor des zweiten Sensorsystems vorgesehen. Diese sandwichartige Anordnung der Leiterplatte zwischen den Targetmagneten kann insbesondere durch die Anordnung des Getriebes im Bereich des zweiten axialen Endes der Antriebswelle ermöglicht werden, da hierdurch der axiale Abstand zwischen dem Hebel und damit auch der Abtriebswelle und dem Rotor des E-Motors soweit reduziert werden kann, dass in diesem Bereich zum einen Platz für die Leiterplatte ist und zum anderen der Abstand von der jeweiligen axialen Seite der Leiterplatte zu den jeweiligen Targetmagneten ausreichen gering ausgebildet werden kann, so dass ein jeweiliges Sensorelement auf der Oberfläche der Leiterplatte Drehwinkel, bzw. Drehwinkeländerungen des jeweiligen Targetmagneten sensieren kann. Insbesondere sind die Targetmagnete ln-plane magnetisiert was besondere Anforderungen an den axialen Abstand zum Sensorelement stellt. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktor, auf welches die Erfindung nicht beschränkt ist und aus dem sich weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben können sind in den folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen: For an efficient and space-saving arrangement, the circuit board is arranged axially between the first target magnet and the second target magnet such that a sensor from the first and second sensor system is arranged on each of the axial sides of the circuit board. This means that a sensor from the first sensor system is provided on one side and a sensor from the second sensor system on the other. This sandwich-like arrangement of the circuit board between the target magnets can be made possible in particular by arranging the gear in the area of the second axial end of the drive shaft, since this allows the axial distance between the lever and thus also the output shaft and the rotor of the electric motor to be reduced to such an extent that there is space for the circuit board in this area and the distance from the respective axial side of the circuit board to the respective target magnets can be made sufficiently small so that a respective sensor element on the surface of the circuit board can sense the angle of rotation or changes in the angle of rotation of the respective target magnet. In particular, the target magnets are magnetized in-plane, which places special demands on the axial distance from the sensor element. An embodiment of the actuator according to the invention, to which the invention is not limited and from which further features according to the invention can result, is shown in the following figures. They show:

Fig. 1 : einen ersten Schnitt durch den erfindungsgemäßen Aktor, Fig. 1 : a first section through the actuator according to the invention,

Fig. 2: eine Draufsicht auf ein erstes axiales Ende der Antriebswelle des Aktors aus Fig. 1 , Fig. 2: a plan view of a first axial end of the drive shaft of the actuator from Fig. 1 ,

Fig. 3: einen zweiten Schnitt durch den Aktor entlang einer zweiten Schnittebene, und Fig. 3: a second section through the actuator along a second cutting plane, and

Fig. 4: einen Querschnitt durch ein zweites axiales Ende der Antriebswelle desFig. 4: a cross section through a second axial end of the drive shaft of the

Aktors. Actuator.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Aktor 1 dargestellt. Die Schnittebene ist so ausgewählt, dass die erste Drehachse 3 einer Antriebswelle 2 in der Schnittebene liegt.Fig. 1 shows a section through an actuator 1. The cutting plane is selected so that the first axis of rotation 3 of a drive shaft 2 lies in the cutting plane.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein erstes axiales Ende 4 der Antriebswelle 2 gezeigt. Der Aufbau und die Funktionsweise des Aktors 1 wird in der Zusammenschau der beiden Fig. 1 und 2 erläutert. Fig. 2 shows a plan view of a first axial end 4 of the drive shaft 2. The structure and operation of the actuator 1 are explained in the combination of Figs. 1 and 2.

Radial beabstandet zur ersten Drehachse 3 ist eine Abtriebswelle 8 mit einer zweiten Drehachse 9 angeordnet. Die Abtriebswelle 8 und die zweite Drehachse 9 sind in Fig. 2 dargestellt. Die Antriebswelle 2 und die Abtriebswelle 8 sind so miteinander gekoppelt, dass ein Drehmoment von der Antriebswelle 2 auf die Abtriebswelle 8 übertragen werden, wobei es wenigstens zwei Endpositionen für die Abtriebswelle 8 gibt, in der eine umgekehrte Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle 8 auf die Antriebswelle 2 nicht möglich ist. Der Aktor 1 ist zumindest in diesen Positionen selbstsperrend. An output shaft 8 with a second rotational axis 9 is arranged radially spaced from the first rotational axis 3. The output shaft 8 and the second rotational axis 9 are shown in Fig. 2. The drive shaft 2 and the output shaft 8 are coupled to one another in such a way that a torque is transmitted from the drive shaft 2 to the output shaft 8, wherein there are at least two end positions for the output shaft 8 in which a reverse torque transmission from the output shaft 8 to the drive shaft 2 is not possible. The actuator 1 is self-locking at least in these positions.

Die Antriebswelle 2 weist ein erstes axiales Ende 4 und ein zweites axiales Ende 12 auf entgegengesetzten Seiten auf. Am ersten axialen Ende 4 ist ein exzentrisches Hebelelement 15 ausgeformt. Das Hebelelement 15 dient zur Aufnahme eines Stifts 5, welcher sich ausgehend von dem exzentrischen Ende des Hebelelements 15, d.h. ra- dial beabstandet von der ersten Drehachse 3 der Antriebswelle 2 axial von dem Hebelelement 15 und der Antriebswelle 2 weg erstreckt. Der Stift 5 ist in Fig. 2 dargestellt und liegt nicht in der Schnittebene der Fig. 1 . The drive shaft 2 has a first axial end 4 and a second axial end 12 on opposite sides. An eccentric lever element 15 is formed at the first axial end 4. The lever element 15 serves to receive a pin 5, which extends from the eccentric end of the lever element 15, i.e. Dial spaced from the first axis of rotation 3 of the drive shaft 2 extends axially away from the lever element 15 and the drive shaft 2. The pin 5 is shown in Fig. 2 and is not located in the sectional plane of Fig. 1.

In der, in Fig. 2 gezeigten axialen Draufsicht auf das erste axiale Ende 4 der Antriebswelle 2 ist die Kopplung der Antriebswelle 2 mit der Abtriebswelle 8 erkennbar. Die Kopplung erfolgt über den Stift 5, der in ein Langloch 6 eines Hebels 7 eingreift. Während der Stift 5 der Antriebswelle 2 zuzuordnen ist, ist der Hebel 7 funktional mit der Abtriebswelle 8 verbunden. Der Hebel 7 weist für die Verbindung mit der Abtriebswelle 8 eine Innenverzahnung 16 zur Bildung einer Verzahnung mit der Abtriebswelle 8 auf. Die zweite Drehachse 9 der Abtriebswelle 8 ist parallel zur ersten Drehachse 3 ausgerichtet und radial von dieser beabstandet. In the axial plan view of the first axial end 4 of the drive shaft 2 shown in Fig. 2, the coupling of the drive shaft 2 to the output shaft 8 can be seen. The coupling is achieved via the pin 5, which engages in an elongated hole 6 of a lever 7. While the pin 5 is assigned to the drive shaft 2, the lever 7 is functionally connected to the output shaft 8. For the connection to the output shaft 8, the lever 7 has an internal toothing 16 to form a toothing with the output shaft 8. The second axis of rotation 9 of the output shaft 8 is aligned parallel to the first axis of rotation 3 and radially spaced therefrom.

In Fig. 1 ist die Abtriebswelle 8 nicht dargestellt. Es ist allerdings die Innenverzahnung 16 des Hebels 7 zur Aufnahme der Abtriebswelle 8 erkennbar. Der Stift 5 liegt in der gezeigten Position des Hebels 7 nicht in derselben Ebene wie die Schnittebene und ist daher nur in Fig. 2 zu sehen. Zur besseren Übersicht wurde die Draufsicht auf das erste axiale Ende 4 in Fig. 2 im Verhältnis zur Darstellung in Fig. 1 um 180° gedreht.The output shaft 8 is not shown in Fig. 1. However, the internal toothing 16 of the lever 7 for receiving the output shaft 8 is visible. In the position of the lever 7 shown, the pin 5 is not in the same plane as the sectional plane and is therefore only visible in Fig. 2. For better clarity, the top view of the first axial end 4 in Fig. 2 has been rotated by 180° relative to the representation in Fig. 1.

In Fig. 2 befindet sich der Hebel 7 in einer ersten Endposition P1. Eine Gerade L, die sich ausgehend von der zweiten Drehachse 9 entlang des Langlochs 6 erstreckt kreuzt eine Gerade S, die sich ausgehend von der ersten Drehachse 3 entlang des Hebelelements 15 durch den Stift 5 erstreckt in einem Winkel von 90°. Wird von der Abtriebswelle 8 über den Hebel 7 auf Grund einer externen Krafteinwirkung eine Kraft auf den Stift 5 übertragen, so ist diese Kraft hier entlang der Richtung der Geraden S gerichtet: in dieser ersten Endposition P1 wird daher kein Drehmoment von der Abtriebswelle 8 auf die Antriebswelle 2 übertragen, der Aktor 1 ist hier selbstsperrend.In Fig. 2, the lever 7 is in a first end position P1. A straight line L, which extends from the second axis of rotation 9 along the elongated hole 6, crosses a straight line S, which extends from the first axis of rotation 3 along the lever element 15 through the pin 5, at an angle of 90°. If a force is transmitted from the output shaft 8 via the lever 7 to the pin 5 due to an external force, this force is directed along the direction of the straight line S: in this first end position P1, no torque is therefore transmitted from the output shaft 8 to the drive shaft 2, and the actuator 1 is self-locking here.

Wird die Antriebswelle 2 durch einen E-Motor 10 des Aktors 1 , wie er in Fig. 1 dargestellt ist angetrieben, so kann dieser Antrieb ausgehend von der ersten Endposition P1 nur in einer Richtung entlang des Langlochs 6 erfolgen. Im in Fig. 2 dargestellten Fall erfolgt diese Drehung der Antriebswelle 2 daher nur in Richtung entgegen den Uhrzeigersinn. Durch diese Drehung der Antriebswelle 2 wird ein Drehmoment in Richtung der Verschwenkrichtung 17 auf den Hebel 7 und damit auf die Abtriebswelle 8 übertragen. Die Drehmomentübertragung folgt einer nichtlinearen Kennlinie. Im Be- reich der ersten Endposition P1 liegt eine minimale Übersetzung des Drehmoments vor. If the drive shaft 2 is driven by an electric motor 10 of the actuator 1, as shown in Fig. 1, this drive can only occur in one direction along the elongated hole 6, starting from the first end position P1. In the case shown in Fig. 2, this rotation of the drive shaft 2 therefore only occurs in a counterclockwise direction. Through this rotation of the drive shaft 2, a torque is transmitted in the direction of the pivoting direction 17 to the lever 7 and thus to the output shaft 8. The torque transmission follows a non-linear characteristic curve. In the area of the first end position P1 there is a minimum torque transmission.

Im weiteren Verlauf der Verschwenkung des Stiftes 5 in Verschwenkrichtung 17 wandert der Stift 5 in Richtung der Gerade L entlang des Langlochs 6 radial von der zweiten Drehachse 9 weg. Befinden sich die beiden Geraden L und S parallel, insbesondere überlagert zueinander, erfolgt ein Kraftübertrag in einem 90° Winkel auf den Hebel 7 durch den Stift 5. Es liegt eine maximale Drehmomentübertragung vor. Im weiteren Verlauf in Richtung der Verschwenkrichtung 17 wird dann der Stift 5 wieder innerhalb des Langlochs 6 in Richtung der zweiten Drehachse 9 wandern. In einer zweiten Endposition P2, die spiegelbildlich zu der ersten Endposition P1 in Bezug auf eine Gerade durch die beiden Drehachsen 4 und 9 liegt ist wieder Selbsthemmung und eine minimal Drehmomentübertragung gegeben. As the pin 5 continues to pivot in the pivoting direction 17, the pin 5 moves in the direction of the straight line L along the elongated hole 6 radially away from the second axis of rotation 9. If the two straight lines L and S are parallel, in particular superimposed on one another, force is transmitted at a 90° angle to the lever 7 through the pin 5. This results in maximum torque transmission. As it continues in the pivoting direction 17, the pin 5 then moves again within the elongated hole 6 in the direction of the second axis of rotation 9. In a second end position P2, which is a mirror image of the first end position P1 with respect to a straight line through the two axes of rotation 4 and 9, self-locking and minimal torque transmission are again provided.

Auf die beschriebene Weise kann ein Aktor 1 mit einem Stiftgetriebe realisiert werden, der an zwei Endpositionen P1 und P2 eine Selbsthemmung aufweist und im Übrigen eine nichtlineare Kennlinie aufweist. Im Übrigen wird dieser Aktor 1 ausschließlich eine rotative Drehung in eine weitere rotative Drehung übertragen. D.h. es wird unmittelbar Drehmoment gemäß der beschriebenen nichtlinearen Kennlinie übertragen.In the manner described, an actuator 1 with a pin gear can be realized that is self-locking at two end positions P1 and P2 and otherwise has a nonlinear characteristic curve. Furthermore, this actuator 1 will only convert one rotational movement into another rotational movement. This means that torque is transmitted directly according to the described nonlinear characteristic curve.

Um Drehmoment von der Antriebswelle 2 auf die Abtriebswelle 8 zu übertragen, umfasst der Aktor 1 einen E-Motor 10, der einen Stator 21 und einen Rotor 20 besitzt. Der Stator 21 ist mit Kunststoff umspritzt und drehfest in einem Aktorgehäuse 50 aufgenommen und durch dieses abgestützt. Der Rotor 20 ist über ein Planetengetriebe 11 mit der Antriebswelle 2 verbunden. Hierfür ist der Rotor 20 als Planetenträger 24 ausgebildet. Der Planetenträger 24 ist über Stifte 36 mit Planeten 35 des Planetensatzes 22 verbunden. Die Planeten 35 sind hier als zweistufige Planeten 35 ausgebildet. In der ersten Stufe 32 weisen sie einen ersten, größeren Durchmesser und in der zweiten Stufe 34 einen zweiten kleineren Durchmesser auf. In Richtung auf das zweiten axiale Ende 12 der Antriebswelle 2 liegen die beiden Planetenstufen 32, 34 so hintereinander, dass die erste Stufe 32 im Bereich des zweiten axialen Endes 12 liegt und zur Übertragung von Drehmoment auf die Antriebswelle 2 dient und die zweite Stufe 34 im Bereich des Rotors 20 zur Aufnahme von Drehmoment durch den Rotor liegt. Die beiden Stufen 32, 34 werden durch einteilige Planeten 35 in axialer Richtung ausgebildet. Die zweite Stufe 34 der Planeten 35, bzw. des Planetensatzes 22 dient als Getriebeeingang. Die Planeten 35 weisen in dieser zweiten Stufe 34 eine Rillung oder Zahnung auf, so dass sie mit einer zweiten Innenverzahnung 31 eines zweiten Hohlrads 33 kämmen. Das zweite Hohlrad 33 ist dabei von der Umspritzung des Stators 21 drehfest aufgenommen und so drehfest im Aktorgehäuse 50 abgestützt. In order to transmit torque from the input shaft 2 to the output shaft 8, the actuator 1 comprises an electric motor 10, which has a stator 21 and a rotor 20. The stator 21 is overmolded with plastic and rotatably accommodated in and supported by an actuator housing 50. The rotor 20 is connected to the input shaft 2 via a planetary gear 11. For this purpose, the rotor 20 is designed as a planet carrier 24. The planet carrier 24 is connected to planets 35 of the planetary gear set 22 via pins 36. The planets 35 are designed here as two-stage planets 35. In the first stage 32, they have a first, larger diameter and in the second stage 34, a second, smaller diameter. In the direction of the second axial end 12 of the drive shaft 2, the two planetary stages 32, 34 are arranged one behind the other such that the first stage 32 is located in the region of the second axial end 12 and serves to transmit torque to the drive shaft 2, and the second stage 34 is located in the region of the rotor 20 for absorbing torque by the rotor. The two stages 32, 34 are formed by one-piece planets 35 in the axial direction. The second stage 34 of the planetary gears 35, or of the planetary gear set 22, serves as the transmission input. In this second stage 34, the planetary gears 35 have a groove or toothing so that they mesh with a second internal toothing 31 of a second ring gear 33. The second ring gear 33 is non-rotatably received by the overmolding of the stator 21 and thus non-rotatably supported in the actuator housing 50.

Die Übersetzung des Planetengeriebes 11 wird weiter dadurch festgelegt, dass die erste Stufe 32 mit einem ersten Hohlrad 23 über eine erste Innenverzahnung 26 des ersten Hohlrads 23 kämmt. Hierfür weist die erste Stufe 32 der Planeten 35 hier eine erste Außenverzahnung 27 auf. Dieses erste Hohlrad 23 bildet den Getriebeausgang 13 und ist drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Da das erste Hohlrad 23 im Bereich des zweiten axialen Endes 12 der Antriebswelle 2 das axial äußerte Bauteil des Planetengetriebes 11 ist, kann das erste Hohlrad 23 hier das Plantengetriebe 11 radial übergreifen und so einen bodenförmigen Bereich 28 ausbilden. Der bodenförmige Bereich 28 schließt radial außen an einen radial äußeren, zyindrischen Bereich 25 an, der über die erste Innenverzahnung 26 mit der ersten Außenverzahnung 27 der Planten 35 kämmt. Radial innen schließt an den bodenförmigen Bereich 28 ein weiterer zylindrischer radial innerer Bereich 29 an. Dieser ist als Nabe 30 ausgebildet und weist eine zweite Innenverzahnung 31 zur Verzahnung mit der Antriebswelle 2 auf. Die Antriebswelle 2 kann dabei als Spindel mit einer Außenverzahnung oder einer Außenverrillung ausgebildet sein. The gear ratio of the planetary gear 11 is further determined by the fact that the first stage 32 meshes with a first ring gear 23 via a first internal toothing 26 of the first ring gear 23. For this purpose, the first stage 32 of the planets 35 here has a first external toothing 27. This first ring gear 23 forms the transmission output 13 and is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 2. Since the first ring gear 23 is the axially outermost component of the planetary gear 11 in the region of the second axial end 12 of the drive shaft 2, the first ring gear 23 can radially overlap the planetary gear 11 and thus form a base-shaped region 28. The base-shaped region 28 adjoins a radially outer, cylindrical region 25, which meshes with the first external toothing 27 of the planets 35 via the first internal toothing 26. Radially inward, the base-shaped region 28 is adjoined by another cylindrical, radially inner region 29. This is designed as a hub 30 and has a second internal toothing 31 for engagement with the drive shaft 2. The drive shaft 2 can be designed as a spindle with external toothing or external grooves.

Wie beschrieben wird Drehmoment also durch den Rotor 20 als Plantenträger 24 in den zweistufigen Plantensatz 22 des Planetengetriebes 11 eingebracht. Der axial innere Bereich der Planeten 35 bildet eine zweite Stufe 34 des Plantengetriebes 11 und kämmt mit einem gehäusefesten zweiten Hohlrad 33. Die Übersetzung des Plantengetriebes 11 wird weiter von der ersten Stufe 32 des Planetensatzes 22 bestimmt, die axial außen im Bereich des zweiten axialen Endes 12 der Antriebswelle 2 liegt und dort mit einem ersten Hohlrad 23 kämmt, das den Getriebeausgang 13 darstellt und durch eine topfförmige Ausgestaltung über eine radial innere Nabe 30 drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist und das, durch das Planetengetriebe 11 übersetze Drehmoment an die Antriebswelle 2 überträgt. As described, torque is introduced into the two-stage planetary gear set 22 of the planetary gear 11 by the rotor 20 as planet carrier 24. The axially inner region of the planets 35 forms a second stage 34 of the planetary gear 11 and meshes with a second ring gear 33 fixed to the housing. The transmission ratio of the planetary gear 11 is further determined by the first stage 32 of the planetary gear set 22, which is located axially outward in the region of the second axial end 12 of the drive shaft 2 and there meshes with a first ring gear 23, which represents the transmission output 13 and is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 2 by a pot-shaped configuration via a radially inner hub 30 and transmits the torque transmitted by the planetary gear 11 to the drive shaft 2.

Die Antriebswelle 2 durchragt dann radial innenliegend ausgehend von ihrem axial zweiten Ende 12 nacheinander in dieser Reihenfolge das Planetengetriebe 11 , den E- Motor 10 und eine Öffnung 46 einer Leiterplatte 41 , bis es seinem axial ersten Ende 4 die Kopplung mit der Abtriebswelle 8 realisiert. Die Leiterplatte 41 verläuft senkrecht zur Schnittebene und zur ersten Drehachse 3. The drive shaft 2 then extends radially inwardly from its axially second end 12 through the planetary gear 11, the E- Motor 10 and an opening 46 of a printed circuit board 41, until its axially first end 4 realizes the coupling with the output shaft 8. The printed circuit board 41 runs perpendicular to the cutting plane and to the first rotational axis 3.

In Fig. 3 ist ein weiterer Längsschnitt durch den Aktor 1 nach Fig. 1 gezeigt. In dieser Schnittebene ist der Stift 5 ebenfalls geschnitten. Der Schnitt verläuft durch den Stift 5 und durch die Innenverzahnung 16 zur Aufnahme der Abtriebswelle 8. Die Leiterplatte 41 liegt senkrecht zur Schnittebene. Die Leiterplatte 41 liegt damit axial im Wesentlichen zwischen dem Aktorgehäuse 50 und einen das Aktorgehäuse 50 abschließenden Deckel 51 . Der Deckel 51 umschließt den Kopplungsbereich 52, in dem die Kopplung der Antriebswelle 2 mit der Abtriebswelle 8 realisiert wird in radialer Richtung. In axialer Richtung wird der Kopplungsbereich 52 durch ein Abschlussblech 53 verschlossen, dass zumindest den Hebel 7 und das Langloch 6 in axialer Richtung abschließt. Fig. 3 shows a further longitudinal section through the actuator 1 according to Fig. 1. In this sectional plane, the pin 5 is also sectioned. The section runs through the pin 5 and through the internal toothing 16 for receiving the output shaft 8. The circuit board 41 is perpendicular to the sectional plane. The circuit board 41 is thus located axially essentially between the actuator housing 50 and a cover 51 that closes off the actuator housing 50. The cover 51 encloses the coupling area 52, in which the coupling of the drive shaft 2 to the output shaft 8 is realized in the radial direction. In the axial direction, the coupling area 52 is closed by a cover plate 53 that closes off at least the lever 7 and the elongated hole 6 in the axial direction.

Befindet sich das Hebelelement 15, bzw. der Hebel 7 in einer der Endpositionen P1 oder P2, so liegt eine Selbsthemmung des Aktors 1 vor. D.h. Kräfte die von der Abtriebswelle 8 entgegen dem vorgesehenen Drehmomentenpfad in den Aktor 1 hineingeführt werden können zu keiner Verstellung des Aktors 1 , d.h. zu keiner ungewollten Verdrehung des Hebelelements 15, bzw. der Antriebswelle 2 führen. In einer realen Umgebung in einem Kraftfahrzeug kann es aber zu leichten Erschütterungen kommen, die in einer antriebsfreien Verstellung des Hebelelements 15 führen können. Auch wenn diese Erschütterungen nur geringe Kräfte ausüben, können sie dazu führen, dass das Hebelelement 15 insgesamt eine der Endpositionen P1 oder P2 zumindest geringfügig verlässt. Dieses kann bereits in einem Verlust der Selbsthemmung des Aktors 1 resultieren. In Fig. 3 ist als Schutz vor solch einer geringen Verstellung gezeigt, dass der Stift 5 ein Sackloch 60 aufweist, in welchem sich eine axial befeder- te Kugel 61 befindet. Während der Verschwenkungen des Hebelelements 15 und damit des Stifts 5 wird diese Kugel 61 durch das Abschlussblech 53 axial abgestützt. Im Bereich der Endpositionen P1 und P2 weist das Abschlussblech 53 aber Aufnahmen 54 zur Aufnahme der Kugel 61 und damit zur Arretierung des Stifts 5 in diesen Endpositionen P1 , P2 auf. Diese Arretierung hält dann den Stift 5 und damit das Hebelelement 15 in den selbsthemmenden Endpositionen P1 und P2, während sie durch den Antrieb der Antriebswelle 2 einfach überwunden wird. Eine Aufhebung der Endpositionen P1 und P2 durch Erschütterungen ist nicht mehr leicht möglich. If the lever element 15 or the lever 7 is in one of the end positions P1 or P2, the actuator 1 is self-locking. This means that forces which are introduced into the actuator 1 by the output shaft 8 against the intended torque path cannot lead to any adjustment of the actuator 1, i.e. to no unwanted rotation of the lever element 15 or the drive shaft 2. In a real environment in a motor vehicle, however, slight vibrations can occur which can lead to a drive-free adjustment of the lever element 15. Even if these vibrations only exert small forces, they can lead to the lever element 15 leaving one of the end positions P1 or P2 at least slightly. This can result in a loss of the self-locking of the actuator 1. In Fig. 3, as protection against such a slight adjustment, it is shown that the pin 5 has a blind hole 60 in which an axially spring-loaded ball 61 is located. During the pivoting of the lever element 15 and thus of the pin 5, this ball 61 is axially supported by the end plate 53. In the area of the end positions P1 and P2, the end plate 53 has receptacles 54 for receiving the ball 61 and thus for locking the pin 5 in these end positions P1, P2. This locking then holds the pin 5 and thus the lever element 15 in the self-locking end positions P1 and P2, while the drive of the drive shaft 2 is easily overcome. It is no longer easy to cancel the end positions P1 and P2 due to vibrations.

In Fig. 3 ist weiter noch die Elektronik 40 zur Steuerung, bzw. Regelung des Aktors 1 gezeigt. Es handelt sich zumindest um den Teil der Steuerung, bzw. Regelung, der im Aktor 1 selber vorgesehen ist. Fig. 3 also shows the electronics 40 for controlling or regulating the actuator 1. This is at least the part of the control or regulating system that is provided in the actuator 1 itself.

Die Elektronik 40 umfasst die Leiterplatte 41 , die axial zwischen dem Kopplungsbereich 52 und dem Antriebsbereich 47 des Aktors 1 vorgesehen ist. Der Antriebsbereich 47 umfasst zumindest den E-Motor 10 und das Planetengetriebe 11 . The electronics 40 comprises the printed circuit board 41, which is provided axially between the coupling region 52 and the drive region 47 of the actuator 1. The drive region 47 comprises at least the electric motor 10 and the planetary gear 11.

Zur Regelung des Aktors 1 ist ein erstes Sensorsystem 42 vorgesehen, das den Drehwinkel der Abtriebswelle 8 bestimmt. Das Sensorsystem 42 umfasst dafür einen ersten Targetmagneten 43 der mit der Abtriebswelle 8 rotativ verbunden ist oder verbunden werden kann. Weiter ist ein zweites Sensorsystem 44 mit einem zweiten Targetmagneten 45 vorgesehen, welches den Drehwinkel des Rotors 20 des E-Motors 10 erfassen kann. Der zweite Targetmagnet 45 ist dafür drehfest mit dem Rotor 20 verbunden. Zur Erfassung der Winkelpositionen der beiden Targetmagneten 43, 45 umfasst die Elektronik 40 hier nicht explizit gezeigte Sensorelemente, wie z.B. Hall- Sensoren. Diese sind hier unmittelbar auf der Leiterplatte 41 angeordnet. Auf Grund der axialen Position der Leiterplatte 41 zwischen dem Rotor 20 einerseits und dem Kopplungsbereich 52 andererseits kann der Abstand zwischen der jeweiligen axialen Seite der Leiterplatte und dem jeweiligen Targetmagneten 43, 45 so gering gehalten werden, dass die unmittelbare Positionierung der Sensorelemente auf den jeweiligen, unterschiedlichen Axialseiten der Leiterplatte 41 zu ausreichend guten Bestimmungen der Winkelpositionen von Rotor 20 und Abtriebswelle 8 führen. Hier können entsprechende Abstandselemente oder zusätzliche Bauteile vermieden werden, da zum einen die Antriebswelle 2 direkt durch die Leiterplatte 41 durch die Öffnung 46 hindurchgeführt wird und andererseits durch die Positionierung des Planetengetriebes 11 an dem zweiten axialen Ende 12 der Antriebswelle 2 entsprechender Bauraum zwischen Leiterplatte 41 und Rotor 20 eingespart, bzw. zur Winkelerkennung des Rotors 20 freigestellt wurde. In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch das zweite axiale Ende 12 der Antriebswelle 2 gezeigt. Der Schnitt liegt hier im Bereich der zweiten Stufe 34 des Planetensatzes 22. Die Antriebswelle 2 ist über das nicht gezeigte erste Hohlrad 23 als Getriebeausgang 13 mit der ersten Stufe 32 des Planetensatzes 22 gekoppelt. To control the actuator 1, a first sensor system 42 is provided, which determines the angle of rotation of the output shaft 8. The sensor system 42 comprises a first target magnet 43, which is or can be rotationally connected to the output shaft 8. Furthermore, a second sensor system 44 with a second target magnet 45 is provided, which can detect the angle of rotation of the rotor 20 of the electric motor 10. The second target magnet 45 is connected to the rotor 20 in a rotationally fixed manner. To detect the angular positions of the two target magnets 43, 45, the electronics 40 comprises sensor elements not explicitly shown here, such as Hall sensors. These are arranged directly on the circuit board 41. Due to the axial position of the circuit board 41 between the rotor 20 on the one hand and the coupling region 52 on the other hand, the distance between the respective axial side of the circuit board and the respective target magnet 43, 45 can be kept so small that the direct positioning of the sensor elements on the respective, different axial sides of the circuit board 41 leads to sufficiently good determinations of the angular positions of the rotor 20 and the output shaft 8. Corresponding spacer elements or additional components can be avoided here, since on the one hand the drive shaft 2 is guided directly through the circuit board 41 through the opening 46 and on the other hand the positioning of the planetary gear 11 at the second axial end 12 of the drive shaft 2 saves corresponding installation space between the circuit board 41 and the rotor 20 or frees up space for angle detection of the rotor 20. Fig. 4 shows a cross-section through the second axial end 12 of the drive shaft 2. The section here lies in the area of the second stage 34 of the planetary gear set 22. The drive shaft 2 is coupled to the first stage 32 of the planetary gear set 22 via the first ring gear 23 (not shown) as the transmission output 13.

Das hier gezeigte zweite Hohlrad 33 ist über eine zweite Innenverzahnung 31 mit der zweiten Stufe 34 des Planetensatz 22 gekoppelt ist. Das Planetengetriebe 11 ist sonnenlos ausgeführt, so dass die Planeten 35 ausschließlich über Stifte 37 drehmomentübertragend mit dem Planententräger 24, d.h. mit dem Rotor 20 verbunden sind.The second ring gear 33 shown here is coupled to the second stage 34 of the planetary gear set 22 via a second internal gearing 31. The planetary gear 11 is designed without a sun gear, so that the planets 35 are connected to the planet carrier 24, i.e., to the rotor 20, in a torque-transmitting manner exclusively via pins 37.

Das zweite Hohlrad 33 ist hier drehfest von der Umspritzung 38 des Stators 21 des E- Motors 10 aufgenommen. The second ring gear 33 is here non-rotatably received by the overmolding 38 of the stator 21 of the electric motor 10.

Wie beschrieben wird also ein einfacher Aktor 1 vorgestellt, der eine nichtlineare Drehmomentübersetzung zur Verfügung stellt, in bevorzugten Endpositionen P1 und P2 selbsthemmend ausgeführt ist, diese Selbsthemmung durch eine Arretierung erschütterungsresistent ausführt, durch ein Planetengetriebe 11 eine bauraumsparende Übersetzung für das Drehmoment schafft, so dass ein kleiner Ausgelegter E-Motor 10 verwendet werden kann und weiter durch eine geschickte axiale Positionierung des Planetengetriebes 11 an einem zweiten axialen Ende 12 der Antriebswelle 2 axialen Bauraum im Bereich der Leiterplatte 41 zur Verfügung stellt, so dass durch eine besondere Anordnung der Leiterplatte 41 axial zwischen dem Kopplungsbereich 52 und dem E-Motor 10 platzsparende Anordnungen sowohl für ein erstes Sensorsystem 42 zur Winkelbestimmung der Abtriebswelle 8 als auch für ein zweites Sensorsystem 44 zur Winkelbestimmung des Rotors 20 des E-Motors 10 gefunden wird. As described, a simple actuator 1 is presented which provides a non-linear torque transmission, is self-locking in preferred end positions P1 and P2, makes this self-locking vibration-resistant by means of a locking device, creates a space-saving transmission for the torque by means of a planetary gear 11 so that a small-sized electric motor 10 can be used and further provides axial installation space in the area of the printed circuit board 41 by means of a clever axial positioning of the planetary gear 11 at a second axial end 12 of the drive shaft 2, so that by means of a special arrangement of the printed circuit board 41 axially between the coupling area 52 and the electric motor 10, space-saving arrangements are found both for a first sensor system 42 for determining the angle of the output shaft 8 and for a second sensor system 44 for determining the angle of the rotor 20 of the electric motor 10.

Bezuqszeichenliste List of reference symbols

Aktor Actuator

Antriebswelle erste Drehachse erstes axiales Ende Stift Drive shaft first axis of rotation first axial end pin

Langloch Hebel Long hole lever

Abtriebswelle zweite Drehachse E-Motor Output shaft second rotation axis electric motor

Planetengetriebe zweites axiales Ende Planetary gear second axial end

Getriebeausgang erstes Langlochende Hebelelement Gearbox output first slotted lever element

Innenverzahnung Verschwenkrichtung Internal gearing swivel direction

Rotor rotor

Stator Planetensatz erstes Hohlrad Planetenträger radial äußerer Bereich erste Innenverzahnung erste Außenverzahnung bodenförmiger Bereich radial innerer Bereich Nabe zweite Innenverzahnung erste Stufe zweites Hohlrad zweite Stufe Planeten Stator planetary gear set first ring gear planet carrier radial outer area first internal toothing first external toothing bottom-shaped area radial inner area hub second internal toothing first stage second ring gear second stage planets

Verzahnung Stifte Gearing pins

Umspritzung Overmolding

Elektronik Leiterplatte erste Sensorsystem erster Targetmagnet zweites Sensorsystem zweiter Targetmagnet Electronics circuit board first sensor system first target magnet second sensor system second target magnet

Öffnung Opening

Aktorgehäuse Deckel Actuator housing cover

Kopplungsbereich 53 AbschlussblechCoupling area 53 end plate

54 Aufnahme 54 recording

60 Sackloch 60 blind hole

61 Kugel 61 ball

P1 erste EndpositionP1 first end position

P2 zweite EndpositionP2 second end position

L erste Gerade L first straight

S zweite Gerade S second straight line

Claims

Patent claims

1 . Actuator (1) with a drive shaft (2) rotatably driven about a first axis of rotation (3), the drive shaft (2) having a first axial end (4) with a pin (5) projecting axially and/or radially at the first axial end (4), wherein the pin (5) is arranged eccentrically to the first axis of rotation (3) such that rotation of the drive shaft (2) results in pivoting of the pin (5) along a circular segment about the axis of rotation (3), the pin (5) is coupled to a lever (7) by means of a coupling element (6) such that pivoting of the pin (5) results in pivoting of the lever (7), characterized in that the lever (7) is connected to an output shaft (8) such that pivoting of the lever (7) results in rotation of the output shaft (8) about a second axis of rotation (9), the second axis of rotation (9) is arranged radially offset from the first axis of rotation (3) and the output shaft (8) is designed to actuate an actuating device.

2. Actuator (1) according to claim 1, characterized in that the actuator (1) comprises a drive motor (10) and a gear (11), wherein a gear output (13) of the gear (11) is connected to the drive shaft (2) at a second axial end (12) of the drive shaft (2) and the drive motor (10) is arranged axially between the first axial end (4) and the second axial end (12).

3. Actuator (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the coupling element is an elongated hole (6) in the lever (7) and the elongated hole (6) extends radially from the second axis of rotation (9) in the lever (7), so that the lever (7) and the elongated hole (6) extend in a plane which is perpendicular to both the first axis of rotation (3) and the second axis of rotation (9) and the pin (5) extends axially from the first axial end (4) into the extends into the long hole (6).

4. Actuator (1) according to claim 3, characterized in that the elongated hole (6) extends along a straight line L through the second axis of rotation (9), the pin (5) is arranged on a straight line S through the first axis of rotation (3), and the length of the elongated hole (6) is adapted to the geometric position of the second axis of rotation (9) to the first axis of rotation (3) and the eccentricity of the pin (5) such that in a first end position P1 the pin (5) is in a first end of the elongated hole (14) and in a second end position P2 it is again in the first end of the elongated hole (14), while the lever (7) is pivoted by the pivoting of the pin (5) from the first position P1 to the second position P2 by an angle greater than zero and less than 360° and in both positions P1 and P2 the first straight line L is perpendicular to the second straight line S.

5. Actuator (1) according to claim 2, characterized in that the gear is a planetary gear (11), the drive motor is an electric motor (10) with a rotor (20) and a stator (21), the rotor (20) is connected in a rotationally fixed manner to an input gear element of the planetary gear (11), and the drive shaft (2) is connected in a rotationally fixed manner to a gear output (13) of the planetary gear (11), so that the drive shaft (2) axially passes through both the rotor (20) and the input gear element and the gear output (13).

6. Actuator (1) according to claim 5, characterized in that the input gear element is a component of a planetary gear set (22), preferably a planet carrier (24), planet (35) or a sun, the gear output (13) is designed as a first ring gear (23) and the rotor (20) is connected in a rotationally fixed manner to a planet carrier (24) or a sun of the planetary gear set (22), preferably integrally forming the planet carrier (24).

7. Actuator (1) according to one of claims 5 or 6, characterized in that the input gear element is a component of a planetary gear set (22), such as a planet carrier (24), planets (35) or sun, the gear output (13) is designed as a pot-shaped first ring gear (23) which has a radially outer cylindrical region (25), a radially inner cylindrical region (29) and a bottom-shaped region (28) connecting these regions, wherein the radially outer region (25) has a first internal toothing (26) for meshing with a first external toothing (27) of a component of the planetary gear set (22), preferably of planets (35), and the radially inner region (29) is designed in the form of a cylindrical hub (30) which has a second internal toothing (31) for rotationally connecting the first ring gear (23) to the drive shaft (2).

8. Actuator (1) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the planetary gear (11) has a planetary gear set (22), the planetary gear set (22) is designed in two stages, the second stage (34) of the planetary gear set (22) meshes with a second ring gear (33) fixed to the housing and the first stage (32) meshes with a first ring gear (23) which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft (2).

9. Actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (1) comprises an electronics unit (40) with a printed circuit board (41), the electronics unit (40) comprises a first sensor system (42) which is designed to detect the angle of the output shaft (8) and has a first target magnet (43), the electronics unit (40) comprises a second sensor system (44) which is designed to detect the angle of the rotor (20) and has a second target magnet (45), and the printed circuit board (41) is arranged axially between the first target magnet (43) and the second target magnet (45) in such a way that on a first axial side of the printed circuit board (41) a sensor of the first sensor system (42) and on a sensor of the second sensor system (44) is arranged on the second axial side of the circuit board (41).