WO2024255941A1 - Aktor zur bereitstellung eines drehmoments mit einem linearantrieb - Google Patents

Aktor zur bereitstellung eines drehmoments mit einem linearantrieb Download PDF

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WO2024255941A1
WO2024255941A1 PCT/DE2024/100163 DE2024100163W WO2024255941A1 WO 2024255941 A1 WO2024255941 A1 WO 2024255941A1 DE 2024100163 W DE2024100163 W DE 2024100163W WO 2024255941 A1 WO2024255941 A1 WO 2024255941A1
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lever
movement
linear drive
connection point
coupling element
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PCT/DE2024/100163
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Inventor
Peter Greb
Laszlo Man
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/44—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to an actuator for providing a torque with a linear drive and a gear for converting a linear movement into a rotary movement, wherein the gear comprises a lever which rotary drives a shaft to be subjected to the torque.
  • Such actuators are already known from DE 10 2016 207 827 A1 with a non-linear actuation force for an actuation unit for an automatic transmission (preferably a PRND automatic transmission system) of a motor vehicle.
  • a corresponding slide track is provided to generate the non-linearity.
  • An actuator preferably for a clutch actuation with an articulated transmission between a linear gear and a shaft is known from WO 2015 070 850 A1.
  • the present invention has the object of providing a generic actuator with a non-linear characteristic curve in a simple manner.
  • the gear of the actuator further comprises a coupling element which is connected to the linear drive via a first connection point and to the lever via a second connection point, so that energy is transferred between the linear drive and the lever exclusively via the coupling element, and the coupling element is rotatably mounted in both connection points.
  • the coupling element provides a third component that connects them, which can be used in a particularly simple manner can be mounted and enables a non-linear characteristic of the actuator through a corresponding energy transfer from the linear drive to the lever and thus to the shaft.
  • the lever is connected to the shaft at a second lever end via a third connection point in a rotationally fixed manner and to the coupling element at a first lever end via the second connection point in a rotationally fixed manner, and the lever creates a rigid connection between the two connection points.
  • the non-linearity of the actuator can be easily adjusted by adjusting the positions of the connection points and the length of the coupling element, since it is not the distance of the second lever end from the shaft that can be varied, only the transmitted torque or the corresponding rotational speed.
  • the movement of the lever in space is defined by the position of the third connection point fixed to the housing as a constraint, and the rotational speed and torque of the shaft are determined by the length of the coupling element in conjunction with its position on the linear drive.
  • the coupling element creates a rigid connection between the first and second connection points, so that a linear movement of the first connection point by the linear drive results in a first pivoting movement of the second connection point about the first connection point, as well as in a second pivoting movement of the second connection point about the third connection point, so that due to the rotationally fixed connection of the lever to the shaft, the second pivoting movement causes a rotation of the shaft.
  • the path covered by the second connection point is predetermined by the constraint of the rigid lever.
  • the non-linearity of the rotational speed or the transmitted torque is predetermined by the corresponding superposition of the two pivots to form a fixed curve.
  • the invention also provides that the coupling element connects the lever and the linear drive to one another in such a way that the second connection point is moved along a trajectory, so that in a first working area around a first end point of the trajectory, a movement of the first connection point by the linear drive is translated into a first rotational movement of the shaft and in a second working range around a second end point a movement of the first connection point is reduced by the linear drive into a second rotational movement of the shaft, whereby the first rotational movement covers a larger angular range with a smaller force transmission in a time interval than the second rotational movement.
  • certain working points and a transition area between them for the actuating force of the shaft can be defined, which correspond to a desired non-linearity of the actuation and merge into one another.
  • the coupling element in the second end point the coupling element is aligned perpendicular to the lever and the movement axis of the linear drive and the lever is aligned parallel to the movement axis.
  • the force acting from the linear drive on the coupling element acts perpendicular to the tangent of the circular arc described by the second end of the lever, the transmitted torque is very small, and a high rotational speed can be achieved accordingly.
  • the actuator is also self-locking. This is even more true when friction points on the actuator are taken into account.
  • the coupling element is aligned parallel to the movement axis of the linear drive and perpendicular to the lever at the first end point. This results in a maximum torque and a minimum rotational speed. Accordingly, a stable position of the actuator is also provided here.
  • a first, preferably housing-fixed stop is provided in the first end point for fixing the first end point and/or a second, preferably housing-fixed stop is provided in the second end point for fixing the second end point, and wherein the second lever end is designed to stop the lever against the first and/or second stop.
  • the stops can be provided, for example, as an extension of a spindle of the linear drive on an actuator housing and in the opposite end position as a stop for the lever.
  • first and/or second stop is formed integrally from an actuator housing.
  • the advantage of positioning the stops on the housing instead of limiting the linear adjustment of the linear drive within the linear drive is that a rotor bearing of the linear drive is arranged in a further development between the linear drive and the lever and thus the cumulative friction value, which is mainly determined by the sliding friction values within the linear drive and the stops and only negligibly by the rolling friction value of the rotor bearing, does not fluctuate as much as a combination of only sliding friction points. This means that the required drive torque of the linear drive, which is necessary to ensure secure tension in the stops, can be more precisely defined.
  • the method for securely clamping the actuator at its end points consists of a slow/decelerated approach of the linear drive to a respective stop area. This means, for example, that a spindle enclosed by the linear drive is moved to one of the stops and/or the lever to the other stop. As the process continues, the linear drive continues to move in the same direction, or a corresponding spindle continues to rotate even after the respective stop has been reached, and the linear drive, spindle or lever are moved with a defined torque, which is certainly below the maximum possible torque of a motor or electric motor that drives the linear drive or spindle. This ensures that the clamping can be safely released even when the boundary conditions change (fluctuations in lubrication, temperature and power supply, etc.) in order to be able to return to a normal operating state.
  • boundary conditions change fluctuations in lubrication, temperature and power supply, etc.
  • the first and/or second stop have a specific softness so that a predetermined linear movement of the linear drive is possible.
  • the required locking torque can also be predetermined to a reasonable value via the effective radius of the stops for the spindle or lever or their variation during design.
  • the invention relates to an actuator comprising a linear drive and gear for converting a linear movement into a rotary movement.
  • linear drives based on different principles are well known to those skilled in the art, be they mechanical or hydraulic linear drives.
  • the linear drive can be formed, for example, by a ball screw drive or a planetary roller screw drive.
  • the linear movement can accordingly be provided by a nut on a spindle or by a spindle itself.
  • the rotary movement of a shaft is generated by a lever that is connected to the shaft in a rotationally fixed manner. A rigid connection is established between the lever and the linear movement element (nut or spindle, or similar) of the linear drive by a coupling element.
  • connection point of the coupling element on the linear drive is moved linearly exclusively along a straight path
  • connection point of the coupling element on the lever is pivoted exclusively along a circular path with a predetermined radius r around the axis of the shaft, while the distance between the two connection points on the lever and on the linear drive always remains the same.
  • a trajectory of the second connection point on the lever is realized, which provides a faster angular velocity at a lower torque in a first working range and a lower angular velocity at a higher torque in a second working range to drive the shaft.
  • the shaft can produce a rotational movement with a variable
  • This rotational movement can be used to operate disconnect units, clutches, brakes or parking locks within a drive train of a motor vehicle or commercial vehicle.
  • the toggle lever mechanism described here creates a non-linear characteristic curve between the linear advance of the linear drive, e.g. a spindle path and the rotation of the lever or the drive force of the linear drive, or the spindle force and the torque of the lever.
  • This makes such an actuator particularly suitable for actuating loads that also have a non-linear actuation force characteristic curve.
  • An example of this is the actuation of a parking lock.
  • This arrangement allows the shaft for actuating the laser to be positioned very close to the linear drive - significantly closer than if a comparably large actuating torque were generated by an actuating lever alone.
  • Fig. 1 shows an actuator according to the invention with a partial sectional view
  • Fig. 2 a symbolic representation of a trajectory of the lever for shaft actuation
  • Fig. 3 an alternative arrangement of a coupling element between a lever and a spindle
  • Fig. 4 is an illustration of the torques generated by the actuator according to Fig. 3,
  • Fig. 5 and 6 an actuator according to Fig. 1 in sectional view with a lever in a first end point and a second end point
  • Fig. 7 one half of an actuator housing
  • Fig. 1 shows an actuator 1 for converting a linear movement of a linear drive 2 into a rotational movement 23,24 of a shaft 5.
  • the linear drive 2 comprises a spindle 50.
  • the spindle 50 has an end cap 51, which is connected here on one side to a coupling element 6 via a support roller 52.
  • support rollers can also be connected on both sides, each with its own coupling element.
  • the support roller 52 represents a first connection point 7 for the rotatable mounting of the coupling element 6.
  • the coupling element 6 is designed as a linearly extending, rigid sheet metal part which is connected at one end to the spindle 50 via the first connection point 7 and to a lever 4 via a second connection point 8 at the second end.
  • the coupling element 6 is also rotatably mounted on the lever 4 via the second connection point 8.
  • the lever 4 extends from its first lever end 9 with the second connection point 8 to a third connection point 10 at the second lever end 11.
  • the lever 4 is connected to a shaft 5 at the third connection point 10 in a rotationally fixed manner.
  • the lever 4 has a hole 53 with an internal toothing 54.
  • the shaft 5 has a corresponding external toothing 55 which engages in the internal toothing 54.
  • the shaft 5 is rotatably mounted in an actuator housing 40 and passes through the actuator housing 40 in the direction of a shaft axis 56.
  • the shaft axis 56 runs perpendicular both to the movement axis 41 of the spindle 50 and to the extension direction 57 of the coupling element 6.
  • the shaft 5 is connected to an actuating element 60.
  • This can be an eccentric disk, a contour disk or something similar, which is set in rotation by means of the shaft 5.
  • a parking lock, a brake, a clutch or something similar can be actuated via this actuating element 60.
  • Spindle 50, end cap 51, coupling element 6 and lever 4 are components of a gear 3, which converts a linear movement of the spindle 50 of the linear drive 2 into a rotational movement 23,24 of the shaft 5 to drive the actuating element 60.
  • the spindle 50 is in a position P1, whereby the extension direction 57 of the coupling element 6 is practically perpendicular to the movement axis 41 of the spindle 50 and to the lever 4.
  • the spindle 50 is practically fully extended and the second connection point 8 is at a second end point 22. If the spindle 50 is retracted, the corresponding travel path of the spindle 50 is coupled to a smaller travel path of the second connection point 8 perpendicular thereto via the coupling element 6.
  • the linear movement of the linear drive 2 is converted into a second rotational movement 24. In this case, a maximum torque is transmitted to the shaft 5 at a minimum rotational speed.
  • FIG. 2 An illustration of the transmitted torque and the associated rotational speed is shown in Fig. 2.
  • the second connection point 8 is located at the second end point 22, as also shown in Fig. 1, and in the right-hand part it is located at a first end point 21.
  • the first connection point 7 of the coupling element 6 is located on the movement axis 41 of the spindle 50.
  • a linear movement to retract the spindle 50 in the direction 61 pulls the lever 4 over the second connection point 8 into a second rotational movement 24 around the third connection point 10.
  • the second connection point 8 follows a trajectory 20 with the distance r between the second connection point 8 and the third connection point 10. This movement of the lever 4 is characterized by a minimum rotational speed and a maximum torque at the second end point 22.
  • the second connection point 8 is located at a first end point 21.
  • the spindle 50 is retracted so far that the lever element 4 is practically completely parallel to the spindle 50 on the movement axis 41. Moving the spindle 50 out then leads to a maximum rotational speed and minimum torque of the lever 4.
  • the lever 4 is thus driven with a non-linear torque characteristic.
  • the shaft 5 is driven accordingly and the non-linear characteristic of the shaft 5 can be used to actuate a non-linear load, such as a parking lock.
  • Fig. 3 shows an alternative arrangement of the coupling element 6 between the lever 4 and the spindle 50.
  • the spindle 50 is in the retracted position P2 here, with the second connection point 8 then being in the second end point 22'.
  • the coupling element 6 In the parallel position of the coupling element 6, it is positioned such that it covers the spindle 50 in the direction of the movement axis 41.
  • the coupling element 6 is tilted by 90°.
  • An illustration of the torques generated by this actuator can be found in Fig. 4.
  • a first end point 21' of the second connection point 8 is shown on the left side, while a second end point 22' is shown on the right side. In between, the second connection point 8 is moved along the trajectory 20'.
  • a maximum torque is transmitted to the shaft 50 at the second end point 22' (right) and a minimum torque at the first end point 21'. Accordingly, the shaft 50 is subjected to a first rotational movement 23' at the first end point 21' and a second rotational movement 24' at the second end point 22'.
  • the length of the arrows of the rotational movements 23', 24' symbolize the transmitted torque.
  • the trajectories 20 and 20' of the two alternatives in Figs. 2 and 4 are practically mirrored and do not differ in any other respects.
  • the directions of rotation are reversed at minimum and maximum torque of the shaft 5, i.e. the rotational movements 23, 23' and 24, 24' are each reversed and equal in magnitude.
  • the maximum torque is transmitted when the spindle 50 is retracted, whereas in the second alternative according to Fig. 4, it is transmitted when the spindle 50 is extended.
  • an actuator 1 according to Fig.1 shown in Fig. 3 also has a coupling element 6' with two parallel partial coupling elements 6a on both sides of the spindle 50.
  • a coupling element 6' By means of such a coupling element 6', an actuation according to the alternative in Fig. 4 is then also possible.
  • FIGs. 5 and 6 an actuator according to Fig. 1 is shown, in which the drive by a spindle drive is shown in a sectional view and further stops 30, 31 for the lever 4 and the spindle 50 are provided on the actuator housing 40.
  • the lever 4 is positioned at the first end point 21 on the first stop 30.
  • the first stop 30 is designed as an integrated component of the actuator housing 40. If a predetermined torque is now applied by the spindle 50 or by the spindle drive 70, which presses the lever 4 or the first lever end 9 against the first stop 30 with a predetermined stop force, the position of the lever 4 and thus the angular position of the shaft 5 can be clearly defined and the actuator 1 can generally be secured against adjustments, for example due to vibrations.
  • the lever 4, or the second connection point 8 is located at the second end point 22.
  • the second stop 31 is now provided for the spindle 50, or the end cap 51 of the spindle 50.
  • the spindle 50 can now be pressed against the second stop 31 with a predetermined torque.
  • the position of the lever 4 and thus the angular position of the shaft 5 can now be clearly defined and the actuator 1 can generally be secured against adjustments, for example due to vibrations.
  • Fig. 5 and 6 it is also shown that the spindle 50 is driven by a nut 71. This is connected to the spindle via a toothing point 72. Since the spindle 50 is held in the actuator housing 40 in a rotationally fixed manner, the rotational movement of the nut 71 is converted into the linear movement of the spindle 50.
  • the spindle 50 is supported on the actuator housing 40 via the nut 71 and a rotor bearing 73.
  • the drive of the nut 71 is realized via a rotor 74 of an electric motor 75.
  • the rotor bearing 73 is arranged axially between the stops 30, 31 and the rotor 74, the torque which is necessary for a secure clamping of the lever 4 or the spindle 50 at the first or second stop 30, 31 can be determined more precisely, since the cumulative friction coefficient, which is mainly determined by the sliding friction values (spindle/nut, stop surfaces) and only negligibly by the rolling friction value of the rotor bearing, does not fluctuate as much as a combination of only sliding friction points.
  • Fig. 7 one half of an actuator housing 40 is shown.
  • the actuator housing 40 has an internal contour 42. This contour 42 is embossed into the actuator housing 40 parallel to the spindle 50 and serves to accommodate a bearing element 43.
  • the bearing element 43 is, as shown in Fig. 1, arranged at one end of the spindle 50 and supports the spindle 50 on the actuator housing 40. As shown in Fig. 1, it is preferably designed as a support roller 52.
  • the bearing element 43 coincides with the first connection point 7.
  • This bearing element 43 preferably consists of two support rollers 52, which are arranged around the articulated first connection point 7 between the spindle 50 and the coupling element 6, preferably on both sides at the end of the spindle 50 and which can be supported on corresponding support surfaces 44 of the contour 42 in the actuator housing 40 and roll there.
  • the support surfaces 44 preferably run parallel to the movement axis 41 of the spindle 50 or the linearly displaceable element of the linear drive 2.
  • a non-linear actuation characteristic can be easily implemented on an actuating element 60 via a linear drive 2.
  • the stops 30, 31 provided can be used to prevent accidental adjustment due to vibrations or similar, and can also ensure a defined position of the actuator 1, e.g. in the event of a power failure. Safe actuation with good efficiency can be achieved via the support surfaces 44 in conjunction with the support rollers 52.

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Abstract

Aktor (1 ) zur Bereitstellung eines Drehmoments mit einem Linearantrieb (2) und einem Getriebe (3) zur Wandlung einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung, wobei das Getriebe (3) einen Hebel (4) umfasst, der eine mit dem Drehmoment zu beaufschlagende Welle (5) drehantreibt, wobei das Getriebe (3) weiter ein Koppelelement (6) aufweist, das Koppelelement (6) über eine erste Verbindungsstelle (7) mit dem Linear-antrieb (2) und mit einer zweiten Verbindungsstelle (8) mit dem Hebel (4) verbunden ist, so dass ein Energieübertrag zwischen Linearantrieb (2) und Hebel (4) ausschließlich über das Koppelelement (6) erfolgt, und das Koppelement (6) in beiden Verbindungsstelle (7, 8) drehbar gelagert ist.

Description

Aktor zur Bereitstellung eines Drehmoments mit einem Linearantrieb
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor zur Bereitstellung eines Drehmoments mit einem Linearantrieb und einem Getriebe zur Wandlung einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung, wobei das Getriebe einen Hebel umfasst, der eine mit dem Drehmoment zu beaufschlagende Welle drehantreibt.
Solche Aktoren sind bereits aus der DE 10 2016 207 827 A1 mit einer nichtlinearen Betätigungskraft für eine Betätigungseinheit für ein Automatikgetriebe (vorzugsweise ein PRND-Automatikgetriebesystems) eines Kraftfahrzeuges bekannt. Hierfür ist für die Erzeugung der Nichtlinearität eine entsprechende Kulissenbahn vorgesehen.
Ein Aktor, vorzugsweise für eine Kupplungsbetätigung mit einer gelenkigen Übersetzung zwischen einem Lineargetriebe und einer Welle ist aus der WO 2015 070 850 A1 bekannt.
Allgemein ist so ein Aktor auf bereits aus der DE 10 2018 116 133 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe einen gattungsgemäßen Aktor auf einfache Weise mit einer nichtlinearen Kennlinie bereitzustellen.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen gattungsgemäßen Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Getriebe des Aktors weiter ein Koppelelement aufweist, welches über eine erste Verbindungsstelle mit dem Linearantrieb und mit einer zweiten Verbindungsstelle mit dem Hebel verbunden ist, so dass ein Energieübertrag zwischen Linearantrieb und Hebel ausschließlich über das Koppelelement erfolgt, und das Koppelement in beiden Verbindungsstellen drehbar gelagert ist.
Mit dem Koppelelement wird zusätzlich zu dem Hebel und dem Linearantrieb ein drittes, diese verbindendes Bauteil bereitgestellt, welches auf besonders einfache Weise montiert werden kann und eine nichtlineare Kennlinie des Aktors durch einen entsprechenden Energieübertrag vom Linearantrieb auf den Hebel und damit auf die Welle ermöglicht.
Weiter ist vorgesehen, dass der Hebel an einem zweiten Hebelende über eine dritte Verbindungstelle drehfest mit der Welle und an einem ersten Hebelende drehbar über die zweite Verbindungsstelle mit dem Koppelelement verbunden ist und der Hebel eine starre Verbindung zwischen den beiden Verbindungsstellen herstellt. Über die Anpassung der Positionen der Verbindungsstellen und die Länge des Koppelelements kann auf einfache Weise die Nichtlinearität des Aktors angepasst werden, da nicht der Abstand des zweiten Hebelendes zur Welle variiert werden kann, sondern ausschließlich das übertragende Drehmoment bzw. die entsprechende Drehgeschwindigkeit. Mit anderen Worten wird durch die gehäusefeste Position der dritten Verbindungsstelle als Zwangsbedingung die Bewegung des Hebels im Raum definiert und Drehgeschwindigkeit und Drehmoment der Welle durch die Länge des Koppelelements in Verbindung mit seiner Position am Linearantrieb bestimmt.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass das Koppelelement eine starre Verbindung zwischen der ersten und zweiten Verbindungsstelle herstellt, so dass eine lineare Bewegung der ersten Verbindungsstelle durch den Linearantrieb in einer erste Schwenkbewegung der zweiten Verbindungsstelle um die erste Verbindungsstelle, als auch in einer zweite Schwenkbewegung der zweiten Verbindungsstelle um die dritte Verbindungsstelle resultiert, so dass auf Grund der drehfesten Verbindung des Hebels mit der Welle durch die zweite Schwenkbewegung eine Rotation der Welle hervorgerufen wird. Der zurückgelegte Weg der zweiten Verbindungsstelle ist durch die Zwangsbedingung des starren Hebels vorgegeben. Durch die entsprechende Superposition der beiden Verschwenkungen zu einer fest vorgegebenen Kurve wird entsprechend die Nichtlinearität der Drehgeschwindigkeit bzw. des übertragenden Drehmoments vorgegeben.
Die Erfindung sieht ebenfalls vor, dass das Koppelelement den Hebel und den Linearantrieb so miteinander verbindet, dass die zweite Verbindungsstelle entlang einer Bahnkurve bewegt wird, so dass in einem ersten Arbeitsbereich um einen ersten Endpunkt der Bahnkurve eine Bewegung der ersten Verbindungsstelle durch den Linear- antrieb in eine erste Rotationsbewegung der Welle übersetzt wird und in einem zweiten Arbeitsbereich um einen zweiten Endpunkt eine Bewegung der ersten Verbindungsstelle durch den Linearantrieb in eine zweite Rotationsbewegung der Welle untersetzt wird, wobei die erste Rotationsbewegung in einem Zeitintervall einen größeren Winkelbereich bei einer kleineren Kraftübertragung überstreicht als die zweite Rotationsbewegung. Auf diese Weise können bestimmte Arbeitspunkte und ein dazwischen liegenden Übergangsbereich für die Betätigungskraft der Welle definiert werden, die einer gewünschten Nichtlinearität der Betätigung entsprechen und ineinander übergehen.
In einer erfindungsgemäßen ersten Alternative ist vorgesehen, dass im zweiten Endpunkt das Koppelelement senkrecht zum Hebel und zur Bewegungsachse des Linearantriebs und der Hebel parallel zur Bewegungsachse ausgerichtet ist. Ein Kraftübertrag ist bei solcher einer Anordnung nur schlecht möglich. Die vom Linearantrieb auf das Koppelelement wirkende Kraft wirkt entsprechend senkrecht zur Tangente des durch das zweite Hebelende beschriebenen Kreisbogens, ein übertragendes Drehmoment ist nur sehr klein, entsprechend kann eine hohe Drehgeschwindigkeit erreicht werden. In dieser Anordnung ist ebenfalls eine Selbsthemmung des Aktors gegeben. Dieses gilt umso mehr, wenn Reibstellen des Aktors berücksichtigt werden.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung ist es alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass im ersten Endpunkt das Koppelelement parallel zur Bewegungsachse des Linearantriebs und senkrecht zum Hebel ausgerichtet ist. Hieraus resultiert ein maximales Drehmoment und eine minimale Drehgeschwindigkeit. Entsprechend ist auch hier eine stabile Stellung des Aktors gegeben.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im ersten Endpunkt ein erster, vorzugsweise gehäusefester Anschlag zum Festlegen des ersten Endpunkts und/oder im zweiten Endpunkt ein zweiter, vorzugsweise gehäusefester Anschlag zum Festlegen des zweiten Endpunkts vorgesehen ist, und wobei das zweite Hebelende zum Anschlägen des Hebels an den ersten und/oder zweiten Anschlag ausgebildet ist. Auf diese Weise können die beiden stabilen Endpunkte des Aktors sicher angefahren werden und auch gegen Vibrationen gehalten werden. Die Anschläge können z.B. in Verlängerung einer Spindel des Linearantriebs an einem Aktorgehäuse und in der entgegengesetzten Endlage als ein Anschlag für den Hebel vorgesehen sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste und / oder zweite Anschlag integral aus einem Aktorgehäuse ausgebildet ist.
Der Vorteil der Positionierung der Anschläge am Gehäuse statt einer Begrenzung der linearen Verstellmöglichkeit des Linearantriebs innerhalb des Linearantriebs, besteht darin, dass ein Rotorlager des Linearantriebs in einer Weiterentwicklung zwischen Linearantrieb und Hebel angeordnet ist und somit der aufsummierte Reibwert, welcher hauptsächlich von den Gleitreibwerten innerhalb des Linearantriebs und den Anschlägen bestimmt wird und nur vernachlässigbar vom Rollreibwert des Rotorlagers, nicht so stark schwankt wie eine Kombination aus lediglich Gleitreibstellen. Somit lässt sich das erforderliche Antriebsmoment des Linearantriebs, welches notwendig ist, um eine sichere Verspannung in den Anschlägen zu gewährleisten genauer eingrenzen.
Das Verfahren zum sicheren Verspannen des Aktors in seinen Endpunkten besteht in einem verlangsamten/langsamen Anfahren des Linearantriebs in einen jeweiligen Anschlagsbereich. Hierdurch wird z.B. eine vom Linearantrieb umfasste Spindel an einen der Anschläge und / oder der Hebel an den anderen Anschlag angefahren. Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird der Linearantrieb weiter in die gleiche Richtung verfahren, bzw. eine entsprechende Spindel wird weiter auch nach Erreichen des jeweiligen Anschlags verdreht und Linearantrieb, Spindel oder Hebel werden mit einem definierten Drehmoment verfahren, welches sicher unterhalb des maximal möglichen Drehmoments eines Motors oder E-Motors liegt, welcher den Linearantrieb, bzw. die Spindel antriebt. Somit ist gewährleistet, dass die Verspannung auch bei geänderten Randbedingungen (Schmierungszustand-, Temperatur- sowie Stromversorgungs- Schwankungen usw.) sicher aufgelöst werden kann, um in einen normalen Betriebszustand übergehen zu können.
Um ein Anfahren der Anschläge zum Einstellen oder Kalibrieren des Aktors besonders kontrolliert zu ermöglichen, ist es in einer Weiterentwicklung vorgesehen, dass der erste und/oder zweite Anschlag eine gezielte Weichheit aufweisen, so dass eine vorgegebene lineare Bewegung des Linearantriebs ermöglicht wird.
Auch über den Wirkradius der Anschläge für die Spindel bzw. den Hebel bzw. deren Variation bei der Auslegung kann das erforderliche Sicherungsmoment auf einen sinnvollen Wert vorbestimmt werden.
Da für die Anschläge keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, sondern lediglich eine angepasste Geometrie des Aktorgehäuses, kann die Sicherung der Endanschläge fast kostenneutral implementiert werden.
Abschließend betrifft die Erfindung einen Aktor umfassend einen Linearantrieb und Getriebe zur Umwandlung einer linearen Bewegung in eine rotative Bewegung. Prinzipiell sind dem Fachmann verschiedene Arten von Linearantrieben nach unterschiedlichen Prinzipien wohlbekannt, seien es mechanische oder hydraulische Linearantriebe. Der Linearantrieb kann z.B. durch einen Kugelgewindetrieb oder ein Planetenwälzgewindetrieb gebildet werden. Die lineare Bewegung kann entsprechend durch eine Mutter auf einer Spindel oder durch eine Spindel selbst bereitgestellt werden. Die rotative Bewegung einer Welle wird durch einen drehfest mit der Welle verbundenen Hebel erzeugt. Zwischen dem Hebel und dem linearen Bewegungselement (Mutter oder Spindel, o.Ä.) des Linearantriebs wird durch ein Koppelelement eine starre Verbindung hergestellt. D.h. die Verbindungsstelle des Koppelelements am Linearantrieb wird ausschließlich entlang einer geraden Strecke linear bewegt, die Verbindungsstelle des Koppelelements am Hebel wird ausschließlich entlang einer Kreisbahn mit einem vorgegebenen Radius r um die Achse der Welle herum verschwenkt, während der Abstand zwischen den beiden Verbindungsstellen am Hebel und am Linearantrieb immer gleichbleibt. Auf diese Weise wird eine Bahnkurve der zweiten Verbindungsstelle am Hebel realisiert, die in einem ersten Arbeitsbereich eine schnellere Winkelgeschwindigkeit bei einem geringeren Drehmoment und in einem zweiten Arbeitsbereich eine niedrigere Winkelgeschwindigkeit bei einem höheren Drehmoment zum Antrieb der Welle zur Verfügung stellt. Zwischen den beiden Arbeitsbereichen befindet sich ein entsprechender Übergangsbereich.
Auf diese Weise kann durch die Welle eine Rotationsbewegung mit einer variablen
Kennlinie bereitgestellt werden, d.h. in einem ersten Winkelbereich mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit als in einem zweiten Winkelbereich und einem entsprechenden kleineren Drehmoment im ersten Winkelbereich als im zweiten Winkelbereich. Diese Rotationsbewegung kann zur Betätigung von Disconnect-Units, Kupplungen, Bremsen oder Parksperren innerhalb eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges oder Nutzfahrzeuges genutzt werden.
Durch die hier beschriebene Kniehebelmechanik entsteht eine nichtlineare Kennlinie zwischen linearem Vortrieb des Linearantriebs, z.B. einem Spindelweg und Verdrehung des Hebels bzw. Antriebskraft des Linearantriebs, bzw. Spindelkraft und Drehmoment des Hebels. Somit eignet sich ein solcher Aktor besonders zur Betätigung von Lasten, welche eine ebenfalls nichtlineare Betätigungskraft-Kennlinie besitzen. Als Beispiel kann hier eine Parksperrenbetätigung genannt werden.
Durch diese Anordnung kann die Welle zur Betätigung von Lasen sehr nahe dem Linearantrieb angeordnet werden - deutlich näher, als wenn ein vergleichbar großes Betätigungsmoment allein durch einen Betätigungshebel erzeugt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf welches diese aber nicht beschränkt ist, und aus dem sich weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben können ist in den folgenden Figuren gezeigt. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Aktor mit einer teilweisen Schnittansicht,
Fig. 2: eine symbolische Darstellung einer Bahnkurve des Hebels zur Wellenbetätigung,
Fig. 3: eine alternative Anordnung eines Koppelelements zwischen einem Hebel und einer Spindel
Fig. 4 eine Veranschaulichung der durch den Aktor gemäß Fig. 3 erzeugten Drehmomente,
Fig. 5 und 6: ein Aktor gemäß Fig. 1 in Schnittansicht mit einem Hebel in einem ersten Endpunkt und einem zweiten Endpunkt Fig. 7: eine Hälfte eines Aktorgehäuses
Die Fig. 1 zeigt einen Aktor 1 zur Umsetzung einer Linearbewegung eines Linearantriebs 2 in eine Rotationsbewegung 23,24 einer Welle 5.
Der Linearantrieb 2 umfasst dafür eine Spindel 50. Die Spindel 50 weist eine Endkappe 51 auf, welche hier einseitig über eine Stützrolle 52 mit einem Koppelelement 6 verbunden ist. Statt wie hier dargestellt nur eine einseitige Stützrolle 52 können auch beidseitig Stützrollen mit jeweils einem eigenen Koppelelement verbunden sein.
Die Stützrolle 52 stellt eine erste Verbindungsstelle 7 zur drehbaren Lagerung des Koppelelements 6 dar.
Das Koppelelement 6 ist als sich linear erstreckendes, starres Blechteil ausgebildet, welches am einen Ende über die erste Verbindungsstelle 7 mit der Spindel 50 und über eine zweite Verbindungsstelle 8 am zweiten Ende mit einem Hebel 4 verbunden ist. Über die zweite Verbindungsstelle 8 ist das Koppelelement 6 ebenfalls drehbar am Hebel 4 gelagert.
Der Hebel 4 erstreckt sich von seinem ersten Hebelende 9 mit der zweiten Verbindungsstelle 8 zu einer dritten Verbindungsstelle 10 am zweiten Hebelende 11 . Der Hebel 4 ist an der dritten Verbindungsstelle 10 drehfest mit einer Welle 5 verbunden. Hierfür weist der Hebel 4 dort eine Loch 53 mit einer Innenverzahnung 54 auf. Die Welle 5 weist eine entsprechende Außenverzahnung 55 auf, welche in die Innenverzahnung 54 eingreift. Die Welle 5 ist drehbar in einem Aktorgehäuse 40 gelagert, und durchgreift das Aktorgehäuse 40 in Richtung einer Wellenachse 56. Die Wellenachse 56 verläuft senkrecht sowohl zur Bewegungsachse 41 der Spindel 50 als auch zur Erstreckungsrichtung 57 des Koppelelements 6.
Außerhalb des Aktorgehäuses 40 ist die Welle 5 mit einem Betätigungselement 60 verbunden. Hierbei kann es sich um eine Exzenterscheibe, eine Konturenscheibe o- der ähnliches handeln, welche mittels der Welle 5 in Rotation versetzt wird. Über dieses Betätigungselement 60 kann eine Parksperre, eine Bremse, eine Kupplung oder Ähnliches betätigt werden. Spindel 50, Endkappe 51 , Koppelelement 6 und Hebel 4 sind dabei Bestandteile eines Getriebes 3, welches eine lineare Bewegung der Spindel 50 des Linearantriebs 2 in eine Rotationsbewegung 23,24 der Welle 5 zum Antrieb des Betätigungselements 60 umwandelt.
In Fig. 1 befindet sich die Spindel 50 in einer Position P1 , wodurch die Erstreckungsrichtung 57 des Koppelelements 6 praktisch senkrecht zur Bewegungsachse 41 der Spindel 50 und zum Hebel 4 liegt. In der Position P1 ist die Spindel 50 praktisch voll ausgefahren und die zweite Verbindungsstelle 8 befindet sich in einem zweiten Endpunkt 22. Wird die Spindel 50 zurückgezogen, so ist entsprechender Verfahrweg der Spindel 50 mit einem kleineren Verfahrweg der zweiten Verbindungsstelle 8 senkrecht dazu über das Koppelelement 6 gekoppelt. D.h. in diesem Fall wird die lineare Bewegung des Linearantriebs 2 in eine zweite Rotationsbewegung 24 umgesetzt. Hierbei wird ein maximales Drehmoment bei einer minimalen Drehgeschwindigkeit auf die Welle 5 übertragen.
Eine Veranschaulichung des übertragenden Drehmoments und der damit verbunden Drehgeschwindigkeit ist in Fig. 2 dargestellt. Im linken Teil der Fig. 2 befindet sich die zweite Verbindungsstelle 8 in dem zweiten Endpunkt 22, wie auch in Fig. 1 dargestellt, im rechten Teil befindet sie sich in einem ersten Endpunkt 21. Im zweiten Endpunkt 22 der zweiten Verbindungsstelle 8 befindet sich die erste Verbindungsstelle 7 des Koppelelements 6 auf der Bewegungsachse 41 der Spindel 50. Eine Linearbewegung zum Einfahren der Spindel 50 in Richtung 61 zieht den Hebel 4 über die zweite Verbindungsstelle 8 in eine zweite Rotationsbewegung 24 um die dritte Verbindungsstelle 10 herum. Die zweite Verbindungsstelle 8 folgt dabei einer Bahnkurve 20 mit dem Abstand r zwischen der zweiten Verbindungsstelle 8 und der dritten Verbindungsstelle 10. Diese Bewegung des Hebels 4 ist im zweiten Endpunkt 22 durch eine minimale Drehgeschwindigkeit und ein maximales Drehmoment geprägt.
Im rechten Teil der Fig. 2 befindet sich die zweite Verbindungsstelle 8 in einem ersten Endpunkt 21. Hier ist die Spindel 50 so weit zurückgezogen, dass das Hebelelement 4 praktisch vollständig parallel zur Spindel 50 auf der Bewegungsachse 41 liegt. Ein Herausfahren der Spindel 50 führt dann zu einer maximalen Drehgeschwindigkeit und minimalen Drehmoment des Hebels 4. Im Bereich zwischen den beiden Endpunkten 21 , 22 wird der Hebel 4 somit mit einer nichtlinearen Drehmomentkennlinie angetrieben. Die Welle 5 wird entsprechend angetrieben und die nichtlineare Kennlinie der Welle 5 kann zur Betätigung einer nichtlinearen Last, wie z.B. einer Parksperre verwendet werden.
In Fig. 3 ist eine alternative Anordnung des Koppelelements 6 zwischen dem Hebel 4 und der Spindel 50 gezeigt. Die Spindel 50 befindet sich hier in der eingefahrenen Position P2, wobei sich hier die zweite Verbindungsstelle 8 dann im zweiten Endpunkt 22' befindet. In der parallelen Stellung des Koppelelements 6 liegt dieses so, dass es die Spindel 50 in Richtung der Bewegungsachse 41 überdeckt. Das Koppelelement 6 ist praktisch im Gegensatz zur Ausführung nach den Figuren 1 und 2 um 90° gekippt. Eine Veranschaulichung der durch diesen Aktor erzeugten Drehmomente findet sich in Fig. 4. Hier ist auf der linken Seite ein erster Endpunkt 21 ‘ der zweiten Verbindungsstelle 8 gezeigt, während auf der rechten Seite entsprechend ein zweiter Endpunkt 22' dargestellt ist. Dazwischen wird die zweite Verbindungsstelle 8 entlang der Bahnkurve 20' bewegt. Auch hier wird am zweiten Endpunkt 22' (rechts) ein maximales Drehmoment und am ersten Endpunkt 21 ‘ ein minimales Drehmoment auf die Welle 50 übertragen. Entsprechend wird die Welle 50 beim ersten Endpunkt 21 ' mit einer ersten Rotationsbewegung 23' beaufschlagt und am zweiten Endpunkt 22' mit einer zweiten Rotationsbewegung 24‘. Die Länge der Pfeile der Rotationsbewegungen 23‘, 24' symbolisieren das übertragende Drehmoment.
Die Bahnkurven 20 und 20' der beiden Alternativen in den Fig. 2 und 4 sind praktisch gespiegelt und unterscheiden sich ansonsten nicht. Allerdings sind die Rotationsrichtungen bei minimalem und maximalem Drehmoment der Welle 5 vertauscht, d.h. die Rotationsbewegungen 23, 23' und 24, 24' sind jeweils umgekehrt und vom Betrag her gleich. Im ersten Beispiel der Fig. 2 wird das maximale Drehmoment bei Einziehen der Spindel 50 übertragen, beim der zweiten Alternative gemäß Fig. 4 dagegen beim Ausfahren der Spindel 50.
Die in Fig. 3 gezeigte alternative Ausgestaltung eines Aktors 1 nach Fig.1 wiest außerdem noch ein Koppelelement 6' mit zwei parallelen Teilkoppelelemente 6a auf beiden Seiten der Spindel 50 auf. Durch solch ein Koppelelement 6‘ ist dann auch eine Betätigung gemäß der Alternative aus Fig. 4 möglich.
Für die Erzeugung der nichtlinearen Kennlinie der Welle 5 gilt hier aber das gleiche wie bereits bei Fig. 1 geschildert.
In den Fig. 5 und 6 ist ein Aktor gemäß der Fig. 1 gezeigt, bei dem der Antrieb durch einen Spindeltrieb in einer Schnittansicht dargestellt ist und weiter jeweils Anschläge 30, 31 für den Hebel 4 und die Spindel 50 am Aktorgehäuse 40 vorgesehen sind.
In Fig. 5 befindet sich der Hebel 4, bzw. die zweite Verbindungsstelle 8 in einem ersten Endpunkt 21 , in Fig. 6 ist die zweite Verbindungsstelle 8 im zweiten Endpunkt 22 gezeigt. In Fig. 6 wird also ein maximales Drehmoment beim Einziehen der Spindel 50 in Richtung Linearantrieb 2 an der Welle 5 erzeugt.
In Fig. 5 ist der Hebel 4 im ersten Endpunkt 21 am ersten Anschlag 30 angelegt. Der erste Anschlag 30 ist als integrierter Bestandteil des Aktorgehäuses 40 ausgebildet Wird nun weiter durch die Spindel 50, bzw. durch den Spindelantrieb 70 ein vorgegebenes Drehmoment angelegt, welches den Hebel 4, bzw. das erste Hebelende 9 mit einer vorgegebenen Anschlagskraft an den ersten Anschlag 30 angedrückt, so kann zum einen die Position des Hebels 4 und damit die Winkelposition der Welle 5 eindeutig festgelegt werden und der Aktor 1 allgemein gegen Verstellungen, beispielsweise auf Grund von Vibrationen gesichert werden.
In Fig. 6 befindet sich der Hebel 4, bzw. die zweite Verbindungsstelle 8 im zweiten Endpunkt 22. Der zweite Anschlag 31 ist hier nun für die Spindel 50, bzw. die Endkappe 51 der Spindel 50 bereitgestellt. Analog kann nun die Spindel 50 mit einem vorgegebenen Drehmoment gegen den zweiten Anschlag 31 gedrückt werden. Auch hier kann nun zum einen die Position des Hebels 4 und damit die Winkelposition der Welle 5 eindeutig festgelegt werden und der Aktor 1 allgemein gegen Verstellungen, beispielsweise auf Grund von Vibrationen gesichert werden.
In Fig. 5 und 6 ist weiter noch gezeigt, dass die Spindel 50 über eine Mutter 71 angetrieben ist. Diese ist über eine Verzahnungsstelle 72 an die Spindel angebunden. Da die Spindel 50 drehfest im Aktorgehäuse 40 aufgenommen ist, wird die Rotationsbewegung der Mutter 71 entsprechend in die Linearbewegung der Spindel 50 umge- wandelt. Die Spindel 50 ist über die Mutter 71 und ein Rotorlager 73 am Aktorgehäuse 40 abgestützt. Der Antrieb der Mutter 71 wird über einen Rotor 74 eines E-Motors 75 realisiert.
Da, wie hier gezeigt, das Rotorlager 73 axial zwischen den Anschlägen 30, 31 und dem Rotor 74 angeordnet ist, wird das Drehmoment, welches für eine sichere Verspannung des Hebels 4 oder der Spindel 50 an dem ersten oder zweiten Anschlag 30, 31 notwendig ist genauer festlegbar, da der aufsummierte Reibwert, welcher hauptsächlich von den Gleitreibwerten (Spindel/Mutter, Anschlagflächen) bestimmt wird und nur vernachlässigbar vom Rollreibwert des Rotorlagers, nicht so stark schwankt wie eine Kombination aus lediglich Gleitreibstellen.
In Fig. 7 ist eine Hälfte eines Aktorgehäuses 40 gezeigt.
Das Aktorgehäuse 40 weist eine innenliegende Kontur 42 auf. Diese Kontur 42 ist parallel zur Spindel 50 in das Aktorgehäuse 40 eingeprägt und dient zur Aufnahme eines Lagerelements 43. Das Lagerelement 43, ist, wie in Fig. 1 dargestellt an einem Ende der Spindel 50 angeordnet und stützt die Spindel 50 am Aktorgehäuse 40 ab. Wie in Fig. 1 dargestellt ist es bevorzugt als Stützrolle 52 ausgebildet. Das Lagerelement 43 fällt mit der ersten Verbindungsstelle 7 zusammen. Vorzugsweise besteht dieses Lagerelement 43 aus zwei Stützrollen 52, welche um die gelenkige erste Verbindungsstelle 7 zwischen Spindel 50 und Koppelelement 6 vorzugsweise beidseitig am Ende der Spindel 50 angeordnet sind und welche sich an entsprechenden gestelltesten Stützflächen 44 der Kontur 42 im Aktorgehäuse 40 abstützen und dort abrollen können. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Aktors 1 verbessert werden (prinzipiell sind auch ein- oder beidseitige Gleitlagerungen denkbar). Die Stützflächen 44 verlaufen vorzugsweise parallel zur Bewegungsachse 41 der Spindel 50 bzw. des linear verlagerbaren Elementes des Linearantriebs 2.
Mittels des hier dargestellten Aktors 1 nach dem Kniehebelprinzip ist somit auf einfache Weise eine nichtlineare Betätigungskennlinie an einem Betätigungselement 60 über einen Linearantrieb 2 realisierbar. Über die vorgesehenen Anschläge 30, 31 kann dabei zum einen eine versehentliche Verstellung auf Grund von Vibrationen o.Ä. vermieden werden, zum anderen kann so eine definierte Lage des Aktors 1 , z.B. für den Fall des Strom ausfa Iles gewährleistet werden. Über die Stützflächen 44 in Verbindung mit den Stützrollen 52 kann eine sichere Betätigung mit einem guten Wirkungsgrad erreicht werden.
Bezuqszeichenliste
Aktor
Linearantrieb
Getriebe
Hebel
Welle , 6‘ Koppelelement a Teilkoppelelement erste Verbindungsstelle zweite Verbindungsstelle erstes Hebelende 0 dritte Verbindungsstelle 1 zweites Hebelende 0, 20’ Bahnkurve 1 , 21’ erster Endpunkt 2, 22’ zweiter Endpunkt 3, 23’ erste Rotationsbewegung 4, 24’ zweite Rotationsbewegung 5 erste Schwenkbewegung 6 zweite Schwenkbewegung 0 erster Anschlag 1 zweiter Anschlag 0 Aktorgehäuse 1 Bewegungsachse 2 Kontur 3 Lagerelement 4 Stützflächen 0 Spindel 1 Endkappe 2 Stützrolle 3 Loch 4 Innenverzahnung 5 Außenverzahnung 6 Wellenachse 7 Erstreckungsrichtung 0 Betätigungselement 1 Richtung
70 Spindelantrieb
71 Mutter
72 Verzahnungsstelle
73 Rotorlager
74 Rotor
75 E-Motor
P1 , P2 Spindelpositionen

Claims

Patentansprüche
1 . Aktor (1 ) zur Bereitstellung eines Drehmoments mit einem Linearantrieb (2) und einem Getriebe (3) zur Wandlung einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung, wobei das Getriebe (3) einen Hebel (4) umfasst, der eine mit dem Drehmoment zu beaufschlagende Welle (5) drehantreibt, wobei das Getriebe (3) weiter ein Koppelelement (6) aufweist, das Koppelelement (6) über eine erste Verbindungsstelle (7) mit dem Linearantrieb (2) und mit einer zweiten Verbindungsstelle (8) mit dem Hebel (4) verbunden ist, so dass ein Energieübertrag zwischen Linearantrieb (2) und Hebel (4) ausschließlich über das Koppelelement (6) erfolgt, und das Koppelement (6) in beiden Verbindungsstelle (7, 8) drehbar gelagert ist, der Hebel (4) an einem zweites Hebelende (11 ) über eine dritte Verbindungsstelle (10) drehfest mit der Welle (5) und an einem ersten Hebelende (9) drehbar über die zweite Verbindungsstelle (8) mit dem Koppelelement (6) verbunden ist und der Hebel (4) eine starre Verbindung zwischen den beiden Verbindungsstellen (8, 10) herstellt, das Koppelelement (6) eine starre Verbindung zwischen der ersten und zweiten Verbindungsstelle (7, 8) herstellt, so dass eine lineare Bewegung der ersten Verbindungsstelle (7) durch den Linearantrieb (2) in einer erste Schwenkbewegung (25) der zweiten Verbindungsstelle (8) um die erste Verbindungsstelle (7), als auch in einer zweite Schwenkbewegung (26) der zweiten Verbindungsstelle (8) um die dritte Verbindungsstelle (10) resultiert, so dass auf Grund der drehfesten Verbindung des Hebels (4) mit der Welle (5) durch die zweite Schwenkbewegung (26) eine Rotation der Welle (5) hervorgerufen wird, und das Koppelelement (6) den Hebel (4) und den Linearantrieb (2) so miteinander verbindet, dass die zweite Verbindungsstelle (8) entlang einer Bahnkurve (20, 20‘) bewegt wird, so dass in einem ersten Arbeitsbereich um einen ersten Endpunkt (21 , 21 ') der Bahnkurve (20, 20‘) eine Bewegung der ersten Verbindungsstelle (7) durch den Linearantrieb (2) in eine erste Rotationsbewegung (23, 23‘) der Welle (5) übersetzt wird und in einem zweiten Arbeitsbereich um einen zweiten Endpunkt (22, 22‘) eine Bewegung der ersten Verbindungsstelle (7) durch den Linearantrieb (2) in eine zweite Rotationsbewegung (24, 24‘) der Welle (5) untersetzt wird, wobei die erste Rotationsbewegung (23, 23‘) in einem Zeitintervall einen größeren Winkelbereich bei einer kleineren Kraftübertragung überstreicht als die zweite Rotationsbewegung (24, 24‘), dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Endpunkt (22, 22‘) das Koppelelement (6) senkrecht zum Hebel (4) und zur Bewegungsachse (41 ) des Linearantriebs (2) und der Hebel (4) parallel zur Bewegungsachse (41 ) ausgerichtet ist und/oder im ersten Endpunkt (21 , 21 ') das Koppelelement (6) parallel zur Bewegungsachse (41 ) des Linearantriebs (2) und senkrecht zum Hebel (4) ausgerichtet ist.
2. Aktor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Endpunkt (21 , 21 ') ein erster, vorzugsweise gehäusefester Anschlag (30) zum Festlegen des ersten Endpunkts (21 , 21 ') und/oder im zweiten Endpunkt (22, 22‘) ein zweiter, vorzugsweise gehäusefester Anschlag zum Festlegen des zweiten Endpunkts (22, 22‘) vorgesehen ist, und wobei das erste Hebelende (9) zum Anschlägen des Hebels (4) an den ersten und/oder zweiten Anschlag (30) ausgebildet ist.
3. Aktor (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter, vorzugsweise gehäusefester Anschlag (31 ) zum Festlegen des zweiten Endpunkts (22, 22‘) vorgesehen ist, wobei die Spindel (50) oder die Endkappe (51 ) der Spindel (50) zum Anschlägen an den zweiten Anschlag (31 ) ausgebildet ist.
4. Aktor (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und oder zweite Anschlag (30, 31 ) integral aus einem Aktorgehäuse (40) ausgebildet ist.
5. Aktor (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Anschlag (30, 31 ) eine gezielte Weichheit aufweisen, so dass eine vorgegebene lineare Bewegung des Linearantriebs (2) ermöglicht wird.
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