CN102575734A - 径向作用的旋转停止装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种旋转停止装置(10)，其带有绕旋转轴线(A)布置的锁定体(12)。至少一个锁定元件(22)能够径向与锁定体(12)形状锁合。为此，在锁定体(12)上构造有大量用于锁定元件(22)的容纳部(12a)。锁定元件(22)形成有销钉(24)，该销钉为了径向操纵锁定元件(22)而在轮廓(2)中得到引导。

Description

径向作用的旋转停止装置

技术领域

本发明涉及径向作用的旋转停止装置。特别地，本发明涉及带有绕旋转轴线布置的锁定体的旋转停止装置。至少一个锁定元件能径向与锁定体形状锁合。为此，锁定体构造有大量用于锁定元件的容纳部。

背景技术

在车辆变速器中的机械锁定尤其地在自动变速器的情形中是必要的，因为此处不存在如下可能性，即，在车辆的停止状态中(例如在手动变速器的情形中)置入档位，并且以该方式借助于闭合的离合器防止车辆的溜车。除了机械的驻车制动之外，在自动变速器的情形中需要附加的变速器锁定装置，其锁止车辆的动力总成系统且在车辆的停止状态中防止其滚动。

因为对于不同的车辆类型而言需要各种各样的变速器类型，所以所谓的驶离锁定装置(Wegfahrsperren)的众多不同的变形方案同样是需要的，因为这些驶离锁定装置必须与各自的变速器适配。此外如下可能是不利的，即，这样的锁止单元是在变速器中的单独的结构组，其一方面需要确定的结构空间。此外为了操纵，需要额外的、不能用于另外的目的操纵机械装置。

用于车辆变速器的停车锁定装置由DE 10 2005 037 524 A1得悉。该停车锁定装置包括带有锁定元件的锁定机械装置，该锁定元件构造成可在引导部中径向运动的锁定齿。锁定齿可以由停车锁定轮远离地形状锁合地克服弹簧的力运动，其中，弹簧的支座可以径向地向停车锁定轮去地形状锁合地运动。此外设置有换挡杆，其引起锁定齿和支座的形状锁合的运动。

用于车辆的、实现了换挡变速器的锁止的驶离锁定装置由US 1,901,361公知。

带有停车锁定装置的已知的车辆变速器由DE 103 10 977 B4得悉。该停车锁定装置包括带有可枢摆地在变速器壳体处支撑的锁定爪的锁定机械装置。此外设置有推动件，其为了激活停车锁定装置可以在变速器壳体与锁定爪之间推动。

发明内容

本发明的任务在于，创造一种旋转停止装置，其功率密度明显提高且附加地具有坚固的设计。此外，通过根据本发明的旋转停止装置应实现成本降低和构造的简化。

尤其应作为停车锁定装置被使用的根据本发明的旋转停止装置包括第一种实施方式，在其中锁定元件径向向外运动。根据本发明的第二种实施方式，锁定元件径向向内运动且与锁定体共同起作用。

根据本发明的旋转停止装置包括绕旋转轴线布置的锁定体。在此，至少一个锁定元件可以径向与锁定体形状锁合，其中，锁定体为此构造有大量用于锁定元件的容纳部。由此获得旋转的锁定。锁定元件形成有为了径向操纵锁定元件在轮廓中引导的销钉。

为了锁定元件的径向引导设置有承载盘。引导盘坐落在承载盘上，其中，在引导盘中为每个锁定元件构造有用于锁定元件的销钉的轮廓。该轮廓呈Z形地形成。

锁定体自身可由板材冲压。在一种实施方式的情形中实施有锁定元件的销钉。锁定元件的其它实施方式在于，柱体形滚子冲压到锁定元件的孔中且由此形成用于锁定元件的销钉。

同样地，引导盘和在引导盘中的至少一个轮廓借助于冲压工艺来制造。

如已提及的那样，对于旋转停止装置而言存在两种实施方式。在第一种实施方式的情形中锁定元件可以径向向外运动，以便于与锁定体共同起作用。根据另外的实施方式，锁定元件可以径向向内运动，以便于与锁定体共同起作用且引起需要的锁定。

根据旋转停止装置的第一种实施方式，承载盘与变速器壳体抗相对转动地连接。在变速器壳体上坐落有锁定体。根据本发明的旋转停止装置或者说停车锁定装置基本上由操纵盘、引导盘、承载盘和保持盘组装。为了实现锁定，设置有多个锁定元件。在优选的实施方式中，三个锁定元件径向分布在承载盘的周边上。在此处所描述的实施方式的情形中，旋转停止装置或者说锁定元件(该锁定元件构造成轮且具有侧向形成的楔形齿部)直接整合到圆柱齿轮中。必须将旋转停止装置的承载盘与变速器壳体连接。对于在承载盘与变速器壳体之间的连接而言存在多种备选方案，例如楔形齿部、铆接或局部的焊接。

如上面已提及的那样，用于引导锁定元件的轮廓构造成简单的呈Z形的轮廓。该呈Z形的轮廓包含所有对于操纵而言必要的功能面。在卸载的(解锁的)状态中，将锁定元件通过下部的切向的轮廓形状锁合地保持以防自行的卡入(例如由于冲击负荷或振动)。通过倾斜的轮廓，锁定元件被径向向外推动到锁上的定位中。通过上部的切向的轮廓，锁定元件被形状锁合地确保以防自行的解锁。

此外，锁定元件可利用弹性的元件被预紧。作为弹性的元件可以例如使用折叠弹簧。折叠弹簧防止锁定元件由于制造公差的颤动。然而，折叠弹簧对于卡入/脱卡的根本的功能而言不是必需的。锁定元件仅通过轮廓的形状被操纵。

根据一种实施方式，操纵盘坐落在引导盘上。在操纵盘与引导盘之间设置有螺旋弹簧，该螺旋弹簧将作用到操纵盘上的力传导到引导盘中。

根据本发明的其它实施方式，承载盘设有形成与变速器壳体的形状锁合的连接的外齿部。在该实施方式的情形中，引导盘同时也是操纵盘。锁定体自身与变速器承载件牢固地连接。作为牢固的连接可考虑铆接。锁定体构造成轮且由板材形成。此外，设置有用于铆钉连接的孔。

旋转停止装置的第二种实施方式是带有经整合的停车锁定装置的电子差速器。在此，锁定元件径向向内起作用地构造成。在此，停车锁定装置被节省结构空间地定位在圆柱齿轮差速器的区域中。在此，将构件由旋转停止装置的第一种实施方式改编或者说被更改成由外向内的操纵。将锁定元件(呈轮形的锁定元件)由板材直接与差速器承载件铆接。与之相反，带有外楔形齿部的承载盘被形状锁合地保持在变速器壳体中。锁定元件的主要功能特征、例如引导销钉或用于引导锁定元件的轮廓的形状与第一种实施方式相应地被保留。同样地可取消通过折叠弹簧实现的锁定元件的单个悬簧(Einzelanfederung)。

附图说明

本发明的另外的特征、目的和优点由本发明的两种实施方式的此时在下面的细节描述得悉，其不应被认为是限制。此外参照附图。在此，相同的构件原则上具有相同的附图标记且部分地不再专业上阐释。

图1示出了根据本发明的第一种实施方式的旋转停止装置的立体性的分解图示。在此，锁定元件径向向外起作用；

图2示出了与差速器结合的旋转停止装置的部分截面图示；

图3示出了在组装的状态中的旋转停止装置的立体性的视图；

图4示出了与差速器结合的旋转停止装置的立体性的视图；

图5示出了在停止的状态中的旋转停止装置的立体性的视图；

图6示出了锁定元件的立体性的细节视图；

图7示出了在解锁的状态中的旋转停止装置的后视图；

图8示出了在同样的解锁的状态中的与差速器结合的旋转停止装置；

图9示出了在经确保的状态中的旋转停止装置的后视图；

图10示出了与差速器结合的旋转停止装置，其中，旋转通过锁定元件的锁定来确保；

图11示意性地示出了作用的力，这些作用的力在操纵旋转停止装置的情形中出现；

图12示出了旋转停止装置在圆柱齿轮差速器的情形中的应用的立体性的视图；

图13示出了带有行星级的差速器，在其中整合有旋转停止装置；

图14示出了整合在带有行星级的差速器中的旋转停止装置的侧视图；

图15示出了带有经整合的旋转停止装置和行星级的差速器的后视图；

图16示出了带有行星级和经整合的旋转锁定装置的差速器的立体性的细节视图；

图17示出了带有行星级和经整合的旋转锁定装置的差速器的立体性的细节视图，在其中用于引导锁定元件的轮廓是可见的；

图18示出了旋转停止装置的后视图，在其中用于锁定元件的引导轮廓是可见的；

图19示出了旋转停止装置的放大的立体性的细节视图，其中，绘出了在旋转锁定装置的锁定期间的力关系；

图20示出了带有行星级的差速器的立体性的视图，其中，旋转停止装置的部件为了更好的概览而被移除；

图21示出了到用于电子差速器的旋转停止装置上的俯视图；

图22示出了用于电子差速器的旋转停止装置的侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一种实施方式的旋转停止装置10的立体性的分解图示。绕轴线A布置有旋转停止装置10的构件。旋转停止装置包括至少一个锁定元件22，该锁定元件在承载盘4中为了径向的运动而得到引导。为此，在承载盘4中相应地形成引导部5，经由这些引导部，锁定元件22可径向向外或者说径向向内被引导。在此处所示出的实施方式中，三个锁定元件22均匀分布地布置在承载盘4的周边上。这些锁定元件22被径向向外引导。换而言之这意味着，对于锁定的过程而言锁定元件22由旋转轴线A向外运动离开。为了获得锁定，锁定元件22与锁定体12(参见图2)共同起作用。此外，锁定元件22可利用折叠弹簧25被加载。锁定元件22的操纵经由引导盘6实现。在引导盘6中与锁定元件22的数量相应地构造有轮廓2。在轮廓2的每个中嵌接有在锁定元件22处构造成的销钉24。

通过扭转引导盘6，锁定元件22的销钉24沿着引导轮廓2移动。由此径向向外引起锁定元件22的运动。引导盘6借助于操纵盘8被运动。在操纵盘8与引导盘6之间插入有螺旋弹簧9，其充当弹簧蓄能器。旋转停止装置10的整个构造保持在保持盘13中。利用锁紧环12和碟形弹簧11，将旋转停止装置10的整个构造相对差速器笼30张紧。

图2示出了与根据本发明的旋转停止装置10结合的差速器40的部分视图。如已提及的那样，旋转停止装置10的构件坐落在保持盘13上。承载盘4跟在保持盘13之后。在承载盘4上坐落有引导盘6，该引导盘由操纵盘8跟随。在引导盘6与操纵盘8之间插入有螺旋弹簧9。为了锁紧环14和碟形弹簧11，将旋转停止装置10的各个构件相对于差速器笼30张紧。锁定体12自身牢固地与差速器笼30连接。锁定元件22可借助于折叠弹簧25被预紧。

图3示出了根据本发明的第一个实施例的旋转停止装置10的立体性的视图。旋转停止装置10可作为单一的构件被整合到差速器40中(为此参见图4)。在旋转停止装置10的在图3中所示出的位置中，锁定元件22的端面22a与承载盘6的外侧面6a对齐。旋转停止装置10直接与锁定体12共同起作用，该锁定体整合到差速器40的圆柱齿轮41中。锁定体12已经构造有相应的容纳部12a，锁定元件22为了锁定旋转停止装置10而卡入该容纳部中。图5示出了与差速器40结合的旋转停止装置10的视图。在差速器40的圆柱齿轮41中构造有锁定体12。通过操纵盘8，将锁定元件22经由轮廓2以如下方式运动，即，这些锁定元件卡入锁定体12的容纳部12a中。

在图6中示出了锁定元件22的实施方式的立体性的视图。锁定元件22是冲压件且基本上具有在承载盘4中构造成的引导部5的形状。此外在锁定元件22处形成有在轮廓2中引导的销钉24，以便于最终实现锁定元件22与锁定体12的容纳部12a的形状锁合。

图7示出了旋转停止装置10的后视图。锁定元件22与承载盘6的外侧面6a对齐。此处设置有三个锁定元件22，其均匀分布地布置在旋转停止装置10的周边上。

在图8中示出了旋转停止装置10的在图7中所示出的位置的截面视图。在此，操纵元件8的位置使得锁定元件22不与布置在差速器40处的锁定体12接触。由此，旋转停止装置10解锁。

图9示出了在经确保的位置中的旋转停止装置10的位置。通过操纵盘8在箭头P的方向上的运动，锁定元件22在轮廓2中移动且由此引起在图10中所示出的位置，在其中，锁定元件22与安置在差速器40处的锁定体12开始接触。附加的弹簧元件25支持了锁定元件22的径向运动。该弹簧元件25可被取消，因为锁定元件22的运动最终基本上通过在承载盘4中的引导部5或者说通过销钉24在引导盘6的轮廓2中的引导而引起。

图11示出了在操纵旋转停止装置10的操纵盘8期间出现的力。力F_t作用到操纵元件8上。力流经由虚线且经由弹簧蓄能器9被传递。通过操纵盘8的运动，锁定元件22的销钉24在轮廓2中滑动。穿过销钉24与轮廓2的接触点出现力F_Kn/3，该力垂直于力F_Kt/3。同样地，在锁定体12的留空部12a的区域中出现径向的力F_Pt/3以及与此垂直的力F_Pn/3。仅当力F_P＜＝F_K时，出现锁定元件22的卡入。因为在此所示出的实施例中设置有三个用于旋转停止装置10的停止的锁定元件22，所以单个出现的力被一分为三。这些力由操纵盘8经由弹簧9传导到带有锁定元件22的引导盘6中。由此确保如下，即，锁定元件22在临界的速度之下才卡入。如果旋转停止装置10的周边速度太高，那么锁定元件22(利用不自锁的轮廓2)被带回。由此产生的能量被存储在弹簧9中且又被给出到锁定元件22处。操纵盘8的操纵借助简单的换挡杆(此处未示出)进行。该操纵同样可以机械地、电气地、磁力地等等进行。

图12示出了电子差速器50的示意图和根据本发明的旋转停止装置10在该电子差速器50中的应用的示意图。主电动马达51作用到简单的行星级42上。在简单的行星级42与差速器40之间装入有旋转停止装置10。在该差速器中下游有传动级(Vorlegestufen)45。电动马达47作用到传动级45上，该电动马达设置用于扭矩引导(Torch-Vectoring)。在主电动马达51下游的整个结构单元由变速器壳体43包围。

图13示出了根据本发明的第二个实施例的旋转停止装置10的应用。承载盘4同样构造有用于锁定元件22的引导部5。承载盘4经由形状锁合的元件4a与变速器壳体43连接。在图13中所示出的实施方式的情形中设置有三个锁定元件22，这些锁定元件各在120°的角度下彼此间隔。锁定体12构造成由板材制成的轮且直接与差速器承载件46铆接。

图14示出了旋转锁定装置10在电子差速器40内部的节省空间的布置。旋转锁定装置10布置在行星级42与差速器40之间。

图15示出了由旋转停止装置10的行星级42与差速器40构成的结构单元的后视图。如已在相对图13的描述中所提及的那样，承载盘4构造有用于锁定元件22的引导部5。引导盘6坐落在承载盘4上。在此处所示出的实施方式中，引导盘6同时是操纵盘。在引导盘中构造有用于锁定元件22的轮廓2。锁定元件22的销钉24在轮廓2中滑动。经由弹簧蓄能器9，转动运动或者说力被传导到是操纵盘的引导盘6中。

图16示出了第二种实施方式的立体性的细节视图，其示出了带有行星级42和经整合的旋转停止装置10的差速器40。构造成轮的锁定体12布置在行星级22与差速器40之间。在图16和图17中所示出的图示中，锁定元件与锁定体12的容纳部12a中的其中一个作用连接。如由图12可见的那样，锁定元件22的销钉24由轮廓2的一个端部向轮廓的另一个端部移动。由此实现旋转停止装置10的锁定。同样地设置有三个弹簧蓄能器9，它们相应地彼此以120°的间隔径向分布地布置在引导盘6内部。

图18示出了根据本发明的第二个实施例的旋转停止装置10的后视图。引导盘6构造有三个轮廓2，用于锁定元件22的销钉24在这些轮廓内部滑动。相应地构造有三个用于弹簧蓄能器9的容纳部。不仅轮廓而且用于弹簧蓄能器9的容纳部以120°的角度布置在引导盘6的周边上。锁定体12在该实施方式的情形中构造成轮且同样地构造有孔53，这些孔设置用于在锁定体12与差速器承载件46之间的铆钉连接。

图19示出了在本发明的第二种实施方式的情形中存在的力关系。引导盘6作用切向的力F_t。利用该力，引导盘6扭转确定的角度值。该力经由虚线且经由弹簧蓄能器9被导入。通过引导盘6的转动运动同样出现轮廓2的径向运动。由此，锁定元件22的销钉24沿着轮廓2运动。切向于销钉24与轮廓2的接触点出现力。切向力是F_Kt/3，与此垂直的力是F_Kn/3。同样地，在锁定元件22与锁定体12的容纳部12a的接触点上作用有以F_Pn/3或者说F_Pt/3标称的力。独立于第一种实施方式，这些力同样地形成，因为三个锁定元件22各彼此在120°的角度的情形下间隔地布置在引导盘6上。

图20示出了与锁定体12结合的行星级42的立体性的图示。锁定体12与行星级42经由铆钉连接抗相对转动地连接。虽然在对图20所说明的描述中示出了由铆钉连接44构成的连接，但是这不应被理解为本发明的限制。对于本领域技术人员而言如下是显而易见的，即，在锁定体12与差速器承载件46之间也可以实现另外的类型的抗相对转动的连接。

图21示出了到根据本发明的第二种实施方式的旋转停止装置10上的俯视图。在图22中示出了根据本发明的第二种实施方式的旋转停止装置10的侧视图。承载盘6同时设置用于锁定元件22的引导。锁定元件22与以轮形式构造成的锁定体12共同起作用。该实施方式实现了旋转停止装置10的非常平的结构形式。这在图22中图解说明。由此，锁定元件22直接处在锁定体12上，该锁定体构造有大量用于锁定元件22的容纳部12a。由此，锁定元件22径向向内起作用，以便于获得形状锁合的连接且由此获得与锁定体12的锁定作用。

本发明不局限于前述的实施例。更确切地说，大量变形方案和修改方案是可设想的，它们使用根据本发明的思想且因此同样在下面的权利要求的保护范围中。

Claims (17)

1.旋转停止装置(10)，带有绕旋转轴线(A)布置的锁定体(12)、至少一个能够径向与所述锁定体(12)形状锁合的锁定元件(22)，其中，在所述锁定体(12)上为此构造有大量用于所述锁定元件(22)的容纳部(12a)，其特征在于，所述锁定元件(22)上形成有销钉(24)，所述销钉为了径向操纵所述锁定元件(22)而在轮廓(2)中得到引导。

2.根据权利要求1所述的旋转停止装置，其中，设置承载盘(4)用于径向引导所述锁定元件(22)且在所述承载盘(4)上有一引导盘(6)，并且在所述引导盘(6)中为每个锁定元件(22)构造有用于所述锁定元件(22)的所述销钉(24)的所述轮廓(2)。

3.根据权利要求1和2所述的旋转停止装置，其中，所述轮廓(2)呈Z形地形成。

4.根据权利要求1至3所述的旋转停止装置，其中，所述锁定元件(22)由板材冲压且实施有所述销钉(24)。

5.根据权利要求1至3所述的旋转停止装置，其中，所述锁定元件(22)由板材冲压且所述销钉(24)作为柱体形滚子压入到所述锁定元件(22)的孔中。

6.根据权利要求1至3所述的旋转停止装置，其中，所述引导盘(6)和在所述引导盘(6)中的至少一个轮廓(2)是借助于冲压工艺制造的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转停止装置，其中，所述锁定元件(22)能够径向向外运动，以便于与所述锁定体(12)共同起作用。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转停止装置，其中，所述锁定元件(22)能够径向向内运动，以便于与所述锁定体(12)共同起作用。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的旋转停止装置，其中，所述承载盘(4)与变速器壳体抗相对转动地连接，所述锁定体(12)处于所述变速器壳体上。

10.根据权利要求9所述的旋转停止装置，其中，在所述引导盘(6)上有一操纵盘(8)，在所述操纵盘(8)与所述引导盘(6)之间设置有螺旋弹簧(9)，所述螺旋弹簧将作用到所述操纵盘(8)上的力传导到所述引导盘(6)中。

11.根据权利要求10所述的旋转停止装置，其中，所述锁定体(12)整合在差速器(40)的圆柱齿轮(41)处。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的旋转停止装置，其中，所述承载盘(4)构造有外齿部(5)，所述外齿部形成与变速器壳体的形状锁合的连接。

13.根据权利要求12所述的旋转停止装置，其中，引导盘(6)也是所述操纵盘。

14.根据权利要求12至13所述的旋转停止装置，其中，所述锁定体(12)与变速器承载件牢固地连接。

15.根据权利要求14所述的旋转停止装置，其中，所述锁定体(12)与变速器承载件铆接。

16.根据权利要求11至15所述的旋转停止装置，其中，所述锁定体(12)是轮，所述轮由板材成形且具有用于铆钉连接的孔(53)。

17.根据权利要求1至16所述的旋转停止装置，其中，三个锁定元件(22)径向地关于所述锁定体(12)均匀分布地布置。

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