CN104235356A

CN104235356A - 驻车锁装置和机动车辆变速器

Info

Publication number: CN104235356A
Application number: CN201410273430.0A
Authority: CN
Inventors: 格奥尔格·布加特
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2034-06-18
Also published as: EP2816259A1; CN104235356B; DE102013106301A1

Abstract

用于机动车辆变速器的驻车锁装置具有：壳体；驻车锁轮，其能固定在机动车辆变速器的轴上并具有包括齿和齿隙的齿接部；驻车锁棘爪，其以至少能在释放位置与阻挡位置之间移动的方式安装在壳体上并具有棘爪齿，在阻挡位置，棘爪齿接合在驻车锁轮的齿隙中；控制构件，其以能在原位置与致动位置之间移动的方式安装在壳体上；致动构件，其以能相对于控制构件移动有限的程度的方式安装并联接至驻车锁棘爪；以及弹簧装置，其设计并布置成存储能量用于在以下情况下使驻车锁棘爪移入阻挡位置：当控制构件移入致动位置时，棘爪齿倚靠在驻车锁轮的齿上，并且为此，控制构件与致动构件之间发生相对移动。在此布置中，弹簧装置在壳体与致动构件之间起作用。

Description

驻车锁装置和机动车辆变速器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆变速器的驻车锁装置，该驻车锁装置具有：壳体；驻车锁轮，驻车锁轮能够固定在机动车辆变速器的轴上并且具有包括齿和齿隙的齿接部；驻车锁棘爪，驻车锁棘爪以至少能够在释放位置与阻挡位置之间移动的方式安装在壳体上并且具有棘爪齿，在阻挡位置处，棘爪齿接合在驻车锁轮的齿隙中；控制构件，控制构件以能够在原位置与致动位置之间移动的方式安装在壳体上；致动构件，致动构件以能够相对于控制构件移动有限的程度的方式进行安装并且联接至驻车锁棘爪；以及弹簧装置，弹簧装置设计并且布置成存储能量用于在以下情况下使驻车锁棘爪移动到阻挡位置中，即，当控制构件移动到致动位置中时，棘爪齿倚靠在驻车锁轮的齿上，并且为此，在控制构件与致动构件之间发生相对移动。

本发明还涉及一种具有轴和这种驻车锁装置的机动车辆变速器。

背景技术

所讨论的这种驻车锁装置从文件DE 20 2008 001 760 U1中获知。此处，控制构件具有轴，凸轮以允许有限的旋转的方式安装在该轴上。凸轮通过扭力弹簧连接至该轴并且与该轴同轴布置，其中，当轴转动成设定阻挡位置而此时棘爪齿位于驻车锁轮的齿的径向外侧时，扭力弹簧具有能量存储装置的功能。

偏心盘固定在轴上并且具有孔，在该孔中接合有牢固地连接至驻车锁棘爪的销。因此，驻车锁棘爪至少在某个部段上被主动地引导。具体地，通过此主动引导可以确保驻车锁棘爪锁定在释放位置。这使得不必通过保持弹簧将驻车锁棘爪预加载到释放位置中。

驻车锁装置的另一形式从文件DE 10 2009 018 122 B4中获知。此处，致动构件不是由能够转动的凸轮形成，而是由能够轴向移动并且接合在驻车锁棘爪的棘爪背上的滑动键或楔形件形成。在此情况下，弹簧装置设计成支撑在致动器杆上的压缩弹簧从而形成能量存储装置，用于致动器杆从原位置移动至致动位置中的情形。类似的驻车锁已经在文件DE 10 2004 021 981 A1中公开。

发明内容

鉴于此背景技术，本发明的目的为提出一种改进的驻车锁装置以及一种装备有此驻车锁装置的机动车辆变速器。

就一开始所提到的驻车锁装置而言，凭借弹簧装置在壳体与致动构件之间起作用的事实来实现此目的。

上述目的进一步通过具有轴且并具有根据本发明的驻车锁装置的机动车辆变速器实现，在该驻车锁装置中，驻车锁轮固定在轴上。

在现有技术的驻车锁装置中，弹簧装置在致动构件与控制构件之间起作用，与现有技术的驻车锁装置相比，根据本发明的将弹簧装置设计和布置成其在壳体与致动构件之间起作用的形式的措施能够实现如下优点中的至少一个优点。

一方面，根据本发明的实施方式中的控制构件必须基本上不吸收致动构件的反作用力。另外，能够实现用于驻车锁装置的接合的更一致的作用力。由此，尤其能够确保在“齿对齿接触”和/或“齿在齿隙中”的情况下用于移动控制构件的必要作用力比现有技术更小和/或更一致。例如，在驻车锁装置的手动致动的情况下，操作者也能够在换挡杆处实现更一致的力分布，由此能够总体上增强舒适性。

总之，还可以使驻车锁能够通过较低的致动力接合。另外，驻车锁装置能够以低成本实施，具体地，因为驻车锁装置具有低复杂性和高整体性。

如上所述，一种可能是控制构件通过联接装置联接至位于车辆的乘客室中的换挡杆，由此手动地致动驻车锁装置。替代性地，能够将控制杆联接至致动器，该致动器例如能够设计成液压致动器或设计成机电致动器或设计成电磁致动器。

根据本发明的驻车锁装置既能够通过旋转致动实施也能够通过平移致动实施。就旋转致动而言，尽管凸轮不通过扭力弹簧连接至致动轴，而是通过弹簧连接至驻车锁装置的壳体，驻车锁装置能够基本上构造成如上述文件DE 20 2008 001 760 U1中所描述的那样。因此，文件DE 202008 001 760 U1以及相同国家和其他国家中的并联保护权的全部公开内容通过参引的方式完全并入本文。

就驻车锁装置的平移致动而言，基本构型能够与文件DE 10 2009018 122 B4中描述的基本构型类似，其中，以可移动的形式安装在活塞杆上的滑动键不通过弹簧相对于致动杆进行支撑，而是通过弹簧装置联接至壳体。

驻车锁装置的壳体例如能够是机动车辆变速器的壳体的一部分。

总之，能够实施具有高整体性和低空间需求的完全集成的解决方案，并且能够使用简单可靠的元件来实现可靠的总体解决方案。

如果驻车锁棘爪能够锁定在释放位置处(例如通过主动引导件)，那么也能够通过另一弹簧装置沿阻挡位置的方向对驻车锁棘爪进行预加载。这能够在壳体与致动构件之间为弹簧装置提供更小的尺寸，因为该弹簧装置仅需要相对小的预应力。

就由文件DE 20 2008 001 760 U1公开的这种旋转致动系统而言，根据本发明能够获得较低的空间需求，特别是沿致动轴的轴向方向获得较低的空间需求，因为不需要设置在凸轮与致动轴之间的扭力弹簧。然而，弹簧装置能够布置在壳体与凸轮之间。

由此，完全实现了该目的。

特别有利的是，弹簧装置沿控制构件的致动位置的方向对致动构件进行预加载。

由此，具体地，确保了能够通过相对较小的致动力致动驻车锁。

根据另一优选实施方式，弹簧装置为具有两个端部的拉伸弹簧或压缩弹簧，两个端部中的一个端部连接至壳体，其中另一个端部连接至致动构件。

因此，就设计而言，能够以简单的方式实施弹簧装置。

根据总体上优选的另一实施方式，驻车锁装置包括保持装置，保持装置设计成将驻车锁棘爪保持在释放位置中。

在此情况下，保持装置特别是在控制构件处于原位置时起作用。

根据优选实施方式，保持装置包括保持弹簧，保持弹簧将驻车锁棘爪预加载到释放位置中。

就平移致动系统而言和/或当没有用于驻车锁棘爪的锁定装置以将驻车锁棘爪主动地保持在释放位置处时，这种形式会是特别优选的。

特别优选的是，保持装置具有用于将驻车锁棘爪锁定在释放位置处的这种锁定装置。

在此情况下，锁定装置能够优选地具有主动引导件，该主动引导件刚性地连接至控制构件。

通过示例，主动引导件能够由位于主动引导盘中的孔形成，其中，连接至驻车锁棘爪的销接合在该孔中。

总体上还优选的是，至少在致动位置处，控制构件能够由闩锁装置通过闩锁动作进行固定。

在此实施方式中，在弹簧装置的致动力和预加载力的度量中必须考虑闩锁装置的力。

显然地，上述特征和下文中将描述的特征不仅能够以分别陈述的组合的形式进行使用而且还能以其他组合的形式或者单独地进行使用，而不超出本发明的范围。

附图说明

本发明的示意性的实施方式在附图中示出并且在以下说明中进行更具体地描述，在附图中：

图1示出一种用于具有变速器的机动车辆的传动系统的示意图，该变速器具有根据本发明的实施方式的驻车锁装置；

图2示出图1中的驻车锁装置处于“齿对齿”的致动状态；

图3示出图1中的驻车锁装置处于“齿在齿隙中”的致动状态；

图4以轴向平面图的方式示出根据本发明的驻车锁装置的另一实施方式的示意图；

图5以径向视图示出图4中的驻车锁装置的一部分；

图6示出图4中的驻车锁装置处于“齿对齿”的致动状态；

图7示出图4中的驻车锁装置处于“齿在齿隙中”的致动状态；以及

图8示出根据本发明的这种驻车锁装置的致动力分布。

具体实施方式

用于机动车辆的传动系统在图1中示意性地示出并且总体上用附图标记10表示。

传动系统10具有驱动马达12，例如内燃发动机、电动马达等。传动系统10还包括离合器装置14和变速器16。变速器16的输出端连接至差速器18，动力通过差速器18在从动轮20L、20R之间分配。

通过示例，变速器16可以实施为直齿轮设计的副轴变速器并且具有用于建立齿轮级的齿轮组，通过示例的方式示出了该齿轮组中的用于齿轮级1的齿轮组22和用于齿轮级2的齿轮组24。然而，变速器16还可以具有五个、六个、七个或者更多个齿轮级。变速器16通过输出轴26连接至差速器18。

驻车锁装置30固定在输出轴26上(或固定在差速器18上)，所述驻车锁装置同样地在图1中以放大的形式示意性示出。

驻车锁装置30包括壳体32，壳体32例如可以是变速器壳体的一部分。驻车锁装置30具有呈常规构型的驻车锁轮34，该驻车锁轮34具有齿36和齿隙38。驻车锁轮34连接至轴26从而联合地旋转。然而，驻车锁轮34也可以连接至其他传动轴或连接至差速器18的元件。

驻车锁装置30还具有驻车锁棘爪40，驻车锁棘爪40以绕与输出轴26平行对准的棘爪轴线42枢转的方式安装在壳体32上。在面向驻车锁轮34的一侧，驻车锁棘爪40包括棘爪齿44。在背离驻车锁轮34的一侧，驻车锁棘爪40具有棘爪背46。

驻车锁装置还包括控制构件50，在此情况下，控制构件50由致动杆51形成。控制构件50能够例如通过换挡杆52手动地致动，换挡杆52能够以本就已知的方式移动至自动变速器的P、R、N、D位置中。此处，P对应于驻车锁位置的设定。替代性地，控制构件50能够通过致动器54致动，致动器54能够设计成例如图1中示意性地示出的液压致动器，但也能够实施成电动马达或电磁致动器。在此情况下，控制构件50的致动方向56为平移方向并且与致动杆51平行对准。

致动方向56相对于输出轴26的轴线歪斜地布置。

在棘爪背46的区域中，致动杆51具有用于致动构件60的止挡部58。

致动构件60以其能够在有限程度上与致动方向56平行地移动的方式安装在致动杆51上。在此情况下，致动构件60设计成具有楔形表面62的楔形元件61，楔形表面62一方面接合在壳体突出部64上，而另一方面接合在棘爪背46上。

呈压缩弹簧66的形式的弹簧装置65布置在致动构件60与壳体32之间，更准确地是布置在致动构件60的后侧68与壳体部段70之间。

此处，弹簧装置65以如下方式进行设计：弹簧装置65将力F_B施加在致动构件60上，F_B沿与为了接合驻车锁而使控制构件50移动的方向相同的方向。

在图1中，示出驻车锁棘爪40处于释放位置FP，在释放位置FP中，驻车锁棘爪40已经相对于驻车锁轮34升起，使得驻车锁轮34能够如图1中的箭头所示的那样自由地旋转。

在此情况下，弹簧装置65将致动构件60推压成抵靠控制构件50的止挡部58。在示出的原位置GP处，控制构件50通过换挡杆52的闩锁装置或通过致动器54的弹簧装置进行保持。替代性地，控制构件50还可以通过锁定装置保持在原位置GP处。

驻车锁棘爪40通过保持装置72保持在释放位置FP处，例如，保持装置72能够由将驻车锁棘爪40预加载到释放位置FP中的保持弹簧74形成。替代性地，保持装置72还可以包括接合在驻车锁棘爪40后面并且因此将驻车锁棘爪40主动地保持在释放位置FP处的锁定装置。

为了接合驻车锁装置30，控制构件50沿致动方向56移动离开图1中示出的原位置GP进入图2和图3中示出的致动位置BP中。

图2示出了发生这种致动的状态，而棘爪齿44倚靠在驻车锁轮34的齿36上并且因此不能接合在齿隙38中。效果在于，致动构件60不能跟随控制构件50的移动，而是留在图1中示出的位置中。由此，在图2中的附图标记76处示出了在控制构件50与致动构件60之间产生的相对行程。

在此状态下，如之前那样，致动构件60通过支撑在壳体32上的压缩弹簧66沿控制构件50的止挡部58的方向进行预加载。

只要驻车锁轮34进一步旋转(例如，如果机动车辆行进)，那么棘爪齿44将会在齿隙38上。然后弹簧66沿止挡部58的方向推动致动构件60，并且在此过程中，通过致动构件60的楔形表面62压靠棘爪背46，以便将驻车锁棘爪40压到阻挡位置SP中，在阻挡位置SP中，棘爪齿44接合在齿隙38中。此处，通过压缩弹簧66施加的致动力F_B定大小成使得致动力F_B大于如图3中示意性示出的由可以设置的保持弹簧74提供的保持力F_H。此处，显然地，弹簧66、74的规格取决于楔形表面62的角度和取决于弹簧接合在驻车锁棘爪40处的半径。

为了使驻车锁装置30断开接合，控制构件50沿相反方向移出图3中示出的位置，其中，在止挡部58紧靠致动构件60并且沿断开接合的方向即沿原位置的方向带动致动构件60之前，控制构件50起初会执行相对行程76’，在上述过程中，压缩弹簧66被压缩。

只要楔形表面62已经释放棘爪背46至足够大的程度，则保持弹簧74将驻车锁棘爪40推回到图1示出的释放位置FP中。

弹簧装置65作为用于从根据图2的“齿对齿(tooth on tooth)”状态建立阻挡位置SP的能量存储装置，该弹簧装置65作用在壳体32与致动构件60之间，更具体地，沿与控制构件50从原位置GP移动到致动位置BP中的方向相同的方向作用在壳体32与致动构件60之间，由于上述事实，因此能够以较小的力实现驻车锁装置的接合。此外，在出现根据图2的“齿对齿”的状态以及驻车锁棘爪40能够立即接合在齿隙38中的情况下，接合驻车锁装置所需的力即使在一些情况下不相同，但是也具有相似的量级。

如果弹簧装置作为能量存储装置支撑在控制构件50上，那么如同现有技术中的那样，用于“齿对齿”和“齿在齿隙中”这两个不同状态的力将大不相同。

因此，通过弹簧装置在壳体32与致动构件60之间起作用的技术方法，无论驻车锁装置的初始状态如何，都可以实现更加一致的致动力。

在构型和操作方面大致对应于图1中的驻车锁装置30的驻车锁装置30A的另一实施方式在图4至图7中示出。因此，相同元件用相同的附图标记表示。下文中将主要讨论不同之处。

驻车锁装置30具有平移型致动系统，而驻车锁装置30A基于旋转型致动系统。

为此，驻车锁装置30A具有轴80，轴80的轴线82与轴26平行对准。呈控制杆84的形式的控制构件50A固定在轴80上。凸轮86还安装在轴80上使得凸轮86能够在有限程度上枢转，从而形成致动构件60A。例如，如图5中所示，一个或者更多个销88固定在轴80上，从轴80径向地延伸。在此布置中，销88接合在凸轮86的周向凹部90中，周向凹部90的周向长度限定轴80与凸轮86之间的最大相对行程或相对角度76A。

在此布置中，凸轮86接合在棘爪背46上。

引导板92也固定在轴80上，在引导板92上形成有偏心成形的孔。牢固地连接至驻车锁棘爪40的销96接合在该孔中。孔的内周因此形成用于驻车锁棘爪40的引导轮廓94。

在此情况下，引导轮廓94设计成使得销96紧靠引导轮廓94的一部分，当控制构件50A处于示出的原位置GP处时，防止驻车锁棘爪40移出图4中示出的释放位置FP进入阻挡位置SP中。引导轮廓94和销96因此提供主动引导型的锁定装置。

与闩锁元件100相互作用的闩锁轮廓98也形成在引导板92上或形成在连接至轴80的另一构件上。在此情况下，闩锁轮廓98为波形设计，其中，波形的波谷对应于换挡杆的限定位置，即P、R、N…。

例如，闩锁元件100能够具有闩锁弹簧102和闩锁球104。闩锁元件100固定在壳体32上。闩锁球104接合在闩锁轮廓98上。

因此，闩锁力F_R施加在轴80和连接至轴80的控制构件50A上，闩锁力F_R的强度和方向取决于闩锁轮廓98和闩锁元件100的相对位置。

凸轮86通过示意性示出的弹簧装置65A连接至壳体32，弹簧装置65A在此处呈拉伸弹簧106的形式。弹簧装置65A将致动力F_B施加在凸轮86上，致动力F_B沿与为了通过与棘爪背46接触使驻车锁棘爪40转动离开释放位置FP进入阻挡位置SP中而使凸轮86转动的方向相同的方向。

图4还示出了控制力F_S，控制力F_S施加在控制杆84上从而接合驻车锁装置。从F_R和F_B的箭头的方向，能够看到，通过闩锁装置起作用的闩锁力F_R起初从位置R开始抵消控制力F_S。相反地，致动力F_B沿与控制力F_S相同的方向起作用。以下应用F_S＝F_B-F_R。

图6示出了驻车锁装置30A处于“齿对齿”的状态，在“齿对齿”的状态下，棘爪齿44倚靠在驻车锁轮34的齿36上。能够看到，凸轮86已经相对于控制杆84转动，如附图标记76处所示。图6还示出了闩锁球104已经越过闩锁轮廓98的一个顶点的状态，结果，由此所施加的闩锁力F_R正沿与控制力F_S相同的方向；以下应用：

F_S＝F_R，

因为控制力F_S的作用与轴上的力的趋向脱离开。

只要驻车锁轮34从该状态开始转动，由此允许棘爪齿44接合在齿隙38中，这通过弹簧装置65A(出于清楚的目的，弹簧装置65A未在图6中示出)得以实现。

随着轴80转动，驻车锁棘爪40的销96在该状态下以驻车锁棘爪40能够沿阻挡位置的方向自由移动的方式进一步布置在引导轮廓94内。

图7示出了最终建立的阻挡位置SP，在阻挡位置SP处，棘爪齿44接合在齿隙38中，并且凸轮86再次往回转动。在此状态下，凸轮86倚靠台阶状轮廓，从而将驻车锁棘爪40锁定在阻挡位置SP处。

图7还示出了沿相反方向施加的控制力F_S，更具体地示出了用于使驻车锁装置断开接合的控制力F_S。此处，闩锁力F_R和致动力F_B抵抗控制力F_S；以下应用：

F_S＝-F_B-F_R

通过控制力F_S，控制杆84往回转动，其中，凸轮86最迟由于销88撞靠周向凹部90而被带动以再次释放驻车锁棘爪40。通过此转动动作，驻车锁棘爪40被主动地往回导引离开阻挡位置SP进入图4中示出的释放位置FP。

图8示出了控制力F_S相对于位移的图示，其中，示意性地示出了各闩锁位置D、N、R、P。

此处，图8中的图形110示出了零位线，在零位线以下，必须施加控制力F_S。在零位线以上，力F_S起辅助作用(或为负)，如图8中示出的与闩锁元件100相关的闩锁轮廓98示意性地所示。

如果随后必须选择驻车锁位置P，则从闩锁位置R开始，控制构件50沿致动位置BP的方向从原位置GP移动。在此过程中，闩锁力F_R起初抵抗控制力F_S。从零位线起，闩锁力F_R沿与控制力F_S相同的方向起作用。由于凸轮86相对于轴80的周向可动性，致动力F_B在此情况下(控制力F_S与轴80上的力的趋向脱离开)不再有效。

在112处，图8示出了接合过程，在此过程中，棘爪齿44位于齿隙38上。在114处，对于控制构件50在“齿对齿”的状态下进行致动的情况示出了控制力F_S。

为了比较，在DE 20 2008 001 760 U1中描述的类型的传统驻车锁装置的情况下的力分布F_S在112’处示出，更具体地，针对“齿在齿隙中”的初始状态的力分布F_S在112’处示出。在114’处，示出已知驻车锁装置的针对“齿对齿”的初始状态的相应的力分布F_S。此处能够看到，在极端情况下，力可以再次降到零位线以下，因为在已知的驻车锁中的控制力F_S还必须吸收扭力弹簧的负载。

Claims

1.一种用于机动车辆变速器(16)的驻车锁装置(30)，其具有：

壳体(32)，

驻车锁轮(34)，所述驻车锁轮(34)能够固定在机动车辆变速器(16)的轴(26)上并且具有齿接部，所述齿接部包括齿(36)和齿隙(38)，

驻车锁棘爪(40)，所述驻车锁棘爪(40)以至少能够在释放位置(FP)与阻挡位置(SP)之间移动的方式安装在所述壳体(32)上，并且具有棘爪齿(44)，在所述阻挡位置(SP)处，所述棘爪齿(44)接合在所述驻车锁轮(34)的齿隙(38)中，

控制构件(50)，所述控制构件(50)以能够在原位置(GP)与致动位置(BP)之间移动的方式安装在所述壳体(32)上，

致动构件(60)，所述致动构件(60)以能够相对于所述控制构件(50)移动有限的程度的方式进行安装，并且联接至所述驻车锁棘爪(40)，以及

弹簧装置(65)，所述弹簧装置(65)设计并且布置成存储能量用于在以下情况下使所述驻车锁棘爪(40)移动到所述阻挡位置(SP)中：当所述控制构件(50)移动到所述致动位置(BP)中时，所述棘爪齿(44)倚靠在所述驻车锁轮(34)的齿(36)上，并且为此，在所述控制构件(50)与所述致动构件(60)之间发生相对移动，

其特征在于，

所述弹簧装置(65)在所述壳体(32)与所述致动构件(60)之间起作用。

2.根据权利要求1所述的驻车锁装置，其特征在于，所述弹簧装置(65)沿所述控制构件(50)的所述致动位置(BP)的方向预加载所述致动构件(60)。

3.根据权利要求1或2所述的驻车锁装置，其特征在于，所述弹簧装置(65)为具有两个端部的拉伸弹簧(106)或压缩弹簧(66)，所述两个端部中的一个端部连接至所述壳体(32)，其中，所述两个端部中的另一个端部连接至所述致动构件(60)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的驻车锁装置，其特征在于包括保持装置(72)，所述保持装置(72)设计成将所述驻车锁棘爪(40)保持在所述释放位置(FP)处。

5.根据权利要求4所述的驻车锁装置，其特征在于，所述保持装置(72)具有保持弹簧(74)，所述保持弹簧(74)将所述驻车锁棘爪(40)预加载到所述释放位置(FP)处。

6.根据权利要求4或5所述的驻车锁装置，其特征在于，所述保持装置(72A)具有用于将所述驻车锁棘爪(40)锁定在所述释放位置(FP)处的锁定装置(94、96)。

7.根据权利要求6所述的驻车锁装置，其特征在于，所述锁定装置(94、96)由主动引导件形成，所述主动引导件刚性地连接至所述控制构件(50)。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的驻车锁装置，其特征在于，至少在所述致动位置(BP)处，所述控制构件(50)能够由闩锁装置(98、100)通过闩锁动作固定。

9.一种具有轴(26)并且具有根据权利要求1至8中的任一项所述的驻车锁装置的机动车辆变速器(16)，其中，所述驻车锁轮(34)固定在所述轴(26)上。