CN107084242A - 锁止装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的传动机构的锁止装置(1)，包括：锁止齿部；锁止爪(2)，其中锁止爪(2)可围绕第一转动轴线枢转；操作元件(3)，其中锁止爪(2)可经由操作元件(3)可选择地与锁止齿部接合；驱动单元(4)，其中借助于驱动单元(4)可将操作元件(3)操作到释放位置和锁止位置中；保持机构(5)，其中操作元件(3)可借助于保持机构(5)保持在释放位置和锁止位置中；和安全机构(6)，所述安全机构包括电磁体(7)、执行元件(8)和第一弹性元件(9，9’)，其中执行元件(8)经由第一弹性元件(9，9’)预紧到第一执行元件位置中，并且借助于电磁体(7)可保持在第二执行元件位置中。

Description

锁止装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的传动机构、尤其用于机动车的驻车锁装置的锁止装置。
背景技术
所述类型的锁止装置在机动车技术的领域中广泛使用并且以不同的实施方案集成到机动车中。
例如DE 10 2013 213 707 A1描述了一种用于机动车的驻车锁，所述驻车锁包括：可围绕转动轴线枢转的锁止爪，所述锁止爪具有爪齿以接合到锁止齿部中；可与锁止爪机械耦联的操作单元，经由所述操作单元，爪齿可逆地接合到锁止齿部上，其中操作单元通过执行器经由功能面可平移运动，并且功能面设置成可在操作单元的非端侧的外侧面上平移运动并且是行星滚动传动机构的一部分，所述行星滚动传动机构具有行星滚动传动机构壳体，所述行星滚动传动机构壳体与通过执行器驱动的冠状齿轮连接。
文献DE 10 2004 021 981 A1例如公开了一种用于自动化机动车传动机构的驻车锁，所述驻车锁具有：至少一个弹簧存储器，以置入驻车锁；松开装置，以打开驻车锁；和抵抗至少一个弹簧存储器中的弹簧力设置的保持设备，以将驻车锁保持在打开状态中，其中松开装置可通过传动机构执行器操作。
发明内容
本发明的目的是提出一种上述类型的替选的锁止装置，所述锁止装置尤其具有紧凑的构造并且确保可靠的运行。
所述目的的解决通过一种用于机动车的传动机构的锁止装置来实现，所述锁止装置包括：锁止齿部；锁止爪，其中锁止爪可围绕第一转动轴线枢转；操作元件，其中锁止爪能够经由操作元件可选择地与锁止齿部接合；驱动单元，其中操作元件借助于驱动单元可操作到释放位置和锁止位置中；保持机构，其中操作元件可借助于保持机构保持在释放位置和锁止位置中；和安全机构，所述安全机构包括电磁体、执行元件和第一弹性元件，其中执行元件经由第一弹性元件预紧到第一执行元件位置中，并且借助于电磁体可保持在第二执行元件位置中。
根据本发明，锁止装置包括锁止齿部、锁止爪、操作元件、驱动单元、保持机构以及安全机构。
锁止爪可围绕第一转动轴线枢转并且可借助于操作元件可选择地与锁止齿部接合。
操作元件根据本发明可经由驱动单元运动到释放位置以及锁止位置中。
在操作元件的锁止位置中，锁止爪与锁止齿部接合，由此进行机动车的例如传动元件和/或动力传动系元件的闭锁。
在操作元件的释放位置中，锁止爪不与锁止齿部接合，由此不进行机动车的例如传动元件和/或动力传动系元件的闭锁。
根据本发明，操作元件可经由保持机构保持在释放位置以及锁止位置中。
根据本发明的安全机构包括电磁体、执行元件和第一弹性元件。安全机构的执行元件根据本发明经由第一弹性元件预紧到第一执行元件位置中，并且借助于安全机构的电磁体可保持在第二执行元件位置中。
可经由安全机构的执行元件在第一执行元件位置中将操作元件操作到锁止位置中。
可经由安全机构的执行元件在第二执行元件位置中将操作元件操作到释放位置中。
通过根据本发明的锁止装置的当前的构成方案，确保尤其紧凑、简单以及构件减少的构造。此外，通过锁止装置的根据本发明的构成方案，保证尤其可靠的运行。根据本发明的锁止装置的构造此外允许模块化的构造。
此外，通过锁止装置的根据本发明的构造，减少制造成本。
尤其通过安全机构的构成方案，例如在故障情况下，在锁止装置上能够实现不同的功能要求。因此，例如通过简单地调整安全机构，锁止装置的操作元件在故障情况下、例如在驱动单元部分失效的情况下能够可选地转移到锁止位置或释放位置中。
本发明的改进方案在说明书以及所附的附图中给出。
优选地，驱动单元包括电动机和螺杆驱动器。
螺杆驱动器优选具有丝杠和螺母。丝杠优选可通过驱动单元的电动机驱动，以进行锁止旋转运动和释放旋转运动，其中螺母可相对于丝杠轴向运动。
术语“轴向”描述沿着或平行于螺杆驱动器的丝杠的纵轴线的方向。
术语“径向”描述垂直于螺杆驱动器的丝杠的纵轴线的方向。
螺杆驱动器的丝杠的锁止转动运动对应于丝杠围绕丝杠的纵轴线的沿第一转动方向的转动运动。
螺杆驱动器的丝杠的释放转动运动对应于丝杠围绕丝杠的纵轴线的沿第二转动方向、即与第一转动方向相反的转动方向的转动运动。
优选地，操作元件以可围绕第二转动轴线枢转的方式铰接在螺杆驱动器的螺母上。
由于丝杠的锁止转动运动，螺母相对于丝杠运动到第一位置中，与螺母可枢转地连接的操作元件转移到锁止位置中。
由于丝杠的释放转动运动，螺母相对于丝杠运动到第二位置中，与螺母可枢转地连接的操作元件转移到释放位置中。
保持机构在根据本发明的锁止装置的一个有利的实施变型形式中构成为，使得所述保持机构作用于驱动单元的螺杆驱动器，尤其优选作用到螺杆驱动器的螺母上，进而引起操作元件保持在释放位置和锁止位置中。
保持机构优选包括保持元件，所述保持元件经由第二弹性元件沿径向方向预紧。此外，螺杆驱动器的螺母优选在其外侧面上包括两个保持凹部，即第一保持凹部和第二保持凹部，其中操作元件通过保持机构的保持元件接合到螺杆驱动器的螺母的外侧面上的第一保持凹部中可保持在释放位置中，并且其中通过保持机构的保持元件接合到螺杆驱动器的螺母的外侧面上的第二保持凹部中，操作元件可保持在锁止位置中。
尤其优选地，安全机构的执行元件以在丝杠上可轴向运动的方式基本上设置在螺杆驱动器的螺母和电动机之间。
此外，在本发明的一个有利的设计方案中，螺母至少两件式地、以包括第一螺母元件和第二螺母元件的方式构成。
操作元件除了通过驱动单元之外，优选可手动地经由机械设备、例如鲍登线从锁止位置运动到释放位置中。
锁止装置的操作元件优选至少部分地在锁止爪的凹部中引导。
通过在锁止爪上引导操作元件，使锁止装置相对于全部位置中的、即操作元件的锁止位置以及操作元件的释放位置中的机械碰撞和/或振动的灵敏度最小化。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明。
图1示出锁止装置的示例性的第一实施变型形式的示意细节图，所述锁止装置具有处于释放位置中的操作元件。
图2示出锁止装置的示例性的第一实施变型形式的示意细节图，所述锁止装置具有处于锁止位置中的操作元件。
图3示出操作元件和锁止爪的示意细节图。
图4示出示例性的安全机构的示意细节图。
图5示出锁止装置的示例性的第二实施变型形式的示意细节图，所述锁止装置具有处于释放位置中的操作元件。
具体实施方式
在图1和图2以及图5中示出的锁止装置1具有锁止齿部(未示出)、锁止爪2、操作元件3、驱动单元4、保持机构5和安全机构6。
锁止爪2可围绕第一转动轴线21枢转，并且可借助于操作元件3可选择地与锁止齿部接合。
操作元件3可经由驱动单元4运动到释放位置和锁止位置中。
在操作元件3的锁止位置中，锁止爪2与锁止齿部接合，由此进行机动车的例如传动元件和/或动力传动系元件(未示出)的闭锁。
在操作元件3的释放位置中，锁止爪2不与锁止齿部接合，由此不进行机动车的例如传动元件和/或动力传动系元件(未示出)的闭锁。
驱动单元4具有电动机10和螺杆驱动器11。
螺杆驱动器11包括丝杠12和螺母13。丝杠12具有第一丝杠部段22和第二丝杠部段23。螺杆驱动器11的螺母13在第二丝杠部段23的区域中设置在丝杠12上。
丝杠12可通过驱动单元4的电动机10驱动，以进行锁止转动运动和释放转动运动，其中螺母13由于螺纹24可相对于丝杠12轴向运动。
因此，借助螺杆驱动器11，借助于丝杠12将转动运动转移成线性运动。这种驱动器称作为线性执行器。
术语“轴向”描述沿着或平行于螺杆驱动器11的丝杠12的纵轴线20的方向。
操作元件3以可围绕第二转动轴线14枢转的方式铰接在螺杆驱动器11的螺母13上。
操作元件自身具有调节锥27和连杆28。连杆28以可在第一端部29上枢转的方式安放在螺母13上，并且在连杆的第二端部30上以可沿着连杆28轴向运动的方式设置有调节锥27。调节锥27可轴向运动地在锁止爪2的凹部19中引导。通过在锁止爪2上至少部分地引导操作元件3，使锁止装置1相对于在全部位置中、即在操作元件3的锁止位置中以及在操作元件3的释放位置中的机械碰撞和/或振动的灵敏度最小化。操作元件3的调节锥27此外支撑在锁止装置1的壳体31上并且借助于第三弹性元件32、在此第三压力弹簧32’保持在其位置中，借助于这种布置能够实现锁止装置1的棘轮效应(图3)。
螺杆驱动器11的丝杠12的锁止转动运动对应于丝杠12围绕丝杠12的纵轴线20沿第一转动方向的转动运动。
螺杆驱动器11的丝杠12的释放转动运动对应于丝杠12围绕丝杠12的纵轴线20沿第二转动方向、即与第一转动方向相反的转动方向的转动运动。
锁止装置1的保持机构5构成为，使得所述保持机构作用于驱动单元4的螺杆驱动器11的螺母13，进而引起操作元件3保持在释放位置和锁止位置中。
保持机构5具有保持元件16，所述保持元件经由第二弹性元件15沿径向方向预紧。
术语“径向”描述垂直于螺杆驱动器11的丝杠12的纵轴线20的方向。
保持机构5的保持元件16由中空构成的柱形元件25和可容纳在柱形元件25的空腔中的球26构成，其中球26借助于设置在柱形元件25的空腔中的第二压力弹簧15’径向地朝向螺母13的方向预紧。在此或者通过第二压力弹簧15’，或者通过柱形元件25相对于螺母13的定位，将球26保持。
此外，螺杆驱动器11的螺母13在其外侧面上包括第一保持凹部17和第二保持凹部17’。
通过将保持机构5的保持元件16接合到螺杆驱动器11的螺母13的外侧面上的第一保持凹部17中，螺母13可保持在第二位置中，进而操作元件3可保持在释放位置中。
通过将保持机构5的保持元件16接合到螺杆驱动器11的螺母13的外侧面上的第二保持凹部17’中，螺母13可保持在第一位置中，进而操作元件3可保持在锁止位置中。
在螺母13从第一位置转移到第二位置中或者相反时，保持元件16的球26克服第二压力弹簧15’的力被压到保持元件16的柱形元件25的空腔中。
安全机构6包括电磁体7、执行元件8和第一弹性元件9。
安全机构6用于在驱动单元4例如部分失效时、即在驱动单元4的电动机10失效时确保锁止装置1可靠运行。
安全机构6的电磁体7包括推杆33、线圈34和弹簧35，其中弹簧7构成为压力弹簧，并且根据电磁体7的期望的功能设置成，使得弹簧的弹力向下、如在图1中那样作用，或向上、如在图2中那样作用。电磁体7的功能能够根据期望任意配置。
推杆33线性地沿朝向丝杠12的纵轴线20的方向移出，以及线性地沿远离丝杠12的纵轴线20的方向移入。
安全机构的执行元件8在丝杠12上在第一丝杠部段22的范围中设置为可在螺母13和电动机10之间轴向运动。
安全机构6的平行于丝杠12、即与其错开的布置同样是能够考虑的。
安全机构6的执行元件8经由第一弹性元件9预紧到第一执行元件位置中。第一弹性元件9构成为第一压力弹簧9’，并且将执行元件8沿轴向方向压向螺母13，由此螺杆驱动器11的螺母13又可经由执行元件8运动到第一位置中，并且可借助于保持机构5保持在那里，由此，经由螺母13和操作元件3之间的可枢转的连接，操作元件3运动到锁止位置中。
同样能够考虑的是，如在图4中示出的那样，作为第一弹性元件9设有两个彼此平行设置的压力弹簧，在图4中为第一压力弹簧9’和第四压力弹簧36。由此，锁止装置1沿纵轴线20的方向的结构空间需求能够减小。
在图1和图2中示出锁止装置1的第一实施变型形式。
驱动单元4的螺杆驱动器11、更确切地说第二丝杠部段23在图1和2中示出的第一实施变型形式中不自锁地构成。
螺杆驱动器11的螺母13一件式地构成。
由于丝杠12的锁止转动运动，螺母13相对于丝杠运动到第一位置中(关于图1和图2向左)，与螺母13可枢转地连接的操作元件3转移到锁止位置中。
由于丝杠12的释放转动运动，螺母13相对于丝杠运动到第二位置中(关于图1和图2向右)，与螺母13可枢转地连接的操作元件3转移到释放位置中。
在图1中，安全机构6的执行元件8借助于电磁体7克服第一压力弹簧9’的力保持在第二执行元件位置中，螺杆驱动器11的螺母13经由保持机构5保持在第二位置中，并且执行元件8位于第二执行元件位置中，其中执行元件8借助于电磁体7克服第一压力弹簧9’的力保持在第二执行元件位置中。在图1中的视图中，因此操作元件3位于释放位置中。通过操作电磁体7，在当前情况下通过操作电磁体7的推杆33，执行元件8可从在图1中示出的第二执行元件位置开始通过第一压力弹簧9’的力转移到第一执行元件位置中，进而操作元件3转移到锁止位置中。
在图1中示意地示出的锁止装置1中，电磁体7例如无电流地移出，即通过对电磁体7通电来驱动安全机构6。通过电磁体7、更确切地说电磁体的线圈34的通电，电磁体7的推杆33克服构成为压力弹簧的弹簧35的力移入。通过第一压力弹簧9’的力，执行元件8转移到第一执行元件位置中，由此螺母13运动为锁止转动运动，并且操作元件3运动到锁止位置中。
在图2中示意地示出的锁止装置1中，电磁体7例如无电流地移入，即安全机构6始终在电流中断的情况下、即在中电流中断磁体7的电流输送的情况下被驱动。通过对电磁体7、更确切地说电磁体的线圈34通电，电磁体7的推杆33克服构成为压力弹簧的弹簧35的力移出。操作元件3在该情况下在驱动单元4的部分功能失效的情况下位于锁止位置中。
如果执行元件8位于第一执行元件位置中，进而操作元件3位于锁止位置中，那么能够仅通过使螺母13从第一位置运动到第二位置中，将安全机构6的执行元件8转移到第二执行元件位置中，在所述第二执行元件位置中，操作元件3处于释放位置中。螺母13从第一位置到第二位置中的运动通过下述方式进行：丝杠12通过驱动单元4的电动机10或手动地借助于机械设备18驱动，以进行释放转动运动。
操作元件3除了通过驱动单元4之外还可手动地借助于机械设备18，如在图1和图2中示意示出的那样借助于鲍登线18’，从锁止位置运动到释放位置中。
机械设备18在此作用于螺杆驱动器11的螺母13，并且螺母13运动到第二位置中，由此由于螺母13和操作元件3之间的可枢转的连接，操作元件3转移到释放位置中。
在图5中示出锁止装置1的第二实施变型形式。
驱动单元4的螺杆驱动器11、更确切地说第二丝杠部段23在图1和图2中示出的第二实施变型形式中自锁地构成。
螺杆驱动器11的螺母13两件式地构成，并且包括第一螺母元件37和第二螺母元件38。
第一螺母元件37经由螺纹以驱动作用的方式与丝杠12连接。第二螺母元件38抗扭但可轴向移动地设置在第一螺母元件27上。
操作元件3可围绕第二转动轴线14枢转地铰接在螺杆驱动器11的螺母13的第二螺母元件38上。
由于丝杠12的锁止转动运动，螺母13的第一螺母元件37相对于丝杠12运动到第一位置中(关于图5向左)，第一螺母元件37在此带动第二螺母元件38，并且与螺母13的第二螺母元件38可枢转地连接的操作元件3转移到锁止位置中。
由于丝杠12的释放转动运动，螺母13的第一螺母元件37相对于丝杠12运动到第二位置中(关于图5向右)，与螺母13的第二螺母元件28可枢转地连接的操作元件3转移到释放位置中。
在图5中，安全机构6的执行元件8借助于电磁体7克服第一压力弹簧9’的力保持在第二执行元件位置中，螺杆驱动器11的螺母13经由保持机构5保持在第二位置中，并且执行元件8位于第二执行元件位置中，其中执行元件8借助于电磁体7克服第一压力弹簧9’的力保持在第二执行元件位置中。在图5中的视图中，操作元件3因此位于释放位置中。通过操作电磁体7、在当前情况下通过操作电磁体7的推杆33，执行元件8从在图5中示出的第二执行元件位置开始通过第一压力弹簧9’的力转移到第一执行元件位置中，进而操作元件3转移到锁止位置中。
在图5中示意地示出的锁止装置1中，电磁体7例如无电流地移出，即安全机构6通过对电磁体7的通电被驱动。通过对电磁体7、更确切地说对电磁体的线圈34通电，电磁体7的推杆33克服构成为压力弹簧的弹簧35的力移入。通过第一压力弹簧9’的力，执行元件8转移到第一执行元件位置中，由此螺母13的第二螺母元件38又轴向地在螺母13的第一螺母元件38上移动，并且操作元件3因此运动到锁止位置中。
在锁止装置的第二实施变型形式中同样能够考虑的是下述情形，其中电磁体7例如无电流地移入，并且其中因此安全机构6始终在电流中断时、即在中断对电磁体7的电流输送时被驱动。在此，通过对电磁体7、更确切地说对电磁体的线圈34通电，电磁体7的推杆33克服构成为压力弹簧的弹簧35的力移出。在该情况下，操作元件3在驱动单元4功能故障时处于锁止位置中。
如果执行元件8处于第一执行元件位置中，进而操作元件3处于锁止位置中，那么仅通过使螺母13从第一位置运动到第二位置中、更确切地说通过使第二螺母元件38从第一位置运动到第二位置中，而使安全机构6的执行元件8转移到第二执行元件位置中，在所述第二执行元件位置中，操作元件3位于释放位置中。螺母13的第二螺母元件38从第一位置到第二位置中的运动通过下述方式进行：丝杠12通过驱动单元4的电动机10或者手动地借助于机械设备18驱动，以进行释放转动运动。
操作元件3除了通过驱动单元4之外还可手动地借助于机械设备18、如在图1和图2中示意地示出的那样借助于鲍登线18’，从锁止位置运动到释放位置中。
机械设备18在此作用于螺杆驱动器11的螺母13的第二螺母元件28，并且螺母13的第二螺母元件38运动到第二位置中，由此由于螺母13的第二螺母元件和操作元件3之间的可枢转的连接，操作元件3转移到释放位置中。
通过螺母13的两件式的构成方案，安全机构6与锁止装置1的主执行路径脱耦，并且操作元件3甚至能够在螺杆驱动器11的丝杠12完全闭锁的情况下转移到锁止位置中。
附图标记列表：
1 锁止装置
2 锁止爪
3 操作元件
4 驱动单元
5 保持机构
6 安全机构
7 电磁体
8 执行元件
9 第一弹性元件
9’ 第一压力弹簧
10 电动机
11 螺杆驱动器
12 丝杠
13 螺母
14 第二转动轴线
15 第二弹性元件
15’ 第二压力弹簧
16 保持元件
17 第一保持凹部
17’ 第二保持凹部
18 机械设备
18’ 鲍登线
19 凹部
20 (丝杠的)纵轴线
21 第一转动轴线
22 第一丝杠部段
23 第二丝杠部段
24 螺纹
25 柱形元件
26 球
27 调节锥
28 连杆
29 (连杆的)第一端部
30 (连杆的)第二端部
31 (锁止装置的)壳体
32 第三弹性元件
32’ 第三压力弹簧
33 推杆
34 线圈
35 弹簧
36 第四压力弹簧
37 第一螺母元件
38 第二螺母元件

Claims (11)

1.一种用于机动车的传动机构的锁止装置(1)，包括：
-锁止齿部；
-锁止爪(2)，其中所述锁止爪(2)能够围绕第一转动轴线枢转；
-操作元件(3)，其中所述锁止爪(2)能够经由所述操作元件(3)可选择地与所述锁止齿部接合；
-驱动单元(4)，其中借助于所述驱动单元(4)能够将所述操作元件(3)操作到释放位置和锁止位置中；
-保持机构(5)，其中所述操作元件(3)能够借助于所述保持机构(5)保持在所述释放位置和所述锁止位置中，和
-安全机构(6)，所述安全机构包括电磁体(7)、执行元件(8)和第一弹性元件(9，9’)，其中所述执行元件(8)经由所述第一弹性元件(9，9’)预紧到第一执行元件位置中，并且借助于所述电磁体(7)能够保持在第二执行元件位置中。
2.根据权利要求1所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述驱动单元(4)包括电动机(10)和螺杆驱动器(11)。
3.根据权利要求2所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
其中所述螺杆驱动器(11)具有丝杠(12)和螺母(13)，其中所述丝杠(12)能够经由所述电动机(10)驱动，以进行锁止转动运动和释放转动运动，并且所述螺母(13)能够相对于所述丝杠(12)轴向运动。
4.根据权利要求3所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述操作元件(3)以可围绕第二转动轴线(14)枢转的方式铰接在所述螺母(13)上。
5.根据权利要求2、3或4所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述保持机构(5)构成为，使得所述保持机构作用于所述驱动单元(4)的螺杆驱动器(11)，以便将所述操作元件(3)保持在所述释放位置和所述锁止位置中。
6.根据权利要求5所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述保持机构(5)构成为，使得所述保持机构作用于所述螺杆驱动器(11)的所述螺母(13)。
7.根据权利要求6所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述保持机构(5)包括经由第二弹性元件(15，15’)沿径向方向预紧的保持元件(16)，并且所述螺杆驱动器(11)的所述螺母(13)在其外侧面上具有两个环绕的保持凹部(17，17’)，即第一保持凹部(17)和第二保持凹部(17’)，其中通过所述保持元件(16)接合到所述螺母(13)的所述第一保持凹部(17)中，所述操作元件(3)能够保持在所述释放位置中，并且通过所述保持元件(16)接合到所述螺母(13)的所述第二保持凹部(17’)中，所述操作元件(3)能够保持在所述锁止位置中。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述安全机构(6)的所述执行元件(8)以可在所述螺杆驱动器(11)的所述丝杠(12)上轴向运动的方式基本上设置在所述电动机(10)和所述螺母(13)之间。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述螺母(13)至少两件式地构成，即以包括第一螺母元件(37)和第二螺母元件(38)的方式构成。
10.根据上述权利要求中任一项所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述操作元件(3)除了通过所述驱动单元(4)之外还能够手动地经由机械设备(18)运动到所述释放位置中。
11.根据上述权利要求中任一项所述的锁止装置(1)，
其特征在于，
所述锁止装置的所述操作元件(3)至少部分地在所述锁止爪(2)的凹部(19)中引导。
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