CN109312857B - 用于机动车的驻车锁止器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的能与锁止齿部(2)联接的驻车锁止器(1)，其中，驻车锁止器(1)具有：锁止卡爪(4)，锁止卡爪以能绕着转动轴线(a)枢转的方式来布置而且具有卡爪齿(5)，卡爪齿被构造为用于形状锁合地啮合到锁止齿部(2)的凹部(3)中；用于操纵卡爪齿(4)的致动器轴(6)，使得锁止卡爪能够以其卡爪齿(5)可逆地与凹部(3)啮合；机械的传动元件(7)，利用机械的传动元件能够将致动器轴(6)的运动传递为卡爪齿(4)的枢转运动。为了提供在卡爪齿脱联时生成足够的力的轻的结构方式，本发明规定：传动元件(7)包括曲柄连杆机构(8)，利用曲柄连杆结构，能够将致动器(6)的转动运动转换成传动元件(7)的卡爪操纵元件(9)的平移运动。

Description

用于机动车的驻车锁止器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的驻车锁止器。

背景技术

从DE 10 2010 053 857 A1公知这样的驻车锁止器。DE 10 2011 080 498 A1示出了类似的解决方案。在后一个提到的解决方案中，使用行星滚动接触传动装置作为机械的传动元件，用于将致动器的运动传递到锁止卡爪上。借此，可能的是实现相对高的传递力。

在车辆例如在坡上驻车时，车辆重量依赖于车轮直径、传动装置机械效益和锁止轮(锁止齿部)的半径地产生对闭合的锁止卡爪的力并且因此又产生对驻车锁止器机构的力。因此，在坡上解锁驻车锁止器时，这个施加的力必须被克服。因为要尝试使致动器关于功率和耗电方面尽可能小，使得该致动器在紧急情况下也还可以以车载电池组的电压和耗电来运行，所以只提供有限的解锁力。该解锁力又可以通过机械效益只是受限地被提高，因为否则机械装置的所需的调整行程不足。

因此，为了挂出锁止卡爪，也就是说为了将该锁止卡爪送到解锁定位，这种驻车锁止器可能需要相对大的力。该相对大的力可以根据卡爪齿与锁止齿部中的凹部之间的几何形状来得到，即通过相对应的滞留角(Hinterlegungswinkel)来得到。大的力也可以基于摩擦比和所实现的摩擦楔得到。

在按照所提到的DE 10 2011 080 498 A1的解决方案中，虽然可以实现高的传递力，以便使锁止卡爪尤其是从锁定定位出发运动到解锁定位。不过，该解决方案的构造花费相对高并且因此昂贵。此外，不利地，该设施具有相对大的重量。

为了克服该缺点，从US 2008/0169168 A1公知利用曲柄连杆机构来转换对驻车锁止器的操纵。在将自动换挡杆挂入驻车位置时，由驾驶员预先给定的运动被转换。所介绍的结构需要多个构件和巨大的、尤其是轴向的结构空间。

发明内容

本发明所基于的任务在于：实现这种驻车锁止器，该驻车锁止器具有紧凑的、轻的并且成本低廉地实现的结构方式，该结构方式在卡爪齿脱联时生成足够的力。借此应该变得可能的是，实现小且轻的驱动器，以便对驻车锁止器进行操纵并且这样不仅节约了重量而且节约了所需的电功率。借此，减少二氧化碳排放应该变得更容易。

该任务通过按照如下所述的驻车锁止器来解决。

在此，曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，它们铰接式(尤其是像铰链那样)彼此连接。在此，曲柄与连杆之间的铰接连接可以包括滚动轴承，尤其是滚针轴承。但是也可能的是，曲柄与连杆之间的铰接连接被构造为滑动轴承。

通过将连接曲柄和连杆的铰接部在轴向布置在连杆在卡爪操纵元件上的铰接点与卡爪齿之间，驻车锁止器构造得特别紧凑。因而，通过轴向嵌套，节约了在连杆臂的长度方面的结构空间。

曲柄与连杆之间的被构造为铰链的铰接连接具有枢转轴线，其中，在将枢转轴线投影到锁止卡爪的转动轴线上时，优选地在枢转轴线与转动轴线之间存在直角。由此，驻车锁止器壳体可以在驻车锁止轮的切向方向上特别短。

在连杆铰接接驳的部位之间的距离优选地至少为在曲柄和连杆之间的枢转轴线与致动器的转动轴线之间的距离的两倍，而在特定的实施方式中最高为该距离的六倍。一方面，通过不相等的长度来调整机械效益比。另一方面而且对于驻车锁止器的紧凑性更重要地，短的曲柄在驻车锁止轮的轴线的方向上需要更少的结构空间。

传动元件优选地包括保持架，在该保持架中支承有若干滚子、优选地三个滚子，其中，保持架与传动元件的卡爪操纵元件刚性连接，由曲柄连杆机构使该卡爪操纵元件运动。

所提到的滚子优选地构造为滚动轴承。对于摩擦小的运转来说，并不与锁止卡爪直接接触的滚子构造为滚动轴承就足够。

锁止卡爪优选地具有用于其中一个滚子的运作的斜坡。

保持架与传动元件的卡爪操纵元件之间的连接部优选地构造为杆。在一个设计方案中，杆被螺旋弹簧包绕，该螺旋弹簧使驻车锁止卡爪预紧，使得也确保了无电流时锁定。

如果锁止卡爪的转动轴线、致动器轴的转动轴线和卡爪操纵元件的平移轴线彼此分别正交地走向，则驻车锁止器的紧凑性可以进一步被提高。由于力矩的每次转换同样使运动方向在三维空间内改变，因此确保了该设施的紧凑性。当只利用两个空间方向时，或者不是在驻车锁止器的每个传动件中都有运动方向的轴线改变而是只有在一些传动件中有运动方向的轴线改变时，也出现该效果，尽管该效果较弱。

在一个设计方案中，在卡爪操纵元件的平移轴线的方向上看，锁止卡爪比卡爪操纵元件连同滚子更长。借此，整个操纵单元在卡爪操纵元件的平移轴线的方向上构造得比形状锁合的锁定所需的机构更短，使得这样设计的驻车锁止器不需要在该空间方向上的附加的结构空间。

如果枢转轴线(b)与平移轴线的最大距离小于锁止卡爪(4)的宽度的两倍，则驻车锁止器也在驻车锁止轮的轴向方向上构造得紧凑。在一个实施方式中，连杆与曲柄之间的铰接部的运动最大跨过45°，特别优选地最大跨过30°。由此，与卡爪操纵元件的平移轴线横向地也要求少量结构空间。在一个设计方案中，所需的结构空间小于连杆的三倍厚度。

在下一实施方式中，曲柄和连杆仅仅通过铰接部来相互连接。借此，曲柄和连杆能简单地制造。尤其是，由于没有凹部，构件没有弱化，而曲柄的长度可以被选择得很短，使得致动器轴的转动轴线和枢转轴线紧密地靠在一起。

所提出的解决方案尤其是在机动车的自动变速器中以及在电动车辆中使用。优选地利用电动马达作为致动器来电操纵驻车锁止器。

因此，按照本发明，所提出的解决方案使用曲柄连杆机构，以便将致动器的运动转变为锁止卡爪的摆转。在解锁开始时，曲柄连杆机构首先只是引起很小的运动，不过该运动在相对大的力的情况下实现。在锁止卡爪的卡爪齿与锁止齿部中的凹部之间的滞留被克服(这需要大的力)之后，曲柄连杆机构接着引起相对大的运动，不过该运动在相对小的力下实现。为了可以安全地执行解锁过程需要这样的行程，不过为此接着不再需要大的力。

因此，本发明利用了曲柄连杆机构的特性，据此在运动开始时，在行程小的情况下就存在大的力，但是紧接着在小的力的情况下存在大的调节行程。

有利地，利用所提出的设计可以实现用于驻车锁止器的小且轻的驱动器，该驱动器可以在需要很大的力之处施加很大的力。

附图说明

在附图中示出了本发明的一个实施例。其中：

图1以透视图示出了驻车锁止器的主要构件，其中，驻车锁止器处在锁定定位中；

图2以按照图1的图示示出了在解锁定位中的驻车锁止器；

图3示出了由驻车锁止器的曲柄连杆机构产生的力和解锁过程所需的力关于解锁过程的运动走向的走向；并且

图4示出了穿过按照本发明的具有壳体的驻车锁止器的纵剖面。

具体实施方式

在图1、2和4中示出了驻车锁止器1，其中，只示出了主要的功能部件。出于概览原因，省略了该设施的遮盖部和接驳构件。随后，描述了发明相关的特征，这些特征基于驻车锁止器的基本结构设计，如它们在申请人的上面提到的DE 10 2010 053 857 A1和DE 102011 080 498 A1中详细阐述的那样。就这方面来说，明确地参考这些预先公知的解决方案，以便在驻车锁止器的基本功能原理方面避免重复。

驻车锁止器1是驻车锁止器装置的部分，该驻车锁止器装置具有驻车锁止轮的锁止齿部2，其中，锁止齿部2在其周向上具有多个凹部3。驻车锁止器1的其它主要构件是锁止卡爪4，该锁止卡爪以能绕着转动轴线a枢转的方式来布置。

在图1中能看到锁止卡爪4处于向下(在朝向锁止齿部2的方向上)指向的位置中，在该位置中，锁止卡爪4的卡爪齿5啮合到锁止齿部2的其中一个凹部3中并且这样使该设施锁定。

然而，在图2中看到锁止卡爪4处于向上(在远离锁止齿部2的方向上)指向的位置中，在该位置中，锁止卡爪4的卡爪齿5没有啮合到凹部3中；因此这里驻车锁止器1被解锁。

通过致动器轴6使驻车锁止器1锁定或解锁，该致动器轴6为了锁定或解锁而绕着转动轴线c转动。致动器轴6是电致动器的部分。

借助于传动元件7将致动器轴6的运动传递到锁止卡爪4上。如在所提到的预先公知的解决方案中那样，传动元件7包括能直线移动的保持架12，在该保持架12中支承有三个滚子13、14和15。

在此，滚子13可与斜坡17发生接触(参见图1)，该斜坡构造在锁止卡爪4上。因此，在保持架12的直线运动的情况下(为此参见图1和2中的保持架12和滚子13、14、15的两个位置)，锁止卡爪4因此摆转。

在上面提到的之前已知的解决方案中，这进一步予以描述，因此参考这些文献。

在当前情况下重要的是，传动元件7包括曲柄连杆机构8，利用该曲柄连杆机构可以使传动元件7的卡爪操纵元件9直线移动。

在卡爪操纵元件9与保持架12之间布置有杆16，使得卡爪操纵元件9的直线运动被传递到保持架12上。在此，曲柄连杆机构8具有曲柄10和连杆11，它们相互铰接连接。曲柄10与致动器6抗相对转动地(drehfest)连接。连杆11与卡爪操纵元件9铰接连接。

如果现在使致动器轴6的致动器运行，也就是说绕着轴线c转动，则曲柄10相对应地一同运动并且一同拉动连杆11。

现在，起初在施加相同的小的转矩的情况下，由于曲柄连杆机构的特性，利用曲柄连杆机构8可以实现大的力用来解锁，而不减少总调节行程。接着，相对越来越大的调节角度或调节行程，力减小，但是这在这种情况下并不是妨碍，因为只是起初需要大的力，直至(在这种情况下)滚子13已经到达锁止卡爪4的斜坡17的最高点并且因此通过滚子13取消了对锁止卡爪的锁定。

如能从图1得知的那样，在曲柄10与连杆11之间的铰链式的连接的枢转轴线b指向竖直方向，而锁止卡爪4的转动轴线a指向水平方向。因此，如果将枢转轴线b投影到转动轴线a上，则这两个轴线彼此成直角地取向。

在图3中绘出了由驻车锁止器1的曲柄连杆机构8产生的力和解锁过程所需的力关于解锁过程的运动走向的走向。

曲线A说明了执行解锁过程，也就是说将锁止卡爪4的卡爪齿5从锁止齿部2的凹部3中拉出所需的力的走向。

曲线B说明了可以利用曲柄连杆机构8来产生的力的走向。在纵坐标上说明了以牛顿为单位的相应的力，在横坐标上有以角度为单位的致动器轴6的转动行程。

解锁过程开始于在致动器轴6的大约15°角位置处的定位S中。在大约超过致动器轴6的30°角位置的定位E中，解锁过程结束。接着，从该定位开始，被释放的卡爪齿4继续从锁止齿部2的碰撞区被拉出，为此只还需要最小的力。

如能看出的那样，由曲柄连杆机构8产生的力在整个解锁过程内比解锁过程所需的力更大；这通过图3中的标记的有阴影的三角形区域来勾画出。

因此，即使在传动元件7的轻且小的设计方案中，以曲柄连杆机构8也始终存在足够的解锁力。

在当前情况下，曲柄10被构造为在横截面方面三-椭圆形的构件，该构件具备带有经倒圆的拐角的三角形轮廓。

附图标记列表

1 驻车锁止器

2 锁止齿部

3 凹部

4 锁止卡爪

5 卡爪齿

6 致动器轴

7 传动元件

8 曲柄连杆机构

9 卡爪操纵元件

10 曲柄

11 连杆

12 保持架

13 滚子

14 滚子

15 滚子

16 杆

17 斜坡

20 铰接部

21 弹簧

22 壳体

a 卡爪齿的转动轴线

b 曲柄与连杆之间的连接部的枢转轴线

c 致动器的转动轴线

Claims (11)

1.用于机动车的驻车锁止器(1)，其中，所述驻车锁止器(1)具有：

-锁止卡爪(4)，所述锁止卡爪以能绕着转动轴线(a)枢转的方式来布置而且具有卡爪齿(5)，所述卡爪齿被构造为用于形状锁合地啮合到锁止齿部(2)的凹部(3)中；

-能绕着另外的转动轴线(c)转动的用于操纵所述锁止卡爪(4)的致动器轴(6)，使得所述锁止卡爪能够以其卡爪齿(5)可逆地与所述凹部(3)啮合；

-能直线移动的卡爪操纵元件(9)，其中，通过所述卡爪操纵元件的直线移动能产生所述锁止卡爪(4)的枢转运动；

-具有曲柄(10)和连杆(11)的曲柄连杆机构(8)，其中，利用所述曲柄连杆机构(8)能够将所述致动器轴(6)的转动运动转换成所述卡爪操纵元件(9)的直线运动；

-铰接部(20)，所述铰接部使所述曲柄(10)和所述连杆(11)相互连接，其中，在所述卡爪操纵元件(9)的直线移动方向上看，所述铰接部(20)布置在所述连杆(11)在所述卡爪操纵元件(9)上的铰接点与所述卡爪齿(5)之间。

2.根据权利要求1所述的驻车锁止器，其特征在于，所述铰接部(20)在所述曲柄(10)与所述连杆(11)之间具有枢转轴线(b)，其中，在将所述枢转轴线(b)投影到所述锁止卡爪(4)的转动轴线(a)上的情况下，在枢转轴线(b)与转动轴线(a)之间存在直角。

3.根据权利要求2所述的驻车锁止器，其特征在于，所述锁止卡爪(4)的所述转动轴线(a)、所述致动器轴(6)的转动轴线(c)和所述卡爪操纵元件(9)的平移轴线分别彼此正交地来布置。

4.根据权利要求2所述的驻车锁止器，其特征在于，所述曲柄(10)和所述连杆(11)的枢转轴线(b)与所述锁止卡爪(4)的转动轴线(a)彼此平行地来布置。

5.根据权利要求2所述的驻车锁止器，其特征在于，所述曲柄在所述连杆(11)上的铰接点与所述卡爪操纵元件在所述连杆上的铰接点之间的距离至少为在所述曲柄(10)和所述连杆(11)之间的枢转轴线(b)与致动器轴的转动轴线(c)之间的距离的两倍。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，传动元件(7)包括保持架(12)，在所述保持架中支承有多个滚子(13、14、15)，其中，所述保持架(12)与所述传动元件(7)的卡爪操纵元件(9)刚性连接。

7.根据权利要求6所述的驻车锁止器，其特征在于，在所述保持架(12)与所述传动元件(7)的卡爪操纵元件(9)之间的连接部被构造为杆(16)，所述杆通过弹簧(21)来预紧，所述弹簧作为螺旋压缩弹簧包围所述杆(16)。

8.根据权利要求7所述的驻车锁止器，其特征在于，所述锁止卡爪(4)在所述卡爪操纵元件的平移轴线的方向上比所述卡爪操纵元件(9)连同所述滚子(13、14、15)构造得更长。

9.根据上述权利要求1至5中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，所述驻车锁止器(1)具有电动马达，所述电动马达驱动所述致动器轴(6)。

10.根据上述权利要求2所述的驻车锁止器，其特征在于，所述枢转轴线(b)与所述卡爪操纵元件(9)的平移轴线的最大距离小于所述锁止卡爪(4)的宽度的两倍。

11.根据上述权利要求1至5中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，所述曲柄(10)和所述连杆(11)仅仅通过所述铰接部(20)来相互连接。

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