CN111417804A - 用于机动车自动变速器的驻车锁止器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驻车锁止器，其包括卡入或脱出驻车锁止器齿轮(1)的棘爪(2)以及设置在与操纵杆(4)连接的连杆(5)上的锁止元件(6)，该锁止元件在锁止状态中防止棘爪(2)被压出驻车锁止器齿轮(1)的齿隙(1a)。在驻车锁止器接合时操纵杆(4)通过接合弹簧(9)旋转。为了使驻车锁止器脱接，设置具有两个活塞(11、12)的可液压操作的致动器(10)。第一活塞(11)可被加压以使驻车锁止器脱接并且随后使第二活塞(12)克服接合弹簧(9)的弹力轴向移动。第二活塞(12)的轴向运动引起操纵杆(4)的旋转，反之亦然。当电磁体(13a)未通电时，致动器(10)的可由电磁体(13a)致动的卡锁装置(13)根据驻车锁止器的接合或脱接状态(P_ein、P_aus)将第一活塞(11)卡锁在活塞位置中。为了手动使驻车锁止器脱接，紧急解锁装置(15)可与操纵杆(4)作用连接，使得第二活塞(12)在紧急解锁时可通过操纵杆(4)轴向移动，而第一活塞(11)不离开其相应于驻车锁止器接合状态(P_ein)的活塞位置。

Description

用于机动车自动变速器的驻车锁止器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的、用于机动车自动变速器的驻车锁止器。

背景技术

众所周知，自动变速器的驻车锁止器是一种能够防止安装有自动变速器的机动车溜车的装置。从现有技术中已知各种这样的驻车锁止器机构。它们通常包括可枢转地支承在棘爪销上且卡入或脱出与自动变速器的从动端连接的驻车锁止器齿轮的棘爪以及设置在与支承在销上的选择盘连接的连杆上的锁止元件，该锁止元件在锁止状态中夹紧在棘爪和导向板之间，以防止棘爪被压出驻车锁止器齿轮的齿隙。在此锁止元件通过弹簧元件弹性支撑在连杆上。通常驻车锁止器的接合通过接合弹簧的弹力机械地进行。

在现代自动变速器中，通常设置液压系统用于使驻车锁止器脱接，在该液压系统中连杆的背离锁止元件的端部铰接在选择盘上，该旋转盘自身与一个可被液压操作的、设置在驻车锁止器气缸中的驻车锁止器活塞的活塞杆作用连接，可克服通常构造为螺旋扭力弹簧的接合弹簧的力轴向移动以使驻车锁止器脱接并且可通过接合弹簧的力轴向移动以使驻车锁止器接合。

为了使这种驻车锁止器脱接，对驻车锁止器气缸的气缸室加压并且使驻车锁止器活塞和因此选择盘克服螺旋扭力弹簧的弹力移动到位置“P_aus”(驻车锁止器脱接)中。为了附加地将驻车锁止器气缸的驻车锁止器活塞锁止在该位置中，通常设有电磁阀，该电磁阀在驻车锁止器气缸的该位置中被通电并且由此操作作用在驻车锁止器活塞上的卡锁机构。

为了使这种驻车锁止器接合，再次关断电磁阀，在此驻车锁止器气缸的气缸室排气并且释放驻车锁止器活塞的机械锁止。通过选择盘上的预张紧的螺旋扭力弹簧选择盘和因此驻车锁止器活塞移动到位置“P_ein”(驻车锁止器接合)中。在此通常构造为锁止锥的锁止元件在导向板上移动到棘爪下方并且随后这样作用在棘爪上，使得该棘爪的齿可啮合到驻车锁止器齿轮的锁止齿部的相对应齿隙中。在齿对齿位置时将锁止元件弹性支撑在连杆上的弹簧元件这样预张紧，使得一旦棘爪的齿碰到齿隙，棘爪就会啮合到驻车锁止器齿轮的锁止齿部中。

可液压脱接的驻车锁止器通常还具有紧急解锁装置，以便在自动变速器的液压供应故障时能够将棘爪从其锁止位置机械脱开。

例如从本申请人的DE 19837832 A1已知这种具有机械紧急解锁装置的驻车锁止器系统。在此驻车锁止器的棘爪在正常运行中通常通过卡锁盘机械地操作，该卡锁盘通过接合弹簧的弹力旋转以使驻车锁止器机械地接合并且通过液压缸的压力旋转以使驻车锁止器液压地脱接。作为紧急解锁装置，还附加地设置有平行于卡锁盘设置的凸轮盘，该凸轮盘通过带动部与卡锁盘这样作用连接，使得卡锁盘可在紧急运行中通过凸轮盘旋转以使驻车锁止器脱接，而卡锁盘在正常运行中不旋转凸轮盘。

通常，向这种驻车锁止器系统的液压缸的压力介质供应以及该液压缸的排气通过电液变速器控制器的一个控制阀或多个液压配合的控制阀进行，该控制阀由油泵供应压力介质，该油泵自身由设置用于驱动变速器的发动机驱动。为了防止驻车锁止器基于作用在驻车锁止器系统液压缸上的一个或多个控制阀在启动发动机时存在的错误位置而意外脱接，本申请人的DE 102012210571 A1提出，液压缸的活塞杆配有两个可电磁操作的锁止装置，它们由相同的电磁体操作。第一锁止装置将活塞杆机械地锁止在配置给驻车锁止器脱接状态的位置中并且该位置在液压缸无压时存在。相反，第二锁止装置将活塞杆机械地锁止在配置给驻车锁止器接合状态的位置中并且因此保护驻车锁止器系统以防先前按规定接合的驻车锁止器的意外、即故障引起的脱接。本领域技术人员将这种驻车锁止器操作系统称为“具有双稳态活塞锁止装置的可被液压操作的驻车锁止器致动器”。但在电液变速器控制器发生故障的情况下，则不再能通过电磁体再次释放通常为形锁合的机械卡锁，因为电控不起作用，因此机械地作用在活塞杆上的、用于手动使驻车锁止器脱接的紧急解锁装置在该驻车锁止器系统中无法使用。

由本申请人的未在先公开的专利申请DE 102017210069.9提出一种非常紧凑的驻车锁止器单元，其中具有驻车锁止器的锁止元件的连杆平行于棘爪并且垂直于插入变速器壳体中的棘爪销设置，驻车锁止器的棘爪以及驻车锁止器的选择盘可枢转地支承在该棘爪销上。在此连杆的与锁止元件相对置的端部与选择盘铰接连接。

为了使该驻车锁止器脱接，设有可加压的液压活塞，该液压活塞的活塞杆也与选择盘铰接连接，从而液压活塞的每次轴向运动都引起连杆的轴向运动。在此活塞杆既可电磁卡锁在配置给“驻车锁止器接合”状态的第一端部位置中，也可电磁卡锁在配置给“驻车锁止器脱接”状态的第二端部位置中。

为了使该驻车锁止器接合，设有接合弹簧，该接合弹簧这样夹紧在变速器壳体和选择盘之间，使得其弹力反作用于液压活塞的活塞力并且当液压活塞未被加压时，使选择盘旋转到配置给“驻车锁止器接合”状态的位置中。该接合弹簧可构造为螺旋扭力弹簧，其线圈同心地包围棘爪销，或者构造为压缩弹簧，其同心地包围液压活塞的活塞杆。此外，压紧弹簧悬挂在选择盘上并且在此这样预压紧，使得其弹力在驻车锁止器脱接时将棘爪保持在脱接状态中。

发明内容

本发明所基于的任务是在于这样改进未在先公开的专利申请DE102017210069.9中描述的、用于自动变速器的驻车锁止器，使得可在不必放弃DE 102017210069.9的紧凑结构和其它优点的情况下紧急解锁驻车锁止器。

所述任务通过具有权利要求1特征的驻车锁止器来解决。从属权利要求给出其它根据本发明的实施方式和优点。据此本发明基于一种用于机动车中的自动变速器的驻车锁止器，该驻车锁止器包括驻车锁止器齿轮，其包括具有齿隙的锁止齿部并且与变速器轴不可相对旋转地连接；棘爪，其可枢转地支承在棘轮销上并且具有棘爪齿，该棘爪齿在驻车锁止器的接合状态中啮合到驻车锁止器齿轮的锁止齿部的齿隙中并且由此阻止驻车锁止器齿轮和变速器轴旋转；操纵杆，其能围绕操纵杆旋转轴线旋转，以用于预定驻车锁止器的切换位置；与操纵杆铰接连接的连杆，该连杆具有逆着驻车锁止器脱接方向弹性支撑的锁止元件，该锁止元件在驻车锁止器接合时促成棘爪的棘爪齿啮合到驻车锁止器齿轮的锁止齿部的齿隙中并且在驻车锁止器的接合状态中防止棘爪的棘爪齿被压出驻车锁止器齿轮的锁止齿部的齿隙；接合弹簧，其弹力在驻车锁止器接合方向上作用在操纵杆上；以及能被液压操作的致动器，其压力在驻车锁止器脱接方向上作用在操纵杆上。在此连杆的背离锁止元件的端部与操纵杆铰接连接。

此外，根据本发明的驻车锁止器还包括紧急解锁装置，该紧急解锁装置可这样与操纵杆机械地作用连接，使得驻车锁止器能被手动脱接。

根据本发明致动器包括两个在同一纵向轴线上可轴向移动地设置在致动器壳体中的活塞以及一个设置在致动器壳体中的、可电磁致动的卡锁装置。在此第一活塞可液压地加载压力以使驻车锁止器脱接并且在被加压时使第二活塞克服接合弹簧的弹力轴向移动。第二活塞这样与操纵杆机械连接，使得第二活塞的轴向运动引起操纵杆围绕操纵杆旋转轴线的旋转，并且反之亦然。卡锁装置这样由电磁体致动，使得当电磁体未通电时，卡锁装置将第一活塞机械地卡锁在配置给驻车锁止器接合状态的活塞位置中或配置给驻车锁止器脱接状态的活塞位置中，并且为了释放在相应活塞位置中的卡锁，必须给电磁体通电。这种卡锁装置也可称为“第一活塞的双稳态卡锁”。

根据本发明的这种布置以特别有利的方式实现在操作紧急解锁装置的情况下使第二活塞可通过操纵杆轴向移动，而第一活塞不离开其卡锁的、相应于驻车锁止器接合状态的活塞位置。

优选第一和第二活塞沿纵向轴线方向看依次相继设置。在此也可规定，接合弹簧构造为压缩弹簧，其沿轴向夹紧在第二活塞和致动器壳体之间并且沿轴向看完全或部分地同心包围第二活塞的活塞杆。

在本发明的一种实施方式中，所述驻车锁止器还包括固定在变速器壳体上的导向装置，该导向装置构造为导向板或导向套筒，锁止装置在驻车锁止器接合和脱接时抵抗棘爪的法向力支撑在该导向装置上。这种导向装置可直接固定在致动器壳体上，作为替代方案也可以是致动器壳体的集成组成部分。

在本发明的另一种实施方式中提出，在操作紧急解锁装置时紧急解锁装置的设置在自动变速器的变速器壳体内的内杆机械地直接作用在操纵杆上。作为替代方案可规定，在操作紧急解锁装置时紧急解锁装置的设置在自动变速器的变速器壳体内的内杆机械地直接作用在第二活塞的活塞杆上，使得内杆通过活塞杆作用在操纵杆上。

在本发明的另一种实施方式中提出，操纵杆可旋转地支承在棘爪销上，使得操纵杆旋转轴线、棘爪销纵向轴线和棘爪枢转轴线相同。在此铰接固定在操纵杆上的连杆这样设置在棘爪下方，使得连杆的运动平面基本上平行于棘爪、操纵杆和活塞杆的运动平面。基于操纵杆和棘爪销的这种布置，用于支撑棘爪销的棘爪销轴承的轴承座的尺寸可相对较小。也可规定，操纵杆具有两个脚，每个脚具有一个圆形孔，所述孔彼此同轴地设置并且用于将操纵杆支承在棘爪销上，棘爪支承在两个腿之间。通过这种实施方式可以有利的方式最小化摩擦的影响。由此实现用于致动驻车锁止器的组件的极其紧凑且稳固的结构。

在本发明的一种扩展方案中提出，压紧弹簧固定或悬挂在作用到棘爪上的操纵杆上，该压紧弹簧在驻车锁止器的脱接状态中防止棘爪接触驻车锁止器齿轮。由此先前提出的棘爪的优化支撑的布置和设计可增加另一功能优势：在驻车锁止器的脱接状态中，压紧弹簧的现在始终作用在棘爪上的弹力可靠防止了棘爪接触驻车锁止器齿轮，从而可靠避免棘爪咔咔作响。

优选压紧弹簧的一个力传递区段、如压紧弹簧的自由端部仅在操纵杆从其在驻车锁止器接合状态中的位置开始向其在驻车锁止器脱接状态中的位置方向旋转预定义角度时才与棘爪力锁合地接触，从而只有当压紧弹簧的该力传递区段力锁合地作用在棘爪上时，压紧弹簧的作用在棘爪上的力才防止棘爪与驻车锁止器齿轮之间的接触。

作为替代方案，压紧弹簧例如可这样预压紧在操纵杆上，使得当操纵杆处于其在驻车锁止器接合状态中的位置时，压紧弹簧的力传递区段已经与棘爪力锁合地接触，并且随后当操纵杆从其在驻车锁止器接合状态中的位置开始向其在驻车锁止器脱接状态中的位置方向旋转时，压紧弹簧的作用在棘爪上的力这样增大，使得可靠防止棘爪与驻车锁止器齿轮之间的接触。

压紧弹簧可低成本地构造为由弹簧丝制成的弯曲弹簧。

附图说明

下面参照附图示例性详细阐述本发明。附图如下：

图1以示意性透视图示出处于切换位置“驻车锁止器接合”的、根据本发明的驻车锁止器的第一种实施例；

图2以示意性剖面图示出处于切换位置“驻车锁止器接合”的、根据图1的驻车锁止器；

图3以示意性剖面图示出处于切换位置“驻车锁止器脱接”的、根据图1的驻车锁止器；

图4以示意性剖面图示出处于切换位置“驻车锁止器紧急解锁”的、根据图1的驻车锁止器；

图5以示意性剖面图示出根据图1的驻车锁止器的紧急解锁装置的支承方案；

图6以示意性剖面图示出处于切换位置“驻车锁止器接合”的、根据本发明的驻车锁止器的第二种实施例；

图7以示意性剖面图示出处于切换位置“驻车锁止器接合”的、根据本发明的驻车锁止器的第三种实施例；

图8A示出一种替代的紧急解锁装置的透视图；

图8B示出根据图8A的紧急解锁装置的剖面图；

图8C示出处于切换位置“驻车锁止器接合”的、根据图8A的紧急解锁装置的侧视图；和

图8D示出处于切换位置“驻车锁止器紧急脱接”的、根据图8A的紧急解锁装置的侧视图。

具体实施方式

下面参照图1至5详细描述根据本发明的、用于机动车自动变速器的驻车锁止器的优选的第一种实施例。图1示出该驻车锁止器处于切换位置“驻车锁止器接合”的三维视图，以附图标记P_ein表示。图2示出与此相应的剖面图。相反，图3示出该驻车锁止器处于切换位置“驻车锁止器脱接”的剖面图，以附图标记P_aus表示。图4示出该驻车锁止器处于切换位置“驻车锁止器紧急解锁”的剖面图，在其中驻车锁止器基于紧急解锁装置的操作而脱接，以附图标记P_aus_not表示。最后，图5示出该驻车锁止器的紧急解锁装置的支承方案的示例的剖面图。

图1至4中所示的驻车锁止器包括可枢转地支承在棘爪销3上的棘爪2，该棘爪的棘爪齿2a根据驻车锁止器的切换位置P_ein、P_aus卡入或脱出与自动变速器的在此未示出的变速器轴连接的驻车锁止器齿轮1。驻车锁止器还包括设置在与操纵杆4连接的连杆5上的、通过弹簧元件7弹性支撑的锁止元件6，该锁止元件在锁止状态中、即在切换状态“驻车锁止器接合”中夹紧在棘爪2和固定在变速器壳体上的导向板8之间，以防止棘爪齿2a被压出驻车锁止器齿轮1的相应齿隙1a。逆着驻车锁止器脱接方向弹性支撑的锁止元件6例如构造为锁止锥或者例如可构造为滚轮元件。

操纵杆4以节省空间的方式可旋转地支承在棘爪销3上，使得棘爪销纵向轴线3a、棘爪枢转轴线和操纵杆旋转轴线相同。在在此所示实施例中，操纵杆4具有两个腿，每个腿具有一个圆形孔，所述孔彼此同轴地设置并且用于将操纵杆4支承在棘爪销3上，棘爪2支承在这两个腿之间。

连杆5的背离锁止元件6的端部与操纵杆4铰接连接。为了能使驻车锁止器接合或脱接，操纵杆4具有带动器4a，该带动器与能被液压操作的致动器10连接，借助该致动器可预定驻车锁止器的切换位置。

在在此所示的本发明第一种实施例中重要的是，该致动器10包括第一活塞11和第二活塞12，它们在同一纵向轴线上可轴向移动地设置在致动器10的控制壳体14中，仅第一活塞11可被加载液压以使驻车锁止器脱接。在被加压时，第一活塞11克服接合弹簧9的弹力使第二活塞12沿轴向移动，该接合弹簧构造为轴向夹紧在第二活塞12和致动器壳体14之间的压缩弹簧并且沿轴向看同心地包围第二活塞12的活塞杆12a。第二活塞12通过插入活塞杆12a中并且嵌入操纵杆4带动器4a中的销钉12b机械地与操纵杆4连接，从而第二活塞12的轴向运动引起操纵杆4围绕操纵杆旋转轴线3a的旋转。另一方面，操纵杆4围绕其旋转轴线3a的旋转也总是引起第二活塞12的轴向运动。

在在此所示的本发明第一种实施例中重要的还有，致动器10具有一个用于其第一活塞11的双稳态卡锁装置13，该卡锁装置设置在致动器壳体14内(在此例如居中地设置在第一活塞11内)并且例如可由设置在致动器壳体14上的电磁体13a这样电磁地致动，使得当电磁体13a未通电时，卡锁装置13将第一活塞11要么机械地卡锁在配置给驻车锁止器接合状态P_ein的活塞位置中要么机械地卡锁在配置给驻车锁止器脱接状态P_aus的活塞位置中。为了释放第一活塞11的相应活塞位置中的卡锁，必须给电磁体13a通电。

在在此所示实施例中，铰接固定在操纵杆4上的连杆5在空间上看在棘爪2下方平行于棘爪2并且垂直于棘爪销3设置，使得连杆5的运动平面基本上平行于棘爪2、操纵杆4和活塞杆12a的运动平面设置。有利的是这种特殊布置非常节省空间。

在在此所示实施例中，导向板8固定在致动器10的控制壳体14上，但作为替代方案也可构造为控制壳体14的集成组成部分。代替构造为导向板8，固定在变速器壳体上的导向装置——在驻车锁止器接合和脱接时锁止装置6抵抗棘爪2的法向力支撑在该导向装置上——例如可构造为导向套筒，该导向套筒于是固定在控制壳体14上或集成在致动器10的控制壳体中。控制壳体14本身例如也可以是自动变速器的电液变速器控制器的集成组成部分。

在在此所示实施例中，驻车锁止器还包括压紧弹簧22，该压紧弹簧悬挂在操纵杆4上并且在驻车锁止器的脱接状态P_aus中防止棘爪2接触驻车锁止器齿轮1。该压紧弹簧22的特殊之处在于其支撑在操纵杆4上的方式：压紧弹簧22这样预压紧在操纵杆4上，使得压紧弹簧22的一个力传递区段仅在操纵杆4从其在驻车锁止器接合状态P_ein中的位置开始向其在驻车锁止器脱接状态P_aus中的位置方向旋转预定义角度时才与棘爪2力锁合地接触。因此，仅当压紧弹簧22的该力传递区段力锁合地作用在棘爪2上时，压紧弹簧22的作用在棘爪2上的力才防止棘爪2与驻车锁止器齿轮1接触。因此，压紧弹簧22仅在驻车锁止器脱接时才能发挥其作用。当操纵杆4旋转到其设置用于接合驻车锁止器的位置中时，压紧弹簧22释放棘爪2并且压紧弹簧22随操纵杆4或借助操纵杆4旋转远离其与棘爪2的接触点，从而棘爪2的棘爪齿2a现在可在没有压紧弹簧22的反作用力的情况下、即仅通过接合弹簧9的弹力落入驻车锁止器齿轮1的齿隙1a中。

压紧弹簧22在操纵杆4上的支撑可以实现操纵杆4具有两个用于防丢失地固定压紧弹簧22的悬挂凹口的几何设计。这种设计的另一优点在于：这两个悬挂凹口相对于彼此的位置为压紧弹簧22的有效作用在棘爪2上的力提供了很大的设计余地。因此，尽管操纵杆4的旋转角度很小，压紧弹簧22的工作范围仍可在很大的范围内适应具体应用。压紧弹簧22在操纵杆4上的这种预压紧方式还可实现平缓的弹簧特性曲线，其优点是压紧力高且棘爪行程小。

在在此所示实施例中，压紧弹簧22构造为由弹簧丝低成本地制成的、具有两个支腿22b的弯曲弹簧。在此压紧弹簧22的两个支腿基本上平行于棘爪2延伸。压紧弹簧22的弯曲的中间区段22c平行于棘爪销3(或平行于棘爪销纵向轴线3a)延伸并将压紧弹簧22的两个支脚22b彼此连接。在两个支腿22b的与中间区段22c相对置的端部上压紧弹簧22分别具有自由端部22a，其中一个自由端部悬挂在操纵杆4的两个腿中的第一个上并且另一个自由端部悬挂在操纵杆的两个腿中的第二个上。因此，压紧弹簧22包围操纵杆4的两个腿。在这种结构设计中，仅当压紧弹簧22的中间区段22c力锁合地作用在棘爪2上时，压紧弹簧22的作用在棘爪2上的力才防止棘爪2与驻车锁止器齿轮1接触。因此，压紧弹簧22的中间区段22c构成用于棘爪2的止挡。

因此，驻车锁止器基本上通过接合弹簧的弹力接合，而驻车锁止器基本上通过施加在第一活塞11上的致动器10的液压压力克服接合弹簧的弹力脱接，前提是要提供用于控制致动器10所需的液压和电力供应。

如已经指出的，驻车锁止器还包括由附图标记15表示的紧急解锁装置，借助该紧急解锁装置驻车锁止器可在致动器10的液压和/或电气控制故障的情况下机械地从状态P_ein转换到状态P_aus。为此紧急解锁装置15可机械地与操纵杆4作用连接。在在此所示实施例中，紧急解锁装置15包括在外部设置在自动变速器的变速器壳体20上的外杆16和设置在变速器壳体20内部并且与外杆16不可相对旋转地连接的内杆17。内杆17具有支腿17a，当操作紧急解锁装置15时，该支腿机械地直接作用在操纵杆4的支腿4b上，使得操纵杆4围绕其旋转轴线(3a)向设置用于使驻车锁止器脱接的旋转方向旋转。

在在此所示的本发明第一种实施例中重要的还有，致动器10具有用于其第一活塞11的双稳态卡锁装置13，该卡锁装置设置在致动器壳体14内、在此例如居中地设置在第一活塞11内并且例如可由设置在致动器壳体14上的电磁体13a这样电磁地致动，使得当电磁体13a未通电时，卡锁装置13将第一活塞11机械地防轴向运动地要么锁止在配置给驻车锁止器接合状态P_ein的活塞位置中要么锁止在配置给驻车锁止器脱接状态P_aus的活塞位置中。为了松开在第一活塞11的相应活塞位置中的卡锁，必须给电磁体13a通电。

只有具有两个活塞11、12的致动器10的特殊设计才能在操作紧急解锁装置15时通过操纵杆4轴向移动致动器10的第二活塞12，而无需使致动器10的第一活塞11离开其相应于驻车锁止器接合状态P_ein的活塞位置，这将在下面参照驻车锁止器接合和脱接时的功能流程详细说明。

从驻车锁止器接合的状态P_ein开始，根据本发明的致动器10的设计在自动变速器的正常运行中且能向致动器10提供可靠的液压和电力供应的情况下在使驻车锁止器脱接时引起下述功能流程：

在初始状态P_ein中由控制壳体14的周面和第一活塞11的一个端面形成的压力腔14a在控制器端被排气。致动器10的两个活塞11和12位于其靠近电磁体13a的第一端部位置中，如图2所示，第一活塞11由卡锁装置13机械地固定。卡锁装置13的电磁体13a无电流。锁止锥6位于其锁止位置中，在该锁止位置中锁止锥夹紧在导向板8和棘爪2之间。为了能够使驻车锁止器从其切换位置P_ein开始完全脱接，首先给电磁体13a通电，由此卡锁装置13释放先前由其锁止的第一活塞11。大约同时，致动器10的先前无压的压力腔14a被加压，由此第一活塞11通过作用于其的压力克服接合弹簧9的弹力沿轴向在与压力腔相反的方向上移动并且在此带动第二活塞12直至达到预定义的第二端部位置。第二活塞12的轴向运动又通过插入活塞杆12a中的销钉12b和操纵杆4的带动器4a转换为操纵杆4围绕其旋转轴线(3a)在设置用于使驻车锁止器脱接的旋转方向上的旋转运动。操纵杆4的这种旋转运动通过连杆5传递到锁止锥6，从而将锁止锥6机械地拉出其锁止位置，因此棘爪2基于作用于其的力矢量而枢转并且在此使棘爪齿2a从驻车锁止器齿轮1的锁止齿部的齿隙1a中枢转出。驻车锁止器现在处于状态P_aus；所有涉及的部件现在处于图3所示的位置中。在该状态中电磁体13b现在再次被断电，从而卡锁装置13将第一活塞11机械地固定在其背离电磁体13a的第二端部位置中。第一活塞11的这种机械卡锁保护驻车锁止器系统以防驻车锁止器意外接合，这例如在压力水平不足的情况下或在向致动器10压力腔14a的压力供应出现液压故障的情况下是可能的。

从驻车锁止器脱接的状态P_aus开始，根据本发明的致动器10的设计在自动变速器的正常运行中且能向致动器10提供可靠的液压和电力供应的情况下在使驻车锁止器接合时引起下述功能流程：

在初始状态P_aus中作用在第一活塞11上的致动器10的压力腔14a被加压。致动器10的两个活塞11、12都位于其相应的第二端部位置中，如图3所示，第二端部位置背离电磁体13a，第一活塞11通过卡锁装置13机械地固定。卡锁装置13的电磁体13a无电流。为了能够从切换位置P_aus开始使驻车锁止器完全接合，首先给电磁体13a通电，由此卡锁装置13释放先前由由其锁止的第一活塞11。大约同时，致动器10的先前被加压的压力腔14a在控制器端排气，由此第二活塞12通过接合弹簧9的弹力沿轴向向第一活塞11方向移动。第二活塞12的该轴向运动一方面机械地传递至第一活塞11，第一活塞因此沿轴向被推入其靠近电磁体13a的第一端部位置。另一方面，第二活塞12的轴向运动通过插入活塞杆12a中的销钉12b和操纵杆4的带动器4a转换成操纵杆4围绕其旋转轴线(3a)在设置用于使驻车锁止器接合的旋转方向上的旋转运动。操纵杆4的这种旋转运动又通过连杆5传递到锁止锥6并且通过锁止锥6传递到棘爪2，从而随后当棘爪齿2a碰到驻车锁止器齿轮1锁止齿部的齿隙1a上并且不会通过驻车锁止器齿轮1过大的转速被再次压离锁止齿部的外径时，棘爪齿2a啮合到该齿隙1a中并由此固定驻车锁止器齿轮1。驻车锁止器现在处于状态P_ein；所有涉及的部件现在再次处于图2所示的位置中。在该状态P_ein中，电磁体13b现在再次被断电，从而卡锁装置13将第一活塞11机械地固定在其靠近电磁体13a的端部位置中。

在驻车锁止器脱接的状态P_aus中，致动器10的控制故障不会造成问题，因为基于始终存在的第一活塞11的机械卡锁，驻车锁止器不能自动改变其切换位置，即自动变速器不变地保持在驾驶员已知的切换位置P_aus中并且具有自动变速器的机动车能够不变地运动。

如果在驻车锁止器接合的状态P_ein中致动器10的控制出故障，则安装有具有根据本发明的驻车锁止器的自动变速器的机动车的驾驶员可使用紧急解锁装置15，以便在没有致动器的情况下也可使驻车锁止器脱接。在初始状态P_ein中，所涉及的部件处于其如图2所示的相应位置中。紧急解锁装置15的操作引起紧急解锁装置15的彼此不可相对旋转地连接的杆16和17的枢转。在该枢转期间，内杆17的支腿17a压在操纵杆的支腿4b上，使得操纵杆4围绕其旋转轴线(3a)在其设置用于使驻车锁止器脱接的旋转方向上旋转并且在此如在正常运行中那样通过连杆5将锁止锥6拉出其锁止位置并由此使驻车锁止器脱接。由于操纵杆4也通过其带动器4a和销钉12b与致动器10的第二活塞12的活塞杆12a机械连接，因此紧急解锁装置15的操作也使第二活塞12轴向移动至其第二端部位置。而致动器10的第一活塞11仍防轴向运动地机械锁止在其第一端部位置中。驻车锁止器现在处于状态P_aus_not中，在其中驻车锁止器通过紧急解锁装置15的操作“紧急解锁”；所有涉及的部件处于图4所示的位置中。

如果现在停止操作紧急解锁装置15，则紧急解锁装置15的两个不可相对旋转地连接的杆16和17基于在此示例性设置的螺旋扭力弹簧19的复位力枢转回其初始位置，从而随后接合弹簧9的弹力引起驻车锁止器的接合。

操纵杆4在变速器的正常运行期间(即具有全功能的致动器10)的“正常”枢转对紧急解锁装置15的内杆17和外杆16没有任何机械作用。

下面参照图5详细描述紧急解锁装置15的一种示例性支承方案，该紧急解锁装置设置在根据本发明的驻车锁止器的第一种实施例中。图5示出变速器壳体20的设有根据图1至4的紧急解锁装置15的外杆16和内杆17的区域中的示意性局部剖面图。很容易看出，外杆16和内杆17通过销18彼此不可相对旋转地连接，该销穿过变速器壳体20的壳体壁，变速器壳体内腔(其中设置有驻车锁止器齿轮1、棘爪2、操纵杆4、致动器10和内杆17)在图5中位于壳体壁右侧。相应地，具有外杆16的外腔在图5中位于壳体壁左侧。相应的壳体孔以附图标记20a表示。变速器壳体20的该通过位置通过同心地包围销18的密封环21密封。

为了将销18轴向固定在壳体孔20a中，例如设置锁紧环18a，该锁紧环既嵌入销18的相对应外部凹槽中又嵌入壳体孔20a的相对应内部凹槽中并且为此例如构造成卡环的形式。为了将外杆16固定在销18上，例如设置力锁合连接、在此如压紧连接。为了将内杆17固定在销18上，例如在销18的削平部18b上设置形锁合连接，该形锁合连接通过螺钉18c在使用垫圈18d的情况下轴向固定。为了将内杆17和外杆16调节到定义的初始位置中，在其中紧急解锁装置15对操纵杆4的位置没有影响，紧急解锁装置15的螺旋扭力弹簧19以适合于此的方式夹紧在内杆17和变速器壳体20之间，使得螺旋扭力弹簧19如已经提到的在操作紧急解锁装置15之后仍使内杆17和外杆16复位到该初始位置中。

下面参照图6详细描述根据本发明的驻车锁止器的第二种实施例。图6的示意性剖面图再次示出处于切换位置P_ein的驻车锁止器，在其中棘爪2阻止驻车锁止器齿轮1旋转。在比较图6与图2时很容易看出，图6所示的驻车锁止器与图2所示的驻车锁止器仅在致动器10的第二活塞12的结构设计中不同。为了避免重复，因此下面对图6的说明仅限于该区别。

在图6所示的根据本发明的驻车锁止器的第二种实施例中，致动器10的第二活塞12具有凹口12c，操纵杆4的带动器4a接合到该凹口中。为了实现这种接合，控制壳体14具有足够大的凹口14b，该凹口沿径向方向看被带动器4a贯穿。带动器4a的作用在第二活塞12上的外部轮廓的几何形状在第二活塞12的轴向运动期间定义操纵杆围绕其旋转轴线(3a)的旋转运动的速度曲线，第二活塞的运动曲线由压力腔14a中的压力降低预定义。第二活塞12在其背离第一活塞11的端部上具有定心肩部12d，该定心肩部用于使接合弹簧9定心并且因此被接合弹簧9同心地包围。

作为其它结构细节在图6中规定，在致动器壳体14外部设有止挡表面14c，当未操作紧急解锁装置15时，紧急解锁装置15的内杆17的支腿17a可支撑在该止挡表面上。这实现了结构简化的控制壳体。

下面参照图7详细描述根据本发明的驻车锁止器的第三种实施例。图7的示意性剖视图示出处于切换位置P_ein的驻车锁止器，在其中棘爪2阻止驻车锁止器齿轮1旋转。在比较图7与图2时很容易看出，图7中所示的驻车锁止器与图2中所示的驻车锁止器的区别仅在于如何通过紧急解锁装置15的内杆17操作操纵杆4以使驻车锁止器紧急脱接。为了避免重复，因此下面对图7的说明仅限于该区别。

在图7所示的根据本发明的驻车锁止器的第三种实施例中，紧急解锁装置15的内杆17的支腿17a可通过用于操作操纵杆4的致动器10的第二活塞12的活塞杆12a与操纵杆4作用连接。为此活塞杆12a具有特殊接合区段12e，销钉12b在该接合区段的靠近第一活塞11的一侧上插入其中，通过该销钉第二活塞12的轴向运动传递至操纵杆4的带动器4a。这样构造接合区段12e的背离第一活塞11的一侧，使得内杆17的支腿17a伸入接合区段12e中并且在操作紧急解锁装置15时将克服接合弹簧弹力的拉力F施加到活塞杆12a上。在图7中，内杆17处于其初始位置，在其中紧急解锁装置15未被操作。为了使紧急解锁装置15在正常运行中对第二活塞12的轴向运动没有影响，沿轴向在操纵杆4的带动器4a和内杆17的支腿17a之间设有定义的间隙12f。

下面参照图8A至8D详细描述用于根据本发明的驻车锁止器的紧急解锁装置的一种替代实施例。图8A以透视图示出该替代紧急解锁装置，图8B以剖视图示出。图8C示出在手动使驻车锁止器紧急脱接开始时处于切换位置“驻车锁止器接合”的该替代紧急解锁装置的侧视图。最后，图8D示出处于切换位置“驻车锁止器紧急脱接”，即当驻车锁止器已通过手动操作紧急解锁装置脱接时该替代紧急解锁装置的侧视图。

从图8A和8B很容易看出，销钉4c设置在操纵杆4的与紧急解锁装置15配合的支腿4b的侧面，该销钉与支腿4b固定连接并且轴向平行于操纵杆旋转轴线3a延伸。紧急解锁装置15的内杆17在其支腿17a上侧具有弓形轮廓17b，该弓形轮廓在操作紧急解锁装置17时力锁合地作用在销钉4c上，使得在手动使操纵杆4围绕操纵杆旋转轴线3a旋转期间销钉4c沿该轮廓17b滑动，这在图8C和8D中清楚地示出。在使驻车锁止器紧急脱接时的力比在此由杠杆臂比r1/r2得出，其中杠杆臂r1被定义为操纵杆的旋转轴线3a和销钉4c的纵向轴线之间的轴距并且杠杆臂r2被定义为操纵杆旋转轴线3a与紧急解锁装置15的销18的纵向轴线之间的轴距。从逻辑上说，杠杆臂r1是恒定的，而杠杆臂r2在从切换位置P_ein开始操作紧急解锁装置15时在操纵杆直至达到切换位置P_aus_not的旋转运动的过程中减小。

这种结构设计的有益效果在于：在内杆17恒定的操作力下，实际传递到连杆5的力在驻车锁止器紧急脱接过程中增加并且因此补偿了在驻车锁止器脱接过程中产生的反作用力的增加，该反作用力的增加不可避免地由在驻车锁止器脱接过程中在驻车锁止器接合方向上作用在连杆5上的接合弹簧9的压缩引起。这在图8C和8D中通过传递到驻车锁止器致动器(10)的第二活塞(12)上的操作力F1(在驻车锁止器紧急脱接开始时)和F2(在驻车锁止器紧急脱接结束时)示出。

附图标记列表

1 驻车锁止器齿轮

1a 驻车锁止器齿轮的锁止齿部的齿隙

2 棘爪

2a 棘爪的棘爪齿

3 棘爪销

3a 棘爪销纵向轴线；棘爪枢转轴线；操纵杆旋转轴线

4 操纵杆

4a 操纵杆的带动器

4b 操纵杆的支腿

4c 销钉

5 连杆

6 锁止元件；锁止锥

7 弹簧元件

8 导向板

9 接合弹簧、压缩弹簧

10 致动器

11 致动器的第一活塞

12 致动器的第二活塞

12a 第二活塞的活塞杆

12b 销钉

12c 第二活塞中的凹口

12d 第二活塞的定心区段

12e 第二活塞活塞杆的接合区段

12f 第二活塞活塞杆的间隙

13 卡锁装置

13a 卡锁装置的电磁体

14 致动器的控制壳体

14a 控制壳体中的压力腔

14b 控制壳体中的凹口

14c 控制壳体的止挡表面

15 紧急解锁装置

16 紧急解锁装置的外杆

17 紧急解锁装置的内杆

17a 内杆的支腿

17b 内杆的弓形轮廓

18 紧急解锁装置的销

18a 销的锁紧环

18b 销的削平部

18c 销的螺钉

18d 垫圈

19 紧急解锁装置的螺旋扭力弹簧

20 变速器壳体

20a 壳体孔

21 密封环

22 压紧弹簧

22a 压紧弹簧的自由端部

22b 压紧弹簧的支腿

22c 压紧弹簧的中间区段

P_aus 驻车锁止器的脱接状态

P_aus_not 在操作紧急解锁装置之后的驻车锁止器的脱接状态

P_ein 驻车锁止器的接合状态

F 在驻车锁止器紧急脱接时的拉力

F1 在驻车锁止器紧急脱接开始时的操作力

F2 在驻车锁止器紧急脱接结束时的操作力

Claims (14)

1.一种用于机动车自动变速器的驻车锁止器，包括：

-驻车锁止器齿轮(1)，其包括具有齿隙(1a)的锁止齿部并且与变速器轴不可相对旋转地连接；

-棘爪(2)，其可枢转地支承在棘轮销(3)上并且具有棘爪齿(2a)，该棘爪齿在驻车锁止器的接合状态(P_ein)中啮合到驻车锁止器齿轮(1)的锁止齿部的齿隙(1a)中并且由此阻止驻车锁止器齿轮(1)和变速器轴旋转；

-操纵杆(4)，其能围绕操纵杆旋转轴线(3a)旋转，以用于预定驻车锁止器的切换位置(P_ein、P_aus)；

-连杆(5)，其具有逆着驻车锁止器脱接方向弹性支撑的锁止元件(6)，该锁止元件在驻车锁止器接合时促成棘爪(2)的棘爪齿(2a)啮合到驻车锁止器齿轮(1)的锁止齿部的齿隙(1a)中并且在驻车锁止器的接合状态(P_ein)中防止棘爪(2)的棘爪齿(2a)被压出驻车锁止器齿轮(1)的锁止齿部的齿隙(1a)，连杆(5)的背离锁止元件(6)的端部与操纵杆(4)铰接连接；

-接合弹簧(9)，其弹力在驻车锁止器接合方向上作用到操纵杆(4)上；以及

-能被液压操作的致动器(10)，其压力在驻车锁止器脱接方向上作用到操纵杆(4)上，

其特征在于，

设置有紧急解锁装置(15)，该紧急解锁装置能与操纵杆(4)机械地作用连接成，使得驻车锁止器能被手动脱接，

并且致动器(10)包括两个在同一纵向轴线上能轴向移动地设置在致动器壳体(14)中的活塞(11、12)以及一个设置在致动器壳体(14)中的、能由电磁体(13a)致动的卡锁装置(13)，其中

-第一活塞(11)能被液压地加载压力以使驻车锁止器脱接并且在被加压时使第二活塞(12)克服接合弹簧(9)的弹力轴向移动，

-第二活塞(12)与操纵杆(4)机械地连接成，使得第二活塞(12)的轴向运动引起操纵杆(4)围绕操纵杆旋转轴线(3a)的旋转，并且反之亦然，

-当作用在锁定装置(13)上的电磁体(13a)未通电时，卡锁装置(13)将第一活塞(11)机械地固定在配置给驻车锁止器接合状态(P_ein)的活塞位置中或配置给驻车锁止器脱接状态(P_aus)的活塞位置中，并且

-为了释放在相应活塞位置中的卡锁，必须给电磁体(13a)通电，

从而在操作紧急解锁装置(15)的情况下第二活塞(12)能通过操纵杆(4)轴向移动，而第一活塞(11)不离开其卡锁的、相应于驻车锁止器接合状态(P_ein)的活塞位置。

2.根据权利要求1所述的驻车锁止器，其特征在于，所述第一和第二活塞(11、12)沿纵向轴线方向看依次相继设置。

3.根据权利要求1或2所述的驻车锁止器，其特征在于，所述接合弹簧(9)构造为压缩弹簧，其沿轴向夹紧在第二活塞(12)和致动器壳体(14)之间并且沿轴向看完全或部分地同心包围第二活塞(12)的活塞杆(12a)。

4.根据权利要求1、2或3所述的驻车锁止器，其特征在于，所述驻车锁止器包括固定在变速器壳体上的导向装置，该导向装置构造为导向板(8)或导向套筒，锁止装置(6)在驻车锁止器接合和脱接时抵抗棘爪(2)的法向力支撑在该导向装置上。

5.根据权利要求4所述的驻车锁止器，其特征在于，所述导向装置固定在致动器壳体(14)上。

6.根据权利要求4所述的驻车锁止器，其特征在于，所述导向装置是致动器壳体的集成组成部分。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，在操作紧急解锁装置(15)时紧急解锁装置(15)的设置在自动变速器的变速器壳体(20)内的内杆(17)机械地直接作用到操纵杆(4)上。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，在操作紧急解锁装置(15)时紧急解锁装置(15)的设置在自动变速器的变速器壳体(20)内的内杆(17)机械地直接作用到第二活塞(12)的活塞杆(12a)上，使得内杆(17)通过活塞杆(12a)作用到操纵杆(4)上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，所述操纵杆(4)可旋转地支承在棘爪销(3)上，使得棘爪销纵向轴线(3a)、棘爪枢转轴线和操纵杆旋转轴线相同。

10.根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，铰接固定在操纵杆(4)上的连杆(5)在棘爪(2)下方设置成，使得连杆(5)的运动平面基本上平行于棘爪(2)、操纵杆(4)和活塞杆(12a)的运动平面设置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，所述操纵杆(4)具有两个腿，每个腿分别具有一个圆形孔，所述孔彼此同轴地设置并且用于将操纵杆(4)支承在棘爪销(3)上，棘爪(2)支承在两个腿之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁止器，其特征在于，压紧弹簧(22)固定或悬挂在操纵杆(4)上，该压紧弹簧在驻车锁止器的脱接状态(P_aus)中防止棘爪(2)接触驻车锁止器齿轮(1)。

13.根据权利要求12所述的驻车锁止器，其特征在于，所述压紧弹簧(22)的一个力传递区段(22a、22c)仅在操纵杆(4)从其在驻车锁止器接合状态(P_ein)中的位置开始向其在驻车锁止器脱接状态(P_aus)中的位置方向旋转预定义的角度时才与棘爪(2)力锁合地接触，从而只有当压紧弹簧(22)的该力传递区段(22a、22c)力锁合地作用在棘爪(2)上时，压紧弹簧(22)的作用在棘爪(2)上的力才防止棘爪(2)与驻车锁止器齿轮(1)之间的接触。

14.根据权利要求12所述的驻车锁止器，其特征在于，所述压紧弹簧(22)预压紧在操纵杆(4)上，使得当操纵杆(4)处于其在驻车锁止器接合状态(P_ein)中的位置时，压紧弹簧的一个力传递区段(22a、22c)已经与棘爪(2)力锁合地接触，并且随后当操纵杆(4)从其在驻车锁止器接合状态(P_ein)中的位置开始向其在驻车锁止器脱接状态(P_aus)中的位置方向旋转时，压紧弹簧(22)的作用在棘爪(2)上的力增大成，使得可靠防止棘爪(2)与驻车锁止器齿轮(1)之间的接触。

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