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Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 41 27 991 A1 ist bereits eine Parksperrenvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Betätigungszylinder, der zumindest eine Druckkammer aufweist, und mit einer in die Druckkammer mündenden ersten Druckleitung, die zumindest dazu vorgesehen ist, ein Betätigungsfluid zum Erzeugen eines Betätigungsdrucks in die Druckkammer zu leiten, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Parksperrenvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere auch eine flexible Ansteuerung ermöglicht. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Parksperrenvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Betätigungszylinder, der zumindest eine Druckkammer aufweist, und mit einer in die Druckkammer mündenden ersten Druckleitung, die zumindest dazu vorgesehen ist, ein Betätigungsfluid zum Erzeugen eines Betätigungsdrucks in die Druckkammer zu leiten.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Parksperrenvorrichtung wenigstens eine zweite in die Druckkammer mündende Druckleitung aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Ablauf für ein in der Druckkammer vorhandenes Betätigungsfluid bereitzustellen. Dadurch kann insbesondere auf eine komplizierte und betätigungskraftintensive Ventileinheit verzichtet werden und insbesondere eine konstruktiv einfache Parksperrenvorrichtung bereitgestellt werden. Durch Verzicht auf die komplizierte Ventileinheit ist insbesondere auch eine Ansteuerung der Parksperrenvorrichtung vorteilhaft flexibel. Unter einem „Betätigungsfluid” soll dabei insbesondere eine inkompressible Flüssigkeit verstanden werden, die zur Schaltung des Druckzylinders ein Volumen in der Druckkammer einnimmt. Dabei ist das Betätigungsfluid vorzugsweise als ein Öl ausgebildet. Grundsätzlich kann das Betätigungsfluid auch als ein kompressibles Fluid, wie beispielsweise Luft, ausgebildet sein.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Parksperrenvorrichtung eine Rückschlag-Ventileinheit aufweist, die in der ersten Druckleitung angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere vorteilhaft und einfach ein Rückströmen des Betätigungsfluids verhindert werden. Unter einer „Rückschlag-Ventileinheit” soll dabei insbesondere eine Ventileinheit verstanden werden, die einen Durchgang des Betätigungsfluids in eine Strömungsrichtung selbsttätig sperrt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Parksperrenvorrichtung eine Schalt-Ventileinheit aufweist, die in der zweiten Druckleitung angeordnet ist. Dadurch kann der Betätigungsdruck in der Druckkammer besonders einfach reguliert werden. Unter einer „Schalt-Ventileinheit” soll dabei insbesondere eine Ventileinheit verstanden werden, die wenigstens einen Steuereingang aufweist. Der Steuereingang kann insbesondere als eine Druckleitung ausgebildet sein, die einen durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit veränderbaren Steuerdruck aufweist, oder als ein elektrischer Schalteingang, der direkt durch die Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert werden kann. Vorzugsweise umfasst die Schalt-Ventileinheit einen Aktuator, mittels dessen verschiedene Schaltstellungen der Schalt-Ventileinheit geschaltet werden können. Der Aktuator kann dabei als ein elektro-magnetischer Aktuator, ein hydraulischer Aktuator, ein pneumatischer Aktuator oder ein anderer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Aktuator ausgebildet sein.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Rückschlag-Ventileinheit als Kugelsitzventil ausgebildet ist. Dadurch kann die Rückschlag-Ventileinheit vorteilhaft leckagefrei ausgebildet sein. Grundsätzlich kann die Rückschlag-Ventileinheit auch als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende leckagefreie Ventileinheit ausgebildet sein.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schalt-Ventileinheit als Kugelsitzventil ausgebildet ist. Dadurch kann die Schalt-Ventileinheit vorteilhaft leckagefrei ausgebildet sein. Grundsätzlich kann die Schalt-Ventileinheit auch als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende leckagefreie Ventileinheit ausgebildet sein.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung. Die Parksperrenvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten automatisierten Getriebevorrichtung mit einer Parksperre. Die Getriebevorrichtung ist dabei Teil eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Parksperre ist dazu vorgesehen, einen nicht näher dargestellten Zahnradsatz der Getriebevorrichtung oder eine nicht näher dargestellte Welle der Getriebevorrichtung zu verblocken. Zur Verriegelung der Parksperre umfasst die Parksperrenvorrichtung eine nicht näher dargestellte Verriegelungsvorrichtung 16. Die Verriegelungsvorrichtung 16 ist elektrisch betätigbar.
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Die Parksperrenvorrichtung umfasst eine Betätigungsstange 17, die zur Schaltung der Parksperre zwei Schaltstellungen aufweist. Die Betätigungsstange 17 ist entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung 18 in zwei einander entgegengesetzte Schaltrichtungen axial verschiebbar. Die Betätigungsstange 17 umfasst zwei Ausnehmungen 19, 20, die den beiden Schaltstellungen zugeordnet sind. Die Ausnehmung 19 ist dabei einem ersten Schaltzustand zugeordnet. In der ersten Schaltstellung ist die Parksperre eingelegt. Die Ausnehmung 20 ist einer zweiten Schaltstellung zugeordnet. In der zweiten Schaltstellung ist die Parksperre ausgelegt. Die Verriegelungsvorrichtung 16 greift in einem eingelegten Zustand der Parksperre in die Ausnehmung 19 ein. In einem ausgelegten Zustand der Parksperre greift die Verriegelungsvorrichtung 16 in die Ausnehmung 20 ein. Durch Eingreifen der Verriegelungsvorrichtung 16 in die Ausnehmungen 19, 20 ist die Betätigungsstange 17 verriegelt und kann axial nicht verschoben werden. Grundsätzlich kann auf die Verriegelungsvorrichtung 16 und/oder die Ausnehmungen 19, 20 zur Verriegelung der Betätigungsstange 17 verzichtet werden.
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Zur Schaltung der Betätigungsstange 17 umfasst die Parksperrenvorrichtung einen Betätigungszylinder 10. Der Betätigungszylinder 10 weist eine Druckkammer 11 und ein in der Druckkammer 11 axial verschiebbar angeordnetes Kolbenelement 21 auf. Das Kolbenelement 21 ist fest mit der Betätigungsstange 17 verbunden. Das Kolbenelement 21 und die Betätigungsstange 17 sind einstückig miteinander ausgeführt. Das Kolbenelement 21 begrenzt die Druckkammer 11 im Inneren des Betätigungszylinders 10. Das Kolbenelement 21 weist eine Druckfläche 22 auf, die einen in der Druckkammer 11 herrschenden Betätigungsdruck in eine Betätigungskraft auf das Kolbenelement 21 und somit auf die Betätigungsstange 17 umwandelt. Der Betätigungszylinder 10 weist weiter ein Federelement 23 auf. Das Federelement 23 ist in dem Betätigungszylinder 10 wirkungsmäßig zwischen einem Gehäuse des Betätigungszylinders 10 und dem Kolbenelement 21 angeordnet. Das Federelement 23 erzeugt eine Federkraft, die der durch den Betätigungsdruck in der Druckkammer 11 erzeugbaren Betätigungskraft entgegenwirkt.
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Die Parksperrenvorrichtung umfasst eine erste Druckleitung 12, die in die Druckkammer 11 mündet. Die erste Druckleitung 12 leitet ein Betätigungsfluid zur Erzeugung des Betätigungsdrucks in die Druckkammer 11. Zur Versorgung des Betätigungszylinders 10 mit dem Betätigungsfluid weist die Parksperrenvorrichtung eine in der ersten Druckleitung 12 angeordnete Schalt-Ventileinheit 24 auf. Die Schalt-Ventileinheit 24 weist einen Druckeingang 25 und einen Druckausgang 26 auf. An dem Druckeingang 25 liegt ständig das Betätigungsfluid mit einem von einer nicht näher dargestellten Betriebspumpe erzeugten Arbeitsdruck an. Die Schalt-Ventileinheit 24 weist zwei Schaltstellungen auf. In einer ersten Schaltstellung ist die Schalt-Ventileinheit 24 gesperrt. In einer zweiten Schaltstellung ist die Schalt-Ventileinheit 24 geöffnet und das Betätigungsfluid kann durch die Schalt-Ventileinheit 24 strömen. Die Schalt-Ventileinheit 24 ist als eine normally-closed Ventileinheit ausgebildet, die in einem unbetätigten Zustand gesperrt ist.
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Zur Schaltung weist die Schalt-Ventileinheit 24 eine Federeinheit 27 und ein Hydrauliksystem 28 auf. Das Hydrauliksystem 28 umfasst ein Steuer-Ventil 32, das einen Steuerdruck für die Schalt-Ventileinheit 24 einstellt. Das Steuer-Ventil 32 ist als ein normally-closed-Ventil ausgebildet. Das Steuer-Ventil 32 ist mittels einer nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinheit steuerbar. In einem unbestromten Zustand ist das Steuer-Ventil 32 geschlossen. In einem bestromten Zustand ist das Steuer-Ventil 32 geöffnet. Die Schalt-Ventileinheit 24 weist einen Steuereingang 33, der mit dem Steuer-Ventil 32 verbunden ist, auf. Der von dem Steuer-Ventil 32 eingestellte Steuerdruck liegt an einem dem Steuereingang 33 zugeordneten Betätigungsvolumen der Schalt-Ventileinheit 24 an. Die Federeinheit 27 erzeugt eine Federkraft, die parallel zu einer mittels des Betätigungsvolumens erzeugbaren Schaltkraft wirkt.
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Weiter umfasst die Schalt-Ventileinheit 24 einen Druckeingang 34, dem ein Betätigungsvolumen zugeordnet ist, dessen Betätigungskraft der Federkraft der Federeinheit 27 entgegenwirkt. Der Druckeingang 34 ist direkt mit einem Versorgungsdrucksystem verbunden, aus dem ein Versorgungsdruck für das Steuer-Ventil 32 abgeleitet wird. In einem Betriebszustand, in dem das Steuer-Ventil 32 geschlossen ist, schaltet die Schalt-Ventileinheit 24 durch den an dem Druckeingang anliegenden Versorgungsdruck in die geöffnete Stellung. Ist das Versorgungsdrucksystem drucklos oder das Steuer-Ventil 32 geöffnet, heben sich die Betätigungskraft, die durch die Betätigungsvolumen bereitgestellt wird, auf, und die Federeinheit 27 schließt die Schalt-Ventileinheit 24. Der Versorgungsdruck beträgt dabei ca. 5 bar und ist mittels einer nicht näher dargestellten Drosseleinheit aus dem Arbeitsdruck abgeleitet.
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Zur Verhinderung eines Rückströmens des Betätigungsfluids aus der Druckkammer 11 weist die Parksperrenvorrichtung eine Rückschlag-Ventileinheit 14 auf, die in der ersten Druckleitung 12 angebracht ist. Die Rückschlag-Ventileinheit 14 ist in der ersten Druckleitung 12 zwischen der Schalt-Ventileinheit 24 und dem Betätigungszylinder 10 angeordnet. Die Rückschlag-Ventileinheit 14 ist als ein federbelastetes Kugelsitzventil ausgebildet. Die Rückschlag-Ventileinheit 14 verhindert ein Strömen des Betätigungsfluids von der Druckkammer 11 in Richtung der Schalt-Ventileinheit 24.
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Zur Überwachung des Betätigungsdrucks in der Druckkammer 11 umfasst die Parksperrenvorrichtung eine Drucksensoreinheit 31. Die Drucksensoreinheit 31 ist in der ersten Druckleitung 12 zwischen der Rückschlag-Ventileinheit 14 und der Druckkammer 11 angeordnet. Grundsätzlich kann auf die Drucksensoreinheit 31 zur Überwachung des Betätigungsdrucks in der Druckkammer 11 auch verzichtet werden.
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Um einen Ablauf für das in der Druckkammer 11 vorhandene Betätigungsfluid bereitzustellen, umfasst die Parksperrenvorrichtung eine zweite, in die Druckkammer 11 mündende Druckleitung 13. Die zweite Druckleitung 13 verbindet die Druckkammer 11 des Betätigungszylinders 10 mit einem nicht näher dargestellten Reservoir für das Betätigungsfluid. Zur Steuerung des Abfließens des Betätigungsfluids durch die zweite Druckleitung 13 weist die Parksperrenvorrichtung eine Schalt-Ventileinheit 15 auf. Die Schalt-Ventileinheit 15 weist zwei Schaltstellungen auf. In einer ersten Schaltstellung ist die Schalt-Ventileinheit 15 geöffnet. Das Betätigungsfluid kann in der ersten Schaltstellung von der Druckkammer 11 in das Reservoir abfließen. In einer zweiten Schaltstellung ist die Schalt-Ventileinheit 14 gesperrt und das Betätigungsfluid kann nicht in das Reservoir abfließen. Ein Betätigungsdruck in der Druckkammer 11 wird in der zweiten Schaltstellung zumindest gehalten. Die Schalt-Ventileinheit 15 ist als eine normally-opened Ventileinheit ausgebildet, die in einem unbetätigten Zustand geöffnet ist.
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Zur Schaltung der beiden Schaltstellungen weist die Schalt-Ventileinheit 15 eine Federeinheit 29 und eine elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 auf. Die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 ist mittels der Steuer- und Regeleinheit gesteuert. Die Federeinheit 29 ist so angeordnet, dass sie eine Federkraft erzeugt, die einer Aktuatorkraft, die die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 in einem bestromten Zustand erzeugt, entgegenwirkt. Die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 umfasst eine nicht näher dargestellte Spule und einen, aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Anker. Der Anker ist als axial verschiebbar ausgebildet und ist mit der Schalt-Ventileinheit 24 verbunden. In einem bestromten Zustand erzeugt die Spule der Aktuatoreinheit 30 ein Magnetfeld. Der Anker wird von dem erzeugten Magnetfeld abgestoßen. Dadurch wird mittels des Magnetfelds eine Aktuatorkraft erzeugt.
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In der ersten Schaltstellung ist die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 unbestromt und erzeugt die Aktuatorkraft. Die Federeinheit 29 drückt die Schalt-Ventileinheit 15 in die erste Schaltstellung, in der die Schalt-Ventileinheit 15 geöffnet ist. In der zweiten Schaltstellung ist die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 bestromt und erzeugt eine Aktuatorkraft, die der Federkraft entgegenwirkt. Die Schalt-Ventileinheit 15 ist von der Aktuatoreinheit 30 in die zweite Schaltstellung gedrückt. Die Schalt-Ventileinheit 15 ist damit gesperrt und das Betätigungsfluid wird an einem Abfließen in das Reservoir gehindert.
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Bei eingelegter Parksperre befindet sich die Betätigungsstange 17 in einer ersten Schaltstellung. Die Verriegelungsvorrichtung 16 greift in die Ausnehmung 19 ein und verriegelt die Parksperre. Die Aktuatoreinheit 30 der Schalt-Ventileinheit 15 ist unbestromt, wodurch die Schalt-Ventileinheit 15 geöffnet ist. Das Hydrauliksystem 28 der Schalt-Ventileinheit 24 ist unbestromt und die Schalt-Ventileinheit 24 ist dadurch gesperrt. Durch die gesperrte Schalt-Ventileinheit 24 und die geöffnete Schalt-Ventileinheit 15 ist die Druckkammer 11 drucklos. Das Federelement 23 drückt die Betätigungsstange 17 in die erste Schaltstellung.
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Zum Auslegen der Parksperre wird zunächst die Verriegelungsvorrichtung 16 entriegelt. Die Aktuatoreinheit 30 der Schalt-Ventileinheit 15 wird bestromt, wodurch sich die Schalt-Ventileinheit 15 in die zweite Schaltstellung verschiebt. Die Schalt-Ventileinheit 15 ist gesperrt und es kann kein Betätigungsfluid in das Reservoir abfließen. Das Hydrauliksystem 28 der Schalt-Ventileinheit 24 wird bestromt, wodurch die Schalt-Ventileinheit 24 geöffnet ist. Ein Betätigungsfluid strömt durch die Schaltventileinheit 24 und die Rückschlag-Ventileinheit 14 in die Druckkammer 11. Da das Betätigungsfluid wegen der gesperrten Schalt-Ventileinheit 15 nicht in das Reservoir abfließen kann, sammelt sich das Betätigungsfluid in der Druckkammer 11 und baut dort einen Betätigungsdruck auf. Durch den Betätigungsdruck staucht das Kolbenelement 21 das Federelement 23. Die Betätigungsstange 17 verschiebt sich in Richtung der zweiten Schaltstellung. In der zweiten Schaltstellung rastet die Verriegelungsvorrichtung 16 in die Ausnehmung 20 ein. Die Parksperre ist ausgelegt und die Verriegelungsvorrichtung 16 verriegelt.
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Das Einlegen der Parksperre erfolgt genau umgekehrt. Zunächst wird die Verriegelungsvorrichtung 16 entriegelt. Die Schalt-Ventileinheit 15 wird geöffnet und die Schalt-Ventileinheit 24 gesperrt. Dadurch fließt das Betätigungsfluid aus der Druckkammer 11 ab, während kein Betätigungsfluid in die Druckkammer 11 nachfließen kann. Ein Betätigungsdruck in der Druckkammer 11 wird abgebaut. Das Federelement 23 drückt die Betätigungsstange 17 in die erste Schaltstellung, wodurch die Parksperre eingelegt ist und die Verriegelungsvorrichtung 16 in die Ausnehmung 19 eingreift. Die Verriegelungsvorrichtung 16 wird dann wieder verriegelt.
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In einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs steuert die Steuer- und Regeleinheit die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 an und schließt damit die Schalt-Ventileinheit 15. Das Steuer-Ventil 32 ist von der Steuer- und Regeleinheit unbestromt, wodurch die Schalt-Ventileinheit 24 geöffnet ist. Dadurch ist die Parksperre in einen Fahrbetrieb ausgelegt. Die ausgelegte Parksperre wird nach einem Motorstart hydraulisch mittels des Betätigungszylinders 10 gehalten.
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Befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Schubbetrieb, während ein Motor des Kraftfahrzeugs außer Betrieb ist, beispielsweise in einer Waschstraße, steuert die Steuer- und Regeleinheit die elektro-magnetische Aktuatoreinheit 30 weiter an und die Schalt-Ventileinheit 15 bleibt weiter geschlossen. Das Steuer-Ventil 32 ist von der Steuer- und Regeleinheit weiter unbestromt, wodurch die Schaltventileinheit 24 geöffnet ist. Das Betätigungsfluid bleibt in der Druckkammer 11 und ein Betätigungsdruck wird gehalten. Die Parksperre ist weiterhin ausgelegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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