DE102011086238A1 - Parking lock for motor vehicles, has actuating unit having actuator applied on locking ratchet via rolling-element in which roller bearing is formed - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Getriebeautomaten oder ein Fahrzeug mit Elektroantrieb.The invention relates to a parking brake for a motor vehicle, in particular for a gearbox or a vehicle with electric drive.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Parksperren werden in Getrieben von Kraftfahrzeugen zur Sicherung des Fahrzeugs gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen genutzt. Insbesondere wenn in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nicht-mechanische Komponenten verbaut werden wie bei Automatikgetrieben mit hydrodynamischen Drehmomentwandlern, sichern Parksperren die Fahrzeugposition im Falle eines Fahrzeugstillstands oder bei abgestelltem Motor. Dazu kann die Parksperre durch den Fahrer oder indirekt über elektrische Hilfsmittel aktiviert werden. Sie blockiert dann in der Regel formschlüssig die Getriebeausgangswelle.Parking locks are used in transmissions of motor vehicles to secure the vehicle against unintentional rolling away. In particular, if non-mechanical components are installed in a drive train of a motor vehicle, as in automatic transmissions with hydrodynamic torque converters, parking locks secure the vehicle position in the event of a vehicle standstill or when the engine is stopped. For this purpose, the parking brake can be activated by the driver or indirectly via electrical aids. As a rule, it then positively blocks the transmission output shaft.
In der gattungsgemäßen
Die Betätigung der Sperrklinke erfolgt durch eine linear verschiebliche Betätigungseinheit, die als ein Schlitten eine rahmenartige Form aufweist, wobei ein Wählhebel an längs verlaufenden Seitenwänden des rahmenartigen Gestänges angreift. Die Betätigungseinheit weist zwei gemeinsam gelagerte Rollen auf, über die sie auf die Sperrklinke einwirkt.The actuation of the pawl is effected by a linearly displaceable actuating unit, which has a frame-like shape as a carriage, wherein a selector lever acts on longitudinal side walls of the frame-like linkage. The operating unit has two rollers mounted together, via which it acts on the pawl.
Die Sperrklinke muss andererseits das Parksperrenrad auch bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten bis zu etwa 5 km/h sowie auf unebener Strecke mit bis zu 30° Gefälle sicher halten sowie ein- und ausrasten können. Beim Ein- und Auslegen der parksperre treten in Abhängigkeit des Fahrzeuggewichts Kräfte bis in den zweistelligen kN-Bereich auf.On the other hand, the pawl must be able to securely hold the parking lock wheel at a vehicle speed of up to approximately 5 km / h and on uneven roads with a gradient of up to 30 ° and to engage and disengage it. When loading and unloading the parking lock, forces occur as a function of the vehicle weight up to the double-digit kN range.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die durch das Betätigungselement der Parksperre aufzubringenden Betätigungskräfte zu reduzieren.The object of the invention is therefore to reduce the applied by the actuator of the parking brake actuating forces.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Parksperre gemäß den Ansprüchen 1 und 10. Der Erfindung liegt dabei die Beobachtung zugrunde, dass die Maximalkräfte, die die Auslegung des Systems Parksperre bestimmen, stark durch die vorliegenden Reibungsverhältnisse bestimmt sind. Im Vergleich zu einfachen Voll- oder Hohlzylindern, die gegen Rampen bewegt werden oder gar einer Ziehkeilanordnung setzt erfindungsgemäße Beaufschlagung der Sperrklinke durch ein Wälzlager die durch die Betätigungseinheit aufzubringenden Kräfte für die Betätigung der Sperrklinke erheblich herab. Vor allem die beim Wechsel der Sperrklinkenstellung initial aufzubringenden Kräfte werden deutlich vermindert, da durch den Einsatz eines Wälzlagers kein Stickslip-Effekt auftritt. Die erforderlichen Kräfte können bis auf ca. 100 N und damit um mehrere Größenordnungen sinken.The object is achieved by a parking brake according to
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Wälzlager als ein Nadellager ausgebildet. Nadellager weisen eine besonders hohe radiale Tragzahl auf, so dass das Nadellager verhältnismäßig klein bauen kann und eine Bauraum- und Gewichtsoptimierung der Parksperre ermöglicht. Prinzipiell denkbar sind aber beispielsweise auch Ausbildungen der Wälzkörper als Kugeln, Zylinder oder als Kugelrollen. Kugelrollen ermöglichen eine besonders gute Lagerfüllung.In one embodiment of the invention, the rolling bearing is designed as a needle bearing. Needle roller bearings have a particularly high radial load rating, so that the needle roller bearing can build relatively small and allows space and weight optimization of the parking brake. In principle, however, are also conceivable embodiments of the rolling elements as balls, cylinders or ball rolls. Ball rollers allow a particularly good storage filling.
Das Wälzlager kann käfiggeführt sein. Um die großen Betätigungskräfte sicher übertragen zu können ist bevorzugt vorgesehen, dass das Wälzlager vollrollig ist. Da in dieser Anwendung keine hohen Drehzahlen auftreten, können so mehr Wälzkörper pro Lager eingesetzt werden, was die Belastbarkeit erhöht.The rolling bearing can be cage-guided. In order to safely transfer the large actuating forces is preferably provided that the rolling bearing is full. Since no high speeds occur in this application, so more rolling elements per bearing can be used, which increases the load capacity.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Außenring des Wälzlagers massiv ausgebildet. Er weist damit eine Wandstärke in der Größenordnung des Wälzkörperdurchmessers auf. Besonders vorteilhaft ist seine Wandstärke größer als die des Innenrings, die wiederum größer als der Wälzkörperdurchmesser ist. Das Lager ist auf die einwirkenden Kräfte damit optimal angepasst.In a further embodiment, the outer ring of the rolling bearing is solid. He thus has a wall thickness in the order of the Wälzkörperdurchmessers. Particularly advantageously, its wall thickness is greater than that of the inner ring, which in turn is greater than the Wälzkörperdurchmesser. The bearing is optimally adapted to the forces acting on it.
In einer Weiterbildung sind zwei Wälzlager als Rollelemente vorgesehen, deren Außenringe aneinander abwälzen. Die beiden Wälzlager sind dann bevorzugt über eine ihre Innenringe fixierende Käfighalterung verbunden.In a further development, two roller bearings are provided as rolling elements whose outer rings roll against each other. The two rolling bearings are then preferably connected via a cage holder fixing their inner rings.
Die Erfindung wird auch gelöst durch eine Parksperre gemäß Anspruch 10. Die Betätigungskräfte hängen ebenfalls stark von eventuell auftretenden Kippmomenten ab. Durch die nicht-lineare Anordnung mindestens dreier Rollelemente, die untereinander geführt sind, wird sichergestellt, dass die erforderlichen Maximalkräfte für die Betätigung der Parksperre geringer ausfallen und die gesamte Parksperre einschließlich eines Aktuators schwächer dimensioniert werden können. Die Rollelemente werden vorzugsweise durch einen Käfig untereinander verbunden, der die relative Position der Rollelemente untereinander sichert. Stützt sich die gesamte Einheit an dem Getriebegehäuse ab, stellt eine derartige Anordnung einen wirksamen Verkippungsschutz bereit.The invention is also achieved by a parking brake according to claim 10. The actuating forces also depend heavily on any overturning moments occurring. The non-linear arrangement of at least three rolling elements, which are guided among each other, ensures that the required maximum forces for the actuation of the parking lock fail lower and the entire parking brake including an actuator can be dimensioned weaker. The rolling elements are preferably interconnected by a cage which secures the relative position of the rolling elements to each other. If the entire unit is supported on the transmission housing, such an arrangement provides effective tilt protection.
Für die Rollelemente ist in einer Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass alle denselben Durchmesser aufweisen. Alternativ ist vorgesehen, dass die Rollelemente unterschiedliche Durchmesser aufweisen und der auf sie wirkenden Belastung angepasst sind.For the rolling elements is provided in an embodiment of the invention that all have the same diameter. Alternatively, it is provided that the rolling elements have different diameters and the load acting on them are adjusted.
Besonders vorteilhaft ist es, die Lösungen nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 1 bis 9 zu kombinieren. Zwar sind auch Varianten von erfindungsgemäßen Parksperren mit Rollelementen vorgesehen, von denen nur eines oder einige als Wälzlager und andere als einfache Zylinder ausgebildet sind, bevorzugt sind aber alle Rollelemente als Wälzlager ausgebildet.It is particularly advantageous to combine the solutions according to claim 10 and one of
In Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberfläche der Sperrklinke geschliffen ist, um den Reibungswiderstand weiter herabzusetzen.In embodiments of the invention it is provided that the surface of the pawl is ground to further reduce the frictional resistance.
Die Schmierung der Wälzkörper kann durch Laufen in einem Ölsumpf sichergestellt sein. Alternativ sind sie beölt oder befettet. In besonderen Anwendungen sind auch Festschmierstoffe auf den Laufbahnen denkbar.The lubrication of the rolling elements can be ensured by running in an oil sump. Alternatively, they are oiled or greasy. In special applications, solid lubricants on the raceways are also conceivable.
Schließlich ist als weitere Maßnahme zur Reibungsreduzierung vorgesehen, dass die Sperrklinke wälzgelagert ist.Finally, it is provided as a further measure to reduce friction that the pawl is roller-mounted.
Durch Einsatz von Wälzlagern in der Parksperre wird eine kompaktere und leichtere Bauweise der Parksperre geschaffen. Bei gleicher oder höherer Festigkeit senken die Wälzlager die benötigten Betätigungskräfte und ermöglichen die Verwendung schwächer dimensionierter Aktuatoren. Die Erfindung lässt sich aber auch bei stationär zu sichernden Getrieben, in größeren Industriemaschinen. zur Arretierung von Zahnrädern, in Ratschenfreiläufen oder Rücklaufsperren einsetzen.By using rolling bearings in the parking brake a more compact and lighter construction of the parking brake is created. At the same or higher strength, the bearings reduce the required actuating forces and allow the use of smaller dimensioned actuators. However, the invention can also be used for stationary gearboxes to be secured in larger industrial machines. To lock gears, use in ratchet freewheels or backstops.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die
Fast alle Bauteile der Parksperre
Die grundsätzliche Funktionsweise der Parksperre
In
In den Varianten der
Gemäß
In allen Varianten der
Dadurch dass die Betätigungsstange
Die Betätigungsstange
Dargestellt ist in den
Zur Herabsetzung der erforderlichen Aktuatorkraft wirkt die Betätigungseinheit
In der Ausführung nach
Die Betätigungseinheit
Aufgrund der durch die Wälzlager
Die
In dem entriegelten Zustand der Parksperre
In dem ungünstigen Fall, dass beim Einlegen der Parksperre
Das Rückseitenprofil
Am Hebelansatz
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Parksperreparking lock
- 22
- Aktuatoractuator
- 33
- Sperrklinkepawl
- 44
- Zwischenelementintermediate element
- 55
- Betätigungseinheitoperating unit
- 66
- Federelementspring element
- 77
- Gehäuseplattehousing plate
- 88th
- Parksperrenradparking gear
- 99
- (nicht belegt)(not occupied)
- 1010
- (nicht belegt)(not occupied)
- 1111
- ParksperrengehäuseParking lock housing
- 1212
- Radial-Linear-WälzlagerRadial Linear rolling bearings
- 1313
- Linearwälzlagerlinear bearings
- 1414
- SicherungsarretierungSicherungsarretierung
- 1515
- Kerbescore
- 1616
- VorderseitenkonturFront contour
- 1717
- RückseitenprofilBack curve
- 1818
- Einkerbungnotch
- 1919
- Hebelansatzlever approach
- 2020
- (nicht belegt)(not occupied)
- 2121
- Anbindungconnection
- 2222
- Hohlwellen-ElektromotorHollow shaft electric motor
- 2323
- Hauptachsemain axis
- 2424
- Haltemittelholding means
- 2525
- SchlingbandbremseSchlingbandbremse
- 2626
- Freilauffreewheel
- 2727
- SchaltarretierungGearshift
- 2828
- Rastkugeldetent ball
- 2929
- Rastkonturcatch contour
- 3030
- (nicht belegt)(not occupied)
- 3131
- Klinkenzahnratchet tooth
- 3232
- Drehpunktpivot point
- 3333
- RückstellarretierungRückstellarretierung
- 3434
- Hebelarmlever arm
- 3535
- drehpunktentferntes Endepivot remote end
- 3636
- Betätigungskonturactuating contour
- 3737
- ZentralbereichCentral area
- 3838
- Lageraugebearing eye
- 3939
- Einschnürungconstriction
- 4040
- (nicht belegt)(not occupied)
- 4141
- Wälzlagerroller bearing
- 4242
- Bolzenbolt
- 4343
- KäfigCage
- 4444
- Außenringouter ring
- 4545
- Stirnplattefaceplate
- 4646
- Wälzkörperrolling elements
- 4747
- Innenringinner ring
- 4848
- Berührungsflächencontact surfaces
- 4949
- Spaltgap
- 5050
- (nicht belegt)(not occupied)
- 5151
- Kraftrichtungdirection of force
- 5252
- Betätigungsstangeactuating rod
- 5353
- Gewindethread
- 5454
- Gegengewindemating thread
- 5555
- Riemenbelt
- 5656
- Zahnradgetriebegear transmission
- 5757
- Verzahnunggearing
- 5858
- MotorabtriebszahnradMotor driven gear
- 5959
- RadialmantelflächeRadial lateral surface
- 6060
- Hohlrohrhollow tube
- 6161
- Sacklochblind
- 6262
- Federendespring end
- 6363
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 6464
- Ringabsatzannular shoulder
- 6565
- Betätigungsstiftactuating pin
- 6666
- Kopfhead
- 6767
- kopfabgewandtes Endehead turned away
- 6868
- Scheibedisc
- 6969
- Magnetmagnet
- 7070
- (nicht belegt)(not occupied)
- 7171
- FreistanzungFree punch
- 7272
- Querwandpartition
- 7373
- Randedge
- 7474
- StanzausnehmungStanzausnehmung
- 7575
- Sensorsensor
- 7676
- Sensorgehäusesensor housing
- 7777
- Anschlussconnection
- 7878
- getriebezugewandte Seitegear-facing side
- 7979
- getriebeabgewandte Seitegearbox remote side
- 8080
- (nicht belegt)(not occupied)
- 8181
- Zahnlückegap
- 8282
- Sperrverzahnunglocking teeth
- 8383
- Fensterwindow
- 8484
- Getriebetransmission
- 8585
- Getriebegehäusegearbox
- 8686
- Haltewandretaining wall
- 8787
- ParksperrenradzahnParksperrenradzahn
- 8888
- Bohrungdrilling
- 8989
- Abflachungflattening
- 9090
- Rollelementrolling element
- 9191
- Ramperamp
- 9292
- Funktionsflächefunctional surface
- gG
- Hebelgeradelever straight
- r1 r 1
- Innenradiusinner radius
- r2 r 2
- Außenradiusouter radius
- FT F T
- Tangentialkrafttangential
- FR F R
- Radialkraftradial force
- FR1 F R1
- TeilradialkraftPart radial force
- FR2 F R2
- TeilradialkraftPart radial force
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102005018899 A1 [0054] DE 102005018899 A1 [0054]
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ID=46144831
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 |
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
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