DE102015116654B4

DE102015116654B4 - Parksperreneinheit

Info

Publication number: DE102015116654B4
Application number: DE102015116654.2A
Authority: DE
Inventors: Horst Gutscher; Steffen Bilger; Ulrich Leicht
Original assignee: Hugo Benzing GmbH and Co KG
Current assignee: Hugo Benzing GmbH and Co KG
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2035-10-02
Also published as: DE102015116654A1

Abstract

Parksperreneinheit mit einem Gehäuse (10) und einem darin in seiner Längsrichtung verschieblich gelagerten Kolben (11), der über einen Betätigungsmechanismus einerseits in eine einen Sperrzustand bewirkende Parkstellung und andererseits in eine den Sperrzustand aufhebende Freigabestellung verschiebbar ist, wobei zum Erfassen der Parkstellung und/oder der Freigabestellung eine Sensoreinrichtung (2) mit einem dem Kolben (11) zugeordneten Sensorelement (20) vorhanden ist, welches an einer Trägereinheit (21) befestigt ist und relativ zu dem Kolben (11) axial unverschieblich und mit diesem achsparallel verschiebbar ist,dadurch gekennzeichnet,dass der Kolben (11) zusätzlich drehbar in dem Gehäuse (10) gelagert ist, wobei das Sensorelement (20) relativ zu dem Kolben (11) in Umfangsrichtung nach Maßgabe eines Drehwinkels des Kolbens (11) in dem Gehäuse verstellbar ist,dass die Trägereinheit (21) einerseits relativ zu dem Kolben (11) drehbar an diesem und andererseits verschiebbar an einem an sie angepassten Führungsabschnitt (100) des Gehäuses (10) oder einer dieses ortsfest aufnehmenden Einbaustruktur gelagert ist,dass die Trägereinheit (21) mittels eines Ringabschnitts (210) an dem Kolben (11) und mittels eines verschieblichen Halteabschnitts (211) in dem Führungsabschnitt (100) gelagert ist unddass die Trägereinheit (21) mittels mindestens eines Sicherungsrings (212) an dem Kolben (11) axial unverschieblich gehalten ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parksperreneinheit mit einem Gehäuse und einem darin in seiner Längsrichtung verschieblich gelagerten Kolben, der über einen Betätigungsmechanismus einerseits in eine einen Sperrzustand bewirkende Parkstellung und andererseits in eine den Sperrzustand aufhebende Freigabestellung verschiebbar ist, wobei zum Erfassen der Parkstellung und/oder der Freigabestellung eine Sensoreinrichtung mit einem dem Kolben zugeordneten Sensorelement vorhanden ist, welches an einer Trägereinheit befestigt ist und relativ zu dem Kolben axial unverschieblich und mit diesem achsparallel verschiebbar ist.
Eine Parksperreneinheit dieser Art ist in der DE 10 2015 002 428 A1 angegeben. Hierbei wird die axiale Verschiebeposition eines in einem Gehäuse gelagerten Kolbens, der zusammen mit einem Betätigungsmechanismus den Sperrzustand in der Parkstellung einerseits und die Aufhebung des Sperrzustands in der Freigabestellung andererseits bewirkt, mittels einer Sensoreinrichtung erfasst. Beispielsweise enthält die Sensoreinrichtung ein an dem Kolben befestigtes Sensorelement in Form eines Magneten und eine in der Umgebung des Magneten ortsfest im Getriebebereich angeordnete Erfassungseinheit, um die Verschiebeposition des Kolbens festzustellen. Die Parksperreneinheit weist eine Rastiereinheit für die Kolbenverschiebung auf und der Kolben ist mit Betätigungsabschnitten, wie zum Beispiel Rastierflächen versehen, die für eine zuverlässige Funktion auf lange Sicht möglichst genau mit weiteren Betätigungselementen zusammenarbeiten müssen.
Eine weitere Parksperreneinheit ist bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe, beispielsweise auch bei einem Doppelkupplungsgetriebe, vorgesehen und bewirkt im Zusammenspiel mit weiteren Mechanismen das Einführen eines Sperrelements in ein Parksperrenrad, wie zum Beispiel die DE 697 07 779 T2 oder die DE 10 2010 028 281 A1 zeigen.
In der DE 10 2008 014 506 A1 ist ein Zylinder mit einem in einem Zylindergehäuse laufenden Kolben offenbart, der an einer Zylinderstange befestigt und um eine Zylinderachse drehbar ist, wobei ein Positionssensor mit einem Sensormagneten und einem Sensorelement vorgesehen ist, um die Kolbenposition relativ zu dem Zylindergehäuse zu erfassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperreneinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der präzise Betätigungsvorgänge auf lange Sicht erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der Kolben zusätzlich frei drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und dass das Sensorelement relativ zu dem Kolben axial unverschieblich und mit diesem achsparallel verschiebbar, jedoch relativ zu diesem in Umfangsrichtung nach Maßgabe eines Drehwinkels des Kolbens in dem Gehäuse verstellbar ist.
Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, dass sich der Kolben in dem Gehäuse drehen kann, wobei dennoch eine genaue Erfassung seiner Verschiebeposition sichergestellt ist. Demzufolge können Betätigungselemente, wie Rastierflächen, vollumfänglich genutzt werden. Ein Verschleiß tritt nicht punktuell auf, sondern verteilt über den Umfang, so dass eine präzise Funktion auf lange Sicht erhalten bleibt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Aufbaus besteht darin, dass das Sensorelement ortsfest an einer Trägereinheit befestigt ist, die einerseits relativ zu dem Kolben drehbar an diesem und andererseits verschiebbar an einem an sie angepassten Führungsabschnitt des Gehäuses oder einer dieses ortsfest aufnehmenden Einbaustruktur gelagert ist.
Für die Funktion und den Aufbau sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Trägereinheit mittels eines Ringabschnitts an dem Kolben und mittels eines verschieblichen Halteabschnitts in dem Führungsabschnitt gelagert ist.
Zu einem vorteilhaften Aufbau mit zuverlässiger Funktion tragen ferner die Maßnahmen bei, dass der Führungsabschnitt im Querschnitt zur Verschieberichtung U-förmig mit zwei parallel zu einander verlaufenden seitlichen Begrenzungen und einer im Bereich des U-Stegs verlaufenden Gleitfläche ausgebildet ist.
Hierbei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass der Halteabschnitt quaderförmig ist.
Für die Montage und Funktion sind ferner die Maßnahmen von Vorteil, dass die Trägereinheit mittels mindestens eines Sicherungsrings an dem Kolben axial unverschieblich gehalten ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass der Kolben eine zumindest teilweise umlaufende Rastierfläche besitzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Parksperreneinheit mit Gehäuse und darin verschieblich geführtem Kolben in perspektivischer Ansicht,
2 ein Detail B im vorderen Abschnitt der Parksperreneinheit nach 1,
3A und 3B einen Längsschnitt der Parksperreneinheit in der Stellung Nicht-Parken (3A, Freigabestellung) beziehungsweise in Parkstellung (3B),
4A und 4B eine Unteransicht der Parksperreneinheit in Nicht-Parkstellung (4A) beziehungsweise in Parkstellung (4B),
5A und 5B eine seitliche Ansicht der Parksperreneinheit in Nicht-Parkstellung (5A) beziehungsweise in Parkstellung (5B) und
6A und 6B den Kolben mit Teilen der Sensoreinrichtung und eines Betätigungsmechanismus in Nicht-Parkstellung (6A) und in Parkstellung (6B).

1 zeigt eine Parksperreneinheit 1 mit einem Gehäuse 10 und einem darin verschieblich und drehbar gelagerten Kolben 11. Zum Erfassen der Verschiebeposition des Kolbens 11 ist eine Sensoreinrichtung 2 vorhanden, von der eine im Getriebebereich angeordnete Erfassungseinheit in dieser Figur nicht dargestellt ist.
Die Sensoreinrichtung 2 weist ein Sensorelement 20, und zwar vorliegend einen Permanentmagnet, auf, der an einer Trägereinheit 21 angebracht ist.
Wie in 2, die den vorderen Abschnitt der Parksperreneinheit 1 vergrößert wiedergibt (Detail B), näher gezeigt, ist die Trägereinheit 21 mittels eines Ringabschnitts 210 an dem vorderen Endabschnitt des Kolbens 11 gehalten und mit einem Halteabschnitt 211, auf dessen oberer Außenseite das Sensorelement 20 in Form des Magneten angebracht ist, in einem Führungsabschnitt 100 an dem vorderen Abschnitt des Gehäuses 10 verschieblich geführt. Dabei ist die Trägereinheit 21 mittels des Ringabschnitts 210 in Richtung der Längsachse beziehungsweise Drehachse des Kolbens 11 axial unverschieblich, jedoch relativ zu dem Kolben 11 frei drehbar gelagert, wodurch sich der Kolben 11 frei in dem Gehäuse 10 (zumindest in einem vorgegebenen Drehbereich von z. B. mindestens 10°) drehen kann, während das Sensorelement 20 mit der Trägereinheit 21 sich mit dem Kolben 11 positionsgerecht verschiebt, jedoch in dem Führungsabschnitt 100 relativ zu dem Gehäuse 10 unverdrehbar in Verschieberichtung geführt ist. Damit kann eine in der umgebenden Getriebestruktur fest angeordnete Erfassungseinheit 22 (vgl. 3A beziehungsweise 3B) die Verschiebeposition des Kolbens 11 exakt erfassen, wobei der Kolben 11 ungehindert seine Drehstellung variieren kann. Wie 2 weiter zeigt, ist die Trägereinheit 21 mit ihrem Ringabschnitt 210 mittels eines Sicherungsrings 212 gegen ein Herausschieben nach vorn und mittels eines Absatzes 213 (vgl. 3A und 3B) gegen ein Verschieben nach hinten gesichert. Diese Ausbildung ergibt eine einfache Montage mit stabilem Aufbau und sicherer Funktion.
Wie aus 2 des Weiteren ersichtlich ist, besitzt der in dem Führungsabschnitt 100 verschieblich geführte Halteabschnitt 211 quaderförmige Gestalt mit zwei parallelen Längsseiten. Der Führungsabschnitt 100 ist im Querschnitt zur Verschieberichtung U-förmig mit zwei seitlichen parallel zueinander verlaufenden kurzen Begrenzungen 101 im Bereich der U-Schenkel und eine Gleitfläche 102 im Bereich des breiten U-Stegs, womit sich zum einen eine genaue Führung der Trägereinheit 21 mit dem Sensorelement 20 und zum anderen eine große Auflagefläche zum Anbringen des Sensorelements 20 ergeben. Auch andere aneinander angepasste Querschnittskonturen von Halteabschnitt 211 und Führungsabschnitt 100 zum Sicherstellen einer exakten Verschiebefunktion sind möglich.
In den 3A, 3B bis 6A, 6B sind weitere Ansichten der Parksperreneinheit 1 dargestellt, wobei die mit A bezeichneten Figuren den Kolben 11 (mit weiteren Betätigungsmechanismen) in der Nicht-Parkstellung und die mit B bezeichneten Figuren den Kolben 11 (mit weiteren Betätigungsmechanismen) in der Parkstellung wiedergeben.
Wie aus den Figuren ersichtlich, weist die Parksperreneinheit 1 zur Abstützung des Kolbens 11 in dem Gehäuse eine Kolbenfeder 13 auf, deren vordere Stirnseite gegen ein ringförmiges Stützglied 14 abgestützt ist, welches gegen ein Herausschieben nach vorn mittels eines in eine umlaufende Innennut des Gehäuses 10 eingesetzten Sprengrings gesichert ist. Zum Einhalten der Nicht-Parkstellung ist die Kolbenfeder 13 gegen ihre Federkraft zusammengedrückt, wie der Längsschnitt in 3A zeigt, und zur Verriegelung dieser Stellung dient ein Verriegelungsteil 12, das vorliegend als Rastenhebel ausgebildet ist. Dieser wird zum Einnehmen der Parkstellung so betätigt, dass der Kolben 11 mittels der Kolbenfeder 13 nach hinten in den Sperrzustand verschiebbar ist, wie aus dem Längsschnitt nach 3B ersichtlich ist. Die Funktion des Verriegelungsteils 12 in Verbindung mit dem Kolben 11 und der Kolbenfeder 13 in der Freigabestellung (6A) und in dem Sperrzustand (6B) ist insbesondere auch in den 6A und 6B ersichtlich. Eine Rastierfläche unterliegt nicht einem punktuellen Verschleiß, sondern wird vollumfänglich genutzt.
Ferner zeigen diese Darstellungen auch ein im hinteren Bereich der Parksperreneinheit 1 angeordnetes, stabförmiges Übertragungsglied 17 und einen Betätigungsteil 16, die weitere Teile des Betätigungsmechanismus bilden.

Claims

Parksperreneinheit mit einem Gehäuse (10) und einem darin in seiner Längsrichtung verschieblich gelagerten Kolben (11), der über einen Betätigungsmechanismus einerseits in eine einen Sperrzustand bewirkende Parkstellung und andererseits in eine den Sperrzustand aufhebende Freigabestellung verschiebbar ist, wobei zum Erfassen der Parkstellung und/oder der Freigabestellung eine Sensoreinrichtung (2) mit einem dem Kolben (11) zugeordneten Sensorelement (20) vorhanden ist, welches an einer Trägereinheit (21) befestigt ist und relativ zu dem Kolben (11) axial unverschieblich und mit diesem achsparallel verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) zusätzlich drehbar in dem Gehäuse (10) gelagert ist, wobei das Sensorelement (20) relativ zu dem Kolben (11) in Umfangsrichtung nach Maßgabe eines Drehwinkels des Kolbens (11) in dem Gehäuse verstellbar ist, dass die Trägereinheit (21) einerseits relativ zu dem Kolben (11) drehbar an diesem und andererseits verschiebbar an einem an sie angepassten Führungsabschnitt (100) des Gehäuses (10) oder einer dieses ortsfest aufnehmenden Einbaustruktur gelagert ist, dass die Trägereinheit (21) mittels eines Ringabschnitts (210) an dem Kolben (11) und mittels eines verschieblichen Halteabschnitts (211) in dem Führungsabschnitt (100) gelagert ist und dass die Trägereinheit (21) mittels mindestens eines Sicherungsrings (212) an dem Kolben (11) axial unverschieblich gehalten ist.
Parksperreneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (100) im Querschnitt zur Verschieberichtung U-förmig mit zwei parallel zu einander verlaufenden seitlichen Begrenzungen (101) und einer im Bereich des U-Stegs verlaufenden Gleitfläche (102) ausgebildet ist.
Parksperreneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (211) quaderförmig ist.
Parksperreneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) eine zumindest teilweise umlaufende Rastierfläche besitzt.