DE102017128361A1

DE102017128361A1 - Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung

Info

Publication number: DE102017128361A1
Application number: DE102017128361.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Julian Botiov; André Palmen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem einen Kühlmittelkreislauf (2) aufweisenden Kühlsystem (3), einer an den Kühlmittelkreislauf (2) angeschlossenen Pumpe (4) sowie einem in dem Kühlmittelkreislauf (2) angeordneten Sperrventil (5), wobei das Sperrventil (5) derart ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Stellung einen mit einem Ausgang (6) der Pumpe (4) verbundenen ersten Leitungsabschnitt (7) von einem zu dem Kühlsystem (3) hin führenden zweiten Leitungsabschnitt (8) abtrennt und in seiner zweiten Stellung den ersten Leitungsabschnitt (7) mit dem zweiten Leitungsabschnitt (8) verbindet, wobei weiterhin ein zur Betätigung einer Parksperre ausgebildeter Betätigungszylinder (9) in dem Kühlmittelkreislauf (2) integriert ist, der Betätigungszylinder (9) eine durch ein Gehäuse (10) sowie einen verschiebbar in dem Gehäuse (10) aufgenommenen Kolben (11) eingeschlossene Druckkammer (12) aufweist und die Druckkammer (12) mit dem ersten Leitungsabschnitt (7) dauerhaft verbunden oder über ein Ventil (13) verbindbar ist, und wobei das Sperrventil (5) derart elektrisch betätigt ist und/oder die Pumpe (4) sowie der erste Leitungsabschnitt (7) derart aufeinander abgestimmt sind, dass im Betrieb der Pumpe (4) sowie in der ersten Stellung des Sperrventils (5) in dem ersten Leitungsabschnitt (7) gezielt ein höherer Druck als in dem zweiten Leitungsabschnitt (8) eingestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung, d.h. eine Anordnung / Kombination eines Kühlsystem mit einem Betätigungszylinder für eine Parksperre, für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw, einen Bus oder ein sonstiges Nutzfahrzeug, mit einem einen Kühlmittelkreislauf aufweisenden Kühlsystem, einer an den Kühlmittelkreislauf angeschlossenen Pumpe sowie einem in dem Kühlmittelkreislauf angeordneten Sperrventil, wobei das Sperrventil derart ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Stellung einen mit einem Ausgang der Pumpe verbundenen ersten Leitungsabschnitt von einem zu dem Kühlsystem hin führenden zweiten Leitungsabschnitt abtrennt und in seiner zweiten Stellung den ersten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Leitungsabschnitt verbindet.
Gattungsgemäße als Niederdrucksysteme ausgeführte Kühlsysteme sind hinlänglich bekannt. Ein beispielhaftes Kühlsystem ist aus der DE 10 2010 034 484 A1 bekannt.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik bereits verschiedene Hochdrucksysteme bekannt, mit denen eine Parksperre eines Kraftfahrzeuges betätigt werden kann. Gattungsgemäßer Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang aus der DE 10 2015 211 305 B3 bekannt. Hierin ist eine Parksperrenaktorik für ein Kupplungssystem mit mindestens einer Druckleitung, die an wenigstens einer Einfachkupplung angeschlossen ist, offenbart.
Die aus dem Stand der Technik bekannten hochdruckbetätigten Parksperrensysteme haben jedoch den Nachteil, dass ein entsprechendes Hochdrucksystem im Fahrzeug vorzusehen ist, um die Betätigung der Parksperre zu ermöglichen. Insbesondere für Elektrofahrzeuge bzw. deren elektrische Antriebsachsen / E-Achsen, die mit einem Hochdrucksystem nicht mehr ausgestattet werden brauchen, besteht der Bedarf, die Parksperre, bspw. mittels „Park-By-Wire“-Systemen, anderweitig zu betätigen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in dieser Hinsicht Abhilfe zu schaffen und eine möglichst kostengünstig umsetzbare Parksperrenbetätigung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere in möglichst weit elektrifizierten Antriebsträngen einsetzbar sein soll.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass weiterhin, neben dem Kühlsystem, ein zur Betätigung einer Parksperre ausgebildeter Betätigungszylinder (auch als Aktor bezeichnet) in dem Kühlmittelkreislauf integriert ist, d.h. angeschlossen ist, der Betätigungszylinder eine durch ein Gehäuse sowie einen verschiebbar in dem Gehäuse aufgenommenen Kolben eingeschlossene (erste) Druckkammer aufweist und die Druckkammer mit dem ersten Leitungsabschnitt dauerhaft verbunden oder über ein Ventil verbindbar ist, und wobei das Sperrventil derart elektrisch betätigt ist und/oder die Pumpe sowie der erste Leitungsabschnitt derart aufeinander abgestimmt sind, dass im Betrieb der Pumpe sowie in der ersten Stellung des Sperrventils in dem ersten Leitungsabschnitt gezielt ein höherer Druck als in dem zweiten Leitungsabschnitt eingestellt ist.
Durch eine derartige Anordnung ist es nun möglich bekannte und bereits bewährte Parksperrenausführungen mit einem Kühlsystem zu betätigen. Somit ist die entsprechende Parksperrenbetätigung besonders geschickt in einem Niederdruckkühlsystem integrierbar.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Demnach ist es weiter von Vorteil, wenn der erste Leitungsabschnitt einen ersten Teilbereich, der sich direkt zwischen dem Pumpenausgang und einem Eingang des Sperrventils erstreckt, und einen, mit dem ersten Teilbereich verbundenen, zweiten Teilbereich, der sich direkt zwischen dem Eingang des Sperrventils und einem Anschluss der Druckkammer erstreckt, aufweist. Dadurch ist die Druckkammer direkt durch den zusammen mit der Pumpe erzeugten Druck befüllbar.
Als besonders geschickt hat es sich hierbei herausgestellt, wenn der erste Teilbereich eine (vorzugsweise um ein Vielfaches, wie zumindest ein Zehnfaches) größere Länge als der zweite Teilbereich aufweist. Auf diese Weise kann ein seitens des ersten Teilbereiches mittels der Pumpe erzeugter Druck auf kürzestem Weg der Druckkammer zugeführt werden. Dadurch wird der Druckkammer ein möglichst hoher Druck zur Verfügung gestellt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Sperrventil so hinsichtlich seiner Ansteuerzeit ausgebildet ist, dass im Betrieb der Pumpe bei einem Umschalten des Sperrventils von der zweiten Stellung in die erste Stellung ein dynamischer Druck in dem ersten Leitungsabschnitt erzeugt wird. Dadurch kann eine ein sich in dem ersten Leitungsabschnitt ausbreitende Druckwelle eine besonders hohe Druckspitze in der Druckkammer erzeugen und die Druckkammer entsprechend beaufschlagen. Hierbei ist es auch zweckmäßig, wenn das Sperrventil derart angesteuert ist, dass es mehrfach hintereinander zum Aufbau eines bestimmten Solldruckes in der Druckkammer geöffnet und geschlossen wird, d.h. zwischen den beiden ersten und zweiten Stellungen hin und her geschalten wir. Somit können auch besonders fest sitzende Parksperren sicher gelöst werden.
Ist an den ersten Leitungsabschnitt und/oder an die Druckkammer des Betätigungszylinders eine Speichereinrichtung, vorzugsweise ein Gasdruckspeicher, angeschlossen, kann ein bestimmtes Druckniveau innerhalb der Druckkammer über längere Zeit gehalten werden.
Zweckmäßigerweise ist in dem ersten Leitungsabschnitt, vorzugsweise in dem zweiten Teilbereich, ein weiteres (zweites) Sperrventil angeordnet, das so ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Stellung den Pumpenausgang von der Druckkammer abtrennt und in seiner zweiten Stellung den Pumpenausgang mit der Druckkammer verbindet.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere zweckmäßig, wenn das weitere (zweite) Sperrventil als ein hydraulisch betätigtes Sperrventil ausgebildet ist. Die zweite Stellung des zweiten Sperrventils ist hydraulisch durch einen Druck in dem zu der Pumpe hin anschließenden Leitungsbereich abgestützt, wohingegen die erste Stellung durch einen Druck in dem zu der Druckkammer hin anschließenden Leitungsbereich abgestützt ist.
Zudem ist es von Vorteil, wenn in dem Betätigungszylinder ein Sensor, der zum Erfassen einer Endlage des Kolbens oder eines Druckes in der Druckkammer ausgebildet ist, vorgesehen ist. Somit lässt sich ein so genannter Endlagensensor auf einfache Weise umsetzen, durch den sichergestellt ist, dass der Kolben nicht unnötig über seine Endposition hinaus belastet wird.
Der Betätigungszylinder weist weiterhin bevorzugt neben der seitens des ersten Leitungsabschnittes angeschlossenen ersten Druckkammer eine, an dem zweiten Leitungsabschnitt angeschlossene, zweite Druckkammer auf, welche beiden Druckkammern gegensinnig auf den Kolben einwirken, d.h. zu einander entgegengesetzten Seiten eines Kolbenkopfes des Kolbens hin angeordnet sind.
In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn der Betätigungszylinder zusätzlich eine Rückstellfeder aufweist, die derart auf den Kolben einwirkt, dass sie den Kolben in eine der betätigten / geschlossenen Stellung der Parksperre korrespondierende Stellung drückt.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Betätigungszylinder einen mit dem Kolben zusammenwirkenden Rastmechanismus aufweist, welcher Rastmechanismus zumindest in einer Raststellung des Kolbens diesen verschiebefest relativ zu dem Gehäuse abstützt / festhält / fixiert. Die Raststellung korrespondiert vorzugsweise mit einer unbetätigten / geöffneten Stellung der Parksperre. Dadurch wird die Ansteuerung des Betätigungszylinders deutlich vereinfacht.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Parksperrenbetätigung mittels einer vorhandenen Druckumlaufkühlung (Kühlsystem und Kühlkreislauf) realisiert. Es ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen lokal höheren Druck als das Systemdruckniveau, insbesondere als das Druckniveau im Kühlsystem, zu erzeugen. Dies kann statisch durch das Trennen des Kühlmittels vom Pumpenaktor-Teilsystem (Teilsystem aus Pumpe und Betätigungszylinder) erfolgen und dynamisch durch das Herbeiführen eines Druckstoßes mit Nutzung der kinetischen Energie zur Betätigung des Parksperrenaktors (Betätigungszylinders). Die somit hydraulisch betätigte Parksperre ist für die Verwendung in einem Park-By-Wire-System ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung nun anhand von Figuren näher beschrieben, wobei in diesem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Es zeigen:

1 ein schematisches Hydraulikschaltbild einer erfindungsgemäßen Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, und
2 ein schematisches Hydraulikschaltbild einer erfindungsgemäßen Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 eine Druckkammer eines Betätigungszylinders zusätzlich mit einer Speichereinrichtung verbunden ist und in einem diese Druckkammer mit einer Pumpe koppelnden (ersten) Leitungsabschnitt ein hydraulisch betätigtes (zweites) Sperrventil angeordnet ist.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch sind die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombinierbar.
Ein prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung 1, d.h. einer Anordnung / Kombination aus einem Kühlsystem 3 und einer einen Betätigungszylinder 9 aufweisenden Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer Parksperre, nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist in 1 zu erkennen. Die Parksperre sowie der mit dem Betätigungszylinder wirkverbundene (mechanische) Teil der Betätigungseinrichtung sind der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt. Der Betätigungszylinder 9 wirkt folglich im Betrieb auf typische Weise mit einer Parksperre eines Kraftfahrzeuges zusammen bzw. kann als Bestandteil der hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Parksperre angesehen werden. Die Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung 1 (nachfolgend als Anordnung 1 abgekürzt) ist anhand eines schematischen Hydraulikschaltbilds veranschaulicht.
Ein Kühlsystem 3 der Anordnung 1 ist als ein Niederdrucksystem ausgebildet und auf übliche Weise zum Kühlen gewisser Aggregate / Maschinen eines Kraftfahrzeuges ausgeführt. Das Kühlsystem 3 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich schematisch dargestellt. Auf typische Weise weist dieses Kühlsystem 3 einen Wärmetauscher sowie weitere Leitungssysteme zum Einleiten des Kühlmittels / der Kühlflüssigkeit in den entsprechenden zu kühlenden Bereich des Kraftfahrzeuges auf. Das Kühlsystem 3 ist in einem Kühlmittelkreislauf 2 der Anordnung 1 integriert. Durch das Kühlsystem 3 und den Kühlmittelkreislauf 2 ist eine typische Druckumlaufkühlung umgesetzt, wobei ein hydraulisches Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf 2 zirkuliert.
In dem Kühlmittelkreislauf 2 ist weiterhin eine Pumpe 4 angeordnet, die mit ihrem Pumpenausgang 6 zu dem Betätigungszylinder 9 hin gerichtet ist. Als Verbindung zwischen dem Pumpenausgang 6 und einer ersten Druckkammer 12 des Betätigungszylinders 9 ist ein erster Leitungsabschnitt 7 des Kühlmittelkreislaufes 2 ausgebildet. Der Betätigungszylinder 9 weist auf typische Weise weiterhin ein Gehäuse 10 sowie einen verschiebbar in dem Gehäuse 10 aufgenommenen Kolben 11 auf. Ein als Kolbenkopf ausgebildeter Schieber 20 des Kolbens 11 schließt zusammen mit dem Gehäuse 10 die erste Druckkammer 12 ein. Der erste Leitungsabschnitt 7 ist seitens eines (ersten) Anschlusses 17 an dem Betätigungszylinder 9 / Gehäuse 10 angeschlossen.
Der Betätigungszylinder 9 weist weiterhin eine zweite Druckkammer 19 auf, die wiederum durch den Schieber 20 und das Gehäuse 10 umschlossen ist. Die zweite Druckkammer 19 ist über einen in axialer Richtung des Kolbens 11 zu dem ersten Anschluss 17 versetzt angeordneten zweiten Anschluss 21 mit einem weiteren zweiten Leitungsabschnitt 8 des Kühlmittelkreislaufes 2 hydraulisch verbunden. Die beiden Druckkammern 12 und 19 sind zu einander entgegengesetzten axialen Seite des Schiebers 20 ausgebildet. Während die erste Druckkammer 12 zu einer dem ersten Leitungsabschnitt 7 zugewandten axialen Seite des Schiebers 20 hin angeordnet ist, ist die zweite Druckkammer 19 zu einer dem zweiten Leitungsabschnitt 8 zugewandten Seite des Schiebers 20 angeordnet.
Die beiden Leitungsabschnitte 7 und 8 sind mittels eines elektrisch betätigten ersten Sperrventils 5 voneinander trennbar. Ein Eingang des ersten Sperrventils 16 ist an den ersten Leitungsabschnitt 7 angeschlossen, wohingegen ein Ausgang 22 des ersten Sperrventils 5 an den zweiten Leitungsabschnitt 8 angeschlossen ist. Das erste Sperrventil 5 ist in einer ersten Stellung derart eingesetzt, dass es den ersten Leitungsabschnitt 7 von dem zweiten Leitungsabschnitt 8 abtrennt, und in einer zweiten Stellung (in Figuren dargestellt und auch als Ruhestellung ausgeführt) derart eingesetzt, dass es die beiden Leitungsabschnitte 7 und 8 miteinander verbindet.
Der erste Leitungsabschnitt 7 verläuft gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 zwischen dem Pumpenausgang 6 und der ersten Anschluss 17 durchgängig (ist permanent / dauerhaft verbunden) und ist an den Eingang 16 des ersten Sperrventils 5 angeschlossen. Der zweite Leitungsabschnitt 8 ist jener Leitungsabschnitt, der auf einer der Pumpe 4 entlang des Kühlmittelkreislaufs 2 gesehen entgegengesetzten Seite des Sperrventils 5 angeordnet ist und somit an den Ausgang 22 des Sperrventils 5 anschließt und hin zu dem Kühlsystem 3 führt.
Erfindungsgemäß ist das erste Sperrventil 5 derart ausgebildet sowie auf die Pumpe 4 und auf eine Länge des ersten Leitungsabschnittes 7 abgestimmt, dass im Betrieb der Pumpe 4 sowie bei umgesetzter erster Stellung des Sperrventils 5 in dem ersten Leitungsabschnitt 7 gezielt ein höherer Druck als in dem zweiten Leitungsabschnitt 8 eingestellt ist. Dieser in dem zweiten Leitungsabschnitt 8 eingestellte Druck wirkt unmittelbar auf die erste Druckkammer 12. Durch Überschreiten einer bestimmten / gezielt eingestellten Druckdifferenz zwischen den Druckkammern 12, 19 wird der Kolben 11 in seiner erste Druckkammer 12 mit einem höheren Druck beaufschlagt als in der zweiten Druckkammer, sodass er in Bezug auf 1 in der Zeichnungsebene axial nach links verschoben wird. Das Volumen der ersten Druckkammer 12 nimmt dabei zu, das der zweiten Druckkammer 19 ab.
Zusätzlich wird der Kolben 11 entgegen seiner Ausfahrrichtung durch eine Feder 23 abgestützt. Die Feder 23 stützt sich dabei derart an dem Kolben 11 ab, dass der Kolben 11 in eine mit einer geschlossenen Parksperre korrespondierende Stellung (betätigte Stellung der Parksperre) abgestützt ist (in 1 nach rechts). Im Betrieb der Anordnung 1 wird somit beständig dafür gesorgt, dass der Kolben 11 entgegen der Federkraft der Feder 23 sowie der hydraulisch erzeugten Druckkraft in der zweiten Druckkammer 19 so verschoben ist, dass die Parksperre geöffnet ist, d.h. dass die Parksperre in einer unbetätigten Stellung befindlich ist. Hierfür dient einerseits der einstellbare Druck in der ersten Druckkammer 12, andererseits ist weiter bevorzugt auch ein hier der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellte Rastmechanismus vorhanden sein, der den Kolben 11 bei Erreichen der unbetätigten Stellung der Parksperre axial fixiert, sodass der entsprechende Druck in der ersten Druckkammer 12 nicht permanent aufrecht erhalten werden muss.
Der erste Leitungsabschnitt 7 ist zudem in zwei Teilbereiche 14 und 15 aufgeteilt. Ein erster Teilbereich 14 ist jener Bereich, der den Pumpenausgang 6 unmittelbar mit dem Eingang 16 des ersten Sperrventils 5 verbindet. Eine Länge des ersten Teilbereichs 14 ist in den Figuren mit l₁ gekennzeichnet. Neben diesem ersten Teilbereich 14 ist ein mit diesem ersten Teilbereich 14 verbundener zweiter Teilbereich 15 des ersten Leitungsabschnitts 7 vorhanden. Der zweite Teilbereich 15 stellt jenen Bereich des ersten Leitungsabschnitts 7 dar, der direkt zwischen dem Eingang 16 und dem ersten Anschluss 17, d.h. dem Betätigungszylinder 9 verläuft. Eine Länge dieses zweiten Teilbereiches 15 ist mit l₂ gekennzeichnet. Die beiden Längen l₁ und l₂ der Teilbereiche 14 und 15 sind gezielt aufeinander abgestimmt. Hierbei ist die Länge l₁ um ein Vielfaches größer als die Länge l₂ umgesetzt.
Die Pumpe 4 zusammen mit dem ersten Leitungsabschnitt 7 und dem Betätigungszylinder 9 (auch als Aktor bezeichnet) bilden ein Teilsystem aus und sind somit als Pumpen-Aktor-Teilsystem bezeichnet.
In Verbindung mit 2 ist zudem ein zweites Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das im Prinzip gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und funktionierend ist. Der Kürze wegen werden daher nachfolgend lediglich die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in dem ersten Leitungsabschnitt 7 ein weiteres (zweites) Sperrventil 13 vorhanden. Auch ist eine Speichereinrichtung 18 zusätzlich an die erste Druckkammer 12 angeschlossen. Die Speichereinrichtung 18 ist als ein Gasdruckspeicher umgesetzt und dient dafür, das zuvor aufgebaute Druckniveau innerhalb der ersten Druckkammer 12 über einen möglichst langen Zeitraum konstant zu halten. Die Speichereinrichtung 18 kann an dem ersten Anschluss 17 oder, wie hier dargestellt, an einem weiteren dritten Anschluss 24 des Gehäuses 10, der ebenfalls wiederum unmittelbar mit der ersten Druckkammer 12 verbunden ist / in diese einmündet, angeschlossen sein.
Das zweite Sperrventil 13 ist in dem zweiten Bereich 15 angeordnet, um entsprechend auf den ersten Leitungsabschnitt 7 einzuwirken. In einer zweiten Stellung des zweiten Sperrventils 13 (in 2 als Ruhestellung realisiert) ist der erste Anschluss 17 mit dem Eingang 16 verbunden, wohingegen in einer ersten Stellung des zweiten Sperrventils 13 der Eingang 16 und der erste Anschluss 17 voneinander abgetrennt sind. Das zweite Sperrventil 13 ist als ein hydraulisch betätigtes Sperrventil 13 ausgeführt. Demzufolge wird das zweite Sperrventil 13, wie dargestellt, in Abhängigkeit des zu der jeweiligen Seite hin aufgebrachten hydraulischen Druckes (in einem ersten Leitungsbereich des ersten Leitungsabschnittes 7 zu der Pumpe 4 hin sowie in einem zweiten Leitungsbereich des ersten Leitungsabschnittes 7 zu der ersten Druckkammer 12 hin) angesteuert und zwischen seinen beiden (erste und zweite) Stellungen umgeschaltet.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist somit gezielt, entgegen der statischen Lösung nach 1, dazu ausgebildet, als dynamische Druckaufbauvariante zu dienen. Das elektrisch betätigte Sperrventil 13 wird dann derart gezielt angesteuert, dass es in kürzester Zeit mehrfach zwischen seiner ersten und zweiten Stellung hin und her schalten kann, sodass in dem ersten Leitungsabschnitt 7, bedingt durch die andauernde Förderung der Pumpe 4, im Betrieb eine dynamische Druckschwankung erzielt wird.
Dadurch wird erzielt, dass sich die Speichereinrichtung 18 kontinuierlich auf das bestimmte Druckniveau auflädt. Dieses kann dann über eine längere Zeit gleichbleibend auf die erste Druckkammer 12 wirken.
In anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfindungsgemäße Lösung in der Erzeugung eines lokal höheren Drucks als das Systemdruckniveau, insbesondere als das Druckniveau im Kühlsystem 3. Dies kann bspw. statisch durch das Trennen des Kühlsystems 3 vom Pumpen-Aktor-Teilsystem erfolgen und dynamisch durch das Herbeiführen eines Druckstoßes mit Nutzung der kinetischen Energie zur Betätigung des Aktors (Betätigungszylinders 9). Durch eine Betätigung des ersten Sperrventils 5 kann zwischen Pumpe 4 und Aktorzylinder (Betätigungszylinder 9) ein lokal höherer Druck als im übrigen System aufgebaut werden. In 1 ist der hydraulische Schaltplan für ein (Niederdruck-)Kühlsystem 3 mit der Möglichkeit einer Aktorbetätigung skizziert.
Wird das Sperrventil 5 sehr schnell geschlossen, kann eine dynamische Drucküberhöhung vor dem Ventil 5 erzeugt werden. Die erforderliche Schließzeit um einen bestimmten zur Aktorbetätigung ausreichenden Druck zu erreichen orientiert sich hierbei an der Leitungslänge von Sperrventil 5 bis zum Leitungsende, an dem eine Druckreflektion auftritt. Kennzeichnend für das System ist das Längenverhältnis von l₁ und l₂ mit l₁ >> l₂. Hierbei wird die beim Schließen des Ventils 5 vorhandene kinetische Energie von der in der unmittelbaren Nähe des Aktorzylinders 9 angeordneten Kapazität (Speichereinrichtung 18), z.B. in Form eines Gasdruckspeichers, zwischengespeichert und anschließend an den Aktorzylinder 9 abgegeben. Sobald der Gasdruckspeicher 18 geladen ist, wird das elektrisch betätigte Ventil 5 geöffnet und das hydraulisch betätigte Ventil (zweites Sperrventil 13) schließt durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Ventilanschlüssen, was die Verbindung der Kapazität 18 und des Aktorzylinders 9 vom Rest des Systems unterbricht. In 2 ist die Variante des Hydrauliksystems 3 zur Kühlung und Aktorbetätigung mit Kapazität und hydraulisch betätigtem Sperrventil 13 dargestellt.
Sollte es aufgrund der Gegebenheiten im vorhandenen Kühlsystem 3 zur vollständigen Betätigung des Aktors 9 nicht ausreichen einen einzelnen Druckstoß zu erzeugen, so können mehrere Druckstöße in Folge erzeugt werden bis der erforderliche Betätigungsweg erzielt wurde. Bei einem Parksperrenaktor 9 ist davon aus zu gehen, dass der überwiegende Teil der Betätigungen (Lösen der Parksperre) mit geringer Aktorkraft erfolgen kann so dass für diese Fälle z.B. ein einzelner Druckstoß ausreichend ist. Für die wenigen Fälle in welchen die Parksperre unter sehr großer Last geöffnet werden muss (große Fahrbahnneigung, große Fahrzeugmasse/Anhängerbetrieb) ist eine mehrfache Druckstoßerzeugung und dadurch eine verlangsamte Betätigungszeit akzeptierbar. Zum Schließen der Parksperre befinden sich die Ventile 5, 13 in den in 1 und 2 gezeigten Stellungen, welche auch die Ruhestellungen (stromlos) darstellen, so dass in beiden Kammern (Druckkammern 12, 19) des Betätigungszylinders 1 weitgehende Druckgleichheit herrscht. Durch die (interne) Rückstellfeder (Feder 23) wird der Kolben 11 in die betätigte Stellung „Parksperre geschlossen“ gedrückt. Zum Halten der geöffneten Parksperre kann z.B. ein Rastmechanismus mit elektrischem Hubmagnet o.ä. zum Einsatz kommen.
Sollte es aufgrund der Gegebenheiten im vorhandenen Kühlsystem 3 zur vollständigen Betätigung des Aktors 9 nicht ausreichen einen einzelnen Druckstoß zu erzeugen, so können wie bereits zuvor erwähnt erfindungsgemäß mehrere Druckstöße in Folge erzeugt werden bis der erforderliche Betätigungsweg erzielt wurde. Dies kann ggf. durch einen Endlagensensor gemeldet werden, der hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung
2: Kühlmittelkreislauf
3: Kühlsystem
4: Pumpe
5: erstes Sperrventil
6: Pumpenausgang
7: erster Leitungsabschnitt
8: zweiter Leitungsabschnitt
9: Betätigungszylinder
10: Gehäuse
11: Kolben
12: erste Druckkammer
13: zweites Sperrventil
14: erster Teilbereich
15: zweiter Teilbereich
16: Eingang des ersten Sperrventils
17: erster Anschluss
18: Speichereinrichtung
19: zweite Druckkammer
20: Schieber
21: zweiter Anschluss
22: Ausgang des ersten Sperrventils
23: Feder
24: dritter Anschluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010034484 A1 [0002]
DE 102015211305 B3 [0003]

Claims

Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem einen Kühlmittelkreislauf (2) aufweisenden Kühlsystem (3), einer an den Kühlmittelkreislauf (2) angeschlossenen Pumpe (4) sowie einem in dem Kühlmittelkreislauf (2) angeordneten Sperrventil (5), wobei das Sperrventil (5) derart ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Stellung einen mit einem Ausgang (6) der Pumpe (4) verbundenen ersten Leitungsabschnitt (7) von einem zu dem Kühlsystem (3) hin führenden zweiten Leitungsabschnitt (8) abtrennt und in seiner zweiten Stellung den ersten Leitungsabschnitt (7) mit dem zweiten Leitungsabschnitt (8) verbindet, wobei weiterhin ein zur Betätigung einer Parksperre ausgebildeter Betätigungszylinder (9) in dem Kühlmittelkreislauf (2) integriert ist, der Betätigungszylinder (9) eine durch ein Gehäuse (10) sowie einen verschiebbar in dem Gehäuse (10) aufgenommenen Kolben (11) eingeschlossene Druckkammer (12) aufweist und die Druckkammer (12) mit dem ersten Leitungsabschnitt (7) dauerhaft verbunden oder über ein Ventil (13) verbindbar ist, und wobei das Sperrventil (5) derart elektrisch betätigt ist und/oder die Pumpe (4) sowie der erste Leitungsabschnitt (7) derart aufeinander abgestimmt sind, dass im Betrieb der Pumpe (4) sowie in der ersten Stellung des Sperrventils (5) in dem ersten Leitungsabschnitt (7) gezielt ein höherer Druck als in dem zweiten Leitungsabschnitt (8) eingestellt ist.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitungsabschnitt (7) einen ersten Teilbereich (14), der sich direkt zwischen dem Pumpenausgang (6) und einem Eingang (16) des Sperrventils (5) erstreckt, und einen, mit dem ersten Teilbereich (14) verbundenen, zweiten Teilbereich (15), der sich direkt zwischen dem Eingang (16) des Sperrventils (5) und einem Anschluss (17) der Druckkammer (12) erstreckt, aufweist.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (14) eine größere Länge als der zweite Teilbereich (15) aufweist.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (5) so hinsichtlich seiner Ansteuerzeit ausgebildet ist, dass im Betrieb der Pumpe (4) bei einem Umschalten des Sperrventils (5) von der zweiten Stellung in die erste Stellung ein dynamischer Druck in dem ersten Leitungsabschnitt (7) erzeugt wird.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Leitungsabschnitt (7) und/oder an die Druckkammer (12) des Betätigungszylinders (9) eine Speichereinrichtung (18) angeschlossen ist.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Leitungsabschnitt (7) ein weiteres Sperrventil (13) angeordnet ist, das so ausgebildet ist, dass es in seiner ersten Stellung den Pumpenausgang (6) von der Druckkammer (12) abtrennt und in seiner zweiten Stellung den Pumpenausgang (6) mit der Druckkammer (12) verbindet.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Sperrventil (13) als ein hydraulisch betätigtes Sperrventil (13) ausgebildet ist.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betätigungszylinder (9) ein Sensor, der zum Erfassen einer Endlage des Kolbens (11) oder eines Druckes in der Druckkammer (12) ausgebildet ist, vorgesehen ist.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungszylinder (9) neben der seitens des ersten Leitungsabschnittes (7) angeschlossenen ersten Druckkammer (12) eine, an den zweiten Leitungsabschnitt (8) angeschlossene, zweite Druckkammer (19) aufweist, welche beiden Druckkammern (12, 19) gegensinnig auf den Kolben (11) einwirken.
Kühlsystem-Parksperrenbetätigungszylinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungszylinder (9) einen mit dem Kolben (11) zusammenwirkenden Rastmechanismus aufweist, der zumindest in einer Raststellung des Kolbens (11) diesen verschiebefest relativ zu dem Gehäuse (10) abstützt.