DE102018126773A1

DE102018126773A1 - Hydraulikzylinder zur Betätigung einer Parksperre

Info

Publication number: DE102018126773A1
Application number: DE102018126773.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Laszlo Man
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder (10), insbesondere einen einfachwirkenden Hydraulikzylinder (12), zur Betätigung einer Parksperre bei einem Fahrzeug, der ein Zylindergehäuse (14) und ein im Zylindergehäuse (14) entlang einer Achse (24) hydraulisch verfahrbares Betätigungselement (16) mit einem Kolben (18) und einer vom Kolben (18) entlang der Achse (24) verschiebbaren Kolbenstange (22) aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Hydraulikzylinder (10) weiterhin eine elektromagnetische Halteeinrichtung (32) zum wahlweisen Fixieren des Betätigungselements (16) in einer vorgegebenen Achsposition aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, insbesondere einen einfachwirkenden Hydraulikzylinder, zur Betätigung einer Parksperre bei einem Fahrzeug, der ein Zylindergehäuse und ein im Zylindergehäuse entlang einer Achse hydraulisch verfahrbares Betätigungselement mit einem Kolben und einer vom Kolben entlang der Achse verschiebbaren Kolbenstange aufweist.
Die Druckschrift DE 10 2015 211 305 B3 zeigt eine Parksperren-Kupplungs-Kombination eines Kraftfahrzeugs, mit einem Parksperrensystem, Reibungskupplungen und Aktuatoren zu deren Betätigung. Das Parksperrensystem umfasst eine Parksperre und einen Hydraulikzylinder zur Betätigung der Parksperre. Der Hydraulikzylinder weist seinerseits ein Zylindergehäuse, einen im Zylindergehäuse entlang einer Achse hydraulisch verfahrbares Betätigungselement mit einem Kolben und einer vom Kolben entlang der Achse verschiebbaren Kolbenstange auf. Der Hydraulikzylinder ist als doppeltwirkender Zylinder ausgestaltet.
Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, die dem Halten der Parksperre in einer gewünschten Stellung, z.B. einer nicht-sperrenden, also offenen Stellung, dienen und unabhängig von einer entsprechenden Hydraulik arbeiten.
Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben, durch die neben der Funktion „Betätigen der Parksperre“ auch ein „Halten der Parksperre in einer gewünschten Stellung“ in einer von der Betätigungsfunktion unabhängigen Art auf einfache und platzsparende Art realisiert wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder zur Betätigung einer Parksperre bei einem Fahrzeug, der ein Zylindergehäuse und ein im Zylindergehäuse entlang einer Achse hydraulisch verfahrbares Betätigungselement mit einem Kolben und einer vom Kolben entlang der Achse verschiebbaren Kolbenstange aufweist, ist vorgesehen, dass dieser Hydraulikzylinder weiterhin eine elektromagnetische Halteeinrichtung zum wahlweisen Fixieren des Betätigungselements in einer vorgegebenen Achsposition aufweist. Über das Fixieren des Betätigungselements wird die Parksperre in einer gewünschten Stellung gehalten. Die gewünschte Stellung der Parksperre ist in der Regel eine Stellung, bei der die Parksperre nicht sperrt.
Ein solches Halten der Parksperre in einer gewünschten Stellung kann unabhängig von dem Zustand der Hydraulik gewährleistet werden. Die entsprechende Ansteuerung der elektromagnetische Halteeinrichtung erfolgt elektrisch. Die elektromagnetische Halteeinrichtung könnte außen am Zylindergehäuse angebracht sein. Bevorzugt haust das Zylindergehäuse die elektromagnetische Halteeinrichtung jedoch ganz oder zumindest teilweise mit ein. Die vorgegebene Achsposition des Betätigungselements ist insbesondere eine Position, bei der das Betätigungselement voll ausgefahren oder voll eingefahren ist.
Im Gegensatz zum Kolben, der sich im Zylindergehäuse befindet, ragt die Kolbenstange des Betätigungselements mehr oder weniger weit aus dem Zylindergehäuse heraus.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektromagnetische Halteeinrichtung als Elektromagnet ausgestaltet ist. Ein solcher Elektromagnet weist in der Regel eine Spule und ein Joch oder einen sonstigen Magnetkern auf.
Bei dieser Ausgestaltung bildet der Kolben bezüglich des Elektromagneten insbesondere einen Anker. Ähnlich wie bei einem Halte- und/oder Transportmagneten, bei dem das zu haltende bzw. zu transportierende Gut als „Anker“ genutzt wird, wird hier der Kolben genutzt. Dazu ist der Kolben aus einem ferromagnetischen Material gefertigt.
Der Hydraulikzylinder ist insbesondere ein einfachwirken Hydraulikzylinder.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Hydraulikzylinder ein Rückstellelement zum Rückführen des Betätigungselements, also des Kolbens und der Kolbenstange, in eine Ruheposition auf. Ein derartiges Rückstellelement ist bei einfachwirkenden Zylindern durchaus üblich. Dabei ist das Rückstellelement insbesondere eine als Druckfeder ausgebildete Rückstellfeder.
Die Druckfeder befindet sich im Inneren des Zylindergehäuses und stützt sich bevorzugt mit einer Seite am Zylindergehäuse und/oder der elektromagnetischen Halteeinrichtung und mit der anderen Seite am Kolben und/oder der Kolbenstange ab.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kolbenstange kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Kolben verbunden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: einen Hydraulikzylinder zur Betätigung einer Parksperre gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer ersten Schnittdarstellung,
2: eine dreidimensionale geschnittene Darstellung des Hydraulikzylinders,
3 eine weitere Schnittdarstellung des Hydraulikzylinders mit maximal eingefahrenem Betätigungselement und
4 eine weitere Schnittdarstellung des Hydraulikzylinders mit maximal ausgefahrenem Betätigungselement.

Die 1 zeigt einen Hydraulikzylinder 10 zur Betätigung einer Parksperre. Dieser Hydraulikzylinder 10 ist als Druckzylinder, also als ein einfachwirkender Hydraulikzylinder 12 ausgebildet. Im Inneren des Hydraulikzylinders 10 befindet sich ein Hohlraum 14, der von einem Zylindergehäuse 16 des Hydraulikzylinders 10 begrenzt wird.
Im Hohlraum 14 befindet sich ein Teil eines Betätigungselements 18 mit einem Kolben 20 und einer Kolbenstange 22. Der Kolben 20 und die Kolbenstange 22 sind beide auf einer Achse 24 hintereinander angeordnet. Neben diesen beiden Elementen 20, 22 ist im Hohlraum 14 auch ein Rückstellelement 26 zum Rückführen des Betätigungselements 18 (also des Kolbens 18 und der Kolbenstange 22) in eine axiale Ruheposition angeordnet, was bei einfachwirkenden Hydraulikzylindern 12 durchaus üblich ist. Das Rückstellelement 26 ist dabei eine als Druckfeder 28 ausgebildete Rückstellfeder, die das Betätigungselement 18 im Bereich der Kolbenstange 22 umfänglich umgibt.
Das axial eine Ende des Zylindergehäuses 16 wird von einem Deckel 30 gebildet. Dieser weist einen Durchbruch auf, durch den sich das Betätigungselement 18 entlang der Achse 24 nach draußen erstreckt.
Der Kolben 18 weist auf seiner der Kolbenstange 22 und dem Rückstellelement 26 zugewandten Seite eine sacklochartige Ausnehmung 32 auf, in die die Kolbenstange 22 und das Rückstellelement 26 jeweils hineinragen.
Weiterhin weist der Hydraulikzylinder 10 eine elektromagnetische Halteeinrichtung 34 zum wahlweisen Fixieren des Betätigungselements 18 in einer vorgegebenen Achsposition auf, bei der das Betätigungselement 18 maximal aus dem Zylindergehäuse 16 herausragt. Diese Position ist in 1 nicht dargestellt. Die elektromagnetische Halteeinrichtung 34 befindet sich ebenfalls im Hohlraum 14, wird also vom Zylindergehäuse 16 eingehaust. Sie ist als ein Elektromagnet mit Joch 36 und Spule 38 ausgebildet. Der aus einem ferromagnetischen Material gefertigte Kolben 20 dient als Anker für diesen Elektromagneten. Dabei ist der Kolben 20 mittels einer Dichtung 40 gegen die sich ergebende Zylinderwand abgedichtet.
Am kolbenseitigen Ende 42 befinden sich ein Hydraulikanschluss 44 und elektrische Anschlüsse 46 für die elektromagnetische Halteeinrichtung 34. Da es sich um einen einfachwirkender Hydraulikzylinder 12 handelt, reicht der eine Hydraulikanschluss 44 aus.
Die 2 zeigt eine dreidimensionale geschnittene Darstellung des Hydraulikzylinders 10. Neben den bereits in der 1 gezeigten Komponenten ist hier noch eine Befestigungseinheit 48 mit Schraubverbindungen zum Befestigen des Hydraulikzylinders 10 erkennbar. Auch hier ist das Betätigungselement 18 maximal in das Innere des Hydraulikzylinders 10 eingefahren.
Die 3 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Hydraulikzylinders 10 mit maximal eingefahrenem Betätigungselement 16 und die 4 zeigt in einer entsprechenden Darstellung den Hydraulikzylinder 10 mit maximal ausgefahrenem Betätigungselement 16.
Die Betätigung der Parksperre erfolgt auf Basis eines Aktuators mit Hydraulikpumpe, beispielsweise einer hier nicht gezeigten EPA (Electric pump actuator). Ein solcher Aktuator weist neben der elektromechanischen Hydraulikpumpe zusätzlich Steuerventile zur Verschaltung der verschiedenen „Verbraucher“ sowie eine zentrale Steuerungselektronik in einem gemeinsamen Gehäuse auf.
Dieser EPA in der Basisversion mit z.B. zwei „Verbrauchern“ (für z.B. Kühlölumlauf und Kupplungsbetätigung) wird um ein zusätzliches Magnetventil erweitert und in seinem Gehäuse der Hydraulikzylinder integriert der das linear verschiebbare Betätigungselement 18 enthält. Mittels des zusätzlichen Magnetventils kann dieses Betätigungselement 18 gegen die Last einer (geschlossenen) Parksperrenmechanik der Parksperre durch den von der Pumpe erzeugten Hydraulikdruck verschoben werden (wodurch die Parksperre geöffnet wird).
Vorzugsweise umfasst der Zylinder 10 ebenfalls den Elektromagneten 34, welcher den Kolben 18 in der betätigten Stellung fixieren kann um diese Position auch drucklos halten zu können.
Der Hydraulikzylinder 10 ist somit ein Hydraulikzylinder 10 für einen derartigen EPA, also einen Aktuator mit elektromechanischer Hydraulikpumpe. Oder anders ausgedrückt betrifft die Erfindung ebenfalls einen Aktuator mit elektromechanischer Hydraulikpumpe und einem derart ausgestalteten Hydraulikzylinder 10.
Die Stromversorgung des Elektromagneten 34 kann über im (vorzugsweise Kunststoff-) Gehäuse integrierten lead-Frames erfolgen, welche beim Zusammenbau des Aktors an die Steuerungsplatine in Montagerichtung angeschlossen werden. Somit entfallen sowohl Verbindungskabel sowie -stecker und auch eine sonst erforderliche separate Steuerungsplatine für die Ansteuerung des Ventils bzw. des Elektromagneten.
Bezugszeichenliste

10: Hydraulikzylinder (Zur Betätigung einer Parksperre)
12: einfachwirkender Hydraulikzylinder
14: Hohlraum
16: Zylindergehäuse
18: Betätigungselement
20: Kolben
22: Kolbenstange
24: Achse
26: Rückstellelement
28: Druckfeder
30: Deckel
32: Ausnehmung (im Kolben)
34: elektromagnetische Halteeinrichtung
36: Joch
38: Spule
40: Dichtung
42: Ende, kolbenseitig
44: Hydraulikanschluss
46: elektrischer Anschluss (Magnet)
48: Befestigungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015211305 B3 [0002]

Claims

Hydraulikzylinder (10), insbesondere einfachwirkender Hydraulikzylinder (12), zur Betätigung einer Parksperre bei einem Fahrzeug, der ein Zylindergehäuse (14) und ein im Zylindergehäuse (14) entlang einer Achse (24) hydraulisch verfahrbares Betätigungselement (16) mit einem Kolben (18) und einer vom Kolben (18) entlang der Achse (24) verschiebbaren Kolbenstange (22) aufweist, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Halteeinrichtung (34) zum wahlweisen Fixieren des Betätigungselements (16) in einer vorgegebenen Achsposition.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Halteeinrichtung (34) als Elektromagnet ausgestaltet ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) bezüglich des Elektromagneten einen Anker bildet.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Rückstellelement (26), insbesondere eine Druckfeder (28), zum Rückführen des Betätigungselement (34) in eine Ruheposition.