DE102018132375A1 - Parking lock in a normally locked configuration - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) in einer normal-gesperrten Konfiguration zum Integrieren in ein Fahrzeuggetriebe (2), wobei die Parksperre (1) zumindest die folgenden Komponenten aufweist:- eine Sperrklinke (3) mit einem Sperrnocken (4), wobei der Sperrnocken (4) in eine Zahnlücke (5) eines Parksperrenrads (6) derart einbringbar ist, dass eine Drehbewegung (7) des zugeordneten Parksperrenrads (6) gesperrt ist;- einen Parkmechanismus (8), welcher sich normal in einer Sperrstellung befindet, wobei in der Sperrstellung der Parkmechanismus (8) die Sperrklinke (3) in die Zahnlücke (5) eines Parksperrenrads (6) zwingt;- ein selbsthemmungsfreies Betätigungsmittel (9) zum axialen Übertragen einer dem Parkmechanismus (8) entgegengerichteten Betätigungskraft (11), sodass der Parkmechanismus (8) mittels des Betätigungsmittels (9) aus der Sperrstellung in eine Offenstellung überführbar ist, wobei das Betätigungsmittel (9) in einer Führkulisse (12) geführt ist. Die Parksperre (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Führkulisse (12) zumindest abschnittsweise bei der Offenstellung des Parkmechanismus (8) gegenüber einer rein axialen Ausrichtung geneigt ist.Mit der hier vorgeschlagenen normal-sperrenden Parksperre ist ein kompakter Aufbau ermöglicht, sodass sich die Parksperre nahezu bauraumneutral in ein Fahrzeuggetriebe integrieren lässt.The invention relates to a parking lock (1) in a normally locked configuration for integration into a vehicle transmission (2), wherein the parking lock (1) has at least the following components: - a pawl (3) with a locking cam (4), the Locking cams (4) can be inserted into a tooth space (5) of a parking lock wheel (6) in such a way that a rotational movement (7) of the associated parking lock wheel (6) is locked; - A parking mechanism (8) which is normally in a locked position, whereby in the locked position of the parking mechanism (8) forcing the pawl (3) into the tooth space (5) of a parking lock wheel (6); Parking mechanism (8) can be moved from the locked position into an open position by means of the actuating means (9), the actuating means (9) being guided in a guide link (12). The parking lock (1) is characterized above all by the fact that the guide link (12) is inclined, at least in sections, when the parking mechanism (8) is open relative to a purely axial orientation. The proposed normal-locking parking lock enables a compact structure, so that the parking lock can be integrated into a vehicle transmission with virtually no installation space.
Description
Die Erfindung betrifft eine Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration zum Integrieren in ein Fahrzeuggetriebe, wobei die Parksperre zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - eine Sperrklinke mit einem Sperrnocken, wobei der Sperrnocken in eine Zahnlücke eines Parksperrenrads derart einbringbar ist, dass eine Drehbewegung des zugeordneten Parksperrenrads gesperrt ist;
- - einen Parkmechanismus, welcher sich normal in einer Sperrstellung befindet, wobei in der Sperrstellung der Parkmechanismus die Sperrklinke in die Zahnlücke eines Parksperrenrads zwingt;
- - ein selbsthemmungsfreies Betätigungsmittel zum axialen Übertragen einer dem Parkmechanismus entgegengerichteten Betätigungskraft, sodass der Parkmechanismus mittels des Betätigungsmittels aus der Sperrstellung in eine Offenstellung überführbar ist, wobei das Betätigungsmittel in einer Führkulisse geführt ist. Die Parksperre ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Führkulisse zumindest abschnittsweise bei der Offenstellung des Parkmechanismus gegenüber einer rein axialen Ausrichtung geneigt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Parksperrenvorrichtung mit einer solchen Parksperre, ein Fahrzeuggetriebe mit einer solchen Parksperrenvorrichtung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrzeuggetriebe.
- - A pawl with a locking cam, the locking cam can be inserted into a tooth space of a parking lock gear in such a way that a rotational movement of the associated parking lock gear is locked;
- - A parking mechanism, which is normally in a locking position, the parking mechanism in the locking position forcing the pawl into the tooth space of a parking lock wheel;
- a self-locking actuating means for axially transmitting an actuating force opposed to the parking mechanism, so that the parking mechanism can be transferred from the locked position into an open position by means of the actuating means, the actuating means being guided in a guide link. The parking lock is primarily characterized in that the guide link is inclined at least in sections when the parking mechanism is open relative to a purely axial orientation. Furthermore, the invention relates to a parking lock device with such a parking lock, a vehicle transmission with such a parking lock device, and a motor vehicle with such a vehicle transmission.
Aus dem Stand der Technik sind Parksperrenvorrichtungen bekannt, welche sicherstellen sollen, dass ein geparktes, also in der Regel verlassenes, Kraftfahrzeug nicht wegrollen kann. Beispielsweise wirkt die Parksperrenvorrichtung formschlüssig, indem ein Sperrnocken in eine Zahnlücke eines Parksperrenrads eingreift. Diese Stellung des Sperrnockens wird als Eingriffstellung bezeichnet. Ist das Parksperrenrad frei rotierbar, so wird dies als Freistellung bezeichnet. Eine solche Sperrung für Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe oder mit elektrifiziertem Betätigungsantrieb, beispielsweise Hybrid-Fahrzeuge, ist gesetzlich vorgeschrieben. Beispielsweise ist eine solche Parksperrenvorrichtung aus der nachveröffentlichten
Angesichts der Vielzahl an Komponenten in einem Kraftfahrzeug, ist es erforderlich, eine besonders hohe Kompaktheit der Komponenten zu erreichen. Daher ist es angestrebt, einen Sperrenantrieb in ein Fahrzeuggetriebe zu integrieren, wobei möglichst wenig, bevorzugt bereits vorhandener, Bauraum genutzt werden soll. Kundenseitig, beispielsweise von den OEM [engl.: Original Equipment Manufacturer; wird im Fahrzeugbau als ein Hersteller der konsumentenbekannten Automarken verstanden], wird häufig eine Parksperrenvorrichtung verlangt, bei welcher bei einem Systemausfall, beispielsweise bei einem Stromausfall, die Sperrstellung vorliegt, also die Sperrstellung die normale Stellung ist. Die Sperrstellung ist also als Rückfallposition eingerichtet und verhindert auch bei einem Stromausfall, dass das Kraftfahrzeug wegrollen kann. Aus dieser Forderung folgt, dass die Freistellung nur aktiv, also unter Bestromung eines Sperrenantriebs, vorliegen darf. Bei konventionellen Parksperrenvorrichtungen ist der Stromverbrauch bei der Freistellung zu hoch, insbesondere, weil die Freistellung im Betrieb des Kraftfahrzeugs die Hauptstellung darstellt.In view of the large number of components in a motor vehicle, it is necessary to achieve a particularly high degree of compactness of the components. Therefore, the aim is to integrate a lock drive in a vehicle transmission, using as little as possible, preferably already available, installation space. On the customer side, for example from the OEM [Original Equipment Manufacturer; is understood in vehicle construction as a manufacturer of the consumer-known car brands], a parking lock device is often required in which the locking position is present in the event of a system failure, for example in the event of a power failure, that is to say the locking position is the normal position. The blocking position is thus set up as a fallback position and prevents the motor vehicle from rolling away even in the event of a power failure. It follows from this requirement that the exemption may only be active, that is to say when a lock drive is energized. In conventional parking lock devices, the power consumption for the exemption is too high, in particular because the exemption represents the main position in the operation of the motor vehicle.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention result from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, with the explanations from the following description and features from the figures, which include supplementary embodiments of the invention, being able to be used for this purpose.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.Unless explicitly stated to the contrary, ordinal numbers used in the preceding and subsequent description serve only to clearly distinguish them and do not reflect the order or ranking of the components identified. An ordinal number greater than one does not necessarily mean that another such component must be present.
Die Erfindung betrifft eine Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration zum Integrieren in ein Fahrzeuggetriebe, wobei die Parksperre zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - eine Sperrklinke mit einem Sperrnocken, wobei der Sperrnocken in eine Zahnlücke eines Parksperrenrads derart einbringbar ist, dass eine Drehbewegung des zugeordneten Parksperrenrads mittels formschlüssigen Eingriffs in die Zahnlücke gesperrt ist, wobei die Sperrklinke derart bewegbar ist, dass der Sperrnocken aus der Zahnlücke heraushebbar ist;
- - einen Parkmechanismus, welcher sich normal in einer Sperrstellung befindet, wobei in der Sperrstellung der Parkmechanismus die Sperrklinke in die Zahnlücke eines Parksperrenrads zwingt;
- - ein selbsthemmungsfreies Betätigungsmittel zum axialen Übertragen einer dem Parkmechanismus entgegengerichteten Betätigungskraft, sodass der Parkmechanismus mittels des Betätigungsmittels einzig aktiv aus der Sperrstellung in eine Offenstellung überführbar ist, wobei in der Offenstellung das Parksperrenrad frei drehbar ist, und wobei das Betätigungsmittel in einer Führkulisse geführt ist; und
- - einen Sperrenantrieb zum Bewegen des Betätigungsmittels.
- - A pawl with a locking cam, the locking cam can be inserted into a tooth space of a parking lock wheel in such a way that a rotational movement of the associated parking lock wheel is locked by means of positive engagement in the tooth space, the locking pawl being movable in such a way that the locking cam can be lifted out of the tooth space;
- - A parking mechanism, which is normally in a locking position, the parking mechanism in the locking position forcing the pawl into the tooth space of a parking lock wheel;
- - A self-locking actuator for axially transmitting an opposing actuating force to the parking mechanism, so that the parking mechanism by means of Actuating means can only be actively transferred from the locked position into an open position, the parking lock wheel being freely rotatable in the open position, and wherein the actuating means is guided in a guide link; and
- - A lock drive for moving the actuating means.
Die Parksperre ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Führkulisse zumindest abschnittsweise bei der Offenstellung des Parkmechanismus gegenüber einer rein axialen Ausrichtung geneigt ist. In einer Ausführungsform weist die Führkulisse einen Führabschnitt bei der Sperrstellung und einen Halteabschnitt bei der Offenstellung auf, wobei der Führabschnitt axial ausgerichtet ist und der Halteabschnitt von dem Führabschnitt weg hin zu der Offenstellung geneigt ist.The parking lock is primarily characterized in that the guide link is inclined at least in sections when the parking mechanism is open relative to a purely axial orientation. In one embodiment, the guide link has a guide section in the locked position and a holding section in the open position, the guide section being axially aligned and the holding section being inclined away from the guide section toward the open position.
Die hier vorgeschlagenen Parksperre, beziehungsweise die gesamte Parksperrenvorrichtung, lässt sich auf besonders wenig Bauraum in ein Fahrzeuggetriebe integrieren. Ein solches Fahrzeuggetriebe ist beispielsweise ein Übersetzungsgetriebe, ein Differential, eine Reibkupplung oder ein Drehmomentwandler zum Übertragen eines Drehmoments von einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrische Maschine, auf zumindest ein Fahrzeugrad.The parking lock proposed here, or the entire parking lock device, can be integrated into a vehicle transmission in a particularly small installation space. Such a vehicle transmission is, for example, a step-up transmission, a differential, a friction clutch or a torque converter for transmitting torque from a drive machine, for example an internal combustion engine and / or an electrical machine, to at least one vehicle wheel.
Der Sperrnocken ist dazu eingerichtet, formschlüssig in eine Zahnlücke eines Parksperrenrads einzugreifen, wobei in einer Normalstellung der Parksperre, also in einem nicht bestromten Zustand des Sperrenantriebs, sich der Parkmechanismus in der Sperrstellung befindet. Der sich in der Sperrstellung befindende Parkmechanismus zwingt den Sperrnocken in die Zahnlücke des Parksperrenrads; das ist die Eingriffstellung des Sperrnockens beziehungsweise der Sperrklinke. In der Eingriffstellung ist das Parksperrenrad an einer Drehung gehindert, also gesperrt, weil der formschlüssige Eingriff des Sperrnockens in eine Zahnlücke bewirkt, dass das Parksperrenrad sich nicht mehr oder nur in gesetzlich zulässigen Rahmen um seine Radachse verdrehen kann. Damit ist das zugehörige Fahrzeugrad in diesem Antriebsstrang festgestellt und das Kraftfahrzeug kann nicht mehr wegrollen.The locking cam is designed to interlock positively in a tooth gap of a parking lock wheel, the parking mechanism being in the locking position in a normal position of the parking lock, that is to say when the lock drive is not energized. The parking mechanism in the locked position forces the locking cam into the tooth space of the parking lock gear; this is the engaged position of the locking cam or pawl. In the engaged position, the parking lock wheel is prevented from rotating, that is to say locked, because the positive engagement of the locking cam in a tooth gap means that the parking lock wheel can no longer rotate or can only rotate about its wheel axis within the limits permitted by law. The associated vehicle wheel is thus fixed in this drive train and the motor vehicle can no longer roll away.
Die Sperrklinke selbst ist von einem (unter Umständen separaten Freistell-) Energiespeicher und/oder der Schwerkraft derart vorgespannt, dass die (freie) Sperrklinke aus dieser Eingriffstellung heraus bewegt wird, sodass mit dem Parkmechanismus in der Offenstellung das Parksperrenrad frei drehbar ist; das ist die Freistellung des Sperrnockens beziehungsweise der Sperrklinke. Der die Sperrklinke in die Freistellung vorspannende (Freistell-) Energiespeicher, beispielsweise in schwenkbarer Ausführungsform mittels einer an der Sperrenachse gelagerten Schenkelfeder, wirkt dem Parkmechanismus entgegen, ist aber schwächer als die Schließkraft des Parkmechanismus.The pawl itself is biased by a (possibly separate release) energy store and / or gravity in such a way that the (free) pawl is moved out of this engagement position, so that the parking lock wheel can be freely rotated with the parking mechanism in the open position; this is the release of the locking cam or pawl. The (release) energy store biasing the pawl into the release, for example in a pivotable embodiment by means of a leg spring mounted on the lock axis, counteracts the parking mechanism, but is weaker than the closing force of the parking mechanism.
Für die meisten Anwendungen ist es erwünscht, dass eine Sperrung gegen ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs erst bei einer vorbestimmten Einleggeschwindigkeit, beispielsweise erst bei einer Geschwindigkeit unterhalb von 2 km/h [zwei Kilometern pro Stunde], des betreffenden Kraftfahrzeugs einlegbar ist. Oberhalb einer vorbestimmten Auswurfgeschwindigkeit, beispielsweise von 4 km/h, soll eine Sperrung selbsttätig verhindert werden. Dies wird hier gelöst, indem ein Sperrnocken von dem rotierenden Parksperrenrad frühestens ab einer der Einleggeschwindigkeit und spätestens ab einer der Auswurfgeschwindigkeit entsprechenden Rotationsgeschwindigkeit abgewiesen wird. Dazu sind die Geometrie des Sperrnockens, die Schließkraft des Parkmechanismus und die Vorspannung des (Schließ-) Energiespeichers auf die Sperrklinke entsprechend ausgelegt.For most applications, it is desirable that a lock against the motor vehicle rolling away can only be inserted at a predetermined insertion speed, for example only at a speed below 2 km / h [two kilometers per hour], of the motor vehicle in question. Above a predetermined ejection speed, for example of 4 km / h, blocking should be prevented automatically. This is solved here in that a locking cam is rejected by the rotating parking lock wheel at the earliest from a speed of insertion and at the latest from a speed of rotation corresponding to the ejection speed. For this purpose, the geometry of the locking cam, the closing force of the parking mechanism and the preload of the (closing) energy store on the pawl are designed accordingly.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Sperrklinke daher um eine Sperrenachse derart verschwenkbar gestaltet, dass der Sperrnocken aus der Zahnlücke herausschwenkbar ist. Alternativ ist die Sperrklinke beispielsweise als Stift ausgeführt, welcher entlang einer Stiftachse bewegbar ist und mit einem Ende, dem Sperrnocken, in die Zahnlücke absenkbar und daraus heraushebbar ist.In an advantageous embodiment, the locking pawl is therefore designed to be pivotable about a locking axis in such a way that the locking cam can be pivoted out of the tooth gap. Alternatively, the pawl is designed, for example, as a pin which can be moved along a pin axis and can be lowered into and removed from the tooth gap with one end, the locking cam.
Ist allerdings die Sperrstellung von dem Parkmechanismus eingenommen, ist der Sperrnocken mittels Formzwang in der Eingriffstellung gehalten. Bei betriebsgemäßer Betätigung des Kraftfahrzeugs ist dann der Sperrnocken infolge des Formzwangs nicht mehr aus der Zahnlücke auswerfbar.However, if the locking position is taken up by the parking mechanism, the locking cam is held in the engaged position by means of a form constraint. When the motor vehicle is operated as normal, the locking cam can then no longer be ejected from the tooth gap due to the form constraint.
Der Parkmechanismus ist beispielsweise axial bewegbar, beispielsweise als Sperrstift ausgeführt, welcher unter einer Vorspannlast in axialer Richtung eines (unter Umständen weiteren, Schließ-) Energiespeichers, beispielsweise einer Schraubenzugfeder oder Schraubendruckfeder, dauerhaft derart gegen die Sperrklinke wirkt, dass diese, gegebenenfalls erst bei Vorliegen einer ausreichend geringen Fahrzeuggeschwindigkeit, in die Eingriffstellung überführt wird. Beispielsweise wirkt der Sperrstift des Parkmechanismus mit einer Sperrrampe gegen eine Klinkenrampe der Sperrklinke, welche im Zusammenwirken infolge eines Axialhubs des Sperrstifts die Sperrklinke, sofern von dem Parksperrenrad ausgehend keine zu große Gegenkraft auf den Sperrnocken einwirkt, in die Eingriffstellung gezwungen wird.The parking mechanism is, for example, axially movable, for example designed as a locking pin which, under a preload in the axial direction of a (possibly further, closing) energy store, for example a helical tension spring or helical compression spring, acts permanently against the pawl in such a way that this pawl, if applicable, only when present a sufficiently low vehicle speed is transferred to the engaged position. For example, the locking pin of the parking mechanism acts with a locking ramp against a pawl ramp of the pawl, which, in cooperation with one another as a result of an axial stroke of the locking pin, forces the pawl into the engaged position, provided that the parking locking wheel does not exert too great a counterforce on the locking cam.
In einer Ausführungsform ist zum Freistellen der Sperrklinke sowie zum Überführen des Parkmechanismus in die Sperrstellung ein einziger, also gemeinsamer, Energiespeicher, beispielsweise eine Schraubendruckfeder, vorgesehen. Dieser Energiespeicher wirkt in einer Richtung gegen einen (Freistell-) Anschlag der Sperrklinke und in der Gegenlagerrichtung gegen einen (Schließ-) Anschlag des Parkmechanismus. Ist der Parkmechanismus frei bewegbar, so ist die effektive (Schließ-) Kraft auf den Parkmechanismus größer als die effektive (Freistell-) Kraft auf die Sperrklinke, sodass der Parkmechanismus in die Sperrstellung gedrückt wird.In one embodiment, a single, that is to say common, energy store, for example one, is used to release the pawl and to transfer the parking mechanism into the locked position Helical compression spring, provided. This energy store acts in one direction against a (release) stop of the pawl and in the opposite bearing direction against a (close) stop of the parking mechanism. If the parking mechanism is freely movable, the effective (closing) force on the parking mechanism is greater than the effective (release) force on the pawl, so that the parking mechanism is pressed into the locking position.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sperrstift mittels einer axialen, also zu der Bewegungsrichtung des Sperrstifts parallelen, Abstützfläche axial geführt, sodass die Querkräfte auf den Sperrstift zumindest zum Teil von dieser parallelen Abstützfläche aufgenommen und der Sperrstift damit entlastet wird. Alternativ oder zusätzlich ist der Sperrstift nach Erreichen der Sperrstellung seitlich, bevorzugt mittels der zuvor genannten parallelen Abstützfläche, abgestützt, sodass dann die Sperrklinke formschlüssig, also den Formzwang bildend, in der Eingriffstellung fixiert ist. Eine von dem Parksperrenrad ausgehende (betriebsgemäße) Auswurfkraft, also ein Drehmoment um die Zahnradachse des Parksperrenrads, zusammen mit der Freistellkraft der Sperrklinke sind dann nicht in der Lage, die Sperrklinke in die Freistellung zu überführen.In a preferred embodiment, the locking pin is axially guided by means of an axial support surface, that is to say parallel to the direction of movement of the locking pin, so that the transverse forces on the locking pin are at least partially absorbed by this parallel support surface and the locking pin is thus relieved. Alternatively or additionally, the locking pin is laterally supported after reaching the locking position, preferably by means of the aforementioned parallel support surface, so that the locking pawl is then fixed in the engagement position in a form-fitting manner, that is to say in the form constraint. An (operational) ejection force originating from the parking lock wheel, i.e. a torque about the gear axis of the parking lock wheel, together with the release force of the pawl are then not able to transfer the pawl into the release position.
Das Betätigungsmittel ist dazu eingerichtet, dem Parkmechanismus entgegenzuwirken, und zwar einzig aktiv, also unter entsprechender Bestromung eines zugeordneten Sperrenantriebs. Dazu ist das Betätigungsmittel derart eingerichtet, dass es im inaktiven Zustand, also ohne Bestromung des Sperrenantriebs, von dem Parkmechanismus überwunden wird und/oder eine zusätzliche Vorspannlast das Betätigungsmittel in eine Ruhelage überführt, sodass der Parkmechanismus freigestellt ist. Der Parkmechanismus ist dann mittels des (Schließ-) Energiespeichers ausreichend vorgespannt, um die Sperrklinke in die Eingriffstellung zu bewegen, wenn das Parksperrendrad ausreichend langsam rotiert oder (mit einer Zahnlücke in korrespondierender Stellung) steht. Das bedeutet, dass die Reibung in dem Betätigungsmittel (und unter Umständen des Antriebs) vergleichsweise gering sein muss. Daher ist das Betätigungsmittel als (unter technisch möglicher beziehungsweise kosteneffizienter Maßgabe) statisch und dynamisch selbsthemmungsfrei ausgeführt.The actuating means is set up to counteract the parking mechanism, and only actively, that is, with the corresponding energization of an assigned lock drive. For this purpose, the actuating means is set up in such a way that it is overcome by the parking mechanism in the inactive state, that is to say without energizing the locking drive, and / or an additional biasing load transfers the actuating means to a rest position, so that the parking mechanism is free. The parking mechanism is then sufficiently pre-tensioned by means of the (closing) energy store to move the pawl into the engaged position when the parking lock end wheel rotates slowly enough or (with a tooth gap in the corresponding position). This means that the friction in the actuating means (and possibly the drive) must be comparatively low. Therefore, the actuating means is designed as statically and dynamically self-locking (under technically possible or cost-efficient stipulations).
Eine Selbsthemmung ist ein Blockieren beziehungsweise Halten eines Betätigungsmittels in einer Stellung, beispielsweise in einer aktuell eingestellten Stellung, des Betätigungsmittels. Das selbsthemmende Betätigungsmittel ist von einer (auslegungsgemäßen) äußeren Kraft, bei einem Spindeltrieb einer Axialkraft, (über ein intrinsisches Spiel hinaus) nicht bewegbar, aber mittels des Sperrenantriebs, bei einem Spindeltrieb einem Drehmoment, frei bewegbar. Beispielsweise ist bei einem Betätigungsmittel, welches mittels eines Spindeltriebs angetrieben ist, eine Spindel mit einem geeigneten Trapezgewinde oder der Spindeltrieb mit zusätzlich zumindest einer Schlingbandfeder selbsthemmend ausführbar. Eine Aussage über den Reibungswiderstand, also lediglich eine der Bewegungsrichtung entgegenstehende (Reibungs-) Kraft ist unter dem Begriff der Selbsthemmung nicht enthalten. Der Reibungswiderstand ist also grundsätzlich unabhängig von einer Selbsthemmung hoch oder niedrig. Beispielsweise bei einer Spindel mit einem selbsthemmenden Trapezgewinde ist der Reibungswiderstand abhängig von einer auslegungsgemäßen (axialen) Haltekraft zur Selbsthemmung des Spindeltriebs und somit hoch, wenn eine hohe Haltekraft zum Blockieren des Betätigungsmittels in der eingestellten Stellung erwünscht ist. Beispielsweise bei dem Einsatz zumindest einer Schlingbandfeder ist der Reibungswiderstand unabhängig von der gewünschten Haltekraft. Daher ist ein mittels zumindest einer Schlingbandfeder selbsthemmender Spindeltrieb reibungsarm ausführbar. Ist ein Betätigungsmittel also selbsthemmungsfrei ausgeführt, so ist das Betätigungsmittel in einem Betriebszustand, zumindest bei einer Stellung, welche den Parkmechanismus aus der Sperrstellung heraushält, nicht blockiert. Das Betätigungsmittel ist dann aus einer eingestellten Stellung mittels Aufbringen einer äußeren Kraft, bei einem Spindeltrieb einer Axialkraft, in eine andere Stellung überführbar, wenn der Sperrenantrieb nicht aktiv, beispielsweise mittels Bestromung, eine entgegengerichtete Kraft, bei einem Spindeltrieb ein Drehmoment, aufbringt. Für einige Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, den Reibungswiderstand möglichst gering zu halten, sodass die notwendigen Kräfte im Gesamtsystem gering gehalten werden können und/oder hohe Stellgeschwindigkeiten erreicht werden können.Self-locking is blocking or holding an actuating means in one position, for example in a currently set position, of the actuating means. The self-locking actuating means cannot be moved by an (designed) external force (in the case of a spindle drive an axial force (beyond an intrinsic play), but can be moved freely by means of the locking drive, in the case of a spindle drive a torque). For example, in the case of an actuating means which is driven by means of a spindle drive, a spindle with a suitable trapezoidal thread or the spindle drive with at least one wrap-around spring can be designed to be self-locking. The term self-locking does not include a statement about the frictional resistance, i.e. only a (friction) force opposing the direction of movement. The frictional resistance is basically high or low regardless of self-locking. For example, in the case of a spindle with a self-locking trapezoidal thread, the frictional resistance is dependent on a design (axial) holding force for self-locking of the spindle drive and is therefore high when a high holding force is required to block the actuating means in the set position. For example, when using at least one wrap spring, the frictional resistance is independent of the desired holding force. Therefore, a spindle drive that is self-locking by means of at least one wrap spring can be designed with low friction. If an actuating means is thus designed to be self-locking, the actuating means is not blocked in an operating state, at least in a position which keeps the parking mechanism out of the locked position. The actuating means can then be transferred from a set position by applying an external force, in the case of a spindle drive an axial force, to another position if the lock drive is not actively, for example by means of energizing, applying a counter-directional force, in the case of a spindle drive a torque. For some applications, it is advantageous to keep the frictional resistance as low as possible so that the necessary forces in the overall system can be kept low and / or high positioning speeds can be achieved.
Zum Antreiben des Betätigungsmittels ist der Sperrenantrieb vorgesehen, beispielsweise ein elektrischer, ein pneumatischer oder ein hydraulischer Antrieb, womit das Betätigungsmittel entlang eines (axialen) Verfahrwegs bewegbar ist. Der Verfahrweg weist ein definiertes Offenstellungs-Ende und ein definiertes Sperrstellungs-Ende auf. Befindet sich das Betätigungsmittel bei dem Offenstellungs-Ende, ist der Parkmechanismus entgegen seiner Vorspannung aus der Sperrstellung heraus in die Offenstellung gezwungen und die Sperrklinke ist aus der Zahnlücke herausgehoben, befindet sich also in der Freistellung. Die erzeugbare Betätigungskraft von dem Betätigungsmittel ist so groß, dass die von dem Parkmechanismus erzeugte Schließkraft stets überwindbar ist.The lock drive is provided for driving the actuating means, for example an electric, a pneumatic or a hydraulic drive, with which the actuating means can be moved along an (axial) travel path. The travel path has a defined open position end and a defined locked position end. If the actuating means is at the open position end, the parking mechanism is forced out of the locked position into the open position against its bias and the pawl is lifted out of the tooth gap, so it is in the release position. The actuating force that can be generated by the actuating means is so great that the closing force generated by the parking mechanism can always be overcome.
Befindet sich, beispielsweise infolge eines rückwärtigen Ansteuerns des Sperrenantriebs, das Betätigungsmittel bei dem Sperrstellungs-Ende, ist die Betätigungskraft so gering, dass der Parkmechanismus diese überwindet. Beispielsweise liegt dann zwischen dem Betätigungsmittel und dem Parkmechanismus eine (axiale) Lücke vor, sodass sich der Parkmechanismus frei von einer von dem Betätigungsmittel ausgehenden entgegenwirkenden Betätigungskraft von der Offenstellung in die Sperrstellung bewegen kann. Alternativ wird der Sperrenantrieb nicht rückwärtig angesteuert, sondern das Betätigungsmittel allein von dem Parksperrenmechanismus hin zu dem Sperrstellungs-Ende bewegt.If the actuating means is located at the end of the blocking position, for example as a result of a rearward actuation of the locking drive, the actuating force is so low that the parking mechanism overcomes it. For example, then there is an (axial) gap between the actuating means and the parking mechanism, so that the parking mechanism can move from the open position into the blocking position free of an opposing actuating force originating from the actuating means. Alternatively, the lock drive is not actuated from the rear, but the actuating means is moved solely from the parking lock mechanism towards the end of the locking position.
Abweichend von der möglichst reibungsarmen Ausführung des Betätigungsmittels ist eine Führkulisse geneigt ausgeführt, sodass ein Halteabschnitt gebildet ist. Dieser Halteabschnitt erstreckt sich in einer Ausführungsform über die gesamte Führungskulisse. In einer Ausführungsform liegt der Halteabschnitt nur vor, solange sich der Sperrnocken in der Freistellung befindet, beziehungsweise liegt nur in einem Abschnitt des Sperrwegs des Parkmechanismus von der Offenstellung hin zu der Sperrstellung vor. Dann liegt bevorzugt im übrigen Bereich des Betätigungswegs ein Führabschnitt vor, mit beispielsweise rein axialer Ausrichtung. Bevorzugt entspricht der Führabschnitt dem Sperrweganteil des Parkmechanismus, in welchem der Sperrnocken noch außerhalb einer Zahnlücke angeordnet ist, besonders bevorzugt der Parkmechanismus noch nicht gegen die Sperrklinke wirkt, also nicht zusätzlich gegen einen (Schließ-) Energiespeicher der Sperrklinke anarbeiten muss.Deviating from the low-friction design of the actuating means, a guide link is inclined so that a holding section is formed. In one embodiment, this holding section extends over the entire guide link. In one embodiment, the holding section is only present as long as the locking cam is in the release position, or is only present in a section of the blocking path of the parking mechanism from the open position to the blocking position. Then there is preferably a guide section in the remaining area of the actuation path, for example with a purely axial orientation. The guide section preferably corresponds to the locking path portion of the parking mechanism, in which the locking cam is still arranged outside a tooth gap, particularly preferably the parking mechanism does not yet act against the locking pawl, that is to say does not additionally have to work against a (locking) energy store of the locking pawl.
Indem das Betätigungsmittel (im Halteabschnitt) nicht rein axial bewegbar ist, muss das Betätigungsmittel entgegen einer Rampenneigung des Halteabschnitts, also mit einem Queranteil, axial bewegt werden. Damit ergibt sich aus der Materialreibung eine Hemmkraft zwischen dem Betätigungsmittel und der Führkulisse im Halteabschnitt. Diese Hemmkraft ist so gering, dass sie gemeinsam mit der Antriebsreibung und Trägheit des (aktiven) Betätigungssystems von dem Parkmechanismus überwunden werden kann und/oder eine zusätzliche Vorspannlast das Betätigungsmittel in eine Ruhelage überführt, sodass der Parkmechanismus freigestellt ist beziehungsweise wird, wenn der Sperrenantrieb nicht (vorwärts) bestromt ist, also keine aktive Betätigungskraft vorliegt. Gleichzeitig ist diese Hemmkraft aber so groß, dass die notwendige Bestromung zum Halten der Sperrklinke in der Freistellung im Vergleich zu einer (nahezu) reibungsfreien, rein axialen Führung erheblich reduziert ist, beispielsweise eine Reduzierung auf 50 % [fünfzig Prozent], bevorzugt auf bis zu 20 %.Since the actuating means (in the holding section) cannot be moved purely axially, the actuating means must be moved axially against a ramp inclination of the holding section, that is to say with a transverse component. This results in an inhibiting force between the actuating means and the guide link in the holding section from the material friction. This inhibiting force is so low that it can be overcome by the parking mechanism together with the drive friction and inertia of the (active) actuation system and / or an additional biasing load brings the actuating means into a rest position, so that the parking mechanism is or is released when the lock drive is not is energized (forward), i.e. there is no active actuating force. At the same time, this inhibiting force is so great that the current required to hold the pawl in the release is considerably reduced compared to an (almost) friction-free, purely axial guide, for example a reduction to 50% [fifty percent], preferably up to 20%.
Der (passive) Kraftüberschuss des Parkmechanismus ist also derart auszulegen, dass dieser Kraftüberschuss ausreicht, den Sperrnocken wieder in eine Zahnlücke zu bringen, unter Umständen erst nach Unterschreiten einer Grenzgeschwindigkeit (Einleggeschwindigkeit) des Kraftfahrzeugs.The (passive) excess force of the parking mechanism must therefore be designed in such a way that this excess force is sufficient to bring the locking cam back into a tooth space, possibly only after the motor vehicle has fallen below a limit speed (insertion speed).
Der Halteabschnitt ist in einer Ausführungsform beispielsweise um 15° [fünfzehn Grad] bis 25° [fünfundzwanzig Grad] von einem 90°-Winkel zu der axialen Ausrichtung geneigt. Mit anderen Worten ist der Halteabschnitt mit 65° bis 75° zu dem Führabschnitt ausgerichtet, wenn dieser parallel zu der axialen Betätigungsbewegung des Betätigungsmittels ausgerichtet ist. In einer Ausführungsform ist der (optionale) axial ausgerichtete Führabschnitt nicht rein axial-gerade ausgeführt, sondern weist ebenfalls einen leichten Winkel, eine gebogene Form oder beispielsweise eine Wellung mit einer Mehrzahl von Winkeln zu einer rein axialen Ausrichtung auf, wobei der oder die Mehrzahl der Winkel deutlich geringer als bei dem Halteabschnitt ist. Beispielsweise ist ein Winkel in dem ersten Bereich kleiner als 25°, bevorzugt kleiner als 15°, zu einer rein axialen Ausrichtung.In one embodiment, the holding portion is inclined, for example, 15 ° [fifteen degrees] to 25 ° [twenty-five degrees] from a 90 ° angle to the axial orientation. In other words, the holding section is aligned at 65 ° to 75 ° to the guide section if it is aligned parallel to the axial actuating movement of the actuating means. In one embodiment, the (optional) axially aligned guide section is not made purely axially straight, but also has a slight angle, a curved shape or, for example, a corrugation with a plurality of angles for a purely axial orientation, the or the majority of the Angle is significantly smaller than in the holding section. For example, an angle in the first area is less than 25 °, preferably less than 15 °, to a purely axial orientation.
Sofern zusätzlich ein Führabschnitt mit einer axialen Ausrichtung vorgesehen ist, liegt dort (in konventioneller Weise) keine beziehungsweise nur eine vernachlässigbare zusätzliche Reibung vor. Hierbei findet allein eine axiale Führung für das Betätigungsmittel statt. In dem Halteabschnitt hingegen ist die Reibung erhöht und damit, wie vorhergehend beschrieben, eine vorbestimmte Hemmwirkung erzielt.If a guide section with an axial alignment is additionally provided, there is (in a conventional manner) no or only negligible additional friction. In this case, there is only axial guidance for the actuating means. In the holding section, however, the friction is increased and, as described above, a predetermined inhibiting effect is achieved.
Im (optionalen) Führabschnitt liegt bei einem Schließvorgang, also dem Überführen der Sperrklinke von der Freistellung in die Eingriffstellung bei unbestromtem Sperrenantrieb (nahezu) keine Hemmkraft mehr vor, sodass die Sperrstellung schnell eingenommen werden kann. Der Führabschnitt entspricht dann zumindest dem Sperrweganteil, in welchem der oben genannte Formzwang zum Halten des Sperrnockens in der Zahnlücke enthalten ist.In the (optional) guiding section, there is (almost) no longer any inhibiting force during a closing process, i.e. the transfer of the pawl from the release into the engagement position when the lock drive is de-energized, so that the locking position can be quickly adopted. The guide section then corresponds at least to the blocking path portion, in which the above-mentioned form constraint for holding the blocking cam is contained in the tooth gap.
Der Halteabschnitt ist somit hin zu der Offenstellung geneigt, also hin zu jenem Ende des Sperrwegs des Parkmechanismus, welches der Freistellung der Sperrklinke entspricht. Mit anderen Worten ist der Halteabschnitt jenseits eines 90°-Winkels zu einer rein axialen Ausrichtung des Führabschnitts geneigt, schließt also keinen Winkel kleiner 90° mit dem Führabschnitt ein. Es findet also keine Verrastung statt, welche erst mittels Bestromung des Sperrenantriebs aufgehoben werden könnte. Die Neigung des Halteabschnitts ist dabei so ausgeführt, dass ein axialer Bewegungsanteil enthalten ist, wenn das Betätigungsmittel in dem Halteabschnitt geführt ist. Die Neigung entspricht also nicht 90° zu einer rein axialen Ausrichtung. Eine Kontaktfläche des Betätigungsmittels hin zu dem Parkmechanismus wird in einer Ausführungsform entlang des Führungswinkels des Halteabschnitts verdreht. In einer anderen Ausführungsform ist die Kontaktfläche verdrehbar gelagert und überträgt so (nahezu) kein Drehmoment auf den Parkmechanismus.The holding section is thus inclined towards the open position, ie towards that end of the blocking path of the parking mechanism, which corresponds to the release of the pawl. In other words, the holding section is inclined beyond a 90 ° angle to a purely axial alignment of the guide section, that is to say does not form an angle of less than 90 ° with the guide section. There is therefore no latching, which could only be released by energizing the lock drive. The inclination of the holding section is designed such that an axial movement component is included when the actuating means is guided in the holding section. The inclination therefore does not correspond to 90 ° to a purely axial orientation. In one embodiment, a contact surface of the actuating means towards the parking mechanism is rotated along the guide angle of the holding section. In another embodiment, the contact surface is rotatably mounted and thus transmits (almost) no torque to the parking mechanism.
Ein Führabschnitt mit, bevorzugt rein, axialer Ausrichtung ist vorteilhaft für ein schnelles Schließverhalten der Parksperre. Zudem steht die Hemmkraft einer geneigten Führkulisse auch der Betätigungskraft des Sperrenantriebs entgegen, sodass auch dafür ein möglichst kurzer Halteabschnitt gewünscht ist. Der Halteabschnitt ist bevorzugt so kurz, dass die gewünschte Hemmkraft gerade eben nur in einer Offenstellung des Parkmechanismus (sicher) vorliegt. A guide section with, preferably purely, axial alignment is advantageous for a quick closing behavior of the parking lock. In addition, the inhibiting force of an inclined guide link also opposes the actuating force of the locking drive, so that the shortest possible holding section is also required for this. The holding section is preferably so short that the desired inhibiting force is only present (securely) in an open position of the parking mechanism.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass der Sperrenantrieb eine Rotorwelle und einen Spindeltrieb umfasst, wobei der Spindeltrieb dazu eingerichtet ist, eine Rotation der Rotorwelle in einen Axialvorschub des Betätigungsmittels zu übersetzen.It is further proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the lock drive comprises a rotor shaft and a spindle drive, the spindle drive being set up to translate a rotation of the rotor shaft into an axial feed of the actuating means.
Hier ist vorgeschlagen, dass der Sperrenantrieb für eine Drehmomentabgabe eingerichtet ist, wobei eine Rotorwelle um eine Antriebsachse rotierbar ist. Die Anzahl der Rotationen, welche dem gewünschten Verfahrweg des Betätigungsmittels entspricht, ist mechanisch gesichert und/oder elektronisch eingeregelt. Eine mechanische Sicherung wirkt direkt an der Rotorwelle oder mittelbar über die axiale Bewegung der entsprechenden Komponente des Spindeltriebs.It is proposed here that the lock drive is set up for torque delivery, a rotor shaft being rotatable about a drive axis. The number of rotations, which corresponds to the desired travel path of the actuating means, is mechanically secured and / or electronically regulated. A mechanical lock acts directly on the rotor shaft or indirectly via the axial movement of the corresponding component of the spindle drive.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass das Betätigungsmittel eine axial bewegbare Spindel oder eine axial bewegbare Spindelmutter des Spindeltriebs umfasst, wobei das Betätigungsmittel mittels der Führkulisse axial und zumindest abschnittsweise vorbestimmt um einen begrenzten Drehwinkel bewegbar ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the actuating means comprises an axially movable spindle or an axially movable spindle nut of the spindle drive, the actuating means being movable axially and at least in sections in a predetermined manner by a limited angle of rotation.
Sofern ein Führabschnitt vorgesehen ist, ist das Betätigungsmittel in dem Führabschnitt gegen ein Rotieren gesichert und in dem geneigten Halteabschnitt entlang der Führkulisse axial und vorbestimmt um einen begrenzten Drehwinkel bewegbar.If a guide section is provided, the actuating means is secured against rotation in the guide section and can be moved axially and in a predetermined manner by a limited angle of rotation along the guide link in the inclined holding section.
Das Betätigungsmittel ist in einer Ausführungsform eine Spindel (einstückig) oder mit einer Spindel fixiert verbunden (mehrstückig), wobei die Spindel dann (zumindest mittelbar) drehmomentabgestützt und axial bewegbar ist. Die Rotorwelle ist dann beispielsweise als Hohlwelle ausgeführt, sodass die Spindel in axialer Überlappung mit der Rotorwelle verfahrbar ist. Ist das Betätigungsmittel hingegen eine Spindelmutter (einstückig) oder mit einer Spindelmutter fixiert verbunden (mehrstückig), so ist die Spindelmutter (zumindest mittelbar) drehmomentabgestützt und von einer rotierenden Spindel axial bewegbar. In beiden Fällen ist eine reine Drehmomentabstützung, welche eine Rotation des Betätigungsmittels unterbindet, einzig in dem (optionalen) Führabschnitt gebildet. Im Halteabschnitt ist hingegen eine Verdrehung möglich, wobei ein Verdrehen dennoch einen axialen Vorschub bedingt, weil der Halteabschnitt hin zu der Offenstellung geneigt ist, also dem Ende des Verfahrwegs des Betätigungsmittels zu geneigt ist, bei welchem eine Betätigungskraft auf den Parkmechanismus übertragen wird und die Sperrklinke in die Freistellung bewegt. Der begrenzte Drehwinkel ergibt sich also aus der gewünschten Länge des Halteabschnitts und dem notwendigen Winkel um die gewünschte Reibung zwischen der Führkulisse und dem Betätigungsmittel einzustellen.In one embodiment, the actuating means is a spindle (in one piece) or fixedly connected to a spindle (in several pieces), the spindle then (at least indirectly) being torque-supported and axially movable. The rotor shaft is then designed, for example, as a hollow shaft, so that the spindle can be moved in an axial overlap with the rotor shaft. If, on the other hand, the actuating means is a spindle nut (in one piece) or fixedly connected to a spindle nut (in several pieces), the spindle nut is (at least indirectly) torque-supported and axially movable by a rotating spindle. In both cases, a pure torque support, which prevents rotation of the actuating means, is only formed in the (optional) guide section. In the holding section, on the other hand, rotation is possible, although rotation nevertheless requires an axial feed because the holding section is inclined towards the open position, i.e. towards the end of the travel path of the actuating means, at which an actuating force is transmitted to the parking mechanism and the pawl moved into the exemption. The limited angle of rotation thus results from the desired length of the holding section and the angle required to set the desired friction between the guide link and the actuating means.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass der Sperrenantrieb ein Motorgehäuse aufweist, wobei die Führkulisse in das Motorgehäuse integriert ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the lock drive has a motor housing, the guide link being integrated in the motor housing.
Für das Vorhalten eines Betätigungswegs, des benötigten Bauraums für die Apparatur, umfassend den Sperrenantrieb und das Betätigungsmittel ist ein Motorgehäuse vorzusehen. Dieses soll in einer bevorzugten Ausführungsform in ein Getriebegehäuse integriert werden. Es ist daher vorteilhaft, die Führkulisse in das Motorgehäuse zu integrieren. Bevorzugt ist das Betätigungsmittel von einem Spindeltrieb angetrieben beziehungsweise mit diesem verbunden oder in diesen integriert, sodass eine Drehmomentabstützung benötigt wird, um das antreibende Drehmoment in eine axiale Bewegung umzuwandeln. Diese Drehmomentabstützung ist bevorzugt von der Führkulisse gebildet. Somit wird kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Die axiale Länge des Betätigungswegs ist dadurch unverändert gegenüber einer notwendigen Länge zum Betätigen einer, beispielsweise konventionellen, Sperrklinke und eines, beispielsweise konventionellen, Parkmechanismus.A motor housing must be provided to provide an actuation path, the installation space required for the apparatus, including the lock drive and the actuation means. In a preferred embodiment, this is to be integrated into a transmission housing. It is therefore advantageous to integrate the guide link into the motor housing. The actuating means is preferably driven by a spindle drive, or connected to it or integrated in it, so that torque support is required in order to convert the driving torque into an axial movement. This torque support is preferably formed by the guide link. This means that no additional installation space is required. The axial length of the actuation path is therefore unchanged from a length required to actuate a, for example conventional, pawl and a, for example conventional, parking mechanism.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass das Betätigungsmittel einen einzigen Querstift aufweist, wobei der Querstift in der Führkulisse geführt ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the actuating means has a single cross pin, the cross pin being guided in the guide link.
Die Verwendung eines Querstifts ermöglicht eine einfache Montage der Parksperre. Beispielsweise ist der Querstift von radial außen durch eine der Bahnen der Führkulisse einführbar, während (in einem Schritt zuvor) das Betätigungsmittel beziehungsweise der Spindeltrieb zur Montage axial in das Motorgehäuse einführbar ist. Indem ein einziger Querstift verwendet wird, ist die Anzahl der Montageschritte gering und die Qualitätskontrolle einfach, nämlich ob der Querstift einseitig tief genug eingesteckt ist, woraus sich ergibt, dass er sich auch durch die andere (möglicherweise schlecht zugängliche) Bahn erstreckt.The use of a cross pin enables the parking lock to be easily installed. For example, the cross pin can be inserted radially from outside through one of the tracks of the guide link, while (in one step beforehand) the actuating means or the spindle drive can be inserted axially into the motor housing for assembly. By using a single cross pin, the number of assembly steps is small and the quality control is simple, namely whether the cross pin is inserted deep enough on one side, which means that it also extends through the other (possibly difficult to access) path.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass die Führkulisse paarige Bahnen aufweist und der Querstift sich durch beide der paarigen Bahnen (hindurch oder hinein) erstreckt.It is also proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the guide link has paired tracks and the cross pin extends through both of the paired tracks (through or into).
Mittels paariger Bahnen ist eine gute Drehmomentabstützung geschaffen und im Bereich des Halteabschnitts die Reibung vergrößert, sodass der Winkel im Halteabschnitt im Vergleich zu einer einfachen Bahn verringerbar ist. In einer Ausführungsform sind die Bahnen zwar von ihrer für die Führung relevanten Form identisch, aber von Ihrer (radialen) Tiefe und/oder Art unterschiedlich. In einer Ausführungsform ist zumindest eine der Bahnen als Schlitz gebildet, welcher sich durch das Motorgehäuse radial hindurch erstreckt. In einer Ausführungsform ist zumindest eine der Bahnen als Vertiefung, als Abstützflansch oder anders gebildet.Good torque support is created by means of paired tracks and the friction increases in the area of the holding section, so that the angle in the holding section can be reduced in comparison to a simple track. In one embodiment, the tracks are identical in terms of their shape relevant for the guidance, but they are different in their (radial) depth and / or type. In one embodiment, at least one of the tracks is formed as a slot which extends radially through the motor housing. In one embodiment, at least one of the tracks is formed as a depression, as a support flange or otherwise.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Parksperrenvorrichtung zum Unterbinden eines Wegrollens eines stehenden Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Parksperrenrad für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt getriebeausgangsseitig in einem Fahrzeuggetriebe; und
- - eine Parksperre nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei das Parksperrenrad bei formschlüssigem Eingriff der Sperrnocken an einer Drehbewegung gehindert ist.
- - A parking lock wheel for a drive train of a motor vehicle, preferably on the transmission output side in a vehicle transmission; and
- - A parking lock according to an embodiment according to the above description, wherein the parking lock wheel is prevented from rotating when the locking cams engage in a positive manner.
Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung umfasst eine Parksperre und ein Parksperrenrad. Das Parksperrenrad ist in den Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt in ein Fahrzeuggetriebe, integriert und gemäß vorhergehender Beschreibung schaltbar zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung, sodass das Parksperrenrad in der Sperrstellung des Parkmechanismus an einer Drehbewegung gehindert ist.The parking lock device proposed here comprises a parking lock and a parking lock wheel. The parking lock wheel is integrated in the drive train of a motor vehicle, preferably in a vehicle transmission, and, according to the previous description, can be switched between an open position and a locking position, so that the parking lock wheel is prevented from rotating in the locking position of the parking mechanism.
In einer Ausführungsform bilden die Parksperre und das Parksperrenrad eine Baueinheit. Eine solche Baueinheit ist für den Einbau als zusammenhängendes Bauteil auslieferbar und ohne die Notwendigkeit, diese Baueinheit wieder auseinanderzunehmen, am vorgesehenen Montageort, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, montierbar.In one embodiment, the parking lock and the parking lock wheel form a structural unit. Such a unit can be delivered for installation as a coherent component and can be installed at the intended installation location, for example in a motor vehicle, without the need to disassemble this unit again.
In einer Ausführungsform ist die Sperrklinke und der Parkmechanismus, und in einer Ausführungsform auch das Parksperrenrad, eine Baueinheit, während das Betätigungsmittel und der Sperrenantrieb separat gebildet sind, welche in einer Ausführungsform eine separate weitere Baueinheit bilden. Das Betätigungsmittel und der Sperrenantrieb sind beispielsweise mit einer konventionellen Sperrklinke und/oder einem konventionellen Parkmechanismus verwendbar.In one embodiment, the pawl and the parking mechanism, and in one embodiment also the parking lock wheel, is a structural unit, while the actuating means and the locking drive are formed separately, which in one embodiment form a separate further structural unit. The actuating means and the lock drive can be used, for example, with a conventional pawl and / or a conventional parking mechanism.
Das Parksperrenrad ist im Einbau in ein Kraftfahrzeug derart angeordnet, dass zumindest eines der Fahrzeugräder nicht mehr bewegbar ist, wenn sich der Sperrnocken in der Eingriffstellung befindet, also das Parksperrenrad nicht mehr drehbar ist. Hierbei sind in dieser Betrachtung die Verbindungssteifigkeit und Spiel zwischen dem Parksperrenrad und dem Sperrnocken, sowie hin zu dem betreffenden Fahrzeugrad, nicht berücksichtigt, sodass das Fahrzeugrad in der technischen Umsetzung unter Umständen innerhalb eines kleinen Drehwinkels weiterhin bewegbar ist. Für diese Bewegbarkeit des Kraftfahrzeugs sind jedoch die gesetzlichen Rahmenbedingungen einhaltbar.When installed in a motor vehicle, the parking lock wheel is arranged such that at least one of the vehicle wheels can no longer be moved when the locking cam is in the engaged position, that is to say the parking lock wheel can no longer be rotated. The connection stiffness and play between the parking lock wheel and the locking cam, as well as towards the vehicle wheel in question, are not taken into account in this consideration, so that the vehicle wheel can still be moved within a small angle of rotation in the technical implementation. However, the legal framework conditions can be complied with for this mobility of the motor vehicle.
In einer besonders einfachen Ausführungsform ist das Parksperrenrad dauerhaft mit dem Antriebstrang mitrotierend ausgeführt und in einer anderen Ausführungsform ist das Parksperrenrad zumindest in der Sperrstellung (mittelbar) mit dem zumindest ein Fahrzeuggrad drehmomentübertragend fest verbunden.In a particularly simple embodiment, the parking lock wheel is designed to rotate continuously with the drive train, and in another embodiment the parking lock wheel is at least in the locked position (indirectly) firmly connected to the at least one degree of vehicle in a torque-transmitting manner.
In einer Ausführungsform des Kupplungsaktuators ist das Parksperrenrad im Drehmomentfluss getriebeausgangsseitig in einem Fahrzeuggetriebe angeordnet.In one embodiment of the clutch actuator, the parking lock wheel is arranged in the torque flow on the transmission output side in a vehicle transmission.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeuggetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Drehmomenteingang zum Aufnehmen eines Drehmoments von einer Antriebsmaschine;
- - einen Drehmomentausgang zum Abgeben eine aufgenommenen Drehmoments an zumindest ein Fahrzeugrad; und
- - eine Parksperrenvorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Sperren des Parksperrenrads, wobei das Parksperrenrad ein Rad des Fahrzeuggetriebes bildet.
- a torque input for receiving torque from a prime mover;
- a torque output for delivering a torque received to at least one vehicle wheel; and
- - A parking lock device according to an embodiment as described above for locking the parking lock wheel, wherein the parking lock wheel forms a wheel of the vehicle transmission.
Das Fahrzeuggetriebe, beispielsweise ein Automatikgetriebe, umfasst das Parksperrenrad. Beispielsweise bildet das Parksperrenrad ein dauerhaft oder schaltungsabhängig angetriebenes Rad, beispielsweise ein Stirnrad, eines schaltbaren Übersetzungsgetriebes, wobei bevorzugt die zumindest eine Zahnlücke für den Eingriff des Sperrnockens (vergleiche nachfolgende Beschreibung) als separater Rücksprung gebildet ist, also nicht Teil einer das Motordrehmoment übertragenden Stirnradverzahnung ist.The vehicle transmission, for example an automatic transmission, includes the parking lock wheel. For example, the parking lock gear forms a permanently or gearshift-driven gear, for example a spur gear, of a switchable transmission gear, the at least one tooth space for the engagement of the locking cam (see description below) preferably being formed as a separate recess, i.e. it is not part of a spur gear toothing that transmits the motor torque .
Das Fahrzeuggetriebe weist einen Drehmomenteingang, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeeingangswellen auf und einen Drehmomentausgang, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeausgangswellen auf. Im Fahrzeuggetriebe wird das Drehmoment umgelenkt, untersetzt, übersetzt und/oder abnahmegerecht verteilt (als Differential). In einer Ausführungsform ist das Fahrzeuggetriebe eine Kupplung, beispielsweise eine Reibkupplung oder Klauenkupplung im Drehmomentfluss. Der Drehmomenteingang ist antriebsmaschinenseitig und der Drehmomentausgang ist antriebsradseitig angeordnet. Die Drehmomentrichtung ist jedoch auch umgekehrt von einem Fahrzeugrad hin zu einer Antriebsmaschine beziehungsweise einem Generator möglich. The vehicle transmission has a torque input, for example one or more transmission input shafts, and a torque output, for example one or more transmission output shafts. In the vehicle transmission, the torque is redirected, reduced, translated and / or distributed appropriately (as a differential). In one embodiment, the vehicle transmission is a clutch, for example a friction clutch or claw clutch in the torque flow. The torque input is arranged on the drive machine side and the torque output is arranged on the drive wheel side. However, the torque direction can also be reversed from a vehicle wheel to a prime mover or a generator.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeuggetriebes vorgeschlagen, dass die Parksperrenvorrichtung in einen von einem Getriebegehäuse gebildeten Getrieberaum des Fahrzeuggetriebes integriert ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the vehicle transmission that the parking lock device is integrated in a transmission space of the vehicle transmission formed by a transmission housing.
Aufgrund der Zunahme an Komponenten und dem ständigen Bedarf die Baugröße beziehungsweise das benötigte Bauvolumen von Komponenten in einem Kraftfahrzeug zu reduzieren ist es vorteilhaft, die Parksperre in das Fahrzeuggetriebe zu integrieren. Hierzu ist hier vorgeschlagen, dass die Parksperrenvorrichtung im Getrieberaum des Gehäuses untergebracht und abgestützt ist. Das Fahrzeuggetriebe ist zudem in einer Ausführungsform als Baueinheit mit der Parksperrenvorrichtung im Kraftfahrzeug montierbar, wodurch der Montageaufwand für einen OEM reduzierbar ist.Due to the increase in components and the constant need to reduce the size or the required volume of components in a motor vehicle, it is advantageous to integrate the parking lock in the vehicle transmission. For this purpose, it is proposed here that the parking lock device is accommodated and supported in the gear space of the housing. In one embodiment, the vehicle transmission can also be assembled as a structural unit with the parking lock device in the motor vehicle, as a result of which the assembly effort for an OEM can be reduced.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest eine Antriebsmaschine, zumindest ein Fahrzeugrad, sowie einen die Antriebsmaschine und das Fahrzeugrad drehmomentübertragend verbindenden Antriebsstrang mit zumindest einem Fahrzeuggetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei das Parksperrenrad der Parksperrenvorrichtung zumindest in einer Parkschaltstellung derart in den Drehmomentfluss geschaltet ist, dass das zumindest eine Fahrzeugrad zu dem Parksperrenrad rotatorisch fixiert ist, sodass das betreffende Fahrzeugrad nur dann rotierbar ist, wenn das Betätigungsmittel den Parkmechanismus aktiv in die Offenstellung zwingt.According to a further aspect, a motor vehicle is proposed, having at least one drive machine, at least one vehicle wheel, and a drive train connecting the drive machine and the vehicle wheel with at least one vehicle transmission in a torque-transmitting manner according to an embodiment according to the above description, the parking lock wheel of the parking lock device being at least in a park shift position is switched into the torque flow that the at least one vehicle wheel is rotationally fixed to the parking lock wheel, so that the vehicle wheel in question can only be rotated when the actuating means actively forces the parking mechanism into the open position.
Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein motorisiertes Zweirad. Das Kraftfahrzeug weist einen Antriebsstrang auf, welcher zumindest ein Antriebsaggregat umfasst, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine. Das von dem Antriebsaggregat abgebbare Drehmoment wird über ein Fahrzeuggetriebe an zumindest ein Fahrzeugrad, das Antriebsrad, abgegeben. Das hier bezeichnete Fahrzeuggetriebe ist bevorzugt ein schaltbares Übersetzungsgetriebe. Alternativ ist das Fahrzeuggetriebe beispielsweise ein festes Übersetzungsgetriebe, also mit unveränderbarer Übersetzung, oder ein Differential oder eine Rutschkupplung. Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung ist bevorzugt wie oben beschrieben ausgeführt und in das Fahrzeuggetriebe integriert.The motor vehicle is, for example, a passenger car, a truck or a motorized two-wheeler. The motor vehicle has a drive train which comprises at least one drive unit, for example an internal combustion engine and / or an electric drive machine. The torque that can be output by the drive unit is delivered via a vehicle transmission to at least one vehicle wheel, the drive wheel. The vehicle transmission referred to here is preferably a switchable transmission transmission. Alternatively, the vehicle transmission is, for example, a fixed transmission gear, that is to say with an unchangeable transmission ratio, or a differential or a slip clutch. The parking lock device proposed here is preferably designed as described above and integrated into the vehicle transmission.
Eine Drehbewegung des zumindest einen Fahrzeugrads ist in einer Parkschaltstellung nur möglich, wenn die Parksperre (und die gesetzlich vorgeschriebene Parkbremse) gelöst sind. Im Übrigen wird auf die obige Beschreibung zur Parksperrenvorrichtung verwiesen.A rotational movement of the at least one vehicle wheel is only possible in a park shift position if the parking lock (and the legally prescribed parking brake) are released. For the rest, reference is made to the above description of the parking lock device.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : eine Parksperrenvorrichtung im Schnitt; -
2 : ein Ausschnitt einer Parksperre im Schnitt; -
3 : eine (abgewickelte) Führkulisse; und -
4 : ein Kraftfahrzeug mit einer in das Fahrzeuggetriebe integrierten Parksperrenvorrichtung in schematischer Ansicht.
-
1 : a parking lock device in section; -
2nd : a section of a parking lock on average; -
3rd : a (developed) driving backdrop; and -
4th : A motor vehicle with a parking lock device integrated in the vehicle transmission in a schematic view.
In
Dazu ist eine (hier um eine Sperrenachse
In dieser Ausführungsform ist die Sperrklinke
Der Parkmechanismus
Dem Parkmechanismus
In
In
In
Die Parksperrenvorrichtung
- -
von einem Getriebeschalthebel 35 , beispielsweise mittels einer Parkschaltstellung „P“, - -
einem Parkhebel 36 ; und - -
einem Zündknopf 37 , auch beispielsweise mit einem konventionellen Zündschlüssel betreibbar.
- - from a
gear shift lever 35 , for example by means of a parking switch position "P", - - a
parking lever 36 ; and - - an
ignition button 37 , can also be operated with a conventional ignition key, for example.
Die Antriebsmaschine
Mit der hier vorgeschlagenen normal-sperrenden Parksperre ist ein kompakter Aufbau ermöglicht, sodass sich die Parksperre nahezu bauraumneutral in ein Fahrzeuggetriebe integrieren lässt.With the proposed normal locking parking lock, a compact construction is made possible, so that the parking lock can be integrated into a vehicle transmission with almost no installation space.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- ParksperreParking lock
- 22nd
- FahrzeuggetriebeVehicle transmission
- 33rd
- SperrklinkePawl
- 44th
- SperrnockenLocking cam
- 55
- ZahnlückeTooth gap
- 66
- ParksperrenradParking lock wheel
- 77
- DrehbewegungRotary motion
- 88th
- ParkmechanismusParking mechanism
- 99
- BetätigungsmittelActuating means
- 1010th
- Spindelspindle
- 1111
- BetätigungskraftOperating force
- 1212
- FührkulisseLeading scenery
- 1313
- SperrenantriebLock drive
- 1414
- FührabschnittGuide section
- 1515
- HalteabschnittHolding section
- 1616
- RotorwelleRotor shaft
- 1717th
- SpindeltriebSpindle drive
- 1818th
- SpindelmutterSpindle nut
- 1919th
- DrehwinkelAngle of rotation
- 2020th
- MotorgehäuseEngine housing
- 2121st
- QuerstiftCross pin
- 2222
- ParksperrenvorrichtungParking lock device
- 2323
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 2424th
- AntriebsstrangPowertrain
- 2525th
- DrehmomenteingangTorque input
- 2626
- DrehmomentausgangTorque output
- 2727th
- AntriebsmaschinePrime mover
- 2828
- linkes vorderes Fahrzeugradleft front vehicle wheel
- 2929
- rechtes vorderes Fahrzeugradright front vehicle wheel
- 3030th
- linkes hinteres Fahrzeugradleft rear vehicle wheel
- 3131
- rechtes hinteres Fahrzeugradright rear vehicle wheel
- 3232
- GetriebegehäuseGear housing
- 3333
- GetrieberaumGearbox
- 3434
- DrehmomentflussTorque flow
- 3535
- GetriebeschalthebelGear shift lever
- 3636
- ParkhebelParking lever
- 3737
- ZündknopfIgnition button
- 3838
- FahrerkabineDriver's cabin
- 3939
- LängsachseLongitudinal axis
- 4040
- axiale Ausrichtungaxial alignment
- 4141
- ReibwinkelFriction angle
- 4242
- SperrenachseLock axis
- 4343
- RadachseWheel axle
- 4444
- SperrstiftLock pin
- 4545
- Schließ-EnergiespeicherClosing energy storage
- 4646
- VorspannachsePreload axis
- 4747
- Traversetraverse
- 4848
- AbstützflächeSupport surface
- 4949
- BetätigungsachseActuation axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017102804 A1 [0002]DE 102017102804 A1 [0002]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018132375.1A DE102018132375A1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Parking lock in a normally locked configuration |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102018132375.1A DE102018132375A1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Parking lock in a normally locked configuration |
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DE102018132375A1 true DE102018132375A1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=70859300
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017102804A1 (en) | 2017-02-13 | 2018-08-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device and method for actuating a parking brake |
-
2018
- 2018-12-17 DE DE102018132375.1A patent/DE102018132375A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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