DE102019119593A1

DE102019119593A1 - Parking lock device with a sensor device

Info

Publication number: DE102019119593A1
Application number: DE102019119593.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Krämer; Matthias Feuerbach
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2039-07-20
Also published as: DE102019119593B4; CN113994126A; CN113994126B; WO2021013302A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Schaltelement (1) sowie ein Rastelement (3) einer Rasteinheit (2), wobei das Rastelement (3) zumindest mittelbar an einem Parksperrengehäuse (4) gelagert und von einem Betätigungselement (5) derart betätigbar ist, dass das Rastelement (3) um eine Schwenkachse (6) von einer Sperrstellung in eine Entsperrstellung verschwenkt, wobei das Rastelement (3) in der Sperrstellung in eine umlaufende Sperrnut (7) des Schaltelements (1) radial eingreift, um das Schaltelement (1) in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren, und wobei die Parksperrenvorrichtung Mittel (8) zur Verkippsicherung des Rastelements (3) aufweist.The invention relates to a parking lock device for a motor vehicle, comprising a switching element (1) and a locking element (3) of a locking unit (2), the locking element (3) being at least indirectly mounted on a parking lock housing (4) and by an actuating element (5) in such a way can be actuated that the locking element (3) pivots about a pivot axis (6) from a locking position into an unlocking position, the locking element (3) engaging radially in the locking position in a circumferential locking groove (7) of the switching element (1) around the switching element (1) to lock positively in an axial position, and wherein the parking lock device has means (8) for securing the locking element (3) from tilting.

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Schaltelement sowie ein Rastelement einer Rasteinheit, das dazu vorgesehen ist, das Schaltelement in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren.The invention relates to a parking lock device for a motor vehicle, comprising a shifting element and a locking element of a locking unit, which is provided to lock the shifting element in an axial position with a positive fit.

Parksperrenvorrichtungen sind dazu vorgesehen, bei Betätigung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs mit einem Rastelement in ein Schaltelement einzugreifen, um durch diesen Eingriff des Rastelements eine mit dem Schaltelement wirkverbundene Antriebswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs gegen Rotation zu blockieren und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern.Parking lock devices are provided to intervene with a locking element in a switching element when actuated by a driver of the motor vehicle in order to block a drive shaft or output shaft of the motor vehicle that is operatively connected to the switching element against rotation through this engagement of the locking element and thus prevent the motor vehicle from rolling away.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2015 008 709 A1 ein Parksperrenmodul zur Montage in ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit zumindest einem axial verschiebbaren Betätigungskonus, der dazu vorgesehen ist, ein zum formschlüssigen Eingriff in ein Parksperrenrad vorgesehenes Sperrelement zu betätigen. Das Parksperrenmodul umfasst ferner zumindest ein axial verschiebbares Kolbenelement, das bewegungstechnisch mit dem Betätigungskonus verbunden ist. Ein zumindest teilweise einen Druckraum begrenzendes Druckraumgehäuse ist vorgesehen, in dem das Kolbenelement beweglich angeordnet ist. Mittels zumindest einem an dem Druckraumgehäuse befestigten Konusführungselement wird der Betätigungskonus zum Betätigen des Sperrelements abgestützt.For example, the DE 10 2015 008 709 A1 a parking lock module for mounting in a motor vehicle transmission, with at least one axially displaceable actuating cone which is provided to actuate a locking element provided for positive engagement in a parking lock gear. The parking lock module further comprises at least one axially displaceable piston element which is connected in terms of movement to the actuating cone. A pressure chamber housing which at least partially delimits a pressure chamber is provided, in which the piston element is movably arranged. The actuating cone for actuating the locking element is supported by means of at least one conical guide element fastened to the pressure chamber housing.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Parksperrenvorrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, dass Reibungsschwankungen innerhalb der Parksperrenvorrichtung verringert werden. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to further develop a parking lock device in such a way that friction fluctuations within the parking lock device are reduced. The object is achieved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Schaltelement sowie ein Rastelement einer Rasteinheit, wobei das Rastelement zumindest mittelbar an einem Parksperrengehäuse gelagert und von einem Betätigungselement derart betätigbar ist, dass das Rastelement um eine Schwenkachse von einer Sperrstellung in eine Entsperrstellung verschwenkt, wobei das Rastelement in der Sperrstellung in eine umlaufende Sperrnut des Schaltelements radial eingreift, um das Schaltelement in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren, und wobei die Parksperrenvorrichtung Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements aufweist. Mit anderen Worten setzt sich die Rasteinheit zumindest aus dem Rastelement, dem Betätigungselement sowie den Mitteln zur Verkippsicherung des Rastelements zusammen. Das Schaltelement ist relativ zum Parksperrengehäuse in axialer Richtung bzw. longitudinal verlagerbar, wobei die Betätigung beispielsweise mechanisch, durch einen elektrischen Linearmotor, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen kann. Es ist ferner denkbar, dass das Schaltelement mehrere umlaufende, axial beabstandete Nuten aufweisen, um das Schaltelement in verschiedenen axialen Positionen zu sichern.A parking lock device according to the invention for a motor vehicle comprises a switching element and a locking element of a locking unit, the locking element being at least indirectly supported on a parking lock housing and being actuated by an actuating element in such a way that the locking element pivots about a pivot axis from a locking position to an unlocking position, the locking element in the locking position engages radially in a circumferential locking groove of the shifting element in order to lock the shifting element in an axial position with a positive fit, and wherein the parking lock device has means for securing the locking element from tilting. In other words, the latching unit is composed at least of the latching element, the actuating element and the means for securing the latching element from tilting. The switching element can be displaced in the axial direction or longitudinally relative to the parking lock housing, whereby the actuation can take place, for example, mechanically, by an electric linear motor, pneumatically or hydraulically. It is also conceivable that the switching element have a plurality of circumferential, axially spaced grooves in order to secure the switching element in different axial positions.

Bevorzugt ist das Rastelement aus einer Stahllegierung ausgebildet. Insbesondere ist das Rastelement aus einem Stahlblech hergestellt. Ferner bevorzugt ist das Rastelement als Schwenkhebel oder Sperrhebel ausgebildet. Die Schwenkachse des Rastelements ist parallel zum Schaltelement bzw. zur Verlagerungsachse des Schaltelements angeordnet, wodurch insbesondere in der Sperrstellung des Rastelements durch die auf das Schaltelement wirkenden Axialkräfte Verriegelungskräfte auf das Rastelement einwirken, die ein seitliches Verkippen des Rastelements hervorrufen. Anders gesagt bewirken die Verriegelungskräfte ein Kippen des Rastelements relativ zu einer gedachten Ebene, die senkrecht zur Verlagerungsachse des Schaltelements ausgerichtet ist.The latching element is preferably formed from a steel alloy. In particular, the latching element is made from sheet steel. Furthermore, the latching element is preferably designed as a pivot lever or locking lever. The pivot axis of the latching element is arranged parallel to the switching element or the displacement axis of the switching element, whereby locking forces act on the latching element due to the axial forces acting on the switching element, in particular in the locked position of the latching element, causing the latching element to tilt sideways. In other words, the locking forces cause the locking element to tilt relative to an imaginary plane that is oriented perpendicular to the displacement axis of the switching element.

Ein seitliches Verkippen des Rastelements wird durch die Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements verhindert. Mit anderen Worten werden die Verriegelungskräfte durch die Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements aufgenommen und in das Parksperrengehäuse abgeleitet. Vorteilhaft ist dabei, dass auch bei variierendem Schmier- und/oder Oberflächenzustand der miteinander zusammenwirkenden Bauteile Reibungsschwankungen weitestgehend verhindert und der Gesamtreibwert innerhalb des Systems der Parksperrenvorrichtung insgesamt reduziert werden. Mithin ist die Parksperrenvorrichtung mit konstanten Randbedingungen, nämlich zumindest mit konstanten Reibwerten, betreibbar und die Lebensdauer der Parksperrenvorrichtung ist besser abschätzbar. Dadurch wird die Auslegung der Parksperrenvorrichtung vereinfacht.A lateral tilting of the locking element is prevented by the means for securing the locking element from tilting. In other words, the locking forces are absorbed by the means for securing the locking element against tilting and are diverted into the parking lock housing. It is advantageous here that even with a varying lubricating and / or surface condition of the components interacting with one another, friction fluctuations are largely prevented and the overall coefficient of friction within the system of the parking lock device is reduced overall. The parking lock device can therefore be operated with constant boundary conditions, namely at least with constant coefficients of friction, and the service life of the parking lock device can be better estimated. This simplifies the design of the parking lock device.

Die Sperrstellung des Rastelements liegt vor, wenn das Rastelement nicht betätigt ist und somit in einer Ausgangsstellung zumindest teilweise in die Sperrnut eingrifft, bevorzugt in der Sperrnut zur Anlage kommt. Demnach ist die Bewegung des Schaltelements durch den Formschluss zwischen dem Rastelement und dem Schaltelement blockiert. Das Rastelement ist also in der Sperrstellung passiv, wobei die jeweilige mit dem Schaltelement wirkverbundene Antriebs- oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs blockiert.The locking position of the locking element is present when the locking element is not actuated and thus at least partially engages in the locking groove in an initial position, preferably comes to rest in the locking groove. Accordingly, the movement of the switching element is blocked by the form fit between the latching element and the switching element. The latching element is therefore passive in the blocking position, the respective drive or output shaft of the motor vehicle that is operatively connected to the switching element being blocked.

Demgegenüber liegt die Entsperrstellung vor, wenn das Rastelement durch das Betätigungselement, das vorzugsweise als Hubmagnet ausgebildet ist, betätigt wird und dessen Rastarm dabei um die exzentrische Schwenkachse aus der Sperrnut heraus verschwenkt. Anders gesagt ist das Rastelement in der Entsperrstellung aktiv und greift dabei mit dessen Rastarm nicht in die Sperrnut des Schaltelements, sodass die Parksperre nicht eingelegt ist und somit eine Antriebs- oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs, das jeweils zumindest mittelbar mit dem Schaltelement wirkverbunden ist, nicht blockiert.In contrast, the unlocked position is when the latching element is actuated by the actuating element, which is preferably designed as a lifting magnet, and its latching arm is out of the locking groove about the eccentric pivot axis pivoted out. In other words, the locking element is active in the unlocked position and does not engage with its locking arm in the locking groove of the switching element, so that the parking lock is not engaged and thus does not block a drive or output shaft of the motor vehicle, which is at least indirectly connected to the switching element .

Vorzugsweise ist zumindest eine Seitenflanke der Sperrnut relativ zu einer Stirnfläche des Rastelements geneigt ausgebildet. Anders gesagt gleitet das Rastelement während des Verschwenkens zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung an den Seitenflanken der Sperrnut ab. Insbesondere ist diejenige Seitenflanke geneigt, welche in Wirkrichtung der Verriegelungskräfte liegt. Durch die Neigung der jeweiligen Seitenflanke wird in Abhängigkeit ihrer Neigung relativ zur Stirnfläche des Rastelements eine Reibwertkompensation erreicht. Bevorzugt ist die jeweilige geneigte Seitenflanke der Sperrnut relativ zu einer senkrecht zur Verlagerungsachse des Schaltelements verlaufenden gedachten Ebene um 5° bis 15°, ferner bevorzugt um einen Winkel von 10° geneigt.At least one side flank of the locking groove is preferably designed to be inclined relative to an end face of the latching element. In other words, the locking element slides on the side flanks of the locking groove during the pivoting between the locking position and the unlocking position. In particular, that side flank is inclined which lies in the effective direction of the locking forces. Due to the inclination of the respective side flank, a coefficient of friction compensation is achieved depending on its inclination relative to the end face of the locking element. The respective inclined side flank of the locking groove is preferably inclined by 5 ° to 15 °, further preferably by an angle of 10 °, relative to an imaginary plane running perpendicular to the displacement axis of the switching element.

Vorzugsweise ist das Rastelement zumindest im Bereich der Kontaktfläche zur Sperrnut zur Reibungsminderung oberflächenbehandelt. Alternativ oder ergänzend ist die Sperrnut zumindest im Bereich der Kontaktfläche zum Rastelement zur Reibungsminderung oberflächenbehandelt. Dazu können das Rastelement und/oder die Sperrnut im Bereich der Kontaktpunkte eine reibungsmindernde Beschichtung aufweisen. Auch weitere reibungsmindernde Maßnahmen sind denkbar.The locking element is preferably surface-treated, at least in the area of the contact surface with the locking groove, to reduce friction. As an alternative or in addition, the locking groove is surface-treated at least in the area of the contact surface with the latching element to reduce friction. For this purpose, the locking element and / or the locking groove can have a friction-reducing coating in the area of the contact points. Further friction-reducing measures are also conceivable.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Rastelement eine Ausnehmung aufweist, in die ein Begrenzungsstift zumindest teilweise eingreift, um die Schwenkbewegung des Rastelements zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung zu begrenzen. Mit anderen Worten ist die Ausnehmung derart ausgebildet, dass der Begrenzungsstift beim Verschwenken des Rastelements von der Sperrstellung zur Entsperrstellung, oder umgekehrt, zwischen einem ersten und zweiten Anschlag innerhalb der Ausnehmung verlagerbar bzw. darin geführt ist. Wenn der Begrenzungsstift am ersten Anschlag zur Anlage kommt, liegt das Rastelement in der Sperrstellung vor. Wenn der Begrenzungsstift nach Verschwenkung des Rastelements am zweiten Anschlag zur Anlage kommt, liegt das Rastelement in der Entsperrstellung vor.The invention includes the technical teaching that the latching element has a recess into which a limiting pin at least partially engages in order to limit the pivoting movement of the latching element between the locking position and the unlocking position. In other words, the recess is designed such that the limiting pin can be displaced or guided in the recess between a first and second stop when the locking element is pivoted from the locking position to the unlocking position or vice versa. When the limiting pin comes to rest against the first stop, the locking element is in the locked position. If the limiting pin comes to rest on the second stop after pivoting the locking element, the locking element is in the unlocked position.

Um bei der Schwenkbewegung des Rastelements von der Sperrstellung zur Entsperrstellung eine Rückstellkraft zu erzeugen, umfasst die Rasteinheit ein Federelement, das in der Entsperrstellung vorspannt. Anders gesagt wird das Federelement in der Entsperrstellung mit einer Axialkraft beaufschlagt und dabei im Wesentlichen axial komprimiert. Die axiale Vorspannung des Federelements bewirkt, dass bei Deaktivierung des Betätigungselements bzw. bei Beendigung der Betätigung des Rastelements mittels des Betätigungselements eine durch eine Entspannung des Federelements eingeleitete Rückstellung des Rastelements in Richtung der Sperrstellung erfolgt. Das Federelement ist vorzugsweise als Axialdruckfeder oder als Spiralfeder ausgebildet und ist derart zum Rastelement angeordnet, dass eine Entspannung des Federelements eine Rückstellung, das heißt eine Schwenkbewegung des Rastelements von der Entsperrstellung in die Sperrstellung eingeleitet wird.In order to generate a restoring force during the pivoting movement of the locking element from the locking position to the unlocking position, the locking unit comprises a spring element which pretensions in the unlocking position. In other words, an axial force is applied to the spring element in the unlocked position and is essentially compressed axially in the process. The axial preload of the spring element has the effect that when the actuating element is deactivated or when the actuation of the latching element is terminated by means of the actuating element, the latching element is reset in the direction of the blocking position, initiated by relaxation of the spring element. The spring element is preferably designed as an axial compression spring or as a spiral spring and is arranged in relation to the latching element in such a way that relaxation of the spring element initiates a return, i.e. a pivoting movement of the latching element from the unlocked position into the blocked position.

Nach einem Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements zumindest eine am Parksperrengehäuse zumindest teilweise aufgenommene und beliebig drehbar gelagerte Kugel umfassen, wobei das Rastelement axial an der jeweiligen Kugel abgestützt ist und während der Schwenkbewegung zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung über die jeweilige Kugel gleitet. Das Rastelement kann dabei beispielsweise drehbar an einem Lagerbolzen gelagert sein, der wiederum fest mit dem Parksperrengehäuse verbunden ist. Unter „beliebig drehbar gelagert“ ist zu verstehen, dass die jeweilige Kugel in einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Ausnehmung am Parksperrengehäuse aufgenommen und gehalten ist, wobei die jeweilige Kugel durch eine Vielzahl von innerhalb der halbkugelförmigen Ausnehmung angeordneten Wälzkörpern um jede beliebige Drehachse rotierbar ist. Dies ermöglicht, dass das Rastelement, das vorzugsweise mit parallelen Stirnflächen ausgebildet ist, bei dessen Verschwenkung um die Schwenkachse zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung durch die jeweilige Kugel geführt ist und daran entlanggleiten. Anders gesagt kann die jeweilige Kugel am Rastelement abrollen, wobei ein Verschwenken des Rastelements durch die beliebig drehbare Lagerung der Kugel vorteilhafterweise nahezu reibungsfrei möglich ist und gleichzeitig die auf das Rastelement einwirkenden im Wesentlichen axialen Verriegelungskräfte auf die jeweilige Kugel zur Ableitung der Kräfte übertragen werden. Von der jeweiligen Kugel werden die Verriegelungskräfte auf die die jeweilige Kugel beliebig drehbar lagernden Wälzkörper verteilt und anschließend in das Parksperrengehäuse weitergeleitet.According to one embodiment, the means for securing the locking element from tilting comprise at least one ball at least partially received on the parking lock housing and rotatably mounted in any way, the locking element being axially supported on the respective ball and sliding over the respective ball during the pivoting movement between the locking position and the unlocking position. The locking element can for example be rotatably mounted on a bearing pin, which in turn is firmly connected to the parking lock housing. The term “freely rotatable” is understood to mean that the respective ball is received and held in a substantially hemispherical recess on the parking lock housing, the respective ball being rotatable about any axis of rotation by a plurality of rolling elements arranged within the hemispherical recess. This enables the locking element, which is preferably designed with parallel end faces, to be guided through the respective ball when it is pivoted about the pivot axis between the locked position and the unlocked position and to slide along it. In other words, the respective ball can roll on the latching element, with the latching element pivoting as the ball can be rotated as required advantageously almost frictionless and at the same time the essentially axial locking forces acting on the latching element are transmitted to the respective ball to divert the forces. The locking forces are distributed from the respective ball to the rolling elements which can be rotated in any desired manner and are then passed on to the parking lock housing.

Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements zumindest einen am Parksperrengehäuse zumindest teilweise aufgenommenen und gerundeten Bolzen umfassen, wobei das Rastelement axial an dem jeweiligen Bolzen abgestützt ist und während der Schwenkbewegung zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung über den jeweiligen Bolzen gleitet. Der jeweilige Bolzen ist ortsfest am Parksperrengehäuse befestigt und ist mit dessen abgerundeter Gleitfläche axial zum Rastelement hin ausgerichtet, wobei das Rastelement am jeweiligen Bolzen axial zur Anlage kommt und während der Verschwenkung um die Schwenkachse daran abgleiten kann. Mit anderen Worten wird das Rastelement durch den Bolzen in dessen Schwenkbewegung geführt. Eine derartige Ausgestaltung der Verkippsicherung ist im Vergleich zur beliebig drehbaren Kugel einfacher und kostengünstiger herstellbar und eignet sich insbesondere bei vergleichsweise geringen Verriegelungskräften.According to an alternative embodiment, the means for securing the locking element from tilting comprise at least one rounded bolt that is at least partially received on the parking lock housing, the locking element being axially supported on the respective bolt and sliding over the respective bolt during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position. The respective bolt is stationary on The parking lock housing is fastened and its rounded sliding surface is axially aligned with the locking element, the locking element coming to rest axially on the respective bolt and being able to slide on it during the pivoting about the pivot axis. In other words, the locking element is guided in its pivoting movement by the bolt. Such a configuration of the anti-tilt device is simpler and more cost-effective to manufacture in comparison with a ball that can be rotated in any way and is particularly suitable for comparatively low locking forces.

Nach einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel die Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements einen Lagerbolzen, der fest mit dem Rastelement verbunden und drehbar im Parksperrengehäuse gelagert ist. In diesem Fall wird die Verkippsicherung dadurch erreicht, dass das Rastelement mit dem daran befestigten Lagerbolzen in eine Öffnung des Parksperrengehäuses eingreift und darin zum Beispiel gleitend drehbar gelagert ist. Der Lagerbolzen kann dazu einteilig mit dem Rastelement verbunden sein. Ferner ist eine zweiteilige, drehfeste Verbindung zwischen dem Rastelement und dem Lagerbolzen denkbar, beispielsweise durch Verpressen des Lagerbolzens mit dem Rastelement. Mittels dieser Ausgestaltung der Mittel zur Verkippsicherung wird eine Verkippung des Rastelements minimiert, sodass Reibwertschwankungen infolge einer Verkippung des Rastelements verhindert werden. Ferner wird der Gesamtreibwert der Parksperrenvorrichtung insgesamt reduziert.According to a further alternative embodiment, the means for securing the locking element from tilting is a bearing pin which is firmly connected to the locking element and is rotatably mounted in the parking lock housing. In this case, the tilt protection is achieved in that the latching element with the bearing bolt attached to it engages in an opening of the parking lock housing and is mounted therein, for example, in a slidingly rotatable manner. For this purpose, the bearing pin can be connected in one piece to the locking element. Furthermore, a two-part, non-rotatable connection between the locking element and the bearing pin is conceivable, for example by pressing the bearing pin with the locking element. By means of this configuration of the means for securing against tilting, tilting of the latching element is minimized, so that fluctuations in the coefficient of friction due to tilting of the latching element are prevented. Furthermore, the total coefficient of friction of the parking lock device is reduced overall.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements eine im Bereich der Schwenkachse ausgebildete Durchstellung umfassen, wobei das Rastelement axial an einem Vorsprung der Durchstellung abgestützt ist und während der Schwenkbewegung zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung an dem Vorsprung geführt ist. Mit anderen Worten ist das Rastelement im Bereich der Schwenkachse, das heißt in dem Bereich, an dem das Rastelement durch einen Lagerbolzen zur drehbaren Lagerung des Rastelements um die Schwenkachse durchdrungen ist, derart plastisch verformt, dass das Rastelement mit dem Vorsprung der Durchstellung axial am Parksperrengehäuse abgestützt ist.According to a further embodiment, the means for securing the locking element from tilting comprise a through-position formed in the area of the pivot axis, the locking element being axially supported on a projection of the through-position and being guided on the projection during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position. In other words, the latching element is plastically deformed in the area of the pivot axis, i.e. in the area where the latching element is penetrated by a bearing pin for the rotatable mounting of the latching element about the pivot axis, that the latching element with the projection of the through-position axially on the parking lock housing is supported.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von vier bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt

1 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine vereinfachte schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß 1,
3 eine vereinfachte schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
4 eine vereinfachte schematische Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, und
5 eine vereinfachte schematische Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.

Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of four preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures. It shows

1 a schematic perspective sectional view to illustrate the structure of a parking lock device according to the invention according to a first embodiment,
2 a simplified schematic longitudinal sectional view of the parking lock device according to the invention according to 1 ,
3 a simplified schematic longitudinal sectional view of the parking lock device according to the invention according to a second embodiment,
4th a simplified schematic partial sectional illustration of the parking lock device according to the invention according to a third embodiment, and
5 a simplified schematic partial sectional view of the parking lock device according to the invention according to a fourth embodiment.

Gemäß den 1 bis 5 umfasst eine Parksperrenvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug ein axial in einem Parksperrengehäuse 4 bewegbares Schaltelement 1 durch eine Öffnung 18 im Parksperrengehäuse 4 hindurchgeführt ist. Ferner umfasst die Parksperrenvorrichtung eine Rasteinheit 2, die dazu ausgebildet ist, in einer Sperrstellung eine axiale Position des Schaltelements 1 relativ zum Parksperrengehäuse 4 zu blockieren.According to the 1 to 5 comprises a parking lock device for a motor vehicle - not shown here - axially in a parking lock housing 4th movable switching element 1 through an opening 18th in the parking lock housing 4th is passed through. The parking lock device also includes a locking unit 2 , which is designed to be an axial position of the switching element in a blocking position 1 relative to the parking lock housing 4th to block.

Die Rasteinheit 2 der Parksperrenvorrichtung setzt sich vorliegend zusammen aus einem Rastelement 3, einem Betätigungselement 5, einem Federelement 11 sowie Mitteln 8 zur Verkippsicherung des Rastelements 3. Das vorliegend aus einem Stahlblech bestehende Rastelement 3 ist von dem als Hubmagnet ausgebildeten Betätigungselement 5 derart betätigbar, dass es um eine Schwenkachse 6 von einer Sperrstellung in eine Entsperrstellung verschwenkt. Das Rastelement 3 ist im Wesentlichen halbmondförmig ausgebildet und umschließt das Schaltelement 1 insbesondere in der Sperrstellung über einen Großteil dessen Umfangs.The locking unit 2 the parking lock device is composed in the present case of a locking element 3 , an actuator 5 , a spring element 11 as well as funds 8th to prevent the locking element from tilting 3 . The latching element in the present case made of sheet steel 3 is from the actuating element designed as a lifting magnet 5 operable in such a way that it is about a pivot axis 6th pivoted from a locked position to an unlocked position. The locking element 3 is essentially crescent-shaped and encloses the switching element 1 especially in the locked position over a large part of its scope.

Die Sperrstellung ist vorliegend als Ausgangsstellung des Rastelements 3 zu verstehen, in der das Betätigungselement 5 inaktiv, also unbetätigt ist. Mithin wird der Hubmagnet in der Sperrstellung nicht bestromt. In der Sperrstellung greift das Rastelement 3 in eine umlaufende Sperrnut 7 des Schaltelements 1 radial ein, um das Schaltelement 1 in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren, wie beispielhaft in 2 gezeigt ist. Anders gesagt wird in der Sperrstellung eine axiale Bewegung des Schaltelements 1 in einer axialen Bewegungsrichtung 17 verhindert. Vorliegend weist das Schaltelement 1 zwei axial beabstandete, umlaufende Nuten 7 auf, um das Schaltelement 1 in zwei verschiedenen axialen Positionen sichern zu können.In the present case, the locking position is the starting position of the locking element 3 to understand where the actuator 5 inactive, i.e. not actuated. The solenoid is therefore not energized in the locked position. The locking element engages in the locked position 3 in a circumferential locking groove 7th of the switching element 1 radially to the switching element 1 to lock positively in an axial position, as exemplified in 2 is shown. In other words, there is an axial movement of the switching element in the blocking position 1 in an axial direction of movement 17th prevented. In the present case, the switching element 1 two axially spaced circumferential grooves 7th on to the switching element 1 to be able to secure in two different axial positions.

Jede Sperrnut 7 weist eine erste und zweite Seitenflanke 16a, 16b auf, wobei vorliegend die jeweilige zweite Seitenflanke 16b relativ zu einer jeweiligen Stirnfläche 15 des Rastelements 3 um etwa 10° geneigt ausgebildet sind, um eine Reibwertkompensation zu erreichen. Die zweite Seitenflanke 16b liegt somit in Wirkrichtung der Parksperrenvorrichtung. Anders gesagt kann das Rastelement 3 mit vergleichsweise geringer Reibung in die Sperrnut 7 hinein- bzw. aus der Sperrnut 7 herausgeführt werden. Dadurch muss das Betätigungselement 5 vergleichsweise geringe Kräfte und Hübe zur Verfügung stellen und kann daher insbesondere schlank gestaltet werden. Das Rastelement 3 und die Sperrnut 7 sind zumindest im Bereich der Kontaktflächen zueinander oberflächenbehandelt, um einen Gesamtreibwert des Systems weiter zu reduzieren.Every locking groove 7th has a first and second side flank 16a , 16b on, in this case the respective second side flank 16b relative to a respective end face 15th of the locking element 3 are designed inclined by about 10 ° in order to achieve a coefficient of friction compensation. The second side flank 16b thus lies in the effective direction of the parking lock device. In other words, the locking element 3 with comparatively little friction in the locking groove 7th in or out of the locking groove 7th be led out. This means that the actuator 5 provide comparatively low forces and strokes and can therefore be designed in particular slim. The locking element 3 and the locking groove 7th are surface-treated, at least in the area of the contact surfaces, in order to further reduce the overall coefficient of friction of the system.

Durch die relativ zur Längsachse 19 des Schaltelements 1 exzentrische Anordnung der Schwenkachse 6 wirken in der Sperrstellung bzw. während der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Rastelement 3 und dem Schaltelement 1 Verriegelungskräfte auf das Rastelement 3 ein, die zu einem Verkippen des Rastelements 3 um eine Ebene senkrecht zur Längsachse 19 des Schaltelements 1 bzw. der parallel dazu angeordneten Schwenkachse 6 führt. Diese Verriegelungskräfte werden durch die Mittel 8 zur Verkippsicherung abgefangen, sodass Reibwertschwankungen in der Parksperrenvorrichtung verhindert werden.By relative to the longitudinal axis 19th of the switching element 1 eccentric arrangement of the pivot axis 6th act in the locked position or during the positive connection between the locking element 3 and the switching element 1 Locking forces on the locking element 3 one that leads to tilting of the locking element 3 around a plane perpendicular to the longitudinal axis 19th of the switching element 1 or the pivot axis arranged parallel to it 6th leads. These locking forces are through the means 8th intercepted to prevent tilting so that fluctuations in the coefficient of friction in the parking lock device are prevented.

Wie in 1 deutlich zu sehen ist, weist das Rastelement 3 ferner eine Ausnehmung 9 auf, die am Außenumfang 20 des Rastelements 3 angeordnet ist und sich teilweise in Umfangrichtung des Rastelements 3 erstreckt. In die Ausnehmung 9 greift ein Begrenzungsstift 10 ein, um die Schwenkbewegung des Rastelements 3 zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung zu begrenzen. Der Begrenzungsstift 10 ist vorliegend am Parksperrengehäuse 4 befestigt und erstreckt sich in axialer Richtung. Alternativ kann die Ausnehmung 9 auch am Innenumfang des Rastelements 3 angeordnet sein. Die Länge der Ausnehmung 9 in Umfangrichtung bestimmt, um welches Winkelmaß das Rastelement 3 bei Betätigung durch das Betätigungselement 5 verschwenken kann, wobei das Rastelement 3, wenn der Begrenzungsstift 10 an einem ersten Anschlag 21a zur Anlage kommt, in der Sperrstellung und, wenn der Begrenzungsstift 10 an einem zweiten Anschlag 21b zur Anlage kommt, in der Entsperrstellung vorliegt.As in 1 can be clearly seen, the locking element 3 furthermore a recess 9 on that on the outer circumference 20th of the locking element 3 is arranged and partially in the circumferential direction of the locking element 3 extends. In the recess 9 a limiting pin engages 10 one to the pivoting movement of the locking element 3 between the locked position and the unlocked position. The limiting pin 10 is present on the parking lock housing 4th attached and extends in the axial direction. Alternatively, the recess 9 also on the inner circumference of the locking element 3 be arranged. The length of the recess 9 in the circumferential direction determines the angular extent by which the locking element 3 when actuated by the actuating element 5 can pivot, the latching element 3 when the limit pin 10 at a first stop 21a comes to rest in the locked position and when the limiting pin 10 at a second stop 21b comes to the system in the unlocked position.

Bei Betätigung des Rastelements 3 durch den Hubmagneten verdreht das Rastelement 3 um die Schwenkachse 6 und wird aus der Sperrnut 7 in eine radiale Verlagerungsrichtung 24 hinausgeführt. Auf einer gegenüberliegenden Seite des Rastelements 3 erfolgt infolge der Verdrehung des Rastelements 3 eine Einwirkung auf ein am Parksperrengehäuse 4 abgestütztes, als Spiralfeder ausgebildetes Federelement 11, dass durch die Einwirkung des Rastelements 3 axial komprimiert. Dazu weist das Rastelement 3 einen Vorsprung 22 auf, der teilweise in das Federelement 11 eingreift, um eine sichere Komprimierung des Federelements 11 zu gewährleisten. Bei Erreichen der Entsperrstellung ist das Federelement 11 maximal komprimiert und vorgespannt. Mit anderen Worten umfasst die Rasteinheit 2 ein Federelement 11, das bei der Schwenkbewegung des Rastelements 3 von der Sperrstellung in die Entsperrstellung axial vorspannt und eine Rückstellkraft erzeugt.When the locking element is actuated 3 the locking element is rotated by the lifting magnet 3 around the pivot axis 6th and becomes from the locking groove 7th in a radial direction of displacement 24 led out. On an opposite side of the locking element 3 takes place as a result of the rotation of the locking element 3 an effect on a parking lock housing 4th supported spring element designed as a spiral spring 11 that by the action of the locking element 3 axially compressed. For this purpose, the locking element 3 a head start 22nd on, which is partially in the spring element 11 intervenes to ensure reliable compression of the spring element 11 to guarantee. When the unlocked position is reached, the spring element is 11 maximally compressed and pretensioned. In other words, the locking unit comprises 2 a spring element 11 that during the pivoting movement of the locking element 3 axially biases from the locked position to the unlocked position and generates a restoring force.

Wird eine Bestromung des Hubmagneten beendet, bewirkt die Rückstellkraft des Federelements 11 eine Rückstellung des Rastelements 3 von der Entsperrstellung zurück in die Sperrstellung, sodass das Rastelement 3 erneut in die Sperrnut 7 eingreift und die Parksperre des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.If the solenoid is no longer energized, the restoring force of the spring element causes it 11 a return of the locking element 3 from the unlocked position back into the locked position, so that the locking element 3 again in the locking groove 7th intervenes and the parking lock of the motor vehicle is activated.

Nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 ist das Rastelement 3 über einen Lagerbolzen 14 an einem Parksperrengehäuse 4 gelagert. Die Mittel 8 zur Verkippsicherung des Rastelements 3 umfassen eine am Parksperrengehäuse 4 teilweise aufgenommene und beliebig drehbar gelagerte Kugel 12. Die Kugel 12 ist in einem separaten Aufnahmestück 26 aufgenommen, das in einem am Parksperrengehäuse 4 ausgeformten Durchbruch 27 aufgenommen ist. Das Rastelement 3 ist axial gegenüber der Kugel 12 abgestützt und gleitet während der Schwenkbewegung zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung an der Kugel 12 ab, die die Verriegelungskräfte aus dem Rastelement 3 aufnimmt und in das Parksperrengehäuse 4 weiterleitet. Dabei rollte die Kugel 12 an der Stirnfläche 15 des Rastelements 3 ab und führt das Rastelement 3 in Umfangsrichtung. Mithin wird ein Verkippen des Rastelements 3 durch die Kugel 12 verhindert. Die Kugel 12 ist durch eine Vielzahl von Wälzkörpern 25 beliebig drehbar im Parksperrengehäuse 4 gelagert.According to the first embodiment according to the 1 and 2 is the locking element 3 via a bearing pin 14th on a parking lock housing 4th stored. The means 8th to prevent the locking element from tilting 3 include one on the parking lock housing 4th partially absorbed and freely rotatable ball 12 . The ball 12 is in a separate mounting piece 26th added, in one on the parking lock housing 4th shaped breakthrough 27 is recorded. The locking element 3 is axially opposite the ball 12 supported and slides on the ball during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position 12 from which the locking forces from the locking element 3 receives and in the parking lock housing 4th forwards. The ball rolled 12 on the face 15th of the locking element 3 and leads the locking element 3 in the circumferential direction. As a result, the latching element will tilt 3 through the ball 12 prevented. The ball 12 is through a variety of rolling elements 25th freely rotatable in the parking lock housing 4th stored.

Gemäß 3, der Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, umfassen die Mittel 8 zur Verkippsicherung des Rastelements 3 einen am Parksperrengehäuse 4 in einem Durchbruch 27 axial aufgenommenen und an seiner Spitze gerundeten Bolzen 13. Das Rastelement 3 ist analog zum ersten Ausführungsbeispiel am Parksperrengehäuse 4 gelagert und kommt axial an der abgerundeten Spitze des Bolzens 13 zur Anlage und gleitet während der Schwenkbewegung des Rastelements 3 zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung daran ab. Ferner wird das Rastelement 3 durch den Bolzen 13 in Umfangsrichtung geführt. Der Bolzen 13 nimmt die Verriegelungskräfte aus dem Rastelement 3 auf und leitet sie in das Parksperrengehäuse 4 ein. Mithin wird ein Verkippen des Rastelements 3 durch den Bolzen 13 verhindert.According to 3 , the representation of a second embodiment, comprise the means 8th to prevent the locking element from tilting 3 one on the parking lock housing 4th in a breakthrough 27 axially received and rounded at its tip bolt 13th . The locking element 3 is analogous to the first embodiment on the parking lock housing 4th stored and comes axially at the rounded tip of the bolt 13th to the plant and slides during the pivoting movement of the locking element 3 between the locked position and the unlocked position on it. Furthermore, the locking element 3 through the bolt 13th out in the circumferential direction. The bolt 13th takes the locking forces out of the locking element 3 and forwards it to the parking lock housing 4th a. As a result, the latching element will tilt 3 through the bolt 13th prevented.

4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Parksperrenvorrichtung, wobei die Verkippsicherung des Rastelements 3 mittels des Lagerbolzens 14 realisiert wird, wobei der Lagerbolzen 14 fest mit dem Rastelement 3 verbunden und drehbar im Parksperrengehäuse 4 gelagert ist. Die Verkippsicherung wird somit ausschließlich durch den im Parksperrengehäuse 4 gelagerten Lagerbolzen 14 erreicht. 4th shows a third embodiment of the parking lock device, the tilting of the locking element 3 by means of the bearing pin 14th is realized, the bearing pin 14th firmly with the locking element 3 connected and rotatable in the parking lock housing 4th is stored. The tilt protection is therefore only provided by the one in the parking lock housing 4th mounted bearing pin 14th reached.

Nach einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 5 umfassen die Mittel 8 zur Verkippsicherung des Rastelements 3 eine im Bereich der Schwenkachse 6 ausgebildete Durchstellung 28, wobei das Rastelement 3 axial an der Durchstellung 28 abgestützt ist und während der Schwenkbewegung zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung an der Durchstellung 28 geführt ist. Das Rastelement 3 ist quer zur Schwenkrichtung, das heißt in Richtung der Schwenkachse 6 mittels eines formschlüssigen Fügeverfahrens plastisch verformt, wobei am Rastelement 3 im Bereich der Durchstellung 28 ein zur Stirnfläche 15 des Rastelements 3 paralleler Vorsprung ausgebildet ist, der am Parksperrengehäuse 4 zur Anlage kommt, und das Rastelement 3 ansonsten ohne Berührung des Parksperrengehäuses 4 bei der Schwenkbewegung führt. An der dem Vorsprung gegenüberliegenden Seite des Rastelements 3 weist das Rastelement 3 eine fertigungsbedingte Vertiefung auf.According to a fourth embodiment according to 5 include the means 8th to prevent the locking element from tilting 3 one in the area of the pivot axis 6th trained throughput 28 , wherein the locking element 3 axially at the passage 28 is supported and during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position on the pass-through 28 is led. The locking element 3 is transverse to the pivot direction, that is, in the direction of the pivot axis 6th plastically deformed by means of a form-fitting joining process, with the locking element 3 in the area of throughput 28 one to the face 15th of the locking element 3 parallel projection is formed on the parking lock housing 4th comes to rest, and the locking element 3 otherwise without touching the parking lock housing 4th during the pivoting movement. On the side of the latching element opposite the projection 3 has the locking element 3 a manufacturing-related depression.

Selbstverständlich ist denkbar, dass auch eine Kombination der Ausführungsbeispiele möglich ist. Insbesondere ist von Vorteil den drehfest mit dem Rastelement 3 verbundenen und im Parksperrengehäuse 4 aufgenommenen Lagerbolzen mit zumindest einer beliebig drehbar gelagerten Kugel 12 oder mit einem Bolzen 13 zu kombinieren. It is of course conceivable that a combination of the exemplary embodiments is also possible. In particular, the rotationally fixed with the locking element is advantageous 3 connected and in the parking lock housing 4th recorded bearing pin with at least one freely rotatably mounted ball 12 or with a bolt 13th to combine.

Ferner ist denkbar, mehrere beliebig drehbar gelagerte Kugeln 12 und/oder mehrere Bolzen 13 zur Führung des Rastelements 3 und zur Aufnahme der auf das Rastelement 3 einwirkenden Verriegelungskräfte vorzusehen.It is also conceivable to have a number of balls rotatably mounted as desired 12 and / or several bolts 13th for guiding the locking element 3 and for receiving the on the locking element 3 acting locking forces to be provided.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SchaltelementSwitching element
22: RasteinheitLocking unit
33: RastelementLocking element
44th: ParksperrengehäuseParking lock housing
55: BetätigungselementActuator
66th: SchwenkachseSwivel axis
77th: SperrnutLocking groove
88th: Mittel zur Verkippsicherung des RastelementsMeans for securing the locking element from tilting
99: AusnehmungRecess
1010: BegrenzungsstiftLimit pin
1111: FederelementSpring element
1212: KugelBullet
1313: Bolzenbolt
1414th: LagerbolzenBearing pin
1515th: StirnflächeFace
16a, 16b16a, 16b: Seitenflanken der SperrnutLateral flanks of the locking groove
1717th: Axiale BewegungsrichtungAxial direction of movement
1818th: Öffnungopening
1919th: Längsachse des SchaltelementsLongitudinal axis of the switching element
2020th: Außenumfang des RastelementsOuter circumference of the locking element
21a, 21b21a, 21b: Anschlagattack
2222nd: Vorsprunghead Start
2323: Vertiefung an der DurchstellungDeepening the extension
2424: Radiale VerlagerungsrichtungRadial direction of displacement
2525th: WälzkörperRolling elements
2626th: AufnahmestückRecording piece
2727: Durchbruchbreakthrough
2828: DurchstellungThroughput
2929: Vorsprung an der DurchstellungAdvantage in the implementation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015008709 A1 [0003]

Claims

Parking lock device for a motor vehicle, comprising a switching element (1) and a locking element (3) of a locking unit (2), the locking element (3) being at least indirectly mounted on a parking lock housing (4) and being actuated by an actuating element (5) such that the locking element (3) is pivoted about a pivot axis (6) from a locking position into an unlocking position, the locking element (3) engaging radially in the locking position in a circumferential locking groove (7) of the switching element (1) to move the switching element (1) into to lock positively in an axial position, and wherein the parking lock device has means (8) for securing the locking element (3) from tilting.

Parking lock device according to Claim 1 , characterized in that at least one of the side flanks (16a, 16b) of the locking groove (7) is inclined relative to an end face (15) of the latching element (3).

Parking lock device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking element (3) has a recess (9) into which a limiting pin (10) at least partially engages in order to limit the pivoting movement of the locking element (3) between the locked position and the unlocked position .

Parking lock device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking unit (2) comprises a spring element (11), the spring element (11) preloading from the locking position into the unlocking position during the pivoting movement of the locking element (3) and generating a restoring force.

Parking lock device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the means (8) for securing the locking element (3) from tilting comprise at least one ball (12) which is at least partially received on the parking lock housing (4) and can be rotated as required, the locking element (3) axially on the respective ball (12) ) is supported and slides over the respective ball (12) during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position.

Parking lock device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the means (8) for securing the locking element (3) from tilting comprise at least one rounded bolt (13) at least partially received on the parking lock housing (4), the locking element (3) being axially supported on the respective bolt (13) is and slides over the respective bolt (13) during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position.

Parking lock device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the means (8) for securing the locking element (3) from tilting comprise a bearing pin (14) which is firmly connected to the locking element (3) and is rotatably mounted in the parking lock housing (4).

Parking lock device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the means (8) for securing the locking element (3) from tilting comprise a through-position (28) formed in the area of the pivot axis (6), the locking element (3) axially on a projection (30) of the through-position (28) is supported and is guided on the projection (30) during the pivoting movement between the locked position and the unlocked position.

Parking lock device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element (5) is designed as a lifting magnet.

Parking lock device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking element (3) is surface-treated at least in the area of the contact surface with the locking groove (7) and / or the locking groove (7) is surface-treated at least in the area of the contact surface with the locking element (3) to reduce friction.