DE102020126812A1

DE102020126812A1 - Parking lock for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020126812A1
Application number: DE102020126812.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kraemer; Wilhelm Böhm
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Klinke (2) zum reversiblen Eingriff in ein Parksperrenrad (3), ein federvorgespanntes Klinkenbetätigungselement (4) zum Einlegen der Klinke (2) in das Parksperrenrad (3), einen Aktuator (5) zur Bewegung des Klinkenbetätigungselements (4) und ein Koppelelement (6), das in einer ersten Betriebsstellung (KE) im Kraftfluss zwischen dem Aktuator (5) und dem Klinkenbetätigungselement (4) steht und das in einer zweiten Betriebsstellung (KA) den Aktuator (5) und das Klinkenbetätigungselement (4) entkoppelt, wobei das Koppelelement (6) in der ersten Betriebsstellung (KE) durch den Aktuator linear verschieblich ist. Das Koppelelement (6) ist in der ersten Betriebsstellung (KE) in Kraftflussrichtung gesehen senkrecht versetzt zum Koppelelement (6) in der zweiten Betriebsstellung (KA) angeordnet.The invention relates to a parking lock (1) for a motor vehicle, having a pawl (2) for reversible engagement in a parking lock gear (3), a spring-loaded pawl actuating element (4) for inserting the pawl (2) into the parking lock gear (3), an actuator (5) for moving the pawl actuating element (4) and a coupling element (6) which is in a first operating position (KE) in the power flow between the actuator (5) and the pawl actuating element (4) and which is in a second operating position (KA) The actuator (5) and the pawl actuating element (4) are decoupled, the coupling element (6) being linearly displaceable by the actuator in the first operating position (KE). In the first operating position (KE), the coupling element (6) is arranged offset perpendicular to the coupling element (6) in the second operating position (KA) when viewed in the direction of force flow.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit einer Klinke zum reversiblen Eingriff in ein Parksperrenrad, mit einem federvorgespannten Klinkenbetätigungselement zum Einlegen der Klinke in das Parksperrenrad, mit einem Aktuator zur Bewegung des Klinkenbetätigungselements und mit einem Koppelelement zwischen dem Aktuator und dem Klinkenbetätigungselement.The invention relates to a parking lock for a motor vehicle with a pawl for reversible engagement in a parking lock wheel, with a spring-preloaded pawl actuation element for inserting the pawl into the parking lock wheel, with an actuator for moving the pawl actuation element and with a coupling element between the actuator and the pawl actuation element.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Viele Kraftfahrzeuggetriebe weisen Parksperren auf, welche über einen mit einem Hebel verbundenen Seilzug mechanisch betätigt werden. Neuentwicklungen sehen auch teilweise elektrohydraulische oder elektromotorische Betätigungen, bei denen der Hebel elektrisch angesteuert wird.Many motor vehicle transmissions have parking locks which are operated mechanically via a cable connected to a lever. New developments also see some electro-hydraulic or electric motor actuation in which the lever is controlled electrically.

Die zur Betätigung der Parksperren vorgesehenen, elektromotorischen Aktuatoren sind in der Regel außerhalb des Getriebes angeordnet. Dazu sind sie beispielsweise an der Getriebegehäusewand angeschraubt und direkt mit einer Parksperrenwelle im Getriebe verbunden. Durch die Modulbauweise lassen sich gleiche Aktuatoren für unterschiedliche Getriebe verwenden, was bei unterschiedlichen Getriebevarianten in einer Modellreihe oder auch bei unterschiedlichen Fahrzeugen eine größere Stückzahl und damit Kostenvorteile für den Aktuator verspricht.The electromotive actuators provided for actuating the parking locks are usually arranged outside the transmission. For this purpose, they are screwed to the transmission housing wall, for example, and connected directly to a parking lock shaft in the transmission. Due to the modular design, the same actuators can be used for different transmissions, which promises a larger number of pieces and thus cost advantages for the actuator with different transmission variants in a model series or even with different vehicles.

Ein Fahrzeug mit einer Parksperre muss auch bei einem Bordnetzausfall bei allen Fahrbahnsteigungen sicher abgestellt werden können. Fahrzeuge mit einer elektrischen Parkbremse und einem elektrischen Aktuator benötigen daher entweder eine zweite, redundante Stromversorgung oder eine Vorrichtung, die in bei einem Ausfall des Bordnetzes die Parksperre selbsttätig einlegt.A vehicle with a parking lock must be able to be safely parked on all road gradients even in the event of an on-board power supply failure. Vehicles with an electric parking brake and an electric actuator therefore require either a second, redundant power supply or a device that automatically engages the parking lock in the event of a failure of the on-board network.

Aus EP 1 228 328 B1 ist eine Getriebeaktuatorik mit einer elektromagnetischen Kupplung, die bei einem Stromausfall nur durch ein Federelement entkoppelt wird und dadurch die Schaltstellung „P“ des Getriebes sowie die Parksperre eingelegt wird, bekannt. Weitere Parksperren gehen aus DE 100 44 159 B4 , DE 10 2014 209 253 A1 . DE 10 2017 211 218 A1 . DE 20 2018 106 496 U1 und DE 10 2010 003 508 A1 hervor.Out EP 1 228 328 B1 is a transmission actuator system with an electromagnetic clutch, which is only decoupled by a spring element in the event of a power failure, thereby engaging the "P" shift position of the transmission and the parking lock. More parking locks go out DE 100 44 159 B4 , DE 10 2014 209 253 A1 . DE 10 2017 211 218 A1 . DE 20 2018 106 496 U1 and DE 10 2010 003 508 A1 emerged.

DE 10 2017 103 317 A1 lehrt eine Parksperre mit einer Schneckenwelle und einem Schneckenrad, wobei die Schneckenwelle durch eine Feder vorgespannt ist, die wiederum durch einen Elektromagnet als Haltemittel für eine mit der Feder verbundene Stahlscheibe vorgespannt gehalten wird. Im Falle eines unzulässigen Spannungsabfalls im Bordnetz bricht das Magnetfeld zusammen, und die die Klinke der Parksperre verriegelnde Feder wird ausgelöst. Nach Auslösen dieser Feder muss diese in einer Reset-Operation wieder gespannt werden. Ferner muss die Stahlscheibe wieder vor den Elektromagneten positioniert werden, wozu ein Hebelmechanismus als Rückstellvorrichtung erforderlich ist. DE 10 2017 103 317 A1 teaches a parking lock with a worm shaft and a worm wheel, the worm shaft being pretensioned by a spring, which in turn is held pretensioned by an electromagnet as a holding means for a steel disk connected to the spring. In the event of an impermissible voltage drop in the vehicle electrical system, the magnetic field collapses and the spring that locks the parking lock pawl is triggered. After this spring has been triggered, it must be tensioned again in a reset operation. Furthermore, the steel disk must be repositioned in front of the electromagnet, for which a lever mechanism is required as a reset device.

Die zusätzliche Rückstellvorrichtung ist aufwändig, erfordert zudem eine substantielle Haltekraft, und ihr Zustand während des Resets lässt sich schwierig detektieren.The additional reset device is complex, requires a substantial holding force, and its state during the reset is difficult to detect.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre zu realisieren, die die vorstehend genannten Nachteile überwindet.The present invention is based on the object of realizing a parking lock which overcomes the disadvantages mentioned above.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe wird durch eine Parksperre gemäß Anspruch 1 gelöst. Im Fahrbetrieb steht das zwischen dem Aktuator und dem Klinkenbetätigungselement angeordnete Koppelelement in einer ersten Betriebsstellung mit beiden Bauteilen kraftübertragend in Verbindung, so dass in dieser Stellung des Koppelelements eine vom Aktuator eingeleitete Bewegung über das Koppelelement unmittelbar auf das Klinkenbetätigungselement übertragen wird. Eine derartige Parksperre ist robust und toleranzarm aufgebaut.The object is achieved by a parking lock according to claim 1. When driving, the coupling element arranged between the actuator and the pawl actuation element is in a first operating position with both components in a force-transmitting connection, so that in this position of the coupling element a movement initiated by the actuator is transmitted directly to the pawl actuation element via the coupling element. Such a parking lock is robust and has a low tolerance structure.

In der ersten Betriebsstellung (KE) ist das Koppelelement eingelegt, in einer zweiten Betriebsstellung (KA) ist es ausgelegt. Damit wirkt das Koppelelement als eine Kupplung. Vorteilhafterweise kann das Koppelelement eine Doppelfunktion übernehmen: Es stellt zum einen die mechanische Verbindung zwischen dem Klinkenbetätigungselement und dem Aktuator her. Dadurch kann die Klinke mit dem Klinkenbetätigungselement im Getriebegehäuse getrennt von dem Aktuator verbaut werden, und der Aktuator kann separat am Fahrzeug installiert werden. Zusätzlich kann über das Koppelelement ein Toleranzausgleich vorgenommen werden, um die beim Einbau auftretenden Bauteil- und Montagetoleranzen auszugleichen. In besonders einfacher Weise ist das möglich, wenn der Aktuator, das Koppelelement und das Klinkenbetätigungselement kollinear angeordnet sind.In the first operating position ( KE ) the coupling element is inserted, in a second operating position ( KA ) it is designed. The coupling element thus acts as a coupling. The coupling element can advantageously take on a double function: on the one hand, it establishes the mechanical connection between the pawl actuating element and the actuator. As a result, the pawl with the pawl actuating element in the transmission housing can be installed separately from the actuator, and the actuator can be installed separately on the vehicle. In addition, tolerance compensation can be carried out via the coupling element in order to compensate for the component and assembly tolerances that occur during installation. This is possible in a particularly simple manner if the actuator, the coupling element and the pawl actuating element are arranged in a collinear manner.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Klinkenbetätigungselement in eine Linearrichtung beweglich. Dazu kann das Klinkenbetätigungselement beispielsweise als ein Schlitten ausgebildet sein. Der Schlitten kann dazu mit einer Rolle versehen sein, welche auf dem dem Parksperrenrad abgewandtem Klinkenrücken abrollt. Mit einem von der Linearachse des Schlittens versetzten Drehachse der Klinke oder einer geeigneten Klinkenrückenausformung bestimmt die Längsposition des Schlittens die Stellung der Klinke. Der Schlitten bietet stirnseitig eine gute Angriffsfläche für das den Schlitten verschiebende Koppelelement.In one embodiment of the invention, the pawl actuating element is movable in a linear direction. For this purpose, the pawl actuating element can be designed as a slide, for example. For this purpose, the slide can be provided with a roller which rolls on the back of the pawl facing away from the parking lock wheel. With an axis of rotation of the pawl offset from the linear axis of the slide or a suitable one The pawl back shape determines the longitudinal position of the slide and the position of the pawl. The front side of the slide offers a good contact surface for the coupling element which moves the slide.

Das Koppelelement kann in der ersten Betriebsstellung den Aktuator formschlüssig mit dem mit dem Klinkenbetätigungselement verbunden sein. Dazu kann das Koppelelement an dem Klinkenbetätigungselement oder an einem aktuatorseitigen Bauteil in einer der Betriebsstellungen anschlagen. Der Anschlag definiert zum einen die jeweilige Betriebsstellung eindeutig. Ferner ermöglicht er einen flexibleren Haltemechanismus, der das Koppelelement in der jeweiligen Betriebsstellung hält, weil dieser das Koppelelement auch gegen den Anschlag kraftbeaufschlagen kann. Damit ist es nicht erforderlich, ein Kräftegleichgewicht aufzubauen, um die gewählte Betriebsstellung zu halten, was das Einlernen und Abstimmen des Haltemechanismus erleichtert. Je Betriebsstellung können einer oder mehrere Anschläge vorgesehen sein.In the first operating position, the coupling element can be positively connected to the actuator with that of the pawl actuating element. For this purpose, the coupling element can strike the pawl actuating element or a component on the actuator side in one of the operating positions. On the one hand, the stop clearly defines the respective operating position. Furthermore, it enables a more flexible holding mechanism that holds the coupling element in the respective operating position because it can also force the coupling element against the stop. It is therefore not necessary to establish an equilibrium of forces in order to hold the selected operating position, which makes it easier to learn and adjust the holding mechanism. One or more stops can be provided for each operating position.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Koppelelement senkrecht zum Kraftfluss zwischen dem Aktuator und dem Klinkenbetätigungselement beweglich, um zwischen der ersten und der zweiten Betriebsstellung zu wechseln. Sofern nachfolgend nicht anders bezeichnet, wird diese Kraftflussrichtung als Axialrichtung bezeichnet. Eine senkrechte Verschiebbarkeit zur Axialrichtung, nachfolgend Querrichtung genannt, ist von Vorteil, weil dadurch nicht gegen die das Klinkenbetätigungselement vorspannende Klinkenfeder Verschiebearbeit geleistet werden muss. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Aktuator selbsthemmend ist und das Koppelelement den Aktuator und den Schlitten formschlüssig verbindet Je geringer die erforderliche Ein- bzw. Auslegekraft ausfällt, desto leistungsärmer kann der Haltemechanismus ausfallen.In one embodiment of the invention, the coupling element is movable perpendicular to the flow of force between the actuator and the pawl actuation element in order to change between the first and the second operating position. Unless otherwise indicated below, this direction of force flow is referred to as the axial direction. A perpendicular displaceability to the axial direction, hereinafter referred to as the transverse direction, is advantageous because this means that displacement work does not have to be performed against the pawl spring pretensioning the pawl actuating element. This applies in particular to the case that the actuator is self-locking and the coupling element connects the actuator and the slide in a form-fitting manner. The lower the required insertion or disengagement force, the less powerful the holding mechanism can be.

Mit der Entkopplung senkrecht zur Kraftflussrichtung ist die maximal erforderliche Kraft nahezu unabhängig von dem Zustand der Parksperre (P oder nP), was ihre Auslegung vereinfacht. Denn die Haltekräfte sind durch die senkrechte Verschiebbarkeit, von Reibungsverlusten abgesehen, nahezu unabhängig von der Position des Koppelelements, der durch den Aktuator auf das Klinkenbetätigungselement wirkenden Kraft und der Federvorspannung des Klinkenbetätigungselements. Insbesondere muss nicht gegen eine Drehfeder Arbeit verrichtet werden, die von der Schaltstellung oder Stellung des Klinkenbetätigungselements abhängig ist. Da der Haltekraftmechanismus durch die aufzubringende Maximalkraft bestimmt ist, ermöglicht eine Vergleichmäßigung wiederum eine kleinere Dimensionierung. Kleine Abweichungen von der Orthogonalität sind tolerierbar und mit von der senkrechten Verschiebbarkeit umfasst.With the decoupling perpendicular to the direction of force flow, the maximum force required is almost independent of the state of the parking lock (P or nP), which simplifies its design. Because the holding forces are due to the vertical displaceability, apart from friction losses, almost independent of the position of the coupling element, the force acting on the pawl actuation element by the actuator and the spring preload of the pawl actuation element. In particular, work does not have to be performed against a torsion spring, which work is dependent on the switching position or position of the pawl actuating element. Since the holding force mechanism is determined by the maximum force to be applied, an equalization in turn enables smaller dimensions. Small deviations from the orthogonality can be tolerated and are included in the vertical displaceability.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Koppelelement in die erste Betriebsstellung KE senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aktuators federvorgespannt. Die Federvorspannung kann durch Druckfedern erfolgen, welche beispielsweise auf Bolzen angeordnet und durch diese geführt sind. Bei einem in eine Axialrichtung verschieblichen Klinkenbetätigungselement halten die Bolzen die Druckfedern in der Axialrichtung stationär. Zusätzlich können sie das Koppelelement durchdringen und dessen Verkippen verhindern. Das Koppelelement kann durch die Druckfedern so angefedert sein, so dass es von externen Kräften unbeaufschlagt stets die erste Betriebsstellung (KE) als Vorzugsstellung einnimmt und damit bewirkt, dass der Stellmotor mit der Parksperrenklinke dauerhaft wirkverbunden ist.In a further embodiment, the coupling element is in the first operating position KE spring-loaded perpendicular to the direction of movement of the actuator. The spring preload can take place by compression springs, which are arranged, for example, on bolts and guided through them. In the case of a pawl actuating element which is displaceable in an axial direction, the bolts hold the compression springs stationary in the axial direction. In addition, they can penetrate the coupling element and prevent it from tilting. The coupling element can be spring-loaded by the compression springs so that it is always in the first operating position ( KE ) assumes the preferred position and thus has the effect that the servomotor is permanently operatively connected to the parking lock pawl.

Fallen die Bordspannung oder der Stellmotor aus, kann das Koppelelement über einen Hubmagneten axial in die zweite Betriebsstellung (KA) verschoben werden, so dass eine Entkopplung zwischen dem Stellmotor und der Parksperrenklinke erfolgt. Die Parksperre lässt sich damit trotz unbeweglichem Aktuatorantrieb einlegen. Dabei gleiten das Koppelelement und der Aktuatorantrieb aneinander vorbei. Es wird damit der quer zur Betätigungsrichtung versetzte Bauraum genutzt, um in der zweiten Betriebsstellung (KA) eine Relativverschiebung zu ermöglichen. Diese erfolgt bauraumsparend, wenn sich die möglichen Verschiebewege des Koppelelements in der zweiten Betriebsstellung (KA) und des Aktuatorantriebs überlappen.If the on-board voltage or the servomotor fails, the coupling element can be axially moved into the second operating position ( KA ) are moved so that a decoupling takes place between the servomotor and the parking lock pawl. The parking lock can thus be engaged despite the immovable actuator drive. The coupling element and the actuator drive slide past each other. The installation space offset transversely to the direction of actuation is used to enable the second operating position ( KA ) to enable a relative displacement. This takes place in a space-saving manner if the possible displacement paths of the coupling element in the second operating position ( KA ) and the actuator drive overlap.

Der Hubmagnet benötigt vergleichsweise wenig Energie und diese nur im Fehlerfall, so dass er durch ein schwaches, unabhängiges zweites Bordnetz, ggf. auch durch einen Kondensator, betreibbar ist. Ist das Bordnetz wieder verfügbar, kann eine Systemwiederherstellung dadurch erfolgen, dass der Aktuatorantrieb so weit in eine Endposition gefahren wird, dass geometrisch ein Verschieben in die erste Betriebsstellung (KE) wieder ermöglicht wird. Ist das Koppelelement federvorgespannt, erfolgt dann eine automatische Rückkehr in die erste Betriebsstellung (KE).The lifting magnet requires comparatively little energy and this only in the event of a fault, so that it can be operated by a weak, independent second vehicle electrical system, possibly also by a capacitor. If the on-board power supply is available again, the system can be restored by moving the actuator drive so far into an end position that it is geometrically shifted to the first operating position ( KE ) is made possible again. If the coupling element is spring-preloaded, there is an automatic return to the first operating position ( KE ).

Anstelle des Hubmagneten kann auch ein anderer Entkopplungsantrieb eingesetzt werden. Ebenso ist es denkbar, auf eine zweite Stromversorgung zu verzichten und umgekehrt dauerhaft zu bestromen, um das Koppelelement in der ersten Betriebsstellung (KE) zu halten.Another decoupling drive can be used instead of the lifting magnet. It is also conceivable to dispense with a second power supply and vice versa to permanently energize the coupling element in the first operating position ( KE ) to keep.

Vorteilhaft ist es, wenn das Koppelelement genau zwei Betriebsstellungen (KE, KA) in Querrichtung einnehmen kann. Dann können die beiden Betriebsstellungen (KE, KA) durch Anschläge bestimmt werden, so dass das Haltemittel und die Federvorspannung in bestimmten Grenzen frei wählbar sind und dennoch unterhalb eines bestimmten Schwellwerts für die Haltekraft stets die zweite Betriebsstellung (KA) eingenommen wird, während bei Überschreiten des Schwellwerts stets die erste Betriebsstellung (KE) eingenommen wird. Zwischenzustände kommen nicht vor, wenn der Schwellwert mit einem bestimmten Sicherheitsmaß über- bzw. unterschritten wird, so dass die jeweilige Betriebsposition stets eindeutig definiert ist. Die Ansteuerung einer derartigen Einheit ist besonders einfach.It is advantageous if the coupling element has exactly two operating positions ( KE , KA ) can take in the transverse direction. Then the two operating positions ( KE , KA ) are determined by stops, so that the holding means and the spring preload can be freely selected within certain limits and yet below a certain value Threshold value for the holding force is always the second operating position ( KA ) is assumed, while when the threshold value is exceeded, the first operating position ( KE ) is taken. Intermediate states do not occur if the threshold value is exceeded or fallen below with a certain degree of safety, so that the respective operating position is always clearly defined. The control of such a unit is particularly simple.

Der Aktuator der Parksperre wird vorzugsweise elektrisch angesteuert. Geeignet ist beispielsweise ein Spindelantrieb mit einer Spindel und einer Spindelmutter. Die Spindelmutter kann eine mit dem Koppelelement zusammenwirkende Steuerkante aufweisen, über die das Koppelelement linear in Richtung des Klinkenbetätigungselements verschoben wird. Zusätzlich kann die Steuerkante einen Anschlag bilden, um die erste Betriebsstellung in Querrichtung, also senkrecht zur durch den Aktuator auf das Klinkenbetätigungselement wirkenden Kraftfluss eindeutig festzulegen.The parking lock actuator is preferably controlled electrically. For example, a spindle drive with a spindle and a spindle nut is suitable. The spindle nut can have a control edge which interacts with the coupling element and via which the coupling element is displaced linearly in the direction of the pawl actuating element. In addition, the control edge can form a stop in order to clearly define the first operating position in the transverse direction, that is to say perpendicular to the force flow acting on the pawl actuating element by the actuator.

Zur sicheren Querführung des Koppelelements ist optional vorgesehen, dass das Koppelelement zwischen dem Aktuator und dem Klinkenbetätigungselement in einem Gehäuse angeordnet und durch dieses geführt ist. Das Gehäuse kann als ein Rahmen ausgebildet sein und mit dem Koppelelement ein Distanzstück bilden, das das Klinkenbetätigungselement und den Aktuator unmittelbar aneinander koppelt. Die Führung durch den Rahmen reduziert den Bewegungsfreiheitsgrad des Koppelelements. Dazu kann dieses eine Kulisse aufweisen, in die gehäusefeste Kulissenstifte eingreifen. Ein Verkippen des Koppelelements oder ein unerwünschtes seitliches Ausbrechen kann dadurch verhindert werden. Alternativ oder zusätzlich begrenzt die Kulisse die axiale Verschiebbarkeit des Koppelelements. Die Kulisse ist beispielsweise als ein Langloch ausgebildet. Ferner kann der Rahmen weitere Bauteile wie eine Sensorik oder den Haltemechanismus aufnehmen.For safe transverse guidance of the coupling element, it is optionally provided that the coupling element is arranged between the actuator and the pawl actuation element in a housing and is guided through it. The housing can be designed as a frame and, with the coupling element, form a spacer that directly couples the pawl actuating element and the actuator to one another. The guidance through the frame reduces the degree of freedom of movement of the coupling element. For this purpose, this can have a backdrop, into which the housing-fixed slide pins engage. A tilting of the coupling element or an undesired lateral breakout can be prevented in this way. Alternatively or additionally, the link limits the axial displaceability of the coupling element. The backdrop is designed, for example, as an elongated hole. Furthermore, the frame can accommodate other components such as a sensor system or the holding mechanism.

In einer Weiterbildung der vorstehenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Distanzstück den Aktuator haltert. Dazu ist beispielsweise im Rahmen eine Platte vorgesehen, die ein Drucklager für den Akuator bildet.In a further development of the above embodiment, it is provided that the spacer holds the actuator. For this purpose, a plate is provided in the frame, for example, which forms a thrust bearing for the actuator.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Distanzstück einen Längenausgleichsmechanismus auf, über welches Längstoleranzen zwischen dem Aktuator und dem Klinkenbetätigungselement ausgleichbar sind. Auch der Längenausgleichsmechanismus kann als ein Langloch ausgebildet sein, das eine anfängliche Aktuatorrelativpositionierung ermöglicht. Vorteilhafterweise kann die eine zur Führung des Koppelelements vorgesehene Kulisse diese Funktion zusätzlich übernehmen.In a further embodiment, the spacer has a length compensation mechanism, via which length tolerances between the actuator and the pawl actuating element can be compensated. The length compensation mechanism can also be designed as an elongated hole, which enables an initial relative positioning of the actuator. Advantageously, the link provided for guiding the coupling element can additionally take on this function.

In einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung weist das Koppelelement einen Signalgeber zur Positionsdetektierung auf. Dabei können die Positionen Parksperre eingelegt (P), Parksperre ausgelegt (NP), erste Betriebsstellung (KE), zweite Betriebsstellung (KA) oder keine der angeführten Stellungen detektiert werden. Zudem kann es ausreichend sein, wenn nur eine Teilmenge dieser Positionen detektierbar ist. Aufgrund der linear unabhängigen Verschiebbarkeit in zwei Dimensionen lassen sich die Positionen (P, NP) und die Betriebsstellungen (KE, KA) besonders einfach detektieren. Insbesondere müssen keine Winkelstellungen ermittelt werden. Zur Detektierung kann das Koppelelement einen Signalgeber wie einen Magneten aufweisen, der fest mit diesem verbunden ist.In a next embodiment of the invention, the coupling element has a signal transmitter for position detection. The positions parking lock engaged (P), parking lock disengaged (NP), first operating position ( KE ), second operating position ( KA ) or none of the positions listed are detected. In addition, it can be sufficient if only a subset of these positions can be detected. Due to the linear independent shiftability in two dimensions, the positions (P, NP) and the operating positions ( KE , KA ) particularly easy to detect. In particular, no angular positions have to be determined. For detection, the coupling element can have a signal transmitter, such as a magnet, which is permanently connected to it.

Das Koppelelement ist beispielsweise als eine Platte ausgestaltet. Insbesondere eine Blechplatte lässt sich auf einfache Weise herstellen und gegebenenfalls beim Stanzen mit gegebenenfalls erforderlichen Nuten, Langlöchern und Funktionskanten werkzeugfallend versehen.The coupling element is designed, for example, as a plate. In particular, a sheet metal plate can be produced in a simple manner and, if necessary, provided with grooves, elongated holes and functional edges that may be required during punching, off the tool.

Das Koppelelement kann zudem zumindest teilweise beschichtet sein, um die Schallübertragung zu vermindern. Alternativ ist es mehrteilig aufgebaut, und die einzelnen Bauteile stehen untereinander in einem Reibschluss. Vorzugsweise ist das Koppelelement allerdings einstückig ausgebildet.The coupling element can also be at least partially coated in order to reduce the transmission of sound. Alternatively, it is made up of several parts, and the individual components are in a frictional connection with one another. However, the coupling element is preferably designed in one piece.

Die Parksperre kann in verschiedenen Arten von Getrieben verbaut werden. Beispielsweise eignet sie sich für Kraftfahrzeuge mit manuellen Getrieben, mit automatisierten oder automatischen Getrieben oder für Getriebe von Elektrofahrzeugen.The parking lock can be installed in different types of transmissions. For example, it is suitable for motor vehicles with manual transmissions, with automated or automatic transmissions or for the transmissions of electric vehicles.

FigurenlisteFigure list

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1 die wesentlichen Bauteile einer ersten erfindungsgemäßen Parksperre in einer perspektivischen Ansicht,
2 die Parksperre gemäß 1 in einer Aufsicht,
3 die Parksperre gemäß 1 in einer Seitenansicht,
4 die Parksperre gemäß 1 mit dem Koppelelement im eingelegten Zustand (KE),
5 die Parksperre gemäß 1 mit dem Koppelelement im ausgelegten Zustand (KA) und
6 eine Detailansicht des Koppelelements aus 1 mit einem Rahmen.

An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures. Show it:

1 the essential components of a first parking lock according to the invention in a perspective view,
2 the parking lock according to 1 in a supervision,
3 the parking lock according to 1 in a side view,
4th the parking lock according to 1 with the coupling element in the inserted state ( KE ),
5 the parking lock according to 1 with the coupling element in the laid-out state ( KA ) and
6th a detailed view of the coupling element 1 with a frame.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

In den 1 bis 5 ist jeweils eine Parksperre 1 gezeigt, bei der zur Verriegelung eines Kraftfahrzeugs eine Klinke 2 relativ zu einem Parksperrenrad 3 beweglich ist. Die Klinke 2 ist als eine Sperrklinke um eine Drehachse a schwenkbar und weist an ihrem von der Drehachse a abgewandten Ende einen Sperrzahn 20 auf, mit dem sie in eine der Ausnehmungen 21 der Sperrverzahnung des Parksperrenrads 3 eingreift und so die Parksperre 1 verriegelt. Eine am Parksperrengehäuse 31 gesicherte und an der Klinke 2 eingehängte Rückholfeder 29 stellt sicher, dass die Klinke 2 im entriegelten Zustand nicht schwerkraftbedingt oder infolge Erschütterungen unbeabsichtigt in eine der Ausnehmungen 21 fällt.In the 1 to 5 is a parking lock 1 shown in the for locking a motor vehicle a pawl 2 relative to a parking lock gear 3 is movable. The handle 2 is as a pawl around an axis of rotation a pivotable and points to its from the axis of rotation a remote end a ratchet tooth 20th on, with which it is in one of the recesses 21 the locking teeth of the parking lock gear 3 intervenes and so the parking lock 1 locked. One on the parking lock housing 31 secured and on the latch 2 attached return spring 29 makes sure the latch 2 in the unlocked state not due to gravity or unintentionally into one of the recesses as a result of vibrations 21 falls.

Die Verriegelung bzw. Entriegelung der Parksperre 1 erfolgt über ein Klinkenbetätigungselement 4, das vorliegend als ein Schlitten 22 ausgebildet ist. Der Schlitten 22 weist ein Schlittengehäuse 23 in einer Halterung 40 auf, in dem zwei radial zueinander versetzte Rollen 24, 25 gehaltert sind. Eine der Rollen 24 wälzt auf dem Klinkenrücken 26 ab, der ein Höhenprofil oder eine Rampe bildet, so dass mit linearer Verschiebung des Schlittens 22 die Klinke 2 verdreht wird. Die andere Rolle 25 rollt auf einer Armierung 28 der Halterung 40 ab.The locking or unlocking of the parking lock 1 takes place via a pawl actuator 4th , in the present case as a sled 22nd is trained. The sled 22nd has a slide housing 23 in a holder 40 in which two radially offset rollers 24 , 25th are held. One of the roles 24 rolls on the back of the latch 26th starting, which forms a height profile or a ramp, so that with linear displacement of the slide 22nd the handle 2 is twisted. The other role 25th rolls on a reinforcement 28 the bracket 40 from.

Der kastenartige Schlitten 22 ist durch eine Schlittenfeder 27 vorgespannt, so dass dieser ohne externe Krafteinwirkung die Klinke 2 in Richtung des Parksperrenrads 3 bewegt und die Parksperre 1 verriegelt (Zustand P). Der Schlitten 22 ist entlang der Linearachse s verschieblich und weist einen Fortsatz 30 auf, der mit dem Parksperrengehäuse 31 bzw. der gehäusefesten Armierung 28 Anschläge bildet und damit den Verfahrweg des Schlittens 22 beidseitig begrenzt.The box-like sleigh 22nd is by a slide spring 27 pretensioned so that the pawl can be opened without any external force 2 in the direction of the parking lock wheel 3 moved and the parking lock 1 locked (state P). The sled 22nd is along the linear axis s slidable and has an extension 30th on, the one with the parking lock housing 31 or the reinforcement fixed to the housing 28 Forms stops and thus the travel of the slide 22nd limited on both sides.

Um die Parksperre 1 aus dem Zustand P in den Zustand nP (entriegelt) zu überführen, dient ein Aktuator 5 mit einem nicht dargestellten Elektromotor. Dessen rotierende Elektromotorwelle 12 wird vorliegend durch einen Spindelantrieb in eine Linearbewegung überführt. Vom Spindeltrieb sind lediglich die Gewindespindel 18 als Trapezgewindespindel und die Spindelmutter 8 dargestellt. Die Abstützung der Gewindespindel 18 erfolgt über ein Drucklager 35.To the parking lock 1 An actuator is used to transfer from state P to state nP (unlocked) 5 with an electric motor, not shown. Its rotating electric motor shaft 12th is in the present case converted into a linear movement by a spindle drive. Only the threaded spindle is of the spindle drive 18th as a trapezoidal thread spindle and the spindle nut 8th shown. The support of the threaded spindle 18th takes place via a thrust bearing 35 .

Für das Ver- bzw. Entriegeln der Parksperre 1 dreht der Elektromotor die Gewindespindel 18 um ihre Drehachse c. Für den Fall, dass die Spindelachse c und die die Achse der Elektromotorwelle 12 nicht fluchten, erfolgt die Anbindung der Elektromotorwelle 12 über eine Oldhamkupplung 19. Damit ist der Elektromotor relativ frei und unabhängig vom Spindelantrieb und der Parksperrenmechanik platzierbar. Insbesondere kann er bei geeigneter Abdichtung außerhalb des Getriebes angeordnet und unabhängig von der Parksperrenmechanik montiert werden.For locking and unlocking the parking lock 1 the electric motor turns the threaded spindle 18th around its axis of rotation c . In the event that the spindle axis c and the the axis of the electric motor shaft 12th are not aligned, the electric motor shaft is connected 12th via an Oldham coupling 19th . This means that the electric motor can be placed relatively freely and independently of the spindle drive and the parking lock mechanism. In particular, with a suitable seal, it can be arranged outside the transmission and mounted independently of the parking lock mechanism.

Die Übertragung der Linearbewegung der Gewindespindel 18 auf den Schlitten 22 erfolgt durch ein Koppelelement 6, das in der dargestellten Ausführungsform als eine Koppelplatte 16 ausgebildet ist. Das Koppelelement 6 kann zwei Zustände einnehmen: Im ersten Betriebszustand KE „Koppelelement eingelegt“ überträgt es die Linearbewegung der Gewindespindel 18 auf das Klinkenbetätigungselement 4. Im zweiten Betriebszustand KA „Koppelelement ausgelegt“ ist das Koppelelement 6 in Querrichtung q versetzt. Die Querrichtung q steht dabei orthogonal auf der Bewegungsrichtung des Schlittens s, die parallel zur Bewegungsrichtung c der Gewindespindel 18 ist.The transmission of the linear movement of the threaded spindle 18th on the sledge 22nd takes place through a coupling element 6th , which in the illustrated embodiment as a coupling plate 16 is trained. The coupling element 6th can assume two states: In the first operating state KE "Coupling element inserted" it transmits the linear movement of the threaded spindle 18th on the pawl actuator 4th . In the second operating state KA "Coupling element designed" is the coupling element 6th in the transverse direction q offset. The cross direction q stands orthogonally to the direction of movement of the slide s that are parallel to the direction of movement c the threaded spindle 18th is.

Das Koppelelement 6 stützt sich im eingelegten Zustand KE an einer Steuerkante 9 in Form eines umlaufenden Ringabsatzes der Gewindespindel 18 ab. Schlittenseitig stützt sich das Koppelelement an einer Stirnplatte 32 des Schlittens 22 ab. Eine Linearverschiebung der Spindelmutter 8 bewirkt daher eine Verschiebung des Schlittens 22 gegen die Vorspannkraft der Schlittenfeder 27.The coupling element 6th is supported when inserted KE on a control edge 9 in the form of a circumferential ring shoulder of the threaded spindle 18th from. On the slide side, the coupling element is supported on an end plate 32 of the sled 22nd from. A linear displacement of the spindle nut 8th therefore causes a displacement of the carriage 22nd against the preload force of the slide spring 27 .

Damit das Koppelelement 6 stets einen definierten Zustand einnimmt, ist es seinerseits in Querrichtung q durch Druckfedern 33 vorgespannt. Die Druckfedern 33 sind so ausgelegt, dass sie das Koppelelement 6 in die erste Betriebsstellung KE verbringen, so dass dies die Basisposition des Koppelelements 6 darstellt. In dieser Position wird das Koppelelement 6 im Normalbetrieb gehalten. In der Stellung KA (5) kann die Spindelmutter 8 axial verschoben werden, ohne dass ihre Bewegung auf den Schlitten 22 übertragen wird. Im Fehlerfall kann die Kopplung zwischen der Spindelmutter 8 und dem Schlitten 22 aufgehoben werden, indem mittels des redundant abgesicherten Stellmittels 7, das beispielsweise als Hubmagnet 17 ausgebildet ist, das Koppelelement 6 entgegen der Federkraft der Druckfedern 33 in die zweite Betriebsstellung KA verbracht wird, so dass aufgrund der in diesem Zustand freien axialen Verschiebbarkeit des Koppelelements 6 die Schlittenfeder 27 die Klinke 2 stets verriegeln kann. Der Hubmagnet 17 muss daher seine Leistung nur kurzzeitig zur Verfügung stellen, so dass die für das Verbringen in die zweite Betriebsstellung KA erforderliche Energie beispielsweise in einem Kondensator gespeichert werden kann. Ist die Funktionsfähigkeit des Bordnetzes wiederhergestellt, kann die Spindelmutter 8 axial so weit verschoben werden, dass die Druckfedern 33 das Koppelelement 6 wieder in die erste Betriebsstellung KE verbringen.So that the coupling element 6th always assumes a defined state, it is in turn in the transverse direction q by compression springs 33 biased. The compression springs 33 are designed so that they are the coupling element 6th in the first operating position KE spend so that this is the base position of the coupling element 6th represents. The coupling element is in this position 6th held in normal operation. In the position KA ( 5 ) the spindle nut 8th can be moved axially without affecting their movement on the slide 22nd is transmitted. In the event of a fault, the coupling between the spindle nut 8th and the sled 22nd be canceled by means of the redundantly secured actuating means 7th , for example as a lifting magnet 17th is formed, the coupling element 6th against the spring force of the compression springs 33 in the second operating position KA is spent, so that due to the free axial displaceability of the coupling element in this state 6th the slide spring 27 the handle 2 can always lock. The lifting magnet 17th therefore has to provide its performance only for a short time, so that it is necessary to move it to the second operating position KA required energy can be stored in a capacitor, for example. If the functionality of the electrical system is restored, the spindle nut 8th axially moved so far that the compression springs 33 the coupling element 6th back to the first operating position KE spend.

Die beiden Betriebsstellungen KE und KA sowie die Stellungen der Parksperre P, nP lassen sich vorliegend durch einen Signalgeber 13 gut detektieren, weil sie das Koppelelement 6 in unterschiedliche Bewegungsrichtungen s, q verschieben. Daher ist nur ein einziger Signalgeber 13 erforderlich, der zudem nur eine einfache Messelektronik erfordert. Der Signalgeber 13 kann als ein Permanentmagnet ausgebildet sein. Der Signalgeber 13 ist am Koppelelement 6 durch Schrauben 34 verschraubt. Er lässt sich ggf. austauschen und auf einen fahrzeugfesten Sensor leicht einlernen.The two operating positions KE and KA as well as the positions of the parking lock P, nP can be indicated by a signal transmitter in the present case 13th Well detect because they are the coupling element 6th in different directions of movement s , q move. Therefore there is only one signal transmitter 13th required, which also only requires simple measuring electronics. The signal transmitter 13th can be designed as a permanent magnet. The signal transmitter 13th is on the coupling element 6th by screws 34 screwed. If necessary, it can be exchanged and easily taught in on a vehicle-mounted sensor.

Das als Koppelplatte 16 aus Blech ausgebildete Koppelelement 6 ist durch einen Rahmen 11 geführt. Zwei weitere Blechplatten 36 fassen die Koppelplatte 16 und die Gewindespindel 18 axial ein und sind miteinander durch die Druckplatte 35 sowie weitere Versteifungselemente 37 miteinander verbunden und bilden ein Distanzstück 10.That as a coupling plate 16 Coupling element made of sheet metal 6th is through a frame 11 guided. Two more sheet metal plates 36 grasp the coupling plate 16 and the lead screw 18th axially and are interconnected by the pressure plate 35 as well as other stiffening elements 37 connected to each other and form a spacer 10 .

Das Koppelelement 6 weist eine Kulisse 14 in Form eines Langlochs auf. In die Kulisse 14 greifen Kulissenstifte 15 ein, die das Koppelelement 6 axial führen und ein Verkippen verhindern. Ferner nehmen die Kulissenstifte 15 an ihrem Außenumfang die Druckfedern 33 auf, so dass für diese keine separaten Führungen erforderlich sind.The coupling element 6th exhibits a backdrop 14th in the form of an elongated hole. In the backdrop 14th grab link pins 15th one that is the coupling element 6th guide axially and prevent tilting. Also take the link pins 15th the compression springs on their outer circumference 33 so that no separate tours are required for these.

Die Kulisse 14 ist länger als es für die axiale Bewegung des Koppelelements 6 zwischen den Zuständen der Parksperre P und nP erforderlich wäre. Dadurch ist es möglich, durch das Distanzstück 10 zwischen den ortsfest montierten Einheiten Parksperrenrad 3 und Elektromotorwelle 12 einen Längenausgleich vorzunehmen, um Montagetoleranzen auszugleichen.The scenery 14th is longer than it is for the axial movement of the coupling element 6th between the states of the parking lock P and nP would be required. This makes it possible through the spacer 10 between the stationary units of the parking lock gear 3 and electric motor shaft 12th make a length compensation in order to compensate for mounting tolerances.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: ParksperreParking lock
22: Klinkepawl
33: ParksperrenradParking lock wheel
44th: KlinkenbetätigungselementPawl actuator
55: AktuatorActuator
66th: KoppelelementCoupling element
77th: StellmittelThickening agent
88th: SpindelmutterSpindle nut
99: SteuerkanteControl edge
1010: DistanzstückSpacer
1111: Rahmenframe
1212th: ElektromotorwelleElectric motor shaft
1313th: SignalgeberSignaling device
1414th: KulisseBackdrop
1515th: KulissenstiftLink pin
1616: KoppelplatteCoupling plate
1717th: HubmagnetLifting magnet
1818th: GewindespindelThreaded spindle
1919th: OldhamkupplungOldham coupling
2020th: SperrzahnRatchet
2121: Ausnehmung der SperrverzahnungRecess of the locking teeth
2222nd: SchlittenSledge
2323: SchlittengehäuseSlide housing
2424: erste Rollefirst role
2525th: zweite Rollesecond role
2626th: KlinkenrückenBack of the latch
2727: SchlittenfederSlide spring
2828: Armierungreinforcement
2929: RückholfederReturn spring
3030th: FortsatzAppendix
3131: ParksperrengehäuseParking lock housing
3232: StirnplatteFaceplate
3333: DruckfederCompression spring
3434: Schraubescrew
3535: DrucklagerThrust bearing
3636: BlechplatteSheet metal plate
3737: VersteifungselementStiffening element
3838: --
3939: --
4040: Halterung bracket
KEKE: erste Betriebsstellung (Koppelelement eingelegt)first operating position (coupling element inserted)
KAKA: zweite Betriebsstellung (Koppelelement ausgelegt)second operating position (coupling element designed)
aa: Drehachse der KlinkeRotation axis of the pawl
cc: Bewegungsrichtung der GewindespindelDirection of movement of the threaded spindle
ss: Bewegungsrichtung des SchlittensDirection of movement of the slide
qq: QuerrichtungTransverse direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 1228328 B1 [0005]
DE 10044159 B4 [0005]
DE 102014209253 A1 [0005]
DE 102017211218 A1 [0005]
DE 202018106496 U1 [0005]
DE 102010003508 A1 [0005]
DE 102017103317 A1 [0006]

Claims

Parking lock (1) for a motor vehicle, comprising: - a pawl (2) for reversible engagement in a parking lock wheel (3), - a spring-loaded pawl actuating element (4) for inserting the pawl (2) into the parking lock wheel (3), - an actuator (5) for moving the pawl actuation element (4), - a coupling element (6) which is in a first operating position (KE) in the power flow between the actuator (5) and the pawl actuation element (4) and which is in a second operating position (KA) the actuator (5) and the pawl actuating element (4) are decoupled, the coupling element (6) being linearly displaceable by the actuator in the first operating position (KE), characterized in that - the coupling element (6) in the first operating position (KE) is arranged offset perpendicular to the coupling element (6) in the second operating position (KA) when viewed in the direction of force flow.

Parking lock after Claim 1 , characterized in that the pawl actuating element (4) is designed as a linearly movable slide (22).

Parking lock after Claim 1 or 2 , characterized in that the coupling element (6) in the first operating position (KE) connects the actuator (5) positively to the pawl actuating element (4).

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (6) in the first operating position (KE) is held in a spring-preloaded manner perpendicular to the direction of movement (s) of the actuator (5) and in the second operating position by means of an adjusting means (7) against the spring preload (KA) can be moved.

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (5) is designed as a spindle drive with a spindle nut (8) which has a control edge (9) for the coupling element (6).

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the parking lock (1) has a parking lock housing (31) and a spacer (10) which is fixed to the parking lock housing (31) and which supports the coupling element (6) in an axially displaceable manner.

Parking lock after Claim 6 , characterized in that the spacer (10) holds the actuator (5).

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer (10) has a signal transmitter (13) for detecting the positions parking lock engaged (P), parking lock disengaged (NP), first operating position (KE) or second operating position (KA).

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (5), the coupling element (6) and the pawl actuating element (4) are arranged collinear.

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (6) is designed as a coupling plate (16).

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (6) has a link (14) into which a link pin (15) engages.

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (6) is at least partially coated.

Parking lock according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (6) can assume exactly two operating positions (KE, KA).