DE102021103565A1 - Parking lock in a normally locked configuration for a drive train - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) in einer normal-gesperrten Konfiguration für einen Antriebsstrang (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- einen Sperrmechanismus (3) zum Sperren eines Sperrenrads (4) in einem Drehmomentfluss (5), wobei im Einsatz von dem Sperrmechanismus (3) in einem sperrenden Zustand das Sperrenrad (4) blockiert und in einem freien Zustand das Sperrenrad (4) freigegeben ist; und- einen fluidischen Betätigungsaktuator (6), mittels welchem der Sperrmechanismus (3) aus dem sperrenden Zustand herausführbar ist, wobei der Betätigungsaktuator (6) normal-sperrend eingerichtet ist.Die Parksperre (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsaktuator (6) ein Hemmelement (7) umfasst, wobei mittels des Hemmelements (7) in einer hemmenden Stellung der freie Zustand des Sperrenrads (4) haltbar ist,wobei die hemmende Stellung des Hemmelements (7) dauerhaft haltbar und fluidisch aufhebbar ist.Mit der hier vorgeschlagenen Parksperre ist für einen händischen Transport ein freies Verschieben sichergestellt, und zugleich ohne Weiteres im Normalbetrieb die Funktion der normal-gesperrten Konfiguration sichergestellt.The invention relates to a parking lock (1) in a normally locked configuration for a drive train (2), having at least the following components: the ratchet wheel (4) is blocked by the blocking mechanism (3) in a blocking state and the ratchet wheel (4) is released in a free state; and - a fluidic actuation actuator (6), by means of which the locking mechanism (3) can be brought out of the locking state, the actuation actuator (6) being set up to be normally locking. The parking lock (1) is primarily characterized in that the actuation actuator ( 6) comprises an inhibiting element (7), the free state of the ratchet wheel (4) being retained by means of the inhibiting element (7) in an inhibiting position, the inhibiting position of the inhibiting element (7) being permanently durable and fluidically reversible The proposed parking lock ensures free shifting for manual transport, and at the same time the function of the normally locked configuration is easily ensured in normal operation.
Description
Die Erfindung betrifft eine Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration für einen Antriebsstrang, eine Parksperrenvorrichtung mit einer solchen Parksperre für ein Getriebe eines Antriebsstrangs, ein Getriebe mit einer solchen Parksperrenvorrichtung für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.The invention relates to a parking lock in a normally locked configuration for a drive train, a parking lock device with such a parking lock for a transmission of a drive train, a transmission with such a parking lock device for a drive train, a drive train with such a transmission, and a motor vehicle with such a transmission Powertrain.
Parksperren sind beispielsweise aus der
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention emerge from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures, which include additional embodiments of the invention, can also be used.
Die Erfindung betrifft eine Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Sperrmechanismus zum Sperren eines Sperrenrads in einem Drehmomentfluss, wobei im Einsatz von dem Sperrmechanismus in einem sperrenden Zustand das Sperrenrad blockiert und in einem freien Zustand das Sperrenrad freigegeben ist; und
- - einen fluidischen Betätigungsaktuator, mittels welchem der Sperrmechanismus aus dem sperrenden Zustand herausführbar ist, wobei der Betätigungsaktuator normal-sperrend eingerichtet ist.
- - A locking mechanism for locking a ratchet wheel in a torque flow, wherein in use of the locking mechanism in a locking state the ratchet wheel is blocked and the ratchet wheel is released in a free state; and
- - A fluidic actuation actuator, by means of which the locking mechanism can be moved out of the locking state, the actuation actuator being set up to be normally locking.
Die Parksperre ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsaktuator ein Hemmelement umfasst, wobei mittels des Hemmelements in einer hemmenden Stellung der freie Zustand des Sperrenrads haltbar ist,
wobei die hemmende Stellung des Hemmelements dauerhaft haltbar und fluidisch aufhebbar ist.The parking lock is primarily characterized in that the actuating actuator comprises a blocking element, whereby the free state of the ratchet wheel can be maintained in an inhibiting position by means of the blocking element,
wherein the inhibiting position of the inhibiting element is permanently durable and can be canceled fluidically.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.In the following, reference is made to the named axis of rotation if the axial direction, radial direction or the direction of rotation and corresponding terms are used without explicitly otherwise indicating. Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the preceding and following description are only used for clear distinction and do not reflect any order or ranking of the components identified. An ordinal number greater than one does not necessarily mean that another such component must be present.
Die hier vorgeschlagene Parksperre ist in einer stromlos gesperrten Konfiguration eingerichtet, sodass bei einem Stromausfall der Sperrmechanismus das Sperrenrad blockiert und nur in einem bestromten Zustand das Sperrenrad von dem Sperrmechanismus freigegeben ist. In einem freigegebenen Zustand ist das Sperrenrad frei rotierbar und, beispielsweise eingesetzt in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs, ist das Kraftfahrzeug rollbar. In einem blockierten Zustand des Sperrenrads ist in einem solchen Einsatz das Kraftfahrzeug nicht rollbar. Die Parksperre ist beispielsweise elektrisch und fluidisch oder rein fluidisch, das heißt pneumatisch oder hydraulisch, aktuiert und bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung beziehungsweise Abfall eines fluidischen Drucks beziehungsweise fluidischen Volumens, wird der Sperrmechanismus in den sperrenden Zustand überführt und somit das Sperrenrad blockiert. Um dies in einem initialen Zustand der Parksperre zu verhindern, ist hier vorgeschlagen, dass ein Hemmelement vorgesehen ist, welches derart eingerichtet ist, dass damit der freie Zustand des Sperrenrads entgegen der normal-gesperrten Konfiguration der Parksperre haltbar ist. In diesem initialen Zustand ist damit sichergestellt, dass, wenn die Parksperre in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, das Kraftfahrzeug weiterhin rollbar bleibt. Um diesen initialen Zustand aufzuheben, welcher im Normalbetrieb der Parksperre eben unerwünscht ist, ist das Hemmelement fluidisch aufhebbar. Die hemmende Stellung ist beispielsweise mittels eines Formschlusses zwischen dem Hemmelement und einer betätigenden Komponente des fluidischen Betätigungsaktuators, beispielsweise einem Betätigungsschaft, gebildet. Beispielsweise ist in einem solchen Betätigungsschaft eine Hemmnut vorgesehen und das Hemmelement greift als (linear bewegbarer) Stift oder (verschwenkbare) Klinke in diese Hemmnut ein. Alternativ hemmt das Hemmelement reibschlüssig. In einer anderen Ausführungsform wirkt das Hemmelement mit dem Sperrmechanismus zusammen, beispielsweise mit einer Parksperrenklinke, wobei hier ein entsprechender Formschluss oder Reibschluss gebildet ist.The parking lock proposed here is set up in a de-energized locked configuration so that in the event of a power failure the locking mechanism blocks the ratchet wheel and the ratchet wheel is only released by the locking mechanism in an energized state. In a released state, the ratchet wheel is freely rotatable and, for example used in a transmission of a motor vehicle, the motor vehicle can be rolled. In a locked state of the ratchet wheel, the motor vehicle cannot be rolled in such an application. The parking lock is, for example, electrically and fluidically or purely fluidically, i.e. pneumatically or hydraulically, actuated and in the event of a failure of the electrical supply or a drop in fluidic pressure or fluidic volume, the locking mechanism is transferred to the locking state and thus the ratchet wheel is blocked. In order to prevent this in an initial state of the parking lock, it is proposed here that an inhibiting element be provided which is set up in such a way that the free state of the locking wheel can thus be maintained contrary to the normally locked configuration of the parking lock. In this initial state it is thus ensured that when the parking lock is used in a transmission of a motor vehicle, the motor vehicle can still be rolled. In order to cancel this initial state, which is undesirable in normal operation of the parking lock, the inhibiting element can be canceled fluidically. The inhibiting position is for example by means of a form fit between the inhibiting element and an actuating component of the fluidic actuating actuator, for example an actuating shaft. For example, a locking groove is provided in such an actuating shaft and the locking element engages in this locking groove as a (linearly movable) pin or (pivotable) pawl. Alternatively, the inhibiting element inhibits frictionally. In another embodiment, the inhibiting element interacts with the locking mechanism, for example with a parking lock pawl, with a corresponding positive locking or frictional locking being formed here.
Das fluidische Aufheben der Hemmung mittels des Hemmelements ist aktiv herbeizuführen, wird also nicht selbsttätig oder durch (auslegungsgemäße) äußere Umstände von selbst ausgeführt. Die hemmende Stellung des Hemmelements ist jedenfalls nicht infolge eines fluidischen Volumenabbaus beziehungsweise Stromausfall in dem Betätigungsaktuator aufhebbar. Beispielsweise ist ein Aufheben der hemmenden Stellung mittels Zufuhr elektrischer Energie beziehungsweise eines fluidischen Volumens ausführbar. In einer Ausführungsform bleibt das Hemmelement nach Durchführung des initialen Hubs mittels des Betätigungsaktuators stets deaktiviert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Hemmelement (beispielsweise von Hand und/oder fluidisch beziehungsweise (bevorzugt mittelbar) elektrisch) wieder aktivierbar.The fluidic lifting of the inhibition by means of the inhibiting element is to be brought about actively, that is, it is not carried out automatically or by itself as a result of external circumstances (according to the design). In any case, the inhibiting position of the inhibiting element cannot be canceled as a result of a fluidic volume reduction or power failure in the actuating actuator. For example, the inhibiting position can be canceled by supplying electrical energy or a fluidic volume. In one embodiment, the inhibiting element always remains deactivated after the initial stroke has been carried out by means of the actuating actuator. In a preferred embodiment, the inhibiting element can be reactivated (for example by hand and / or fluidically or (preferably indirectly) electrically).
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass genau eine hemmende Stellung des Hemmelements vorgesehen ist und ein sperrender Zustand des Sperrmechanismus gerade unhemmbar durch das Hemmelement oder durch ein anderes Hemmelement ist. Auf diese Weise kann ein zuverlässiges Betätigen der Parksperre als ausschließlich normal-sperrende Parksperre im normalen Betrieb ermöglicht werden.In an advantageous embodiment it is provided that precisely one inhibiting position of the inhibiting element is provided and a blocking state of the blocking mechanism is currently uninhibited by the inhibiting element or by another inhibiting element. In this way, reliable actuation of the parking lock as an exclusively normally locking parking lock can be made possible in normal operation.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass die hemmende Stellung des Hemmelements mittels zumindest einer der folgenden Volumenquelle aufhebbar ist:
- - einer Versorgungsleitung des fluidischen Betätigungsaktuators;
- - einer Kühlleitung für eine Komponente eines Antriebsstrangs; und
- - einer Druckleitung für eine Komponente eines Antriebsstrangs.
- - A supply line of the fluidic actuation actuator;
- - A cooling line for a component of a drive train; and
- - A pressure line for a component of a drive train.
Bei dieser Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass die hemmende Stellung des Hemmelements aus einer Versorgungsleitung (beziehungsweise Abzweigung aus der Versorgungsleitung) für den fluidischen Betätigungsaktuator aufhebbar ist. In dieser Ausführungsform ist die Versorgungsleitung derart verschaltet, dass bei einer Volumenzufuhr für den fluidischen Betätigungsaktuator, also in freigebender Betätigungsrichtung, die hemmende Stellung des Hemmelements aufgehoben wird. In einer Ausführungsform ist beispielsweise ein separater Kolben in einer separaten Druckkammer vorgesehen, und der Kolben ist mit dem Hemmelement derart verbunden, dass das Hemmelement bei einer Volumenzunahme in dem separaten Druckzylinder aus der hemmenden Stellung herausgehoben wird. In einer anderen Ausführungsform ist das Hemmelement unmittelbar mechanisch mit einer Druckkammer des Betätigungsaktuators verbunden, sodass ein Volumenanstieg oder Druckanstieg in der Druckkammer des Betätigungsaktuators das Hemmelement unmittelbar bewegt und somit aus der hemmenden Stellung herausbewegt. Bevorzugt ist auch hierbei die freigegebene Betätigungsrichtung des Betätigungsaktuators.In this embodiment it is proposed that the inhibiting position of the inhibiting element can be canceled from a supply line (or branching from the supply line) for the fluidic actuation actuator. In this embodiment, the supply line is interconnected in such a way that when there is a volume supply for the fluidic actuation actuator, that is to say in the releasing actuation direction, the inhibiting position of the inhibiting element is canceled. In one embodiment, for example, a separate piston is provided in a separate pressure chamber, and the piston is connected to the inhibiting element in such a way that the inhibiting element is lifted out of the inhibiting position when there is an increase in volume in the separate pressure cylinder. In another embodiment, the inhibiting element is directly mechanically connected to a pressure chamber of the actuating actuator, so that a volume increase or pressure increase in the pressure chamber of the actuating actuator moves the inhibiting element directly and thus moves it out of the inhibiting position. The released actuation direction of the actuation actuator is also preferred here.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Volumenquelle zum Aufheben der hemmenden Stellung des Hemmelements eine Kühlleitung für eine Komponente eines Antriebsstrangs, beispielsweise für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei zum Aufheben der hemmenden Stellung des Hemmelements beispielsweise über eine Abzweigleitung von der Kühlleitung, beispielsweise mittels eines elektrisch ansteuerbaren Schließventils, ein Druck derart auf das Hemmelement aufgegeben wird, dass dieses aus der hemmenden Stellung gehoben wird. Hierbei ist beispielsweise eine separate Druckkammer bei dem Hemmelement gebildet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Volumenquelle von einer Druckleitung für eine Komponente eines Antriebsstrangs gebildet, wobei bevorzugt diese wie vorhergehend zu der Kühlleitung ausgeführt ist. Bei diesen genannten Ausführungsformen mit einer externen Volumenquelle ist das Aufheben der hemmenden Stellung des Hemmelements unabhängig von der Bewegung des fluidischen Betätigungsaktuators einstellbar.In a further embodiment, the volume source for releasing the inhibiting position of the inhibiting element is a cooling line for a component of a drive train, for example for an internal combustion engine of a motor vehicle Closing valve, a pressure is applied to the inhibiting element in such a way that it is lifted out of the inhibiting position. Here, for example, a separate pressure chamber is formed in the inhibiting element. In a further embodiment, the volume source is formed by a pressure line for a component of a drive train, this being preferably designed as above for the cooling line. In these mentioned embodiments with an external volume source, the lifting of the inhibiting position of the inhibiting element can be set independently of the movement of the fluidic actuation actuator.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass die hemmende Stellung des Hemmelements mittels einer Druckdifferenz zwischen zwei Volumenquellen einstellbar und/oder dauerhaft haltbar ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the inhibiting position of the inhibiting element can be set and / or maintained permanently by means of a pressure difference between two volume sources.
Hier ist vorgeschlagen, dass die hemmende Stellung mittels einer Druckdifferenz zwischen zwei Volumenquellen einstellbar ist beziehungsweise dauerhaft haltbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Volumenquelle die Versorgungsleitung des fluidischen Betätigungsaktuators beziehungsweise die Druckkammer des fluidischen Betätigungsaktuators, wobei besonders bevorzugt eine Abzweigleitung zu einer separaten Druckkammer des Hemmelements geführt ist. Auf der anderen Seite, welche auf das Hemmelement einwirkt, beispielsweise auf einen Druckkolben eines Hemmelements in einer separaten Druckkammer, ist mit einer separaten Druckquelle, beispielsweise einer Pumpe, Kühlleitung und/oder Druckleitung für eine Komponente des Antriebsstrangs, verbunden. Bei Einstellen einer entsprechenden Druckdifferenz wird die hemmende Stellung eingenommen, wobei bevorzugt diese Druckdifferenz in einem Normalbetrieb, insbesondere bei einer ausreichend geladenen Versorgungsbatterie in einem Kraftfahrzeug, keine Rückfallposition darstellt, sodass also die normal-gesperrte Konfigurationen der Parksperre im Normalbetrieb sichergestellt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die einmal eingestellte Druckdifferenz dauerhaft haltbar und bleibt auch bei einem Systemausfall (beispielsweise bei entladener Versorgungsbatterie) bestehen. Alternativ ist die hemmende Stellung weiterhin bei einer neutralen Druckdifferenz, also beispielsweise einer Druckdifferenz von Null oder sogar einer leicht negativen Druckdifferenz (die hemmende Stellung aufhebende Richtung der Druckdifferenz) mechanisch unterstützend gehalten und die (positive, also aufhebende) Druckdifferenz muss überhöht werden, um die hemmende Stellung aufzuheben.It is proposed here that the inhibiting position can be adjusted or maintained permanently by means of a pressure difference between two volume sources. In a preferred embodiment, the first volume source is the supply line of the fluidic actuation actuator or the pressure chamber of the fluidic actuation actuator, a branch line particularly preferably being led to a separate pressure chamber of the inhibiting element. On the other hand, which acts on the inhibiting element, for example on a pressure piston of an inhibiting element in a separate pressure chamber is connected to a separate pressure source, for example a pump, cooling line and / or pressure line for a component of the drive train. When a corresponding pressure difference is set, the inhibiting position is assumed, this pressure difference preferably not representing a fallback position in normal operation, in particular with a sufficiently charged supply battery in a motor vehicle, so that the normally-locked configuration of the parking lock is ensured in normal operation. In a preferred embodiment, the pressure difference, once set, is permanent and remains in place even in the event of a system failure (for example when the supply battery is discharged). Alternatively, the inhibiting position is still held mechanically supportive at a neutral pressure difference, for example a pressure difference of zero or even a slightly negative pressure difference (the direction of the pressure difference canceling the inhibiting position) and the (positive, i.e. canceling) pressure difference must be increased by the to cancel the inhibiting position.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass die hemmende Stellung des Hemmelements mechanisch, bevorzugt von Hand, einstellbar ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the parking lock that the inhibiting position of the inhibiting element is adjustable mechanically, preferably by hand.
Bei dieser Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass das Hemmelement wiederholbar in die hemmende Stellung überführbar ist, wobei diese hemmende Stellung mechanisch einstellbar ist, zusätzlich oder alternativ zu einem fluidischen Einstellen der hemmenden Stellung. Besonders bevorzugt ist die hemmende Stellung mechanisch von Hand einstellbar, beispielsweise einwirkend auf einen Druckkolben des Hemmelements.In this embodiment it is proposed that the inhibiting element can be repeatedly transferred into the inhibiting position, this inhibiting position being mechanically adjustable, in addition or as an alternative to a fluidic setting of the inhibiting position. The inhibiting position is particularly preferably adjustable mechanically by hand, for example acting on a pressure piston of the inhibiting element.
Weiterhin wird eine Ausführungsform alternativ oder zusätzlich vorgeschlagen, bei welcher ein vorzugsweise elektrischer Haltemechanismus zum Halten des Sperrmechanismus in einem freien Zustand vorhanden ist. Dieser Haltemechanismus kann z.B. aus einem Haltemagneten und einer Ankerplatte bestehen. Der Haltemagnet kann elektrisch betätigbar sein. Der Haltemagnet oder die Ankerplatte ist dabei fest mit einem Element des Betätigungsaktors verbunden, so dass in einem freien Zustand des Sperrelements das Element des Betätigungsaktors alleine elektrisch durch den Haltemagneten und die mit diesem zusammenwirkenden Ankerplatte in Position gehalten werden kann, so dass der Betätigungsaktor ohne weiter Aktuierung das Sperrelement im freien Zustand hält. Durch das zusätzliche Hemmelement kann nun das Sperrelement über ein zweites zusätzliches Element, bevorzug fluidisch gehemmt im freien Zustand gehalten werden. Wird nun die Stromzufuhr z.B. beim Zusammenbau des Kraftfahrzeuges unterbrochen, so wird das Sperrelement alleine durch das Hemmelement im freien Zustand gehalten. Im Normalbetrieb kann dagegen vorgesehen sein, dass das Sperrelement allein über den (elektrischen) Haltemechanismus im freien Zustand gehalten wird und das (fluidische) Hemmelement nicht aktiviert wird oder werden kann.Furthermore, an embodiment is alternatively or additionally proposed in which a preferably electrical holding mechanism is present for holding the locking mechanism in a free state. This holding mechanism can, for example, consist of a holding magnet and an anchor plate. The holding magnet can be actuated electrically. The holding magnet or the armature plate is firmly connected to an element of the actuation actuator, so that in a free state of the locking element, the element of the actuation actuator can be held in position electrically by the holding magnet and the armature plate that interacts with it, so that the actuation actuator can be operated without further Actuation keeps the locking element in the free state. By means of the additional inhibiting element, the blocking element can now be held in the free state via a second additional element, preferably in a fluidically inhibited manner. If the power supply is now interrupted, e.g. when assembling the motor vehicle, the locking element is kept in the free state by the locking element alone. In normal operation, on the other hand, it can be provided that the blocking element is held in the free state solely via the (electrical) holding mechanism and the (fluidic) blocking element is not or cannot be activated.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Parksperrenvorrichtung vorgeschlagen für ein Getriebe eines Antriebsstrangs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Sperrenrad zum Anordnen in einem sperrbaren Drehmomentfluss; und
- - eine Parksperre nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei das Sperrenrad mittels des Sperrmechanismus blockierbar ist.
- - A ratchet wheel to be arranged in a lockable torque flow; and
- - A parking lock according to an embodiment according to the above description, wherein the ratchet wheel can be locked by means of the locking mechanism.
Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung umfasst eine Parksperre und ein korrespondierendes Sperrenrad. Das Sperrenrad ist in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt in ein Getriebe, integriert und gemäß vorhergehender Beschreibung blockierbar, sodass es an einer Drehbewegung um seine Radachse gehindert ist.The parking lock device proposed here comprises a parking lock and a corresponding locking wheel. The ratchet wheel is integrated in the drive train of a motor vehicle, preferably in a transmission, and can be blocked as described above so that it is prevented from rotating about its wheel axis.
In einer Ausführungsform bilden die Parksperre und das Sperrenrad eine Baueinheit. Eine solche Baueinheit ist für den Einbau als zusammenhängendes Bauteil auslieferbar und ohne die Notwendigkeit, diese Baueinheit wieder auseinanderzunehmen, am vorgesehenen Montageort, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, montierbar. In einer Ausführungsform ist der Sperrmechanismus, und in einer Ausführungsform auch das Sperrenrad, eine Baueinheit, während der Betätigungsaktuator separat gebildet ist, wobei in einer Ausführungsform der Betätigungsaktuator eine separate weitere Baueinheit bildet.In one embodiment, the parking lock and the ratchet wheel form a structural unit. Such a structural unit can be delivered for installation as a coherent component and can be assembled at the intended assembly location, for example in a motor vehicle, without the need to dismantle this structural unit again. In one embodiment, the locking mechanism, and in one embodiment also the locking wheel, is a structural unit, while the actuating actuator is formed separately, wherein in one embodiment the actuating actuator forms a separate further structural unit.
Das Sperrenrad ist im Einbau in einem Antriebsstrang derart angeordnet, dass zumindest einer der Verbraucher an einer Drehmomentweitergabe beziehungsweise Drehmomentaufnahme gehindert ist, wenn sich der Sperrmechanismus in dem sperrenden Zustand befindet, also das Sperrenrad blockiert ist.When installed in a drive train, the ratchet wheel is arranged in such a way that at least one of the consumers is prevented from transmitting or absorbing torque when the locking mechanism is in the locking state, that is, the ratchet wheel is blocked.
Mit der hier vorgeschlagenen Parksperrenvorrichtung ist sichergestellt, dass im Einsatz in einem Getriebe der Drehmomentfluss nicht sperrbar ist, solange sich das Hemmelement in dem hemmenden Zustand befindet.The parking lock device proposed here ensures that, when used in a transmission, the torque flow cannot be blocked as long as the inhibiting element is in the inhibiting state.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Getriebe vorgeschlagen für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Parksperrenvorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung;
- - ein Drehmomentübertragungsgetriebe, welches das Sperrenrad umfasst; und
- - ein Getriebegehäuse, welches einen Getrieberaum umgibt,
- - a parking lock device according to an embodiment as described above;
- - A torque transmission gear comprising the ratchet wheel; and
- - a gear housing which surrounds a gear space,
Das Getriebe, beispielsweise ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfasst das Sperrenrad. Beispielsweise bildet das Sperrenrad ein Stirnrad eines als schaltbares Übersetzungsgetriebe ausgeführten Drehmomentübertragungsgetriebes. Das Getriebe weist einen Drehmomenteingang, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeeingangswellen, und einen Drehmomentausgang, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeausgangswellen, auf. In dem Getriebe wird das Drehmoment umgelenkt, untersetzt, übersetzt und/oder abnahmegerecht verteilt (als Differential). In einer Ausführungsform umfasst das Getriebe eine Kupplung, beispielsweise eine Reibkupplung oder eine Klauenkupplung, im Drehmomentfluss. Der Drehmomenteingang ist antriebsmaschinenseitig und der Drehmomentausgang ist verbraucherseitig angeordnet. Die Drehmomentrichtung ist jedoch auch umgekehrt von einem (in einem Hauptzustand) Verbraucher hin zu einer Antriebsmaschine beziehungsweise einem Generator möglich. Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Getriebes vorgeschlagen, dass die Parksperre insgesamt oder einzig der Sperrmechanismus in einen von einem Getriebegehäuse gebildeten Getrieberaum des Getriebes integriert ist.The transmission, for example an automatic transmission for a motor vehicle, comprises the ratchet wheel. For example, the ratchet wheel forms a spur gear of a torque transmission gear designed as a shiftable transmission gear. The transmission has a torque input, for example one or more transmission input shafts, and a torque output, for example one or more transmission output shafts. In the transmission, the torque is diverted, reduced, translated and / or distributed (as a differential) in accordance with the acceptance. In one embodiment, the transmission comprises a clutch, for example a friction clutch or a dog clutch, in the torque flow. The torque input is on the drive machine side and the torque output is on the consumer side. However, the direction of torque is also reversed from a consumer (in a main state) to a drive machine or a generator. It is also proposed in an advantageous embodiment of the transmission that the parking lock as a whole or only the locking mechanism is integrated into a transmission space of the transmission formed by a transmission housing.
In der hemmenden Stellung des Hemmelements der Parksperrenvorrichtung ist hier sichergestellt, dass der Drehmomentfluss durch das Getriebe beziehungsweise im Einsatz in einem Antriebsstrang nicht gesperrt ist und einzig aktiv die hemmende Stellung des Hemmelements aufhebbar ist, wobei zugleich sichergestellt ist, dass nach dem Aufheben der hemmenden Stellung die Hemmung sicher beseitigt ist beziehungsweise einzig aktiv (beispielsweise von Hand) wieder herbeiführbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe ohne zusätzliche Bauraumforderung ausgeführt und somit ersetzend für ein konventionelles Getriebe einsetzbar.In the inhibiting position of the inhibiting element of the parking lock device, it is ensured here that the torque flow through the transmission or in use in a drive train is not blocked and only the inhibiting position of the inhibiting element can be actively canceled, whereby it is ensured at the same time that after the inhibiting position has been canceled the inhibition is safely removed or can only be brought about again actively (for example by hand). In a preferred embodiment, the transmission is designed without additional space requirements and can therefore be used as a replacement for a conventional transmission.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zumindest eine Antriebsmaschine zum Abgeben eines Drehmoments;
- - zumindest einen Verbraucher zum Aufnehmen eines Drehmoments; und
- - ein Getriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
- - At least one drive machine for delivering a torque;
- - At least one consumer for receiving a torque; and
- - a transmission according to an embodiment according to the description above,
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst zumindest eine Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine, welche zumindest in einem Hauptzustand die Drehmomentquelle eines Drehmomentflusses bildet. Weiterhin ist zumindest ein Verbraucher umfasst, beispielsweise ein Nutzaggregat und/oder Vortriebsräder eines Kraftfahrzeugs, welcher zumindest in einem Hauptzustand die Drehmomentsenke des Drehmomentflusses bildet. Zwischengeschaltet ist ein Getriebe nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung, über welches der (bevorzugt gesamte radseitige) Drehmomentfluss geleitet ist. Ist das Getriebe gesperrt, so ist der Drehmomentfluss gesperrt und eine Drehmomentübertragung in dem Antriebsstrang zwischen Drehmomentquelle und Drehmomentsenke unterbunden.The drive train proposed here comprises at least one drive machine, for example an internal combustion engine and / or an electric drive machine, which forms the torque source of a torque flow at least in one main state. Furthermore, at least one consumer is included, for example a utility unit and / or drive wheels of a motor vehicle, which at least in one main state forms the torque sink of the torque flow. Interposed is a transmission according to an embodiment according to the preceding description, via which the (preferably entire wheel-side) torque flow is passed. If the transmission is locked, the torque flow is locked and torque transmission in the drive train between the torque source and the torque sink is prevented.
Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang ist in hemmender Stellung des Hemmelements der Parksperre ein Abgeben und Aufnehmen eines Drehmoments möglich oder bei, beispielsweise mittels einer Reibkupplung, gelöster Drehmomentübertragung sichergestellt, dass die drehmomentaufnehmende Welle des Verbrauchers frei drehbar ist. Zugleich ist nach Aufheben der hemmenden Stellung des Hemmelements der Parksperre sichergestellt, dass die Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration betrieben ist.With the drive train proposed here, in the inhibiting position of the blocking element of the parking lock, it is possible to output and absorb torque or, when torque transmission is released, for example by means of a friction clutch, it is ensured that the torque-absorbing shaft of the consumer can rotate freely. At the same time, after the blocking position of the blocking element has been lifted, the parking lock ensures that the parking lock is operated in a normally locked configuration.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad und einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs ein Drehmoment von der zumindest einen Antriebsmaschine des Antriebsstrangs an das zumindest eine Vortriebsrad schaltbar abgebbar ist.According to a further aspect, a motor vehicle is proposed, having at least one drive wheel and a drive train according to an embodiment according to the above description, wherein a torque can be shiftably output from the at least one drive machine of the drive train to the at least one drive wheel to drive the motor vehicle.
Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein motorisiertes Zweirad. Das Kraftfahrzeug weist einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung. Das von der zumindest einen Antriebsmaschine abgebbare Drehmoment wird über das Getriebe an das zumindest eine Vortriebsrad (Verbraucher) abgegeben. Das hier bezeichnete Getriebe ist bevorzugt ein schaltbares Übersetzungsgetriebe. Alternativ ist das Getriebe beispielsweise ein festes Übersetzungsgetriebe, also mit unveränderbarer Übersetzung, oder ein Differential oder eine Rutschkupplung. Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung ist bevorzugt wie oben beschrieben ausgeführt und besonders bevorzugt in das Getriebe integriert.The motor vehicle is, for example, a passenger car, a truck or a motorized two-wheeler. The motor vehicle has a drive train according to an embodiment according to the preceding description. The torque that can be output by the at least one drive machine is transmitted to the at least one via the transmission a propulsion wheel (consumer) delivered. The transmission referred to here is preferably a switchable transmission gear. Alternatively, the transmission is, for example, a fixed transmission, that is to say with an unchangeable transmission, or a differential or a slip clutch. The parking lock device proposed here is preferably designed as described above and particularly preferably integrated into the transmission.
Eine Drehbewegung des zumindest einen Vortriebsrads ist in einer Parkschaltstellung (nach dem Deaktivieren des Hemmelements) nur möglich, wenn die Parksperre (und die gesetzlich vorgeschriebene Parkbremse) gelöst sind. Im Übrigen wird auf die obige Beschreibung zu der Parksperrenvorrichtung verwiesen.A rotary movement of the at least one propulsion wheel is only possible in a parking switch position (after deactivating the inhibiting element) if the parking lock (and the legally prescribed parking brake) are released. For the rest, reference is made to the above description of the parking lock device.
Das Kraftfahrzeug ist jedoch frei rollbar, solange sich das Hemmelement der Parksperre des Antriebsstrangs in der hemmenden Stellung befindet und infolge eines (aktiven) Aufhebens der hemmenden Stellung ist diese Hemmung der gewünschten normal-gesperrten Konfiguration der Parksperre aufgehoben, beispielsweise mittels Anziehen der Handbremse, Abziehen des Zündschlüssels oder Betätigen eines Parkknopfes in der Fahrerkabine des Kraftfahrzeugs. Somit ist auf elektronischer Seite keine Veränderung notwendig beziehungsweise einzig in einer Konfiguration, bei welcher das Hemmelement mittels eines Überhubs in Betätigungsrichtung deaktivierbar ist, lediglich von Hand oder elektronisch die hemmende Stellung des Hemmelements einzustellen.The motor vehicle can, however, roll freely as long as the locking element of the parking lock of the drive train is in the locking position and as a result of an (active) cancellation of the locking position, this locking of the desired normally locked configuration of the parking lock is canceled, for example by applying the handbrake, pulling it off the ignition key or pressing a parking button in the driver's cab of the motor vehicle. Thus, on the electronic side, no change is necessary or only in a configuration in which the inhibiting element can be deactivated by means of an overstroke in the actuation direction, the inhibiting position of the inhibiting element can only be set manually or electronically.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : ein Betätigungsaktuator einer Parksperre mit einem mittels Druckdifferenz gehaltenen Hemmelement; -
2 : ein Betätigungsaktuator einer Parksperre mit einem mittels Versorgungsdruck lösbaren Hemmelement; -
3 : ein Betätigungsaktuator einer Parksperre mit einem mittels mechanisch übertragenen Versorgungsdruck lösbaren Hemmelement; -
4 : ein Sperrmechanismus einer Parksperre außerhalb des sperrenden Zustands gehalten; und -
5 : ein Antriebsstrang mit einer Parksperrenvorrichtung in einem Kraftfahrzeug.
-
1 : an actuating actuator of a parking lock with an inhibiting element held by means of a pressure difference; -
2 : an actuating actuator of a parking lock with an inhibiting element which can be released by means of supply pressure; -
3 : an actuating actuator of a parking lock with an inhibiting element releasable by means of mechanically transmitted supply pressure; -
4th : a locking mechanism of a parking lock kept out of the locking state; and -
5 : a drive train with a parking lock device in a motor vehicle.
In
In der gezeigten Ausführungsform arbeitet der Betätigungsaktuator
Der erste Druckkolben
Hier ist nun zusätzlich eine elektrische Versorgung des Betätigungsaktuators
Um bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung den Betätigungsaktuator
In
Anders als dort ist der Druckkolben
In
In dieser Ausführungsform ist das Hemmelement
In
In einem Normalbetrieb, also wenn die hemmende Stellung (vergleiche
In
In dem Drehmomentfluss
Der Sperrmechanismus
Das Sperrenrad
- -
von einem Getriebeschalthebel 54 , beispielsweise mittels einer Parkschaltstellung „P“, - -
einem Parkhebel 55 ; und - - einem Zündknopf
56 (alternativ einem Zündschlüssel).
- - from a
gear shift lever 54 , for example by means of a parking switch position "P", - - a
parking lever 55 ; and - - an ignition button
56 (alternatively an ignition key).
Mit der hier vorgeschlagenen Parksperre ist für einen händischen Transport ein freies Verschieben sichergestellt, und zugleich ohne Weiteres im Normalbetrieb die Funktion der normal-gesperrten Konfiguration sichergestellt.With the parking lock proposed here, free movement is ensured for manual transport, and at the same time the function of the normally locked configuration is easily ensured in normal operation.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- ParksperreParking lock
- 22
- AntriebsstrangPowertrain
- 33
- SperrmechanismusLocking mechanism
- 44th
- SperrenradRatchet wheel
- 55
- DrehmomentflussTorque flow
- 66th
- BetätigungsaktuatorOperating actuator
- 77th
- HemmelementInhibiting element
- 88th
- erste Volumenquellefirst volume source
- 99
- zweite Volumenquellesecond volume source
- 1010
- Versorgungsleitungsupply line
- 1111
- DruckdifferenzPressure difference
- 1212th
- ParksperrenvorrichtungParking lock device
- 1313th
- Getriebetransmission
- 1414th
- GetriebegehäuseGear housing
- 1515th
- GetrieberaumGear room
- 1616
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1717th
- linkes Vortriebsradleft propulsion wheel
- 1818th
- rechtes Vortriebsradright propulsion wheel
- 1919th
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 2020th
- freigebende Betätigungsrichtungreleasing actuation direction
- 2121
- SchaftachseShaft axis
- 2222nd
- BetätigungsschaftOperating shaft
- 2323
- sperrende Betätigungsrichtungblocking actuation direction
- 2424
- erster Druckkolbenfirst plunger
- 2525th
- erste Kolbendichtungfirst piston seal
- 2626th
- Druckraum des BetätigungsaktuatorsPressure chamber of the actuating actuator
- 2727
- DruckzylinderPrinting cylinder
- 2828
- VersorgungsanschlussSupply connection
- 2929
- RückstellfederReturn spring
- 3030th
- festes Gestellfixed frame
- 3131
- HaltemagnetHolding magnet
- 3232
- SpuleKitchen sink
- 3333
- MagnetkernMagnetic core
- 3434
- AnkerplatteAnchor plate
- 3535
- HemmstiftEscapement pin
- 3636
- zweiter Druckkolbensecond plunger
- 3737
- zweite Kolbendichtungsecond piston seal
- 3838
- Rückhalte-ZylinderRetention cylinder
- 3939
- VersorgungsdruckSupply pressure
- 4040
- zweiter Druckraumsecond pressure chamber
- 4141
- GegendruckBack pressure
- 4242
- dritter Druckraumthird printing room
- 4343
- AbzweigungsleitungBranch line
- 4444
- HemmnutLocking groove
- 4545
- ManipulationsöffnungManipulation opening
- 4646
- VerbindungselementConnecting element
- 4747
- ParksperrenklinkeParking lock latch
- 4848
- KlinkenachseRatchet axis
- 4949
- RadachseWheel axle
- 5050
- Traversetraverse
- 5151
- VorspannfederPreload spring
- 5252
- LängsachseLongitudinal axis
- 5353
- FahrerkabineDriver's cab
- 5454
- GetriebeschalthebelGear shift lever
- 5555
- ParkhebelParking lever
- 5656
- ZündknopfIgnition button
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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-
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