DE102021116952A1 - parking lock - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) für ein Kraftfahrzeuggetriebe, aufweisend eine um eine Drehachse (2) drehbare Sperrklinke (3) mit einem Sperrzahn (4), der dazu ausgebildet ist, in einer Sperrstellung (P) ein Parksperrenrad (5) zu sperren und in einer Entsperrstellung (nP) das Parksperrenrad (6) freizugeben, ein Sperrelement (7), mit dem die Sperrklinke (3) in die Sperrstellung (P) bewegbar ist, eine Führungsstange (8), auf der das Sperrelement (7) angeordnet ist, einen Aktuator (9) mit einem Betätigungsglied (10), durch welches die Führungsstange (8) linear verschieblich ist, wobei das Betätigungsglied (10) und die Führungsstange (8) ein Drehgelenk (11) ausbilden.The invention relates to a parking lock (1) for a motor vehicle transmission, having a pawl (3) which can be rotated about an axis of rotation (2) and has a locking tooth (4) which is designed to lock a parking lock wheel (5) in a locked position (P). and to release the parking lock wheel (6) in an unlocked position (nP), a locking element (7) with which the locking pawl (3) can be moved into the locking position (P), a guide rod (8) on which the locking element (7) is arranged an actuator (9) with an actuating member (10) through which the guide rod (8) can be displaced linearly, the actuating member (10) and the guide rod (8) forming a rotary joint (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer um eine Drehachse drehbaren Sperrklinke mit einem Sperrzahn, der dazu ausgebildet ist, in einer Sperrstellung ein Parksperrenrad zu sperren und in einer Entsperrstellung das Parksperrenrad freizugeben, mit einem Sperrelement, mit dem die Sperrklinke in die Sperrstellung bewegbar ist, mit einer Führungsstange, auf der das Sperrelement angeordnet ist, und mit einem Aktuator aufweisend ein Betätigungsglied (10), durch welches die Führungsstange (8) linear verschieblich ist.The invention relates to a parking lock for a motor vehicle transmission with a pawl that can be rotated about an axis of rotation with a locking tooth which is designed to lock a parking lock wheel in a locked position and to release the parking lock wheel in an unlocked position, with a locking element with which the pawl moves into the locked position is movable, with a guide rod on which the locking element is arranged, and with an actuator having an actuating member (10) through which the guide rod (8) is linearly displaceable.
Eine Parksperre ist beispielsweise aus
Weitere Parksperren sind aus
In
Aufgabe der Erfindungobject of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Parksperre zu verbessern und die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden.The object of the present invention is to improve a parking lock and to avoid the disadvantages mentioned above.
Die Aufgabe wird durch eine Parksperre mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a parking lock with the features of
Die erfindungsgemäße Parksperre weist ein Drehgelenk auf, das durch die Führungsstange und das Betätigungsglied gebildet wird. Dadurch kontaktieren sich die beiden Elemente ohne Achsversatz an den jeweiligen Stirnseiten der Schnittstelle. Hierbei ist das Betätigungsglied beispielsweise als eine Aktuatorstange ausgebildet, die an der Kontaktfläche sphärisch konvex ist. Die Führungsstange ist entsprechend sphärisch konkav ausgestaltet. Damit ist ein Abgleiten der beiden Stangen und Schwenken in allen drei Drehachsen möglich. Hieraus ergeben sich die nötigen Freiheitsgrade, um Zwangsbedingungen an der Schnittstelle und den Bauteilen zu vermeiden. Außerdem wirkt durch die In-Reihe-Anordnung der Kraftfluss über beide Stangen zentrisch, dabei wird ein Einleiten eines Biegemoments verhindert.The parking lock according to the invention has a swivel joint which is formed by the guide rod and the actuating member. As a result, the two elements contact each other on the respective front sides of the interface without an axis offset. In this case, the actuating element is designed, for example, as an actuator rod which is spherically convex on the contact surface. The guide rod is correspondingly spherically concave. This allows the two rods to slide and pivot in all three axes of rotation. This results in the necessary degrees of freedom to avoid constraints at the interface and the components. In addition, due to the in-line arrangement, the flow of force acts centrically over both rods, thereby preventing the introduction of a bending moment.
Im Gegensatz zu Lösungen im Stand der Technik ermöglicht das Drehgelenk nicht nur einen größeren Spielausgleich, sondern kann diesen auch in unterschiedlichen Richtungen herbeiführen.In contrast to solutions in the prior art, the swivel joint not only enables greater play compensation, but can also bring about this in different directions.
Eine derartige Parksperre eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen die Achse der Führungsstange und die Bewegungsachse des Betätigungsglieds nicht zueinander fluchten. So kann die Führungsstange seitlich am Betätigungsglied eingehangen sein und damit zwangsweise mit einem gewissen Achsversatz versehen sein. Die daraus resultierenden Biegemomente und Scherkräfte kann die vorgestellte Parksperre aufnehmen.Such a parking lock is particularly suitable for applications in which the axis of the guide rod and the axis of movement of the actuating member are not aligned with one another. In this way, the guide rod can be attached to the side of the actuation member to be hooked in and thus be provided with a certain axis offset. The resulting bending moments and shearing forces can be absorbed by the parking lock presented.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schnittstelle zwischen der Führungsstange und dem Betätigungsglied so ausgeführt, dass ein Schwenken zwischen den beiden Elementen bauartbedingt nur um eine Achse möglich ist. Da das Sperrelement samt der Führungsstange aufgrund der Kontaktbedingungen zwischen dem Sperrelement, seinem Gegenlager und der Sperrklinke auch um eine zweite Drehachse schwenken kann, entstehen Zwangsbedingungen. Das erfindungsgemäße Drehgelenk schafft einen zusätzlichen Freiheitsgrad, um die Zwangsbedingungen aufzulösen und damit das Material zu schonen.In one embodiment of the invention, the interface between the guide rod and the actuating member is designed in such a way that, due to the design, pivoting between the two elements is only possible about one axis. Since the blocking element together with the guide rod can also pivot about a second axis of rotation due to the contact conditions between the blocking element, its counter bearing and the pawl, constraint conditions arise. The swivel joint according to the invention creates an additional degree of freedom in order to resolve the constraints and thus protect the material.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nimmt das Drehgelenk den Winkelausgleich nicht nur in der Sperrstellung vor, sondern über einen Bereich an möglichen Positionen des Sperrkonus. Idealerweise erfolgt der Winkelausgleich über den kompletten Verfahrweg des Sperrelements von ausgelegter Position, der Entsperrstellung „nP“, bis zur eingelegten Position, der Sperrstellung „P“. Damit sinkt die Maxmimalbelastung der Parksperrenbauteile, so dass diese leichter und kleiner ausgeführt werden können.In a further embodiment of the invention, the rotary joint performs the angle compensation not only in the locking position, but over a range of possible positions of the locking cone. Ideally, the angle compensation takes place over the complete travel of the locking element from the disengaged position, the unlocked position "nP", to the engaged position, the locked position "P". This reduces the maximum load on the parking lock components, so that they can be made lighter and smaller.
Das Drehgelenk ermöglicht es ebenfalls, die erforderliche Einstellarbeit von der Schnittstelle Sperrklinke-Parksperrenrad in die Parksperre selbst zu verlagern. Zusätzlich kann sich der Sperrkonus in der Sperrstellung an einem Abstützelement abstützen, das spielbehaftet mit dem Parksperrengehäuse verbunden ist. Das Spiel ist dabei so gewählt, dass die typischerweise auftretenden Fertigungstoleranzen durch das Spiel kompensiert werden können. Die in Grenzen „schwimmende“ Anordnung des Abstützelements führt folglich einen zusätzlichen Freiheitsgrad ein, der eine interne Kompensierung der Fertigungstoleranzen erlaubt. Die selbsteinstellende, automatische Ausrichtung des Abstützelements führt erlaubt damit, die gesamte Parksperre als vorgefertigte Einheit zu montieren, ohne dass Fertigungsungenauigkeiten bei der Montage auszugleichen sind. Mehr noch ist es durch diese Selbsteinstellung zusätzlich möglich, dass sich die Parksperre in der Entsperrstellung nP montiert werden kann, weil ein Toleranzausgleich auch beim Betätigen der Sperrklinke erfolgen kann.The swivel joint also makes it possible to shift the necessary adjustment work from the pawl-parking gear wheel interface to the parking lock itself. In addition, the locking cone can be supported in the locking position on a support element that is connected to the parking lock housing with play. The play is selected in such a way that the manufacturing tolerances that typically occur can be compensated for by the play. The “floating” arrangement of the support element within limits therefore introduces an additional degree of freedom that allows internal compensation for manufacturing tolerances. The self-adjusting, automatic alignment of the support element thus allows the entire parking lock to be assembled as a prefabricated unit, without manufacturing inaccuracies having to be compensated for during assembly. This self-adjustment also makes it even more possible for the parking lock to be installed in the unlocked position nP, because tolerance compensation can also take place when the pawl is actuated.
In einer nächsten Ausgestaltung weist die Führungsstange eine zum Betätigungsglied weisende, erste Stirnseite und das Betätigungsglied eine zur Führungsstange weisende, zweite Stirnseite auf, wobei beide Stirnseiten verrundet sind. Beispielsweise ist eine der Stirnseiten konvex und die andere Stirnseite konkav ausgebildet. Die Krümmungen der Oberflächen können sich dabei entsprechen und somit komplementär ausgebildet sein. Alternativ ist die Krümmung der konvexen Stirnseite beispielsweise etwas größer als die der konkaven Seite.In a next embodiment, the guide rod has a first end face pointing toward the actuating member and the actuating member has a second end face pointing toward the guide rod, with both end faces being rounded. For example, one of the end faces is convex and the other end face is concave. The curvatures of the surfaces can correspond to each other and can thus be designed to be complementary. Alternatively, the curvature of the convex face is, for example, slightly larger than that of the concave side.
Optional weist die Parksperre ein Parksperrengehäuse auf. Das Parksperrengehäuse kann die Parksperre von einer oder mehreren Seiten einfassen. Es kann ein Abstützelement haltern und zusätzlich weitere Funktionen übernehmen. Optionally, the parking lock has a parking lock housing. The parking lock housing can enclose the parking lock from one or more sides. It can hold a support element and also assume other functions.
Beispielsweise kann es die Betätigungseinheit führen, die Sperrklinke lagern und/oder eine Rückholfeder für die Sperrklinke aufnehmen.For example, it can guide the actuation unit, store the pawl and/or accommodate a return spring for the pawl.
In einer nächsten Ausgestaltung ist das Sperrelement als ein Sperrkonus ausgebildet. Der Sperrkonus kann in der Sperrstellung in eine Hülse eintauchen und sich an dieser abstützen. Vorzugsweise ist das Sperrelement beweglich auf der Führungsstange angeordnet.In a next embodiment, the blocking element is designed as a blocking cone. In the locked position, the locking cone can dip into a sleeve and be supported on it. Preferably, the blocking element is movably arranged on the guide rod.
Die Sperrklinke ist eine um einen Drehpunkt bewegliche Klinke mit einem Sperrzahn an ihrem vom Drehpunkt abgewandten Ende, mittels dem die Sperrklinke in ein auf dem Parksperrenrad angeordnetes Zahnprofil formschlüssig verriegelbar ist. Auf der radial vom Parksperrenrad dem Sperrzahn abgewandten Seite weist die Sperrklinke einen Klinkenrücken mit einem Klinkenprofil auf, das beim Einlegen der Parksperre von einer Betätigungseinheit beaufschlagt wird. Das Klinkenprofil kann ein Profil im engeren Sinne bilden, dass es als ein Profilgebirge ausgebildet ist. In einer Variante ist das Klinkenprofil eine ebene Fläche.The pawl is a pawl that can move around a pivot point and has a locking tooth at its end remote from the pivot point, by means of which the pawl can be positively locked in a tooth profile arranged on the parking lock wheel. On the side facing away from the locking tooth radially from the parking lock wheel, the locking pawl has a pawl back with a pawl profile, which is acted upon by an actuating unit when the parking lock is engaged. The latch profile can form a profile in the narrower sense that it is designed as a profile mountain. In a variant, the latch profile is a flat surface.
Mittels der Betätigungseinheit wird die extern eingeleitete Kraft zur Betätigung der Parksperre auf die Sperrklinke übertragen. Dabei bewegt sich die Betätigungseinheit linear in eine Richtung; in der Regel ist diese Richtung in etwa parallel zur Sperrklinke in ihrer Sperrstellung. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakt bauende Parksperre.The externally introduced force for actuating the parking lock is transmitted to the pawl by means of the actuating unit. The actuation unit moves linearly in one direction; as a rule, this direction is approximately parallel to the pawl in its locked position. This results in a particularly compact parking lock.
In den meisten Fällen ist das Sperrelement federvorgespannt, so dass bei einer elektrischen Fehlfunktion die Parksperre automatisch auslösen kann. Die Federvorspannung kann durch eine Aktivierungsfeder erfolgen, die die Führungsstange umschließt. Sie kann sich an ihrem einen Federfußpunkt unmittelbar am Sperrelement und an ihrem anderen Fußpunkt an der Führungsstange abstützen.In most cases, the locking element is spring-loaded so that the parking lock can be triggered automatically in the event of an electrical malfunction. The spring preload can be provided by an activation spring that encloses the guide rod. At one of its spring bases, it can be supported directly on the blocking element and at its other base on the guide rod.
Das Sperrelement kann als ein Konus ausgebildet sein und optional einen Schlitten aufweisen. Das Sperrelement stützt sich einerseits am Klinkenprofil und andererseits an einem Parksperrengehäuse oder an einem Getriebegehäuse ab.The blocking element can be designed as a cone and optionally have a carriage. The blocking element is supported on the one hand on the pawl profile and on the other hand on a parking lock housing or on a gear housing.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug sein. Das Fahrzeug kann einen Antriebsstrang mit einem Getriebe aufweisen. Das Getriebe kann in einer E-Achse eingebaut sein. Das Getriebe kann ein dediziertes Hybridgetriebe sein. Das Getriebe kann ein Automatikgetriebe sein.The vehicle can be an automobile. The vehicle may be a hybrid vehicle or an electric vehicle. The vehicle may include a powertrain with a transmission. The gear can be installed in an E-axis. The transmission can be a dedicated hybrid transmission. The transmission can be an automatic transmission.
Die Parksperre kann eine Bewegung des Fahrzeugs aus einer Parkposition heraus beschränken oder verhindern. Beispielsweise kann eine Bewegung des am Hang stehenden Fahrzeugs verhindert werden. Die Parksperre kann mit dem Getriebe verbunden sein. Die Parksperre kann in dem Getriebe angeordnet sein. Die Parksperre kann mit einem Getriebegehäuse des Getriebes verbunden sein. Die Parksperre kann zumindest über das Parksperrengehäuse mit dem Getriebegehäuse verbunden, beispielsweise verschraubt sein.The parking lock may restrict or prevent movement of the vehicle out of a parked position. For example, movement of the vehicle standing on a slope can be prevented. The parking lock can be connected to the transmission. The parking lock can be arranged in the transmission. The parking lock can be connected to a transmission housing of the transmission. The parking lock can be connected, for example screwed, to the transmission housing at least via the parking lock housing.
Die Parksperre kann durch einen Aktuator betätigbar sein. Der Aktuator kann einen Elektromotor, insbesondere einen Stellmotor, aufweisen. Er kann auch als hydraulischer Aktuator ausgebildet sein. Vorzugsweise weist letzterer einen Kolben auf, der zugleich das Betätigungsglied bildet. Die Einheit baut dadurch kompakt.The parking lock can be actuated by an actuator. The actuator can have an electric motor, in particular a servomotor. It can also be designed as a hydraulic actuator. The latter preferably has a piston which also forms the actuating member. The unit is therefore compact.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.Further advantages and advantageous configurations of the invention result from the description of the figures and the illustrations.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
-
1 eine erfindungsgemäße Parksperre in der Sperrstellung P im Längsschnitt, -
2 dieParksperre nach 1 in der Entsperrstellung nP im Längsschnitt, -
3 einen Ausschnitt der Parksperre nach1 in gedrehter Ansicht und -
4 eine verkleinerte, perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Parksperre.
-
1 a parking lock according to the invention in the locked position P in longitudinal section, -
2 theparking lock 1 in the unlocked position nP in longitudinal section, -
3 a section of theparking barrier 1 in rotated view and -
4 a reduced, perspective view of another parking lock according to the invention.
Die Sperrklinke 3 ist durch eine Rückholfeder 6 gehalten, die verhindert, dass die Sperrklinke 3 im unbelasteten Zustand schwerkraftbedingt unbeabsichtigt gegen das Parksperrenrad 5 verriegelt. Betätigt wird die Sperrklinke 3 durch ein Sperrelement 7, das vorliegend eine Konusform aufweist und auf einer Führungsstange 8 linear und im Wesentlichen tangential zum Parksperrenrad 5 verschieblich ist. In der Sperrstellung P (Parksperre verriegelt) stützt sich das Sperrelement 7 am Rücken der Sperrklinke 3 sowie gegenüberliegend an einer Hülse 14 ab. Die Hülse 14 kann fest mit einem Parksperrengehäuse verbunden sein und weist eine Fase 17 auf, die das Einführen des Sperrelements 7 beim Verriegeln der Parksperre 1 erleichtert.The
Die Linearverschiebung der Führungsstange 8 erfolgt durch einen Aktuator 9, der mit einem Betätigungsglied 10 auf die Führungsstange 8 einwirkt. Dazu weist die Führungsstange 8 eine zum Betätigungsglied 10 weisende, einteilig mit diesem ausgebildete, erste Stirnseite 12 auf, und das Betätigungsglied 10 weist eine zur Führungsstange 8 weisende und einteilig mit dieser ausgebildete, zweite Stirnseite 13 auf. Die Stirnseite 12 ist konkav, und die Stirnseite 13 ist konvex ausgebildet. The linear displacement of the
Vorliegend entsprechen sich die Krümmungen der beiden Stirnseiten 12, 13. Dadurch bilden die beiden Stirnseiten 12, 13 ein Drehgelenk 11 um alle drei Drehachsen aus. Bei der Montage wird die Führungsstange 8 mit der ersten Stirnseite 12 wird durch eine Aktuatorhülse 18 gesteckt, welche im Anschluss auf das Betätigungsglied 10 mit entsprechender sphärischen Gegenkontur montiert/gepresst wird.In the present case, the curvatures of the two end faces 12, 13 correspond. As a result, the two end faces 12, 13 form a rotary joint 11 about all three axes of rotation. During assembly, the
Beim Verriegeln und Entriegeln schwenkt die Führungsstange 8 um dieses Gelenk 11, die Stirnseiten 12, 13 gleiten aneinander in mehrere Richtungen ab. In der Sperrstellung P, die in
Beim Verriegeln der Parksperre 1 wird die Führungsstange 8 von dem Betätigungsglied 10 in Richtung P (in den Figuren nach rechts) gedrückt, beim Entriegeln wird die Führungsstange 8 durch eine Schulter 20 der Aktuatorhülse 18 Richtung nP gezogen. Das Ein- und Auslegen des Sperrelements 7 ist somit während des Schaltens zwischen den beiden Zuständen P und nP gewährleistet.When locking the
Der Aktuator ist vorliegend als ein hydraulischer Aktuator mit einem Kolben 15 ausgebildet, wobei der Kolben das Betätigungsglied 10 bildet. In der Entsperrstellung nP ist der Sperrkonus 7 durch eine auf der Führungsstange 8 angeordnete Aktivierungsfeder 16 mechanisch vorgespannt, um auch bei Ausfall des Aktuators 9 die Parksperre 1 sicher verriegeln zu können.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Parksperreparking lock
- 22
- Drehachseaxis of rotation
- 33
- Sperrklinkepawl
- 44
- Sperrzahnratchet
- 55
- Parksperrenradparking lock wheel
- 66
- Rückholfederreturn spring
- 77
- Sperrelementblocking element
- 88th
- Führungsstangeguide rod
- 99
- Aktuatoractuator
- 1010
- Betätigungsgliedactuator
- 1111
- Drehgelenkswivel joint
- 1212
- erste Stirnseitefirst face
- 1313
- zweite Stirnseitesecond face
- 1414
- Hülsesleeve
- 1515
- KolbenPistons
- 1616
- Aktivierungsfederactivation spring
- 1717
- Fasechamfer
- 1818
- Aktuatorhülseactuator sleeve
- 1919
- Schulter shoulder
- PP
- Sperrstellunglocked position
- nPnP
- Entsperrstellungunlocked position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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