DE102021211645A1

DE102021211645A1 - Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel

Info

Publication number: DE102021211645A1
Application number: DE102021211645.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias List; Bernd AUSTERMANN
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2023-04-20

Abstract

Parksperrenvorrichtung mit einem torsionsgedämpften Parksperrenrad 1, eine Drehachse 2 aufweisend, einer Sperrklinke 3, die um eine parallel zur Drehachse 2 ausgerichtete Schwenkachse 4 schwenkbar ist und einer Betätigungseinheit zum Einschwenken der Sperrklinke 3 in das Parksperrenrad 1. Die Betätigungseinheit weist eine translatorisch, entlang einer geometrischen Führungsachse 8 verschiebbare Stelleinheit 5 und ein an einem ersten Ende der Stelleinheit 5 angeordneten Sperrkegel 7, 34 aufweist, der mit der Sperrklinke 3 in einer Wirkverbindung steht, wobei die geometrische Führungsachse 8 der translatorisch verschiebbaren Stelleinheit 5 orthogonal zu der Drehachse 2 angeordnet ist.Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel 1, having an axis of rotation 2, a pawl 3, which can be pivoted about a pivot axis 4 aligned parallel to the axis of rotation 2, and an actuating unit for pivoting the pawl 3 into the parking lock wheel 1. The actuating unit has a translatory, along a geometric Actuating unit 5 that can be displaced along the guide axis 8 and a locking cone 7, 34 which is arranged at a first end of the actuating unit 5 and which is in an operative connection with the locking pawl 3, the geometric guide axis 8 of the translationally displaceable adjusting unit 5 being arranged orthogonally to the axis of rotation 2.

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung mit einem torsionsgedämpften Parksperrenrad für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel for a drive train of a motor vehicle.

Mittels einer Parksperrenvorrichtung werden Kraftfahrzeuge in einer Parkposition gegen das Wegrollen gesichert. Dazu wird in der Regel ein drehfest, mit einer rotierenden Komponente des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs (Abtriebswelle) in Verbindung stehendes Parksperrenrad blockiert, indem eine ortsfest mit anderen Strukturen des Kraftfahrzeugs verbundene Sperrklinke formschlüssig in eine entsprechende Ausnehmung des Parksperrenrads zum Eingriff gebracht wird. Die Sperrklinke wird mittels eines Aktuators über eine Betätigungseinheit betätigt und kann zwischen einer das Parksperrenrad blockierenden Sperrposition und einer das Parksperrenrad freigebenden Freigabeposition hin und her bewegt werden.Motor vehicles are secured against rolling away in a parked position by means of a parking lock device. For this purpose, a parking lock wheel that is non-rotatably connected to a rotating component of the drive train of the motor vehicle (output shaft) is blocked, in that a pawl that is stationary connected to other structures of the motor vehicle is positively engaged in a corresponding recess of the parking lock wheel. The pawl is actuated by an actuator via an actuating unit and can be moved back and forth between a locked position blocking the parking lock wheel and a release position releasing the parking lock wheel.

Um die Sperrklinke in eine Ausnehmung des Parksperrenrades einzuklinken wird sie über die Bedienung der Betätigungseinheit durch Federkraft an die Umfangsfläche des Parksperrenrades angestellt, bis sie auf eine der Ausnehmungen trifft und einklinkt. Mit dem Einklinken wird das Parksperrenrad blockiert. Um ein dabei durch die möglicherweise noch rotierende Abtriebwelle auf des Parksprerrenrad wirkendes Torsionsmoment zu verringern, was insbesondere zu einem erhöhten Verschleiß des Parksperrenrades führt, ist es bekannt Parksperrenvorrichtungen mit einem torsionsgedämpften Parksprerrenrad auszuführen.In order to latch the pawl into a recess of the parking lock wheel, it is applied to the peripheral surface of the parking lock wheel by spring force via the operation of the actuating unit until it hits one of the recesses and latches. The parking lock wheel is blocked when it engages. In order to reduce a torsional moment acting on the parking lock wheel due to the output shaft that may still be rotating, which in particular leads to increased wear of the parking lock wheel, it is known to design parking lock devices with a torsion-damped parking lock wheel.

So ist in der DE 10 143 386 B4 eine Parksperrenvorrichtung mit einem torsionsgedämpften Parksperrenrad, einer Sperrklinke und einer Betätigungseinheit offenbart. Eine in Drehrichtung des Parksperrenrads dämpfende (torsionsdämpfende) Wirkung wird hier durch das Zusammenwirken eines Dämpfungselementes, eines Federelements und einer Anschlaggeometrie bewirkt, wobei das Dämpfungselement, das Federelement und die Anschlaggeometrie gemeinsam einen Torsionsdämpfer bilden. Der Torsionsdämpfer ermöglicht eine begrenzte Verdrehung zwischen einer Abtriebswelle, auf dem das Parksperrenrad angeordnet ist und der Ausnehmung in die die Sperrklinke eingreift, womit die mechanische Belastung entlang der Wirkverbindung zwischen der Abtriebswelle und der Sperrklinke beim Eingreifen der Sperrklinke in das Parksperrenrad verringert wird. Wie die Betätigungseinheit ausgebildet und zur Drehachse der Abtriebswelle angeordnet ist, ist in der vorgenannten DE 10 143 386 B4 nicht offenbart.So is in the DE 10 143 386 B4 discloses a parking lock assembly having a torsion-damped parking lock wheel, a pawl, and an actuator. A damping (torsion damping) effect in the direction of rotation of the parking lock wheel is brought about here by the interaction of a damping element, a spring element and a stop geometry, with the damping element, the spring element and the stop geometry together forming a torsion damper. The torsional damper allows limited rotation between an output shaft on which the parking lock gear is arranged and the recess in which the pawl engages, which reduces the mechanical stress along the operative connection between the output shaft and the pawl when the pawl engages in the parking lock gear. As the actuating unit is designed and arranged to the axis of rotation of the output shaft, is in the aforementioned DE 10 143 386 B4 not revealed.

Aus der US 20200094791 A1 ist ebenfalls eine Parksperrenvorrichtung mit einem torsionsgedämpften Parksperrenrad, einer Sperrklinke und einer Betätigungseinheit bekannt. Ein Torsionsdämpfer des Parksperrenrades wird hier durch Schraubenfedern gebildet, die innerhalb von Fenstern, an einer gedachte Kreislinie tangential wirkend angeordnete sind. Die Schraubenfedern sind jeweils mit einem Ende mit einem Rastrad, an dessen Umfangsfläche Ausnehmungen zum Einklinken der Sperrklinke vorhanden sind, und mit dem anderen Ende mit einem fest auf der Abtriebswelle montierbaren Wellenrad verbunden ist. Die Betätigungseinheit wird hier durch ein konisches Sperrelement gebildet, dass in seiner axialen Richtung parallel zur Abtriebswelle, auf der das Parksperrenrad sitzt verschiebbar ist. Nachteilig an dieser Parksprerrenvorrichtung ist zum einen, dass sie in Richtung der Abtriebswelle einen hohen Raumbedarf hat und zum anderen ihre Anfälligkeit für ein Verkanten der eingelegten Sperrklinke im Parksperrenrad.From the US20200094791A1 a parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel, a pawl and an actuating unit is also known. A torsion damper of the parking lock wheel is formed here by coil springs, which are arranged within windows and act tangentially on an imaginary circular line. The helical springs are each connected at one end to a ratchet wheel, on the peripheral surface of which there are recesses for latching the pawl, and at the other end to a shaft wheel that can be fixedly mounted on the output shaft. The actuation unit is formed here by a conical blocking element that can be displaced in its axial direction parallel to the output shaft on which the parking lock wheel is seated. A disadvantage of this parking lock device is, on the one hand, that it requires a lot of space in the direction of the output shaft and, on the other hand, its susceptibility to the inserted pawl tilting in the parking lock wheel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksprerrenvorrichtung mit einem torsionsgedämpften Parksperrenrad, einer Sperrklinke und einer Betätigungseinheit so zu verbessern, dass der hierfür benötigte Bauraum verringert wird und ein Verkanten der Sperrklinke gegenüber dem Parksperrenrad sicher vermieden wird.The object of the invention is to improve a parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel, a pawl and an actuating unit in such a way that the installation space required for this is reduced and the pawl canting relative to the parking lock wheel is reliably avoided.

Die Aufgabe der Erfindung wird für eine Parksperrenvorrichtung mit einem torsionsgedämpften Parksperrenrad, eine Drehachse aufweisend, einer, die um eine parallel zur Drehachse ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar ist und einer Betätigungseinheit zum Einschwenken der Sperrklinke in eine von mehreren am Umfang des Parksperrenrades vorhandenen Ausnehmungen gelöst. Dabei weist die Betätigungseinheit eine translatorisch, entlang einer geometrischen Führungsachse verschiebbare Stelleinheit und einen an einem ersten Ende der Stelleinheit angeordneten Sperrkegel auf, der mit der Sperrklinke in einer Wirkverbindung steht. Es ist erfindungswesentlich, dass die geometrische Führungsachse der translatorisch verschiebbaren Stelleinheit orthogonal zu der Drehachse angeordnet ist, wodurch über das Betätigungselement ein Krafteintrag in die Sperrklinke, in einer in der Schwenkebene der Sperrklinke liegenden Wirkungsrichtung erfolgt.The object of the invention is achieved for a parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel, having an axis of rotation, one which can be pivoted about a pivot axis aligned parallel to the axis of rotation and an actuating unit for pivoting the pawl into one of several recesses present on the circumference of the parking lock wheel. The actuating unit has an actuating unit that can be displaced translationally along a geometric guide axis and a locking cone that is arranged at a first end of the actuating unit and is in an operative connection with the locking pawl. It is essential to the invention that the geometric guide axis of the translationally displaceable actuating unit is arranged orthogonally to the axis of rotation, whereby force is introduced into the pawl via the actuating element in a direction of action lying in the pivot plane of the pawl.

Nach einem bevorzugten Aspekt umfasst die Stelleinheit eine Führungseinheit, zur seitlichen Führung für den Sperrkegel und eine Schiebehülse, die axial in der Führungseinheit geführt ist und in der eine Verbindungsstange gelagert ist, an der an einem freien Ende der Sperrkegel angebracht ist.According to a preferred aspect, the actuating unit comprises a guide unit for lateral guidance of the locking cone and a sliding sleeve, which is guided axially in the guide unit and in which a connecting rod is mounted, on which the locking cone is attached at a free end.

Dabei ist die Stelleinheit vorteilhaft so dem Parksprerrenrad zugeordnet angeordnet, dass der Sperrkegel der Schwenkachse zugewandt ist.The actuating unit is advantageously arranged in such a way that it is assigned to the parking lock wheel in such a way that the locking cone faces the pivot axis.

Vorteilhafterweise ist die Verbindungsstange an einem dem freien Ende gegenüberliegendem Ende kugelförmig ausgebildet ist und in einer in der Schiebehülse ausgebildeten Kugelkalotte gelagert.Advantageously, the connecting rod is spherical at an end opposite the free end and is mounted in a spherical cap formed in the sliding sleeve.

Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt umfasst die Stelleinheit eine Führungsplatte, zur seitlichen Führung für den Sperrkegel, einen drehbar gelagerten Schalthebel und eine Verbindungsstange in Form einer zweiteiligen Gelenkstange, an der an einem freien Ende der Sperrkegel angebracht ist, und ein anderes Ende mit dem Schalthebel verbunden ist.According to a further preferred aspect, the actuating unit comprises a guide plate for lateral guidance of the locking cone, a rotatably mounted shift lever and a connecting rod in the form of a two-part joint rod, to which the locking cone is attached at one free end and the other end is connected to the shift lever is.

Dabei ist die Stelleinheit vorteilhaft so dem Parksprerrenrad zugeordent angeordnet, dass der Sperrkegel der Schwenkachse abgewandt ist.In this case, the actuating unit is advantageously arranged in such a way that the parking lock wheel is assigned to it such that the locking cone faces away from the pivot axis.

Eine platzsparende Anordnung ergibt sich, wenn der drehbar gelagerte Schalthebel um die Schwenkachse drehbar ist.A space-saving arrangement results when the rotatably mounted shift lever can be rotated about the pivot axis.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebsstrang beansprucht, welcher wenigstens ein Antriebselement, eine Abtriebswelle, ein Steuergerät und eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung umfasst.According to a further aspect of the present invention, a drive train is claimed, which comprises at least one drive element, an output shaft, a control device and a parking lock device according to the invention.

Auch wird ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang beansprucht.A motor vehicle with at least one drive train according to the invention is also claimed.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

1a ein erstes Ausführungsbeispiel für einer Parksperrenvorrichtung in einer Schnittdarstellung,
1b die Parksprerrenvorrichtung gemäß 1a in einer Seitenansicht,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Psrksprerrenvorrichtung.

The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows:

1a a first embodiment of a parking lock device in a sectional view,
1b the parking lock device according to 1a in a side view,
2 a second embodiment of a Psrksperre device.

Grundsätzlich umfasst eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung, wie auch ein erstes in den 1a und 1b gezeigtes Ausführungsbeispiel, ein torsionsgedämpftes Parksperrenrad 1, eine Drehachse 2 aufweisend, die mit einer geometrischen Achse einer Abtriebswelle (nicht dargestellt), auf der das Parksperrenrad 1 bei der Verwendung in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges sitzt, zusammenfällt.Basically, a parking lock device according to the invention, as well as a first in the 1a and 1b shown embodiment, a torsion-damped parking lock gear 1, having an axis of rotation 2, which coincides with a geometric axis of an output shaft (not shown) on which the parking lock gear 1 is seated when used in a drive train of a motor vehicle.

Weiterhin gehört zu der Parksperrenvorrichtung eine Sperrklinke 3, die um eine parallel zur Drehachse 2 ausgerichtete Schwenkachse 4 schwenkbar ist und eine Betätigungseinheit, zum Einschwenken der Sperrklinke 3 in eine von mehreren am Umfang des Parksperrenrades 1 vorhandenen Ausnehmungen 6. Die Betätigungseinheit enthält eine translatorisch, entlang einer geometrischen Führungsachse 8 verschiebbare Stelleinheit 5 und einen an einem ersten Ende der Stelleinheit 5 angeordneten Sperrkegel 7, der mit der Sperrklinke 3 in einer Wirkverbindung steht.The parking lock device also includes a pawl 3, which can be pivoted about a pivot axis 4 aligned parallel to the axis of rotation 2, and an actuating unit for pivoting the pawl 3 into one of several recesses 6 present on the circumference of the parking lock wheel 1. The actuating unit contains a translatory, along an actuating unit 5 which can be displaced along a geometric guide axis 8 and a locking cone 7 which is arranged at a first end of the actuating unit 5 and which is in an operative connection with the locking pawl 3 .

Das Parksperrenrad 1 ist mehrteilig zusammengesetzt und enthält im Wesentlichen ein Rastrad 18 mit einer Außenverzahnung, welche durch umfänglich umlaufende alternierende Erhebungen und Vertiefungen gebildet ist. In die Vertiefungen greift in einem eingelegten Zustand die Sperrklinke 3 ein und setzt das Parksperrenrad 2 rotatorisch fest. Das Rastrad 18 ist koaxial zu einem Wellenrad19 angeordnet, das im eingebauten Zustand des Parksperrenrades 1 fest auf einer Abtriebswelle sitzt.The parking lock wheel 1 is made up of several parts and essentially contains a ratchet wheel 18 with external teeth, which is formed by circumferentially encircling alternating elevations and depressions. In an inserted state, the pawl 3 engages in the recesses and rotationally fixes the parking lock wheel 2 . The ratchet wheel 18 is arranged coaxially with a shaft wheel 19 which, when the parking lock wheel 1 is installed, sits firmly on an output shaft.

Das Rastrad 18 und das Wellenrad 19 sind über ein Federelement 20 miteinander verspannt, wobei das Rastrad gegenüber dem Wellenrad 19 begrenzt verdrehbar ist. Die Verdrehung ist durch eine Anschlaggeometrie begrenzt ist, die durch Öffnungen 21 in dem Wellenrad 19 und die Geometrie von Fixiermitteln 22 mit denen das Federelement 20 durch das Wellenrad19 hindurch mit dem Rastrad 18 verbunden ist, vorgegeben ist. Die Öffnungen 21 haben dabei eine gekrümmte Kontur in Form eines Langlochs, so dass sich gegenüber einer Mittellage ein erster Verdrehwinkel im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn ergibt. Insgesamt weist die vorliegende Ausführungsform des Parksprerrenrades 1 fünf umlaufend gleichmäßig verteilt angeordnete Öffnungen 21 auf, in welche fünf Fixiermittel 22 eingreifen.The ratchet wheel 18 and the shaft wheel 19 are clamped together by a spring element 20 , the ratchet wheel being rotatable relative to the shaft wheel 19 to a limited extent. The twisting is limited by a stop geometry, which is predetermined by openings 21 in the shaft wheel 19 and the geometry of fixing means 22 with which the spring element 20 is connected through the shaft wheel 19 to the ratchet wheel 18 . The openings 21 have a curved contour in the form of an elongated hole, so that a first angle of rotation results in the clockwise and counterclockwise direction compared to a central position. Overall, the present embodiment of the parking lock wheel 1 has five circumferentially evenly distributed openings 21, in which five fixing means 22 engage.

In 1b ist das Parksperrenrad in Draufsicht aus entgegengesetzter Blickrichtung zur Schnittdarstellung von 1a gezeigt.In 1b is the parking lock gear in plan view from the opposite direction to the sectional view of FIG 1a shown.

Dieser Darstellung ist beispielsweise zu entnehmen, dass das Wellenrad 3 eine von der Drehachse 2 ausgehend sternförmig ausgeprägte Mitnahmekontur 23 aufweist, welche in dazu korrespondierende Vertiefungen des Rastrads 2 eingreift. Hierdurch ist gewährleistet, dass einerseits ein freies Verdrehen von Rastrad 2 und Wellenrad 3 verhindert wird. Gleichzeitig wird so ein Freiraum geschaffen, in welchem ein Dämpfungselement 24 eingebracht ist. Dieses befindet sich somit entlang der sternförmigen Mitnahmekontur 23 zwischen dem Rastrad 2 und dem Wellenrad 3 . Da das Dämpfungselement 24 verformbar ist, kann durch dessen Kompression eine rotatorische Relativbewegung zwischen Rastrad 2 und Wellenrad 3 abgebildet werden. An Flanken der sternförmig ausgeprägten Mitnahmekontur 23 bildet sich ein theoretischer zweiter Verdrehwinkel aus, wobei dieser nur erreicht werden kann, wenn kein Dämpfungselement 24 vorgesehen würde. Durch das Vorhandensein des Dämpfungselements 24 wird der zweite Verdrehwinkel reduziert. Da die sternförmige Mitnahmekontur beidseitig von dem Dämpfungselement 24 umgeben ist, resultiert hieraus jeweils ein zweiter Verdrehwinkel im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinns. Folglich beträgt der maximale Betrag der Verdrehung dem doppelten zweiten Verdrehwinkel. Der zweite Verdrehwinkel ist kleiner als der erste Drehwinkel, womit die Fixiermittel nicht an die Kontur der Öffnungen 21 anschlagen.This illustration shows, for example, that the shaft wheel 3 has a driving contour 23 that is pronounced in a star shape starting from the axis of rotation 2 and which engages in corresponding depressions in the locking wheel 2 . This ensures that, on the one hand, the locking wheel 2 and shaft wheel 3 are prevented from rotating freely. At the same time, a free space is created in which a damping element 24 is introduced. This is therefore located along the star-shaped driving contour 23 between the ratchet wheel 2 and the shaft wheel 3 . Since the damping element 24 is deformable, a relative rotational movement between the ratchet wheel 2 and the shaft wheel 3 can be reproduced as a result of its compression. A theoretical second twisting angle is formed on flanks of the star-shaped driving contour 23, and this can only be achieved if no damping element 24 were provided. Due to the presence of the Damping element 24, the second angle of rotation is reduced. Since the star-shaped driving contour is surrounded on both sides by the damping element 24, this results in a second twisting angle in the clockwise and counterclockwise direction. Consequently, the maximum amount of torsion is twice the second torsion angle. The second angle of rotation is smaller than the first angle of rotation, with the result that the fixing means do not hit the contour of the openings 21 .

Es ist erfindungswesentlich, dass die geometrische Führungsachse 8 der translatorisch verschiebbaren Stelleinheit 5 orthogonal zu der Drehachse 2 angeordnet ist. Damit erfolgt ein Krafteintrag auf die Sperrklinke 3 parallel zu einer an der Umfangsfläche des Parksperrenrades verlaufenden Tangente in einer Ebene in der das Parksperrenrad 1 bei angetriebener Abtriebswelle und nicht eingerasteter Sperrklinke rotiert. Die Richtung des Krafteintrages ist die Richtung in der das Parksperrenrad 1 gedämpft ist. Es wird nicht nur ein ruckfreies Einklinken erreicht, sondern es werden auch bei einer noch rotierenden Abtriebswelle auf das Rastrad 18 wirkende Torsionskräfte gedämpft.
Nachfolgend wird die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführte Stelleinheit 5 näher erläutert. Sie umfasst eine Führungseinheit 12 zur seitlichen Führung für den Sperrkegel 7 und zur axialen Führung einer Schiebehülse 9 in der ein Verbindungsstange10 gelagert ist. Die Führungseinheit 12 ist ebenso wie die Schwenkachse 4 ortsfest angeordnet, insbesondere mit einem Gehäuse verbunden, sodass auf die Führungseinheit 12 wirkende Kräfte und Momente abgestützt bzw. aufgenommen werden können. In welcher Weise eine translatorische Bewegung in die Schiebehülse 9 eingetragen wird, ist für die Erfindung unerheblich. Das kann mittelbar, manuell über einen Schalthebel oder aber über eine Antriebseinheit erfolgen. In den 1 a und 1b ist ein Beispiel für eine geeignete Antriebseinheit dargestellt. Die Antriebseinheit umfasst hier einen elektrischen Antrieb 11 mit einer auf dessen Abtriebswelle sitzenden Schnecke und einem Schneckenrad 13, in dem die Schnecke in einer Außenverzahnung kämmt. Das Schneckenrad 13 weist an einer Stirnseite eine Helixkontour auf, an der eine ortsfest gelagerte Aktorrolle abrollt, sodass das Schneckenrad 13 und die axial fest mit dem Schneckenrad 13 verbundene Schiebehülse 9 axial in der Führungseinheit 12 verschoben werden, wenn eine Drehbewegung in das Schneckenrad 13 eingeleitet wird.It is essential to the invention that the geometric guide axis 8 of the translationally displaceable control unit 5 is arranged orthogonally to the axis of rotation 2 . A force is thus applied to the pawl 3 parallel to a tangent running on the peripheral surface of the parking lock wheel in a plane in which the parking lock wheel 1 rotates when the output shaft is driven and the pawl is not engaged. The direction of the force input is the direction in which the parking lock wheel 1 is damped. Not only is a jerk-free latching achieved, but torsional forces acting on the ratchet wheel 18 are also damped when the output shaft is still rotating.
The actuating unit 5 designed according to the first exemplary embodiment is explained in more detail below. It comprises a guide unit 12 for the lateral guidance of the locking cone 7 and for the axial guidance of a sliding sleeve 9 in which a connecting rod 10 is mounted. The guide unit 12, like the pivot axis 4, is arranged in a stationary manner, in particular connected to a housing, so that forces and moments acting on the guide unit 12 can be supported or absorbed. The manner in which a translational movement is introduced into the sliding sleeve 9 is irrelevant to the invention. This can be done indirectly, manually via a shift lever or via a drive unit. In the 1 a and 1b an example of a suitable drive unit is shown. The drive unit here comprises an electric drive 11 with a worm seated on its output shaft and a worm wheel 13 in which the worm meshes with external teeth. The worm wheel 13 has a helical contour on one end face, on which a stationary actuator roller rolls, so that the worm wheel 13 and the sliding sleeve 9, which is axially firmly connected to the worm wheel 13, are displaced axially in the guide unit 12 when a rotary movement is introduced into the worm wheel 13 becomes.

Das Verbindungsstange 10 ist wenigstens teilweise im Inneren der Schiebehülse 9 angeordnet und mit dieser gelenkig verbunden, sodass es geringfügig um die Führungsachse 8 ausgelenkt werden kann. An dem Verbindungsstange 10 ist der Sperrkegel 9 angeordnet, welcher durch eine Spannfeder 14 federnd auf dem Verbindungsstange 10 angebracht ist. Der Sperrkegel 7 weist eine kegelförmige, sich zu der Sperrklinke 3 hin leicht verjüngende Kontur auf. Je nach Betätigungszustand drückt der Sperrkegel 7 gegen die Sperrklinke 3, wodurch diese in Richtung eines Parksperrenrads 1 geführt wird und in eine korrespondierende Ausnehmung 6 am Umfang des Parksperrenrads 1 eingreift bzw. einrastet.The connecting rod 10 is arranged at least partially inside the sliding sleeve 9 and is connected to it in an articulated manner, so that it can be deflected slightly about the guide axis 8 . The locking cone 9 is arranged on the connecting rod 10 and is attached resiliently to the connecting rod 10 by a tension spring 14 . The locking cone 7 has a conical contour that tapers slightly towards the locking pawl 3 . Depending on the actuation state, the locking cone 7 presses against the pawl 3, as a result of which the latter is guided in the direction of a parking lock wheel 1 and engages or engages in a corresponding recess 6 on the circumference of the parking lock wheel 1.

Auf einer, der Sperrklinke 3 abgewandten Seite, weist die Führungseinheit 12 eine Sperrkegellaufbahn auf, welche über eine Erhebung 15 mit einer rampenähnlichen Kontur verfügt. Hierdurch wird der Sperrkegel 9 beim Einlegen der Parksperre, also der axialen Bewegung des Sperrkegels 7 in Richtung der Sperrklinke 3, angehoben und gegen die Sperrklinke 3 gedrückt.On a side facing away from the pawl 3, the guide unit 12 has a locking cone track, which has an elevation 15 with a ramp-like contour. As a result, the locking cone 9 is lifted and pressed against the locking pawl 3 when the parking lock is engaged, ie the axial movement of the locking cone 7 in the direction of the locking pawl 3 .

Auf einer, dem Sperrkegel 7 abgewandten Seite des Schneckenrads 13, ist eine Rückstellfeder 16 angeordnet, welche durch die axiale Bewegung des Schneckenrads 13 vorgespannt werden kann. Die Rückstellfeder 16 stützt sich dabei gegen einen Bereich der Führungseinheit 12 ab, welcher zwei Haltemittel mit jeweils einem ösenförmigen Ende 17 aufweist, anhand welcher die Führungseinheit 12 z.B. an einem Gehäuse befestigt werden kann.On a side of the worm wheel 13 facing away from the locking cone 7 , a restoring spring 16 is arranged, which can be preloaded by the axial movement of the worm wheel 13 . The return spring 16 is supported against an area of the guide unit 12 which has two holding means, each with an eyelet-shaped end 17, by means of which the guide unit 12 can be attached to a housing, for example.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Parksperrenvorrichtung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel umfasst gleich dem ersten Ausführungsbeispiel eine Sperrklinke 30 die auf einem Klinkenbolzen schwenkbar gelagert, um eine Schwenkachse 31 schwenkbar ist und ja nach Schaltstellung in ein Parksperrenrad 32 einrastet oder ausrastet. Weiterhin umfasst diese Parksperrenvorrichtung ein auf einer Verbindungsstange 32 zu einem Schalthebel 33 angeordneten, über ein Federelement 51 angefederten Sperrkegel 34 , welcher im gesperrten Zustand - entsprechend dem Schaltzustand zwischen der Sperrklinke 30 und einer getriebegehäusefesten Führungsplatte 35 eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken des an der Sperrklinke 30 ausgebildeten Klinkenzahnes 36 aus der entsprechenden Ausnehmung 37 des Parksperrenrades 32 zu verhindern. Die Verbindungsstange 32 ist in Form einer zweiteiligen Gelenkstange ausgeführt und bildet gemeinsam mit der Führungsplatte 35 und einem Schalthebel 33, an dem das andere Ende der Verbindungsstange 32 drehbar gelagert ist, eine Stelleinheit 39.In 2 a second exemplary embodiment of a parking lock device is shown. Like the first exemplary embodiment, this exemplary embodiment comprises a pawl 30 which is pivotably mounted on a ratchet pin, is pivotable about a pivot axis 31 and, depending on the switching position, engages or disengages in a parking lock wheel 32 . Furthermore, this parking lock device comprises a locking cone 34 which is arranged on a connecting rod 32 to a shift lever 33 and is spring-loaded via a spring element 51 30 trained ratchet tooth 36 from the corresponding recess 37 of the parking lock wheel 32 to prevent. The connecting rod 32 is designed in the form of a two-part link rod and, together with the guide plate 35 and a shift lever 33, on which the other end of the connecting rod 32 is rotatably mounted, forms an actuating unit 39.

Das dem Sperrkegel 34 abgewandte Ende der Verbindungsstange 32 ist gelenkig mit dem Schalthebel 4 verbunden. Um die Parksperre Ein- und Auslegen zu können, weist der Schalthebel 4 einen Mitnehmer 41 auf, der mit einem hydraulisch betätigbaren Aktuator 42 verbunden ist, mittels dem die Schaltstellung der Parksperre im Normalbetrieb des Automatikgetriebes vorgebbar ist. Als wichtiges Konstruktionsmerkmal umfasst der Aktuator 42 zwei auf gleicher Längsachse in Achsrichtung hintereinander die in einem Aktuatorgehäuse 43 axial verschiebbar angeordnete Kolben 44 und 45 , von denen nur der erste Kolben 44 zum Auslegen der Parksperre hydraulisch mit Druck beaufschlagbar ist. Bei Druckbeaufschlagung verschiebt der erste Kolben 44 den zweiten Kolben 45 in axialer Richtung gegen die Federkraft einer Einlegefeder 46, die ihrerseits als eine axial zwischen dem zweiten Kolben 45 und dem Aktuatorgehäuse 43 eingespannte Druckfeder ausgeführt ist und axial betrachtet eine Kolbenstange 47 des zweiten Kolbens 45 konzentrisch umschließt. Der zweite Kolben 45 ist über einen in die Kolbenstange 47 eingesetzten Stift 48, der in den Mitnehmer 41 des Schalthebels 33 eingreift, mechanisch mit dem Schalthebel 33 verbunden ist, sodass eine Axialbewegung des zweiten Kolbens 45 eine Verdrehung des Schalthebels 33 um die Schwenkachse 31 bewirkt.The end of the connecting rod 32 facing away from the locking cone 34 is connected to the shift lever 4 in an articulated manner. In order to be able to engage and disengage the parking lock, the shift lever 4 has a driver 41 which is connected to a hydraulically actuable actuator 42, by means of which the switching position of the parking lock can be specified in normal operation of the automatic transmission. As important Design feature, the actuator 42 includes two axially displaceable pistons 44 and 45 arranged axially displaceable in an actuator housing 43 on the same longitudinal axis in the axial direction, of which only the first piston 44 can be hydraulically pressurized to disengage the parking lock. When pressure is applied, the first piston 44 displaces the second piston 45 in the axial direction against the spring force of an insertion spring 46, which in turn is designed as a compression spring clamped axially between the second piston 45 and the actuator housing 43 and, viewed axially, a piston rod 47 of the second piston 45 concentrically encloses. The second piston 45 is mechanically connected to the shift lever 33 via a pin 48 inserted into the piston rod 47, which engages in the driver 41 of the shift lever 33, so that an axial movement of the second piston 45 causes the shift lever 33 to rotate about the pivot axis 31 .

Andererseits bewirkt eine Verdrehung des Schalthebels 33 um die Schwenkachse 31 stets auch eine Axialbewegung des zweiten Kolbens 45.On the other hand, a rotation of the shift lever 33 about the pivot axis 31 always causes an axial movement of the second piston 45.

Weiterhin umfasst der Aktuator 42 für seinen ersten Kolben 44 eine bi-stabile Rastvorrichtung 49, die innerhalb des Aktuatorgehäuses 43 - hier beispielhaft zentrisch innerhalb des ersten Kolbens 44 - angeordnet ist und von einem am Aktuatorgehäuse 43 angeordneten Elektromagneten50 elektromagnetisch derart aktuierbar ist, dass die Rastvorrichtung 49 den ersten Kolben 44 entweder in einer dem eingelegten Zustand der Parksperrenvorrichtung zugeordneten Kolbenstellung oder in einer dem ausgelegten Zustand der Parksperrenvorrichtung zugeordneten Kolbenstellung mechanisch rastet, wenn der Elektromagnet 50 nicht bestromt ist. Zum Lösen der Rastung in der jeweiligen Kolbenstellung des ersten Kolbens 44 muss der Elektromagnet 50 bestromt werden.Furthermore, the actuator 42 comprises a bistable latching device 49 for its first piston 44, which is arranged within the actuator housing 43 - here, for example, centrally within the first piston 44 - and can be actuated electromagnetically by an electromagnet 50 arranged on the actuator housing 43 in such a way that the latching device 49 mechanically latches the first piston 44 either in a piston position associated with the engaged state of the parking lock device or in a piston position associated with the disengaged state of the parking lock device when the electromagnet 50 is not energized. To release the detent in the respective piston position of the first piston 44, the electromagnet 50 must be energized.

Um die Rastvorrichtung 49 aus ihrer Raststellung, in der sie den ersten Kolben 44 des Aktuators 42 mittels einer Kugelarretierung mechanisch gegen axiale Bewegung blockiert, im Normalbetrieb des Automatikgetriebes lösen zu können, weist der Elektromagnet 50 eine Ankerstange 51 auf, die mittels elektrischer Ansteuerung einer Spule des Elektromagneten 50 axial verschiebbar ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel führt ein Bestromen der Spule des Elektromagneten 50 zum Lösen der Rastvorrichtung 49 aus ihrer Raststellung. Alternativ hierzu ist eine invertiere Verschaltung möglich, bei der die Spule im bestromten Zustand die Rastvorrichtung 49 in ihrer Raststellung hält. Zudem ist die Ankerstange 51 mit einer Rückstellfeder 52 ausgestattet, um ein automatisches Rückstellen der Ankerstange 51 in eine Ausgangsstellung zu bewirken. Für ein solche automatische Rückstellung genügt bereits eine geringe Federkraft.In order to be able to release the locking device 49 from its locking position, in which it mechanically blocks the first piston 44 of the actuator 42 against axial movement by means of a ball lock, during normal operation of the automatic transmission, the electromagnet 50 has an armature rod 51 which is activated by means of electrical activation of a coil of the electromagnet 50 is axially displaceable. In the exemplary embodiment illustrated here, energizing the coil of the electromagnet 50 results in the detent device 49 being released from its detent position. As an alternative to this, an inverted connection is possible, in which the coil holds the latching device 49 in its latched position when it is energized. In addition, the anchor rod 51 is equipped with a return spring 52 in order to bring about an automatic return of the anchor rod 51 to an initial position. A low spring force is already sufficient for such an automatic reset.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebsstrang beansprucht, welcher wenigstens ein Antriebselement, eine Abtriebswelle, ein Steuergerät und eine erfindungsgemäße Parksperrenanordnung umfasst. Bei dem Antriebselement handelt es sich um einenoder mehrere Motoren des Fahrzeugs. Beispielsweise kann es sich hierbei um einen Verbrennungsmotor (Diesel, CNG, Benzin, LPG) oder einen elektrischen Motor handeln. Es sind jedoch auch hybride Antriebsstränge umfasst, in denen jeweils ein Verbrennungsmotor und in Ergänzung dazu ein elektrischer Motor vorgesehen sind. Die Abtriebswelle kann entweder direkt eines oder mehrere Räder des Fahrzeugs, oder ein Verteilergetriebe antreiben. Durch die Parksperrenvorrichtung kann ein Rollen des Fahrzeugs verhindert werden, insbesondere durch das Festsetzen bzw. Verblocken.According to a further aspect of the present invention, a drive train is claimed, which comprises at least one drive element, an output shaft, a control unit and a parking lock arrangement according to the invention. The driving element is one or more engines of the vehicle. For example, this can be an internal combustion engine (diesel, CNG, petrol, LPG) or an electric motor. However, hybrid drive trains are also included, in each of which an internal combustion engine and, in addition, an electric motor are provided. The output shaft can drive either one or more wheels of the vehicle directly, or a transfer case. Rolling of the vehicle can be prevented by the parking lock device, in particular by being stuck or blocked.

Das Steuergerät dazu eingerichtet, die Parksperrenvorrichtung zu betätigen und eine Positionsbestimmung des Sperrkegels auszuführen.The control unit is set up to actuate the parking lock device and to determine the position of the locking cone.

BezugszeichenlisteReference List

11: Parksperrenradparking lock wheel
22: Drehachseaxis of rotation
33: Sperrklinkepawl
44: Schwenkachsepivot axis
55: Stelleinheitactuator
66: Ausnehmungrecess
77: Sperrekegellocking cone
88th: geometrische Führungsachsegeometric guide axis
99: Schiebehülsesliding sleeve
1010: Verbindungsstangeconnecting rod
1111: elektrischer Antriebelectric drive
1212: FührungseinheitGuide unit
1313: Schneckenradworm wheel
1414: Spannfedertension spring
1515: Erhebungelevation
1616: Rückstellfederreturn spring
1717: ösenförmiges Endeeyelet end
1818: Rastradratchet wheel
1919: Wellenradshaft wheel
2020: Federelementspring element
2121: Öffnungopening
2222: Fixiermittelfixer
2323: Mitnehmerkonturcarrier contour
2424: Dämpfungselementdamping element
3030: Sperrklinkepawl
3131: Schwenkachsepivot axis
3232: Verbindungsstangeconnecting rod
3333: Schalthebelshifter
3434: Sperrkegellocking cone
3535: Führungsplatteguide plate
3636: Klinkenzahnratchet
3737: Ausnehmungrecess
3838: geometrische Führungsachsegeometric guide axis
3939: Stelleinheitactuator
4040: Drehachseaxis of rotation
4141: Mitnehmerdriver
4242: Aktuatoractuator
4343: Aktuatorgehäuseactuator housing
4444: erster Kolbenfirst piston
4545: zweiter Kolbensecond piston
4646: Einlegefederinsert spring
4747: Kolbenstangepiston rod
4848: StiftPen
4949: Rastvorrichtunglocking device
5050: Elektromagnetelectromagnet
5151: Ankerstangeanchor rod
5252: Rückstelleinheitreset unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 10143386 B4 [0004]
US20200094791A1 [0005]

Claims

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1, 32), having an axis of rotation (2, 40), a pawl (3, 30) which can be pivoted about a pivot axis (4, 31) aligned parallel to the axis of rotation (2, 40), and a Actuating unit for pivoting the locking pawl (3, 30) into one of several recesses (6, 37) present on the circumference of the parking lock wheel (1, 32), the actuating unit having an actuating unit (5 , 39) and a locking cone (7, 34) which is arranged at a first end of the adjusting unit (5, 39) and is in an operative connection with the locking pawl (3, 30), characterized in that the geometric guide axis (8, 38 ) of the translationally displaceable actuating unit (5, 39) is arranged orthogonally to the axis of rotation (2, 40).

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1). claim 1 , characterized in that the adjusting unit (5) has a guide unit (12) for lateral guidance of the locking cone (7) and a sliding sleeve (9) which is guided axially in the guide unit (12) and in which a connecting rod (10) is mounted is, is attached to a free end of the locking cone (7), includes.

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1). claim 1 or 2 , characterized in that the locking cone (7) faces the pivot axis (4) and is associated with the parking lock wheel (1).

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1). claim 2 or 3 , characterized in that the connecting rod (10) is formed spherically at one end opposite the free end and is mounted in a spherical cap formed in the sliding sleeve (9).

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1). claim 1 , characterized in that the actuating unit (39) comprises a guide plate (35) for lateral guidance of the locking cone (34), a rotatably mounted shift lever (33) and a connecting rod (32) in the form of a two-part link rod, on which a free end of the locking cone (34) is attached, and another end is connected to the shift lever (33).

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1). claim 1 or 5 , characterized in that the locking cone (34) facing away from the pivot axis (31) is arranged associated with the parking lock wheel (1).

Parking lock device with a torsion-damped parking lock wheel (1). claim 5 , characterized in that the rotatably mounted shift lever (3) is rotatable about the pivot axis (31).

Drive train for a motor vehicle with at least one drive element, with an output shaft, a control unit and a parking lock device according to one of Claims 1 until 7 .

Motor vehicle with at least one drive train claim 8 .