EP4352386A1 - Betätigungsaktuator für eine parksperre - Google Patents

Betätigungsaktuator für eine parksperre

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Publication number
EP4352386A1
EP4352386A1 EP22722680.0A EP22722680A EP4352386A1 EP 4352386 A1 EP4352386 A1 EP 4352386A1 EP 22722680 A EP22722680 A EP 22722680A EP 4352386 A1 EP4352386 A1 EP 4352386A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating
stopper
parking lock
locking
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22722680.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Felix Bunout
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4352386A1 publication Critical patent/EP4352386A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3425—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
    • F16H63/3433—Details of latch mechanisms, e.g. for keeping pawls out of engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • F16H63/3475—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3483—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with hydraulic actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle

Definitions

  • the invention relates to an actuating actuator for a parking lock, having:
  • an operating member having an operating axis which is axially movable from a normal position to a deflected position by means of the axial force of the axial drive means;
  • the actuating actuator is characterized above all by the fact that the following are also provided:
  • the invention further relates to a parking lock for a parking lock device of a transmission, a parking lock device with such a parking lock, a transmission with such a parking lock device for a drive train, and a drive train with such a transmission.
  • Parking locks are known, for example, from DE 102018 115548 A1.
  • Motor vehicles with a parking lock for example with a so-called by-wire parking lock, in a normally locked configuration, ie with a locked chassis in the event of a system failure, must be actively kept open while driving, with constant energy consumption.
  • the energy requirement of all components is relevant for the achievable range and therefore a energy-efficient operation of the parking lock in the driving state of the motor vehicle are sought.
  • An actuating device for a parking lock unit is known from DE 102013213678 A1, in which a low holding current for an electromagnet is required to lock the parking lock unit in the open operating state. In addition, an unintentional opening of the parking lock unit can be prevented by not switching the electromagnet.
  • the object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art.
  • the features according to the invention result 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 way, whereby the explanations from the following description and features from the figures can also be used for this purpose, which include additional configurations of the invention.
  • the invention relates to an actuating actuator for a parking lock, having at least the following components:
  • an operating member having an operating axis which is axially movable from a normal position to a deflected position by means of the axial force of the axial drive means;
  • a first energy storage element for transmitting a storage force antagonistic to the axial force, the free actuator being urged towards the normal position by the storage force.
  • a stopper component corresponding to the stopper element such as - a holding element which can be moved between a released position and a blocking position, with the stopper element and the stopper component being fixed to one another while the actuating element is in the deflected position with the holding element in the blocking position, with the through the holding element in the blocking position fixed stopper element, the actuating element is held against the storage force of the first energy storage element in the deflected position.
  • the actuating actuator proposed here comprises an axial drive means, for example an electric actuator with a spindle drive or a slave piston of a fluidic, ie pneumatic or hydraulic, actuating system.
  • An axial force can be exerted along an actuation axis by means of the axial drive means and can be transmitted to the actuation element.
  • the actuating element is, for example, a ram or rod, an axially movable spindle or an axially movable spindle nut.
  • the actuating element is set up to transmit the axial force of the axial drive means to a locking mechanism.
  • the actuating element is movably guided along an actuating axis, which can be moved axially from a (normal) first position into a (deflected) second position by means of the axial drive means.
  • the actuating element can be returned to the normal position exclusively passively by the storage force of the first energy storage element, which is antagonistic to the axial force of the axial drive means.
  • the actuating element is additionally deflected by the axial drive means Position returnable to normal position.
  • the axial force of the axial drive means that can be transmitted by means of the actuating element is set up to overcome an antagonistic force of the first energy storage element and a locking mechanism, with a (normally locking) locking mechanism preferably being transferrable from the locking state to the free state.
  • a (normally open) blocking mechanism can be converted from the free state to the blocking state.
  • Energy storage element is, for example, as a helical compression spring
  • the first energy storage element is preferably designed as a helical compression spring with a spring axis that is parallel or coaxial with the actuating axis.
  • a stopper element is proposed here, which is set up to interact with a corresponding stopper component in such a way that a frictional and/or positive connection is formed.
  • the stopper element is fixed to the axial drive means or to the actuating element, and the stopper component is fixed axially to an abutment of the axial drive means at least during the deflected position of the actuating element. Alternatively, this is done the other way around.
  • the stopper element is formed by at least one tab with a contact point, the contact point being able to be brought into contact with the corresponding stopper component in order to apply the holding force.
  • a (preferably switchable) magnetic (stopper) force is additionally generated, with which the stopper force resulting from the form fit and/or friction fit is supported.
  • the stopper force is a force that supplements the axial force, and the (required) axial force to overcome the above-mentioned antagonistic storage force can be reduced by means of or while the stopper force is maintained, and consequently the energy consumption of the actuating actuator is reduced.
  • the stopping force (without the participation of the holding element) is up to negligibly small, with preferably no magnetic Force is held between the stopper element and the corresponding stopper component.
  • the corresponding stopper component (or stopper element) (fixed in the deflected position) is axially fixed and thus fixed relative to the counter bearing of the axial drive means (for example the fluidic cylinder of a slave piston).
  • the corresponding stopper component can be moved with the axial drive means or with the actuating element and is fixed in the second position by means of a stop.
  • the stopper force must be less than the storage force of the first energy storage element that is antagonistic to the axial force of the axial drive means (possibly in total with the antagonistic force of the locking mechanism), wherein the antagonistic (cumulative) force for transferring the actuating element from the deflected position to the normal position can be transmitted.
  • the axial force actively transfers the parking lock from the (normal) locking state to the (deviating) free state, with the normal position of the actuating element being in the locked state (parking position) and the deflected position corresponds to the free state (driving position). In the normal position, no axial force needs to be or is applied, so no external energy input is required from the axial drive means.
  • the normal position of the actuator is by means of the memory power of the first
  • a Holding element is provided.
  • the retaining member is moveable between a locked position and a released position.
  • the holding element fixes the state of the corresponding stopper component and the stopper element in the state that corresponds to the deflected position of the actuating element.
  • a force is then transmitted by the holding element such that the resulting stopper force is sufficient to overcome the force antagonistic to the axial force of the axial drive means.
  • an additional holding force is preferably applied by the holding element to increase the frictional adhesion, particularly preferably by means of a connecting link, for example a ramp shape on the holding element and/or on the stopper element.
  • a connecting link for example a ramp shape on the holding element and/or on the stopper element.
  • At least the holding element forms a form fit with the stopper element in such a way that the stopper element is prevented from deviating.
  • the (corresponding) stopper component is formed by means of an undercut (relative to the actuation axis), for example by means of a groove.
  • the contact point of the stopper element is an elevation, preferably on a tip of the stopper element designed as a tab, which can be lowered axially behind the undercut, for example a groove, to form a form fit.
  • the stopper element is formed by at least one spring shackle with an axial main extent and a radial spring direction.
  • the stopper element comprises a plurality of (preferably spring) tabs and the corresponding stopper component has a complementary receptacle, for example a circumferential counter surface or undercut (for example a groove).
  • the retaining element is then preferably likewise formed in a manner complementary to the plurality of tabs or in the shape of a ring.
  • the holding element is particularly preferably arranged radially outside both the stopper element and the stopper component. In this case, it can be provided in particular that the stopper component is arranged radially inside the stopper element.
  • a second energy storage element is also provided, by means of which the holding element can be held passively in the blocked position.
  • the second energy storage element proposed here is supported directly or indirectly on the abutment of the axial drive means of the actuating actuator, so that a pre-restraint force is exerted on the holding element.
  • the retaining element is thus passively biased in the blocking position and can only be actively transferred into the released position.
  • the actuating actuator is designed in such a way that when external (e.g. electrical) energy is supplied, the retaining element changes from its locked position to its released position and the axial movement from a (passively secured) free state to the (Normal, i.e. passive) blocking state is transferred. The reverse is true for a parking lock in a normally open configuration.
  • a slave cylinder can be provided here as a counter bearing.
  • the second energy storage element can be provided axially along the actuation axis between the housing of the slave cylinder and a slave piston for the axial displacement of the actuation element.
  • the second energy storage element coaxial to the axis of actuation between the Be arranged slave cylinder housing and the retaining element.
  • the slave cylinder housing can be the housing section that faces the parking lock or the parking lock pawl.
  • the second energy storage element can be arranged in a ring around the actuation axis. The holding element is held in the blocking position by means of the second energy storage element in such a way that no energy consumption is required to hold this position. The open operating state of the parking lock can then be maintained without further energy consumption.
  • the actuating element When the stopper element and the stopper component are in a state corresponding to the deflected position of the actuating element, the actuating element is then held in the second position without external energy consumption (that is to say passively). As soon as the holding element (actively and against the biasing force of the second energy storage element) is transferred into the released position, the stopper element and the stopper component are released from one another unless a sufficient (active) axial force is applied by the axial drive means.
  • the second energy storage element is designed, for example, as a helical compression spring, disk spring, magnetic spring or gas pressure spring.
  • the second energy storage element is preferably designed as a helical compression spring with a spring axis that is parallel or coaxial with the actuating axis.
  • the diameter of the second energy storage element is limited by the diameter of the actuating actuator and/or by the wall thickness of the holding element, so that the energy storage element preferably acts radially circumferentially on the holding element.
  • the second energy storage element comprises a plurality of separate springs (preferably Helical compression springs), which are arranged circumferentially and each act selectively on the holding element.
  • the stopper element is firmly connected to the actuating element, with the stopper element preferably comprising at least one spring element, with the spring element being deflectable exclusively in the radial direction.
  • the stopper element is firmly connected to the actuating element.
  • the stopper element is preferably firmly connected to the slave piston, so that the stopper element is also moved axially when the actuating element is transferred from the normal position to the deflected position by means of the axial drive means.
  • the stopper element is then fixed axially with a shoulder or with the axially movable spindle or the axially movable spindle nut.
  • a symmetrical arrangement of partial elements of the stopper element and the stopper component, and preferably of the holding element is formed, particularly preferably a ring-like arrangement.
  • the stopper element comprises a plurality of (preferably spring) tabs and the corresponding stopper component has a complementary receptacle, for example a circumferential counter surface or undercut (for example a groove).
  • the retaining element is then preferably likewise formed in a manner complementary to the plurality of tabs or in the shape of a ring.
  • the stopper element comprises at least one spring element, for example a (sufficiently elastic) projection preferably radial expansion between the attachment point and the contact point to the corresponding stopper component.
  • the at least one spring element is made, for example, from a metallic material, for example a spring steel sheet. In another embodiment, the spring element is made of a plastic. In a preferred embodiment, the at least one spring element is integrally comprised by the stopper element.
  • the spring element can only be deflected in the radial direction. This means that during operation of the actuating actuator and thus an axial movement of the stopper element, only a small (radial) force needs to be maintained in order to hold the actuating element in the deflected position.
  • a snap closure is formed by the stopper component together with the stopper element.
  • the snap closure is designed in the form of a flake or flinter cut or a locking groove and a spring element in the form of a spring clip.
  • the corresponding stopper component thus includes an undercut or a locking groove or a (sprung or unsprung) hook.
  • the stopper element comprises a complementary (sprung or unsprung) hook or an undercut or a locking groove.
  • the stopper component is designed in the manner of a sleeve, for example, and is positioned coaxially with the actuation axis.
  • a radially protruding elevation or a circumferential flange (preferably with a ramp at least on one side) is preferably provided (seen in the relative direction of movement from the normal position to the deflected position) in front of the undercut or in front of the locking groove.
  • the (sprung or unsprung) hook is in the direction of the relative direction of movement
  • a ramp is provided at the front and preferably also a ramp at the rear. With the ramps, the necessary forces are low.
  • a ramp for example, increases linearly or is designed as a rounding.
  • actuating actuator a lifting magnet with a coil and a lifting piston that can be moved axially by means of a magnetic force that can be generated by the coil is also provided, the holding element being firmly connected to the axially moving lifting piston; and/or wherein the actuating element can be fixed in the deflected position independently of the axial drive means.
  • a lifting magnet with a coil and a lifting piston that can be moved axially by means of a magnetic force that can be generated by the coil is provided, with the holding element being firmly connected to the axially moving lifting piston.
  • a magnetic force can be switched off resulting on the holding element, so that when the magnetic force is applied, the holding element is transferred from the blocked position to the released position.
  • the magnetic force can be at least partially opposed to a reserve force of the second energy storage element. This creates an electronic switchability of fixing the actuating element in the deflected position.
  • the holding element and the reciprocating piston are formed in one piece with one another.
  • the lifting magnet, the second energy storage element and the retaining element are all ring-shaped, arranged coaxially to the actuating axis and axially between the axial drive means or slave piston and the housing wall of the housing of the axial drive means or slave cylinder facing the parking lock or parking lock pawl are.
  • the actuating element can be fixed in the deflected position (preferably the driving position) independently of the axial drive means.
  • the actuating element and the axial drive means are designed in multiple parts, preferably in two parts.
  • actuating element for example when the motor vehicle is in a passive state, (preferably by an unlocking element) to be moved into the deflected position without having to carry the axial drive means with it or the axial drive means can assume the position corresponding to the normal position again while the actuating element is in the deflected position remains.
  • the actuating element is set up in such a way that it remains self-locking in the deflected position, for example by means of the stopper element, the stopper component and the holding element.
  • a further means for holding the (separate) actuating element is provided.
  • the axial drive means itself can preferably be held in the deflected position by means of the stopper element, the stopper component and the retaining element, and the actuating element is then fixed in the deflected position only indirectly via the axial drive means.
  • the actuating element can then be fixed not only separately from the axial drive means, but also separately in the deflected position.
  • a parking lock for a parking lock device of a transmission having at least the following components:
  • a locking mechanism for locking a ratchet wheel in a torque flow wherein in use by the locking mechanism in a locked state the ratchet wheel is blocked and in a free state the ratchet wheel is released;
  • the parking lock proposed here is set up in such a way that the locking mechanism blocks the locking wheel in a locking state and the locking wheel is released from the locking mechanism only in a free state.
  • the ratchet wheel In the free state, the ratchet wheel is freely rotatable, for example used in a transmission of a motor vehicle, the motor vehicle can then be rolled. It should be noted that the ratchet wheel is integrated in a torque flow of a transmission.
  • the parking lock includes an actuating actuator with an actuating element, which is connected to the locking mechanism.
  • the actuating element is connected to the locking mechanism in such a way that when the actuating element is in the deflected position, the state in the locking mechanism that deviates from the normal state is present. In the case of a parking lock in a normally locking configuration, the free state can therefore be actively brought about by means of the actuating actuator.
  • the state deviating from the normal state does not have to be held actively (ie under external energy consumption), but is held passively by the stopper element and the stopper component with the support of the holding element.
  • the stopper element is separated from the stopper component and the actuating element is thus (preferably passively) transferred from the deflected position to the normal position.
  • the locking mechanism is thus free to return to the normal state from the deviated state.
  • an unlocking element is also provided, which can be moved between a normal position and an unlocking position, the unlocking position being in the free state of the locking mechanism and the normal position being in the normal position. locking function of the parking lock is ensured.
  • the parking lock is actuated, for example, electrically and/or fluidically, for example pneumatically or hydraulically, and if the electronics fail or a fluidic pressure or fluidic volume drops, the locking mechanism is switched to the normal (preferably locking) state. With a parking lock in the normal-locking configuration, the lock wheel is then locked. In order to switch this off during a passive state (e.g.
  • an unlocking element be provided which can be moved between two positions (e.g. designed as a pivoting lever mounted around a pivoting axis).
  • the unlocking element is set up in such a way that the deviating (for example free) state of the locking mechanism can be maintained with the unlocking element in the unlocking position without external energy consumption. In this passive state it is thus ensured that when the (normally blocking)
  • Parking lock is used in a transmission of a motor vehicle, the motor vehicle remains rollable.
  • the unlocking element can be deactivated again (preferably repeatedly), ie it can be converted into the normal position.
  • a locking element is additionally provided.
  • the locking element is designed to hold the unlocking element in the unlocked position. If the locking element does not hold the unlocking element in the unlocking position, the free state of the locking mechanism cannot be (passively) maintained by the unlocking element. This means that the unlocking position of the deviating (and thus, in the case of a parking lock in normally locking configuration, the free) state of the locking mechanism can only be adjusted (permanently) in cooperation with the unlocking element and the locking element.
  • a parking lock device having a ratchet wheel for arranging in a lockable torque flow and a Parking lock according to an embodiment according to the above description, wherein the locking wheel can be locked by means of the locking mechanism.
  • the parking lock device proposed here includes a parking lock and a corresponding locking wheel.
  • the ratchet wheel is integrated in a lockable torque flow of a drive train of a motor vehicle, preferably in a transmission, and can be locked in accordance with the previous description.
  • the parking lock and the ratchet wheel form a structural unit.
  • a structural unit can be delivered for installation as a coherent component and can be assembled at the intended assembly site, for example in a motor vehicle, without the need to disassemble this structural unit again.
  • the ratchet mechanism, and in one embodiment also the ratchet wheel is one assembly while the operating actuator is formed separately, in one embodiment the operating actuator forms a separate further assembly.
  • 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, ie the ratchet wheel is blocked.
  • a transmission for a drive train having at least the following components:
  • a transmission housing which surrounds a transmission space, wherein the locking mechanism of the parking lock, preferably completely, particularly preferably the entire parking lock device, is arranged in the transmission space.
  • the transmission for example an automatic transmission for a drive train of a motor vehicle, includes the ratchet wheel.
  • the ratchet wheel forms a spur gear of a torque transmission gear designed as a switchable transmission.
  • the transmission has a torque input, such as one or more transmission input shafts, and a torque output, such as one or more transmission output shafts. In the transmission, the torque is deflected, stepped down, translated and/or distributed (as a differential) according to acceptance.
  • the transmission includes 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.
  • the direction of the torque is also possible in reverse, from a consumer (in the case of recuperation) to a drive machine or a generator.
  • the parking lock be integrated in its entirety or only the locking mechanism in a transmission chamber of the transmission formed by a transmission housing.
  • a drive train having at least the following components:
  • the drive train proposed here includes at least one drive machine, for example an internal combustion engine and/or an electric one Drive machine, which forms the torque source of a torque flow at least in a main state. Furthermore, at least one consumer is included, for example drive wheels of a motor vehicle, which forms the torque sink of the torque flow at least in a main state. Interposed is a transmission according to an embodiment according to the preceding description, via which the torque flow (preferably the entire wheel-side) is conducted. When the transmission is locked, the flow of torque is blocked and torque transmission in the drive train between the torque source and the torque sink is prevented.
  • the drive train proposed here includes a transmission which has such a parking lock device with which both the driving position (free state) and the parking position (blocking state) can be maintained passively, ie without external energy consumption.
  • a very low power consumption e.g. the coil of the purely optional lifting magnet
  • the deviating (e.g. free) state of the parking lock can be canceled again and thus the normal (e.g. locking) state of the parking lock can be assumed in almost all cases even if the electronics fail ensured, for example by means of a local electrical capacitor as emergency storage.
  • the transmission can be designed with the same installation space and with only minor additional costs compared to a parking lock device without the possibility of unlocking.
  • the security is high that the drive train is only put into operation as long as the parking lock device is unlocked.
  • a motor vehicle having at least one driving wheel and a drive train according to an embodiment according to the above description, wherein to propel the motor vehicle, a torque can be transmitted from the at least one drive machine of the drive train to the at least one driving wheel, and a rolling of the Motor vehicle is prevented by means of the parking lock device in the locking state of the locking mechanism.
  • 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 output to the at least one drive wheel (consumer) via the transmission.
  • the transmission referred to here is preferably a shiftable transmission.
  • the transmission is, for example, a fixed transmission, ie with an unchangeable transmission, or a differential or a slipping clutch.
  • the parking lock device proposed here is preferably designed as described above and particularly preferably integrated into the transmission.
  • a rotational movement of the at least one drive wheel is only possible in a park shift position if the parking lock (and the legally required parking brake) are released. Otherwise, reference is made to the above description of the parking lock device.
  • the drive train proposed here includes a transmission which has such a parking lock device with which both the driving position (free state) and the parking position (blocking state) can be maintained passively, ie without external energy consumption.
  • a very low power consumption e.g. the coil of the purely optional lifting magnet
  • the deviating (e.g. free) state of the parking lock can be canceled again and thus the normal (e.g. locking) state of the parking lock can be assumed in almost all cases even if the electronics fail ensured, for example by means of a local electrical capacitor as emergency storage.
  • the transmission can be designed with the same installation space and with only minor additional costs compared to a parking lock device without the possibility of unlocking.
  • the security is high that the drive train is only put into operation as long as the parking lock device is unlocked.
  • FIG. 3 an actuating actuator according to FIG. 2 with the actuating element in the normal position
  • FIG. 5 the folding element according to FIG. 4 in the blocking position
  • FIG. 6 the folding element according to FIG. 4 and FIG. 5 in a releasing position
  • FIG. 7 a drive train with a parking lock device in a motor vehicle.
  • the locking mechanism 21 includes a parking lock pawl 33, which is rotatably mounted about its pawl axis 34 and is shown here in the locked state.
  • the parking lock pawl 33 is positively engaged with the ratchet wheel 22 so that the ratchet wheel 22 is locked.
  • a traverse 35 is then forced by a pretensioning spring 36 (shown here as a compression spring) into such a position that here (purely optional by means of the traverse 35 being supported on a fixed frame 37, for example part of a gear housing 27, compare Fig.
  • the Parking pawl 33 is geometrically blocked in the locked state (tooth-in-gap engagement on the ratchet wheel 22).
  • the pretensioning spring 36 is tensioned (compressed here to the left as shown).
  • the parking pawl 33 is lifted out of a tooth gap of the ratchet wheel 22 by means of a release spring 38 (for example a torsion spring or compression spring).
  • the parking lock pawl 33 can only be transferred from the engaged (blocking) state to the free state by actively actuating an actuating element 5 (indicated here on the right in the illustration) of an actuating actuator 1 with an axial force 4 opposite to the pretension by means of the pretensioning spring 36 against the Traverse 35 acts (as shown to the left) and the biasing spring 36 tensions.
  • the actuating actuator 1 is designed, for example, as shown in FIGS. 2 and 3 .
  • the parking lock pawl 33 thus remains in the free state as long as the traverse 35 is deflected by the actuating element 5 of the actuating actuator 1 and the locking wheel 22 can rotate freely about its wheel axis 39 .
  • the parking lock 2 further comprises, purely optionally, an unlocking element 24 which, in the embodiment shown, is a lever that can be pivoted about a pivot axis 40 .
  • Pivoting axis 40 runs perpendicular to actuating axis 6, purely as an option.
  • the actuating tip 41 of unlocking element 24 shown here acts (directly, purely optionally) on crossbar 35, so that in this embodiment, pivoting clockwise about pivot axis 40 causes parking pawl 33 to move from the intervening (blocking) state can be converted into the free state.
  • the actuating element 5 can remain in its normal position (parking position).
  • the actuating actuator 1 shows an actuating actuator 1 with an actuating element 5 in a deflected position in a schematic sectional view.
  • the actuating actuator 1 is set up, for example, to actuate a locking mechanism 21 according to FIG. 1 .
  • the actuating element 5 can be actively moved along an actuating axis 6 by means of an axial drive means 3, so that the actuating element 5 can be moved from right to left according to the illustration.
  • the axial drive means 3 is designed here as a fluid, preferably hydraulic, slave unit. Controlled by a fluid, a slave piston 42 in a slave cylinder 43 (counter bearing 44) is pushed from a normal (here first) position into a deflected (here second) position.
  • the resulting axial force 4 thus forces the actuator 5 to the left as shown.
  • no tensile force can be transmitted to the actuating element 5 by the slave unit.
  • the actuating element 5 is biased to the right as shown in the drawing by means of a first energy storage element 7 (here a helical compression spring arranged coaxially to the actuating axis 6).
  • a storage force 9 that is antagonistic to the axial force 4 is therefore exerted by the first energy storage element 7 on the slave piston 42 and thus on the actuating element 5 .
  • the normal position (cf. FIG. 3) is assumed by the actuating element 5 (passively).
  • a stopper element 10 is provided here, which is firmly connected to the axial drive means 3 .
  • the stopper element 10 is designed here as a latching element, more precisely as (a plurality of) spring shackles, with a contact point.
  • the corresponding stopper component 11 is firmly connected to the counter bearing 44 of the axial drive means 3 .
  • the stopper component 11 is designed here as a complementary snap-in receptacle, with the contact point of the stopper element 10 being able to be held in place by means of a corresponding undercut. When a sufficient axial force 4 of the axial drive means 3 is applied, the stopper element 10 therefore slides into the stopper component 11, which is designed here as an undercut (positive locking), preferably in the manner of a snap lock.
  • the stopping force 45 is so small that it alone cannot be used to protect against the storage force 9 of the first energy storage element 7 . Rather, the storage force 9 is so great that the connection between the stopper element 10 and the stopper component 11 can thus be released, so that the actuating element 5 is passively transferred to the normal position.
  • a holding element 12 is provided here for this purpose.
  • the stopper element 10 is (at least additionally) secured by means of the holding element 12 against sliding out during the deflected position, here by means of a form fit (snap closure).
  • the holding force 46 of the holding element 12 is sufficient to fix the connection between the stopper element 10 and the stopper component 11 against the storage force 9 of the first energy storage element 7 .
  • the holding element 12 itself is pretensioned by a second energy storage element 8 in the blocking position shown by means of a biasing force 47 and thus secures the contact point of the spring clip (stopper element 10) in the locking groove (stopper component 11).
  • a biasing force 47 When the coil 14 is energized, such a magnetic field is generated that a magnetic force 15 pointing in the direction of the axial force 4 is applied to the reciprocating piston 16 and thus to the holding element 12 formed in one piece therewith.
  • the pre-holding force 47 is overcome and the stopper element 10 detaches from the stopper component 11 when a sufficiently small (e.g. negligible) axial force 4 is applied.
  • the actuating element 5 is returned to the normal position.
  • a magnetic field sensor 18 and a position magnet 17 are provided, with the magnetic field sensor 18 being fixed relative to the counter bearing 44 of the axial drive means 3 and the position magnet 17 being integrated into the actuating element 5.
  • the position of the actuating element 5 can thus be recorded or determined electronically.
  • FIG. 3 shows an actuating actuator 1 according to FIG. 2 with the actuating element 5 in the normal position.
  • the slave piston 42 is returned to the normal position by means of the storage force 9 of the first energy storage element 7 .
  • the (purely optional) embodiment of the stopper element 10 as a plurality of coaxially arranged to the actuating axis 6 spring tabs, which here with the Slave piston 42 are firmly connected, is clearly visible here.
  • the (purely optional) embodiment of the holding element 12 as an encircling ring can be understood. It should be pointed out that the holding element 12 is again in the blocking position, ie the coil 14 is not energized or is energized to a sufficiently low degree, so that the pre-holding force 47 transfers the holding element 12 into the blocking position.
  • the axial force 4 is able to overcome the biasing force 47 and thus to latch the stopper element 10 to the stopper component 11, whereupon the holding element 12 returns to the blocking position.
  • the whole process can be carried out without actuating the
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a holding element 12 with a stopper component 11, which is designed as a snap-in receptacle, and a stopper element 10, which is designed as a snap-in element, more precisely as a snap hook.
  • the locking receptacle (stopper component 11) is designed in such a way that a corresponding locking element (stopper element 10) can be accommodated.
  • the holding element 12 is set up to fix the stopper element 10 in the stopper component 11 and is pretensioned to the right by the pre-tensioning force 47 of the second energy storage element 8 according to the illustration and can be moved to the left by the magnetic force 15 of the lifting magnet 13 according to the illustration (compare Fig. 2 and Fig. 3).
  • Fig. 5 the holding element 12 according to Fig. 4 is shown in the blocking position.
  • the holding force 46 of the holding element 12 results from the contact guiding the holding element 12 when the holding element 12 is held in the shown relative (blocking) position by means of the pre-holding force 47 while the stopper element 10 is accommodated in the stopper component 11 .
  • the actuating element 5 is fixed axially in the deflected position, without external energy consumption being necessary.
  • Fig. 6 the holding element 12 according to Fig. 4 and Fig. 5 is shown in a releasing position.
  • the holding force 46 of the holding element 12 is canceled in that the pre-holding force 47 of the second energy storage element 8 is overcome.
  • the actuating element 5 is now moved out of the deflected position again, because the storage force 9 of the first energy storage element 7 causes a radial deflection of the stopper element 10 and the stopper element 10 is released from the stopper component 11.
  • FIG. 7 shows a purely schematic plan view of a motor vehicle 32 with a drive train 25 , a drive machine 29 , shown here optionally as an electric drive machine 29 , being arranged perpendicularly to a longitudinal axis 49 along a motor axis 50 .
  • the motor axis 50 is arranged in front of a driver's cab 51 of the motor vehicle 32 in the direction of travel.
  • the drive train 25 is set up to propel the motor vehicle 32 by driving a left-hand drive wheel 30 and a right-hand drive wheel 31 (here optionally the front axle of the motor vehicle 32) by means of a torque output from the engine 29 via a transmission 20, and thus a torque flow 23 (shown in dashed lines) shown here with the direction corresponding to a tensile moment).
  • a left-hand drive wheel 30 and a right-hand drive wheel 31 here optionally the front axle of the motor vehicle 32
  • a torque flow 23 shown here with the direction corresponding to a tensile moment
  • Torque transmission gear 26 is part of a gear 20 which can be shifted by a vehicle driver by means of a gear shift lever 52 in the driver's cab 51 .
  • a parking lock device 19 is now arranged in the torque flow 23, with which the left-hand drive wheel 30 and the right-hand drive wheel 31 can be blocked.
  • the parking lock device 19 comprises a locking wheel 22, for example a gear wheel of the torque transmission gear 26 of the transmission 20 or an additional wheel of the torque transmission gear 26, and a parking lock 2, the parking lock 2 including a locking mechanism 21 and an actuating actuator 1.
  • the locking mechanism 21 is designed, for example, as shown in FIG.
  • An embodiment of the parking lock device 19 is shown here, in which (optionally) the locking mechanism 21 is arranged within the transmission chamber 28 in a transmission housing 27 of the transmission 20 and the actuating actuator 1 is arranged outside of the transmission housing 27 .
  • the ratchet wheel 22 is arranged in the torque flow 23 in such a way that it can prevent the motor vehicle 32 from rolling away.
  • the parking lock device 19 can be actuated here with at least one of the following operating elements:
  • an ignition button 54 (alternatively an ignition key).
  • the parking lock device 19 can preferably be actuated automatically, for example when the motor vehicle 32 is exited (for example after it has been locked), the parking lock 2 is automatically engaged.
  • the driving position can be maintained without current with little design effort and little installation space requirement.

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Abstract

Betätigungsaktuator (1) für eine Parksperre (2), aufweisend: ein Betätigungselement (5) welches von einer normalen Position in eine ausgelenkte Position axial bewegbar ist; ein erstes Energiespeicherelement (7) zum Übertragen einer Speicherkraft (9), wobei das Betätigungselement von der Speicherkraft in Richtung der normalen Position gezwungen wird; ein Stopperelement (10); eine zu dem Stopperelement korrespondierende Stopperkomponente (11); sowie ein Halteelement (12), welches zwischen einer gelösten Stellung und einer sperrenden Stellung bewegbar ist, wobei während sich das Betätigungselement in der ausgelenkten Position befindet mit dem Halteelement in der sperrenden Stellung das Stopperelement und die Stopperkomponente zueinander fixiert sind, wobei mittels des durch das Halteelement in der sperrenden Stellung fixierten Stopperelements, das Betätigungselement entgegen der Speicherkraft des ersten Energiespeicherelements in der ausgelenkten Position gehalten ist, wobei weiterhin ein zweites Energiespeicherelement (8) vorgesehen ist, mittels welchem das Halteelement in der sperrenden Stellung passiv haltbar ist.

Description

Betätiaunasaktuator für eine Parksperre
Die Erfindung betrifft einen Betätigungsaktuator für eine Parksperre, aufweisend:
- ein Axialtriebmittel zum Übertragen einer Axialkraft;
- ein Betätigungselement mit einer Betätigungsachse, welches mittels der Axialkraft des Axialtriebmittels von einer normalen Position in eine ausgelenkte Position axial bewegbar ist;
- ein erstes Energiespeicherelement zum Übertragen einer antagonistischen Speicherkraft, wobei das Betätigungselement von der Speicherkraft in Richtung der normalen Position gezwungen wird. Der Betätigungsaktuator ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin vorgesehen sind:
- ein Stopperelement;
- eine zu dem Stopperelement korrespondierende Stopperkomponente; sowie
- ein Halteelement, welches zwischen einer gelösten Stellung und einer sperrenden Stellung bewegbar ist, wobei während sich das Betätigungselement in der ausgelenkten Position befindet mit dem Halteelement in der sperrenden Stellung das Stopperelement und die Stopperkomponente zueinander fixiert sind, wobei mittels des durch das Halteelement in der sperrenden Stellung fixierten Stopperelements, das Betätigungselement entgegen der Speicherkraft des ersten Energiespeicherelements in der ausgelenkten Position gehalten ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Parksperre für eine Parksperrenvorrichtung eines Getriebes, eine Parksperrenvorrichtung mit einer solchen Parksperre, ein Getriebe mit einer solchen Parksperrenvorrichtung für einen Antriebsstrang, sowie einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe.
Parksperren sind beispielsweise aus der DE 102018 115548 A1 bekannt. Kraftfahrzeuge mit Parksperre, beispielsweise mit sogenannter by-wire Parksperre, in normal-gesperrter Konfiguration, also mit blockiertem Fahrwerk bei Systemausfall, müssen während der Fahrt unter ständiger Energieaufnahme aktiv offengehalten werden. Im Zuge der Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen ist der Energiebedarf aller Komponenten für die erzielbare Reichweite relevant und daher muss ein energieeffizienter Betrieb der Parksperre im Fahrtzustand des Kraftfahrzeugs angestrebt werden.
Aus der DE 102013213678 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung für eine Parksperreneinheit bekannt, bei welcher zum Sperren der Parksperreneinheit im offenen Betriebszustand ein geringer Haltestrom für einen Elektromagneten notwendig ist. Außerdem kann ein ungewolltes Öffnen der Parksperreneinheit durch ein Nichtschalten des Elektromagneten verhindert werden.
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.
Die Erfindung betrifft einen Betätigungsaktuator für eine Parksperre, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- ein Axialtriebmittel zum Übertragen einer Axialkraft;
- ein Betätigungselement mit einer Betätigungsachse, welches mittels der Axialkraft des Axialtriebmittels von einer normalen Position in eine ausgelenkte Position axial bewegbar ist;
- ein erstes Energiespeicherelement zum Übertragen einer zu der Axialkraft antagonistischen Speicherkraft, wobei das freie Betätigungselement von der Speicherkraft in Richtung der normalen Position gezwungen wird.
Der Betätigungsaktuator ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsaktuator weiterhin zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- ein Stopperelement;
- eine zu dem Stopperelement korrespondierende Stopperkomponente; sowie - ein Halteelement, welches zwischen einer gelösten Stellung und einer sperrenden Stellung bewegbar ist, wobei während sich das Betätigungselement in der ausgelenkten Position befindet mit dem Halteelement in der sperrenden Stellung das Stopperelement und die Stopperkomponente zueinander fixiert sind, wobei mittels des durch das Halteelement in der sperrenden Stellung fixierten Stopperelements, das Betätigungselement entgegen der Speicherkraft des ersten Energiespeicherelements in der ausgelenkten Position gehalten ist.
Es wird im Folgenden auf die genannte Betätigungsachse 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.
Der hier vorgeschlagene Betätigungsaktuator umfasst ein Axialtriebmittel, beispielsweise einen elektrischen Aktuator mit einem Spindeltrieb oder einen Nehmerkolben eines fluidischen, also pneumatischen oder hydraulischen, Betätigungssystems. Mittels des Axialtriebmittels ist entlang einer Betätigungsachse eine Axialkraft ausübbar und auf das Betätigungselement übertragbar. Das Betätigungselement ist beispielsweise ein Stößel beziehungsweise Stab, eine axial bewegbare Spindel oder eine axial bewegbare Spindelmutter. Das Betätigungselement ist zum Übertragen der Axialkraft des Axialtriebmittels auf einen Sperrmechanismus eingerichtet. Das Betätigungselement ist entlang einer Betätigungsachse bewegbar geführt, welches mittels des Axialtriebmittels von einer (normalen) ersten Position in eine (ausgelenkte) zweite Position axial bewegbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betätigungselement ausschließlich passiv von der zu der Axialkraft des Axialtriebmittels antagonistischen Speicherkraft des ersten Energiespeicherelements in die normale Position zurückführbar. Alternativ ist das Betätigungselement zusätzlich von dem Axialtriebmittel von der ausgelenkten Position in die normale Position zurückführbar. Die mittels des Betätigungselements übertragbare Axialkraft des Axialtriebmittels ist zum Überwinden einer antagonistischen Kraft des ersten Energiespeicherelements und eines Sperrmechanismus eingerichtet, wobei bevorzugt damit ein (normal-sperrender) Sperrmechanismus aus dem sperrenden Zustand in den freien Zustand überführbar ist. Alternativ ist umgekehrt ein (normal-offener) Sperrmechanismus aus dem freien Zustand in den sperrenden Zustand überführbar. Das (erste)
Energiespeicherelement ist beispielsweise als eine Schraubendruckfeder,
Tellerfeder, Magnetfeder oder Gasdruckfeder ausgeführt. Bevorzugt ist das erste Energiespeicherelement als Schraubendruckfeder mit zu der Betätigungsachse paralleler oder koaxialer Federachse ausgeführt.
Um nun den jeweiligen Zustand des Sperrmechanismus energiearm halten zu können, ist hier ein Stopperelement vorgeschlagen, welches mit einer korrespondierenden Stopperkomponente derart zusammenwirkend eingerichtet ist, dass eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung gebildet ist. In einer Ausführungsform ist das Stopperelement mit dem Axialtriebmittel beziehungsweise mit dem Betätigungselement fixiert sowie die Stopperkomponente zumindest während der ausgelenkten Position des Betätigungselements axial zu einem Gegenlager des Axialtriebmittels fixiert. Alternativ ist dies andersherum ausgeführt. In einer Ausführungsform ist das Stopperelement von zumindest einer Lasche mit einer Kontaktstelle gebildet, wobei die Kontaktstelle zum Aufbringen der Haltekraft mit der korrespondierenden Stopperkomponente in Kontakt bringbar ist. In einer Ausführungsform ist zusätzlich eine (bevorzugt schaltbare) magnetische (Stopper-) Kraft erzeugt, mit welcher die aus dem Formschluss und/oder Reibschluss resultierende Stopperkraft unterstützt ist. In einer Ausführungsform ist mit der Stopperkraft eine die Axialkraft ergänzende Kraft vorgehalten, und mittels der beziehungsweise während des Vohaltens der Stopperkraft die (erforderliche) Axialkraft zum Überwinden der oben genannten antagonistischen Speicherkraft reduzierbar und folglich die Energieaufnahme des Betätigungsaktuators reduziert. In einer anderen Ausführungsform ist die Stopperkraft (ohne die Mitwirkung des Halteelements) bis zu vernachlässigbar gering, wobei bevorzugt keine magnetische Kraft zwischen dem Stopperelement und der korrespondierenden Stopperkomponente vorgehalten ist.
Die (in der ausgelenkten Position fixierte) korrespondierende Stopperkomponente (beziehungsweise Stopperelement) ist in einer bevorzugten Ausführungsform axial fixiert und damit relativ zu dem Gegenlager des Axialtriebmittels (beispielsweise dem Fluidikzylinder eines Nehmerkolbens) fest. In einer alternativen Ausführungsform ist die korrespondierende Stopperkomponente mit dem Axialtriebmittel beziehungsweise mit dem Betätigungselement mitbewegbar und in der zweiten Position mittels eines Anschlags fixiert.
Die Stopperkraft muss für eine Sicherstellung der Einnahme des normalen Zustands der Parksperre (sei sie normal-sperrend oder normal-offen) geringer sein als die zu der Axialkraft des Axialtriebmittels antagonistische Speicherkraft des ersten Energiespeicherelements (gegebenenfalls in Summe mit der antagonistischen Kraft des Sperrmechanismus), wobei die antagonistische (Summen-) Kraft zum Überführen des Betätigungselements von der ausgelenkten Position in die normale Position übertragbar ist. Bei einer normal-sperrenden Konfiguration der Parksperre wird also aktiv von der Axialkraft die Parksperre von dem (normalen) sperrenden Zustand in den (abweichenden) freien Zustand überführt, wobei also die normale Position des Betätigungselements dem sperrenden Zustand (Park-Position) und die ausgelenkte Position dem freien Zustand (Fahrt-Position) entspricht. In der normalen Position muss oder wird keine Axialkraft ausgeübt, sodass von dem Axialtriebmittel keine externe Energieaufnahme notwendig ist. Die normale Position des Betätigungselements ist mittels der Speicherkraft des ersten
Energiespeicherelements gesichert. Zum Überführen des Betätigungselements in die ausgelenkte Position ist eine Axialkraft notwendig, wobei hierfür also eine externe Energieaufnahme notwendig ist.
Damit die Stopperkraft ausreichend ist, um das Betätigungselement in der ausgelenkten Position (beispielsweise Fahrt-Position bei einer Parksperre in normal sperrender Konfiguration) zu halten, ist hier vorgeschlagen, dass weiterhin ein Halteelement vorgesehen ist. Das Halteelement ist zwischen einer sperrenden Stellung und einer gelösten Stellung bewegbar. Mittels des Halteelements ist in der sperrenden Stellung der Zustand der korrespondierenden Stopperkomponente und des Stopperelements in dem Zustand fixiert, welcher der ausgelenkten Position des Betätigungselements entspricht. Dann ist also von dem Halteelement eine solche Kraft übertragen, dass die daraus resultierende Stopperkraft ausreichend ist, um die zu der Axialkraft des Axialtriebmittels antagonistische Kraft zu überwinden. Bei einem reinen Reibschluss zwischen dem Stopperelement und der korrespondierenden Stopperkomponente ist bevorzugt von dem Halteelement eine zusätzliche Haltekraft zum Steigern der Reibhaftung aufgebracht, besonders bevorzugt mittels einer Kulisse, beispielsweise einer Rampenform an dem Halteelement und/oder an dem Stopperelement. Zumindest ist von dem Halteelement ein Formschluss derart mit dem Stopperelement gebildet, dass das Stopperelement an einer Ausweichbewegung gehindert ist. Die Möglichkeit einer Ausweichbewegung (ohne Einwirken des Halteelements) ist gewollt, sodass sich die Verbindung zwischen dem Stopperelement und der korrespondierenden Stopperkomponente (unter dem Einfluss der antagonistischen Speicherkraft oder Summenkraft) selbsttätig löst, sobald das Halteelement sich in der gelösten Stellung befindet und die Axialkraft des Axialtriebmittels ausreichend gering, bevorzugt minimal (beispielsweise null oder negativ), ist.
In einer Ausführungsform ist die (korrespondierende) Stopperkomponente mittels eines Hinterschnitts (bezogen auf die Betätigungsachse), beispielsweise mittels einer Nut, gebildet. In einer Ausführungsform ist die Kontaktstelle des Stopperelements eine Erhebung, bevorzugt an einer Spitze des als Lasche ausgeführten Stopperelements, welche zum Bilden eines Formschlusses axial hinter den Hinterschnitt, beispielsweise eine Nut, versenkbar ist. In einer Ausführungsform ist das Stopperelement von zumindest einer Federlasche mit axialer Haupterstreckung und radialer Federrichtung gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist für eine Vermeidung von Kippkräften quer zu der Betätigungsachse eine zu der Betätigungsachse symmetrische Anordnung von Teilelementen des Stopperelements und der Stopperkomponente, sowie bevorzugt des Halteelements, gebildet, besonders bevorzugt eine Ring-artige Anordnung. Beispielsweise umfasst das Stopperelement eine Mehrzahl von (bevorzugt Feder-) Laschen und die korrespondierende Stopperkomponente eine komplementäre Aufnahme, beispielsweise eine umlaufende Gegenfläche beziehungsweise Hinterschnitt (beispielsweise Nut). Das Halteelement ist dann bevorzugt ebenfalls komplementär zu der Mehrzahl der Laschen oder Ring-förmig gebildet. Besonders bevorzugt ist das Halteelement radial außerhalb sowohl des Stopperelements, als auch der Stopperkomponente angeordnet. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Stopperkomponente radial innerhalb des Stopperelements angeordnet ist.
Es wird weiterhin in der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Betätigungsaktuators vorgesehen, dass weiterhin ein zweites Energiespeicherelement vorgesehen ist, mittels welchem das Halteelement in der sperrenden Stellung passiv haltbar ist.
In einer Ausführungsform ist das hiervorgeschlagene zweite Energiespeicherelement mittelbar oder unmittelbar an dem Gegenlager des Axialtriebmittels des Betätigungsaktuators abgestützt, sodass eine Vorhaltekraft auf das Halteelement ausgeübt ist. Das Halteelement ist somit passiv in der sperrenden Stellung vorgespannt und einzig aktiv in die gelöste Stellung überführbar. Für eine Parksperre in normal-sperrender Konfiguration ist der Betätigungsaktuator derart ausgelegt, dass bei einer Zufuhr von externer (beispielsweise elektrischer) Energie das Halteelement aus seiner sperrenden Stellung in seine gelöste Stellung übergeht und damit die axial von einem (passiv gesicherten) freien Zustand in den (normalen, also passiven) sperrenden Zustand überführt wird. Für eine Parksperre in normal offener Konfiguration gilt dies umgekehrt.
Als Gegenlager kann hier insbesondere ein Nehmerzylinder vorgesehen sein. Das zweite Energiespeicherelement kann entlang der Betätigungsachse axial zwischen dem Gehäuse des Nehmerzylinders und einem Nehmerkolben zum axialen Verlagern des Betätigungselement vorgesehen sein. Insbesondere kann das zweite Energiespeicherelement koaxial zur Betätigungsachse zwischen dem Nehmerzylindergehäuse und dem Halteelement angeordnet sein. Bei dem Nehmerzylindergehäuse kann es sich um den Gehäuseabschnitt handeln der der Parksperre, bzw. der Parksperrenklinke zugewandt ist. Insbesondere kann das zweite Energiespeicherelement ringförmig um die Betätigungsachse herum angeordnet sind. Mittels des zweiten Energiespeicherelements wird das Halteelement so inder sperrenden Stellung gehalten, dass keinerlei Energieaufnahme notwendig ist, um diese Stellung zu halten. Der geöffnete Betriebszustand der Parksperre kann dann ohne weiteren Energieverbrauch gehalten werden.
Wenn sich das Stopperelement und die Stopperkomponente in einem der ausgelenkten Position des Betätigungselements entsprechenden Zustand befinden, wird dann das Betätigungselement ohne externe Energieaufnahme (also passiv) in der zweiten Position gehalten. Sobald das Halteelement (aktiv und gegen die Vorhaltekraft des zweites Energiespeicherelements) in die gelöste Stellung überführt ist, lösen sich das Stopperelement und die Stopperkomponente voneinander, sofern nicht eine ausreichende (aktive) Axialkraft von dem Axialtriebmittel aufgebracht ist.
Im Falle einer Verrastung (Nut und Lasche) ist die Fixierung des Stopperelements aus der Stopperkomponente aufgehoben und das Stopperelement gleitet aufgrund der zu der Axialkraft antagonistischen Speicherkraft (eines ersten Energiespeicherelements) aus der Stopperkomponente heraus.
Das zweite Energiespeicherelement ist beispielsweise als eine Schraubendruckfeder, Tellerfeder, Magnetfeder oder Gasdruckfeder ausgeführt. Bevorzugt ist das zweite Energiespeicherelement als Schraubendruckfeder mit zu der Betätigungsachse paralleler oder koaxialer Federachse ausgeführt. Beispielsweise ist der Durchmesser des zweiten Energiespeicherelements durch den Durchmesser des Betätigungsaktuators und/oder von der Wandstärke des Halteelements begrenzt, sodass das Energiespeicherelement bevorzugt radial umlaufend auf das Halteelement wirkt. In einer anderen Ausführungsform umfasst das zweite Energiespeicherelement eine Mehrzahl separater Federn (bevorzugt Schraubendruckfedern), welche umlaufend angeordnet sind und jeweils punktuell auf das Halteelement wirken.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Betätigungsaktuators vorgeschlagen, dass das Stopperelement mit dem Betätigungselement fest verbunden ist, wobei bevorzugt das Stopperelement zumindest ein Federelement umfasst, wobei das Federelement ausschließlich in radialer Richtung auslenkbar ist.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass das Stopperelement mit dem Betätigungselement fest verbunden ist. Bei der fluidischen Ausführungsform des Betätigungsaktuators ist das Stopperelement bevorzugt mit dem Nehmerkolben fest verbunden, sodass das Stopperelement axial mitbewegt ist, wenn das Betätigungselement mittels des Axialtriebmittels von der normalen Position in die ausgelenkte Position überführt wird. Bei der Ausführungsform des Betätigungsaktuators mit einer elektrischen Antriebsmaschine ist das Stopperelement dann mit einem Absatz oder mit der axial bewegbaren Spindel beziehungsweise der axial-bewegbaren Spindelmutter axial fixiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist für eine Vermeidung von Kippkräften quer zu der Betätigungsachse eine zu der Betätigungsachse symmetrische Anordnung von Teilelementen des Stopperelements und der Stopperkomponente, sowie bevorzugt des Halteelements, gebildet, besonders bevorzugt eine Ring-artige Anordnung. Beispielsweise umfasst das Stopperelement eine Mehrzahl von (bevorzugt Feder-) Laschen und die korrespondierende Stopperkomponente eine komplementäre Aufnahme, beispielsweise eine umlaufende Gegenfläche beziehungsweise Hinterschnitt (beispielsweise Nut). Das Halteelement ist dann bevorzugt ebenfalls komplementär zu der Mehrzahl der Laschen oder Ring-förmig gebildet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Stopperelement zumindest ein Federelement, beispielsweise einen (ausreichend elastischen) Vorsprung mit bevorzugt radialer Ausdehnung zwischen der Befestigungsstelle und der Kontaktstelle zu der korrespondierenden Stopperkomponente.
Das zumindest eine Federelement ist beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Federblech, hergestellt. In einer anderen Ausführungsform ist das Federelement aus einem Kunststoff hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Federelement von dem Stopperelement einstückig umfasst.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Federelement ausschließlich in radialer Richtung auslenkbar. Das bedeutet, dass im Betrieb des Betätigungsaktuators und damit einer axialen Bewegung des Stopperelements nur eine geringe (radiale) Kraft vorgehalten werden muss, um das Betätigungselement in der ausgelenkten Position zu halten.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Betätigungsaktuators vorgeschlagen, dass von der Stopperkomponente zusammen mit dem Stopperelement ein Schnappverschluss gebildet ist.
Beispielsweise ist der Schnappverschluss in Form eines Flakens beziehungsweise Flinterschnitts oder einer Rastiernut und einem Federelement in Form von einer Federlasche ausgeführt. Die korrespondierende Stopperkomponente umfasst also einen Hinterschnitt oder eine Rastiernut beziehungsweise einen (gefederten oder ungefederten) Haken. Das Stopperelement umfasst komplementär einen (gefederten oder ungefederten) Haken beziehungsweise einen Hinterschnitt oder eine Rastiernut. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stopperkomponente beispielsweise Hülsen-artig ausgeführt und koaxial zur Betätigungsachse positioniert. Bevorzugt ist (gesehen in der relativen Bewegungsrichtung von der normalen Position hin zu der ausgelenkten Position) vor dem Hinterschnitt oder vor der Rastiernut eine radial herausragende Erhebung oder ein umlaufender Flansch (bevorzugt zumindest einseitig mit einer Rampe) vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist an dem (gefederten oder ungefederten) Haken in Richtung der relativen Bewegungsrichtung vorne eine Rampe und bevorzugt auch hinten eine Rampe vorgesehen. Mit den Rampen sind die notwendigen Kräfte gering. Eine Rampe ist beispielsweise linear ansteigend oder als Rundung ausgeführt.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Betätigungsaktuators vorgeschlagen, dass weiterhin ein Hubmagnet mit einer Spule und einem mittels einer von der Spule erzeugbaren Magnetkraft axial bewegbaren Hubkolben vorgesehen ist, wobei das Halteelement mit dem axial bewegbaren Hubkolben fest verbunden ist; und/oder wobei das Betätigungselement unabhängig von dem Axialtriebmittel in der ausgelenkten Position fixierbar ist.
Hier ist in einer Ausführungsform vorgeschlagen, dass weiterhin ein Hubmagnet mit einer Spule und einem mittels einer von der Spule erzeugbaren Magnetkraft axial bewegbaren Hubkolben vorgesehen ist, wobei das Halteelement mit dem axial bewegbaren Hubkolben fest verbunden ist. Somit ist mit einer Bestromung der Spule ein solches Magnetfeld mit einer auf das Halteelement resultierenden Magnetkraft (abschaltbar) induzierbar, sodass bei Anliegen der Magnetkraft das Halteelement aus der sperrenden Stellung in die gelöste Stellung überführt wird. Die Magentkraft kann wenigstens teilweise einer Vorhaltekraft des zweiten Energiespeicherlements entgegengerichtet sein. Damit ist eine elektronische Schaltbarkeit des Fixierens des Betätigungselements in der ausgelenkten Position geschaffen. In einer Ausführungsform sind das Halteelement und der Hubkolben einstückig miteinander gebildet.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Hubmagnet, das zweite Energiespeicherelement und das Halteelement alle ringförmig aufgebaut, koaxial zur Betätigungsachse und axial zwischen dem Axialtriebmittel oder Nehmerkolben und dem, der Parksperre, bzw. Parksperrenklinke zugewandten Gehäusewand des Gehäuses des Axialtriebmittels, bzw. des Nehmerzylinders angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich ist in einer Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Betätigungselement unabhängig von dem Axialtriebmittel in der ausgelenkten Position (bevorzugt der Fahrt-Position) fixierbar ist. Dazu sind das Betätigungselement und das Axialtriebmittel mehrteilig, bevorzugt zweiteilig, ausgeführt. Damit lässt sich das Betätigungselement, beispielsweise in einem Passivzustand des Kraftfahrzeugs, (bevorzugt von einem Entriegelungselement) in die ausgelenkte Position überführen, ohne dabei das Axialtriebmittel mitführen zu müssen beziehungsweise das Axialtriebmittel wieder jene der normalen Position entsprechende Lage einnehmen kann, während das Betätigungselement in der ausgelenkten Position verbleibt.
In einer Ausführungsform ist das Betätigungselement derart eingerichtet, dass es selbsthemmend in der ausgelenkten Position verbleibt, beispielsweise mittels des Stopperelements, der Stopperkomponente und des Halteelements. Alternativ ist ein weiteres Mittel zum Halten des (separaten) Betätigungselements vorgesehen. In letzterem Fall ist bevorzugt das Axialtriebmittel selbst mittels des Stopperelements, der Stopperkomponente und des Halteelements in der ausgelenkten Position haltbar und das Betätigungselement ist dann einzig mittelbar über das Axialtriebmittel in der ausgelenkten Position fixiert. Das Betätigungselement ist dann nicht nur separat von dem Axialtriebmittel, sondern zudem separat in der ausgelenkten Position fixierbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Parksperre für eine Parksperrenvorrichtung eines Getriebes vorgeschlagen, 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 Betätigungsaktuator nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei in der ausgelenkten Position des Betätigungselements der Sperrmechanismus aus dem sperrenden Zustand herausgeführt ist und wobei die normale Position des Betätigungselements dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus entspricht. Die hier vorgeschlagene Parksperre ist derart eingerichtet, dass der Sperrmechanismus das Sperrenrad in einem sperrenden Zustand blockiert und nur in einem freien Zustand das Sperrenrad von dem Sperrmechanismus freigegeben ist. In dem freien Zustand ist das Sperrenrad frei rotierbar, beispielsweise eingesetzt in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs, das Kraftfahrzeug ist dann rollbar. Es sei darauf hingewiesen, dass das Sperrenrad in einem Drehmomentfluss eines Getriebes integriert ist. Ist das Betätigungselement in den sperrenden Zustand hereingeführt, erfolgt mittels des Sperrmechanismus eine Sperrung des Drehmomentflusses und das Getriebe ist blockiert. In dem sperrenden Zustand des Sperrenrads ist in einem solchen Einsatz in einem Getriebe das Kraftfahrzeug also nicht rollbar. Die Parksperre umfasst einen Betätigungsaktuator mit einem Betätigungselement, welches mit dem Sperrmechanismus verbunden ist. Dabei ist das Betätigungselement derart mit dem Sperrmechanismus verbunden, dass mit dem Betätigungselement in der ausgelenkten Position der von dem normalen Zustand abweichenden Zustand im Sperrmechanismus vorliegt. Bei einer Parksperre in normal-sperrender Konfiguration ist also mittels des Betätigungsaktuator aktiv der freie Zustand herbeiführbar. Der von dem normalen Zustand abweichende Zustand muss jedoch nicht aktiv (also unter externer Energieaufnahme) gehalten werden, sondern wird passiv von dem Stopperelement und der Stopperkomponente mit Unterstützung des Halteelements gehalten. Beispielsweise indem die (rein optionale) Spule des oben beschriebenen Hubmagnets bestromt wird, wird das Stopperelement von der Stopperkomponente getrennt und somit (bevorzugt passiv) das Betätigungselement von der ausgelenkten Position in die normale Position überführt. Der Sperrmechanismus ist somit frei von dem abweichenden Zustand in den normalen Zustand zurückzukehren.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass weiterhin ein Entriegelungselement vorgesehen ist, welches zwischen einer normalen Position und einer entriegelnden Position bewegbar ist, wobei in der entriegelnden Position der freie Zustand des Sperrmechanismus gehalten ist und in der normalen Position die normal-sperrende Funktion der Parksperre sichergestellt ist. Die Parksperre ist beispielsweise elektrisch und/oder fluidisch, beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch, aktuiert und bei einem Ausfall der Elektronik beziehungsweise einem Abfall eines fluidischen Drucks beziehungsweise fluidischen Volumens, wird der Sperrmechanismus in den normalen (bevorzugt sperrenden) Zustand überführt. Bei einer Parksperre in normal-sperrender Konfiguration ist dann das Sperrenrad blockiert. Um dies während eines Passivzustands (beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug während der Fertigung, des Transports oder in einer Werkstatt) abzuschalten, ist hier vorgeschlagen, dass ein Entriegelungselement vorgesehen ist, welches zwischen zwei Positionen (beispielsweise als Schwenkhebel ausgeführt um eine Schwenkachse gelagert) bewegbar ist. Dabei ist das Entriegelungselement derart eingerichtet, dass mit dem Entriegelungselement in der entriegelnden Position ohne externe Energieaufnahme der abweichende (beispielsweise freie) Zustand des Sperrmechanismus haltbar ist. In diesem Passivzustand ist damit sichergestellt, dass, wenn die (normal-sperrende)
Parksperre in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, das Kraftfahrzeug weiterhin rollbar bleibt. Um diesen Passivzustand aufzuheben, welcher im Betrieb der Parksperre eben unerwünscht ist, ist das Entriegelungselement wieder (bevorzugt wiederholt) deaktivierbar, also in die normale Position überführbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zusätzlich ein Feststellelement vorgesehen. Das Feststellelement ist dazu eingerichtet, das Entriegelungselement in der entriegelnden Position zu halten. Wenn das Feststellelement das Entriegelungselement nicht in der entriegelnden Position hält, ist der freie Zustand des Sperrmechanismus von dem Entriegelungselement nicht (passiv) haltbar. Das heißt, dass die entriegelnde Position der abweichende (und damit bei einer Parksperre in normal-sperrender Konfiguration der freie) Zustand des Sperrmechanismus einzig im Zusammenwirken von dem Entriegelungselement und dem Feststellelement (dauerhaft) einstellbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Parksperrenvorrichtung vorgeschlagen, aufweisend 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.
Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung umfasst eine Parksperre und ein korrespondierendes Sperrenrad. Das Sperrenrad ist in einen sperrbaren Drehmomentfluss eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt in ein Getriebe, integriert und gemäß vorhergehender Beschreibung blockierbar.
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. Das Sperrenrad ist im Einbau in einem Antriebsstrang beispielsweise eines Kraftfahrzeugs 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.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Getriebe für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, 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, wobei der Sperrmechanismus der Parksperre, bevorzugt vollständig, besonders bevorzugt die gesamte Parksperrenvorrichtung, in dem Getrieberaum angeordnet ist. Das Getriebe, beispielsweise ein Automatikgetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, 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. Im 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 (bei einer Rekuperation) 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.
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, wobei die zumindest eine Antriebsmaschine und der zumindest eine Verbraucher mittels des Getriebes drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei ein Drehmomentübertragen zwischen der Antriebsmaschine und dem zumindest einen Verbraucher mittels der Parksperrenvorrichtung in dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus unterbunden ist.
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 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.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst ein Getriebe, welches eine solche Parksperrenvorrichtung aufweist, mit welcher sowohl die Fahrt-Position (freier Zustand) als auch die Park-Position (sperrender Zustand) passiv, also ohne externe Energieaufnahme, haltbar ist. Zudem ist mit einer sehr geringen Leistungsaufnahme (beispielsweise der Spule des rein optionalen Hubmagnets) der abweichende (beispielsweise freie) Zustand der Parksperre wieder aufhebbar und somit auch bei einem Ausfall der Elektronik die Einnahme des normalen (beispielsweise sperrenden) Zustands der Parksperre in nahezu allen Fällen sichergestellt, beispielsweise mittels eines lokalen elektrischen Kondensators als Notspeicher. Das Getriebe ist mit gleichem Bauraum und mit nur geringfügigen Zusatzkosten im Vergleich zu einer Parksperrenvorrichtung ohne die Möglichkeit zur Entriegelung ausführbar. Zudem ist die Sicherheit hoch, dass der Antriebsstrang nur dann in Betrieb genommen wird, solange die Parksperrenvorrichtung entriegelt ist.
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 abgebbar ist, und ein Rollen des Kraftfahrzeugs mittels der Parksperrenvorrichtung in dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus unterbunden ist. 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.
Eine Drehbewegung des zumindest einen Vortriebsrads ist in einer Parkschaltstellung nur möglich, wenn die Parksperre (und die gesetzlich vorgeschriebene Parkbremse) gelöst sind. Im Übrigen wird auf die obige Beschreibung zu der Parksperrenvorrichtung verwiesen.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst ein Getriebe, welches eine solche Parksperrenvorrichtung aufweist, mit welcher sowohl die Fahrt-Position (freier Zustand) als auch die Park-Position (sperrender Zustand) passiv, also ohne externe Energieaufnahme, haltbar ist. Zudem ist mit einer sehr geringen Leistungsaufnahme (beispielsweise der Spule des rein optionalen Hubmagnets) der abweichende (beispielsweise freie) Zustand der Parksperre wieder aufhebbar und somit auch bei einem Ausfall der Elektronik die Einnahme des normalen (beispielsweise sperrenden) Zustands der Parksperre in nahezu allen Fällen sichergestellt, beispielsweise mittels eines lokalen elektrischen Kondensators als Notspeicher. Das Getriebe ist mit gleichem Bauraum und mit nur geringfügigen Zusatzkosten im Vergleich zu einer Parksperrenvorrichtung ohne die Möglichkeit zur Entriegelung ausführbar. Zudem ist die Sicherheit hoch, dass der Antriebsstrang nur dann in Betrieb genommen wird, solange die Parksperrenvorrichtung entriegelt ist.
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
Fig. 1 : ein Sperrmechanismus einer Parksperre im sperrenden Zustand;
Fig. 2: ein Betätigungsaktuator mit einem Betätigungselement in der ausgelenkten Position;
Fig. 3: ein Betätigungsaktuator nach Fig. 2 mit dem Betätigungselement in normaler Position;
Fig. 4: ein Flalteelement mit einer Stopperkomponente;
Fig. 5: das Flalteelement nach Fig. 4 in der sperrenden Stellung;
Fig. 6: das Flalteelement nach Fig. 4 und Fig. 5 in einer sich lösenden Stellung; und Fig. 7: ein Antriebsstrang mit einer Parksperrenvorrichtung in einem Kraftfahrzeug.
In Fig. 1 ist ein Sperrmechanismus 21 einer Parksperre 2 (vergleiche Fig. 7) in einer normal-sperrenden Konfiguration in einem sperrenden Zustand in einer schematischen Seitenansicht mit einem Sperrenrad 22 dargestellt. Der Sperrmechanismus 21 umfasst eine Parksperrenklinke 33, welche um ihre Klinkenachse 34 rotierbar gelagert ist und hier im sperrenden Zustand gezeigt ist. Wenn der Sperrmechanismus 21 in den sperrenden Zustand überführt ist, greift die Parksperrenklinke 33 formschlüssig in das Sperrenrad 22 ein, sodass das Sperrenrad 22 blockiert ist. Dann ist eine Traverse 35 von einer Vorspannfeder 36 (hier als Druckfeder dargestellt) in eine solche Position gezwungen, dass hier (rein optional mittels der Abstützung der Traverse 35 an einem festen Gestell 37, beispielsweise Bestandteil eines Getriebegehäuses 27, vergleiche Fig. 7) die Parksperrenklinke 33 in dem sperrenden Zustand (Zahn-in-Lücke-Eingriff an dem Sperrenrad 22) geometrisch blockiert ist. In einem hier nicht gezeigten freien Zustand der Traverse 35 ist die Vorspannfeder 36 gespannt (hier darstellungsgemäß nach links zusammengedrückt). Bei dieser Ausführungsform wird die Parksperrenklinke 33 mittels einer Freistellfeder 38 (beispielsweise eine Schenkelfeder oder Druckfeder) aus einer Zahnlücke des Sperrenrads 22 herausgehoben. In dem normalen Zustand ist die Parksperrenklinke 33 einzig derart aus dem eingreifenden (sperrenden) Zustand in den freien Zustand überführbar, indem ein Betätigungselement 5 (hier darstellungsgemäß rechts angedeutet) eines Betätigungsaktuators 1 aktiv mit einer Axialkraft 4 entgegengesetzt der Vorspannung mittels der Vorspannfeder 36 gegen die Traverse 35 wirkt (darstellungsgemäß nach links) und die Vorspannfeder 36 spannt. Der Betätigungsaktuator 1 ist beispielsweise wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt ausgeführt. Die Parksperrenklinke 33 bleibt also, solange die Traverse 35 von dem Betätigungselement 5 des Betätigungsaktuators 1 ausgelenkt ist, in dem freien Zustand und das Sperrenrad 22 ist frei um seine Radachse 39 rotierbar.
In dieser vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Parksperre 2 rein optional weiterhin ein Entriegelungselement 24, welches in der gezeigten Ausführungsform ein um eine Schwenkachse 40 verschwenkbarer Flebel ist. Rein optional verläuft die Schwenkachse 40 senkrecht zu der Betätigungsachse 6. Das hier gezeigte Entriegelungselement 24 wirkt mit seiner Betätigungsspitze 41 (rein optional unmittelbar) auf die Traverse 35, sodass bei dieser Ausführungsform mit einem Schwenken im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 40 die Parksperrenklinke 33 aus dem eingreifenden (sperrenden) Zustand in den freien Zustand überführbar ist. Das Betätigungselement 5 kann dabei in seiner normalen Position (Park-Position) verbleiben.
In Fig. 2 ist ein Betätigungsaktuator 1 mit einem Betätigungselement 5 in einer ausgelenkten Position in einer schematischen Schnittansicht gezeigt. Der Betätigungsaktuator 1 ist beispielsweise zum Betätigen eines Sperrmechanismus 21 gemäß Fig. 1 eingerichtet. Das Betätigungselement 5 ist entlang einer Betätigungsachse 6 aktiv mittels eines Axialtriebmittels 3 bewegbar, sodass darstellungsgemäß das Betätigungselement 5 von rechts nach links bewegbar ist. Das Axialtriebmittel 3 ist hier als fluidische, bevorzugt hydraulische, Nehmereinheit ausgeführt. Dabei wird ein Nehmerkolben 42 in einem Nehmerzylinder 43 (Gegenlager 44) von einem Fluid gesteuert von einer normalen (hier ersten) Position in eine ausgelenkte (hier zweite) Position gedrückt. Die resultierende Axialkraft 4 zwingt somit das Betätigungselement 5 darstellungsgemäß nach links. Hierbei ist von dem Nehmereinheit keine Zugkraft auf das Betätigungselement 5 übertragbar. Vielmehr ist das Betätigungselement 5 mittels eines ersten Energiespeicherelements 7 (hier einer koaxial zu der Betätigungsachse 6 angeordneten Schraubendruckfeder) darstellungsgemäß nach rechts vorgespannt.
Es ist also von dem ersten Energiespeicherelement 7 eine zu der Axialkraft 4 antagonistische Speicherkraft 9 auf den Nehmerkolben 42 und somit auf das Betätigungselement 5 ausgeübt. Ohne externe Energieaufnahme (hier in Form von einem fluidischen Druck) wird von dem Betätigungselement 5 also (passiv) die normale Position (vergleiche Fig. 3) eingenommen.
Hier ist ein Stopperelement 10 vorgesehen, welches mit dem Axialtriebmittel 3 fest verbunden ist. Das Stopperelement 10 ist hier als Rastelement, genauer als (Mehrzahl von) Federlaschen, mit einer Kontaktstelle ausgeführt. Die korrespondierende Stopperkomponente 11 ist mit dem Gegenlager 44 des Axialtriebmittels 3 fest verbunden. Die Stopperkomponente 11 ist hier als komplementäre Rastaufnahme ausgeführt, wobei die Kontaktstelle des Stopperelements 10 mittels eines entsprechenden Hinterschnitts haltbar ist. Das Stopperelement 10 gleitet also, wenn eine ausreichende Axialkraft 4 des Axialtriebmittels 3 anliegt, in die hier als Hinterschnitt ausgeführte Stopperkomponente 11 hinein (Formschluss), bevorzugt nach Art eines Schnappverschlusses. Die Stopperkraft 45 ist hierbei derart gering, dass damit allein keine Sicherung gegen die Speicherkraft 9 des ersten Energiespeicherelements 7 erzeugbar ist. Vielmehr ist die Speicherkraft 9 derart groß, dass die Verbindung zwischen dem Stopperelement 10 und der Stopperkomponente 11 damit lösbar ist, sodass das Betätigungselement 5 passiv in die normale Position überführt wird.
Wenn keine ausreichende Axialkraft 4 erzeugt ist, gleitet das Stopperelement 10 aus der Stopperkomponente 11 heraus und das Betätigungselement 5 nimmt die normale Position ein.
Weil in einem Kraftfahrzeug 32 die ausgelenkte Position (mit dem Sperrmechanismus 21 gemäß Fig. 1 Fahrt-Position) im Betrieb ein dauerhafter Zustand ist, ist hier eine geringe oder keine externe Energieaufnahme gewünscht. Dafür ist hier ein Halteelement 12 vorgesehen. Mittels des Halteelements 12 ist das Stopperelement 10 (zumindest zusätzlich) gegen ein Herausgleiten während der ausgelenkten Position gesichert, hier mittels Formschluss (Schnappverschluss). Die Haltekraft 46 des Halteelements 12 ist ausreichend, um die Verbindung zwischen dem Stopperelement 10 und der Stopperkomponente 11 entgegen der Speicherkraft 9 des ersten Energiespeicherelements 7 zu fixieren.
Das Halteelement 12 selbst ist bei dieser Ausführungsform mittels eines zweiten Energiespeicherelements 8 in die gezeigte sperrende Stellung mittels einer Vorhaltekraft 47 vorgespannt und sichert so die Kontaktstelle der Federlasche (Stopperelement 10) in der Rastiernut (Stopperkomponente 11). Wenn die Spule 14 bestromt wird, wird ein solches Magnetfeld erzeugt, dass eine in Richtung der Axialkraft 4 weisende Magnetkraft 15 auf den Hubkolben 16 und somit auf das damit einstückig gebildete Halteelement 12 aufgebracht wird. Die Vorhaltekraft 47 wird überwunden und das Stopperelement 10 löst sich von der Stopperkomponente 11, wenn eine ausreichend geringe (beispielsweise eine vernachlässigbare) Axialkraft 4 aufgebracht ist. Infolge der Speicherkraft 9 des ersten Energiespeicherelements 7 wird das Betätigungselement 5 wieder in die normale Position überführt.
Weiterhin ist in der gezeigten Ausführungsform (rein optional) ein Magnetfeldsensor 18 und ein Positionsmagnet 17 (Permanentmagnet) vorgesehen, wobei der Magnetfeldsensor 18 relativ zu dem Gegenlager 44 des Axialtriebmittels 3 fixiert ist und der Positionsmagnet 17 in das Betätigungselement 5 integriert ist.
Damit ist die Position des Betätigungselements 5 elektronisch erfassbar beziehungsweise ermittelbar.
In Fig. 3 ist ein Betätigungsaktuator 1 nach Fig. 2 mit dem Betätigungselement 5 in normaler Position gezeigt. Der Nehmerkolben 42 ist mittels der Speicherkraft 9 des ersten Energiespeicherelements 7 in die normale Position zurückgeführt. Die (rein optionale) Ausführungsform des Stopperelements 10 als Mehrzahl von koaxial zu der Betätigungsachse 6 angeordneten Federlaschen, welche hier mit dem Nehmerkolben 42 fest verbunden sind, ist hier gut erkennbar. Weiterhin ist die (rein optionale) Ausführungsform des Halteelements 12 als umlaufender Ring nachvollziehbar. Es sei darauf hingewiesen, dass sich das Halteelement 12 wieder in der sperrenden Stellung befindet, also die Spule 14 unbestromt beziehungsweise ausreichend gering bestromt ist, sodass die Vorhaltekraft 47 das Halteelement 12 in die sperrende Stellung überführt. Die Axialkraft 4 ist in der Lage, die Vorhaltekraft 47 zu überwinden und somit das Stopperelement 10 mit der Stopperkomponente 11 zu verrasten, woraufhin das Halteelement 12 wieder in die sperrende Stellung zurückkehrt. Der ganze Vorgang ist ohne Betätigung der Spule 14 ausführbar.
In Fig. 4 ist ein Halteelement 12 mit einer Stopperkomponente 11, welche als Rastaufnahme ausgeführt ist, und einem Stopperelement 10, welches als Rastelement, genauer als Schnapphaken ausgeführt ist, in einer schematischen Schnittansicht gezeigt. Die Rastaufnahme (Stopperkomponente 11) ist derart ausgeführt, dass ein korrespondierendes Rastelement (Stopperelement 10) aufnehmbar ist. Das Halteelement 12 ist zum Fixieren des Stopperelements 10 in der Stopperkomponente 11 eingerichtet und von der Vorhaltekraft 47 des zweiten Energiespeicherelements 8 darstellungsgemäß nach rechts vorgespannt und von der Magnetkraft 15 des Hubmagnets 13 darstellungsgemäß nach links bewegbar (vergleiche Fig. 2 und Fig. 3).
In Fig. 5 ist das Halteelement 12 nach Fig. 4 in der sperrenden Stellung gezeigt. Die Haltekraft 46 des Halteelements 12 resultiert aus der das Halteelement 12 führenden Anlage, wenn das Halteelement 12 mittels der Vorhaltekraft 47 in der gezeigten relativen (sperrenden) Stellung gehalten ist, während das Stopperelement 10 in der Stopperkomponente 11 aufgenommen ist. Damit ist das Betätigungselement 5 in der ausgelenkten Position axial fixiert, ohne dass eine externe Energieaufnahme notwendig ist.
In Fig. 6 ist das Halteelement 12 nach Fig. 4 und Fig. 5 in einer sich lösenden Stellung gezeigt. Die Haltekraft 46 des Halteelements 12 ist aufgehoben, indem von der Magnetkraft 15 die Vorhaltekraft 47 des zweiten Energiespeicherelements 8 überwunden ist. Bei ausbleibender (oder zu geringer) Axialkraft 4 wird nun das Betätigungselement 5 wieder aus der ausgelenkten Position herausgeführt, weil die Speicherkraft 9 des ersten Energiespeicherelements 7 eine radiale Auslenkung des Stopperelements 10 bewirkt und sich das Stopperelement 10 aus der Stopperkomponente 11 löst.
In Fig. 7 ist rein schematisch ein Kraftfahrzeug 32 mit einem Antriebsstrang 25 in einer Draufsicht gezeigt, wobei eine Antriebsmaschine 29, hier optional als elektrische Antriebsmaschine 29 dargestellt, senkrecht zu einer Längsachse 49, entlang einer Motorachse 50 angeordnet ist. Die Motorachse 50 ist in Fahrtrichtung vor einer Fahrerkabine 51 des Kraftfahrzeugs 32 angeordnet. Der Antriebsstrang 25 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 32 mittels Antreiben eines linken Vortriebsrads 30 und eines rechten Vortriebsrads 31 (hier optional der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 32) mittels einer Drehmomentabgabe von der Antriebsmaschine 29 über ein Getriebe 20 eingerichtet, und so ein gestrichelt dargestellter Drehmomentfluss 23 (hier mit der Richtung entsprechend einem Zugmoment dargestellt) gebildet. Beispielsweise ist ein
Drehmomentübertragungsgetriebe 26 ein Teil eines Getriebes 20, welches mittels eines Getriebeschalthebels 52 in der Fahrerkabine 51 von einem Fahrzeugfahrer schaltbar ist.
In dem Drehmomentfluss 23 ist nun eine Parksperrenvorrichtung 19 angeordnet, womit das linke Vortriebsrad 30 und das rechte Vortriebsrad 31 blockierbar sind. Die Parksperrenvorrichtung 19 umfasst ein Sperrenrad 22, beispielsweise ein Getrieberad des Drehmomentübertragungsgetriebes 26 des Getriebes 20 oder ein zusätzliches Rad des Drehmomentübertragungsgetriebes 26, und eine Parksperre 2, wobei die Parksperre 2 einen Sperrmechanismus 21 und einen Betätigungsaktuator 1 umfasst. Der Sperrmechanismus 21 ist beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt ausgeführt. Hier ist eine Ausführungsform der Parksperrenvorrichtung 19 gezeigt, bei welcher (optional) der Sperrmechanismus 21 innerhalb des Getrieberaums 28 in einem Getriebegehäuse 27 des Getriebes 20 und der Betätigungsaktuator 1 außerhalb des Getriebegehäuses 27 angeordnet ist. Das Sperrenrad 22 ist in dem Drehmomentfluss 23 derart angeordnet, dass dadurch ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs 32 verhinderbar ist. Die Parksperrenvorrichtung 19 ist hier mit zumindest einem der folgenden Bedienelemente betätigbar:
- von einem Getriebeschalthebel 52, beispielsweise mittels einer Parkschaltstellung "P",
- einem Parkhebel 53; und/oder
- einem Zündknopf 54 (alternativ einem Zündschlüssel).
Weiterhin ist bevorzugt die Parksperrenvorrichtung 19 automatisiert betätigbar beispielsweise wird beim Verlassen des Kraftfahrzeugs 32 (beispielsweise nach Abschließen) die Parksperre 2 selbsttätig eingelegt.
Mit dem hier vorgeschlagenen Betätigungsaktuator ist mit geringem konstruktivem Aufwand und geringer Bauraumanforderung die Fahrt-Position stromlos haltbar.
Bezuqszeichenliste
1 Betätigungsaktuator 32 Kraftfahrzeug
2 Parksperre 33 Parksperrenklinke
3 Axialtriebmittel 34 Klinkenachse
4 Axialkraft 35 Traverse
5 Betätigungselement 36 Vorspannfeder
6 Betätigungsachse 37 Gestell
7 erstes Energiespeicherelement 38 Freistellfeder (Stößel) 39 Radachse
8 zweites Energiespeicherelement 40 Schwenkachse (Halteelement) 41 Betätigungsspitze
9 Speicherkraft 42 Nehmerkolben
10 Stopperelement 43 Nehmerzylinder
11 Stopperkomponente 44 Gegenlager
12 Halteelement 45 Stopperkraft
13 Hubmagnet 46 Haltekraft
14 Spule 47 Vorhaltekraft
15 Magnetkraft 48 Rampe
16 Hubkolben 49 Längsachse
17 Positionsmagnet 50 Motorachse
18 Magnetfeldsensor 51 Fahrerkabine
19 Parksperrenvorrichtung 52 Getriebeschalthebel
20 Getriebe 53 Parkhebel
21 Sperrmechanismus 54 Zündknopf
22 Sperrenrad 55 Axialspalt
23 Drehmomentfluss
24 Entriegelungselement
25 Antriebsstrang
26 Drehmomentübertragungsgetriebe
27 Getriebegehäuse
28 Getrieberaum
29 Antriebsmaschine
30 linkes Vortriebsrad
31 rechtes Vortriebsrad

Claims

Patentansprüche
1. Betätigungsaktuator (1 ) für eine Parksperre (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- ein Axialtriebmittel (3) zum Übertragen einer Axialkraft (4);
- ein Betätigungselement (5) mit einer Betätigungsachse (6), welches mittels der Axialkraft (4) des Axialtriebmittels (3) von einer normalen Position in eine ausgelenkte Position axial bewegbar ist;
- ein erstes Energiespeicherelement (7) zum Übertragen einer zu der Axialkraft (4) antagonistischen Speicherkraft (9), wobei das freie Betätigungselement (5) von der Speicherkraft (9) in Richtung der normalen Position gezwungen wird, wobei der Betätigungsaktuator (1) weiterhin zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- ein Stopperelement (10);
- eine zu dem Stopperelement (10) korrespondierende Stopperkomponente (11); sowie
- ein Halteelement (12), welches zwischen einer gelösten Stellung und einer sperrenden Stellung bewegbar ist, wobei während sich das Betätigungselement (5) in der ausgelenkten Position befindet mit dem Halteelement (12) in der sperrenden Stellung das Stopperelement (10) und die Stopperkomponente (11 ) zueinander fixiert sind, wobei mittels des durch das Halteelement (12) in der sperrenden Stellung fixierten Stopperelements (10), das Betätigungselement (5) entgegen der Speicherkraft (9) des ersten Energiespeicherelements (7) in der ausgelenkten Position gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein zweites Energiespeicherelement (8) vorgesehen ist, mittels welchem das Halteelement (12) in der sperrenden Stellung passiv haltbar ist.
2. Betätigungsaktuator (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das Stopperelement (10) mit dem Betätigungselement (5) fest verbunden ist, wobei bevorzugt das Stopperelement (10) zumindest ein Federelement umfasst, wobei das Federelement ausschließlich in radialer Richtung auslenkbar ist, und von der Stopperkomponente (11 ) zusammen mit dem Stopperelement (10) ein Schnappverschluss gebildet ist.
3. Betätigungsaktuator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin ein Flubmagnet (13) mit einer Spule (14) und einem mittels einer von der Spule (14) erzeugbaren Magnetkraft (15) axial bewegbaren Hubkolben (16) vorgesehen ist, wobei das Halteelement (12) mit dem axial bewegbaren Hubkolben (16) fest verbunden ist;
4. Betätigungsaktuator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betätigungselement (5) unabhängig von dem Axialtriebmittel (3) in der ausgelenkten Position fixierbar ist.
5. Betätigungsaktuator (1) nach den Ansprüchen 1 und 3, wobei das Axialtriebmittel (3) innerhalb eines Gehäuses (42) angeordnet ist, das Gehäuse (42) eine vordere Gehäusefläche mit Durchgang für das Betätigungselement (5) umfasst, das Betätigungselement (5) entlang der Betätigungsachse (6) axial verlagerbar ist, und der Hubmagnet (13), das zweite Energiespeicherelement (8) und das Halteelement (12) axial zwischen der vorderen Gehäusefläche und dem Axialtriebmittel (3) angeordnet sind.
6. Betätigungsaktor (1) nach Anspruch 5, wobei Hubmagnet (13), zweites Energiespeicherelement (8) und Halteelement (12) ringförmig und koaxial zur Betätigungsachse (6) angeordnet sind.
7. Parksperre (2) für eine Parksperrenvorrichtung (19) eines Getriebes (20), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- einen Sperrmechanismus (21) zum Sperren eines Sperrenrads (22) in einem Drehmomentfluss (23), wobei im Einsatz von dem Sperrmechanismus (21) in einem sperrenden Zustand das Sperrenrad (22) blockiert und in einem freien Zustand das Sperrenrad (22) freigegeben ist; und
- einen Betätigungsaktuator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der ausgelenkten Position des Betätigungselements (5) der Sperrmechanismus (21) aus dem sperrenden Zustand herausgeführt ist und wobei die normale Position des Betätigungselements (5) dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus (21) entspricht.
8. Parksperre (2) nach Anspruch 7, wobei weiterhin ein Entriegelungselement (24) vorgesehen ist, welches zwischen einer normalen Position und einer entriegelnden Position bewegbar ist, wobei in der entriegelnden Position der freie Zustand des Sperrmechanismus (21) gehalten ist und in der normalen Position die normal-sperrende Funktion der Parksperre (2) sichergestellt ist.
9. Parksperrenvorrichtung (19), aufweisend ein Sperrenrad (22) zum Anordnen in einem sperrbaren Drehmomentfluss (23) und eine Parksperre (2) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das Sperrenrad (22) mittels des Sperrmechanismus (21) blockierbar ist.
10. Getriebe (20) für einen Antriebsstrang (25), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Parksperrenvorrichtung (19) nach Anspruch 9;
- ein Drehmomentübertragungsgetriebe (26), welches das Sperrenrad (22) umfasst; und
- ein Getriebegehäuse (27), welches einen Getrieberaum (28) umgibt, wobei der Sperrmechanismus (21) der Parksperre (2), bevorzugt vollständig, besonders bevorzugt die gesamte Parksperrenvorrichtung (19), in dem Getrieberaum (28) angeordnet ist.
11. Antriebsstrang (25), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- zumindest eine Antriebsmaschine (29) zum Abgeben eines Drehmoments; - zumindest einen Verbraucher (30,31 ) zum Aufnehmen eines Drehmoments; und
- ein Getriebe (20) nach Anspruch 10, wobei die zumindest eine Antriebsmaschine (29) und der zumindest eine Verbraucher (30,31) mittels des Getriebes (20) drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei ein Drehmomentübertragen zwischen der Antriebsmaschine (29) und dem zumindest einen Verbraucher (30,31) mittels der Parksperrenvorrichtung (19) in dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus (21) unterbunden ist.
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