WO2018028953A1 - Sperranordnung - Google Patents

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WO2018028953A1
WO2018028953A1 PCT/EP2017/068217 EP2017068217W WO2018028953A1 WO 2018028953 A1 WO2018028953 A1 WO 2018028953A1 EP 2017068217 W EP2017068217 W EP 2017068217W WO 2018028953 A1 WO2018028953 A1 WO 2018028953A1
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WO
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locking
actuator
threaded
threaded spindle
threaded nut
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/068217
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Reisinger
Bernhard Steiner
Original Assignee
Magna powertrain gmbh & co kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Magna powertrain gmbh & co kg filed Critical Magna powertrain gmbh & co kg
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    • 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
    • F16H63/3466—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using electric motors
    • 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
    • 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
    • F16H63/3491—Emergency release or engagement of parking locks or brakes

Definitions

  • the present invention relates to a lock assembly for a transmission of a motor vehicle comprising a locking element, wherein the locking element via a Schoaktutechniksmechanismus in an unlocked position and a locked) is adjustable position and adjustable in case of failure of the Hauptaktutechniksmechanismus via an Notaktutechniksmechanismus in the locking position.
  • Locking arrangements of the type mentioned are widely used in the field of automotive engineering and are integrated in various designs in motor vehicles.
  • such locking arrangements are realized as park locks in transmissions of motor vehicles.
  • Parking locks are used to secure the vehicle against unintentional rolling away.
  • parking locks secure the motor vehicle position in the event of a vehicle stall or when the engine is stopped. 5
  • the parking brake can be activated by the driver or indirectly via electrical aids. As a rule, it then positively blocks the transmission output shaft.
  • the document DE 1 043 829 A1 describes, for example, a parking brake for 0 motor vehicles, wherein a pivotable against a restoring force pawl is provided, which can interlock positively by means of a pawl tooth in an outer circumferentially arranged on a parking lock gear ratchet teeth. If the positive locking is produced, it prevents its movement and thus the movement of the vehicle with the parking lock wheel arranged non-rotatably on the transmission output shaft.
  • the actuation of the pawl is effected by a linearly displaceable actuating unit, which has a frame-like shape as a carriage, wherein a selector lever acts on longitudinal side walls of the frame-like linkage.
  • the operating unit has two rollers mounted together, via which it acts on the pawl.
  • a locking arrangement for a transmission of a motor vehicle comprising a blocking element, wherein the blocking element is adjustable via a Schoaktuleitersmechanismus in an unlocked position and a locking position, and is adjustable in case of failure of the HauptaktuENSsmechanismus via an Notaktu réellesmechanismus in the locking position, wherein the FeldaktuENSsmechanismus a main actuator having an output member and a self-locking spindle drive comprising a threaded spindle and a threaded nut axially movable relative to the threaded spindle, wherein the threaded spindle is drivingly connected to the output element of the main actuator and the threaded nut adjustably connected to the blocking element, wherein the Notaktutechniksmecha- nismus a Hilfsaktuator, an actuating element and a first elastic element comprises, wherein the threaded spindle of the spindle drive rotatably but axially displaceably connected to the output member of the
  • the locking arrangement comprises a locking element, which is adjustable via a Hauptaktu istsmechanismus in an unlocking position and a locking position.
  • a blocking element is to be understood in particular as meaning a component or a structural unit composed of a plurality of components, which optionally selectively prevents a movement of another component or a further structural unit.
  • the locking element is adjustable in the event of failure of the Hauptaktutechniksmechanismus via an Notakttechniksmechanismus in the locking position.
  • a failure is to be understood as meaning at least partial electrical and / or mechanical failure of the main actuation mechanism.
  • the main actuation mechanism comprises a main actuator with an output element.
  • a failure may, in particular, be understood as meaning at least partial electrical and / or mechanical failure of the main actuator of the main actuation mechanism.
  • the Hauptaktu istsmechanismus according to the invention a self-locking spindle drive with a threaded spindle and a relative to the threaded spindle axially movable threaded nut.
  • the threaded spindle is drivingly connected to the output element of the main actuator and the threaded nut is adjustably connected to the blocking element.
  • axial describes a direction along or parallel to a longitudinal axis of the barrier assembly.
  • the Notaktu istsmechanismus according to the invention comprises a Hilfsaktuator, an actuating element and a first elastic element.
  • the threaded spindle of the spindle drive is non-rotatably but axially displaceably connected to the output element of the main actuator.
  • the actuator according to the invention acts on the force of the first elastic member on the threaded nut of the spindle drive such that the threaded spindle is axially displaced together with the threaded nut and so the locking element is transferred to the locking position.
  • the output element has a first recess on its front side, wherein a first end of the threaded spindle in the first recess rotatably but axially displaceable is added.
  • the actuator of the Notak- tu istsmechanismus is axially movably mounted on a second end of the threaded spindle. In this way, a particularly compact and stable construction of the locking arrangement can be realized.
  • the term "first recess" should be understood to mean in particular an axially extending opening on the end face of the output element.
  • a damping device In the region of the first recess of the driven element, a damping device can be arranged which prevents a hard abutment of the threaded spindle on the driven element in the region of the first recess of the driven element.
  • the actuator of the Notaktuleitersmechanismus is held mechanically via the auxiliary actuator both in a first actuator position as well as in a second actuator position.
  • the position of the threaded nut can be determined via a position detection mechanism.
  • the position detection mechanism may be designed, for example, contactless.
  • the barrier arrangement is preferably arranged in an oil sump, ie an area at least partially filled with oil.
  • Fig. Shows a schematic representation of an exemplary locking arrangement according to the invention with a locking element in the unlocked position.
  • the exemplary locking arrangement 1 shown in FIG. 1 is realized as a parking lock V, wherein the parking lock 1 'is arranged completely in an oil sump.
  • the parking brake 1 comprises a blocking element 2, wherein the blocking element 2 is selectively adjustable via a Hauptaktu istsmechanismus in a locking position or an unlocking position.
  • the locking position of the locking member 2 corresponds to a position in which the locking member 2 engages a pawl 17 with a ratchet teeth (not shown) on a parking lock gear (not shown), thereby locking the parking lock gear - the parking lock 1 'is engaged.
  • the unlocking position of the lock member 2 corresponds to a position in which the lock member 2 does not engage the lock pawl 17 with the ratchet teeth on the parking lock gear, whereby the parking lock gear is not locked - the parking lock 1 'is opened.
  • the Hauptaktu istsmechanismus comprises a main actuator 3, which is designed as an electric motor 3 ', and a self-locking spindle drive 5.
  • the spindle drive 5 has a threaded spindle 6 and a relative to the threaded spindle 6 axially movable threaded nut 7.
  • axial describes a direction along or parallel to a longitudinal axis 16 of the parking brake 1 '.
  • radial describes a direction normal to the longitudinal axis 16 of the parking brake 1 '.
  • the threaded nut 7 can be moved axially relative to this only upon rotation of the threaded spindle 6. In non-rotation of the threaded spindle 6, for example by failure of the electric motor 3 ', an axial displacement and / or rotation of the threaded nut 7 relative to the threaded spindle 6 due to the friction between the threaded spindle 6 and the threaded nut 7 is not possible.
  • the threaded spindle 6 of the spindle drive 5 is drive-effective with a Abtriebselement 4 of the electric motor 3 ', here an output shaft 4', connected - a first end 13 of the threaded spindle 6 in a first recess 12 on the front side of the output shaft 5 'rotatably but axially movably received.
  • the electric motor 3 'of the main actuating mechanism can rotate in a closing direction, namely, a direction of rotation due to which the nut 7 moves to a locked position and a release direction opposite thereto, namely, a direction of rotation due to which the nut 7 moves to a release position.
  • the blocking element 2 is articulated about an axis of rotation 23 pivotably on the threaded nut 7 of the spindle drive 5.
  • the threaded nut 7 can in normal operation of the parking brake 1 ', i. in Vollfunkti- on the Hauptaktutechniksmechanismus, by a rotational movement of the threaded spindle 6 in the closing direction, the locking position and by a rotational movement of the threaded spindle 6 in the release direction take the release position.
  • the locking position of the threaded nut 7 corresponds to a locking position of the locking element 2 and thus an inserted parking brake 1 '.
  • the release position of the threaded nut 7 corresponds to an unlocking position of the locking element 2 and thus an opened parking lock V.
  • the Notaktuleitersmechanismus serves to engage the parking brake 1 'in an electrical and / or mechanical (partial) failure of the main actuator 3 of the Hauptaktutechniksmechanismus.
  • the emergency actuation mechanism includes an auxiliary actuator 8, an actuator 9, and a first elastic member 10.
  • the auxiliary actuator 8 is formed as an electromagnet 8 '.
  • the electromagnet 8 ' comprises a plunger 18, a coil 19 and a spring 20, wherein the spring 20 is formed as a compression spring and depending on the desired function of the electromagnet 8' is arranged so that the spring force of the spring 20 down (Fig .) or above works.
  • the actuator 9 of the Notaktu istsmechanismus is axially movably mounted on a second end 14 of the threaded spindle 6.
  • the actuating element 9 of the emergency actuation mechanism is connected via the electromagnet 8 'in a first actuating element. ment position held mechanically, namely here by an engagement of the plunger 18 of the electromagnet 8 'in a first notch 27 on the outer peripheral surface of the actuating element 9, and biased via the first compression spring 10' in a second actuator position in the axial direction to the threaded nut 7 out.
  • the electric magnet 8 'thus serves as a locking element which holds the adjusting element 9 against the force of the first compression spring 10' in the first actuating element position.
  • the actuating element 9 can be mechanically held in the second actuating element position via the electromagnet 8 ', namely by engagement of the plunger 18 of the electromagnet 8' in a second notch 28 on the outer circumferential surface of the actuating element 9.
  • the parking brake V is open and the Notaktu réellesmechanismus not actuated.
  • the emergency actuation mechanism is actuated by energizing the electromagnet 8 ', more precisely the coil 19 of the electromagnet 8' - the plunger 18 moves away from the actuating element 9 and 9 in the radial direction against the force of the spring 20 releases this, whereby the adjusting element 9 is pressed by means of the force of the first compression spring 10 'against the threaded nut 7 and so the threaded spindle 6 together with the threaded nut 7 is displaced axially relative to the output shaft 4'.
  • the actuator 9 is thus transferred from the first actuator position to the second actuator position.
  • the threaded nut 7 is transferred to the locking position and thus the locking element in the locking position.
  • the threaded nut 7 can assume the blocking position in case of failure of the main actuator 3 by a relative axial movement between the threaded spindle 6 and the output shaft 4 '.
  • the electric motor 3 ' rotates in the closing direction and located in the locking position threaded nut 7 is supported on a housing (not shown) of the parking brake 1' from - the threaded spindle 6 screws through the threaded nut 7 back to the original position, as shown in FIG ., And the adjusting element 9 is fixed against the force of the first compression spring 0 'by, for example, "powerless switching" of the coil 19 of the electromagnet 8' again in the first actuator position.
  • the position of the threaded nut 7 can be determined via a position detection mechanism 11.
  • the position detecting mechanism 1 1 comprises a ball 24 and a second elastic member 25, wherein the second elastic member 25 biases the ball 24 in a radial direction.
  • the position detection mechanism 1 a sensor (not shown), by means of which the radial position of the ball 24 is detected. In the release position of the threaded nut 7, the ball 24 is pressed via the second elastic element 25 radially against the outer peripheral surface of the threaded nut 7.
  • a gap 21 Due to the rotationally fixed but axially displaceable arrangement of the threaded spindle 6, more precisely the first end 13 of the threaded spindle 6, in the first recess 12 on the end face of the output shaft 4 'is formed in the region of the first recess 12 between the first end 13 of the threaded spindle. 6 and the output shaft 4 ', a gap 21.
  • This gap 21 is fluid-connected via a radial bore 22 in the region of the first recess 12 of the output shaft 4 'with the outer region, here the oil sump, and thus filled with oil.
  • the oil is displaced out of the intermediate space 21 due to the axial displacement of the threaded spindle 6 through the radial bore 22.

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Abstract

Sperranordnung (1, 1') für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Sperrelement (2), wobei das Sperrelement (2) über einen Hauptaktuierungsmechanismus in eine Entriegelungsposition und eine Verriegelungsposition und bei einem Ausfall des Hauptaktuierungsmechanismus über einen Notaktuierungsmechanismus in die Verriegelungsposition verstellbar ist, wobei der Hauptaktuierungsmechanismus einen Hauptaktuator (3, 3') mit einem Abtriebselement (4, 4') sowie einen selbsthemmenden Spindelantrieb (5) mit einer Gewindespindel (6) und einer relativ zu der Gewindespindel (6) axial bewegbaren Gewindemutter (7) umfasst, wobei die Gewindespindel (6) antriebswirksam mit dem Abtriebselement (4, 4') des Hauptaktuators (3, 3') verbunden ist und die Gewindemutter (7) verstellwirksam mit dem Sperrelement (2) verbunden ist, wobei der Notaktuierungsmechanismus einen Hilfsaktuator (8, 8'), ein Stellelement (9) sowie ein erstes elastisches Element (10, 10') umfasst, wobei die Gewindespindel (6) des Spindelantriebs (5) drehfest jedoch axial verschiebbar mit dem Abtriebselement (4, 4') des Hauptaktuators (3, 3') verbunden ist.

Description

Sperranordnung
5 Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sperranordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Sperrelement, wobei das Sperrelement über einen Hauptaktuierungsmechanismus in eine Entriegelungsposition und eine Verriegelt) lungsposition verstellbar ist und bei einem Ausfall des Hauptaktuierungsmechanismus über einen Notaktuierungsmechanismus in die Verriegelungsposition verstellbar ist.
15 Stand der Technik
Sperranordnungen der genannten Art finden im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik vielfach Anwendung und werden in unterschiedlichsten Ausführungen in Kraftfahrzeugen integriert. Insbesondere werden derartige Sperranordnungen als Park- 0 sperren in Getrieben von Kraftfahrzeugen realisiert.
Parksperren dienen der Sicherung des Kraftfahrzeugs gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen. Insbesondere in Automatikgetrieben sichern Parksperren die Kraftfahrzeugposition im Falle eines Kraftfahrzeugstillstands oder bei abgestelltem Motor. 5 Dazu kann die Parksperre durch den Fahrer oder indirekt über elektrische Hilfsmittel aktiviert werden. Sie blockiert dann in der Regel formschlüssig die Getriebeausgangswelle.
Die Druckschrift DE 1 043 829 A1 beschreibt beispielsweise eine Parksperre für 0 Kraftfahrzeuge, wobei eine gegen eine Rückstellkraft verschwenkbare Sperrklinke vorgesehen ist, die mittels eines Klinkenzahns in eine außenumfänglich auf einem Parksperrenrad angeordnete Sperrverzahnung formschlüssig eingreifen kann. Ist der Formschluss hergestellt, verhindert sie mit dem drehfest auf der Getriebeabtriebswelle angeordneten Parksperrenrad dessen Bewegung und damit die Bewe- gung des Fahrzeugs. Die Betätigung der Sperrklinke erfolgt durch eine linear verschiebbare Betätigungseinheit, die als ein Schlitten eine rahmenartige Form aufweist, wobei ein Wählhebel an längs verlaufenden Seitenwänden des rahmenartigen Gestänges angreift. Die Betätigungseinheit weist zwei gemeinsam gelagerte Rollen auf, über die sie auf die Sperrklinke einwirkt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine alternative Sperranordnung der genannten Art anzugeben, die einen kompakten Aufbau aufweist und selbst bei einem mechanischen und/oder elektrischen (Teil-)Ausfall eines Hauptaktuierungsmecha- nismus der Sperranordnung einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Sperranordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Sperrelement, wobei das Sperrelement über einen Hauptaktuierungsmechanismus in eine Entriegelungsposition und eine Verriegelungsposition verstellbar ist, und bei einem Ausfall des Hauptaktuierungsmechanismus über einen Notaktuierungsmechanismus in die Verriegelungsposition verstellbar ist, wobei der Hauptaktuierungsmechanismus einen Hauptaktuator mit einem Abtriebselement sowie einem selbsthemmenden Spindelantrieb mit einer Gewindespindel und einer relativ zu der Gewindespindel axial bewegbaren Gewindemutter umfasst, wobei die Gewindespindel antriebswirksam mit dem Abtriebselement des Hauptaktuators verbunden ist und die Gewindemutter verstell - wirksam mit dem Sperrelement verbunden ist, wobei der Notaktuierungsmecha- nismus einen Hilfsaktuator, ein Stellelement sowie ein erstes elastisches Element umfasst, wobei die Gewindespindel des Spindelantriebs drehfest jedoch axial verschiebbar mit dem Abtriebselement des Hauptaktuators verbunden ist und bei einer Aktuierung des Notaktuierungsmechanismus über den Hilfsaktuator das Stellelement über die Kraft des ersten elastischen Elements auf die Gewindemut- ter derart einwirkt, dass die Gewindespindel mitsamt der Gewindemutter axial verschoben wird und so das Sperrelement in die Verriegelungsposition überführt wird.
Erfindungsgemäß umfasst die Sperranordnung ein Sperrelement, das über einen Hauptaktuierungsmechanismus in eine Entriegelungsposition und eine Verriegelungsposition verstellbar ist. Unter einem Sperrelement soll insbesondere ein Bauteil oder eine sich aus mehreren Bauteilen zusammensetzende Baueinheit verstanden werden, das/die wahlweise eine Bewegung eines weiteren Bauteils oder einer weiteren Baueinheit mechanisch unterbindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Sperrelement bei einem Ausfall des Hauptaktuierungsmechanismus über einen Notaktuierungsmechanismus in die Verriegelungsposition verstellbar. Unter einem Ausfall soll in diesem Zusammenhang ein zumindest teilweiser elektrischer und/oder mechanischer Ausfall des Hauptaktuierungsmechanismus verstanden werden.
Erfindungsgemäß umfasst der Hauptaktuierungsmechanismus einen Hauptaktua- tor mit einem Abtriebselement.
Unter einem Ausfall kann insbesondere ein zumindest teilweiser elektrischer und/oder mechanischer Ausfall des Hauptaktuators des Hauptaktuierungsmechanismus verstanden werden. Weiterhin weist der Hauptaktuierungsmechanismus erfindungsgemäß einen selbsthemmenden Spindelantrieb mit einer Gewindespindel und einer relativ zu der Gewindespindel axial bewegbaren Gewindemutter auf. Erfindungsgemäß ist die Gewindespindel antriebswirksam mit dem Abtriebselement des Hauptaktuators verbunden und die Gewindemutter ist verstellwirksam mit dem Sperrelement verbunden.
Die Begrifflichkeit„axial" beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Längsachse der Sperranordnung.
Der Notaktuierungsmechanismus umfasst erfindungsgemäß einen Hilfsaktuator, ein Stellelement sowie ein erstes elastisches Element.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Gewindespindel des Spindelan- triebs drehfest jedoch axial verschiebbar mit dem Abtriebselement des Hauptaktuators verbunden ist.
Bei einer Aktuierung des Notaktuierungsmechanismus über den Hilfsaktuator wirkt das Stellelement erfindungsgemäß über die Kraft des ersten elastischen Elements auf die Gewindemutter des Spindelantriebs derart ein, dass die Gewindespindel mitsamt der Gewindemutter axial verschoben wird und so das Sperrelement in die Verriegelungsposition überführt wird.
Vermittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Sperranordnung wird bei einem kompakten Aufbau ein zuverlässiger Betrieb der Sperranordnung, selbst bei einem elektrischen und/oder mechanischen Ausfall des Hauptaktuators und somit des Hauptaktuierungsmechanismus, gewährleistet.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschrei- bung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung weist das Abtriebselement an seiner Stirnseite eine erste Ausnehmung auf, wobei ein erstes Ende der Gewindespindel in der ersten Ausnehmung drehfest jedoch axial ver- schiebbar aufgenommen ist. Weiterhin bevorzugt ist das Stellelement des Notak- tuierungsmechanismus axial bewegbar an einem zweiten Ende der Gewindespindel gelagert. Derart kann ein besonders kompakter sowie stabiler Aufbau der Sperranordnung realisiert werden. Unter der„ersten Ausnehmung" soll dabei insbesondere eine sich axial erstreckende Öffnung an der Stirnseite des Abtriebselements verstanden werden.
Im Bereich der ersten Ausnehmung des Abtriebselements kann eine Dämpfungseinrichtung angeordnet sein, die im Bereich der ersten Ausnehmung des Abtrieb- selements ein hartes Anschlagen der Gewindespindel an dem Abtriebselement verhindert.
In einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Stellelement des Notaktuierungsmechanismus über den Hilfsaktuator sowohl in einer ersten Stellelementposition wie auch in einer zweiten Stellelementposition mechanisch gehalten. Derart wird ein besonders energieeffizienter und zuverlässiger Aufbau des Notaktuierungsmechanismus der Sperranordnung realisiert.
Weiterhin bevorzugt ist die Position der Gewindemutter über einen Positionser- kennungsmechanismus ermittelbar. Der Positionserkennungsmechanismus kann beispielsweise berührungslos ausgeführt sein.
Die Sperranordnung ist bevorzugt in einem Ölsumpf, d.h. einem zumindest teilweise mit Öl gefüllten Bereich, angeordnet. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeich- nungen beschrieben.
Fig. zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Sperranordnung mit einem Sperrelement in der Entriegelungsposition.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die in Fig. dargestellte beispielhafte Sperranordnung 1 ist als Parksperre V reali- siert, wobei die Parksperre 1 ' vollständig in einem Ölsumpf angeordnet ist.
Die Parksperre 1 ' umfasst ein Sperrelement 2, wobei das Sperrelement 2 über einen Hauptaktuierungsmechanismus wahlweise in eine Verriegelungsposition oder eine Entriegelungsposition verstellbar ist.
Die Verriegelungsposition des Sperrelements 2 entspricht einer Position in der das Sperrelement 2 eine Sperrklinke 17 mit einer Sperrverzahnung (nicht dargestellt) an einem Parksperrenrad (nicht dargestellt) in Eingriff bringt, wodurch eine Blockierung des Parksperrenrads erfolgt - die Parksperre 1 ' ist eingelegt.
Die Entriegelungsposition des Sperrelements 2 entspricht einer Position in der das Sperrelement 2 die Sperrklinke 17 mit der Sperrverzahnung an dem Parksperrenrad nicht in Eingriff bringt, wodurch es zu keiner Blockierung des Parksperrenrads kommt - die Parksperre 1 ' ist geöffnet. Der Hauptaktuierungsmechanismus umfasst einen Hauptaktuator 3, der als Elektromotor 3' ausgebildet ist, sowie einen selbsthemmenden Spindelantrieb 5. Der Spindelantrieb 5 weist eine Gewindespindel 6 sowie eine relativ zu der Gewindespindel 6 axial bewegbare Gewindemutter 7 auf.
Die Begrifflichkeit„axial" beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Längsachse 16 der Parksperre 1 '.
Die Begrifflichkeit„radial" beschreibt eine Richtung normal auf die Längsachse 16 der Parksperre 1 '.
Aufgrund der selbsthemmenden Ausführung des Spindelantriebs 5 kann die Gewindemutter 7 nur bei einer Drehung der Gewindespindel 6 relativ zu dieser axial bewegt werden. Bei Nicht-Rotation der Gewindespindel 6, beispielsweise durch Ausfall des Elektromotors 3', ist ein axiales Verschieben und/oder Verdrehen der Gewindemutter 7 relativ zu der Gewindespindel 6 aufgrund der Reibung zwischen der Gewindespindel 6 und der Gewindemutter 7 nicht möglich.
Die Gewindespindel 6 des Spindelantriebs 5 ist antriebswirksam mit einem Ab- triebselement 4 des Elektromotors 3', hier eine Abtriebswelle 4', verbunden - ein erstes Ende 13 der Gewindespindel 6 ist in eine erste Ausnehmung 12 an der Stirnseite der Abtriebswelle 5' drehfest jedoch axial bewegbar aufgenommen.
Der Elektromotor 3' des Hauptaktuierungsmechanismus kann in eine Schließrich- tung, nämlich eine Drehrichtung aufgrund derer sich die Gewindemutter 7 in eine Sperrposition bewegt, und in eine dazu entgegengesetzte Freigaberichtung, nämlich eine Drehrichtung aufgrund derer sich die Gewindemutter 7 in eine Freigabeposition bewegt, drehen. Das Sperrelement 2 ist um eine Drehachse 23 schwenkbar an der Gewindemutter 7 des Spindelantriebs 5 angelenkt.
Die Gewindemutter 7 kann im Normalbetrieb der Parksperre 1 ', d.h. bei Vollfunkti- on des Hauptaktuierungsmechanismus, durch eine Drehbewegung der Gewindespindel 6 in Schließrichtung die Sperrposition und durch eine Drehbewegung der Gewindespindel 6 in Freigaberichtung die Freigabeposition einnehmen.
Die Sperrposition der Gewindemutter 7 entspricht einer Verriegelungsposition des Sperrelements 2 und somit einer eingelegten Parksperre 1 '.
Die Freigabeposition der Gewindemutter 7 entspricht einer Entriegelungsposition des Sperrelements 2 und somit einer geöffneten Parksperre V. Der Notaktuierungsmechanismus dient dem Einlegen der Parksperre 1 ' bei einem elektrischen und/oder mechanischen (Teil-)Ausfall des Hauptaktuators 3 des Hauptaktuierungsmechanismus.
Der Notaktuierungsmechanismus umfasst einen Hilfsaktuator 8, ein Stellelement 9 und ein erstes elastisches Element 10. Der Hilfsaktuator 8 ist als ein Elektromagnet 8' ausgebildet.
Der Elektromagnet 8' umfasst einen Stößel 18, eine Spule 19 und eine Feder 20, wobei die Feder 20 als Druckfeder ausgebildet ist und je nach gewünschter Funk- tion des Elektromagneten 8' so angeordnet ist, dass die Federkraft der Feder 20 nach unten (Fig.) oder oben wirkt.
Das Stellelement 9 des Notaktuierungsmechanismus ist an einem zweiten Ende 14 der Gewindespindel 6 axial bewegbar gelagert. Das Stellelement 9 des Notak- tuierungsmechanismus ist über den Elektromagneten 8' in einer ersten Stellele- mentposition mechanisch gehalten, hier nämlich über einen Eingriff des Stößels 18 des Elektromagneten 8' in einer erste Kerbe 27 an der Außenumfangsfläche des Stellelements 9, und über die erste Druckfeder 10' in eine zweite Stellelementposition in axialer Richtung zur Gewindemutter 7 hin vorgespannt. Der Elekt- romagnet 8' dient somit als Verriegelungselement, das das Stellelement 9 entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 10' in der ersten Stellelementposition hält. Das Stellelement 9 kann in der zweiten Stellelementposition über den Elektromagneten 8' mechanisch gehalten werden, hier nämlich über einen Eingriff des Stößels 18 des Elektromagneten 8' in eine zweite Kerbe 28 an der Außenum- fangsfläche des Stellelements 9.
In dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Parksperre V geöffnet und der Notaktuierungsmechanismus nicht aktuiert. Bei einem Ausfall des Hauptaktua- tors 3 wird der Notaktuierungsmechanismus betätigt, indem der Elektromagnet 8', genauer die Spule 19 des Elektromagneten 8', bestromt wird - der Stößel 18 verfährt entgegen der Kraft der Feder 20 in radialer Richtung weg von dem Stellelement 9 und gibt dieses frei, wodurch das Stellelement 9 vermittels der Kraft der ersten Druckfeder 10' gegen die Gewindemutter 7 gedrückt wird und so die Gewindespindel 6 mitsamt der Gewindemutter 7 relativ zu der Abtriebswelle 4' axial verschoben wird. Das Stellelement 9 wird somit von der ersten Stellelementposition in die zweite Stellelementposition überführt. Durch die relative axiale Bewegung zwischen der Gewindespindel 6 und der Abtriebswelle 4' wird die Gewindemutter 7 in die Sperrposition und somit das Sperrelement in die Verriegelungsposition überführt.
Die Gewindemutter 7 kann bei einem Ausfall des Hauptaktuators 3 durch eine relative axiale Bewegung zwischen der Gewindespindel 6 und der Abtriebswelle 4' die Sperrposition einnehmen. Nach Betätigung des Notaktuierungsmechanismus, und somit einem Einlegen der Parksperre V, ist ein Auslegen der Parksperre 1 ', d.h. ein Überführen der Gewindemutter 7 von der Sperrposition in die Freigabeposition und somit ein Überführen des Sperrelements 2 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition, nur mittels des Hauptaktuierungsmechanismus möglich. Dabei dreht der Elektromotor 3' in Schließrichtung und die sich in der Sperrposition befindliche Gewindemutter 7 stützt sich an einem Gehäuse (nicht dargestellt) der Parksperre 1 ' ab - die Gewindespindel 6 schraubt sich durch die Gewindemutter 7 wieder in die ursprüngliche Position, wie in Fig. dargestellt, und das Stellelement 9 wird entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 0' durch beispielsweise„Stromlos-Schalten" der Spule 19 des Elektromagneten 8' wieder in der ersten Stellelementposition fixiert.
Die Position der Gewindemutter 7 ist über einen Positionserkennungsmechanis- mus 1 1 ermittelbar. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Positi- onserkennungsmechanismus 1 1 eine Kugel 24 und ein zweites elastisches Element 25, wobei das zweite elastische Element 25 die Kugel 24 in eine radiale Richtung vorspannt. Weiterhin weist der Positionserkennungsmechanismus 1 1 eine Sensorik (nicht dargestellt) auf, vermittels der die radiale Position der Kugel 24 detektiert wird. In der Freigabeposition der Gewindemutter 7 wird die Kugel 24 über das zweite elastische Element 25 radial gegen die Außenumfangsfläche der Gewindemutter 7 gedrückt. In der Sperrposition der Gewindemutter 7 wird die Kugel 24 über das zweite elastische Element 25 in eine zweite Ausnehmung 26 an der Außenumfangsfläche der Gewindemutter 7 gedrückt - die radiale Position der Kugel 24 des Positionserkennungsmechanismus 1 1 in der Freigabeposition der Gewindemutter 7 entspricht nicht der radialen Position der Kugel 24 des Positionserkennungsmechanismus 1 1 in der Sperrposition der Gewindemutter 7. Diese radiale Positionsänderung der Kugel 24 wird von der Sensorik des Positionserkennungsmechanismus 1 1 detektiert und dient der Positionsbestimmung der Gewindemutter 7 des Spindelantriebs 5. Ein auf einer berührungslosen Sensorik, beispielsweise auf einem Hallsensor, basierender Positionserkennungsmechanismus 1 1 ist ebenso denkbar. Hierbei könnte ein je nach Position der Gewindemutter 7 veränderter radialer Abstand zwischen einem Sensor und der Außenumfangsfläche der Gewindemutter 7 des Spindelantriebs 5, beispielsweise realisiert durch die Ausbildung der zweiten Ausnehmung 26 an der Außenumfangsfläche der Gewindemutter 7, vermittels des Sensors berührungslos detektiert werden und derart auf die Position der Gewindemutter 7 geschlossen werden. Im Bereich der ersten Ausnehmung 12 der Abtriebswelle 4' ist eine Dämpfungseinrichtung 15 ausgebildet. Durch die drehfeste jedoch axial verschiebbare Anordnung der Gewindespindel 6, genauer des ersten Endes 13 der Gewindespindel 6, in der ersten Ausnehmung 12 an der Stirnseite der Abtriebswelle 4' bildet sich im Bereich der ersten Ausnehmung 12 zwischen dem ersten Ende 13 der Gewinde- spindel 6 und der Abtriebswelle 4' ein Zwischenraum 21 aus. Dieser Zwischenraum 21 ist über eine radiale Bohrung 22 im Bereich der ersten Ausnehmung 12 der Abtriebswelle 4' mit dem Außenbereich, hier dem Ölsumpf, fluidverbunden und somit mit Öl gefüllt. Wird die Parksperre V über den Notaktuierungsmechanismus eingelegt, so wird das Öl aufgrund der axialen Verschiebung der Gewindespindel 6 durch die radiale Bohrung 22 aus dem Zwischenraum 21 verdrängt. Je kleiner der Durchmesser der radialen Bohrung 22 ist, umso größer wird der Druck in dem Zwischenraum 21 und umso stärker wird die axiale Bewegung der Gewindespindel 6 gedämpft. Durch diese konstruktive Maßnahme kann ein hartes Anschlagen der Gewindespindel 6 an der Abtriebswelle 4' verhindert werden.
Es sind jedoch auch andere Dämpfungseinrichtungen 15, wie beispielsweise der Einsatz eines elastischen Materials in den Zwischenraum etc., denkbar. Bezugszeichenliste
1 Sperranordnung
V Parksperre
2 Sperrelement
3 Hauptaktuator
3' Elektromotor
4 Abtriebselement
4' Abtriebswelle
5 Spindelantrieb
6 Gewindespindel
7 Gewindemutter
8 Hilfsaktuator
8' Elektromagnet
9 Stellelement
10 Erstes elastisches Element
10' Erste Druckfeder
1 1 Positionserkennungsmechanismus
12 Erste Ausnehmung
13 Erstes Ende (der Gewindespindel)
14 Zweites Ende (der Gewindespindel)
15 Dämpfungseinrichtung
16 Längsachse (der Sperranordnung)
17 Sperrklinke
18 Stößel
19 Spule
20 Feder
21 Zwischenraum
22 Radiale Bohrung Drehachse
Kugel
Zweites elastisches Element Zweite Ausnehmung
Erste Kerbe
Zweite Kerbe

Claims

Patentansprüche
Sperranordnung (1 , 1 ') für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Sperrelement (2), wobei das Sperrelement (2) über einen Hauptaktuie- rungsmechanismus in eine Entriegelungsposition und eine Verriegelungsposition und bei einem Ausfall des Hauptaktuierungsmechanismus über einen Notaktuierungsmechanismus in die Verriegelungsposition verstellbar ist, wobei der Hauptaktuierungsmechanismus einen Hauptaktuator (3, 3') mit einem Abtriebselement (4, 4') sowie einen selbsthemmenden Spindelantrieb (5) mit einer Gewindespindel (6) und einer relativ zu der Gewindespindel (6) axial bewegbaren Gewindemutter (7) umfasst, wobei die Gewindespindel (6) antriebswirksam mit dem Abtriebselement (4, 4') des Haupt- aktuators (3, 3') verbunden ist und die Gewindemutter (7) verstellwirksam mit dem Sperrelement (2) verbunden ist, wobei der Notaktuierungsmechanismus einen Hilfsaktuator (8, 8'), ein Stellelement (9) sowie ein erstes elastisches Element (10, 10') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (6) des Spindelantriebs (5) drehfest jedoch axial verschiebbar mit dem Abtriebselement (4, 4') des Hauptaktuators (3, 3') verbunden ist und bei einer Aktuierung des Notaktuierungsmechanismus über den Hilfsaktuator (8, 8') das Stellelement (9) über die Kraft des ersten elastischen Elements (10, 10') auf die Gewindemutter (7) derart einwirkt, dass die Gewindespindel (6) mitsamt der Gewindemutter (7) axial verschoben wird und so das Sperrelement (2) in die Verriegelungsposition überführt wird.
Sperranordnung (1, V) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Abtriebselement (4, 4') an seiner Stirnseite eine erste Ausnehmung (12) aufweist, wobei ein erstes Ende (13) der Gewindespindel (6) in der ersten Ausnehmung (12) drehfest jedoch axial verschiebbar aufgenommen ist.
Sperranordnung (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Stellelement (9) des Notaktuierungsmechanismus axial bewegbar an einem zweiten Ende (14) der Gewindespindel (6) gelagert ist.
Sperranordnung (1 , 1 ') nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Bereich der ersten Ausnehmung (12) des Abtriebselements (4, 4') eine Dämpfungseinrichtung (15) angeordnet ist.
Sperranordnung (1 , 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Stellelement (9) des Notaktuierungsmechanismus über den Hilfsaktuator (8, 8') sowohl in einer ersten Stellelementposition wie auch in einer zweiten Stellelementposition mechanisch gehalten ist.
Sperranordnung (1 , 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Position der Gewindemutter (7) über einen Positionserkennungsmechanismus (11 ) ermittelbar ist.
7. Sperranordnung (1 , 1 ') nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Positions- erkennungsmechanismus (11 ) berührungslos ausgeführt ist.
8. Sperranordnung (1 , 1 ') nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sperranordnung (1 , 1') in einem Ölsumpf angeordnet ist.
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