WO2019179697A1 - Parksperre für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, verfahren zum betreiben einer solchen parksperre, getriebe und kraftfahrzeug - Google Patents

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Definitions

  • Parking lock for a motor vehicle in particular for a motor vehicle, methods for operating such a parking lock, transmission and motor vehicle
  • the invention relates to a parking brake for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a parking brake according to the preamble of claim 11. Furthermore, the invention relates to a transmission and a motor vehicle.
  • the parking brake has a with a shaft of the motor vehicle, in particular special of a transmission of the motor vehicle, rotatably connectable parking lock wheel and at least one locking element, which is formed for example as a pawl.
  • the parking brake comprises an actuator, by means of which the blocking element is movable between at least one blocking pitch securing the parking lock wheel against rotation and at least one release position releasing the parking lock gear for rotation. This means that the blocking element secures the parking lock wheel in the blocking division against rotation, for example by the blocking element interacting with the parking lock gear.
  • Object of the present invention is terzuentwickeln a parking brake, a method, a transmission and a motor vehicle of the type mentioned in such a way that the weight and space requirements of the parking brake can be kept in a very small frame.
  • a first aspect of the invention relates to a parking brake for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car.
  • the parking brake has at least one zeugs with a shaft of the motor vehicle, in particular with a shaft of a transmission of the motor vehicle, rotatably connectable Parksperrenrad which is rotatably connected in ready-made state of the motor vehicle with the example formed as a gear shaft shaft.
  • the transmission thus has in its fully manufactured state, for example, the shaft and the non-rotatably associated parking lock gear, wherein the shaft and the Parksper renrad are basically rotatable about a shaft rotation axis relative to a housing of the transmission.
  • the shaft and the parking lock gear are arranged in the housing.
  • the parking lock further comprises at least one blocking element and an actuator which can be operated in particular by means of which the blocking element can be moved between at least one locking position securing the parking lock gear against rotation and at least one release position releasing the parking lock gear for rotation.
  • the blocking element secures the parking lock wheel in the blocking division against a rotation, in particular relative to the housing about the shaft rotation axis, so that the parking lock gear and the shaft can not rotate around the shaft rotation axis relative to the housing, for example.
  • the blocking element is at least indirectly coupled to the housing, in particular Such that the parking lock gear and thus the shaft are secured in the locking portion of the locking member via the locking element on the housing against a rotation taking place about the shaft rotational axis relative to the housing.
  • the blocking element is, for example, movable relative to the housing between the release position and the blocking division by means of the actuator.
  • the actuator can move the blocking element, in particular special electrically, from the blocking division into the release position and from the release position into the blocking division, in particular relative to the housing.
  • the blocking element in particular a form-fitting manner, cooperates with the parking lock wheel, whereby the parking lock wheel is secured against rotation, in particular relative to the housing. Since the parking lock gear is rotatably connected to the shaft in the fully manufactured state of the motor vehicle or the transmission, and the shaft by means of the locking element against a Dre Hung is secured relative to the housing.
  • the locking element interacts with the parking lock wheel in a form-fitting manner such that the blocking element engages in the blocking division in a corresponding, in particular outer peripheral, recess of the parking lock wheel.
  • the blocking element releases the parking lock wheel and thus the shaft for rotation, so that the parking lock wheel and thus the shaft, in particular about the shaft rotation axis relative to the housing, can rotate.
  • the parking lock wheel against rotation, in particular relative to the housing, locking cooperation of the Sper relements fails with the parking lock gear.
  • the blocking element in the release position does not interact with the lock wheel, so that the lock wheel and thus the shaft, in particular relative to the housing, can rotate about the shaft rotation axis.
  • the shaft In the fully manufactured state of the motor vehicle, the shaft is at play, torque transmitting with at least one or more Coupled wheels of the motor vehicle, so that torques between the respective wheel and the shaft can be transmitted or so that a torque or force path between the shaft and the respective wheel is closed, with torques or forces can be transmitted via the torque or force path. Since in the locked position the shaft is secured against rotation relative to the housing via the parking lock wheel and the blocking element, the respective wheel is also secured against rotation taking place in particular relative to a construction of the motor vehicle, for example as a self-supporting body respective wheel can not rotate relative to the structure.
  • the parking lock in particular by means of the locking element located in the blocking division, an undesired path roll of the motor vehicle can be avoided, which is advantageous in particular when the motor vehicle is parked or parked, for example, on a slope or on a gradient.
  • the blocking element is moved by means of the actuator from the blocking division into the release position.
  • the parking lock has at least one spring element, which by means of the Ak gate during the taking place in the blocking position and effected by the actuator or effected by moving the locking element is tensioning and thereby provides a spring force in the blocking position of the blocking element, by means of which the actuator is to assist in the movement of the locking element into the release position.
  • the spring element is stretched by means of the actuator in the meantime.
  • the spring element in the blocking division of the locking element is more tensioned than in the release position.
  • the spring element is tensioned in the release position, but less strong than in the blocking position. Because the spring element is tensioned in the locking position, the spring element provides the previously mentioned spring force ready.
  • the spring force is preferably so small that a movement caused or caused by the spring force is prevented from the blocking position into the release position due to the blocking element. In other words, the spring force is so low, for example, that the spring force can not move the blocking element out of the blocking division into the release position.
  • the spring force acts in such a direction or the spring force causes such an actuating torque or operating force, which acts in such a direction that the actuator is supported by means of the spring force provided by the spring element, when the actuator, the blocking element , in particular targeted or active, moved from the blocking division to the release position.
  • At least one movement force or a movement torque is required, which is to be exerted, for example, at least indirectly on the blocking element. Since the actuator is supported during the movement of the blocking element from the blocking position into the release position by the spring force provided by the spring element, the actuator does not have to provide or apply the motive force or the motional torque alone, but rather a first part of the motive force or force Moving torque is effected by means of the actuator or by the actuator crampge provides, and a second part of the motive force or the BeWe supply torque is effected or provided by means of the spring element provided spring force, for example, the parts in total at least the motive force or the BeWe yielding torque.
  • the actuator can be kept particularly low in terms of its weight, in terms of its space requirement and in terms of its cost, so that a particularly weight, cost and space-saving construction of the actuator and thus the parking brake can be represented overall.
  • the respective part per se or considered alone is less than the motive force or the moment of movement, so that the respective part alone, for example, is insufficient to move the blocking element out of the blocking division into the release position.
  • the sum of the parts corresponds to at least the motive force or the movement torque or is greater than the motive force orfoldsnavmo element, so that the blocking element partially by means of the spring force and partially by means of the actuator from the blocking division moves into the release position who can or is moved.
  • add an actuator provided by the actuator force and the spring force so that the spring element can be moved from the blocking division to the release position.
  • the invention is based in particular on the following finding:
  • the operation of conventional parking brake usually takes place by an electric actuator whose size depends on the highest forces th occurring.
  • the release of the strained locking element is the case with the greatest force requirement if the blocking element formed, for example, as a pawl or parking pawl is braced by the motor vehicle being parked on a gradient or on a slope and, for example, only by means of the parking brake is secured against rolling away.
  • the Sperrele element for example, which is braced by the resulting from the weight of the motor vehicle downgrade force with the parking lock gear.
  • the largest power requirement is so high that it leads to a space-consuming, weight and cost-intensive actuator.
  • the spring element acts as an additional biasing spring, which is integrated in the parking brake.
  • the biasing spring is tensioned or biased in the blocking position of the Sper and provides the previously be described spring force, by means of which the actuator when moving the Locking elements from the locking division is supported in the release position. Due to the fact that the spring element is tensioned by means of the actuator, when the blocking element is moved by means of the actuator from the release position to the blocking position, the blocking element, for example at least na hezu just as quickly moved from the release position in the parking position as in conventional parking locks. By tensioning the spring element, a force or energy is stored in the spring element, which is provided by the actuator. This stored in the locking division in the spring element force or energy is used to assist the actuator when moving the locking element from the blocking division into the release position.
  • Moving the blocking element out of the blocking division into the best possible embodiment is also referred to as releasing the blocking element or the parking brake.
  • the biased Fe derelement or their spring force acts in such a direction, in particular in such a direction of rotation that the actuator when moving the locking element from the locked position is supported in the release position.
  • the actuator on a self-locking on, by means of which the locking element against the spring element of the Fe provided spring force in the locking division is to be held relationship is held.
  • the actuator has, for example, a worm gear, by means of which self-locking the locking element against the spring element ready- Asked spring force can be held in the locked position. Because the actuator has self-locking, the actuator is also referred to as a self-locking actuator.
  • the spring element is designed as a torsion spring whose spring force causes a torque, at least in the blocking division, by means of which the actuator is to assist or be assisted in the movement of the blocking element out of the blocking division into the release position.
  • a further embodiment is characterized in that the parking brake has at least one coupling element, via which the blocking element can be moved by the actuator or by means of the actuator.
  • the spring force acts at least indirectly, in particular special directly, at least in the locked position, on the coupling element, whereby the actuator is to assist in the movement of the locking element from the blocking position to the release position by means of the spring force on the coupling element or is supported.
  • the spring force acts through the intermediary of the coupling element on the actuator or supports the actuator in the movement of the blocking element in the release position.
  • the coupling element is a about a rotational axis, in particular relative to the aforementioned housing of the transmission, rotatable coupling shaft.
  • the coupling shaft is a shaft, which is referred to as a "coupling shaft", in order to clearly distinguish the coupling shaft from the shaft of the transmission, because preference is given to the shaft and the coupling shaft being two separate components produced separately from one another. It has been found to be particularly advantageous if the torque acts at least in the locking division about the axis of rotation of the coupling shaft, whereby the space requirement can be kept particularly low.
  • the actuator is designed as an electric motor and thereby as a rotary motor, which has a stator and a rotor.
  • the rotor can be driven by the stator and thereby rotatable about a motor rotational axis relative to the stator.
  • the coupling shaft of the rotor can be driven.
  • the coupling shaft is rotatably connected to the rotor.
  • the rotor is arranged coaxially to the coupling shaft, so that the machine axis coincides with the axis of rotation of the coupling shaft. This allows a particularly compact and thus space-saving construction of the parking brake can be realized.
  • a further embodiment is characterized in that the locking element formed, for example, as a pawl or as a pawl is movable in a movement direction or along a movement axis translationally between the release position and the blocking pitch, in particular relative to the housing, in relation to being displaceable.
  • the locking element formed for example, as a pawl or as a pawl is movable in a movement direction or along a movement axis translationally between the release position and the blocking pitch, in particular relative to the housing, in relation to being displaceable.
  • a second aspect of the invention relates to a method for operating a parking brake, in particular a parking lock according to the invention, for a Motor vehicle.
  • the parking brake has a rotatably connectable to a shaft of the motor vehicle parking lock gear, at least one locking element and an actuator, by means of which the locking element between at least one locking the parking lock against rotation locking position and at least one releasing the parking lock gear for a free turn is moved freed position.
  • At least one spring element is provided according to the invention, which is tensioned by means of the actuator, while the blocking element is moved by means of the actuator from the release position into the blocking division.
  • the spring element at least in the blocking position provides a spring force, by means of which the actuator is supported in the movement of the blocking element from the blocking position to the release position.
  • a third aspect of the invention relates to a transmission for a motor vehicle, wherein the transmission has at least one parking brake according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous features of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the third aspect of the invention, and vice versa.
  • a fourth aspect of the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, wherein the motor vehicle has at least one parking brake according to the invention according to the first aspect of the invention and / or at least one transmission according to the third aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect, the second aspect and the third aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the fourth aspect of the invention and vice versa. In the following an embodiment of the invention is described. This shows:
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a transmission according to the invention with a parking lock according to the invention
  • Fig. 2 diagrams illustrating the parking brake.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of each other, which each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention.
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • FIG. 1 shows, in a schematic representation, a detail of a gear 10 for a motor vehicle designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle has at least one drive motor, the transmission 10 and at least one or more wheels, which can be driven by the drive motor via the transmission 10.
  • the motor vehicle in its fully manufactured state an example, as a self-supporting body formed structure, wherein the respective wheel is rotatable about a respective Radcardachse relative to the structure bar.
  • the respective wheel is driven by the drive motor via the transmission 10, then the respective wheel rotates about its wheel rotation axis relative to the structure.
  • the respective wheel in particular special via an axle drive, with a shaft 12 of the transmission 10 rotatably. torque-transmitting coupled.
  • the shaft 12 can be driven by the drive motor so that the respective wheel can be driven by the drive motor via the shaft 12.
  • the respective wheel can rotate about its respective wheel rotational axis relative to the structure and relative to a housing 16 of the transmission 10, also referred to as a transmission housing.
  • the shaft 12 is rotatable about the shaft rotation axis 14 relative to the housing 16 and relative to the structure.
  • the transmission 10 further has a parking lock 18, which is arranged, for example, at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the housing 16.
  • the parking brake 18 comprises a parking lock wheel 20, which is rotatably connected to the shaft 12 and thus rotatable with the shaft 12 about the shaft rotation axis 14 relative to the housing 16.
  • the parking lock 18 also comprises at least or exactly one locking element 22, which is for example also referred to as a pawl or parking pawl.
  • the locking element 22 is between at least one of the parking lock gear 20 and thus the shaft 12 against a success about the shaft rotation axis 14 relative to the housing 16 rotation locking position and at least one shown in Fig.
  • the parking lock wheel 20 has, for example, on its outer circumferential side surface 24 a plurality of recesses 26 which follow each other and are spaced apart from one another in circumferential direction of the parking lock wheel 20 around the shaft rotation axis 14.
  • the circumferential direction of the parking lock wheel 20 is illustrated in FIG. 1 by a double arrow 28.
  • the blocking element 22 engages in one of the recesses 26, as a result of which the blocking element 22 cooperates in a form-fitting manner with the parking lock wheel 20.
  • the blocking element 22 is between the release position and the blocking pitch relative to the housing 16 Ge movable and at least indirectly held so on the housing 16 that the parking lock gear 20 in the blocking position on the blocking element 22 against a success about the shaft rotation axis 14 rotation relative to the housing 16 is secured.
  • the shaft 12 is secured against rotation taking place about the shaft rotation axis 14 relative to the housing 16.
  • the blocking element 22 engages in none of the recesses 26.
  • the locking elements 22 does not interact with the parking lock wheel 20 in the release position, so that the parking lock wheel 20 and thus the shaft 12 in the release position about the Wel lenfelachse 14 can rotate relative to the housing 16. Since, as described above, the respective wheel is connected to transmit torque to the shaft 12, the respective wheel is secured in the blocking position by means of the locking element 22 against rotation taking place about the wheel rotational axis relative to the structure and relative to the housing 16. As a result, the motor vehicle is secured against undesired rolling away, since the wheel can not rotate relative to the structure. In the release position, however, the respective wheel can rotate about the respective Radcardse relative to the structure, so that the motor vehicle, for example, rolled relation ship as can be driven.
  • the parking lock 18 in this case comprises a preferably electrically operable actuator 30, by means of which the blocking element 22 between the blocking division and the release position can be moved.
  • the actuator 30 can move the blocking element 22 out of the blocking division into the release position and out of the release position into the blocking division.
  • the locking element 22 along a direction of movement illustrated in Fig. 1 by a double arrow 32 in translation between the release position and the locking division movable bar and thus displaceable, for example, the direction of movement obliquely, perpendicular or skewed to the shaft rotation axis 14 ,
  • the parking brake 18 has a spring element 34 designed for this purpose, for example as a torsion spring.
  • the spring element 34 is actuated by means of the actuator 30 during the movement in the blocking division of the blocking element 22 to tension.
  • the blocking element 22 by means of
  • Actuator 30 moves from the release position into the blocking division, so while the spring element 34 is tensioned by means of the actuator 30.
  • the spring element 34 is tensioned at least in the blocking pitch, so that the spring element 34 provides a spring force at least in the blocking pitch.
  • the actuator 30 is designed as a self-locking actuator.
  • the actuator 30 has a self-locking, by means of which the blocking element 22 is held counter to the spring force 34 provided by the spring force in the blocking division.
  • the self-locking prevents a movement of the actuator 30 caused by the spring force provided by the spring element 34 and causes the barrier element 22 to move out of the blocking position into the release position, so that the blocking element 22 is targeted and can be reciprocated as needed by means of the actuator 30 between the release position and the locking division.
  • the spring element 34 is in the veran in Fig. 1 illustrated embodiment as a torsion spring whose spring force causes a torque at least in the blocking division, by means of which the actuator 30 assists in the movement of the blocking element 22 from the blocking division into the release position becomes.
  • the parking brake 18 comprises a coupling shaft 36 designed as a tes coupling element, wherein the coupling shaft 36 is rotatable about a rotation axis 38 relative to the housing 16.
  • the axis of rotation 38 runs perpendicular to a first plane, wherein the shaft rotation axis 14 example, perpendicular to a second plane.
  • the first plane and the second plane are perpendicular or oblique to each other.
  • the blocking element 22 can be moved by means of the actuator 30 or by the actuator 30 between the release position and the blocking division, so that the actuator 30 is supported in the release position by means of the spring force via the coupling shaft 36 during the movement of the blocking element 22 from the blocking position ,
  • the aforementioned torque which is illustrated by an arrow 40 in FIG. 1, acts around the axis of rotation 38 of the coupling shaft 36, at least in the blocking position.
  • the actuator 30 is designed as an electric motor which has a stator 42 and a rotor 44.
  • the rotor 44 is drivable by the stator 42 and thereby rotatable about a motor axis of rotation 46 relative to the stator 42 and relative to the housing 16.
  • the coupling shaft 36 can be driven by the rotor 44.
  • the coupling shaft 36 is rotatably connected to the rotor 44 or the coupling shaft 36 is part of the rotor 44 and in this case forms out in particular as a rotor shaft of the rotor 44.
  • the rotor 44 is arranged coaxially with the coupling shaft 36, so that the motor rotation axis 46 coincides with the axis of rotation 38 of the coupling shaft 36.
  • a rotation of the coupling shaft 36 running about the axis of rotation 38 in a first direction of rotation is converted into a translational movement of the blocking element 22 in a first direction.
  • the first direction is illustrated in FIG. 1 by an arrow 48 and coincides with the direction of movement.
  • the coupling shaft 36 is rotated by means of the actuator 30 about the axis of rotation 38 in a direction opposite to the first direction of rotation direction of rotation, this rotation of the coupling shaft 36 by means of the transmission device in a direction extending in a second direction translational movement of the locking element 22 um- changed.
  • the second direction is opposite to the first direction and illustrated in FIG.
  • the blocking element 22 is moved translationally in the first direction.
  • the blocking element 22 is moved translationally, for example, in the second direction.
  • the said transmission device which is designed, for example, as a worm gear, may have self-locking, by means of which the blocking element 22 is to be held in the blocking pitch counter to the spring force provided by the spring element 34, at least in the blocking pitch. From Fig. 1 is also particularly well seen that the direction of movement is oblique, vertical or skewed to the axis of rotation 38.
  • the direction of movement (double arrow 32) is perpendicular to a third plane, which runs, for example, perpendicularly or preferably obliquely to the first plane.
  • a third plane which runs, for example, perpendicularly or preferably obliquely to the first plane.
  • Fig. 2 shows two diagrams 52 and 54 for further illustrating the parking brake 18, in particular their function.
  • a torque is applied, which is provided by the actuator 30 and in particular via the rotor 44 and is provided.
  • the parking brake 18 has a locking linkage 58, via which the blocking element 22 of the actuator 30 is movable.
  • a spring 60 is provided, which is also referred to as Rastgestnaturefe the. If the actuator 30 is operated, for example, to move the blocking element 22 from the release position into the blocking position, while the blocking element 22 is not in registration with one of the recesses 26, then by said operation of the Ak gate 30 by means of the actuator 30th in particular via the locking linkage 58, the spring 60 stretched while, for example, a movement of the Sperrele element 22 from the release position in the locking division is omitted. Thereby the spring 60 is cocked.
  • the spring 60 can relax at least partially, as a result of which the locking element 22 is moved by means of the Spring 60 is movable in the blocking division or is moved.
  • a rated torque 62 of the actuator 30, is a rated torque 62 of the actuator 30, wherein the actuator 30, for example, provides the rated torque 62 to move the blocking element 22 from the release position into the blocking pitch.
  • the torque caused by the spring force of the torsion spring in the blocking pitch is shown in Fig. 2 and designated there MF.
  • the actuator 30 When moving the blocking element 22 from the release position into the blocking position, the actuator 30 provides energy which is stored in the spring element 34 and finally causes the torque MF.
  • a torque denoted M2 in FIG. 2 is applied, for example, by the actuator 30 when the blocking element 22 is moved into the blocking division, in order, for example, to tension or overcome the spring 60.
  • the actuator 30 overcomes the torque MF and the torque M2 in order to move the blocking element 22 from the release position into the blocking pitch.
  • the actuator 30 acts as the spring element 34 acting as the biasing spring and the spring 60 as the locking link spring overcomes to move the blocking element 22 from the release position to the blocking position.
  • the torques MF and M2 result in a total torque, wherein in Fig. 2 denoted by D difference between the torque sum and the rated torque 62 is seen as a security before, by means of the actuator 30, the blocking element 22 safely from the release position into the blocking division move and thereby overcome the biasing spring and the locking rod spring can.
  • the actuator 30 provides the rated torque 62 to move the Sperrele element 22 from the release position to the blocking position, for example, the torques MF and M2 are parts of the nominal torque 62.
  • the nominal torque 62 is used to overcome the torques M2 and MF which are the driving forces. Prevent movement of the locking element 22 from the release position in the locking division.
  • the diagram 54 illustrates the relationship of the actuator 30 caused by movement of the locking element 22 from the Sperrstei ment in the release position.
  • a release torque 64 must be applied to the coupling shaft 36, for example. Since the spring element 34 supports the actuator 30 when moving the blocking element 22 out of the blocking division into the release position, the actuator 30 does not have to provide the soldering torque 64 alone, but instead the actuator 30 sets a lower first part T1 of the lower one compared to the release torque 64 the coupling shaft 36 acting release torque 64 ready. In this case, the spring element 34 provides a second part of the release torque 64, the first part T1 and the second part resulting in total at least the Lexcellentwebmo- element 64.
  • the second part is the rotational torque MF and thereby lower than the release torque 64.
  • the first part T1 and the second part are thus respective partial torques corresponding in addition to the release torque 64 or greater than the release torque 64th are, however, considered to be less than the release torque 64 by themselves.
  • the actuator 30 and thus the parking lock 18 and thus the housing 10 can be configured in total particularly weight, cost and space.
  • the actuator 30 since the actuator 30 does not have to apply the release torque 64 alone, the actuator 30 can be space-saving and weight-saving. are dimensioned so that the cost of the actuator 30 can be kept to a very small extent. As a result, a construction space, cost and weight-favorable structure of the parking brake 18 and the transmission 10 can be guaranteed overall.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperre (18) für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einer Welle (12) des Kraftfahrzeugs drehfest verbindbaren Parksperrenrad (20), mit wenigstens einem Sperrelement (22), und mit einem Aktor (30), mittels welchem das Sperrelement (22) zwischen wenigstens einer das Parksperrenrad (20) gegen eine Drehung sichernden Sperrstellung und wenigstens einer das Parksperrenrad (20) für eine Drehung freigebenden Freigabestellung bewegbar ist, umfassen wenigstens ein Federelement (34), welches mittels des Aktors (30) während des in die Sperrstellung erfolgenden Bewegens des Sperrelements (22) zu spannen ist und dadurch in der Sperrstellung des Sperrelements (22) eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher der Aktor (30) bei der Bewegung des Sperrelements (22) in die Freigabestellung zu unterstützen ist.

Description

Parksperre für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, Verfah- ren zum Betreiben einer solchen Parksperre, Getriebe und Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Parksperre gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 11. Außerdem betrifft die Erfindung ein Getriebe und ein Kraftfahrzeug.
Eine solche Parksperre für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraft wagen, sowie ein solches Verfahren zum Betreiben einer solchen Parksperre sind beispielsweise bereits der DE 10 2010 038 513 A1 als bekannt zu ent- nehmen. Die Parksperre weist ein mit einer Welle des Kraftfahrzeugs, insbe sondere eines Getriebes des Kraftfahrzeugs, drehfest verbindbares Park- sperrenrad und wenigstens ein Sperrelement auf, welches beispielsweise als Sperrklinke ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst die Parksperre einen Ak- tor, mittels welchem das Sperrelement zwischen wenigstens einer das Park- sperrenrad gegen eine Drehung sichernden Sperrsteilung und wenigstens einer das Parksperrenrad für eine Drehung freigebenden Freigabestellung bewegbar ist. Dies bedeutet, dass das Sperrelement das Parksperrenrad in der Sperrsteilung gegen eine Drehung sichert, indem beispielsweise das Sperrelement mit dem Parksperrenrad zusammenwirkt. In der Freigabestel- lung unterbleibt beispielsweise ein das Parksperrenrad gegen eine Drehung sicherndes Zusammenwirken des Sperrelements mit dem Parksperrenrad, sodass das Sperrelement das Parksperrenrad in der Freigabestellung frei gibt. In der Folge können sich das Parksperrenrad und somit die Welle dre hen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Parksperre, ein Verfahren, ein Getriebe und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart wei- terzuentwickeln, dass das Gewicht und der Bauraumbedarf der Parksperre in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Parksperre mit den Merk- malen des Patentanspruchs 1 , durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 , durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Patentan- spruchs 12 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentan spruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiter bildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraft- wagen. Die Parksperre weist wenigstens ein mit einer Welle des Kraftfahr zeugs, insbesondere mit einer Welle eines Getriebes des Kraftfahrzeugs, drehfest verbindbares Parksperrenrad auf, welches in fertig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs drehfest mit der beispielsweise als Getriebewelle ausgebildeten Welle verbunden ist. Das Getriebe weist somit in seinem voll- ständig hergestellten Zustand beispielsweise die Welle und das drehfest damit verbundene Parksperrenrad auf, wobei die Welle und das Parksper renrad grundsätzlich um eine Wellendrehachse relativ zu einem Gehäuse des Getriebes drehbar sind. Dabei sind beispielsweise die Welle und das Parksperrenrad in dem Gehäuse angeordnet. Die Parksperre umfasst dar über hinaus wenigstens ein Sperrelement und einen insbesondere elektrisch betreibbaren Aktor, mittels welchem das Sperrelement zwischen wenigstens einer das Parksperrenrad gegen eine Drehung sichernden Sperrstellung und wenigstens einer das Parksperrenrad für eine Drehung freigebenden Frei- gabestellung bewegbar ist. Dies bedeutet, dass das Sperrelement das Park- sperrenrad in der Sperrsteilung gegen eine, insbesondere relativ zu dem Gehäuse um die Wellendrehachse erfolgende, Drehung sichert, sodass sich das Parksperrenrad und die Welle beispielsweise nicht um die Wellendreh- achse relativ zu dem Gehäuse drehen können. Hierzu ist beispielsweise das Sperrelement zumindest mittelbar mit dem Gehäuse gekoppelt, insbesonde- re derart, dass das Parksperrenrad und somit die Welle in der Sperrsteilung des Sperrelements über das Sperrelement an dem Gehäuse gegen eine um die Wellendrehachse relativ zu dem Gehäuse erfolgende Drehung gesichert sind.
Das Sperrelement ist jedoch beispielsweise relativ zu dem Gehäuse zwi- schen der Freigabestellung und der Sperrsteilung mittels des Aktors beweg bar. Dies bedeutet insbesondere, dass der Aktor das Sperrelement, insbe sondere elektrisch, aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung sowie aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung bewegen kann, insbesondere rela- tiv zu dem Gehäuse. In der Sperrsteilung wirkt das Sperrelement, insbeson- dere formschlüssig, mit dem Parksperrenrad zusammen, wodurch das Park sperrenrad gegen eine Drehung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, gesichert ist. Da im vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Getriebes das Parksperrenrad drehfest mit der Welle verbunden ist, ist auch die Welle mittels des Sperrelements gegen eine Dre hung relativ zu dem Gehäuse gesichert. In der Sperrsteilung wirkt das Sper- relement dadurch formschlüssig mit dem Parksperrenrad zusammen, dass das Sperrelement in der Sperrsteilung in eine korrespondierende, insbeson- dere außenumfangsseitige, Ausnehmung des Parksperrenrads eingreift.
In der Freigabestellung jedoch gibt das Sperrelement das Parksperrenrad und somit die Welle für eine Drehung frei, sodass sich das Parksperrenrad und somit die Welle, insbesondere um die Wellendrehachse relativ zu dem Gehäuse, drehen können. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass in der Freigabestellung ein das Parksperrenrad gegen eine Drehung, insbe- sondere relativ zu dem Gehäuse, sicherndes Zusammenwirken des Sper relements mit dem Parksperrenrad unterbleibt. Mit anderen Worten wirkt das Sperrelement in der Freigabestellung nicht mit dem Sperren rad zusammen, sodass das Sperren rad und somit die Welle, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, um die Wellendrehachse drehen können.
Im vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs ist die Welle bei spielsweise drehmomentübertragend mit wenigstens einem oder mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen dem jeweiligen Rad und der Welle übertragen werden können beziehungsweise sodass ein Drehmoment- beziehungsweise Kraftpfad zwischen der Welle und dem jeweiligen Rad geschlossen ist, wobei Drehmomente beziehungs- weise Kräfte über den Drehmoment- beziehungsweise Kraftpfad übertragen werden können. Da in der Sperrstellung die Welle über das Parksperrenrad und das Sperrelement gegen eine Drehung relativ zu dem Gehäuse gesi- chert sind, ist auch das jeweilige Rad gegen eine insbesondere relativ zu einem beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau des Kraftfahrzeugs erfolgende Drehung gesichert, sodass sich das jeweilige Rad nicht relativ zu dem Aufbau drehen kann. Dadurch kann mittels der Parksperre, insbesondere mittels des sich in der Sperrsteilung befindenden Sperrelements, ein unerwünschtes Weg rollen des Kraftfahrzeugs vermieden werden, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn das Kraftfahrzeug bei- spielsweise an einer Steigung beziehungsweise an einem Gefälle abgestellt beziehungsweise geparkt ist. Um das Kraftfahrzeug wieder bewusst rollen zu lassen beziehungsweise zu fahren, wird das Sperrelement mittels des Aktors aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung bewegt.
Um nun den Bauraumbedarf und das Gewicht der Parksperre besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Parksperre wenigstens ein Federelement aufweist, welches mittels des Ak tors während des in die Sperrstellung erfolgenden und mittels des Aktors bewirkbaren beziehungsweise bewirkten Bewegens des Sperrelements zu spannen ist und dadurch in der Sperrstellung des Sperrelements eine Feder kraft bereitstellt, mittels welcher der Aktor bei der Bewegung des Sperrei e- ments in die Freigabestellung zu unterstützen ist. Mit anderen Worten, wird das Sperrelement mittels des Aktors aus der Freigabestellung in die Sperr stellung bewegt, so wird währenddessen das Federelement mittels des Ak- tors gespannt. In der Folge ist das Federelement in der Sperrsteilung des Sperrelements stärker gespannt als in der Freigabestellung. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Federelement in der Freigabestellung gespannt ist, jedoch weniger stark als in der Sperrstellung. Dadurch, dass das Fe- derelement in der Sperrstellung gespannt ist, stellt das Federelement die zuvor genannte Federkraft bereit. Vorzugsweise ist die Federkraft so gering, dass ein mittels der Federkraft bewirktes beziehungsweise bewirkbares Be- wegen des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung unterbleibt. Mit anderen Worten ist die Federkraft beispielsweise so gering, dass die Federkraft das Sperrelement nicht aus der Sperrsteilung in die Frei- gabestellung bewegen kann. Jedoch wirkt beispielsweise die Federkraft in eine solche Richtung beziehungsweise die Federkraft bewirkt ein solches Betätigungsdrehmoment oder eine solche Betätigungskraft, das bezie- hungsweise die in eine solche Richtung wirkt, dass der Aktor mittels der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft unterstützt wird, wenn der Aktor das Sperrelement, insbesondere gezielt beziehungsweise aktiv, aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung bewegt.
Zum Bewegen des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestel- lung ist beispielsweise mindestens eine Bewegungskraft beziehungsweise ein Bewegungsdrehmoment erforderlich, welches beispielsweise zumindest mittelbar auf das Sperrelement auszuüben ist. Da nun der Aktor beim Bewe- gen des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung von der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft unterstützt wird, muss der Aktor nicht alleine die Bewegungskraft beziehungsweise das Bewegungs- drehmoment bereitstellen beziehungsweise aufbringen, sondern ein erster Teil der Bewegungskraft beziehungsweise des Bewegungsdrehmoments wird mittels des Aktors bewirkt beziehungsweise von dem Aktor bereitge stellt, und ein zweiter Teil der Bewegungskraft beziehungsweise des Bewe gungsdrehmoments wird mittels der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft bewirkt beziehungsweise bereitgestellt, wobei beispielsweise die Teile in Summe zumindest die Bewegungskraft beziehungsweise das Bewe gungsdrehmoment ergeben. Hierdurch kann der Aktor hinsichtlich seines Gewichts, hinsichtlich seines Bauraumbedarfs und hinsichtlich seiner Kosten besonders gering gehalten werden, sodass ein besonders gewichts-, kosten- und bauraumgünstiger Aufbau des Aktors und somit der Parksperre insge- samt dargestellt werden können. Der jeweilige Teil an sich beziehungsweise für sich alleine betrachtet ist beispielsweise geringer als die Bewegungskraft beziehungsweise das Bewe- gungsdrehmoment, sodass der jeweilige Teil alleine beispielsweise nicht ausreicht, um das Sperrelement aus der Sperrsteilung in die Freigabestel lung zu bewegen. Die Summe der Teile entspricht jedoch zumindest der Bewegungskraft beziehungsweise dem Bewegungsdrehmoment oder ist größer als die Bewegungskraft beziehungsweise das Bewegungsdrehmo ment, sodass das Sperrelement teilweise mittels der Federkraft und teilweise mittels des Aktors aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung bewegt wer den kann beziehungsweise bewegt wird. Mit anderen Worten addieren sich beispielsweise eine von dem Aktor bereitgestellte Aktorkraft und die Feder kraft, sodass das Federelement aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung bewegt werden kann.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Die Betätigung herkömmlicher Parksperren erfolgt in der Regel durch einen elektrischen Aktor, dessen Größe sich nach den höchsten auftretenden Kräf ten richtet. Bei einer Parksperre ist das Lösen des verspannten Sperrele ments der Fall mit dem größten Kraftbedarf, wenn das beispielsweise als Sperrklinke beziehungsweise Parksperrenklinke ausgebildete Sperrelement dadurch verspannt ist, dass das Kraftfahrzeug an einem Gefälle bezie- hungsweise an einer Steigung geparkt ist und beispielsweise lediglich mittels der Parksperre gegen ein Wegrollen gesichert wird. Dann ist das Sperrele ment beispielsweise die durch die aus der Gewichtskraft des Kraftfahrzeugs resultierende Hangabtriebskraft mit dem Parksperrenrad verspannt. Der größte Kraftbedarf ist dabei so hoch, dass er zu einem bauraum-, gewichts- und kostenintensiven Aktor führt.
Die zuvor genannten Nachteile können jedoch mittels der erfindungsgemä ßen Parksperre vermieden werden. Bei der erfindungsgemäßen Parksperre wirkt das Federelement als eine zusätzliche Vorspannfeder, welche in die Parksperre integriert ist. Die Vorspannfeder ist in der Sperrstellung des Sper relements gespannt beziehungsweise vorgespannt und stellt die zuvor be schriebene Federkraft bereit, mittels welcher der Aktor beim Bewegen des Sperrelements aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung unterstützt wird. Dadurch, dass das Federelement mittels des Aktors gespannt wird, wenn das Sperrelement mittels des Aktors aus der Freigabestellung in die Sperr stellung bewegt wird, kann das Sperrelement beispielsweise zumindest na hezu genauso schnell aus der Freigabestellung in die Parkstellung bewegt werden wie bei herkömmlichen Parksperren. Durch das Spannen des Fe- derelements wird eine Kraft beziehungsweise eine Energie in dem Fe derelement gespeichert, welche von dem Aktor bereitgestellt wird. Diese in der Sperrsteilung in dem Federelement gespeicherte Kraft beziehungsweise Energie wird genutzt, um den Aktor beim Bewegen des Sperrelements aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung zu unterstützen.
Das Bewegen des Sperrelements aus der Sperrsteilung in die F re iga beste I- lung wird auch als Lösen des Sperrelements beziehungsweise der Parksper- re bezeichnet. Beim Lösen der Parksperre wirkt das vorgespannte Fe derelement beziehungsweise deren Federkraft in eine solche Richtung, ins- besondere in eine solche Drehrichtung, dass der Aktor beim Bewegen des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung unterstützt wird.
Die zuvor beschriebene Summe der Teile ist dabei so groß, dass das Sper relemente auch in dem zuvor beschriebenen Fall mit dem größten Kraftbe darf aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt werden kann, sodass ein Lösen der Parksperre gewährleistet werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Aktor eine Selbsthem mung auf, mittels welcher das Sperrelement entgegen der von dem Fe derelement bereitgestellten Federkraft in der Sperrsteilung zu halten ist be ziehungsweise gehalten wird. Dadurch können zusätzliche, bauraum-, ge- wichts- und kostenintensive Sicherungs- beziehungsweise Halte- oder Brem selemente vermieden werden, sodass die Teileanzahl, die Kosten, der Bau raumbedarf und das Gewicht der Parksperre in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Zur Realisierung der Selbsthemmung weist der Aktor beispielsweise ein Schneckengetriebe auf, mittels dessen Selbsthemmung das Sperrelement gegen die von dem Federelement bereit- gestellte Federkraft in der Sperrstellung gehalten werden kann. Dadurch, dass der Aktor die Selbsthemmung aufweist, wird der Aktor auch als selbst- hemmender Aktor bezeichnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement als eine Drehfeder ausgebildet, deren Federkraft zumindest in der Sperrsteilung ein Drehmoment bewirkt, mittels welchem der Aktor bei der Bewegung des Sperrelements aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung zu unterstützen ist beziehungsweise unterstützt wird. Hierdurch kann der Bauraumbedarf in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Parksper- re wenigstens ein Koppelelement aufweist, über welches das Sperrelement von dem Aktor beziehungsweise mittels des Aktors bewegbar ist. Die Feder kraft wirkt dabei zumindest in der Sperrstellung zumindest mittelbar, insbe sondere direkt, auf das Koppelelement, wodurch der Aktor bei der Bewegung des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung mittels der Federkraft über das Koppelelement zu unterstützen ist beziehungsweise unterstützt wird. Mit anderen Worten ist es bei dieser Ausführungsform vor gesehen, dass die Federkraft unter Vermittlung des Koppelelements auf den Aktor wirkt beziehungsweise den Aktor bei der Bewegung des Sperrelements in die Freigabestellung unterstützt. Hierdurch kann ein besonders kompakter und kostengünstiger Aufbau gewährleistet werden.
Um dabei den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Koppelelement eine um eine Drehachse, insbesondere relativ zu dem zuvor genannten Gehäuse des Getriebes, drehbare Koppelwelle ist. Die Koppelwelle ist eine Welle, welche mit„Koppelwelle“ bezeichnet wird, um die Koppelwelle begriff lich eindeutig von der Welle des Getriebes zu unterscheiden, denn Vorzug s- weise sind die Welle und die Koppelwelle zwei voneinander separat herge- stellte, einzelne Komponenten. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Drehmoment zumindest in der Sperrsteilung um die Drehachse der Koppelwelle wirkt, wodurch der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Aktor als ein Elektromotor und dabei als ein Drehmotor ausgebildet, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist. Der Rotor ist von dem Stator antreib- bar und dadurch um eine Motordrehachse relativ zu dem Stator drehbar. Dabei ist die Koppelwelle von dem Rotor antreibbar. Vorzugsweise ist die Koppelwelle drehfest mit dem Rotor verbunden. Durch diese Ausgestaltung des Aktors kann der Bauraumbedarf in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Rotor koaxial zu der Koppelwelle angeordnet ist, sodass die Maschinen achse mit der Drehachse der Koppelwelle zusammenfällt. Dadurch kann ein besonders kompakter und somit bauraumgünstiger Aufbau der Parksperre realisiert werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das bei spielsweise als Klinke beziehungsweise als Sperrklinke ausgebildete Sper- relement entlang einer Bewegungsrichtung beziehungsweise entlang einer Bewegungsachse translatorisch zwischen der Freigabestellung und der Sperrsteilung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, bewegbar bezie hungsweise verschiebbar ist. Dadurch kann ein besonders geringer Bauraum gewährleistet werden.
Um dabei eine besonders bauraumgünstige Bauweise zu schaffen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewegungsrich tung beziehungsweise die Bewegungsachse schräg oder windschief zur Drehachse verläuft.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Parksperre, insbesondere einer erfindungsgemäßen Parksperre, für ein Kraftfahrzeug. Die Parksperre weist ein mit einer Welle des Kraftfahrzeugs drehfest verbindbares Parksperrenrad, wenigstens ein Sperrelement und einen Aktor auf, mittels welchem das Sperrelement zwischen wenigstens einer das Parksperrenrad gegen eine Drehung sichernden Sperrstellung und wenigstens einer das Parksperrenrad für eine Drehung freigebenden Frei gabestellung bewegt wird.
Um nun den Bauraumbedarf der Parksperre besonders gering halten zu können, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Federelement vorgesehen, welches mittels des Aktors gespannt wird, während das Sperrelement mittels des Aktors aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung bewegt wird. Hier durch stellt das Federelement zumindest in der Sperrstellung eine Federkraft bereit, mittels welcher der Aktor bei der Bewegung des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung unterstützt wird. Vorteile und vor teilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzu sehen und umgekehrt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe wenigstens eine erfindungsgemäße Parksperre gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausge- staltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfin- dung anzusehen und umgekehrt.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, wobei das Kraftfahrzeug wenigstens eine erfindungsge- mäße Parksperre gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder wenigs- tens ein Getriebe gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts, des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Aus- gestaltungen des vierten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ge- triebes mit einer erfindungsgemäßen Parksperre; und
Fig. 2 Diagramme zum Veranschaulichen der Parksperre.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbei- spiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschrie- bene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merk- male der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Be zugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Darstellung ein Getrie- be 10 für ein beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personen- kraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens einen Antriebsmotor, das Ge- triebe 10 und wenigstens ein oder mehrere Räder auf, die über das Getriebe 10 von dem Antriebsmotor angetrieben werden können. Ferner weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand einen beispiels weise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf, wobei das jeweilige Rad über eine jeweilige Raddrehachse relativ zu dem Aufbau dreh bar ist. Mit anderen Worten, wird das jeweilige Rad über das Getriebe 10 von dem Antriebsmotor angetrieben, so dreht sich das jeweilige Rad um seine Raddrehachse relativ zu dem Aufbau. Hierzu ist das jeweilige Rad, insbe sondere über ein Achsgetriebe, mit einer Welle 12 des Getriebes 10 dreh- momentübertragend gekoppelt. Die Welle 12 ist dabei von dem Antriebsmo- tor antreibbar, sodass das jeweilige Rad über die Welle 12 von dem An- triebsmotor angetrieben werden kann. Ferner kann sich beispielsweise das jeweilige Rad um seine jeweilige Raddrehachse relativ zu dem Aufbau und relativ zu einem auch als Getriebegehäuse bezeichneten Gehäuse 16 des Getriebes 10 drehen. Grundsätzlich ist die Welle 12 um die Wellendrehachse 14 relativ zu dem Gehäuse 16 und relativ zu dem Aufbau drehbar.
Das Getriebe 10 weist des Weiteren eine Parksperre 18 auf, welche bei- spielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Gehäuse 16 angeordnet ist. Die Parksperre 18 umfasst ein Parksperrenrad 20, welches drehfest mit der Welle 12 verbunden und somit mit der Welle 12 um die Wellendrehachse 14 relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar ist. Die Parksperre 18 umfasst darüber hinaus wenigstens oder genau ein Sperrelement 22, welches beispielsweise auch als Sperrklinke oder Parksperrenklinke bezeichnet wird. Das Sperrelement 22 ist zwischen wenigstens einer das Parksperrenrad 20 und somit die Welle 12 gegen eine um die Wellendrehachse 14 relativ zu dem Gehäuse 16 erfolgende Drehung sichernden Sperrstellung und wenigstens einer in Fig. 1 gezeigten und das Parksperrenrad 20 sowie die Welle 12 für eine um die Wellendrehachse 14 relativ zu dem Gehäuse 16 erfolgende Drehung freigebende Freigabestel- lung bewegbar. Das Parksperrenrad 20 weist beispielsweise an seiner au ßenumfangsseitigen Mantelfläche 24 mehrere, in um die Wellendrehachse 14 verlaufender Umfangsrichtung des Parksperrenrads 20 aufeinanderfol- gende und voneinander beabstandete Ausnehmungen 26 auf. Die Umfangs- richtung des Parksperrenrads 20 ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 28 veranschaulicht. In der Sperrstellung greift beispielsweise das Sperrelement 22 in eine der Ausnehmungen 26 ein, wodurch das Sperrelement 22 form- schlüssig mit dem Parksperrenrad 20 zusammenwirkt. Das Sperrelement 22 ist zwischen der Freigabestellung und der Sperrsteilung relativ zu dem Ge häuse 16 bewegbar und dabei jedoch zumindest mittelbar derart an dem Gehäuse 16 gehalten, dass das Parksperrenrad 20 in der Sperrstellung über das Sperrelement 22 gegen eine um die Wellendrehachse 14 erfolgende Drehung relativ zu dem Gehäuse 16 gesichert ist. Somit ist in der Sperrstel- lung auch die Welle 12 gegen eine um die Wellendrehachse 14 erfolgende Drehung relativ zu dem Gehäuse 16 gesichert.
In der Freigabestellung greift das Sperrelement 22 in keine der Ausnehmun- gen 26 ein. Mit anderen Worten wirkt das Sperrelemente 22 in der Freigabe- Stellung nicht mit dem Parksperrenrad 20 zusammen, sodass sich das Park- sperrenrad 20 und somit die Welle 12 in der Freigabestellung um die Wel lendrehachse 14 relativ zu dem Gehäuse 16 drehen können. Da - wie zuvor beschrieben - das jeweilige Rad drehmomentübertragend mit der Welle 12 verbunden ist, ist das jeweilige Rad in der Sperrstellung mittels des Sper- relements 22 gegen eine um die Raddrehachse erfolgende Drehung relativ zu dem Aufbau und relativ zu dem Gehäuse 16 gesichert. Hierdurch ist das Kraftfahrzeug gegen ein unerwünschtes Wegrollen gesichert, da sich das Rad nicht relativ zu dem Aufbau drehen kann. In der Freigabestellung jedoch kann sich das jeweilige Rad um die jeweilige Raddrehachse relativ zu dem Aufbau drehen, sodass das Kraftfahrzeug beispielsweise gerollt bezie hungsweise gefahren werden kann.
Die Parksperre 18 umfasst dabei einen vorzugsweise elektrisch betreibbaren Aktor 30, mittels welchem das Sperrelement 22 zwischen der Sperrsteilung und der Freigabestellung bewegt werden kann. Mit anderen Worten kann der Aktor 30 das Sperrelement 22 aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung und aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung bewegen. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sperrelement 22 entlang einer in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 32 veranschaulichten Bewegungsrichtung translatorisch zwischen der Freigabestellung und der Sperrsteilung beweg bar und somit verschiebbar, wobei beispielsweise die Bewegungsrichtung schräg, senkrecht oder windschief zur Wellendrehachse 14 verläuft.
Um nun den Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten der Parksperre 18 und somit des Getriebes 10 insgesamt besonders gering halten zu können, weist die Parksperre 18 ein vorliegend beispielsweise als Drehfeder ausge- bildetes Federelement 34 auf. Das Federelement 34 ist mittels des Aktors 30 während des in die Sperrsteilung erfolgenden Bewegens des Sperrelements 22 zu spannen. Mit anderen Worten, wird das Sperrelement 22 mittels des
Aktors 30 aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung bewegt, so wird wäh- renddessen das Federelement 34 mittels des Aktors 30 gespannt. Dadurch ist das Federelement 34 zumindest in der Sperrsteilung gespannt, sodass das Federelement 34 zumindest in der Sperrsteilung eine Federkraft bereit- stellt. Mittels der von dem Federelement 34 bereitstellbaren beziehungswei- se bereitgestellten und beispielsweise zumindest mittelbar auf den Aktor 30 und/oder das Sperrelement 22 wirkenden Federkraft ist beziehungsweise wird der Aktor 30 bei der Bewegung des Sperrelements 22 aus der Sperrstel- lung in die Freigabestellung zu unterstützen beziehungsweise unterstützt.
Um eine unerwünschte und selbsttätige Bewegung des sich zunächst in der Sperrsteilung befindenden Sperrelements 22 aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung zu vermeiden, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Aktor 30 als selbsthemmender Aktor ausgebildet ist. Hierdurch weist der Aktor 30 eine Selbsthemmung auf, mittels welcher das Sperrelement 22 entgegen der von dem Federelement 34 bereitgestellten Federkraft in der Sperrsteilung gehalten wird. Mit anderen Worten wird durch die Selbsthem- mung eine durch die von dem Federelement 34 bereitgestellte Federkraft bewirkte beziehungsweise bewirkbare und eine Bewegung des Sperrei e- ments 22 aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewirkende Bewe- gung des Aktors 30 unterbunden, sodass das Sperrelement 22 gezielt und bedarfsgerecht mittels des Aktors 30 zwischen der Freigabestellung und der Sperrsteilung hin- und herbewegt werden kann.
Wie zuvor angedeutet, ist das Federelement 34 bei dem in Fig. 1 veran schaulichten Ausführungsbeispiel als eine Drehfeder ausgebildet, deren Federkraft zumindest in der Sperrsteilung ein Drehmoment bewirkt, mittels welchem der Aktor 30 bei der Bewegung des Sperrelements 22 aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung unterstützt wird.
Des Weiteren umfasst die Parksperre 18 ein als Koppelwelle 36 ausgebilde tes Koppelelement, wobei die Koppelwelle 36 um eine Drehachse 38 relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar ist. Beispielsweise verläuft die Drehachse 38 senkrecht zu einer ersten Ebene, wobei die Wellendrehachse 14 beispiels weise senkrecht zu einer zweiten Ebene verläuft. Die erste Eben und die zweite Ebene verlaufen beispielsweise senkrecht oder schräg zueinander.
Über die Koppelwelle 36 kann das Sperrelement 22 mittels des Aktors 30 beziehungsweise vom Aktor 30 zwischen der Freigabestellung und der Sperrsteilung bewegt werden, sodass der Aktor 30 bei der Bewegung des Sperrelements 22 aus der Sperrstellung in die Freigabestellung mittels der Federkraft über die Koppelwelle 36 unterstützt wird. Das zuvor genannte und beispielsweise in Fig. 1 durch einen Pfeil 40 veranschaulichte Drehmoment wirkt dabei zumindest in der Sperrstellung um die Drehachse 38 der Koppel- welle 36.
Des Weiteren ist der Aktor 30 als ein Elektromotor ausgebildet, welcher ei- nen Stator 42 und einen Rotor 44 aufweist. Der Rotor 44 ist von dem Stator 42 antreibbar und dadurch um eine Motordrehachse 46 relativ zu dem Stator 42 und relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar. Dabei ist die Koppelwelle 36 von dem Rotor 44 antreibbar. Hierzu ist beispielsweise die Koppelwelle 36 dreh- fest mit dem Rotor 44 verbunden oder die Koppelwelle 36 ist Bestandteil des Rotors 44 und dabei insbesondere als eine Rotorwelle des Rotors 44 ausge bildet. Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist der Rotor 44 koaxial zu der Koppel welle 36 angeordnet, sodass die Motordrehachse 46 mit der Drehachse 38 der Koppelwelle 36 zusammenfällt.
Beispielsweise mittels einer Getriebeeinrichtung, insbesondere mittels eines Schneckengetriebes, wird eine um die Drehachse 38 in eine erste Drehrich- tung verlaufende Drehung der Koppelwelle 36 in eine in eine erste Richtung verlaufende translatorische Bewegung des Sperrelements 22 umgewandelt. Die erste Richtung ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 48 veranschaulicht und fällt mit der Bewegungsrichtung zusammen. Wird beispielsweise die Koppelwelle 36 mittels des Aktors 30 um die Drehachse 38 in eine der ersten Drehrich tung entgegengesetzte zweite Drehrichtung gedreht, so wird diese Drehung der Koppelwelle 36 mittels der Getriebeeinrichtung in eine in eine zweite Richtung verlaufende translatorische Bewegung des Sperrelements 22 um- gewandelt. Dabei ist die zweite Richtung der ersten Richtung entgegenge- setzt und in Fig. 1 durch einen Pfeil 50 veranschaulicht. Um beispielsweise das Sperrelement 22 aus der Freigabestellung in die Sperrstellung zu bewe- gen, wird das Sperrelement 22 in die erste Richtung translatorisch bewegt. Um beispielsweise das Sperrelement 22 aus der Sperrsteilung in die Frei gabestellung zu bewegen, wird das Sperrelement 22 beispielsweise in die zweite Richtung translatorisch bewegt. Alternativ oder zusätzlich kann die genannte und beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildete Getriebe- einrichtung eine Selbsthemmung aufweisen, mittels welcher das Sperrele- ment 22 entgegen der zumindest in der Sperrsteilung von dem Federelement 34 bereitgestellten Federkraft in der Sperrsteilung zu halten ist beziehungs- weise gehalten wird. Aus Fig. 1 ist ferner besonders gut erkennbar, dass die Bewegungsrichtung schräg, senkrecht oder windschief zur Drehachse 38 verläuft. Beispielsweise verläuft die Bewegungsrichtung (Doppelpfeil 32) senkrecht zu einer dritten Ebene, welche beispielsweise senkrecht oder vorzugsweise schräg zur ersten Ebene verläuft. Hierdurch kann der Bau raumbedarf der Parksperre 18 und somit des Getriebes 10 insgesamt be- sonders gering gehalten werden.
Fig. 2 zeigt zwei Diagramme 52 und 54 zum weiteren Veranschaulichen der Parksperre 18, insbesondere deren Funktion. Auf der jeweiligen Ordinate 56 ist ein Drehmoment aufgetragen, welches von dem Aktor 30 und insbeson dere über den Rotor 44 bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt wird.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die Parksperre 18 ein Rastgestänge 58 auf weist, über welches das Sperrelement 22 von dem Aktor 30 bewegbar ist. Außerdem ist eine Feder 60 vorgesehen, welche auch als Rastgestängefe der bezeichnet wird. Wird der Aktor 30 beispielsweise betrieben, um das Sperrelement 22 aus der Freigabestellung in die Sperrstellung zu bewegen, während sich das Sperrelement 22 jedoch nicht in Überdeckung mit einer der Ausnehmungen 26 befindet, so wird durch das genannte Betreiben des Ak tors 30 mittels des Aktors 30 insbesondere über das Rastgestänge 58 die Feder 60 gespannt, während beispielsweise eine Bewegung des Sperrele ments 22 aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung unterbleibt. Dadurch ist die Feder 60 gespannt. Werden dann die Welle 12 und somit das Park- sperren rad 20 derart gedreht, dass das Sperrelement 22 in Überdeckung beziehungsweise in Überlappung mit einer der Ausnehmungen 26 kommt, so kann sich die Feder 60 zumindest teilweise entspannen, wodurch das Sper- relement 22 mittels der Feder 60 in die Sperrsteilung bewegbar ist bezie- hungsweise bewegt wird.
In das Diagramm 52 ist ein Nenndrehmoment 62 des Aktors 30 eingetragen, wobei der Aktor 30 beispielsweise das Nenndrehmoment 62 bereitstellt, um das Sperrelement 22 aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung zu bewe- gen. Das durch die Federkraft der Drehfeder in der Sperrsteilung bewirkte Drehmoment ist in Fig. 2 gezeigt und dort mit MF bezeichnet. Beim Bewegen des Sperrelements 22 aus der Freigabestellung in die Sperrstellung stellt der Aktor 30 Energie bereit, welche in das Federelement 34 eingespeichert wird und schließlich das Drehmoment MF bewirkt. Ein in Fig. 2 mit M2 bezeichne- tes Drehmoment wird beispielsweise von dem Aktor 30 beim Bewegen des Sperrelements 22 in die Sperrsteilung aufgebracht, um beispielsweise die Feder 60 zu spannen beziehungsweise zu überwinden. Mit anderen Worten überwindet der Aktor 30 das Drehmoment MF und das Drehmomente M2, um das Sperrelement 22 aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung zu bewe- gen. Dies bedeutet, dass der Aktor 30 das als Vorspannfeder fungierende Federelement 34 und die als Rastgestängefeder ausgebildete Feder 60 überwindet, um das Sperrelement 22 aus der Freigabestellung in die Sperr stellung zu bewegen. Die Drehmomente MF und M2 ergeben eine Drehmo- mentsumme, wobei eine in Fig. 2 mit D bezeichnete Differenz zwischen der Drehmomentsumme und dem Nenndrehmoment 62 als eine Sicherheit vor gesehen ist, um mittels des Aktors 30 das Sperrelement 22 sicher aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung bewegen und dabei die Vorspannfeder und die Rastgestängefeder überwinden zu können. Insgesamt ist erkennbar, dass der Aktor 30 das Nenndrehmoment 62 bereitstellt, um das Sperrele ment 22 aus der Freigabestellung in die Sperrstellung zu bewegen, wobei beispielsweise die Drehmomente MF und M2 Teile des Nenndrehmoments 62 sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird das Nenndrehmoment 62 verwendet, um die Drehmomente M2 und MF ZU überwinden, die der Bewe- gung des Sperrelements 22 aus der Freigabestellung in die Sperrsteilung entgegenstehen.
Insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug an einem Gefälle beziehungs weise an einer Steigung abgestellt ist und das jeweilige Rad ausschließlich mittels der Parksperre 18 gegenüber eine Drehung gesichert wird, ist das Sperrelement 22 sehr stark mit dem Parksperrenrad 20 verspannt. In der Folge müssen von dem Aktor 30 hohe Klemmkräfte überwunden werden, um das Sperrelement 22 trotz der starken Verspannung aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung zu bewegen.
Das Diagramm 54 veranschaulicht die mittels des Aktors 30 bewirkte bezie hungsweise bewirkbare Bewegung des Sperrelements 22 aus der Sperrstei lung in die Freigabestellung. Um das Sperrelement 22 aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung zu bewegen, muss beispielsweise auf die Koppelwel- le 36 ein Lösedrehmoment 64 aufgebracht werden. Da das Federelement 34 den Aktor 30 beim Bewegen des Sperrelements 22 aus der Sperrsteilung in die Freigabestellung unterstützt, muss der Aktor 30 nicht alleine das Lö- sedrehmoment 64 bereitstellen, sondern der Aktor 30 stellt einen gegenüber dem Lösedrehmoment 64 geringeren ersten Teil T1 des beispielsweise auf die Koppelwelle 36 wirkenden Lösedrehmoments 64 bereit. Dabei stellt das Federelement 34 einen zweiten Teil des Lösedrehmoments 64 bereit, wobei der erste Teil T1 und der zweite Teil in Summe zumindest das Lösedrehmo- ment 64 ergeben. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, ist der zweite Teil das Dreh moment MF und dabei geringer als das Lösedrehmoment 64. Der erste Teil T1 und der zweite Teil sind somit jeweilige Teildrehmomente, die in Addition dem Lösedrehmoment 64 entsprechen oder größer als das Lösedrehmoment 64 sind, jedoch für sich selber betrachtet geringer als das Lösedrehmoment 64 sind. Zum Lösen der Parksperre 18 kommt es somit zu einer Addition der genannten Teile beziehungsweise der Teildrehmomente, wodurch der Aktor 30 und somit die Parksperre 18 und somit das Gehäuse 10 insgesamt be sonders gewichts-, kosten- und bauraumgünstig ausgestaltet werden kön- nen. Mit anderen Worten, da der Aktor 30 nicht alleine das Lösedrehmoment 64 aufbringen muss, kann der Aktor 30 bauraum- und gewichtsgünstig di- mensioniert werden, sodass die Kosten des Aktors 30 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. In der Folge kann ein bauraum-, kosten- und gewichtsgünstiger Aufbau der Parksperre 18 und des Getriebes 10 insgesamt gewährleistet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Parksperre (18) für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einer Welle (12) des Kraftfahrzeugs drehfest verbindbaren Parksperrenrad (20), mit we nigstens einem Sperrelement (22), und mit einem Aktor (30), mittels welchem das Sperrelement (22) zwischen wenigstens einer das Park sperrenrad (20) gegen eine Drehung sichernden Sperrsteilung und we nigstens einer das Parksperrenrad (20) für eine Drehung freigebenden Freigabestellung bewegbar ist,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein Federelement (34), welches mittels des Aktors (30) während des in die Sperrsteilung erfolgenden Bewegens des Sperrele ments (22) zu spannen ist und dadurch in der Sperrsteilung des Sper relements (22) eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher der Aktor (30) bei der Bewegung des Sperrelements (22) in die Freigabestellung zu unterstützen ist.
Parksperre (18) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktor (30) eine Selbsthemmung aufweist, mittels welcher das Sper relement (22) entgegen der von dem Federelement (34) bereitgestellten Federkraft in der Sperrsteilung zu halten ist.
Parksperre (18) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (34) als eine Drehfeder (34) ausgebildet ist, deren Federkraft zumindest in der Sperrsteilung ein Drehmoment (40) bewirkt, mittels welchem der Aktor (30) bei der Bewegung des Sperrelements (22) in die Freigabestellung zu unterstützen ist.
Parksperre (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Koppelelement (36) vorgesehen ist, über welches das Sperreleme ) von dem Aktor (30) bewegbar ist, wobei die Feder- kraft zumindest in der Sperrsteilung auf das Koppelelement (38) wirkt, sodass der Aktor (30) bei der Bewegung des Sperrelements (22) in die Freigabestellung mittels der Federkraft über das Koppelelement (36) zu unterstützen ist.
Parksperre (18) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Koppelelement (36) eine um eine Drehachse (38) drehbare Kop- pelwelle (36) ist.
Parksperre (18) nach Anspruch 5 in dessen Rückbezug über Anspruch
4 auf Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Drehmoment (40) zumindest in der Sperrstellung um die Drehach se (38) der Koppelwelle (36) wirkt.
Parksperre (18) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktor (30) als ein Elektromotor (30) ausgebildet ist, welcher einen Stator (42) und einen Rotor (44) aufweist, welcher von dem Stator (42) antreibbar und dadurch um eine Motordrehachse (46) relativ zu dem Stator (42) drehbar ist, wobei die Koppelwelle (36) von dem Rotor (44) antreibbar ist.
Parksperre (18) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rotor (44) koaxial zu der Koppelwelle (36) angeordnet ist, sodass die Maschinenach
Figure imgf000023_0001
mit der Drehachse (38) zusammenfällt.
Parksperre (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrelement (22) entlang einer Bewegungsrichtung (32) translato risch zwischen der Freigabestellung und der Sperrsteilung bewegbar ist.
10. Parksperre (18) nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bewegungsrichtung (32) schräg oder windschief zur Drehachse (38) verläuft.
11. Verfahren zum Betreiben einer Parksperre (18) für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einer Welle (12) des Kraftfahrzeugs drehfest verbunde nen Parksperrenrad (20), mit wenigstens einem Sperrelement (22), und mit einem Aktor (30), mittels welchem das Sperrelement (22) zwischen wenigstens einer das Parksperrenrad (20) gegen eine Drehung si- chernden Sperrsteilung und wenigstens einer das Parksperrenrad (20) für eine Drehung freigebenden Freigabestellung bewegt wird, gekennzeichnet durch
wenigstens ein Federelement (34), welches mittels des Aktors (30) während des in die Sperrsteilung erfolgenden Bewegens des Sperrei e- ments (22) gespannt wird und dadurch in der Sperrstellung des Sper- relements (22) eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher der Aktor (30) bei der Bewegung des Sperrelements (22) in die Freigabestellung un- terstützt wird.
12. Getriebe (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Parksperre (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Parksperre (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder mit wenigstens einem Getriebe (10) nach Anspruch 11.
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