WO2024089044A1 - Parksperrenanordnung - Google Patents

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WO2024089044A1
WO2024089044A1 PCT/EP2023/079673 EP2023079673W WO2024089044A1 WO 2024089044 A1 WO2024089044 A1 WO 2024089044A1 EP 2023079673 W EP2023079673 W EP 2023079673W WO 2024089044 A1 WO2024089044 A1 WO 2024089044A1
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WO
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drive element
drive
parking lock
lock arrangement
locking
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/079673
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias List
Tobias Miller
Stefan Borchert
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2024089044A1 publication Critical patent/WO2024089044A1/de

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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
    • F16H63/3425—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a parking lock arrangement according to the type defined in the preamble of patent claim 1.
  • a parking lock system for a motor vehicle is known from DE 10 2019 001 189 A1.
  • the parking lock system has a housing and a drive shaft that can be coupled to a wheel of the motor vehicle. Furthermore, a locking element is provided, via which the drive shaft can be connected to the housing in a rotationally fixed manner.
  • the parking lock system has an actuating element that is intended to actuate the locking element.
  • a first adjusting disc and a second adjusting disc are arranged around a common axis of rotation. The first adjusting disc is rotationally adjustable via an adjusting device.
  • a first actuator is coupled to the actuating element and to the second adjusting disc.
  • the adjustment device, the first adjusting disk, the second adjusting disk, the first actuator, the actuating element and the locking element are arranged in such a way that an actuating force can be transmitted from the adjustment device to the first adjusting disk.
  • the actuating force is transmitted from the first adjusting disk to the second adjusting disk, from there to the first actuator, from there to the actuating element and from there to the locking element.
  • at least one spring device is provided which has a first end and a second end. The first end is at least indirectly supported against the first adjusting disk, while the second end is at least indirectly supported against the second adjusting disk.
  • the parking lock system comprises a second actuator which cannot pivot relative to the first actuator and is arranged so as to be displaceable in a longitudinal direction arranged perpendicular to the common axis of rotation.
  • the second actuator is directly coupled to the first actuator by means of the spring device.
  • the disadvantage of the parking lock system is that it is structurally complex and requires high actuating forces to engage the parking lock arrangement in emergency operation. This is the case because the two actuators are During the insertion process in emergency operation, the rollers are moved relative to one another along a common contact area. This causes friction in the contact area. The resulting friction force must also be overcome by the spring device.
  • the present invention is based on the object of creating a structurally simple parking lock arrangement, in particular a parking lock arrangement of a drive train of a vehicle, which can also be actuated with low actuating forces, in particular during emergency operation.
  • the parking lock arrangement comprises a drive device and a first drive element which can be pivoted by the drive device about a fixed axis of rotation.
  • a second drive element is provided which is operatively connected to the first drive element via a spring unit.
  • the second drive element can be connected to the first drive element in a rotationally fixed manner via a locking device and can be pivoted together with the first drive element about the axis of rotation of the first drive element.
  • An actuating element can be brought into or out of engagement with a locking element depending on a pivoting movement of the second drive element, via which a rotary movement of a shaft can be locked and released.
  • the second drive element can be pivoted by the spring unit about a further axis of rotation relative to the first drive element when the locking device is deactivated.
  • the further axis of rotation is fixed to the first drive element and is spaced apart from the axis of rotation of the first drive element.
  • the second drive element is preferably permanently rotatably mounted on the first drive element.
  • the second drive element can be brought into operative connection with the first drive element in the region of the axis of rotation via the locking device in such a way that a rotational movement of the second drive element relative to the first drive element about the further axis of rotation is blocked by the locking device. Then the second drive element and the first drive element can be pivoted together about the axis of rotation by the drive device.
  • the parking lock arrangement the spring unit of which establishes an operative connection between the first drive element and the second drive element, can be operated in a particularly energetically favorable manner during normal operation of the parking lock arrangement without changing the spring preload of the spring unit.
  • the parking lock arrangement can be actuated via the drive device during normal operation, during which the two drive elements are connected to one another via the locking device.
  • the parking lock arrangement can be transferred by the drive device from an engaged state (P_on), in which the shaft is held in place by the parking lock arrangement, to a disengaged state (P_off), in which the rotational movement of the shaft is released by the parking lock arrangement.
  • P_on an engaged state
  • P_off a disengaged state
  • the parking lock arrangement can also be transferred by the drive device from the disengaged operating state to the engaged operating state with low actuating forces. This is always the case because no relative movement or resulting frictional forces occur in the area between the drive elements due to the rotationally fixed coupling of the drive elements.
  • the parking lock arrangement can also be operated with low actuating forces during emergency operation, during which the parking lock arrangement cannot be actuated by the drive device. This is the case because in emergency operation, in which the rotationally fixed connection between the first drive element and the second drive element is released by deactivating the locking device, the second drive element executes a relative movement with respect to the first drive element due to the spring force of the spring unit around the further axis of rotation and the parking lock arrangement is either engaged or disengaged depending on the respective application. Since the further drive element can only be mounted and carried out in contact with the first drive element around the further axis of rotation, the The frictional forces occurring in the drive elements during emergency operation are significantly lower than in the known parking lock arrangement.
  • the drive device comprises an electric motor.
  • a drive shaft of the electric motor is connected in a rotationally fixed manner to a gear wheel which is in engagement with a toothing of the first drive element.
  • the toothing is designed as a tooth profile which extends over a defined angular range and forms a type of gear wheel segment.
  • tooth engagement between the gear wheel and the toothing of the first drive element is designed to be self-locking, an additional locking mechanism with which the parking lock arrangement is held in the engaged state or in the disengaged state can advantageously be dispensed with.
  • the parking lock arrangement according to the invention comprises disk-like or lever-like drive elements.
  • the axis of rotation of the first drive element and the further axis of rotation can be provided so as to run parallel to one another in an embodiment of the parking lock arrangement according to the invention which is advantageous in terms of installation space.
  • the spring unit is designed as a torsion spring.
  • the torsion spring can be arranged between the two drive elements so as to act around the further axis of rotation and can be supported at one end on the first drive element and at the other end on the second drive element.
  • the spring unit between the drive elements can be pre-tensioned in such a way that that the spring unit applies a spring force to the second drive element.
  • the spring force can act on the second drive element in the direction of a position of the second drive element which the second drive element has when the locking element blocks or releases the rotary movement of the shaft.
  • the locking device can have a lifting magnet, by means of which a locking element can be guided out of engagement with the second drive element against a spring.
  • the locking element it is possible for the locking element to be longitudinally displaceable along the axis of rotation. This offers the possibility of releasing the operative connection between the two drive elements in the area of the axis of rotation of the first drive element by applying a short electrical pulse via the lifting magnet and releasing the relative rotational movement of the second drive element with respect to the first drive element.
  • the spring-loaded locking element ensures that the locking device is automatically activated as soon as the two drive elements are in the pivoting positions required for this.
  • a pivot angle range of the first drive element is limited by stops both in the direction of a position of the first drive element which the first drive element has when the locking element blocks the rotary movement of the shaft, and in the direction of a position of the first drive element which the first drive element assumes when the locking element releases the rotary movement of the shaft.
  • the stop which limits the pivot angle range of the second drive element in the direction of the position of the second drive element which the second drive element assumes when the locking element releases the rotational movement of the shaft is provided in the region of the first drive element.
  • the second drive element can be transferred by the first drive element by means of the stop in the region of the first drive element without additional control and regulation effort from its pivoted position relative to the first drive element into the pivoted position in which the two drive elements are connected to one another by the locking element.
  • a further spring unit can act on the locking element in the direction of the position of the locking element which the locking element has when the locking element releases the rotary movement of the shaft.
  • the further spring unit is supported at one end on the locking element and at the other end on the second drive element.
  • the parking lock arrangement can be operated with the lowest possible energy expenditure if the additional spring unit assigned to the locking element acts on the second drive element and on the locking element in such a way that the spring characteristic curve of the additional spring unit has a degressive course. This is particularly advantageous if the degressive course enables the locking element to be moved into the position in which the locking element blocks the rotary movement of the shaft with the lowest possible actuating forces.
  • a parking lock arrangement is to be understood in particular as a system which is intended to lock a motor vehicle drive train, in particular in the area of a transmission, in an engaged state, so that at least one output shaft of the transmission is blocked and a motor vehicle in a is secured against rolling away in the parked state.
  • the engaged state of the parking lock arrangement corresponds in particular to a so-called P_on state.
  • the parking lock arrangement is intended to release the output shaft.
  • the disengaged state of the parking lock arrangement corresponds in particular to a so-called P_off state.
  • the parking lock arrangement preferably has a parking lock gear for this purpose.
  • a parking lock gear is to be understood in particular as a gear wheel that has a toothing on its circumference that is intended for coupling with a locking element that is at least partially fixed to the housing, in particular a pawl.
  • the locking element is preferably intended to set the parking lock gear fixed to the housing when the parking lock arrangement is engaged.
  • a pawl is to be understood in particular as an element that can be pivoted between two operating positions and that forms at least one locking tooth that is designed to correspond to the toothing of the parking lock gear and is intended to engage positively in the toothing of the parking lock gear for engaging the parking lock arrangement.
  • Fig. 1 is a simplified representation of an electrically driven vehicle axle of a vehicle with a parking lock arrangement
  • Fig. 2 is a simplified three-dimensional representation of the parking lock arrangement of the vehicle axle according to Fig. 1 in the engaged operating state of the parking lock arrangement;
  • Fig. 3 is a side view of a part of the parking lock arrangement according to Fig. 2 from a view III shown in more detail in Fig. 2;
  • Fig. 4 is a representation of the parking lock arrangement corresponding to Fig. 3 in the designed operating state of the parking lock arrangement;
  • Fig. 5 is a partial sectional view of the parking lock arrangement along a section line V-V indicated in more detail in Fig. 4;
  • Fig. 6 is a representation corresponding to Fig. 3 of the parking lock arrangement in the engaged state and in the emergency unlocked operating state;
  • Fig. 7 is a representation corresponding to Fig. 5 of the parking lock arrangement in the operating state shown in Fig. 6;
  • Fig. 8 is a highly simplified representation of the kinematics of the parking lock arrangement
  • Fig. 9 is a partial view of another embodiment of the parking lock arrangement in the engaged state of the parking lock arrangement.
  • Fig. 10 is a representation of the parking lock arrangement corresponding to Fig. 9 in the disengaged state of the parking lock arrangement.
  • Fig. 1 shows a highly simplified view of an electrically driven vehicle axle 1 with a drive device 2.
  • the drive device 2 comprises an electric machine 3, an inverter 4 for the electric machine 3 and a transmission device 5.
  • An output shaft 6 of the electric machine 3 is coaxial with a transmission input shaft 7 of the transmission device 5 and is rotationally connected thereto.
  • the transmission input shaft 7 is operatively connected to a transmission output shaft 10 via gear pairs 8, 9 of the transmission device 5.
  • the gear pairs 8 and 9 are designed as spur gears and each comprise a first spur gear 8A or 9A and a second spur gear 8B or 9B.
  • the first spur gear 8A of the first gear pair 8 is arranged so that it can rotate on the transmission input shaft 7 and meshes with the second spur gear 8B of the first gear pair 8.
  • the second spur gear 8B of the first gear pair 8 is arranged so that it can rotate on an intermediate shaft 51, on which the first spur gear 9A of the second gear pair 9 is mounted.
  • the first spur gear 9A of the second gear pair 9 meshes with the second spur gear 9B, which is arranged so that it can rotate on the transmission output shaft 10.
  • the electric machine 3, the inverter 4 and the transmission device 5 are arranged in a transmission housing 11 or in a housing of the drive device 2.
  • An intermediate wall 12 separates the interior of the transmission housing 11 into an oil-free interior space 13 and an interior space 14 that is supplied with oil.
  • the transmission device 5 When the drive device 2 is switched off, no torque is applied to the transmission input shaft 7 by the electric machine 3, so that the transmission output shaft 10 can rotate freely.
  • the transmission device 5 additionally comprises a parking lock arrangement 15.
  • the parking lock arrangement 15 enables the transmission output shaft 10 to be fixed in rotation.
  • the parking lock arrangement 15 comprises a drive device 16 with an electric motor 16A.
  • a parking lock mechanism 17 shown in a side view in Fig. 2 can be actuated by the drive device 16 or its electric motor 16A.
  • the parking lock mechanism 17 comprises, among other things, a locking element 18 which is designed as a so-called pawl.
  • the locking element 18 is engaged with or disengaged from a parking lock wheel 19 when actuated accordingly by the electric motor.
  • the parking lock gear 19 is arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft 7.
  • the electric machine 16A In order to prevent the drive device 16 and the electric motor 16A from functioning due to oil entering a housing 20 of the electric machine 16A, the electric machine 16A is firmly attached to the intermediate wall 12 on the side of the intermediate wall 12 that faces the oil-free interior 13. To actuate the parking lock mechanism 17, the electric motor 16A passes through the intermediate wall 12 with its drive shaft 21. In order to prevent unwanted oil from entering the oil-filled interior 14 through the intermediate wall 12 into the oil-free interior 13, a sealing unit (not shown in detail) is provided between the drive shaft 21 of the electric machine 16A and the intermediate wall 12.
  • an electrical plug unit 22 is arranged in the oil-free interior 13, via which the electrical machine 16A can be controlled and operated in the desired manner.
  • a lifting magnet 23 is also firmly attached to the intermediate wall 12 in the oil-free interior 13.
  • the parking lock mechanism 17 is designed with a first drive element 24 which, in the manner shown in more detail in Fig. 2, is in engagement with a gear 26 via a toothing 25.
  • the gear 26 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 21 of the electric motor 16A.
  • a second drive element 27 is operatively connected to the first drive element 24 via a spring unit 28 which is supported on both the first drive element 24 and the second drive element 27 and is preloaded between the two in the assembled state.
  • the first drive element 24 can be pivoted by the drive device 16 about a fixed axis of rotation 29.
  • the second drive element 27 can be connected in a rotationally fixed manner to the first drive element 24 via a locking device 30 and can then be pivoted together with the first drive element 24 about the axis of rotation 29.
  • the parking lock arrangement 15 comprises an actuating element 31 which, depending on a pivoting movement of the second drive element 27, is connected to the Locking element 18 can be brought into or out of engagement.
  • a rotary movement of the transmission input shaft 7 can be locked via the locking element 18 when the locking element positively engages the parking lock gear 19 in the manner shown in more detail in Fig. 2.
  • a rotary movement of the transmission input shaft 7 is released by the locking element 18 when the locking element 18 is disengaged from the parking lock gear 19 in the manner shown in Fig. 4.
  • the second drive element 27 is connected to the actuating element 31 via an actuating rod 32.
  • Fig. 2 and Fig. 3 show the parking lock arrangement 15 in the engaged state and in the so-called normal operating state, in which the first drive element 24 is connected in a rotationally fixed manner to the second drive element 27 via the locking device 30.
  • the locking device 30 can be actuated via the lifting magnet 23 in the manner described in more detail later.
  • the parking lock arrangement 15 is shown in Fig. 4 in the designed operating state, in which a positive connection between the locking element 18 and the parking lock gear 19 is canceled by corresponding electric motor-side actuation of the first drive element 24 and the second drive element 27 connected thereto in a rotationally fixed manner.
  • the locking element 18 is held out of engagement with the parking lock gear 19 by a further spring unit 34 that is operatively connected to the locking element 18.
  • the spring unit 34 is designed as a torsion spring that is supported on both the locking element 18 and the second drive element 27.
  • the actuating element 31 is arranged in the present case between a guide element 35 which is fixed to the housing and firmly connected to the intermediate wall 12 and on a side 36 of the locking element 18 facing away from the parking lock gear 19 and rests with a conical region 37 on a tapered slope 35A of the guide element 35 and on a tapered slope 38 of the locking pawl or the locking element 18.
  • the electric machine 16A rotates the drive shaft 21 and the gear 26 connected to it. This causes the first drive element 24 to pivot about the axis of rotation 29 in the direction of rotation DR1. Since the second locking element 27 is firmly connected to the first drive element 24 in the manner shown in more detail in Fig.
  • the second drive element 27 is pivoted by the electric motor 16A together with the first drive element 24 about the axis of rotation 29 in the direction of rotation DR1.
  • the spring element 33 is compressed until the actuating element 31 is displaced against the spring force of the spring element 33 along the slope 38 of the locking element 18 and along the slope 35A of the guide element 35.
  • the locking element 18 is then guided into engagement with the parking lock gear 19 against the spring force of the spring unit 34.
  • the locking element 40 passes through the intermediate wall 12 and the first drive element 24, is arranged coaxially to the axis of rotation 29 and is designed to be longitudinally displaceable in the direction of the axis of rotation 29.
  • the lifting magnet 23 is de-energized and the locking element 40 is held in engagement with the second drive element 27 by a spring not shown in detail in the drawing.
  • Fig. 5 shows that the first drive element 24 is rotatably mounted in the intermediate wall 12 via a bearing unit 48 designed as a roller bearing.
  • the bearing unit 48 is also designed as a plain bearing.
  • the bolt-like extension 39 passes through the second drive element 27 in the area of two legs 27C, 27D, which are spaced apart from each other in the direction of the further axis of rotation 45. Between the legs 27C and 27D, in the area of which In order to be able to support tilting moments acting on the second drive element 27 in a simple manner, the spring unit 28 is also arranged on the bolt-like extension 39.
  • the first drive element 24 When the parking lock arrangement 15 is engaged, the first drive element 24 rests against a housing-side stop 42 and the second drive element 27 rests against a housing-side stop 43. In contrast, when the parking lock arrangement 15 is in the disengaged operating state, the first drive element 24 rests against another housing-side stop 44, so that the first drive element 24 has a defined position even when the parking lock arrangement 15 is in the disengaged state.
  • the first drive element 24 is adjusted accordingly by the electric machine 16A about the axis of rotation 29 in the pivoting direction or direction of rotation DR2, which also results in a pivoting of the second drive element 27 about the axis of rotation 29.
  • the pivoting of the second drive element 27 about the axis of rotation 29 results in the actuating rod 32 guiding the actuating element 31 out of engagement with the bevel 38 of the locking element 18 and with the bevel 35A of the guide element and the locking element 18 being brought out of engagement with the parking lock gear 19 by the engaging spring unit 34.
  • the first drive element 24 Since the operative connection between the gear 26 and the toothing 25 of the first drive element 24 is self-locking in this case, the first drive element 24 remains in the pivot position shown in Fig. 4, which is connected to the designed operating state of the parking lock arrangement 15.
  • the locking element 40 By pulling the locking element 40 out of engagement with the second drive element 27, the rotationally fixed connection between the first drive element 24 and the second drive element 27 in the region of the axis of rotation 29 is released.
  • an actuating force F can be applied to the second drive element 27 via a corresponding device in order to impart a rotary movement to the second drive element 27 in the direction of rotation DR2 about the axis of rotation 45.
  • This rotary movement causes the second drive element 27 to come to rest against a further stop 46 from a certain angle of rotation, which is provided on the first drive element 24 and limits the rotary movement of the second actuating element 27 about the axis of rotation 45.
  • the further stop 46 is positioned in such a way that a bore 47 of the second drive element 27, which is provided for receiving the locking element 40, is exactly aligned next to the locking element 40 and the locking element 40 is spring-actuated and moves into the bore 47.
  • the parking lock arrangement 15 is thus designed again and the transmission input shaft 7 can rotate.
  • the actuating force F can be applied mechanically as a compressive or tensile force to the second drive element 27 in order to transfer the parking lock arrangement 15 into the designed operating state.
  • the actuating element 31 is actuated in the manner described in more detail above in normal operation of the parking lock arrangement 15 around the rotation axis 29. In emergency operation of the parking lock arrangement 15, the actuating element 31 is adjusted to the extent described about the further rotation axis 45.
  • the two rotation axes 29 and 45 and the area 27A of the second drive element 27 are positioned and spaced apart from one another in the manner described in more detail below with reference to Fig. 8 such that a connection point 50 of the actuating rod 32 assumes essentially the same position when the parking lock arrangement 15 is engaged, regardless of whether the parking lock arrangement 15 is engaged in normal operation or in emergency operation.
  • This position of the connection point 50 is identified in more detail in Fig. 8 under the reference symbol 50E.
  • the position that the connection point 50 assumes in the designed operating state of the parking lock arrangement 15 is shown in more detail in Fig. 8 under the reference symbol 50A.
  • a vertical distance 50AE between the positions 50A and 50E is also designed.
  • connection point 50 is transferred on the circular path of the circle K50N from the position 50A to the position 50E.
  • the center of the circle K50N lies on the axis of rotation 29 of the first drive element 24.
  • the axis of rotation 45 is transferred from the position 45A to the position 45E along the circular path of the circle K45N in normal operation of the parking lock arrangement 15. If the parking lock arrangement 15 is designed and there is a request to engage the parking lock arrangement 15, the rotation axis 45 remains in position 45A in emergency operation.
  • the second drive element 27 is pivoted by the spring unit 29 about position 45A of the rotation axis 45 in the manner described above relative to the first drive element 24.
  • This causes the connection point 50 to be adjusted from position 50A to position 50E along the circular path of the further circle K50NB, the center of which corresponds to position 45A of the rotation axis 45.
  • the bore 47 of the second drive element 27 is moved around the position 45A of the axis of rotation 45 along the circular path of the additional circle K47NB from the position 47N, in which the bore 47 is in alignment with the locking element 40, to the position identified in more detail under the reference symbol 47NB.
  • a connecting line 29-50 through the rotation axis 29 and the position 50E, which the connection point 50 assumes when the parking lock arrangement 15 is in the engaged operating state, is located approximately in the middle between the positions 45A and 45N of the pivot axis 45.
  • actuating element 31 is then always controlled to the same extent by the parking lock mechanism 17, regardless of whether the parking lock arrangement 15 is engaged in normal operation or in emergency operation.
  • Fig. 9 and Fig. 10 show a partial representation of a further embodiment of a parking lock device 151, which differs from the parking lock arrangement 15 essentially only in the area of the spring unit 34 and its support on the second drive element 27.
  • Fig. 9 and Fig. 10 only explains the differences between the parking lock arrangements 15 and 151 in more detail.
  • reference is made to the above description of Fig. 1 to Fig. 8 and the same reference numerals are used for components that are structurally and functionally identical for the sake of clarity.
  • the spring unit 34 of the parking lock arrangement 151 is disengaged with its leg 34B in the manner shown in Fig. 9 from the second drive element 27.
  • the spring unit 34 is not supported on the second drive element 27.
  • the spring unit 34 is switched off and the locking element 18 can be brought into engagement with the parking lock gear 19 without having to overcome the spring force of the spring unit 34.
  • the spring unit 34 is nevertheless under prestress, since the leg 34A of the spring unit 34 is supported on the locking element 18 and the leg 34B is supported on a stop region 18A of the locking element 18.
  • the second drive element 27 If the second drive element 27 is adjusted in the direction of rotation DR2 to disengage the parking lock arrangement 151, the second drive element 27 comes into contact with the leg 34B of the spring unit 34 with a contact area 27B from a defined pivot angle. If the second drive element 27 is adjusted further in the direction of rotation DR2, this leads to the leg 34B lifting off the stop area 18A and the locking element 18 being spring-loaded by the spring unit 34 in the direction of its position, which the locking element 18 assumes when the parking lock arrangement 151 is disengaged and the locking element 18 is disengaged from the parking lock gear 18.
  • the axes of rotation 29, 41 and 45 as well as the drive shaft 21 of the electric motor 16A run parallel to each other. Furthermore, the first drive element 24, the second drive element 27, the locking element 18, the parking lock gear 19 and the actuating rod 32 in planes parallel to one another, which are essentially only a short distance apart. This offers the possibility of designing the parking lock arrangement 15 in the direction of the pivot axis 29 with a small installation space requirement.
  • Gearbox input shaft first gear pair A first spur gear of the first gear pair B second spur gear of the first gear pair second gear pair A first spur gear of the second gear pair B second spur gear of the second gear pair 0
  • Gearbox output shaft 1
  • Gearbox housing or housing of the drive device2 Partition wall 3 Oil-free interior 4
  • Oil-filled interior 5
  • Parking lock arrangement 51
  • Parking lock arrangement 6
  • Drive device 6A
  • Electric machine 7
  • Parking lock mechanism 8
  • Stop area 9 Parking lock gear 0 Housing of the electric machine 16A 1 Drive shaft of the electric machine 16A 2 Electric plug unit 3
  • Lifting magnet 4 First drive element 5 Toothing of the first drive element Gear of the drive shaft 21 second drive element A area of the second drive element B contact area of the second drive element C, 27D leg of the second drive element
  • E Position of the rotation axis 45 in normal operation of the parking lock arrangement with the parking lock arrangement engaged at the same time K45N Circle on whose circular path the rotation axis 45 in normal operation of the

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Abstract

Es wird eine Parksperrenanordnung (15) mit einer Antriebseinrichtung (16), mit einem ersten Antriebselement (24), das von der Antriebseinrichtung (16) um eine ortsfeste Drehachse (29) verschwenkbar ist, und mit einem zweiten Antriebselement (27) beschrieben, das mit dem ersten Antriebselement (24) über eine Federeinheit (28) in Wirkverbindung steht und über eine Rasteinrichtung (30) drehfest mit dem ersten Antriebselement (24) verbindbar sowie gemeinsam mit dem ersten Antriebselement (24) um die Drehachse (29) des ersten Antriebselementes (24) verschwenkbar ist. Ein Betätigungselement (31 ) ist in Abhängigkeit einer Schwenkbewegung des zweiten Antriebselementes (27) mit einem Sperrelement (18) in Eingriff oder außer Eingriff bringbar, über das eine Drehbewegung einer Welle (7) sperrbar und freigebbar ist. Das zweite Antriebselement (27) ist bei deaktivierter Rasteinrichtung (30) von der Federeinheit (28) um eine weitere Drehachse (45) gegenüber dem ersten Antriebselement (24) verschwenkbar. Die weitere Drehachse (45) ist am ersten Antriebselement (24) festgelegt und von der Drehachse (29) des ersten Antriebselementes (24) beabstandet.

Description

Parksperrenanordnung
Die Erfindung betrifft eine Parksperrenanordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Ein Parksperrensystem für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 10 2019 001 189 A1 bekannt. Das Parksperrensystem weist ein Gehäuse und eine Antriebswelle auf, die mit einem Rad des Kraftfahrzeuges koppelbar ist. Des Weiteren ist ein Sperrelement vorgesehen, über das die Antriebswelle mit dem Gehäuse drehfest verbindbar ist. Zusätzlich weist das Parksperrensystem ein Betätigungselement auf, das dazu vorgesehen ist, das Sperrelement zu betätigen. Eine erste Stellscheibe und eine zweite Stellscheibe sind um eine gemeinsame Drehachse angeordnet. Die erste Stellscheibe ist über eine Verstellvorrichtung rotatorisch verstellbar. Ein erstes Stellglied ist mit dem Betätigungselement und mit der zweiten Stellscheibe gekoppelt.
Zusätzlich sind die Verstellvorrichtung, die erste Stellscheibe, die zweite Stellscheibe, das erste Stellglied, das Betätigungselement und das Sperrelement derart angeordnet, dass eine Betätigungskraft ausgehend von der Verstellvorrichtung auf die erste Stellscheibe übertragen werden kann. Von der ersten Stellscheibe wird die Betätigungskraft auf die zweite Stellscheibe, von dort weiter auf das erste Stellglied, von dort weiter auf das Betätigungselement und von dort weiter auf das Sperrelement weitergeleitet. Des Weiteren ist zumindest eine Federvorrichtung vorgesehen, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist. Das erste Ende ist zumindest mittelbar gegenüber der ersten Stellscheibe abgestützt, während das zweite Ende zumindest mittelbar gegenüber der zweiten Stellscheibe abgestützt ist.
Darüber hinaus umfasst das Parksperrensystem ein gegenüber dem ersten Stellglied verschwenkfreies, in einer senkrecht zu der gemeinsamen Drehachse angeordneten Längsrichtung verschiebbar angeordnetes zweites Stellglied. Das zweite Stellglied ist mittels der Federvorrichtung unmittelbar mit dem ersten Stellglied gekoppelt.
Nachteilhafterweise weist das Parksperrensystem einen konstruktiv komplexen Aufbau auf und erfordert zudem im Notbetrieb hohe Stellkräfte zum Einlegen der Parksperrenanordnung. Dies ist der Fall, da die beiden Stellglieder während eines Einlegevorganges im Notbetrieb entlang eines gemeinsamen Anlagebereiches relativ zueinander bewegt werden. Dabei tritt im Anlagebereich Reibung auf. Die daraus resultierende Reibkraft ist zusätzlich von der Federvorrichtung zu überwinden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Parksperrenanordnung, insbesondere eine Parksperrenanordnung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, zu schaffen, die zudem insbesondere während eines Notbetriebes mit geringen Stellkräften betätigbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Parksperrenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Parksperrenanordnung umfasst eine Antriebseinrichtung sowie ein erstes Antriebselement, das von der Antriebseinrichtung um eine ortsfeste Drehachse verschwenkbar ist. Zudem ist ein zweites Antriebselement vorgesehen, das mit dem ersten Antriebselement über eine Federeinheit in Wirkverbindung steht. Zusätzlich ist das zweite Antriebselement über eine Rasteinrichtung drehfest mit dem ersten Antriebselement verbindbar sowie gemeinsam mit dem ersten Antriebselement um die Drehachse des ersten Antriebselementes verschwenkbar.
Ein Betätigungselement ist in Abhängigkeit einer Schwenkbewegung des zweiten Antriebselementes mit einem Sperrelement in Eingriff oder außer Eingriff bringbar, über das eine Drehbewegung einer Welle sperrbar und freigebbar ist.
Erfindungsgemäß ist das zweite Antriebselement bei deaktivierter Rasteinrichtung von der Federeinheit um eine weitere Drehachse gegenüber dem ersten Antriebselement verschwenkbar. Die weitere Drehachse ist am ersten Antriebselement festgelegt und von der Drehachse des ersten Antriebselementes beabstandet.
Das zweite Antriebselement ist vorzugsweise permanent drehbar am ersten Antriebselement gelagert. Über die Rasteinrichtung ist das zweite Antriebselement im Bereich der Drehachse so mit dem ersten Antriebselement in Wirkverbindung bringbar, dass durch die Rasteinrichtung eine Drehbewegung des zweiten Antriebselementes gegenüber dem ersten Antriebselement um die weitere Drehachse gesperrt ist. Dann sind das zweite Antriebselement und das erste Antriebselement von der Antriebseinrichtung gemeinsam um die Drehachse verschwenkbar.
Dies bietet die Möglichkeit, dass die Parksperrenanordnung, deren Federeinheit eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Antriebselement und dem zweiten Antriebselement herstellt, im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung ohne Änderung der Federvorspannung der Federeinheit auf energetisch besonders günstige Art und Weise betrieben werden kann.
Damit ist die Parksperrenanordnung während eines Normalbetriebes, während dem die beiden Antriebselemente über die Rasteinrichtung drehtest miteinander verbunden sind, über die Antriebseinrichtung betätigbar. D. h., dass die Parksperrenanordnung von der Antriebseinrichtung aus einem eingelegten Zustand (P_ein), in dem die Welle von der Parksperrenanordnung drehtest gehalten wird, in einen ausgelegten Zustand (P_aus), in dem die Drehbewegung der Welle seitens der Parksperrenanordnung freigegeben ist, überführbar ist. Des Weiteren ist die Parksperrenanordnung im Normalbetrieb seitens der Antriebseinrichtung auch aus dem ausgelegten Betriebszustand in den eingelegten Betriebszustand mit geringen Stellkräften überführbar. Dies ist jeweils der Fall, da im Bereich zwischen den Antriebselementen aufgrund der drehfesten Kopplung der Antriebselemente keine Relativbewegung sowie daraus resultierende Reibkräfte auftreten.
Darüber hinaus ist die Parksperrenanordnung auch während eines Notbetriebes, während dem eine Betätigung der Parksperrenanordung durch die Antriebseinrichtung nicht möglich ist, mit geringen Stellkräften betreibbar. Dies ist der Fall, da im Notbetrieb, in dem die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Antriebselement und dem zweiten Antriebselement durch Deaktivieren der Rasteinrichtung gelöst ist, das zweite Antriebselement aufgrund der anliegenden Federkraft der Federeinheit um die weitere Drehachse herum eine Relativbewegung gegenüber dem ersten Antriebselement ausführt und die Parksperrenanordnung in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles entweder eingelegt oder ausgelegt wird. Da das weitere Antriebselement lediglich um die weitere Drehachse herum am ersten Antriebselement lagerbar und anliegend ausführbar ist, sind die hier zwischen den Antriebselementen auftretenden Reibkräfte im Notbetrieb im Vergleich zu der bekannten Parksperrenanordnung wesentlich geringer.
Bei einer weiteren konstruktiv einfach ausgeführten und durch eine hohe Leistungsdichte gekennzeichneten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung umfasst die Antriebseinrichtung einen Elektromotor. Eine Antriebswelle des Elektromotors ist drehfest mit einem Zahnrad verbunden, das in Eingriff mit einer Verzahnung des ersten Antriebselementes steht. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Verzahnung als ein Zahnprofil ausgeführt ist, das sich über einen definierten Winkelbereich erstreckt und eine Art Zahnradsegment ausbildet.
Wenn der Zahneingriff zwischen dem Zahnrad und der Verzahnung des ersten Antriebselementes selbsthemmend ausgeführt ist, kann in vorteilhafter Art und Weise auf eine zusätzlich Rastierung verzichtet werden, mit der die Parksperrenanordnung jeweils in eingelegtem Zustand oder in ausgelegtem Zustand gehalten wird.
Hierfür besteht beispielsweise die Möglichkeit, den Zahneingriff zwischen dem Zahnrad und der Verzahnung in der Art eines selbsthemmenden Schneckenradgetriebes oder dergleichen auszuführen.
Bei einer konstruktiv einfachen, bauraumgünstigen und ein geringes Gewicht aufweisenden Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Parksperrenanordnung scheiben- oder hebelartig ausgeführte Antriebselemente.
Des Weiteren können die Drehachse des ersten Antriebselementes und die weitere Drehachse bei einer bauraumgünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung parallel zueinander verlaufend vorgesehen sein.
Bei einer bauraumgünstigen und konstruktiv einfach ausgeführten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung ist die Federeinheit als Drehfeder ausgeführt. Die Drehfeder kann um die weitere Drehachse herum wirkend zwischen den beiden Antriebselementen angeordnet sein und einenends am ersten Antriebselement und anderenends am zweiten Antriebselement abgestützt sein. Des Weiteren kann die Federeinheit zwischen den Antriebselementen derart vorgespannt sein, dass die Federeinheit das zweite Antriebselement mit einer Federkraft beaufschlagt. Die Federkraft kann am zweiten Antriebselement in Richtung einer Position des zweiten Antriebselementes angreifen, die das zweite Antriebselement aufweist, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle sperrt oder freigibt. Durch diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung wird ohne zusätzlichen Steuer- und Regelaufwand gewährleistet, dass das zweite Antriebselement von der Federeinheit in eine bevorzugte Schwenkstellung überführt wird, in der die Parksperrenanordnung sich entweder in eingelegtem oder in ausgelegtem Betriebszustand befindet.
Die Rasteinrichtung kann einen Hubmagneten aufweisen, mittels dem ein Rastelement gegen eine Feder aus dem Eingriff mit dem zweiten Antriebselement führbar ist. Dabei besteht die Möglichkeit, dass das Rastelement entlang der Drehachse längsverschiebbar ist. Dies bietet die Möglichkeit, die Wirkverbindung zwischen den beiden Antriebselementen im Bereich der Drehachse des ersten Antriebselementes durch Anlegen eines kurzen elektrischen Impulses über den Hubmagneten zu lösen und die Relativdrehbewegung des zweiten Antriebselementes gegenüber dem ersten Antriebselement freizugeben. Zusätzlich ist über das angefederte Rastelement gewährleistet, dass die Rasteinrichtung selbsttätig aktiviert, sobald die beiden Antriebselemente in den hierfür erforderlichen Schwenkstellungen vorliegen.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung, die mit geringem Steuer- und Regelaufwand betreibbar ist, ist ein Schwenkwinkelbereich des ersten Antriebselementes sowohl in Richtung einer Stellung des ersten Antriebselementes, die das erste Antriebselement aufweist, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle sperrt, als auch in Richtung einer Stellung des ersten Antriebselementes, die das erste Antriebselement einnimmt, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle freigibt, durch Anschläge jeweils begrenzt.
Dies gilt auch für eine weitere Ausführungsform der Parksperrenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der ein Schwenkwinkelbereich des zweiten Antriebselementes sowohl in Richtung einer Stellung des zweiten Antriebselementes, die das zweite Antriebselement aufweist, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle sperrt, als auch in Richtung einer Stellung des zweiten Antriebselementes, die das zweite Antriebselement einnimmt, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle freigibt, durch Anschläge jeweils begrenzt ist.
Bei einer besonders einfach betreibbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung ist der Anschlag, der den Schwenkwinkelbereich des zweiten Antriebselementes in Richtung der Stellung des zweiten Antriebselementes begrenzt, die das zweite Antriebselement einnimmt, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle freigibt, im Bereich des ersten Antriebselementes vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung ist das zweite Antriebselement vom ersten Antriebselement mittels des Anschlages im Bereich des ersten Antriebselementes ohne zusätzlichen Steuer- und Regelaufwand aus seiner gegenüber dem ersten Antriebselement verschwenkten Schwenkstellung in die Schwenkstellung überführbar, in der die beiden Antriebselemente durch das Rastelement miteinander verbunden sind.
Am Sperrelement kann eine weitere Federeinheit in Richtung der Stellung des Sperrelementes angreifen, die das Sperrelement aufweist, wenn das Sperrelement die Drehbewegung der Welle freigibt. Zudem kann es vorgesehen sein, dass die weitere Federeinheit einenends am Sperrelement und anderenends am zweiten Antriebselement abgestützt ist.
Die Parksperrenanordnung ist mit möglichst geringem Energieaufwand betreibbar, wenn die dem Sperrelement zugeordnete weitere Federeinheit derart an dem zweiten Antriebselement und an dem Sperrelement angreift, dass die Federkennlinie der weiteren Federeinheit einen degressiven Verlauf aufweist. Dies ist besonders von Vorteil, wenn der degressive Verlauf es ermöglicht, dass das Sperrelement mit möglichst geringen Stellkräften in die Stellung überführbar ist, in der das Sperrelement die Drehbewegung der Welle sperrt.
Unter einer Parksperrenanordnung soll insbesondere ein System verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, einen Kraftfahrzeugantriebsstrang insbesondere im Bereich eines Getriebes in einem eingelegten Zustand zu verriegeln, sodass wenigstens eine Ausgangswelle des Getriebes blockiert ist und ein Kraftfahrzeug in einem abgestellten Zustand gegen ein Wegrollen gesichert ist. Der eingelegte Zustand der Parksperrenanordnung entspricht insbesondere einem sogenannten P_ein-Zustand. In einem ausgelegten Zustand ist die Parksperrenanordnung dazu vorgesehen, die Ausgangswelle freizugeben.
Der ausgelegte Zustand der Parksperrenanordnung entspricht insbesondere einem sogenannten P_aus-Zustand. Die Parksperrenanordnung weist dazu vorzugsweise ein Parksperrenrad auf. Unter einem Parksperrenrad soll dabei insbesondere ein Zahnrad verstanden werden, das an seinem Umfang eine Verzahnung aufweist, die zur Kopplung mit einem zumindest teilweise gehäusefesten Sperrelement, insbesondere einer Sperrklinke, vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das Sperrelement dazu vorgesehen, das Parksperrenrad in einem eingelegten Zustand der Parksperrenanordnung gehäusefest zu setzen. Unter einer Sperrklinke soll dabei insbesondere ein zwischen zwei Betriebsstellungen verschwenkbares Element verstanden werden, das zumindest einen Sperrzahn ausbildet, der korrespondierend zu der Verzahnung des Parksperrenrads ausgebildet ist und zum Einlegen der Parksperrenanordnung dazu vorgesehen ist, formschlüssig in die Verzahnung des Parksperrenrads einzugreifen.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse eines Fahrzeuges mit einer Parksperrenanordnung; Fig. 2 eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung der Parksperrenanordnung der Fahrzeugachse gemäß Fig. 1 in eingelegtem Betriebszustand der Park- sperrenanordung;
Fig .3 eine Seitenansicht eines Teils der Parksperrenanordnung gemäß Fig. 2 aus einer in Fig. 2 näher angegebenen Ansicht III;
Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung der Parksperrenanordnung in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperrenanordnung;
Fig. 5 eine Teilschnittansicht der Parksperrenanordnung entlang einer in Fig. 4 näher angegebenen Schnittlinie V-V;
Fig. 6 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung der Parksperrenanordnung in eingelegtem Zustand und in notentriegeltem Betriebszustand;
Fig. 7 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung der Parksperrenanordnung in dem in Fig. 6 gezeigten Betriebszustand;
Fig. 8 eine stark vereinfache Darstellung der Kinematik der Parksperrenanordnung;
Fig. 9 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Parksperrenanordung in eingelegtem Zustand der Parksperrenanordung; und
Fig. 10 eine Fig. 9 entsprechende Darstellung der Parksperrenanordung in ausgelegtem Zustand der Parksperrenanordung.
Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte Ansicht einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse 1 mit einer Antriebsvorrichtung 2. Die Antriebsvorrichtung 2 umfasst eine elektrische Maschine 3, einen Inverter 4 für die elektrische Maschine 3 sowie eine Getriebeeinrichtung 5. Eine Ausgangswelle 6 der elektrischen Maschine 3 ist koaxial zu einer Getriebeeingangswelle 7 der Getriebeeinrichtung 5 angeordnet und mit dieser drehtest verbunden.
Die Getriebeeingangswelle 7 steht über Zahnradpaarungen 8, 9 der Getriebeeinrichtung 5 mit einer Getriebeausgangswelle 10 in Wirkverbindung. Die Zahnradpaarungen 8 und 9 sind vorliegend als Stirnradverzahnungen ausgeführt und umfassen jeweils ein erstes Stirnrad 8A bzw. 9A und ein zweites Stirnrad 8B bzw. 9B. Dabei ist das erste Stirnrad 8A der ersten Zahnradpaarung 8 drehtest auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordnet und kämmt mit dem zweiten Stirnrad 8B der ersten Zahnradpaarung 8. Das zweite Stirnrad 8B der ersten Zahnradpaarung 8 ist drehtest auf einer Zwischenwelle 51 angeordnet, auf der das erste Stirnrad 9A der zweiten Zahnradpaarung 9 drehtest montiert ist. Das erste Stirnrad 9A der zweiten Zahnradpaarung 9 kämmt mit dem zweiten Stirnrad 9B, das drehtest auf der Getriebeausgangswelle 10 angeordnet ist.
Die elektrische Maschine 3, der Inverter 4 und die Getriebeeinrichtung 5 sind in einem Getriebegehäuse 11 bzw. in einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung 2 angeordnet. Dabei trennt eine Zwischenwand 12 ein Inneres des Getriebegehäuses 11 in einen ölfreien Innenraum 13 und in einen mit Öl beaufschlagten Innenraum 14.
In abgeschaltetem Betriebszustand der Antriebsvorrichtung 2 liegt seitens der elektrischen Maschine 3 kein Drehmoment an der Getriebeeingangswelle 7 an, sodass die Getriebeausgangswelle 10 frei drehbar ist. Um ein mit der elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse 1 ausgeführtes Fahrzeug in abgestelltem Zustand gegen ein ungewolltes Wegrollen insbesondere in einer Hanglage zu vermeiden, umfasst die Getriebeeinrichtung 5 zusätzlich eine Parksperrenanordnung 15.
Über die Parksperrenanordnung 15 ist die Getriebeausgangswelle 10 drehfest darstellbar. Hierfür umfasst die Parksperrenanordnung 15 eine Antriebseinrichtung 16 mit einem Elektromotor 16A. Von der Antriebseinrichtung 16 bzw. dessen Elektromotor 16A ist eine in Fig. 2 in einer Seitenansicht gezeigte Parksperrenmechanik 17 betätigbar. Die Parksperrenmechanik 17 umfasst u.a. ein Sperrelement 18, das als eine sogenannte Sperrklinke ausgeführt ist. Das Sperrelement 18 ist mit einem Parksperrenrad 19 bei entsprechender elektromotorseitiger Betätigung in Eingriff oder außer Eingriff bringbar. Das Parksperrenrad 19 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse 1 drehfest auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordnet.
Um eine Funktionsweise der Antriebseinrichtung 16 sowie des Elektromotors 16A durch den Eintritt von Öl in ein Gehäuse 20 der elektrischen Maschine 16A zu vermeiden, ist die elektrische Maschine 16A auf der Seite der Zwischenwand 12 an der Zwischenwand 12 fest angebracht, die dem ölfreien Innenraum 13 zugewandt ist. Zur Betätigung der Parksperrenmechanik 17 durchgreift der Elektromotor 16A die Zwischenwand 12 mit seiner Antriebswelle 21. Um einen unerwünschten Öleintritt aus dem mit Öl beaufschlagten Innenraum 14 durch die Zwischenwand 12 in den ölfreien Innenraum 13 zu vermeiden, ist zwischen der Antriebswelle 21 der elektrischen Maschine 16A und der Zwischenwand 12 eine nicht näher dargestellte Dichteinheit vorgesehen.
Neben der elektrischen Maschine 16A ist eine elektrische Steckereinheit 22 im ölfreien Innenraum 13 angeordnet, über die die elektrische Maschine 16A in gewünschter Art und Weise ansteuerbar und betätigbar ist. Zusätzlich ist im ölfreien Innenraum 13 auch ein Hubmagnet 23 fest an der Zwischenwand 12 befestigt.
Die Parksperrenmechanik 17 ist mit einem ersten Antriebselement 24 ausgebildet, das in der in Fig. 2 näher dargestellten Art und Weise über eine Verzahnung 25 in Eingriff mit einem Zahnrad 26 steht. Das Zahnrad 26 ist drehfest mit der Antriebswelle 21 des Elektromotors 16A verbunden. Mit dem ersten Antriebselement 24 steht ein zweites Antriebselement 27 über eine Federeinheit 28 in Wirkverbindung, die sowohl am ersten Antriebselement 24 als auch am zweiten Antriebselement 27 abgestützt ist sowie in montiertem Zustand zwischen diesen beiden vorgespannt ist. Das erste Antriebselement 24 ist von der Antriebseinrichtung 16 um eine ortsfeste Drehachse 29 verschwenkbar. Das zweite Antriebselement 27 ist über eine Rasteinrichtung 30 drehfest mit dem ersten Antriebselement 24 verbindbar und dann gemeinsam mit dem ersten Antriebselement 24 um die Drehachse 29 verschwenkbar.
Zudem umfasst die Parksperrenanordnung 15 ein Betätigungselement 31 , das in Abhängigkeit einer Schwenkbewegung des zweiten Antriebselementes 27 mit dem Sperrelement 18 in Eingriff oder außer Eingriff bringbar ist. Über das Sperrelement 18 ist eine Drehbewegung der Getriebeeingangswelle 7 sperrbar, wenn das Sperrelement formschlüssig in das Parksperrenrad 19 in der in Fig. 2 näher dargestellten Art und Weise eingreift. Im Unterschied dazu ist eine Drehbewegung der Getriebeeingangswelle 7 durch das Sperrelement 18 freigegeben, wenn das Sperrelement 18 in der in Fig. 4 dargestellten Art und Weise außer Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 ist.
Das zweite Antriebselement 27 steht vorliegend über eine Betätigungsstange 32 mit dem Betätigungselement 31 in Verbindung. Dabei ist auf der Betätigungsstange 32 ein Federelement 33 und das davon angefederte sowie längsverschieblich auf der Betätigungsstange 32 angeordnete Betätigungselement 31 vorgesehen.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen die Parksperrenanordnung 15 jeweils in eingelegtem Zustand und im sogenannten Normalbetriebszustand, in dem das erste Antriebselement 24 über die Rasteinrichtung 30 drehfest mit dem zweiten Antriebselement 27 verbunden ist. Die Rasteinrichtung 30 ist über den Hubmagnet 23 in der später näher beschriebenen Art und Weise betätigbar.
Zusätzlich ist die Parksperrenanordnung 15 in Fig. 4 in ausgelegtem Betriebszustand gezeigt, in der ein Formschluss zwischen dem Sperrelement 18 und dem Parksperrenrad 19 durch entsprechende elektromotorseitige Betätigung des ersten Antriebselementes 24 und des damit drehfest verbundenen zweiten Antriebselementes 27 aufgehoben ist. In diesem Zustand wird das Sperrelement 18 von einer weiteren mit dem Sperrelement 18 in Wirkverbindung stehenden Federeinheit 34 außer Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 gehalten. Dabei ist die Federeinheit 34 als Drehfeder ausgeführt, die sowohl am Sperrelement 18 als auch an dem zweiten Antriebselement 27 abgestützt ist. Das Betätigungselement 31 ist vorliegend zwischen einem gehäusefesten und mit der Zwischenwand 12 fest verbundenen Führungselement 35 und auf einer dem Parksperrenrad 19 abgewandten Seite 36 des Sperrelementes 18 angeordnet und liegt mit einem konusförmigen Bereich 37 an einer zulaufenden Schräge 35A des Führungselementes 35 und auf einer zulaufenden Schräge 38 der Sperrklinke bzw. des Sperrelementes 18 an. Zum Einlegen der Parksperrenanordnung 15 verdreht die elektrische Maschine 16A die Antriebswelle 21 und das damit drehtest verbundene Zahnrad 26. Dies bewirkt ein Verschwenken des ersten Antriebselementes 24 um die Drehachse 29 in die Drehrichtung DR1 . Da das zweite Rastelement 27 in der in Fig. 5 näher dargestellten Art und Weise sowohl im Bereich eines bolzenartigen Fortsatzes 39 des ersten Antriebselementes 24 als auch im Bereich eines Rastelementes 40 der Rasteinrichtung 30 fest mit dem ersten Antriebselement 24 verbunden ist, wird das zweite Antriebselement 27 vom Elektromotor 16A gemeinsam mit dem ersten Antriebselement 24 um die Drehachse 29 in die Drehrichtung DR1 verschwenkt. Dies führt dazu, dass die Betätigungsstange 32 in Richtung des Betätigungselementes 31 verstellt wird. Dabei wird das Federelement 33 solange gestaucht, bis das Betätigungselement 31 gegen die Federkraft des Federelementes 33 entlang der Schräge 38 des Sperrelementes 18 und entlang der Schräge 35A des Führungselementes 35 verschoben wird. Dann wird das Sperrelement 18 entgegen der Federkraft der Federeinheit 34 in Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 geführt. Dies ist der Fall, wenn die beiden Antriebselemente 24 und 27 von der elektrischen Maschine 16A in die Schwenkrichtung DR1 soweit verstellt sind, dass eine Stellkraft, die dem Sperrelement 18 von einem Federschenkel 34A der Federeinheit 34 aufgeprägt wird, auf ein Niveau absinkt, dass das Sperrelement 18 um eine Drehachse 41 verschwenkbar und in Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 führbar ist.
Das Rastelement 40 durchgreift die Zwischenwand 12 und das erste Antriebselement 24, ist koaxial zur Drehachse 29 angeordnet und in Richtung der Drehachse 29 längsverschieblich ausgeführt. In dem in Fig. 5 dargestellten Betriebszustand ist der Hubmagnet 23 unbestromt und das Rastelement 40 ist von einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Feder in Eingriff mit dem zweiten Antriebselement 27 gehalten. Des Weiteren ist Fig. 5 entnehmbar, dass das erste Antriebselement 24 über eine als Wälzlager ausgeführte Lagereinheit 48 in der Zwischenwand 12 drehbar gelagert ist. Dabei besteht in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles die Möglichkeit, dass die Lagereinheit 48 auch als Gleitlager ausgeführt ist.
Der bolzenartige Fortsatz 39 durchgreift das zweite Antriebselement 27 im Bereich von zwei Schenkeln 27C, 27D, die in Richtung der weiteren Drehachse 45 zueinander beabstandet sind. Zwischen den Schenkeln 27C und 27D, in deren Bereich auf einfache Art und Weise am zweiten Antriebselement 27 angreifende Kippmomente abstützbar sind, ist vorliegend auch die Federeinheit 28 auf dem bolzenartigen Fortsatz 39 angeordnet.
In eingelegtem Zustand der Parksperrenanordnung 15 liegt das erste Antriebselement 24 an einem gehäuseseitigen Anschlag 42 und das zweite Antriebselement 27 an einem gehäuseseitigen Anschlag 43 an. Im Unterschied dazu liegt das erste Antriebselement 24 in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperrenanordnung 15 an einem weiteren gehäuseseitigen Anschlag 44 an, sodass das erste Antriebselement 24 auch in ausgelegtem Zustand der Parksperrenanordnung 15 eine definierte Stellung aufweist.
Soll die Parksperrenanordnung 15 in den ausgelegten Betriebszustand überführt werden, wird das erste Antriebselement 24 durch die elektrische Maschine 16A um die Drehachse 29 in die Schwenkrichtung bzw. Drehrichtung DR2 entsprechend verstellt, was auch eine Verschwenkung des zweiten Antriebselementes 27 um die Drehachse 29 zur Folge hat. Die Verschwenkung des zweiten Antriebselementes 27 um die Drehachse 29 hat zur Folge, dass die Betätigungsstange 32 das Betätigungselement 31 aus dem Eingriff mit der Schräge 38 des Sperrelementes 18 und mit der Schräge 35A des Führungselementes führt und das Sperrelement 18 von der angreifenden Federeinheit 34 aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 gebracht wird.
Wird in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperrenanordnung 15 eine Funktionsstörung im Bereich der Antriebseinrichtung 16 erkannt, die ein Einlegen der Parksperrenanordnung 15 durch die elektrische Maschine 16A nicht ermöglicht, und liegt eine entsprechende Anforderung zum Einlegen der Parksperrenanordnung 15 vor, wird der Hubmagnet 23 entsprechend elektrisch angesteuert. Dann führt der Hubmagnet 23 das Rastelement 40 entgegen der angreifenden Federkraft aus dem Eingriff mit dem zweiten Betätigungselement 27. Dieser Betriebszustand des Rastelementes 40 ist in Fig. 7 näher dargestellt.
Da die Wirkverbindung zwischen dem Zahnrad 26 und der Verzahnung 25 des ersten Antriebselementes 24 vorliegend selbsthemmend ausgeführt ist, verbleibt das erste Antriebselement 24 in der in Fig. 4 gezeigten Schwenkstellung, die mit dem ausgelegten Betriebszustand der Parksperrenanordnung 15 korrespondiert. Durch Herausziehen des Rastelementes 40 aus dem Eingriff mit dem zweiten Antriebselement 27 wird die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Antriebselement 24 und dem zweiten Antriebselement 27 im Bereich der Drehachse 29 gelöst. Dies führt dazu, dass das zweite Antriebselement 27 von der zwischen den beiden Antriebselementen 24 und 27 in vorgespanntem Zustand angeordneten Federeinheit 28 aus der in Fig. 4 dargestellten Schwenkstellung um den bolzenartigen Fortsatz 39 in die Drehrichtung DR1 verschwenkt, bis das zweite Antriebselement 27 am gehäuseseitigen Anschlag 43 zum Anliegen kommt.
Durch diese Schwenkbewegung des zweiten Antriebselementes 27 um eine im Bereich des bolzenartigen Fortsatzes 39 vorliegende Drehachse 45 wird das Betätigungselement 31 in der vorstehend näher beschriebenen Art und Weise zwischen die Führungsschräge 35A des Führungselementes 35A und die Führungsschräge 38 des Sperrelementes 18 geschoben. Dadurch wird der Formschluss zwischen dem Sperrelement 18 und dem Parksperrenrad 19 hergestellt.
Um die derart notentriegelte Parksperrenanordnung 15 bedarfsweise wieder in den ausgelegten Betriebszustand überführen zu können, kann am zweiten Antriebselement 27 über eine entsprechende Einrichtung eine Stellkraft F angelegt werden, um dem zweiten Antriebselement 27 eine Drehbewegung in die Drehrichtung DR2 um die Drehachse 45 aufzuprägen. Diese Drehbewegung bewirkt, dass das zweite Antriebselement 27 ab einem bestimmten Drehwinkel an einem weiteren Anschlag 46 zum Anliegen kommt, der an dem ersten Antriebselement 24 vorgesehen ist und die Drehbewegung des zweiten Betätigungselementes 27 um die Drehachse 45 begrenzt. Dabei ist der weitere Anschlag 46 so positioniert, dass eine Bohrung 47 des zweiten Antriebselementes 27, die zur Aufnahme des Sperrelementes 40 vorgesehen ist, exakt neben dem Rastelement 40 in Überdeckung kommt und das Rastelement 40 federbetätigt in die Bohrung 47 einfährt. Somit ist die Parksperrenanordnung 15 wieder ausgelegt und die Getriebeeingangswelle 7 drehbar.
Dabei kann die Stellkraft F mechanisch als Druck- oder Zugkraft am zweiten Antriebselement 27 angelegt werden, um die Parksperrenanordnung 15 in den ausgelegten Betriebszustand zu überführen. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die notentriegelte Parksperrenanordnung 15 bei wieder hergestellter einwandfreier Funktionsweise der Antriebseinrichtung 16 durch entsprechende Betätigung des ersten Antriebselementes 24 seitens der elektrische Maschine 16A wieder in den ausgelegten Betriebszustand zu überführen. Wird das erste Antriebselement 24 vom Elektromotor 16A in die Drehrichtung DR1 verschwend, führt dies dazu, dass der Anschlag 46 am zweiten Antriebselement 27 zum Anliegen kommt und das zweite Antriebselement 27 zusammen mit dem bolzenartigen Fortsatz 39 so lange verstellt, bis die Bohrung 47 in Überdeckung mit dem Rastelement 40 kommt und das Rastelement in die Bohrung 47 einschnappt.
Das Betätigungselement 31 wird in der vorstehend näher beschriebenen Art und Weise im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung 15 um die Drehachse 29 herum betätigt. Im Notbetrieb der Parksperrenanordnung 15 wird das Betätigungselement 31 im beschriebenem Umfang um die weitere Drehachse 45 herum verstellt. Die beiden Drehachsen 29 und 45 sowie der Bereich 27A des zweiten Antriebselementes 27 sind in der nachfolgend zu Fig. 8 näher beschriebenen Art und Weise so zueinander positioniert und zueinander beabstandet, dass ein Anbindungspunkt 50 der Betätigungsstange 32 unabhängig davon, ob die Parksperrenanordnung 15 im Normalbetrieb oder im Notbetrieb eingelegt wird, im eingelegten Zustand der Parksperrenanordnung 15 jeweils im Wesentlichen dieselbe Position einnimmt. Dabei ist diese Position des Anbindungspunktes 50 in Fig. 8 unter dem Bezugszeichen 50E näher gekennzeichnet. Die Position, die der Anbindungspunkt 50 in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperrenanordnung 15 einnimmt, ist in Fig. 8 unter dem Bezugszeichen 50A näher gekennzeichnet. In Abhängigkeit dieser Vorgabe wird auch ein lotrechter Abstand 50AE zwischen den Positionen 50A und 50E ausgelegt.
Während eines Betriebszustandsverlaufes der Parksperrenanordnung 15 ausgehend vom ausgelegten Zustand und im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung 15 wird der Anbindungspunkt 50 auf der Kreisbahn des Kreises K50N aus der Position 50A in die Position 50E überführt. Dabei liegt der Mittelpunkt des Kreises K50N auf der Drehachse 29 des ersten Antriebselementes 24. Gleichzeitig wird die Drehachse 45 im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung 15 aus der Position 45A in die Position 45E entlang der Kreisbahn des Kreises K45N überführt. Ist die Parksperrenanordnung 15 ausgelegt und liegt eine Anforderung zum Einlegen der Parksperrenanordnung 15 vor, verbleibt die Drehachse 45 im Notbetrieb in der Position 45A. Sobald das Rastelement 40 aus dem Eingriff der Bohrung 47 des zweiten Antriebselementes 27 geführt ist, wird das zweite Antriebselement 27 von der Federeinheit 29 um die Position 45A der Drehachse 45 in der vorbeschrieben Art und Weise gegenüber dem ersten Antriebselement 24 verschwenkt. Dies bewirkt eine Verstellung des Anbindungspunktes 50 aus der Position 50A in die Position 50E entlang der Kreisbahn des weiteren Kreises K50NB, dessen Mittelpunkt gleich der Position 45A der Drehachse 45 entspricht. Zudem wird die Bohrung 47 des zweiten Antriebselementes 27 um die Position 45A der Drehachse 45 entlang der Kreisbahn des zusätzlichen Kreises K47NB aus der Position 47N, in der die Bohrung 47 sich in Deckung mit dem Rastelement 40 befindet, in die unter dem Bezugszeichen 47NB näher gekennzeichnete Position überführt.
Eine Verbindungslinie 29-50 durch die Drehachse 29 und die Position 50E, die der Anbindungspunkt 50 in eingelegtem Betriebszustand der Parksperrenanordnung 15 einnimmt, liegt in etwa mittig zwischen den Positionen 45A und 45N der Schwenkachse 45. Das bedeutet, dass die Schwenkachse 45 in der Position 45A und in der Position 45E jeweils um den gleichen Schwenkwinkel a gegenüber der Verbindungslinie 29-50 verschwenkt ist. Dadurch wird erreicht, dass der Anbindungspunkt 50 unabhängig davon, ob die Parksperrenanordung 15 im Normalbetrieb oder im Notbetrieb der Parksperrenanordnung 15 eingelegt wird, in eingelegtem Betriebszustand der Parksperrenanordnung immer in der Position 50E angeordnet ist.
Dies ist von Vorteil, da dann auch das Betätigungselement 31 immer im selben Umfang von der Parksperrenmechanik 17 angesteuert wird, und zwar unabhängig davon, ob die Parksperrenanordnung 15 im Normalbetrieb oder im Notbetrieb eingelegt wird.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen eine Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Parksperrenvorrichtung 151 , die sich von der Parksperrenanordnung 15 im Wesentlichen lediglich im Bereich der Federeinheit 34 und deren Abstützung am zweiten Antriebselement 27 unterscheidet. Aus diesem Grund werden in der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 9 und Fig. 10 jeweils lediglich die Unterschiede zwischen den Parksperrenanordnungen 15 und 151 näher erläutert. Ansonsten wird bezüglich des grundsätzlichen konstruktiven Aufbaus und die grundsätzliche Funktionsweise der Parksperrenanordnung 151 auf die vorstehende Beschreibung zu Fig. 1 bis Fig. 8 verwiesen und es werden für bau- und funktionsgleiche Bauteile zu Gunsten der Übersichtlichkeit jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet. .
Die Federeinheit 34 der Parksperrenanordnung 151 ist in eingelegtem Zustand der Parksperrenanordnung 151 mit seinem Schenkel 34B in der in Fig. 9 dargestellten Art und Weise außer Eingriff mit dem zweiten Antriebselement 27. Mit anderen Worten ist die Federeinheit 34 im eingelegten Zustand der Parksperrenanordnung 151 nicht am zweiten Antriebselement 27 abgestützt. Dadurch ist die Federeinheit 34 abgeschaltet und das Sperrelement 18 ist ohne die Federkraft der Federeinheit 34 überwinden zu müssen, mit dem Parksperrenrad 19 in Eingriff bringbar.
Die Federeinheit 34 ist in diesem Betriebszustand der Parksperrenanordnung 151 dennoch unter Vorspannung, da sich der Schenkel 34A der Federeinheit 34 am Sperrelement 18 und der Schenkel 34B sich an einem Anschlagbereich 18A des Sperrelementes 18 abstützt.
Wird das zweite Antriebselement 27 zum Auslegen der Parksperrenanordnung 151 in die Drehrichtung DR2 verstellt, kommt das zweite Antriebselement 27 ab einem definierten Schwenkwinkel mit einem Anlagebereich 27B in Anlage mit dem Schenkel 34B der Federeinheit 34. Wenn das zweite Antriebselement 27 weiter in die Drehrichtung DR2 verstellt wird, führt dies dazu, dass der Schenkel 34B vom Anschlagbereich 18A abhebt und das Sperrelement 18 von der Federeinheit 34 in Richtung seiner Stellung angefedert wird, die das Sperrelement 18 einnimmt, wenn die Parksperrenanordnung 151 ausgelegt und das Sperrelement 18 außer Eingriff mit dem Park- sperrenrad 18 ist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Drehachsen 29, 41 und 45 sowie die Antriebswelle 21 des Elektromotors 16A parallel zueinander. Des Weiteren liegen das erste Antriebselement 24, das zweite Antriebelement 27, das Sperrelement 18, das Parksperrenrad 19 und die Betätigungsstange 32 in zueinander parallelen Ebenen, die im Wesentlichen nur einen geringen Abstand zueinander aufweisen. Dies bietet die Möglichkeit, die Parksperrenanordnung 15 in Richtung der Schwenkachse 29 mit einem geringen Bauraumbedarf auszuführen.
Bezuqszeichen
Fahrzeugachse
Antriebsvorrichtung elektrische Maschine
Inverter
Getriebeeinrichtung
Ausgangswelle der elektrischen Maschine 3
Getriebeeingangswelle erste Zahnradpaarung A erstes Stirnrad der ersten Zahnradpaarung B zweites Stirnrad der ersten Zahnradpaarung zweite Zahnradpaarung A erstes Stirnrad der zweiten Zahnradpaarung B zweites Stirnrad der zweiten Zahnradpaarung 0 Getriebeausgangswelle 1 Getriebegehäuse bzw. Gehäuse der Antriebsvorrichtung2 Zwischenwand 3 ölfreier Innenraum 4 mit Öl beaufschlagter Innenraum 5 Parksperrenanordnung 51 Parksperrenanordnung 6 Antriebseinrichtung 6A elektrische Maschine 7 Parksperrenmechanik 8 Sperrelement 8A Anschlagbereich 9 Parksperrenrad 0 Gehäuse der elektrischen Maschine 16A 1 Antriebswelle der elektrischen Maschine 16A 2 elektrische Steckereinheit 3 Hubmagnet 4 erstes Antriebselement 5 Verzahnung des ersten Antriebselementes Zahnrad der Antriebswelle 21 zweites Antriebselement A Bereich des zweiten Antriebselementes B Anlagebereich des zweiten Antriebelementes C, 27D Schenkel des zweiten Antriebselementes
Federeinheit zwischen den Antriebelementen ortsfeste Drehachse des ersten Antriebselementes 24
Rasteinrichtung
Betätigungselement
Betätigungsstange
Federelement auf der Betätigungsstange
Federeinheit zwischen dem zweiten Antriebselement und dem Sperrelement A Federschenkel der Federeinheit 34 B Federschenkel der Federeinheit 34
Führungselement A Schräge des Führungselementes
Seite des Sperrelementes 18 konusförmiger Bereich des Betätigungselementes zulaufende Schräge des Sperrelementes bolzenartiger Fortsatz des ersten Antriebselementes
Rastelement der Rasteinrichtung 30
Drehachse des Sperrelementes 18 gehäuseseitiger Anschlag des ersten Antriebselementes 24 gehäuseseitiger Anschlag des zweiten Antriebselementes 27 weiterer gehäuseseitiger Anschlag des ersten Antriebselementes 24 weitere Drehachse des zweiten Antriebselementes 27 A Position der Drehachse 45 im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung bei gleichzeitig ausgelegter Parksperrenanordnung sowie im Notbetrieb der Parksperrenanordnung bei gleichzeitig eingelegter Parksperrenanordnung E Position der Drehachse 45 im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung bei gleichzeitig eingelegter Parksperrenanordnung K45N Kreis, auf dessen Kreisbahn die Drehachse 45 im Normalbetrieb der
Parksperrenanordnung verschwenkt
46 weiterer Anschlag des zweiten Antriebselementes 27
47 Bohrung des weiteren Antriebselementes 27
47N Position der Bohrung 47 im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung
47NB Position der Bohrung 47 im Notbetrieb der Parksperrenanordnung
K47NB Kreis, auf dessen Kreisbahn die Bohrung 47 verschwenkt
48 Lagereinheit
50 Anbindungspunkt der Betätigungsstange am zweiten Antriebselement
50A Position des Anbindungspunktes 50 in ausgelegtem Zustand der Parksperrenanordnung 15
50B Position des Anbindungspunktes 50 in eingelegtem Zustand der Parksperrenanordnung
50AE lotrechter Abstand zwischen den Positionen 50A und 50E
K50N Kreis, auf dessen Kreisbahn der Anbindungspunkt 50 im Normalbetrieb der Parksperrenanordnung verschwenkt
K50NB Kreis, auf dessen Kreisbahn der Anbindungspunkt 50 im Notbetrieb der Parksperrenanordnung verschwenkt
29-50 Verbindungslinie
51 Zwischenwelle
DR1 , DR2 Drehrichtung
F Stellkraft a Schwenkwinkel

Claims

Patentansprüche
1. Parksperrenanordnung (15)
- mit einer Antriebseinrichtung (16),
- mit einem ersten Antriebselement (24), das von der Antriebseinrichtung (16) um eine ortsfeste Drehachse (29) verschwenkbar ist,
- mit einem zweiten Antriebselement (27), das mit dem ersten Antriebselement (24) über eine Federeinheit (28) in Wirkverbindung steht und über eine Rasteinrichtung (30) drehtest mit dem ersten Antriebselement (24) verbindbar sowie gemeinsam mit dem ersten Antriebselement (24) um die Drehachse (29) des ersten Antriebselementes (24) verschwenkbar ist,
- und mit einem Betätigungselement (31 ), das in Abhängigkeit einer Schwenkbewegung des zweiten Antriebselementes (27) mit einem Sperrelement (18) in Eingriff oder außer Eingriff bringbar ist, über das eine Drehbewegung einer Welle (7) sperrbar und freigebbar ist,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Antriebselement (27) bei deaktivierter Rasteinrichtung (30) von der Federeinheit (28) um eine weitere Drehachse (45) gegenüber dem ersten Antriebselement (24) verschwenkbar ist,
- wobei die weitere Drehachse (45) am ersten Antriebselement (24) festgelegt ist und von der Drehachse (29) des ersten Antriebselementes (24) beabstandet ist.
2. Parksperrenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (16) einen Elektromotor (16A) umfasst, dessen Antriebswelle (21 ) drehfest mit einem Zahnrad (26) verbunden ist, das in Eingriff mit einer Verzahnung (25) des ersten Antriebselementes (24) steht.
3. Parksperrenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahneingriff zwischen dem Zahnrad (26) und der Verzahnung (25) des ersten Antriebselementes (24) selbsthemmend ausgeführt ist.
4. Parksperrenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (24, 27) scheiben- oder hebelartig ausgeführt sind.
5. Parksperrenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (29) des ersten Antriebselementes und die weitere Drehachse (45) parallel zueinander sind.
6. Parksperrenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheit (28) als Drehfeder ausgeführt ist, die um die weitere Drehachse (45) herum wirkend zwischen den beiden Antriebselementen (24, 27) angeordnet ist und einenends am ersten Antriebselement (24) und ande- renends am zweiten Antriebselement (27) abgestützt ist, wobei die Federeinheit (28) zwischen den Antriebselementen (24, 27) derart vorgespannt ist, dass die Federeinheit (28) das zweite Antriebselement (27) mit einer Federkraft beaufschlagt, die am zweiten Antriebselement (27) in Richtung einer Position des zweiten Antriebselementes (27) angreift, die das zweite Antriebselement (27) aufweist, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) sperrt.
7. Parksperrenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (30) einen Hubmagneten (23) aufweist, mittels dem ein Rastelement (40) gegen eine Feder aus dem Eingriff mit dem zweiten Antriebselement (27) führbar ist, wobei das Rastelement (40) entlang der Drehachse (29) längsverschiebbar ist.
8. Parksperrenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkwinkelbereich des ersten Antriebselementes (24) sowohl in Richtung einer Stellung des ersten Antriebselementes (24), die das erste Antriebselement (24) aufweist, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) sperrt, als auch in Richtung einer Stellung des ersten Antriebselementes (24), die das erste Antriebselement (24) einnimmt, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) freigibt, durch Anschläge (42, 44) jeweils begrenzt ist.
9. Parksperrenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkwinkelbereich des zweiten Antriebselementes (27) sowohl in Richtung einer Stellung des zweiten Antriebselementes (27), die das zweite Antriebselement (27) aufweist, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) sperrt, als auch in Richtung einer Stellung des zweiten Antriebselementes (27), die das zweite Antriebselement (27) einnimmt, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) freigibt, durch Anschläge (43, 46) jeweils begrenzt ist.
10. Parksperrenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (46), der den Schwenkwinkelbereich des zweiten Antriebselementes (27) in Richtung der Stellung des zweiten Antriebselementes (27) begrenzt, die das zweite Antriebselement (27) einnimmt, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) freigibt, im Bereich des ersten Antriebselementes (24) vorgesehen ist.
11. Parksperrenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebselement (27) in seiner gegenüber dem ersten Antriebselement (24) verschwenkten Schwenkstellung vom ersten Antriebselement (24) mittels des Anschlages (46) im Bereich des ersten Antriebselementes (24) in die Schwenkstellung überführbar ist, in der die beiden Antriebselemente (24, 27) durch das Rastelement (40) miteinander verbunden sind.
12. Parksperrenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Sperrelement (18) eine weitere Federeinheit (34) in Richtung der Stellung des Sperrelementes (18) angreift, die das Sperrelement (18) aufweist, wenn das Sperrelement (18) die Drehbewegung der Welle (7) freigibt, wobei die weitere Federeinheit (34) am Sperrelement (18) und am zweiten Antriebselement (27) abgestützt ist.
13. Parksperrenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Sperrelement (18) zugeordnete weitere Federeinheit (34) derart an dem zweiten Antriebselement (27) und an dem Sperrelement (18) angreift, dass die Federkennlinie der weiteren Federeinheit (34) einen degressiven Verlauf aufweist.
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