DE102006053318A1

DE102006053318A1 - Redundante Parksperrenbetätigung

Info

Publication number: DE102006053318A1
Application number: DE102006053318A
Authority: DE
Inventors: Matthias Ehrlich
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes umfassend eine Verriegelungseinrichtung zur Hemmung der Bewegung des Getriebeabtriebs und einen Aktor zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung wobei die Parksperre mindestens einen zweiten Aktor zur Betätigung der Verriegelungseinheit aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Parksperre für ein Kraftfahrzeuggetriebe umfassend eine Verriegelungseinrichtung zur Hemmung der Bewegung des Getriebeabtriebs und einen Aktor zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung.

Parksperren für Kraftfahrzeuggetriebe sind allgemein bekannt. Solche Parksperren werden verwendet um mindestens eine Abtriebswelle des Getriebes zu hemmen. Damit kann das Fahrzeug auch dann an unbeabsichtigten Wegrollen gehindert werden, wenn der Motor von der Abtriebswelle getrennt ist und so die Abtriebswelle von der Trägheit des Motors nicht weiter blockiert wird.

Parksperren werden dabei von Aktoren betätigt, die die Parksperre einlegen und/oder lösen. Lässt sich der Parksperrenaktor jedoch nicht betätigen, z.B. da der Aktor defekt ist, so lässt sich die Parksperre nicht mehr einlegen. Dies führt dazu, dass das Fahrzeug unbeabsichtigt davon rollen kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dass die Parksperre auch eingelegt werden kann wenn der Aktor, der allgemein für die Betätigung der Parksperre verwendet wird, die Parksperre nicht einlegen kann.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Parksperre für ein Kraftfahrzeuggetriebe umfassend eine Verriegelungseinheit zur Hemmung der Bewegung des Abtriebs des Getriebes und einen Aktor zur Betätigung der Veriegelungseinheit wobei die Parksperre mindestens einen zweiten Aktor zur Betätigung der Verriegelungseinheit aufweist.

Mit anderen Worten weist die Parksperre erfindungsgemäß mindestens zwei Aktoren auf, die geeignet sind die Parksperre zu betätigen, also zu öffnen und/oder zu schliessen. So kann, wenn einer der Aktoren nicht mehr in der Lage ist die Parksperre zu betätigen, die Parksperre durch den mindestens zweiten Aktor eingelegt werden und das Fahrzeug an einem ungehinderten Wegrollen gehindert werden. Diese Redundanz der Aktoren führt zu einer höheren Sicherheit und Zuverlässigkeit bei der Verwendung von Parksperren.

Vorzugsweise besteht die Verriegelungseinheit aus einem Zahnrad und einem Sperrhebel, der mit dem Zahnrad in Eingriff gebracht werden kann. Das Zahnrad ist dabei so auf einer Abtriebswelle des Getriebes angeordnet, dass sich das Zahnrad mit der Abtriebswelle bewegt. Der Sperrhebel kann nun mit dem Zahnrad in Eingriff gebracht werden, so dass das Zahnrad blockiert und somit die Abtriebswelle in ihrer Bewegung gehemmt wird. Durch diesen Eingriff des Sperrhebels mit dem Zahnrad entsteht auf relativ einfache Weise eine wirkungsvolle Blockade der Abtriebswelle. Ist dabei das Zahnrad fest mit der Abtriebswelle verbunden und der Sperrhebel zwischen zwei Zähnen des Zahnrades eingerastet, so kann die Abtriebswelle auch gegen hohe Kräfte, wie sie z.B. beim Anhalten an einem Hang auftreten, blockiert werden.

Bevorzugt wird der Sperrhebel über einen Sperrkegel in Richtung des Zahnrades bewegt. Dabei ist ein Sperrkegel ein Element mit einer Schräge entlang derer der Sperrhebel gleitet. So kann die Kraft des Betätigungsaktors in eine Kraft übersetzt werden, die den Sperrhebel in Richtung des Zahnrades drückt. So kann auch mit Aktoren, die nur geringe Kraft aufbringen der Sperrhebel bewegt werden. Auch wird durch die Verwendung eines Sperrkegels ein Teil der Haltekraft, die aufgewendet wird, um den Sperrhebel im Zahnrad zu halten durch die Aufhängung des Sperrkegels aufgenommen und nicht an den Aktor weitergeleitet. Der aktor muss also weniger Kraft aufbringen, um den Sperrhebel im Eingriff mit dem Zahnrad zu halten.

Der Sperrkegel kann auf einem Stabelement befestigt sein, an dem der erste Aktor zum Lösen der Parksperre angreift. Das Stabelement kann dabei z.B. ein Metallstange oder eine Schiene sein. Der Sperrkegel ist dabei so auf dem Stabelement befestigt, dass eine Bewegung des Stabelementes entlang seiner Längsachse dazu führt, dass auch der Sperrkegel entlang dieser Achse oder parallel dazu geführt wird. Der erste Aktor greift zum Lösen der Parksperre auf diese Welle ein und bewegt diese entlang der Längsachse.

Besonders bevorzugt ist der Sperrkegel über ein Federelement mit einem Eingriffselement verbunden, dass zum zumindest zeitweiligen Eingriff mit dem ersten Aktor ausgebildet ist. Ein solches Eingriffsmittel kann z.B. als Scheibe ausgebildet sein, auf die der Aktor Kraft ausübt, wenn die Parksperre betätigt, also geöffnet oder geschlossen werden soll. Das Eingriffsmittel kann dabei über ein Federmittel, wie eine Schraubenfeder mit dem Sperrkegel verbunden werden. Diese Verbindung kann z.B. in einem bloßen Anliegen des Federelementes an dem Eingriffselement und/oder dem Sperrkegel bestehen. So wird die Kraft des Eingriffselementes über das Federelement auf den Sperrkegel ausgeübt. Der Aktor kann so angeordnet werden, dass der Aktor, falls der Sperrkegel in seiner Bewegung gehemmt wird, nicht blockiert wird.

Bevorzugt kann der mindestens zweite Aktor über mindestens ein weiteres Eingriffselement auf das Stabelement eingreifen. Da der zweite Aktor auf dasselbe Stabelement über ein weiteres Eingriffselement eingreift, kann der selbe Eingriffsmechanismus wie beim ersten Aktor verwendet werden, was den Aufbau der Parksperre weiter vereinfacht.

Auch kann der zweite Aktor über mindestens zwei Eingriffselemente auf den Sperrkegel einwirken. So kann gewährleistet werden, dass die von dem Aktor aufgebrachte Kraft auf den Sperrkegel einwirkt und somit den Sperrkegel in die gewünschte Richtung verschiebt ohne dass der Aktor fest an die Eingriffselemente befestigt werden muss. Dadurch kann der Aktor von dem Sperrkegel abgekoppelt sein, wenn der Aktor den Sperrkegel nicht betätigt.

Bevorzugt kann, wenn sich der mindestens zweite Aktor in einer Neutralstellung befindet, der erste Aktor unabhängig vom zweiten Aktor bewegt werden. In der Neutralstellung ist der Aktor nicht in der Lage die Parksperre zu öffnen oder zu schließen. In dieser Stellung befindet sich der zweite Aktor, wenn dieser nicht benötigt wird um die Parksperre zu betätigen. Der erste Aktor kann so leichter bewegt werden, da der zweite Aktor bei der Betätigung der Parksperre nicht mitbewegt werden muss.

Bevorzugt ist der zweite Aktor ein Getriebeaktor. Diese Getriebeaktoren werden gewöhnlich in Getrieben verwendet um Getriebekomponenten zu bewegen. Durch die Verwendung von Standartbauteilen kann das Gesamtgetriebe kostengünstiger produziert werden. Weiter sind Getriebeaktoren für die Verwendung im Getriebe konzipiert, so dass diese leichter an ein Getriebe hinzugefügt werden können.

Dabei kann der zweite Aktor ein Getriebeaktor ohne Wählmöglichkeit sein. Ein Getriebeaktor ohne Wählmöglichkeit ist einfacher aufgebaut als ein Getriebeaktor mit Wähl und Schaltmöglichkeit. So kann ein solcher Aktor leichter sein und auch durch den einfacheren Aufbau weniger anfällig für Defekte.

Weiter kann der zweite Aktor mindestens einen Elektromotor umfassen. Elektromotoren können über das allgemein vorhandene Bordversorgungsnetz des Kraftfahrzeugs betrieben werden. Auch lassen sich Elektromotoren leicht steuern, so dass sie sich als Verwendung in einem Getriebeaktor eignen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Dabei zeigt

1 eine schematische Zeichnung einer Verriegelungseinheit bei einer geöffneten Parksperre;

2 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung durch einen ersten Aktor bei einer geöffneten Parksperre;

3 eine schematische Zeichnung einer Verriegelungseinheit bei einer geschlossenen Parksperre;

4 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung durch einen ersten Aktor bei einer geschlossenen Parksperre;

5 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung mit zwei Aktoren bei einer ausgelegten Parksperre;

6 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung mit zwei Aktoren, wobei die Parksperre durch den ersten Aktor eingelegt wird;

7 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung mit zwei Aktoren, wobei die Parksperre durch den zweiten Aktor eingelegt wird;

8 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung mit zwei Aktoren, wobei die Parksperre durch den ersten Aktor ausgelegt wird;

9 eine schematische Zeichnung einer Parksperrenbetätigung mit zwei Aktoren, wobei die Parksperre durch den zweiten Aktor ausgelegt wird.

1 zeigt ein Zahnrad 1, das auf einer Abtriebswelle eines Getriebes angeordnet ist. Dabei ist das Zahnrad so mit der Abtriebswelle verbunden, dass sich das Zahnrad 1 mit der Abtriebswelle bewegt.
An der Wand des Getriebegehäuses 2.1 ist ein Sperrhebel 2 angelenkt. Dieser Sperrhebel 2 weist dabei ein Ende auf, dass in Eingriff mit dem Zahnrad 1 gebracht werden kann. Durch diesen Eingriff wird das Zahnrad 1 in seiner Bewegung gehemmt und damit auch die Abtriebswelle des Getriebes.
Der Sperrhebel 2 wird durch ein Federelement 2.2 aus dem Eingriff mit dem Zahnrad 1 gedrückt. Dieses Federelement ist ebenfalls an der Getriebegehäusewand 2.1 befestigt. Erfährt der Sperrhebel 2 also keine weiter Kraft abgesehen von der Kraft des Federelementes 2.2, so ist der zum Eingriff mit dem Zahnrad ausgebildete Teil des Sperrhahns 2 beabstandet vom Zahnrad 1. Das Zahnrad 1 wird damit nicht durch den Sperrhebel gehemmt. Die Parksperre ist gelöst.
Zum Einlegen der Parksperre wirkt ein Sperrkegel 3 auf den Sperrhebel 2. Der Sperrkegel 3 drückt dabei den Sperrhebel gegen die Kraft des Federelementes 2.2 auf das Zahnrad 1 zu um den Sperrhebel 2 mit dem Zahnrad 1 in Eingriff zu bringen und somit die Bewegung des Zahnrades 1 zu blockieren.
2 zeigt den ersten Aktor 4 zum Eingriff an die Eingriffselemente 5.1 oder 5.2. Das Eingriffelement 5.1 ist dabei auf einem Stabelement 5.1.1 befestigt, das mit dem Sperrkegel 3 fest verbunden ist. Durch Verschieben des Eingriffelementes 5.1 weg vom Sperrhebel 2, wird auch das Stabelement 5.1.1 in diese Richtung verschoben und somit auch der Sperrkegel 3. Der Sperrkegel 3 gibt durch diese Bewegung den Sperrhebel 2 frei, indem der Sperrhebel 2 entlang der Schräge des Sperrkegels 3 gleitet. Dabei wird der Sperrhebel durch das Federelement 2.2 auf die Schräge gedrückt, wodurch sich der Sperrhebel 2 vom Zahnrad 1 entfernt. Die Parksperre ist somit geöffnet. Greift der Aktor 4 an dem Eingriffselement 5.2 an, so drückt der Aktor das Eingriffselement 5.2 in Richtung des Sperrhebels 2. Das Eingriffselement 5.2 gleitet dabei auf dem Stabelement 5.1.1 und bewirkt eine Kraft auf das Federelement 5.3. Dieses Federelement drückt seinerseits den Sperrkegel 3 in Richtung des Sperrhebels 2, wodurch der Sperrkegel 3 keilartig zwischen den Sperrhebel und das Stabelement geschoben wird. Der Sperrhebel 2 bewegt sich dabei gegen die Kraft des Federelementes 2.2 in Richtung des Zahnrades 1. Findet der Sperrhebel 2 dabei zwischen den zwei Zähnen des Zahnra des 1 Platz, so hemmt der Sperrhebel 2 die Bewegung des Zahnrades 1 und die Parksperre ist geschlossen. Wird der Sperrhebel 2 jedoch durch den Sperrkegel 3 auf ein Zahn des Zahnrades 1 geschoben, so dass er nicht in dem Zwischenraum zwischen zwei Zähnen einrasten kann, so wird der Sperrhebel 2 durch die Federkraft des Federelementes 5.3 weiter in Richtung des Zahnrades 1 gedrängt und rastet bei der nächsten Drehung des Zahnrades 1 in einen Zwischenraum ein.
3 zeigt den Sperrhebel 2 eingerastet zwischen zwei Zähnen des Zahnrades 1. Die Parksperre ist somit geschlossen. Dabei drückt der Sperrkegel 3 den Sperrhebel 2 in Richtung des Zahnrades 2 gegen die Kraft des Federelementes 2.2.
4 zeigt den ersten Aktor 4, wie er in Eingriff mit dem Eingriffsmittel 5.2 steht. Der Aktor 4 drückt dabei das Eingriffsmittel 5.2 in Richtung des Sperrkegels. Das Eingriffsmittel 5.2 gleitet auf dem Stabelement 5.1.1 und übt dabei eine Kraft auf das Federelement 5.3 aus. Dieses Federelement 5.3 überträgt nun die Kraft auf den Sperrkegel 3 und damit weiter auf den Sperrhebel 2.
5 zeigt eine Parksperre mit zwei Aktoren. Dabei ist die Parksperre gelöst, der Sperrhebel 2 gleitet nicht auf dem Sperrkegel 3. Der zweite Aktor 6 kann über zwei weitere Eingriffelemente 5.4 auf den Sperrkegel 3 Kraft ausüben. Die beiden Eingriffelemente 5.4 sind dabei kraft- oder formschlüssig mit dem Stabelement 5.1.1 verbunden. Der Aktor 6 kann nun mittels der beiden Eingriffselementen 5.4 den Sperrkegel 3 entlang der Längsachse des Stabelementes 5.1.1 bewegen und somit den Sperrhebel auf das Zahnrad 1 zu oder davon weg bewegen. Somit kann über den Aktor 6 die Parksperre geöffnet oder geschlossen werden. Insbesondere kann die Parksperre auch geschlossen werden, wenn der Aktor 1 gerade in Neutralstellung ist oder sich zwischen der Neutralstellung und der Stellung zum Schließen der Parksperre befindet.
6 zeigt eine Parksperre, wobei der Aktor 4 als Hauptbetätigungsaktor die Parksperre schließt, indem er auf das Eingriffselement 5.2 einwirkt und somit eine Kraft auf den Sperrkegel 3 ausübt, der den Sperrhebel 2 in Richtung des Zahnrades 1 bewegt. Der redundante Aktor 6 befindet sich dabei in einer Neutralstellung. Es findet dabei keine Wechselwirkung zwischen dem Aktor 4 und dem Aktor 6 statt, so dass der Aktor 4 bei der Betätigung der Parksperre nicht durch den Aktor 6 gehemmt wird.
7 zeigt, wie die Parksperre durch den Aktor 6 eingelegt wird. Der Aktor 6 drückt dabei das Eingriffmittel 5.4 in eine solche Richtung, dass der Sperrkegel 3 den Sperrhebel 2 in Richtung des Zahnrades 1 drückt. Die Parksperre wird dadurch geschlossen, ohne dass auf den Aktor 4 zurückgegriffen werden muss. Der Aktor 4 befindet sich hier in einer Neutralstellung und wirkt somit nicht auf eines der beiden ihm zugeordneten Eingriffsmittel 5.1 und 5.2.
8 zeigt, wie die Parksperre durch den Aktor 4 gelöst wird. Der Aktor 4 schiebt dabei das Eingriffsmittel 5.1 vom Sperrhebel 2 weg. Dabei bewegt sich der Sperrkegel, der mit dem Eingriffsmittel durch das Stabelement 5.1.1 verbunden ist, vom Sperrhebel 2 weg. Dadurch gleitet der Sperrhebel 2 vom Sperrkegel 3 herunter und bewegt sich vom Zahnrad weg. Die Parksperre wird dabei gelöst. Der weitere Aktor 6 ist dabei in einer Neutralstellung. Die Bewegung des Aktors 4 wird somit durch den Aktor 6 nicht gehemmt.
9 zeigt wie die Parksperre durch den Aktor 6 gelöst werden kann. Dabei wird das Eingriffsmittel 5.4 so bewegt, dass der damit verbundenen Sperrkegel 3 sich vom Sperrhebel 2 entfernt, so dass der Sperrhebel 2 vom Sperrkegel 3 herunterbewegt wird. Dadurch löst sich der Sperrhebel 2 vom Zahnrad 1 und die Parksperre ist gelöst. Auch hier befindet sich der Aktor 4 in einer Neutralstellung.

1: Zahnrad
2: Sperrhebel
2.1: Getriebegehäusewand
2.2: Federelement
3: Sperrkegel
4: Aktor
4.1: Parksperrenbetätigungsstellung
4.2: Parksperrenlösestellung
5.1: Eingriffsmittel
5.1.1: Stabelement
5.2: Eingriffsmittel
5.3: Federelement
5.4: Eingriffsmittel
6: Aktor
6.1: Parksperrenbetätigungsstellung
6.2: Parksperrenlösestellung

Claims

Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes umfassend eine Verriegelungseinrichtung zur Hemmung der Bewegung des Getriebeabtriebs und einen Aktor zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre mindestens einen zweiten Aktor zur Betätigung der Verriegelungseinheit aufweist.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit mindestens ein Zahnrad und einen Sperrhebel, der mit dem Zahnrad in Eingriff gebracht werden kann, umfasst.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhebel mittels eines Sperrkegels in Richtung des Zahnrades geschoben wird.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkegel auf einem Stabelement befestigt ist, an das der erste Aktor zum Lösen der Parksperre angreift.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkegel über ein Federelement mit einem Eingriffselement verbunden ist, an das der erste Aktor eingreift, wenn die Parksperre eingelegt werden soll.
Parksperre eine Kraftfahrzeuggetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktor über ein weiteres Eingriffselement auf das Stabelement eingreifen kann.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktor über mindestens zwei Eingriffselemente auf den Sperrkegel einwirkt.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich der mindestens zweite Aktor in einer Neutralstellung befindet, der erste Aktor unabhängig vom zweiten Aktor bewegt werden kann.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktor ein Getriebeaktor ist.
Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes dadurch gekennzeichnet, dass der mindestes zweite Aktor ein Getriebeaktor ohne Wählmöglichkeit ist.
Parksperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens zweite Aktor mindestens einen Elektromotor umfasst.