DE102014223037A1 - Parksperrenaktuator for a parking brake of a motor vehicle automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Parksperrenaktuator für eine Parksperre eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes, umfassend eine Parksperrenklinke (K), die in ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad (R) ein- oder ausrastet, ein auf einer Verbindungsstange (2) angeordnetes angefedertes Sperrelement (S), das im gesperrten Zustand zwischen der Parksperrenklinke (K) und einer getriebegehäusefesten Führungsplatte eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Parksperrenklinke (K) aus einer Zahnlücke (Z) des Parksperrenrades (R) zu verhindern, wobei das dem Sperrelement (S) abgewandte Ende (1) der Verbindungsstange (2) an einer Rastenscheibe angelenkt ist, die beim Betätigen der Parksperre indirekt auf die Parksperrenklinke (K) wirkt. Es wird vorgeschlagen, im Kraftfluss zwischen der mit der Verbindungsstange (2) wirkverbundenen Rastenscheibe und demjenigen Federelement, über das das Sperrelement (S) angefedert ist, einen Energiespeicher (5) anzuordnen, welcher derart ausgelegt ist, dass er erst ab einer vorgegebenen Schwelle derjenigen Kraft, die der zum Auslegen der Parksperre unter normalen Bedingungen ohne hohe Last erforderlichen Kraft entspricht oder diesen Schwellenwert um einen vorgegebenen Betrag übersteigt, aufgeladen wird.The invention relates to Parksperrenaktuator for a parking brake of a motor vehicle automatic transmission, comprising a parking pawl (K) which engages in a connected to the output of the transmission Parksperrenrad (R) or disengaged, on a connecting rod (2) arranged sprung locking element (S) which is clamped in the locked state between the parking pawl (K) and a transmission housing fixed guide plate to prevent the parking pawl (K) from being pushed out of a tooth space (Z) of the parking lock wheel (R), the end facing away from the blocking element (S) ( 1) of the connecting rod (2) is articulated on a detent disk, which indirectly acts on the parking pawl (K) when the parking brake is actuated. It is proposed to arrange an energy store (5) in the force flow between the detent disk operatively connected to the connecting rod (2) and the spring element over which the blocking element (S) is spring-loaded, which is designed such that it only starts from a predetermined threshold Force which is the force required to apply the parking brake under normal conditions without high load or exceeds this threshold by a predetermined amount is charged.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Parksperrenaktuator für eine Parksperre eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a parking brake actuator for a parking brake of a motor vehicle automatic transmission according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind Parksperrenmechanismen für Automatgetriebe bekannt. Üblicherweise weisen derartige Mechanismen eine vorgespannte Feder auf, über die die Parksperre aktiviert wird, wobei die Parksperrenfunktion über ein Sperrkegel-Klinkensystem realisiert wird. Zum Deaktivieren der Parksperre wird üblicherweise ein mechanisches Gestänge oder ein hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer Kolben verwendet. Hierbei wirkt eine Betätigungsstange eines Gestänges bzw. eine Kolbenstange des Kolbens, der seinerseits axial verschiebbar in einer Kolbenbohrung eines Aktuatorgehäuses angeordnet ist, mit einer Parksperrenklinke und einem Parksperrenrad zusammen. Parking brake mechanisms for automatic transmissions are known from the prior art. Usually, such mechanisms have a preloaded spring over which the parking brake is activated, wherein the parking lock function is realized via a locking pawl system. To deactivate the parking lock, a mechanical linkage or a hydraulically or pneumatically actuated piston is usually used. Here, an actuating rod of a linkage or a piston rod of the piston, which in turn is arranged axially displaceably in a piston bore of an actuator housing, interacts with a parking pawl and a parking lock gear.
Das in der Regel als Sperrkegel ausgebildete Sperrelement derartiger Parksperrenmechanismen ist üblicherweise im gesperrten Zustand zwischen einer Parksperrenklinke und einer Führungsplatte eingeklemmt, um zu verhindern, dass die Parksperrenklinke aus der Zahnlücke eines mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenen Parksperrenrades herausgedrückt wird. The usually designed as a locking cone locking element such parking lock mechanisms is usually trapped in the locked state between a parking pawl and a guide plate to prevent the parking pawl is pushed out of the tooth gap of a connected to the output of the transmission parking lock gear.
Parksperren in Automatikgetrieben, die keine mechanische Verbindung, beispielsweise über einer Rastenscheibe zum Schalt- bzw. Wählhebel im Fahrzeuginnenraum haben, werden in der Regel hydraulisch betätigt. Beim hydraulisch durchgeführten Auslegevorgang der Parksperre wird ein Sperrkegel aus dem Sperrbereich zwischen Führungsplatte und Parksperrenklinke herausgezogen, wobei der Sperrkegel angefedert und über eine Schubstange mit dem Betätigungskolben der Hydraulik wirkverbunden ist. Die Anfederung des Sperrkegels erlaubt auch für den Fall, dass der Klinkenzahn der Parksperrenklinke auf einem Zahn des Parksperrenrades aufliegt, eine hydraulische Aktivierung der Parksperre, noch bevor die Parksperrenklinke in das Parksperrenrad einrastet. Parking locks in automatic transmissions, which have no mechanical connection, for example via a detent disk to the shift or selector lever in the vehicle interior, are usually actuated hydraulically. When hydraulically performed Auslegevorgang the parking brake a locking cone is pulled out of the restricted area between the guide plate and parking pawl, wherein the locking cone is spring-loaded and operatively connected via a push rod with the actuating piston of the hydraulic. The springing of the pawl also allows in the event that the ratchet teeth of the parking pawl rests on a tooth of the parking lock gear, a hydraulic activation of the parking brake, even before the parking pawl engages in the parking lock gear.
Aus der
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Wenn die Parksperre unter Last ausgelegt wird, was z.B. der Fall ist, wenn das Fahrzeug am Hang steht, ist für den Auslegevorgang eine hohe Kraft erforderlich, d.h. der Druck im Betätigungszylinder des Parksperrenmechanismus steigt soweit an, bis die Kraft ausreicht, um den Sperrkegel, der zwischen der Parksperrenklinke und einer Führungsplatte eingeklemmt ist, auszulegen. When the parking lock is laid out under load, which is e.g. the case is when the vehicle is on a slope, a high force is required for the deployment process, i. the pressure in the actuating cylinder of the parking lock mechanism increases until the force is sufficient to interpret the locking cone, which is clamped between the parking pawl and a guide plate.
Sobald der Sperrkegel, der die Parksperrenklinke in der Zahnlücke eines mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenen Parksperrenrades hält, im Rahmen des Auslegevorgangs die Sperrkante an der Führungsplatte oder an der Parksperrenklinke verlässt, geht die Selbsthemmung verloren, was in einer schlagartigen Entspannung des Systems resultiert. Hierbei sinkt der hydraulische Druck im Betätigungszylinder, weil eine Gegenkraft fehlt, wobei sich der Kolben entsprechend dem vorhandenen Fluid- bzw. Öl-Volumenstrom weiter bewegt. Nachdem der Sperrkegel den Sperrbereich verlassen hat, ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens vom zur Verfügung stehenden Volumenstrom in der Bohrung abhängig. Dieser Volumenstrom wiederum ist abhängig von der Viskosität und der Dichte des Fluids, von den wirksamen Leitungsquerschnitten und strömungsmechanisch wirksamen Blenden, sowie von der Förderleistung der Getriebepumpe. Damit ist der Volumenstrom begrenzt und kann kurzfristig nicht ausreichend schnell auf den in bestimmten Fällen erforderlichen Bedarf erhöht werden. As soon as the locking cone, which holds the parking pawl in the tooth space of a parking lock wheel connected to the output of the transmission, leaves the blocking edge on the guide plate or on the parking pawl during the laying process, the self-locking is lost, resulting in a sudden relaxation of the system. In this case, the hydraulic pressure in the actuating cylinder decreases, because a counterforce is missing, whereby the piston continues to move in accordance with the existing fluid or oil volume flow. After the locking cone has left the blocking area, the speed of movement of the piston depends on the available volume flow in the bore. This volume flow in turn depends on the viscosity and the density of the fluid, on the effective line cross-sections and flow-mechanically effective diaphragms, and on the delivery rate of the gear pump. Thus, the volume flow is limited and can not be increased quickly enough in the short term to the needs required in certain cases.
Nach dem Auslegen der Parksperre bewegt sich die Parksperrenklinke sehr schnell in Richtung Sperrkegel und Führungsplatte. Die Parksperrenklinke schiebt den Sperrkegel mit hoher Geschwindigkeit zurück, wobei der Sperrkegel in die Sperrkegelanfederung eintaucht, mit der Folge, dass die Parksperrenklinke das Parksperrenrad zunächst komplett verlässt. After laying out the parking lock, the parking pawl moves very fast towards the locking cone and guide plate. The The parking pawl pushes the poppet back at high speed, with the pawl plunging into the pawl spring suspension, with the result that the pawl initially exits the pawl wheel completely.
Wenn die in Richtung Auslegen der Parksperre gerichtete Bewegungsenergie der Parksperrenklinke von der Sperrkegelanfederung aufgenommen worden ist, bewegt sich der Sperrkegel aufgrund der in der Sperrkegelanfederung jetzt gespeicherten Federenergie aus seiner Eintauchung vom rückseitigen Sperrkegelanschlag wieder zurück in Richtung Einlegen der Parksperre. Hat bis zu diesem Zeitpunkt der Kolben des Parksperrenaktuators aufgrund des physikalisch begrenzten Volumenstromes noch nicht ausreichend Weg zurückgelegt, kann die Sperrkegelanfederung den Sperrkegel, der über eine Verbindungsstange mit dem Kolben wirkverbunden ist, wieder so weit in Richtung Einlegen bewegen, dass es zu einer unerwünschten Berührung des Sperrkegels mit der Parksperrenklinke kommt. Diese erneute Berührung des Sperrkegels mit der Parksperrenklinke ist deshalb unerwünscht, weil hierdurch die Parksperrenklinke unter Umständen wieder angehoben wird, was dann zu einem unerwünschten, verschleißbehafteten Kontakt zwischen der Parksperrenklinke und dem sich wegen der Entlastung kurz drehenden Parksperrenrad führt. Letzteres wird auch als „Ratschen der Parksperrenklinke am Parksperrenrad“ bezeichnet. When the directional force of the parking pawl directed towards the parking brake has been absorbed by the pawl spring suspension, the pawl moves back from the reverse pawl stop to engage the parking brake due to the spring energy now stored in the pawl spring suspension from its immersion. Has until this time, the piston of the Parksperrenaktuators due to the physically limited volume flow not covered enough way, the Sperrkegelanfederung the locking cone, which is operatively connected via a connecting rod with the piston, move back so far in the direction of insertion, that there is an undesirable touch of the pawl comes with the parking pawl. This renewed contact of the pawl with the parking pawl is undesirable because in this way the parking pawl is possibly raised again, which then leads to an undesirable, wear-prone contact between the parking pawl and the parking brake wheel rotating briefly because of the relief. The latter is also referred to as "ratcheting the parking pawl on Parksperrenrad".
Für den Fall, dass der Antriebsstrang stark vorgespannt ist, wenn beispielsweise das Fahrzeug am Hang steht, wird in Abhängigkeit von der Steifigkeit des gesamten Antriebsstranges die Abtriebswelle um einen bestimmten Winkel vorgespannt. Diese Vorspannung wird beim Auslegen schlagartig gelöst, was kurzzeitig zu sehr hohen Winkelgeschwindigkeiten am Parksperrenrad führt. In the event that the drive train is heavily biased, for example, when the vehicle is on a slope, depending on the rigidity of the entire drive train, the output shaft is biased by a certain angle. This preload is released suddenly when laying out, which leads briefly to very high angular velocities on the parking lock gear.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Parksperrenaktuator für eine Parksperre eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes anzugeben, durch den vermieden wird, dass sich beim Auslegen der Parksperre die Parksperrenklinke wieder in der Eingriffszone des Parksperrenrades befindet. The present invention has for its object to provide a Parksperrenaktuator for a parking brake of a motor vehicle automatic transmission, is avoided by the fact that the parking lock pawl is again in the engagement zone of the parking lock gear when laying out the parking brake.
Diese Aufgabe wird durch einen Parksperrenaktuator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. This object is achieved by a Parksperrenaktuator with the features of
Demnach wird ein Parksperrenaktuator für eine manuell, hydraulisch, elektrisch oder elektromotorisch betätigbare Parksperre eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes vorgeschlagen, die eine Parksperrenklinke umfasst, die in ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad ein- oder ausrastet, und die ein auf einer Verbindungsstange angeordnetes und über ein Federelement angefedertes Sperrelement umfasst, das im gesperrten Zustand zwischen der Parksperrenklinke und einer getriebegehäusefesten Führungsplatte eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Parksperrenklinke aus einer Zahnlücke des Parksperrenrades zu verhindern. Das Sperrelement kann beispielsweise als Sperrkegel ausgeführt sein. Accordingly, a Parksperrenaktuator is proposed for a manually, hydraulically, electrically or electrically operable parking brake of a motor vehicle automatic transmission, which includes a parking pawl which engages or disengaged in a connected to the output of the transmission parking lock gear, and arranged on a connecting rod and on a spring element spring-loaded locking element which is clamped in the locked state between the parking pawl and a transmission housing fixed guide plate to prevent a pushing out of the parking pawl from a tooth space of the parking lock gear. The blocking element may for example be designed as a locking cone.
Das dem Sperrelement abgewandte Ende der Verbindungsstange ist an einer Rastenscheibe angelenkt, die beim Betätigen der Parksperre direkt oder indirekt auf das Sperrelement wirkt, welches seinerseits auf die Parksperrenklinke wirkt. Für den Fall, dass die Parksperre manuell betätigbar ist, wirkt die Rastenscheibe beim Betätigen der Parksperre mechanisch auf das Sperrelement und via Sperrelement auf die Parksperrenklinke. Für den Fall, dass die Parksperre hydraulisch betätigbar ist, ist die Rastenscheibe mit einer Kolbenstange eines zum Betätigen der Parksperre hydraulisch betätigbaren Kolbens gelenkig verbunden und wirkt beim Betätigen der Parksperre via Kolben bzw. Kolbenstange auf das Sperrelement und via Sperrelement auf die Parksperrenklinke. Für den Fall, dass die Parksperre elektrisch oder elektromotorisch betätigbar ist, ist die Rastenscheibe mit einem zur Betätigung der Parksperre elektrisch ansteuerbarem Aktor wirkverbunden (beispielsweise mit einem Elektromagnet-Anker oder mit einer Elektromotor-Welle) und wirkt beim Betätigen der Parksperre via Aktor auf das Sperrelement und via Sperrelement auf die Parksperrenklinke. Die Bewegung eines Wählhebels zur manuellen Betätigung bzw. die Bewegung der Kolbenstange bzw. die Bewegung des Aktors wird also auf die Rastenscheibe und somit auf die Verbindungsstange und das Sperrelement übertragen. Für den Fall einer hydraulisch betätigbaren Parksperre wird diese hydraulisch ausgelegt und bei drucklos geschalteter Hydraulik durch die Kraft eines Federelementes eingelegt. The locking element facing away from the end of the connecting rod is articulated to a detent disk which acts directly or indirectly on actuation of the parking brake on the locking element, which in turn acts on the parking pawl. In the event that the parking lock is manually operated, the detent disc acts mechanically when the parking brake is applied to the blocking element and via blocking element on the parking pawl. In the event that the parking brake is hydraulically actuated, the detent disc is pivotally connected to a piston rod of a hydraulically actuated for actuating the parking brake piston and acts upon actuation of the parking brake via piston or piston rod on the blocking element and via blocking element on the parking brake pawl. In the event that the parking brake is actuated electrically or by electric motor, the detent disc is operatively connected to an actuatable actuator for actuating the parking brake actuator (for example with an electromagnet armature or with an electric motor shaft) and acts on actuation of the parking brake via actuator on the Blocking element and via blocking element on the parking pawl. The movement of a selector lever for manual operation or the movement of the piston rod or the movement of the actuator is thus on the detent disc and thus on the connecting rod and the Transfer locking element. In the case of a hydraulically actuated parking brake, this is designed hydraulically and inserted in unpressurized hydraulics by the force of a spring element.
Das dem Sperrelement abgewandte Ende der Verbindungsstange kann zusätzlich mit einem Hebel einer Notentriegelung der Parksperre verbunden sein. The locking element facing away from the end of the connecting rod may be additionally connected to a lever of an emergency release the parking brake.
Gemäß der Erfindung ist im Kraftfluss zwischen der mit der Verbindungsstange wirkverbundenen Rastenscheibe und demjenigen Federelement, über das das Sperrelement angefedert ist, ein Energiespeicher angeordnet, welcher derart ausgelegt ist, dass er erst ab einer vorgegebenen Schwelle derjenigen Kraft, die der zum Auslegen der Parksperre unter normalen Bedingungen ohne hohe Last erforderlichen Kraft entspricht oder diesen Schwellenwert um einen vorgegebenen Betrag übersteigt, aufgeladen wird und der Bereitstellung von Energie dient, die die Auslegebewegung der Parksperrenklinke unterstützt, indem sie die Gegenkraft, die nach dem Auslegen der Parksperre beim dynamischen Eintauchen des Sperrelementes in das Federelement entsteht und auf das Sperrelement in Richtung Parksperrenklinke wirkt, zumindest teilweise kompensiert. According to the invention, an energy storage is arranged in the power flow between the operatively connected to the connecting rod detent disc and that spring element over which the locking element, which is designed so that it only from a predetermined threshold of that force, which for laying out the parking brake below normal power conditions without high load or exceeds this threshold by a predetermined amount, is charged and the provision of energy is used to assist the disengagement movement of the parking pawl by the counterforce, which after the laying out of the parking lock during dynamic immersion of the blocking element in the spring element is created and acts on the blocking element in the direction of the parking pawl, at least partially compensated.
Im Fall einer manuellen Betätigung der Parksperre ist dieser Schwellwert eine mechanische Kraft, im Fall einer hydraulischen Betätigung der Parksperre ein hydraulischer Druck, und im Fall einer elektrischen Betätigung der Parksperre eine elektromagnetische Kraft und im Fall einer elektromotorischen Betätigung der Parksperre ein Drehmoment. In the case of a manual operation of the parking brake, this threshold is a mechanical force, in the case of a hydraulic actuation of the parking brake, a hydraulic pressure, and in the case of an electric actuation of the parking brake, an electromagnetic force and in the case of an electromotive actuation of the parking lock a torque.
Hierbei wird der Energiespeicher geladen, wenn das Sperrelement unter der Parksperrenklinke stärker eingeklemmt ist als es bei waagerechter Parkweise üblich ist, d.h. wenn die Klemmkräfte am Sperrelement das bei waagerechter Parkweise übliche Niveau übersteigen, indem der Energiespeicher so lange in etwa proportional zum zurückgelegten Weg des zum Auslegen der Parksperre hydraulisch betätigten Parksperrenzylinders oder für den Fall einer manuell betätigbaren Parksperre zur auf die Rastenscheibe wirkenden Kraft vorgespannt wird, bis die auf das Sperrelement wirkenden Klemmkräfte überwunden sind. In this case, the energy storage is charged when the blocking element is more clamped under the parking pawl than is usual in horizontal Parkweise, i. when the clamping forces on the blocking element exceed the level usual in horizontal Parkweise by the energy storage as long as approximately biased to the covered path of laying out the parking lock hydraulically actuated parking lock cylinder or in the event of a manually operable parking brake to the detent disk force is biased until the forces acting on the locking element clamping forces are overcome.
Dabei ist der Energiespeicher derart ausgelegt, dass er für den Fall einer hydraulisch betätigbaren Parksperre erst ab einer vordefinierten Druckschwelle aufgeladen wird, die denjenigen hydraulischen Druck nicht unterschreitet, der zum Auslegen der Parksperre unter normalen Bedingungen ohne hohe Last am Parksperrenrad erforderlich ist. Für den Fall einer manuell oder elektromagnetisch betätigbaren Parksperre ist der Energiespeicher derart ausgelegt, dass er erst ab einer vordefinierten Kraftschwelle aufgeladen wird, die diejenige Kraft nicht unterschreitet, die zum Auslegen der Parksperre unter normalen Bedingungen ohne hohe Last am Parksperrenrad erforderlich ist. Für den Fall einer elektromotorisch betätigbaren Parksperre ist der Energiespeicher derart ausgelegt, dass er erst ab einer vordefinierten Drehmomentschwelle aufgeladen wird, die dasjenige Drehmoment nicht unterschreitet, die zum Auslegen der Parksperre unter normalen Bedingungen ohne hohe Last am Parksperrenrad erforderlich ist. In this case, the energy storage is designed such that it is charged in the event of a hydraulically actuated parking brake only from a predefined pressure threshold that does not fall below those hydraulic pressure that is required to interpret the parking brake under normal conditions without high load on the parking lock gear. In the case of a manually or electromagnetically operable parking brake, the energy storage is designed such that it is charged only from a predefined threshold of force that does not fall below the force that is required to lay out the parking brake under normal conditions without high load on the parking lock gear. In the case of an electric motor-operated parking brake, the energy storage is designed such that it is charged only from a predefined torque threshold that does not fall below that torque that is required to interpret the parking brake under normal conditions without high load on the parking lock gear.
Unter der Formulierung „normale Bedingungen ohne hohe Last am Parksperrenrad“ ist ein Zustand zu verstehen, bei dem der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs bei eingelegter Parksperre nicht oder nur geringfügig verspannt ist, ein Zustand also, bei dem die Klemmkräfte am Sperrelement vernachlässigbar klein sind, insbesondere also ein Zustand, bei dem das Kraftfahrzeug mit eingelegter Parksperre in der Ebene bzw. in der Waagerechten steht. The phrase "normal conditions without high load on the parking lock gear" is to be understood as a state in which the drive train of the motor vehicle is not or only slightly braced when the parking lock is engaged, ie a state in which the clamping forces on the locking element are negligibly small, in other words a state in which the motor vehicle stands with the parking brake engaged in the plane or in the horizontal.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Energiespeicher definiert vorgespannt, wodurch Toleranzen im Parksperrensystem ausgeglichen werden können bzw. Spiel im Parksperrensystem zumindest verringert werden kann. In a preferred embodiment, the energy storage is defined biased, whereby tolerances in the parking lock system can be compensated or game in the parking lock system can be at least reduced.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Energiespeicher als rotatorischer Energiespeicher ausgeführt, der in die Rastenscheibe integriert ist, wobei die Rastenscheibe zweiteilig ausgeführt ist und eine erste und eine zweite Teilscheibe aufweist, die auf gleicher Drehachse relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei die Verbindungsstange mit der ersten Teilscheibe gelenkig verbunden ist, derart, dass eine Drehbewegung der ersten Teilscheibe zu einer Linearbewegung der Verbindungsstange führt, und wobei die zweite Teilscheibe im Öffnungssinne der Parksperre relativ zur ersten Teilscheibe im Sinne einer Aufladung des Energiespeichers drehbar ist. In a particularly preferred embodiment of the invention, the energy storage is designed as a rotary energy storage, which is integrated into the detent disk, wherein the detent disk is made in two parts and has a first and a second part disc, which are arranged rotatable relative to each other on the same axis of rotation, wherein the connecting rod is pivotally connected to the first part disc, such that a rotational movement of the first part disc leads to a linear movement of the connecting rod, and wherein the second part disc is rotatable in the opening direction of the parking lock relative to the first part disc in terms of a charge of the energy storage.
Ist die Parksperre manuell betätigbar, so ist diese zweite Teilscheibe vorzugsweise mit einer vom Fahrer des Kraftfahrzeugs manuell bedienbaren Wähleinrichtung gelenkig verbunden oder wirkverbunden. Ist die Parksperre hydraulisch betätigbar, so ist die zweite Teilscheibe vorzugsweise mit einer Kolbenstange eines Kolbens gelenkig verbunden, der zum Betätigen der Parksperre mit Druck beaufschlagbar ist. Ist die Parksperre elektromagnetisch betätigbar, so ist die zweite Teilscheibe vorzugsweise mit einem Anker eines Elektromagneten gelenkig verbunden, der zum Betätigen der Parksperre bestrombar ist. Ist die Parksperre elektromotorisch betätigbar, so ist die zweite Teilscheibe vorzugsweise mit der Antriebswelle eines Elektromotors verbunden, der zum Betätigen der Parksperre bestrombar ist. Alternativ kann die zweite Teilscheibe im Fall eines elektromotorischen Antriebs mit der Antriebswelle eines zum Betätigen der Parksperre bestrombaren Elektromotors wirkverbunden sein unter Zwischenschaltung eines (beispielsweise in Art eines Stirntriebs oder in Art eines Zahnstangentriebs ausgebildeten) Getriebes im Kraftfluss zwischen der zweiten Teilscheibe und der Antriebswelle des Elektromotors. If the parking lock can be actuated manually, then this second dividing disk is preferably connected or operatively connected to a selector device which can be operated manually by the driver of the motor vehicle. If the parking lock can be actuated hydraulically, then the second dividing disk is preferably connected in an articulated manner to a piston rod of a piston which can be pressurized to actuate the parking lock. If the parking lock is actuated electromagnetically, then the second dividing disk is preferably connected in an articulated manner to an armature of an electromagnet, which can be supplied with current for actuating the parking lock. If the parking lock can be actuated by an electric motor, then the second dividing disk is preferably connected to the drive shaft of an electric motor, which can be supplied with current for actuating the parking lock. Alternatively, the second part disc in the case of an electric motor drive with the Drive shaft of a current-operated for actuating the parking brake electric motor with the interposition of a (for example in the form of a spur or in the form of a rack and pinion drive) gear in the power flow between the second disc and the drive shaft of the electric motor.
Sofern das Parksperrensystem auch eine Notentriegelung umfasst, ist vorzugsweise eine der beiden Teilscheiben mit dem Hebel wirkverbunden, mittels dem die Parksperre im Notfall mechanisch auslegbar ist. If the parking brake system also includes an emergency release, preferably one of the two partial discs is operatively connected to the lever, by means of which the parking brake is mechanically interpretable in an emergency.
Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen kann der Energiespeicher als Gasdruckspeicher oder als Speicher ausgeführt sein, der Energie durch die Verschiebung eines Bauteils gegen eine zwischen Permanent- oder Elektromagneten wirkende Kraft speichert. Within the scope of further embodiments, the energy store can be embodied as a gas pressure accumulator or as a store, which stores energy by the displacement of a component against a force acting between permanent magnet or electromagnet.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der rotatorische Energiespeicher als Federspeicher ausgeführt, umfassend zumindest ein Federelement Dieses Federelement kann beispielsweise als Schenkelfeder oder Druckfeder vorzugsweise aus Metall ausgebildet sein, alternativ aber auch als Elastomere-Feder oder Elastomere-Metall-Verbund-Feder. According to one embodiment of the invention, the rotary energy storage is designed as a spring store, comprising at least one spring element This spring element may be formed, for example, as a leg spring or compression spring preferably made of metal, but alternatively also as an elastomer spring or elastomer-metal composite spring.
Wenn die Parksperre (manuell oder hydraulisch oder elektrisch oder elektromotorisch) ausgelegt wird unter Aufbringung einer Kraft, die einen von der Federkonstante des zumindest einen Federelementes abhängigen Wert übersteigt, federt das Federelement in Abhängigkeit von dieser aufgebrachten Kraft ein und speichert die hydraulisch eingebrachte Energie als Federenergie, sofern sich das Sperrelement aufgrund der Klemmkräfte axial nicht bewegt. If the parking lock (manual or hydraulic or electric or electric motor) is designed applying a force that exceeds a dependent on the spring constant of the at least one spring element value, the spring element in response to this applied force and stores the hydraulically introduced energy as spring energy , provided that the blocking element does not move axially due to the clamping forces.
Vorzugsweise ist die Drehbewegung der Teilscheiben relativ zueinander in beiden Richtungen durch jeweils einen Anschlag begrenzt, wodurch gewährleistet wird, dass die Parksperre sicher eingelegt und ausgelegt werden kann. In Zur Realisierung der Anschläge kann z.B. in der zweiten oder ersten Teilscheibe ein Langloch oder eine Aussparung vorgesehen sein, in das bzw. in die im montierten Zustand ein Bolzen hineinragt, der mit der jeweiligen Teilscheibe ohne Langloch bzw. ohne Aussparung verbunden ist, sodass die Anschläge durch die entsprechenden Wandungen des Langlochs oder der Aussparung gebildet werden. Preferably, the rotational movement of the part discs is limited relative to each other in both directions by a respective stop, thereby ensuring that the parking brake can be securely inserted and interpreted. For realizing the stops, e.g. in the second or first part of a disc slot or a recess may be provided, into which or in the assembled state, a bolt protrudes, which is connected to the respective part disc without slot or recess, so that the attacks through the corresponding walls of the slot or the recess are formed.
Im Rahmen einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Realisierung der Anschläge vorgeschlagen, in der zweiten Teilscheibe ein Langloch oder eine Aussparung vorzusehen ist, in das bzw. in die im montierten Zustand dasjenige Ende der Verbindungsstange hineinragt, welches auch mit der ersten Teilscheibe derart gelenkig verbunden ist, dass eine Drehbewegung der ersten Teilscheibe zu einer Linearbewegung der Verbindungsstange führt. Hierbei durchdringt das Ende der Verbindungsstange die erste Teilscheibe an geeigneter Stelle, bevor es in das Langloch bzw. die Ausnehmung der zweiten Teilscheibe eintaucht. Somit bilden Langloch bzw. Ausnehmung und Verbindungsstangenende die Anschläge, welche die Verdrehung der beiden Teilscheiben relativ zueinander vom Verdrehwinkel her begrenzt. Vorteil dieser Ausgestaltung ist die geringe Anzahl an Bauteilen, die gegenüber dem Stand der Technik zusätzlich erforderlich sind, um den erfindungsgemäßen Energiespeicher in ein bereits vorhandenes Parksperrensystem zu integrieren. In the context of another advantageous embodiment of the invention, it is proposed for the realization of the attacks, in the second part disc a slot or a recess is provided, into or into which in the assembled state that end of the connecting rod protrudes, which articulates so well with the first part disc is connected, that a rotational movement of the first dividing disc leads to a linear movement of the connecting rod. Here, the end of the connecting rod penetrates the first part of the disk at a suitable location before it dips into the slot or the recess of the second part of the disc. Thus, slot or recess and connecting rod end form the stops, which limits the rotation of the two part discs relative to each other from the angle of rotation ago. Advantage of this embodiment is the small number of components that are additionally required over the prior art to integrate the energy storage device according to the invention in an already existing parking lock system.
Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Realisierung der Anschläge vorgeschlagen, die beiden Teilscheiben geometrisch derart auszuformten, dass ihre äußere Kontur die relative Verdrehbewegung der beiden Teilscheiben vom Verdrehwinkel her begrenzt. Hierzu weist eine der beiden Teilscheiben eine Ausformung wie beispielsweise eine Lasche oder Zunge auf, die mit einer komplementären Ausformung der anderen Teilscheibe im montierten Zustand derart zusammenwirkt, dass Ausformung und komplementäre Ausformung selber die den Verdrehwinkel begrenzende Anschläge bilden. Diese Ausgestaltung bietet ebenfalls den Vorteil der geringen Anzahl an Zusatzbauteilen gemessen am Stand der Technik. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist die Möglichkeit, Komponenten eines vorhandenen Parksperrensystems in konstruktiv einfacher Weise modifizieren zu können, damit sie in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Energiespeicher einsetzbar sind. In the context of a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed for the realization of the attacks to geometrically shape the two partial disks such that their outer contour limits the relative rotational movement of the two partial disks from the angle of rotation. For this purpose, one of the two partial discs on a shape such as a tab or tongue, which cooperates with a complementary shape of the other part of the disc in the assembled state such that formation and complementary shape itself form the angle limiting the stops. This embodiment also offers the advantage of the small number of additional components measured in the prior art. Another advantage of this embodiment is the ability to be able to modify components of an existing parking brake system in a structurally simple manner, so that they can be used in combination with the energy storage device according to the invention.
Im Rahmen der Gestaltung der Anschläge zur Begrenzung des Verdrehwinkels der beiden Teilscheiben relativ zueinander ist es vorteilhaft, den Verdrehweg innerhalb der Anschläge (also beispielsweise der Weg des oben genannten Bolzens im Langloch bzw. in der Aussparung oder der Weg des oben genannten Endes der Verbindungsstange im Langloch bzw. in der Aussparung oder der Weg der oben genannten Ausformung der einen Teilscheibe in der komplementären Ausformung der andere Teilscheibe) in Abhängigkeit der Drehbewegung der zweiten Teilscheibe im Öffnungssinne der Parksperre derart zu wählen, dass der Energiespeicher gegen unzulässig hohe Kompression geschützt ist, wobei dann, wenn der beim Auslegen der Parksperre wirkende Anschlag die Relativbewegung der beiden Teilscheiben verhindert, die erste Teilscheibe von der zweiten Teilscheibe in Drehrichtung der zweiten Teilscheibe mitgenommen wird, sodass die Parksperre unabhängig von den auf das Sperrelement wirkenden Klemmkräften sicher ausgelegt werden kann. Durch diesen ersten Anschlag wird also eine Drehbewegung der zweiten Teilscheibe im Öffnungssinne der Parksperre gegenüber der ersten Teilscheibe über einen vorgegebenen Winkel hinaus verhindert. In the context of the design of the stops for limiting the angle of rotation of the two partial discs relative to each other, it is advantageous, the Verdrehweg within the attacks (ie, for example, the path of the above bolt in the slot or in the recess or the path of the above end of the connecting rod in Long hole or in the recess or the path of the above-mentioned shaping of a dividing disc in the complementary shape of the other part disc) in response to the rotational movement of the second disc in the opening direction of the parking brake to be selected such that the energy storage is protected against unacceptably high compression, said when the acting during the laying of the parking brake stop prevents the relative movement of the two dividing discs, the first part of disk is taken by the second part of disk in the direction of rotation of the second part of disk, so that the parking lock regardless of the forces acting on the locking element clamping forces au au sure can be laid. By this first stop so a rotational movement of the second disc in the opening direction of the Prevented parking lock over the first part of disc beyond a predetermined angle.
Im Rahmen der Gestaltung der Anschläge zur Begrenzung des Verdrehwinkels der beiden Teilscheiben relativ zueinander ist es ebenfalls vorteilhaft, den Verdrehweg innerhalb der Anschläge (also beispielsweise der Weg des oben genannten Bolzens im Langloch bzw. in der Aussparung oder der Weg des oben genannten Endes der Verbindungsstange im Langloch bzw. in der Aussparung oder der Weg der oben genannten Ausformung der einen Teilscheibe in der komplementären Ausformung der andere Teilscheibe) in Abhängigkeit der Drehbewegung der Teilscheiben zueinander derart zu wählen, dass bei eingelegter Parksperre der Energiespeicher nicht im Öffnungssinne der Parksperre wirkt. Beim Einlegen der Parksperre dreht sich die zweite Teilscheibe entweder durch eine manuelle Betätigung oder durch die Kraft einer zusätzlichen, gegen das Getriebegehäuse vorgespannten Feder. Beim Einlegen der Parksperre ist im Fall einer hydraulischen Parksperrenbetätigung die Betätigungs-Hydraulik drucklos geschaltet, im Fall einer elektrischen oder elektromotorischen Parksperrenbetätigung der Betätigungs-Aktor stromlos geschaltet. Dann, wenn der beim Einlegen der Parksperre wirkende Anschlag die Relativbewegung der beiden Teilscheiben verhindert, die erste Teilscheibe von der zweiten Teilscheibe im Schließsinne der Parksperre mitgenommen wird. In the context of the design of the stops for limiting the angle of rotation of the two part discs relative to each other, it is also advantageous, the Verdrehweg within the attacks (ie, for example, the path of the above bolt in the slot or in the recess or the path of the above end of the connecting rod in the slot or in the recess or the path of the above-mentioned shaping of a dividing disc in the complementary shape of the other dividing disc) depending on the rotational movement of the dividing discs to each other such that when the parking lock engaged the energy storage does not act in the opening direction of the parking brake. When inserting the parking lock, the second part disc rotates either by a manual operation or by the force of an additional biased against the transmission housing spring. When inserting the parking brake actuation hydraulics is depressurized in the case of a hydraulic parking brake actuation, in the case of an electric or electric parking brake actuation of the actuator actuator de-energized. Then, when the stop acting on engagement of the parking brake prevents the relative movement of the two dividing discs, the first dividing disc is taken by the second dividing disc in the closing direction of the parking brake.
Wenn die Parksperre unter am Parksperrenrad anliegender Last ausgelegt werden soll, ist für den Fall einer hydraulisch betätigbaren Parksperre der erforderliche hydraulische Druck höher als der Schwellenwert zum Aufladen des vorzugsweise als rotatorische Federspeicher ausgeführten Energiespeichers, weil das Sperrelement durch hohe, der Fahrzeugmasse und dem Hangwinkel entsprechenden Klemmkräfte unter der Parksperrenklinke festgehalten wird. If the parking brake is to be designed under load applied to the parking brake wheel, in the case of a hydraulically actuable parking brake, the required hydraulic pressure is higher than the threshold for charging the preferably designed as a rotary spring energy store, because the blocking element by high, the vehicle mass and the slope angle Clamping forces is held under the parking pawl.
Somit beginnt die Aufladung des Energiespeichers, bevor der erforderliche Auslegedruck erreicht wird. Wenn der erforderliche Auslegedruck erreicht wird, bewegt sich das Sperrelement, was dazu führt, dass die Parksperrenklinke ihre Sperrstellung verlässt. Thus, the charging of the energy storage begins before the required Auslegedruck is achieved. When the required deployment pressure is achieved, the locking member moves, causing the parking pawl to leave its locked position.
Zu diesem Zeitpunkt entsteht ein Abfall der Last am Parksperrenrad und die Verbindungsstange und somit die Rastenscheibe können sich ohne die vorher am Sperrelement anliegenden Klemmkräfte im Auslegesinne der Parksperre bewegen, was dazu führt, dass der Energiespeicher durch eine schnelle Bewegung entladen wird. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Auslegegeschwindigkeit der Verbindungsstange erhöht wird, sodass die für den Fall, dass die Parksperre unter hoher Last ausgelegt wird, die Parksperrenklinke, die sich um ihre Schwenkachse mit hoher Dynamik vom Parksperrenrad zur Führungsplatte bewegt, das Sperrelement nicht mehr berühren kann, auch wenn sich das Sperrelement aufgrund der Federenergie der Sperrelementanfederung wieder in Richtung Einlegen der Parksperre, aber bei korrekter Dimensionierung des Energiespeichers nicht mehr bis unter die Parksperrenklinke bewegt, wodurch ein unerwünschtes so genanntes Ratschen der Parksperrenklinke am Parksperrenrad verhindert wird. At this time, a drop in the load on the parking lock gear and the connecting rod and thus the detent disc can move without the voltage previously applied to the blocking element clamping forces in the disengagement of the parking brake, resulting in that the energy storage is discharged by a rapid movement. This in turn has the consequence that the design speed of the connecting rod is increased, so that in the event that the parking brake is designed under high load, the parking pawl, which moves around its pivot axis with high dynamics of the parking lock gear to the guide plate, the locking element no longer can touch, even if the locking element due to the spring energy of Sperrelementanfederung back in the direction of inserting the parking brake, but no longer moves under the parking pawl with correct dimensioning of the energy storage, creating an undesirable so-called ratcheting the parking pawl is prevented on Parksperrenrad.
Wenn die Parksperre bei geringer am Parksperrenrad anliegender Last ausgelegt werden soll, beispielsweise im Normalbetrieb in der Ebene, ist eine hohe Auslegegeschwindigkeit und somit ein Auf- und Entladen des Energiespeichers nicht erforderlich. Da der Energiespeicher so ausgelegt ist, dass er erst ab einer vorgegebenen Schwelle des hydraulischen Drucks bzw. der Kraft, die vorzugsweise dem zum Auslegen der Parksperre unter normalen Bedingungen ohne hohe Last erforderlichen Druck bzw. Kraft entspricht, aufgeladen werden kann, wird er beim Auslegen der Parksperre im Normalbetrieb nicht beansprucht, sodass dieser Betriebszustand mit dem eines Systems ohne Energiespeicher vergleichbar ist. If the parking brake is to be designed with low applied to the parking brake wheel load, for example, in normal operation in the plane, a high Auslegegeschwindigkeit and thus charging and discharging the energy storage is not required. Since the energy storage device is designed so that it can be charged only from a predetermined threshold of hydraulic pressure or the force which preferably corresponds to the pressure or force required for laying out the parking brake under normal conditions without high load, it is when laying out the parking brake is not stressed in normal operation, so that this operating state is comparable to that of a system without energy storage.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird gewährleistet, dass, wenn eine Beschleunigung des Auslegevorgangs der Parksperre benötigt wird, um ein Ratschen der Parksperrenklinke zu verhindern, die nötige mechanische Energie zur Verfügung steht. In vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäße Parksperrenaktuator sehr einfach aufgebaut, wobei aufgrund der Toleranzunabhängigkeit keine Wartung erforderlich ist. The inventive concept ensures that, if an acceleration of the deployment process of the parking brake is required to prevent ratcheting of the parking pawl, the necessary mechanical energy is available. Advantageously, the Parksperrenaktuator invention is very simple, with no maintenance is required due to the tolerance independence.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren, welche eine perspektivische Explosionsdarstellung der relevanten Komponenten darstellt, beispielhaft näher erläutert. Gleiche oder vergleichbare Bauteile bzw. Komponenten sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures, which is an exploded perspective view of the relevant components. Identical or comparable components or components are provided in the figures with the same reference numerals. Show it:
In
Die Parksperre umfasst eine zweiteilig ausgeführte Rastenscheibe, die eine erste Teilscheibe
Die Rastenscheibe ist mit einem Hebel zur Notentriegelung wirkverbunden, der für den Fall einer manuellen Betätigung der Parksperre auch der Betätigung der Parksperre dient, wobei die Rastenscheibe für den Fall einer hydraulischen Betätigung der Parksperre mit einer Kolbenstange eines hydraulisch betätigbaren Kolbens gelenkig verbunden ist. In der Figur ist das mit der Rastenscheibe verbundene Ende der Kolbenstange mit dem Bezugszeichen
Der Energiespeicher
Bei dem in
An der zweiten Teilscheibe
Alternativ zu dem in
Bei dem in
Zur Bildung der Anschläge weist die zweite Teilscheibe
Der Weg des Endes
Zudem ist der Weg des Endes
Zum besseren Verständnis der Funktion des erfindungsgemäßen Parksperrenaktuators Rastenscheibe sind in
Durch die erfindungsgemäße Konzeption können bestehende Parksperrenmechanismen mit geringen Kosten umgerüstet werden, um die durch die Erfindung erzielbare Funktionalität zu gewährleisten. Hierbei kann die bestehende Rastenscheibe um einen Energiespeicher und eine weitere Teilscheibe ergänzt werden, die als erste Teilscheibe im Sinne der Erfindung dient. The inventive concept existing parking brake mechanisms can be converted at low cost to ensure the achievable by the invention functionality. In this case, the existing detent disk can be supplemented by an energy store and a further part disk, which serves as the first part disk in the sense of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Ende der Verbindungsstange End of connecting rod
- 1A 1A
- beim Auslegen der Parksperre wirksamer Anschlag der Verbindungstangewhen designing the parking lock effective stop the connecting rod
- 1E 1E
- beim Einlegen der Parksperre wirksamer Anschlag der Verbindungstange when inserting the parking lock effective stop the connecting rod
- 2 2
- Verbindungsstange connecting rod
- 3 3
- erste Teilscheibe first part disk
- 4 4
- zweite Teilscheibe second dividing disk
- 5 5
- Energiespeicher energy storage
- 6 6
- Kolbenstange piston rod
- 7 7
- Federelement (Energiespeicher) Spring element (energy storage)
- 8 8th
- Langloch der zweiten Teilscheibe Slot of the second part disc
- 8A 8A
- beim Auslegen der Parksperre wirksamer Anschlag im Langloch when laying out the parking brake effective stop in the slot
- 8E 8E
- beim Einlegen der Parksperre wirksamer Anschlag im Langloch when inserting the parking brake effective stop in the slot
- 9 9
- Bohrung der ersten Teilscheibe Bore of the first part disc
- 10 10
- Feder feather
- 11 11
- Federschenkel der Feder Spring leg of the spring
- 12 12
- Bohrung drilling
- 13 13
- Federschenkel des Federelementes Spring leg of the spring element
- 14 14
- Federschenkel des Federelementes Spring leg of the spring element
- 15 15
- Bohrung der ersten Teilscheibe Bore of the first part disc
- 16 16
- Bohrung der zweiten Teilscheibe Bore of the second part disc
- 17 17
- Getriebegehäuse gearbox
- 18 18
- Sensor sensor
- 19 19
- Hebel (Notentriegelung) Lever (emergency release)
- 20 20
- Welle wave
- 21 21
- Ausformung formation
- 21A21A
- beim Auslegen der Parksperre wirksamer Anschlag der Ausformung when designing the parking brake effective stop the formation
- 21E21E
- beim Einlegen der Parksperre wirksamer Anschlag der Ausformung when inserting the parking brake effective stop the formation
- 22 22
- komplementäre Ausformung complementary shape
- 22A22A
- beim Auslegen der Parksperre wirksamer Anschlag der komplementären Ausformung when designing the parking brake effective stop the complementary shape
- 22E22E
- beim Einlegen der Parksperre wirksamer Anschlag der komplementären Ausformung when inserting the parking brake effective stop the complementary shape
- K K
- Parkperrenklinke Park Perren jack
- R R
- Parksperrenrad parking gear
- Z Z
- Zahnlücke des Parksperrenrads Tooth gap of the parking lock gear
- S S
- Sperrelement blocking element
- F F
- Federelement des Sperrelementes Spring element of the blocking element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 19837832 A1 [0013] DE 19837832 A1 [0013]
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