DE102018133273A1 - Electromechanical parking lock actuator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Parksperrenaktuator (10) zur Betätigung einer Parksperre (12) in einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse (32), in dem ein mit zwei Anschlusskontakten (92) versehener Elektromotor (36) aufgenommen ist, und in dem eine mit der Motorwelle (64) des Elektromotors (36) über einen Getriebemechanismus (38) wirkverbundene Aktuatorwelle (42) gelagert ist, die dazu dient, über ein aus dem Gehäuse (32) herausragendes Wellenende ein auf eine Sperrklinke (18) der Parksperre (12) einwirkendes Betätigungselement (26) anzutreiben, wobei in dem Gehäuse (32) eine Leiterplatte (90) angeordnet ist, über die der Elektromotor (36) ansteuerbar ist, und wobei die Anschlusskontakte (92) des Elektromotors (36) über jeweils einen Kontaktstift (94) mit jeweils einem Anschlussbereich der Leiterplatte (90) elektrisch kontaktiert sind. The invention relates to an electric parking lock actuator (10) for actuating a parking lock (12) in a motor vehicle, comprising a housing (32) in which an electric motor (36) provided with two connection contacts (92) is accommodated, and in which one with the Motor shaft (64) of the electric motor (36) is mounted on an actuator shaft (42) which is operatively connected via a gear mechanism (38) and which serves to act on a pawl (18) of the parking lock (12) via a shaft end protruding from the housing (32) To drive the actuating element (26), wherein a printed circuit board (90) is arranged in the housing (32), via which the electric motor (36) can be controlled, and wherein the connection contacts (92) of the electric motor (36) each have a contact pin (94). are electrically contacted with a respective connection area of the printed circuit board (90).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Parksperrenaktuator nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger Parksperrenaktuator dient zur Betätigung einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten Parksperre, welche wiederum dazu vorgesehen ist, in einer Sperrstellung ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf elektromechanische Parksperrenaktuatoren, wie sie beispielsweise in elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen oder in Kraftfahrzeugen mit Hybrid-Getrieben, mit automatisierten Getrieben oder mit Automatikgetrieben in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen.The present invention relates to an electromechanical parking lock actuator according to the preamble of claim 1. Such a parking lock actuator is used to actuate a parking lock arranged in a motor vehicle, which in turn is intended to prevent the motor vehicle from accidentally rolling away in a locked position. In particular, the invention relates to electromechanical parking lock actuators, as are used, for example, in electrically driven motor vehicles or in motor vehicles with hybrid transmissions, with automated transmissions or with automatic transmissions in the automotive industry.
Parksperren werden insbesondere dann benötigt, wenn eine hemmende Wirkung des stehenden Antriebs(motors) zum Festhalten des Kraftfahrzeugs nicht ausreicht oder beispielsweise wegen normalerweise geöffneten Kupplungselementen nicht genutzt werden kann. Eine Sperrung des Antriebsstrangs erfolgt dann in der Regel über ein auf einer Abtriebswelle des Getriebes drehfest angeordnetes, eine Verzahnung aufweisendes Parksperrenrad, das mittels einer auf einer parallelen Achse schwenkbar gelagerten Parksperrenklinke an der Verzahnung formschlüssig verriegelt werden kann. Dabei ist die Parksperrenklinke durch die Kraft einer Rückstellfeder entweder vom Parksperrenrad weg in eine entsperrte Stellung oder hin zum Parksperrenrad in die Sperrstellung vorgespannt. Zum Verschwenken der Parksperrenklinke entgegen der Kraft der Rückstellfeder können neben hydraulischen auch elektrische bzw. elektromechanische Parksperrenaktuatoren zum Einsatz kommen, die dazu dienen, eine Linearbewegung oder eine zumindest im Wesentlichen linear verlaufende Bewegung zu erzeugen, über die ein Betätigungselement, welches beispielsweise in der Form eines Nockens oder eines Konus oder eines Trägers mit zwei Rollen ausgebildet sein kann, gegen die Parksperrenklinke bewegbar ist, um diese zu verschwenken. Um sicherzustellen, dass die Parksperre auch dann einrasten kann und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs verhindert, wenn die Parksperrenklinke beim Betätigen gegen einen Zahn des Parksperrenrads zur Anlage kommt, ohne mit der Verzahnung in Formschluss zu gelangen, ist ferner am Betätigungselement ein Energiespeicher (Nachrückfeder) vorgesehen, der im Falle eines Rollens des Kraftfahrzeugs über das Betätigungselement die Parksperrenklinke nachrückt, so dass diese mit der Verzahnung des Parksperrenrads in Eingriff gelangt. Darüber hinaus ist in vielen Fällen ein Notbetätigungsmechanismus vorzusehen, der bei einem Ausfall des Aktuators ein Einlegen der Parksperre ermöglicht.Parking locks are required in particular when an inhibiting effect of the stationary drive (motor) is not sufficient to hold the motor vehicle in place or cannot be used, for example, because the coupling elements are normally open. The drive train is then generally locked by means of a parking lock wheel, which is arranged on a drive shaft of the transmission in a rotationally fixed manner and has a toothing and which can be positively locked to the toothing by means of a parking lock pawl pivotably mounted on a parallel axis. The parking lock pawl is biased by the force of a return spring either away from the parking lock wheel into an unlocked position or towards the parking lock wheel in the locked position. For pivoting the parking lock pawl against the force of the return spring, hydraulic or electrical or electromechanical parking lock actuators can also be used, which serve to generate a linear movement or an at least essentially linear movement, via which an actuating element, which is for example in the form of a Cam or a cone or a carrier can be formed with two rollers against which the parking pawl can be moved to pivot it. In order to ensure that the parking lock can also snap into place and thus prevent the motor vehicle from rolling away if the parking lock pawl comes into contact with a tooth of the parking lock wheel without actuating the toothing, an energy storage device (catch spring) is also located on the actuating element provided that the parking lock pawl moves upward in the event of the motor vehicle rolling over the actuating element, so that it comes into engagement with the toothing of the parking lock wheel. In addition, an emergency actuation mechanism must be provided in many cases, which enables the parking lock to be engaged in the event of a actuator failure.
Elektromechanische Parksperrenaktuatoren mit diesen Funktionen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Betätigung einer Parksperre in einem Kraftfahrzeug einen möglichst einfach ausgebildeten elektromechanischen Parksperrenaktuator der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der bei kompakter Bauweise eine einfache und schnell ausführbare Montage ermöglicht.The present invention has for its object to propose a simple-designed electromechanical parking lock actuator of the type mentioned for the actuation of a parking lock in a motor vehicle, which enables simple and quick installation with a compact design.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektromechanischen Parksperrenaktuator nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren, wobei hier beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, sofern sich nicht aus dem Kontext eindeutig Gegenteiliges ergibt.This object is achieved by an electromechanical parking lock actuator according to claim 1. Advantageous refinements and expedient developments of the invention result from the dependent claims, the description or the figures, wherein features described or shown here, individually or in any combination with one another, can constitute an object of the invention, unless the context clearly indicates otherwise.
Bei einem zur Betätigung einer Parksperre in einem Kraftfahrzeug bestimmten elektromechanischen Parksperrenaktuator, der ein Gehäuse aufweist, in dem ein mit mindestens zwei Anschlusskontakten versehener Elektromotor aufgenommen ist, und in dem eine mit der Motorwelle des Elektromotors über einen Getriebemechanismus wirkverbundene Aktuatorwelle gelagert ist, die dazu dient, über ein aus dem Gehäuse herausragendes Wellenende ein auf eine Sperrklinke der Parksperre einwirkendes Betätigungselement anzutreiben, wobei in dem Gehäuse außerdem eine Leiterplatte angeordnet ist, über die der Elektromotor angesteuert wird, sind die Anschlusskontakte des Elektromotors erfindungsgemäß über jeweils einen Kontaktstift mit jeweils einem zugeordneten Anschlussbereich der Leiterplatte elektrisch kontaktiert.In the case of an electromechanical parking lock actuator intended for actuating a parking lock in a motor vehicle, which has a housing in which an electric motor provided with at least two connection contacts is accommodated, and in which an actuator shaft, which is operatively connected to the motor shaft of the electric motor via a gear mechanism, is mounted for this purpose to drive an actuating element acting on a pawl of the parking lock via a shaft end protruding from the housing, a printed circuit board also being arranged in the housing via which the electric motor is controlled, are the connection contacts of the electric motor According to the invention electrically contacted via a contact pin each with an associated connection area of the circuit board.
Unter einem Kontaktstift im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird ein flaches oder rundes Kontaktierungselement verstanden, dass bei einer allenfalls geringen Flexibilität nahezu oder vollkommen starr ausgeführt ist.A contact pin in the sense of the present application is understood to mean a flat or round contacting element that is designed to be almost or completely rigid with little or no flexibility.
Ein wesentlicher Vorteil liegt bei der erfindungsgemäßen Ausführung darin, dass bei dem Zusammenbau des Parksperrenaktuators der Elektromotor besonders schnell und einfach an die Leiterplatte angeschlossen werden kann. A significant advantage of the embodiment according to the invention is that when the parking lock actuator is assembled, the electric motor can be connected to the printed circuit board particularly quickly and easily.
Dabei ist der Parksperrenaktuator bei einfacher Konstruktion kostengünstig herzustellen und seine kompakte Bauweise erlaubt eine einfache Unterbringung auch bei beengten Bauraumverhältnissen.The parking lock actuator is inexpensive to manufacture with a simple construction, and its compact design allows simple accommodation even in confined spaces.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktstifte in einer senkrecht zur Motorwelle und/oder in einer senkrecht zur Leiterplatte ausgerichteten Ebene verlaufen. Hierdurch kann eine besonders kurze und somit materialsparende und kostengünstige Kontaktierung erzielt werden.It when the contact pins run in a plane perpendicular to the motor shaft and / or in a plane aligned perpendicular to the printed circuit board is particularly advantageous. In this way, a particularly short and thus material-saving and inexpensive contact can be achieved.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kontaktstifte jeweils mittels einer Pressfit-Verbindung in der Leiterplatte festgelegt. Die Kontaktstifte durchstoßen dabei die Leiterplatte an dem jeweils zugeordneten Anschlussbereich. Auf diese Weise kann eine besonders schnelle Kontaktierung erreicht werden, ohne dass hierfür zusätzliche Arbeitsschritte wie Lötvorgänge erforderlich sind.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the contact pins are each fixed in the printed circuit board by means of a press-fit connection. The contact pins penetrate the printed circuit board at the respectively assigned connection area. In this way, particularly fast contacting can be achieved without the need for additional work steps such as soldering processes.
Die gleichen Vorteile können auch beim Anschließen der Kontaktstifte an den Elektromotor erzielt werden, wenn die Kontaktstifte mittels jeweils einer Pressfit-Verbindung mit den Anschlusskontakten des Elektromotors verbunden werden.The same advantages can also be achieved when connecting the contact pins to the electric motor if the contact pins are connected to the connection contacts of the electric motor by means of a press-fit connection in each case.
Dafür ist es besonders günstig, wenn die Kontaktstifte an ihrem mit dem Elektromotor verbundenen Ende jeweils einen Schlitz aufweisen, in dem der jeweilige Kontakt des Elektromotors kraftschlüssig aufgenommen ist Das geschlitzte Ende der Kontaktstifte kann dabei in der Form einer Gabel mit zwei einander zugewandten Kontaktierungszinken ausgeführt sein, die zwischen sich jeweils einen Kontakt des Elektromotors einklemmen. Durch diesen „Gabelkontakt“ können bezogen auf die durch die Motorwelle definierte Axialrichtung bei der Montage des Elektromotors sowohl axiale als auch radiale Lagetoleranzen des Motors relativ zum Gehäuse und der darin angebrachten Leiterplatte besonders leicht ausgeglichen werden. For this purpose, it is particularly favorable if the contact pins each have a slot at their end connected to the electric motor, in which the respective contact of the electric motor is non-positively received. The slotted end of the contact pins can be designed in the form of a fork with two contacting prongs facing one another that pinch a contact of the electric motor between them. With this “fork contact”, both axial and radial positional tolerances of the motor relative to the housing and the printed circuit board mounted in it can be easily compensated for in relation to the axial direction defined by the motor shaft when installing the electric motor.
Vorteilhafterweise sind die Kontaktstifte als Stanzgitterelemente bzw. Leiterstreifen ausgeführt, was eine besonders kostengünstige Ausführung ermöglicht.The contact pins are advantageously designed as lead frame elements or conductor strips, which enables a particularly cost-effective design.
Dabei ist es für die Handhabung der Stanzgitterelemente im weiteren Verlauf der Kontaktierung beim Zusammenbau des Parksperrenaktuators besonders vorteilhaft, wenn die Stanzgitterelemente in einem mittleren Bereich mit Kunststoff ummantelt sind, wobei die Endbereiche, welche die elektrischen Kontaktstellen der Kontaktstifte bilden, frei von Kunststoff bleiben.It is particularly advantageous for the handling of the lead frame elements in the further course of the contact when assembling the parking lock actuator if the lead frame elements are sheathed with plastic in a central region, the end regions which form the electrical contact points of the contact pins remaining free of plastic.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind weitere elektrische Komponenten des Parksperrenaktuators über weitere Kontaktstifte mit jeweils einem zugeordneten Anschlussbereich der Leiterplatte elektrisch kontaktiert sind. Derartige weitere elektrische Komponenten des Parksperrenaktuators können beispielsweise ein Elektromagnet zum Auslösen eines durch eine Federeinrichtung gebildeten Sekundärantriebs und/oder ein Sensorelement zur Positionserfassung der Aktuatorwelle sein.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, further electrical components of the parking lock actuator are electrically contacted via further contact pins, each having an associated connection area of the printed circuit board. Such further electrical components of the parking lock actuator can be, for example, an electromagnet for triggering a secondary drive formed by a spring device and / or a sensor element for detecting the position of the actuator shaft.
Für eine besonders schnell ausführbare Kontaktierung ist es auch hierbei von Vorteil, wenn die Kontaktstifte der weiteren elektrischen Komponenten des Parksperrenaktuators jeweils mittels einer Pressfit-Verbindung in der in der Leiterplatte festgelegt sind.For contacting that can be carried out particularly quickly, it is also advantageous here if the contact pins of the further electrical components of the parking lock actuator are each fixed in the circuit board by means of a press-fit connection.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn weitere Kontaktstifte, die eine in den Parksperrenaktuator integrierte elektrische Schnittstelle ausbilden, ebenfalls mittels jeweils einer Pressfit-Verbindung in der in der Leiterplatte festgelegt sind.It is also particularly advantageous if further contact pins, which form an electrical interface integrated in the parking lock actuator, are likewise fixed in each case by means of a press-fit connection in the printed circuit board.
Vorteilhafterweise kann über diese weiteren Kontaktstifte der elektrischen Schnittstelle der Elektromotor an eine Stromquelle und/oder an eine den Elektromotor zum Betätigen der Parksperre steuernde Steuereinheit angeschlossen werden.Advantageously, the electric motor can be connected to a power source and / or to a control unit controlling the electric motor for actuating the parking lock via these further contact pins of the electrical interface.
Gemäß noch einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können über die weiteren Kontaktstifte der elektrischen Schnittstelle auch die weiteren elektrischen Komponenten des Parksperrenaktuators an eine Stromquelle und/oder an eine Steuereinheit angeschlossen werden. Auf diese Weise bilden die weiteren Kontaktstifte eine in den Parksperrenaktuator integrierte gemeinsame elektrische Schnittstelle.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the further electrical components of the parking lock actuator can also be connected to a power source and / or to a control unit via the further contact pins of the electrical interface. In this way, the further contact pins form a common electrical interface integrated in the parking lock actuator.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and features of the invention result from the following description of the exemplary embodiments shown in the drawings.
Es zeigen:
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1 : schematische Darstellung einer Parksperre mit einem elektromechanischen Parksperrenaktuator, -
2 : perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Parksperrenaktuators, -
3 : den Parksperrenaktuator aus2 mit teilweise entferntem Gehäuse, -
4 : eine Schnittansicht des Parksperrenaktuators aus2 , -
5 : eine perspektivische Ansicht der zwischen dem Elektromotor und der Leiterplatte angebrachten Kontaktstifte aus einer ersten Betrachtungsrichtung, und -
6 : eine perspektivische Ansicht der Kontaktstifte aus4 aus einer zweiten Betrachtungsrichtung mit teilweise weggeschnittenem Elektromotor und Motorgehäuse.
-
1 : schematic representation of a parking lock with an electromechanical parking lock actuator, -
2nd : perspective view of an electromechanical parking lock actuator according to the invention, -
3rd : the parking lock actuator2nd with the housing partially removed, -
4th : a sectional view of the parking lock actuator from2nd , -
5 : a perspective view of the contact pins attached between the electric motor and the printed circuit board from a first viewing direction, and -
6 : a perspective view of the contact pins from4th from a second viewing direction with the electric motor and motor housing partially cut away.
Zum Verschwenken der Sperrklinke
Der in dem Ausführungsbeispiel von
Nachfolgend wird das Innere des erfindungsgemäßen Parksperrenaktuators
Der Getriebemechanismus
An seiner dem Gehäusedeckel
An der Kupplungseinrichtung
Zur Ausbildung eines Sekundärantriebs, der bei einer Störung des durch den Elektromotor
Wenn die Störung behoben ist, kann die Parksperre
Der Parksperrenaktuator
Erfindungsgemäß sind die Anschlusskontakte
Die als Stanzgitterkontakte ausgeführten Kontaktstifte
Zusätzlich zu den Kontaktstiften
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102016014523 A1 [0004]DE 102016014523 A1 [0004]
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