DE102020107058A1 - Verriegelungseinheit - Google Patents

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Florian HÖLZLE
Ralph Wassermann
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes, wobei ein Kolben mit Rastelementen verriegelt wird, welche von einem Führungselement geführt werden, das in zwei Endlagen jeweils unterschiedliche Rastelemente zum Verriegeln radial auswärts drückt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinheit insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes.
  • Verriegelungseinheiten werden beispielsweise für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen verwendet, welche in einem geparkten Zustand verriegelt werden. Derartige Verriegelungseinheiten sind typischerweise so ausgeführt, dass die Parksperre je nach Schaltstellung in unterschiedlichen Zuständen ist bzw. verriegelt ist oder nicht verriegelt ist. Hierzu kann beispielsweise ein Kolben verwendet werden, welcher insbesondere hydraulisch bewegt werden kann und elektromechanisch verriegelt werden kann.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Verriegelungseinheit alternativ oder besser auszuführen. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Verriegelungseinheit nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
  • Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinheit, insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes, für das Verriegeln der Bewegung eines von einem Antrieb bewegbaren, insbesondere mit Druck bzw. hydraulischen Druck beaufschlagbaren Kolbens. Die Verriegelungseinheit weist einen Elektromagneten auf. Sie weist mindestens ein erstes Rastelement und mindestens ein zweites Rastelement auf. Der Kolben weist mindestens eine erste Rastaufnahme und eine zweite Rastaufnahme auf. Der Kolben ist durch das haltende Zusammenwirken eines Rastelements mit einer Rastaufnahme festlegbar.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jedes Rastelement in einer jeweiligen Aufnahme geführt ist, so dass es quer zur Bewegungsrichtung eines Ankers und/oder einer Ankerstange des Elektromagneten beweglich ist. Des Weiteren ist mit dem Anker oder der Ankerstange ein Führungselement verbunden, welches in einer ersten Endlage die ersten Rastelemente, jedoch nicht die zweiten Rastelemente radial auswärts drückt, und welches in einer zweiten Endlage die zweiten Rastelemente, jedoch nicht die ersten Rastelemente radial auswärts drückt.
  • Mittels einer solchen Verriegelungseinheit wird erreicht, dass eine Verriegelung sowohl im bestromten wie auch im unbestromten Zustand des Elektromagneten möglich ist. Dies wird insbesondere durch die spezielle Ausbildung des Führungselements erreicht, welches in beiden Endlagen Rastelemente auswärts drückt und somit eine Verriegelung bewirken kann.
  • Das Führungselement ist insbesondere ein Element, welches mit dem Anker und/oder der Ankerstange verbunden ist und zur Führung der Rastelemente ausgebildet ist. Unter einer Führung wird dabei insbesondere verstanden, dass die Rastelemente abhängig von der Stellung des Führungselements nach außen gedrückt werden oder eben nicht. Das Führungselement kann mittels des Elektromagneten bewegt werden, beispielsweise indem der Elektromagnet bestromt wird. Dies zieht den Anker in eine bestimmte Richtung, wobei beispielsweise über die Ankerstange diese Bewegung auf das Führungselement übertragen werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Führungselement eine Mehrzahl von Führungsbereichen auf, und zwar mit jeweiliger zumindest abschnittsweise konischer Oberfläche. Führungsbereiche eines ersten Typs weiten sich dabei in einer ersten Richtung entlang der Bewegungsrichtung gesehen auf, um die ersten Rastelemente radial auswärts zu drücken. Führungsbereiche eines zweiten Typs weiten sich in einer zweiten Richtung gesehen auf, welche zur ersten Richtung entgegengesetzt ist, um die zweiten Rastelemente radial auswärts zu drücken. Dadurch kann die gewünschte Funktionalität in vorteilhafter Weise implementiert werden. Unter einem Führungsbereich wird dabei insbesondere ein Bereich entlang einer Oberfläche des Führungselements verstanden, welcher bei Bewegung entlang der Bewegungsrichtung ein Rastelement auswärts drückt oder eben nicht auswärts drückt. Anders ausgedrückt hängt es von der momentanen Position des Führungselements ab, ob das Rastelement auswärts gedrückt wird oder nicht. Ein Führungsbereich erstreckt sich dabei typischerweise axial entlang der Bewegungsrichtung und hat eine gewisse Ausdehnung entlang des Umfangs des Führungselements. Er kann insbesondere eine kulissenartige Gestalt haben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung wechseln sich Führungsbereiche des ersten Typs und Führungsbereiche des zweiten Typs entlang eines Umfangs des Führungselements ab. Dadurch kann eine abwechselnde Führung von ersten Rastelementen und zweiten Rastelementen erreicht werden. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Wirkung entlang des Umfangs. Auch andere Ausführungen sind hier jedoch möglich.
  • Es sei erwähnt, dass die Bezeichnungen „erste Rastelemente“ und „zweite Rastelemente“ keine Aufzählungen sind, sondern Rastelemente danach gruppieren, ob sie in einer ersten oder einer zweiten Endlage des Führungselements nach außen gedrückt werden.
  • Die konische Oberfläche jedes Führungsbereichs kann insbesondere als zur Bewegungsrichtung schiefe Ebene ausgebildet sein. Dies entspricht einer einfachen und zweckmäßigen Ausführung. Die konische Oberfläche kann jedoch auch zweigeteilt sein in eine erste konische Oberfläche und eine zweite konische Oberfläche, worauf weiter unten näher eingegangen werden wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass axial angrenzend an jede konische Oberfläche eine jeweilige radial innenliegende und/oder radial außenliegende achsparallele Oberfläche angeordnet ist. Entlang der jeweiligen radial innenliegenden Oberfläche kann beispielsweise ein jeweiliges Rastelement geführt werden, während es nicht nach außen gedrückt wird. Die radial außenliegende Oberfläche kann insbesondere zur Führung des Führungselements in einem umgebenden Bauteil, beispielsweise einer Kugelführung, dienen.
  • Die Aufnahmen können insbesondere in einer das Führungselement umgebenden Kugelführung ausgebildet sein. Die Kugelführung kann beispielsweise zumindest im Wesentlichen zylinderförmig sein und die Aufnahmen können in dieser Kugelführung beispielsweise als radiale Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen ausgeführt sein. Dies entspricht einer einfachen Ausführung. Das Führungselement wird vorteilhaft in der Kugelführung geführt.
  • Gemäß einer Ausführung sind alle Rastelemente kreisförmig um das Führungselement herum angeordnet. Dies kann insbesondere bedeuten, dass sie alle entlang eines Kreises angeordnet sind, so dass kein axialer Versatz zwischen den Rastelementen besteht. Insbesondere können die Aufnahmen entsprechend angeordnet bzw. ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausführung sind die ersten Rastelemente kreisförmig um das Führungselement herum angeordnet und die zweiten Rastelemente sind axial beabstandet dazu kreisförmig um das Führungselement herum angeordnet. Dadurch können die ersten Rastelemente und die zweiten Rastelemente an unterschiedlichen axialen Positionen wirken.
  • Insbesondere bei dieser Ausführung kann das Führungselement eine axial gesehen mittige, radiale Ausbuchtung aufweisen, wobei eine erste Seitenfläche der Ausbuchtung die ersten Rastelemente radial auswärts drückt und eine zweite Seitenfläche der Ausbuchtung die zweiten Rastelemente radial auswärts drückt. Dies kann insbesondere als eine alternative Ausführung zur bereits weiter oben erläuterten Ausführung mit unterschiedlichen Führungsbereichen betrachtet werden. Es kann auch davon gesprochen werden, dass eine Abwechslung hier durch Spiegelung einer Hälfte eines Doppelkegels an einer Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung entsteht.
  • Das Führungselement kann insbesondere in einem axialen Bewegungsbereich zwischen den Endlagen kein Rastelement radial auswärts drücken. Anders ausgedrückt kann ein solcher Bewegungsbereich zwischen den Endlagen vorgesehen sein, in welchen tatsächlich kein Rastelement radial auswärts gedrückt wird, so dass insbesondere der Kolben frei bewegbar sein kann. Eine Verrastung findet in diesem Bewegungsbereich des Führungselements nicht statt.
  • Die Rastelemente können insbesondere kugelförmig ausgebildet sein. Dies entspricht einer einfachen und zweckmäßigen Ausführung.
  • Die Verriegelungseinheit kann insbesondere eine Vorspannfeder aufweisen, welche das Führungselement in die erste Endlage vorspannt. Dadurch kann erreicht werden, dass lediglich in einer Richtung das Führungselement aktiv durch den Elektromagneten bewegt wird und es somit bei ausgeschaltetem Elektromagneten eine vordefinierte Endlage einnimmt.
  • Die Rastaufnahmen können insbesondere dazu ausgebildet sein, die Rastelemente bei sich bewegendem Kolben radial nach innen zu drücken. Dadurch kann der Kolben zumindest teilweise selbst dafür sorgen, dass seine Bewegung ermöglicht ist.
  • Insbesondere kann jedes Rastelement in dem Führungselement zumindest entlang einer ersten konischen Oberfläche und entlang einer zweiten konischen Oberfläche bewegbar oder führbar sein, wobei die erste konische Oberfläche relativ zur Bewegungsrichtung steiler ist als die zweite konische Oberfläche. Dabei kann es sich insbesondere um die bereits weiter oben erwähnte konische Oberfläche handeln, welche somit in eine erste konische Oberfläche und eine zweite konische Oberfläche aufgeteilt wird.
  • Insbesondere kann ein Rastelement entlang der ersten konischen Oberfläche vom sich bewegenden Kolben unter Verschiebung des Führungselements eindrückbar sein. Des Weiteren kann insbesondere ein Rastelement entlang der zweiten konischen Oberfläche vom sich bewegenden Kolben nicht eindrückbar sein. Dadurch wird ein Zwischenzustand erreicht, bei welchem bei Anlage eines Rastelements an der ersten konischen Oberfläche eine Bewegung des Kolbens auch bei zumindest teilweise nach außen gedrücktem Rastelement ermöglicht wird. Dies kann zur Steuerung in vorteilhafter Weise verwendet werden, worauf weiter unten bei der Figurenbeschreibung weiter eingegangen wird. Wenn das Rastelement an der zweiten konischen Oberfläche anliegt, wird jedoch grundsätzlich verhindert, dass der Kolben auch bei Anliegen einer auf den Kolben wirkenden Kraft sich von sich aus bewegen kann, wodurch eine zuverlässige Verriegelung bewirkt wird.
  • Die Verriegelungseinheit kann insbesondere eine Kolbenfeder aufweisen, welche den Kolben in eine seiner Endlagen vorspannt. Dadurch wird eine definierte Ruhelage erreicht. Der Kolben kann insbesondere hydraulisch betätigbar sein. Insbesondere kann er entgegengesetzt zur Wirkung der Kolbenfeder hydraulisch betätigbar sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Führungselement in einem spanabhebenden Prozessschritt, in einer Massivumformung oder einem Metal Injection Molding-Prozessschritt gewonnen. Es kann auch als Sinterbauteil ausgeführt sein. Insbesondere kann es ein- bzw. mehrteilig ausgebildet sein. Derartige Herstellungsverfahren und Ausführungen haben sich für typische Anwendungen bewährt.
  • Eine Verriegelungsschiene, in welcher insbesondere die Rastaufnahmen ausgebildet werden können, kann insbesondere in einem spanabhebenden Prozessschritt, in einer Massivumformung oder einem Metal Injection Molding-Prozessschritt gewonnen werden. Sie kann auch als Sinterbauteil ausgebildet sein. Sie kann ein- bzw. mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie aus zwei zunächst separaten Halbschalen zusammengesetzt werden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
    • 1a: einen Ausschnitt aus einer Verriegelungseinheit,
    • 1b: einen weiteren Ausschnitt aus einer Verriegelungseinheit,
    • 2: eine Verriegelungsschiene,
    • 3: ein Führungselement,
    • 4a bis 9a: eine Verriegelungseinheit in unterschiedlichen Zuständen,
    • 4b bis 9b: Ausschnitte aus den zugehörigen 4a bis 9a,
    • 10a bis 11a: eine weitere Verriegelungseinheit in unterschiedlichen Zuständen,
    • 10b bis 11b: Ausschnitte aus den zugehörigen 10a bis 11a.
  • 1a und 1b zeigen einen Ausschnitt aus einer Verriegelungseinheit 5 in einem jeweils dargestellten Zustand. Die Verriegelungseinheit 5 weist ein Gehäuse 10 auf. Dieses umgibt andere Komponenten. In dem Gehäuse 10 ist ein Kolben 20 geführt, welcher entlang einer Längsrichtung bewegbar ist. Insbesondere ist dieser mittels einer Kolbenfeder und eines hydraulischen Drucks bewegbar. Als Teil des Kolbens 20 ist eine Verriegelungsschiene 70 ausgebildet, in welcher eine erste Rastaufnahme 51 und eine zweite Rastaufnahme 52 ausgebildet sind. Dadurch kann der Kolben 20 verriegelt werden. Der Rest des Kolbens 20 ist in den 1a und 1b nicht dargestellt.
  • Zum Verriegeln dienen erste Rastelemente 61 und zweite Rastelemente 62, welche vorliegend kugelförmig ausgebildet sind. Zu deren Bewegung dient ein Führungselement 40, welches innerhalb einer Kugelführung 66 angeordnet und axial bewegbar ist. In der Kugelführung 66 sind Aufnahmen 65 für die Rastelemente 61, 62 ausgebildet.
  • In dem in 1a dargestellten Zustand sind zwei Führungsbereiche 46 des zweiten Typs am Führungselement 40 zu sehen. Diese dienen grundsätzlich zur Führung der zweiten Rastelemente 62. Jeder Führungsbereich 46 des zweiten Typs weist eine radial innenliegende achsparallele Oberfläche 47 auf, welche zum Führen der Rastelemente 62 dient, wenn diese nicht nach außen gedrückt werden. Jeder Führungsbereich 46 des zweiten Typs weist eine konische Oberfläche 48 auf, welche zweigeteilt als eine erste konische Oberfläche 48a und eine zweite konische Oberfläche 48b mit zwei unterschiedlichen Winkeln ausgeführt ist, worauf weiter unten noch näher eingegangen werden wird. Des Weiteren weist jeder Führungsbereich 46 des zweiten Typs eine radial außenliegende achsparallele Oberfläche 49 auf, mit welcher das Führungselement 40 in der Kugelführung 66 anliegt und somit so geführt wird, dass sich das Führungselement 40 nur axial bewegen kann. Das Führungselement 40 ist axial mittels einer nicht dargestellten Feder sowie eines nicht dargestellten Elektromagneten bewegbar. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen werden.
  • 1b zeigt die Verriegelungseinheit in einem anderen Zustand, wobei die ersten Rastelemente 61 radial nach außen gedrückt werden. Hierzu wurde das Führungselement 40 nach links gezogen, was insbesondere durch eine Bestromung des bereits erwähnten Elektromagneten erfolgen kann. Durch Führungsbereiche 41 des ersten Typs werden die ersten Rastelemente 61 dann nach außen gedrückt und verriegeln den Kolben 20. Hierzu weist jeder Führungsbereich 41 des ersten Typs eine radial innenliegende achsparallele Oberfläche 42 auf, welche die ersten Rastelemente 61 führt, wenn diese nicht nach außen gedrückt werden. Daran grenzt wiederum eine konische Oberfläche 43 an, welche ebenfalls in eine erste konische Oberfläche 43a und eine zweite konische Oberfläche 43b zweigeteilt ist. Außerdem dient eine radial außenliegende achsparallele Oberfläche 44 zum Anliegen an die Kugelführung 66.
  • 2 zeigt eine Verriegelungsschiene 70 in einer Schnittansicht, wobei hier nur eine Hälfte davon dargestellt ist. Dies kann beispielsweise einer Herstellung entsprechen, d.h. die Verriegelungsschiene 70 kann zunächst als zwei separate Hälften hergestellt werden, welche dann zusammengesetzt werden. In der Verriegelungsschiene 70 ist eine Ausnehmung 75 angeordnet.
  • 3 zeigt das Führungselement 40 in einer separaten Darstellung. Dabei sind die sich abwechselnden Führungsbereiche 41 des ersten Typs und Führungsbereiche 46 des zweiten Typs zu sehen. Ebenfalls sind die bereits erwähnten Oberflächen 42, 43, 44, 47, 48, 49 zu sehen. Diese dienen wie bereits beschrieben zur Führung der Rastelemente und dazu, diese je nach Stellung des Führungselements 40 nach außen zu drücken.
  • 4a zeigt die komplette Verriegelungsvorrichtung 5. Zusätzlich zu den bereits erwähnten Komponenten ist auch der Elektromagnet 30 zu sehen. Dieser weist eine elektrische Spule 32, einen Anker 34 und eine Ankerstange 36 auf. An der Ankerstange 36 ist das Führungselement 40 befestigt. Die Ankerstange 36 ist fest mit dem Anker 34 verbunden. Dadurch kann das Führungselement 40 durch Ein- bzw. Ausschalten des Elektromagneten 30, d.h. durch Bestromung der elektrischen Spule 32 bzw. deren nicht-Bestromung betätigt werden. Zum Vorspannen nach rechts in eine Endlage ist eine Vorspannfeder 45 vorhanden, welche auf das Führungselement 40 wirkt. Letztlich wird das Führungselement 40 somit im Zusammenspiel durch Elektromagnet 30 und Vorspannfeder 45 gesteuert.
  • Der Kolben 20 wird durch eine in 4a gezeigte Kolbenfeder 22 in eine erste Endlage vorgespannt. Aus dieser kann er durch Anwenden von hydraulischem Druck herausbewegt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn er nicht verriegelt ist. Der Kolben tritt an einem Flansch 12 des Gehäuses 10 aus dem Gehäuse 10 aus.
  • Unterschiedliche Zustände werden nun mit Bezug auf die 4a bis 9a und insbesondere auch die jeweiligen Vergrößerungen in den 4b bis 9b beschrieben. Die 4a bis 9a zeigen dabei grundsätzlich die Verriegelungseinheit 5 in einer Gesamtansicht.
  • 4b zeigt einen Zustand, in welchem das zweite Rastelement 62 radial auswärts gedrückt wird und somit den Kolben 20 verriegelt. Das erste Rastelement 61 wird demgegenüber nicht nach außen gedrückt, es ist mit der radial innenliegenden achsparallelen Oberfläche 42 in Eingriff.
  • Eine Bewegung des Kolbens 20 ist insbesondere deshalb nicht möglich, weil sich das zweite Rastelement 62 an der zweiten konischen Oberfläche 48b befindet, welche einen geringeren Winkel zur Achse einnimmt als die erste konische Oberfläche 48a. Selbst wenn von außen eine Kraft auf das Rastelement 62 wirken würde, welche dieses nach innen zu drücken versucht, würde die resultierende axiale Kraftkomponente nicht ausreichen, um das Führungselement 40 zu bewegen. Somit bleibt der Kolben 20 verriegelt.
  • Die 5a und 5b zeigen einen Zustand, in welchem der Elektromagnet 30 eingeschaltet wurde. Dadurch wird das Führungselement 40 nach links gezogen, wodurch das zweite Rastelement 62 freigegeben wird und das erste Rastelement 61 radial auswärts gedrückt wird. Es kommt damit mit einer Rastaufnahme des Kolbens 20 in Eingriff. Das erste Rastelement 61 ist dabei jedoch nicht mit der zweiten konischen Oberfläche 43b, sondern mit der ersten konischen Oberfläche 43a in Eingriff, welche einen größeren Winkel relativ zur Bewegungsrichtung hat.
  • Durch hydraulischen Druck wird der Kolben 20 anschließend nach rechts bewegt. Diese Bewegung führt angesichts der Ausformung der zweiten Rastaufnahme 52 dazu, dass auf das erste Rastelement 61 eine nach innen gerichtete Kraft wirkt. Durch den steilen Winkel der ersten konischen Oberfläche 43a führt dies zu einer resultierenden axialen Kraft auf das Führungselement 40, welche nach rechts gerichtet ist. Das Führungselement 40 kann somit nach rechts verschoben werden. Ein entsprechender Zustand ist in den 6a und 6b dargestellt, wobei das Führungselement 40 und der Anker 34 im Vergleich zum Zustand der 5a und 5b weiter rechts liegen.
  • Da nun die Verrastung gelöst ist, kann sich der Kolben 20 nach rechts bewegen und der Anker 34 kann sich zusammen mit dem Führungselement 40 maximal nach links bewegen. Dies entspricht einem maximalen Ankerhub. Der entsprechende Zustand ist in den 7a und 7b dargestellt. Dabei wird das erste Rastelement 61 nach außen gedrückt, und zwar von der zweiten konischen Oberfläche 43b des Führungselements 40, so dass eine Verrastung erfolgt.
  • Wird nun der Elektromagnet 30 wieder abgeschaltet, so wird die Verrastung des ersten Rastelements 61 gelöst, da sich das Führungselement 40 aufgrund der Wirkung der Vorspannfeder 45 nach rechts bewegt. Dadurch wird das zweite Rastelement 62 radial nach außen gedrückt, wobei es an der ersten konischen Oberfläche 48b des Führungselements 40 anliegt und mit der ersten Rastaufnahme 51 des Kolbens 20 in Eingriff kommt. Ein entsprechender Zustand ist in den 8a und 8b dargestellt. Aufgrund der nach innen gerichteten Kraft, welche der Kolben 20 auf das zweite Rastelement 62 ausübt, wird dieses wieder radial nach innen gedrückt, was aufgrund der Ausbildung der ersten konischen Oberfläche zu einer axialen Kraftkomponente führt, welche das Führungselement 40 nach links drückt. Ein entsprechender Zustand ist in den 9a und 9b dargestellt.
  • Die Verriegelung wird damit wieder freigegeben, und die in den 4a und 4b dargestellten Zustände können wieder eingenommen werden.
  • Die 10a und 10b zeigen eine Verriegelungseinheit 5 mit einer alternativen Ausführung des Führungselements 40. Dabei sind die ersten Rastelemente 61 axial versetzt zu den zweiten Rastelementen 62 angeordnet. Zum Erreichen der gewünschten Funktionalität ist an dem Führungselement 40 eine axial gesehen mittige, radiale Ausbuchtung 55 ausgebildet, wobei eine erste Seitenfläche 56 der Ausbuchtung 55 die ersten Rastelemente 61 kontaktiert und eine zweite Seitenfläche 57 der Ausbuchtung 55 die zweiten Rastelemente 62 kontaktiert. Die Seitenflächen 56, 57 können insbesondere die Rastelemente 61, 62 auswärts drücken, je nach axialer Lage des Führungselements 40.
  • In den 10a und 10b ist ein Zustand gezeigt, in welchem das Führungselement 40 axial nach rechts verschoben ist. Dementsprechend werden die zweiten Rastelemente 62 nach außen gedrückt. In den 11a und 11b ist ein Zustand gezeigt, in welchem das Führungselement 40 axial nach links verschoben ist. Dementsprechend werden die ersten Rastelemente 61 radial nach außen gedrückt. Die Verrastungsfunktionalität ist ansonsten äquivalent bzw. ähnlich zur bereits beschriebenen Rastfunktionalität. Auf diese sei deshalb verwiesen. Insbesondere kann auch die Aufteilung einer Seitenfläche 56, 57 in jeweils zwei Bereiche verwendet werden, wodurch eine Steuerung ebenso wie mit Bezug auf die 4 bis 9 beschrieben erreicht werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
  • Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 5
    Verriegelungseinheit
    10
    Gehäuse
    12
    Flansch
    20
    Kolben
    22
    Kolbenfeder
    30
    Elektromagnet
    32
    Spule
    34
    Anker
    36
    Ankerstange
    40
    Führungselement
    41
    Führungsbereich des ersten Typs
    42
    Oberfläche
    43a
    erste konische Oberfläche
    43b
    zweite konische Oberfläche
    44
    Oberfläche
    45
    Vorspannfeder
    46
    Führungsbereich des zweiten Typs
    47
    Oberfläche
    48a
    erste konische Oberfläche
    48b
    zweite konische Oberfläche
    49
    Oberfläche
    51
    erste Rastaufnahme
    52
    zweite Rastaufnahme
    55
    Ausbuchtung
    56
    erste Seitenfläche
    57
    zweite Seitenfläche
    61
    erstes Rastelement
    62
    zweites Rastelement
    65
    Aufnahmen
    66
    Kugelführung
    70
    Verriegelungsschiene
    75
    Ausnehmung

Claims (15)

  1. Verriegelungseinheit, insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes, für das Verriegeln der Bewegung eines von einem Antrieb bewegbaren, insbesondere mit Druck bzw. hydraulischen Druck beaufschlagbaren Kolbens (20), wobei die Verriegelungseinheit (5) einen Elektromagneten (30) und mindestens ein erstes Rastelement (61) und mindestens ein zweites Rastelement (62) aufweist, der Kolben (20) mindestens eine erste Rastaufnahme (51) und eine zweite Rastaufnahme (52) aufweist und der Kolben (20) durch das haltende Zusammenwirken eines Rastelements (61, 62) mit einer Rastaufnahme (51, 52) festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rastelement (61, 62) in einer jeweiligen Aufnahme (65) geführt ist, so dass es quer zur Bewegungsrichtung eines Ankers (34) oder einer Ankerstange (36) des Elektromagneten (30) beweglich ist, und mit dem Anker (34) oder der Ankerstange (36) ein Führungselement (40) verbunden ist, welches in einer ersten Endlage die ersten Rastelemente (61), jedoch nicht die zweiten Rastelemente (62) radial auswärts drückt, und welches in einer zweiten Endlage die zweiten Rastelemente (62), jedoch nicht die ersten Rastelemente (61) radial auswärts drückt.
  2. Verriegelungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (40) eine Mehrzahl von Führungsbereichen (41, 46) mit jeweiliger zumindest abschnittsweise konischer Oberfläche (43, 48) aufweist, wobei Führungsbereiche (41) eines ersten Typs sich in einer ersten Richtung entlang der Bewegungsrichtung gesehen aufweiten, um die ersten Rastelemente (61) radial auswärts zu drücken, und wobei Führungsbereiche (46) eines zweiten Typs sich in einer zweiten Richtung gesehen, welche zur ersten Richtung entgegengesetzt ist, aufweiten, um die zweiten Rastelemente (62) radial auswärts zu drücken.
  3. Verriegelungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich Führungsbereiche (41) des ersten Typs und Führungsbereiche (46) des zweiten Typs entlang eines Umfangs des Führungselements (40) abwechseln.
  4. Verriegelungseinheit nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Oberfläche (43, 48) jedes Führungsbereichs (41, 46) als zur Bewegungsrichtung schiefe Ebene ausgebildet ist.
  5. Verriegelungseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass axial angrenzend an jede konische Oberfläche (43, 48) eine jeweilige radial innenliegende (42, 47) und/oder radial außenliegende (44, 49) achsparallele Oberfläche angeordnet ist.
  6. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (65) in einer das Führungselement (40) umgebenden Kugelführung (66) ausgebildet sind.
  7. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rastelemente (61, 62) kreisförmig um das Führungselement (40) herum angeordnet sind.
  8. Verriegelungseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rastelemente (61) kreisförmig um das Führungselement (40) herum angeordnet sind und die zweiten Rastelemente (62) axial beanstandet dazu kreisförmig um das Führungselement (40) herum angeordnet sind.
  9. Verriegelungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (40) eine axial gesehen mittige, radiale Ausbuchtung (55) aufweist, wobei eine erste Seitenfläche (56) der Ausbuchtung (55) die ersten Rastelemente (61) radial auswärts drückt und eine zweite Seitenfläche (57) der Ausbuchtung (55) die zweiten Rastelemente (62) radial auswärts drückt.
  10. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (40) in einem axialen Bewegungsbereich zwischen den Endlagen kein Rastelement (61, 62) radial auswärts drückt.
  11. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (5) eine Vorspannfeder (45) aufweist, welche das Führungselement (40) in die erste Endlage vorspannt.
  12. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastaufnahmen (51, 52) dazu ausgebildet sind, die Rastelemente (61, 62) bei sich bewegendem Kolben (20) radial nach innen zu drücken.
  13. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rastelement (61, 62) in dem Führungselement (40) zumindest entlang einer ersten konischen Oberfläche (43a, 48a) und einer zweiten konischen Oberfläche (43b, 48b) bewegbar ist, wobei die erste konische Oberfläche (43a, 48a) relativ zur Bewegungsrichtung steiler ist als die zweite konische Oberfläche (43b, 48b).
  14. Verriegelungseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastelement (61, 62) entlang der ersten konischen Oberfläche (43a, 48a) vom sich bewegenden Kolben (20) unter Verschiebung des Führungselements (40) eindrückbar ist, und ein Rastelement (61, 62) entlang der zweiten konischen Oberfläche (43b, 48b) vom sich bewegenden Kolben (20) nicht eindrückbar ist.
  15. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (40) in einem spanabhebenden Prozessschritt, in einer Massivumformung oder einem metal injection molding Prozessschritt gewonnen ist, oder als Sinterbauteil, oder ein- beziehungsweise mehrteilg ausgebildet ist, oder die Verriegelungsschiene (70) in einem spanabhebenden Prozessschritt, in einer Massivumformung oder einem metal injection molding Prozessschritt gewonnen ist, oder als Sinterbauteil ausgebildet ist.
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