-
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.
-
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 (NP-Stellung) oder hin zum Parksperrenrad in die Sperrstellung (P-Stellung) 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 am Betätigungselement üblicherweise 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.
-
Elektromechanische Parksperrenaktuatoren mit diesen Funktionen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2017 219 208 A1 eine Parksperrenanordnung, bei der ein Elektromotor über ein Zahnradgetriebe eine Aktuatorwelle schwenkt, um eine exzentrisch daran angelenkte Betätigungsstange mit einer translatorischen Bewegungskomponente zu verlagern, welche über ein Betätigungselement auf eine Sperrklinke der Parksperre einwirkt. Dabei weist eine integral mit der schwenkbaren Aktuatorwelle ausgebildete Rastenplatte zwei Aussparungen auf, in die eine Rastfeder in der Form einer Blattfeder mit einer drehbar daran gelagerten Walze zur Arretierung der Parksperrenanordnung in dem Verriegelungszustand (P-Stellung) und dem Entriegelungszustand (NP-Stellung) eingreift.
-
Eine derartige Arretierung ist bei bekannten Parksperrenaktuatoren mit einem zwischen dem Elektromotor und der Aktuatorwelle zwischengeschalteten Schneckengetriebe aufgrund der Selbsthemmung des Schneckengetriebes nicht vorhanden. So ist beispielsweise aus der
DE 102 12 038 A1 ein elektromechanischer Parksperrenaktuator bekannt, der einen Elektromotor umfasst, dessen Abtriebswelle über ein Schneckengetriebe mit einem ersten Kupplungsteil einer durch einen Elektromagnet schaltbaren Trennkupplung wirkverbunden ist, während der zweite Kupplungsteil dazu vorgesehen ist, ein auf die Sperrklinke einer Parksperre einwirkendes Betätigungselement insbesondere über zwischengeschaltete Übertragungsmittel wie eine Betätigungsstange anzutreiben.
-
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 eine besonders hohe Sicherheit gegen eine unbeabsichtigte Verstellung der Parksperre bietet.
-
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.
-
Bei einem zur Betätigung einer Parksperre in einem Kraftfahrzeug bestimmten elektromechanischen Parksperrenaktuator, der einen Elektromotor und eine Aktuatorwelle umfasst, die drehbar oder schwenkbar in einer insbesondere in einem Aktuatorgehäuse ausgebildeten Trägerstruktur gelagert ist und dazu dient, unmittelbar oder mittelbar ein auf eine Sperrklinke einer Parksperre einwirkendes Betätigungselement anzutreiben, wobei die Aktuatorwelle verstellbar ist zwischen einer Sperrposition, in der sich die Sperrklinke in einer Sperrstellung (P-Stellung) befindet, und einer Freigabeposition, in der sich die Sperrklinke in einer entsperrten Stellung (NP-Stellung) befindet, und wobei die Abtriebswelle des Elektromotors über ein Schneckengetriebe mit der Aktuatorwelle wirkverbunden ist, weist der Parksperrenaktuator erfindungsgemäß eine Blockiereinrichtung auf, welche zumindest in der Freigabeposition der Aktuatorwelle einen formschlüssig wirkenden Halt zwischen der Trägerstruktur einerseits und der Aktuatorwelle oder einem drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Element andererseits bewirkt. Der formschlüssige Halt kann dabei entweder spielfrei oder mit einem gewissen Spiel ausgeführt sein.
-
Ein wesentlicher Vorteil liegt bei der erfindungsgemäßen Ausführung darin, dass in der Freigabeposition der Aktuatorwelle zusätzlich zu der durch das Schneckengetriebe bewirkten Hemmung ergänzend noch eine formschlüssige Blockierung hinzukommt. Hierdurch wird ein besonders sicherer Halt der Aktuatorwelle in der Freigabeposition erzielt, so dass ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Aktuatorwelle und das damit einhergehende Risiko einer ungewollten Verstellung der Parksperre in die Sperrstellung ausgeschlossen ist. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Parksperre oder des Kraftfahrzeugs durch eine unkontrollierte Betätigung der Parksperre auch dann zuverlässig verhindert, wenn infolge möglicher Erschütterungen oder Vibrationen etwa beim Fahren des Kraftfahrzeugs oder beim Betrieb des Fahrzeugmotors die mit dem Schneckengetriebe beabsichtigte Selbsthemmung nicht in einem ausreichenden Maße vorliegt.
-
Der erfindungsgemäße Parksperrenaktuator zeichnet sich daher durch eine besonders hohe Betriebssicherheit aus. Darüber hinaus ist er bei einfacher Konstruktion kostengünstig herzustellen und leicht zu montieren. Seine kompakte Bauweise ermöglicht zudem eine einfache Unterbringung auch bei beengten Bauraumverhältnissen.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Blockiereinrichtung auch in der Sperrposition der Aktuatorwelle einen formschlüssig wirkenden Halt zwischen der Trägerstruktur einerseits und der Aktuatorwelle oder einem drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Element andererseits bewirkt. Auch hierbei kann der formschlüssige Halt entweder spielfrei oder mit einem gewissen Spiel ausgeführt sein. Auf diese Weise kann auch eine ungewollte Verstellung der Parksperre in die entsperrte Stellung zuverlässig verhindert werden.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Aktuatorwelle oder ein drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenes Element eine Ausnehmung oder gegebenenfalls zwei Ausnehmungen auf, wobei der formschlüssig wirkende Halt dadurch herbeigeführt wird, dass ein Blockierelement, welches zu der Blockiereinrichtung gehört, in der Freigabeposition der Aktuatorwelle zumindest teilweise in eine erste Ausnehmung eingreift und gegebenenfalls auch in der Sperrposition der Aktuatorwelle zumindest teilweise in die andere Ausnehmung eingreift. Die Blockiereinrichtung ist dabei fest mit der Trägerstruktur verbunden. Alternativ ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der ein Blockierelement der Blockiereinrichtung an der Aktuatorwelle oder an einem drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Element angeordnet ist und der formschlüssig wirkende Halt erreicht wird, indem das Blockierelement in jeweils eine Ausnehmung eingreift, die an der Trägerstruktur oder in einem mit der Trägerstruktur verbundenen Bauteil ausgebildet ist.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die mindestens eine Ausnehmung am äußeren Umfang der Aktuatorwelle oder des drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Elements ausgenommen ist und das Blockierelement zum Bewirken des formschlüssig wirkenden Halts zumindest annähernd in radialer Richtung in die mindestens eine Ausnehmung eingreift.
-
Günstig ist es dabei weiterhin, wenn die mindestens eine Ausnehmung in der Umfangsrichtung der Aktuatorwelle oder des drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Elements über eine längere Erstreckung ausgenommen ist, als die Breite des Blockierelements sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Auf diese Weise wird ein Eingriff mit Spiel erzielt, der bei der Montage und im Betrieb unempfindlicher gegenüber Toleranzen ist.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Blockierelement zum Bewirken des formschlüssig wirkenden Halts zumindest in der Freigabeposition der Aktuatorwelle und gegebenenfalls auch in der Sperrposition der Aktuatorwelle kraftschlüssig in der jeweiligen Ausnehmung gehalten.
-
Dazu wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement vorteilhafterweise axial verlagerbar in einem Führungselement der Blockiereinrichtung gelagert ist und durch eine Feder, insbesondere durch eine Schraubendruckfeder, in Richtung zu der Aktuatorwelle oder zu dem drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Element beaufschlagt wird, so dass es ein federndes Druckstück bildet und einen formschlüssig wirkenden rastenden Halt bewirkt.
-
Günstig ist es dabei ferner, wenn der Parksperrenaktuator ein gegebenenfalls mehrteilig ausgeführtes Gehäuse umfasst, welches zumindest den Elektromotor, das Schneckengetriebe und die Trägerstruktur mit dem darin gelagerten Teil der Aktuatorwelle aufnimmt, wobei das Gehäuse innenseitig eine Aussparung oder eine durch die Gehäusewandung hindurchgehende Öffnung aufweist, in die das Führungselement eingesetzt wird. Die Trägerstruktur für die Aktuatorwelle kann vollständig oder teilweise entweder als eine separate Einrichtung ausgeführt und in das Gehäuse eingesetzt oder durch bestimmte Formelemente im Inneren des Gehäuses ausgeformt und somit einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei weiterhin, wenn das Führungselement der Blockiereinrichtung von außen in eine durch die Wandung des Gehäuses hindurchgehende Öffnung eingesetzt wird, wodurch die das Blockierelement beaufschlagende Feder auf Druck vorgespannt wird. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Montage des Parksperrenaktuators ermöglicht.
-
Vorzugsweise kann das Führungselement dabei in der Öffnung des Gehäuses verschweißt werden. Alternativ kann es auch mit einem Außengewindeabschnitt versehen sein und in die Gehäuseöffnung eingeschraubt werden.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Blockierelement und/oder die mindestens eine Ausnehmung in der Umfangsrichtung der Aktuatorwelle oder des drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen Drehelements abgeschrägte und/oder abgerundete Konturen aufweist. Auf diese Weise kann ein in der Art eines federnden Druckstücks gelagertes Blockierelement bei einer durch den Elektromotor angetriebenen Verdrehung der Aktuatorwelle durch Abgleiten der abgeschrägten bzw. abgerundeten Konturen aufeinander unter weiterer Spannung der Feder leicht aus der jeweiligen Ausnehmung herausgedrückt werden, so dass die beabsichtigte Verstellung der Parksperre problemlos herbeigeführt werden kann. Die Vorspannung der Feder ist dabei so eingestellt, dass ein derartiges Abgleiten der abgeschrägten bzw. abgerundeten Konturen aufeinander ohne Aufbringen einer Antriebskraft durch den Elektromotor nicht möglich ist, so dass die gewünschte formschlüssige Blockierung der Aktuatorwelle in der Freigabeposition und gegebenenfalls auch in der Sperrposition erreicht wird.
-
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Parksperrenaktuator eine formschlüssig und/oder kraftschlüssig wirkende Kupplungseinrichtung mit zwei drehbar oder schwenkbar gelagerten Kupplungsteilen auf, von denen ein erster Kupplungsteil über das Schneckengetriebe mit der Abtriebswelle des Elektromotors wirkverbunden ist, während der zweite Kupplungsteil insbesondere über ein Linearkugellager relativ zum ersten Kupplungsteil axial verschiebbar gelagert und drehfest mit der Aktuatorwelle verbunden ist. Dabei wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Ausnehmung in dem drehfest mit der Aktuatorwelle verbundenen zweiten Kupplungsteil ausgenommen ist.
-
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die mindestens eine Ausnehmung bezogen auf die Aktuatorwelle in axialer Richtung ohne Randbegrenzung offen ausgebildet ist, so dass das Blockierelement beim Öffnen der Kupplung durch axiale Verlagerung des zweiten Kupplungsteils außer Eingriff mit der mindestens einen Ausnehmung gebracht werden kann. Ein derartiges durch einen Sekundärantrieb herbeigeführtes Öffnen der Kupplung trennt den Elektromotor und das Schneckengetriebe von der Aktuatorwelle und ermöglicht so in vorteilhafter Weise bei einem Ausfall des Aktuators eine Notbetätigung der Parksperre, was dann beispielsweise manuell oder durch eine zusätzliche Federeinrichtung des Parksperrenaktuators, welche die Aktuatorwelle in einer gewünschten Drehrichtung beaufschlagt bzw. vorspannt, erfolgen kann. In einem derartigen Notfall ist die erfindungsgemäße formschlüssige Blockierung der Aktuatorwelle durch das Öffnen der Kupplung zugleich mit aufgehoben.
-
In Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel, um den die Aktuatorwelle bei der Notbetätigung verdreht wird, ist eine zweite Ausnehmung dabei vorteilhafterweise so an dem zweiten Kupplungsteil positioniert, dass das Blockierelement beim späteren Schließen der Kupplung, was mit einer axialen Verlagerung des zweiten Kupplungsteils in Richtung zu dem ersten Kupplungsteil einhergeht, in Eingriff mit der zweiten Ausnehmung gebracht werden kann.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
- 1: schematische Darstellung einer Parksperre mit einem elektromechanischen Parksperrenaktuator,
- 2: perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Parksperrenaktuators,
- 3: den Parksperrenaktuator aus 2 mit teilweise entferntem Gehäuse,
- 4: eine Unteransicht des Parksperrenaktuators aus 2,
- 5: eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 4,
- 6: eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus 4,
- 7: eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie C-C aus 5,
- 8: eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus 5, und
- 9: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Blockiereinrichtung.
-
Zur Vereinfachung sind in den Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen identische Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
-
1 zeigt einen elektromechanischen Parksperrenaktuator 10, der dazu vorgesehen ist, eine in einem Kraftfahrzeug angeordnete Parksperre 12 zu betätigen. Die Parksperre 12 weist in an sich bekannter Weise ein Parksperrenrad 14 auf, das dreh- und axialfest auf einer nicht dargestellten Getriebewelle eines Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet ist und außenumfangsseitig eine Verzahnung 16 besitzt. Zur formschlüssigen Arretierung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs umfasst die Parksperre 12 ferner eine Sperrklinke 18, die an einem hier nicht gezeigten Getriebegehäuse um eine Schwenkachse 20 verschwenkbar angelenkt ist und einen Verriegelungszahn 22 aufweist, der bei einem Verschwenken der Sperrklinke 18 um die Schwenkachse 20 mit der Verzahnung 16 des Parksperrenrads 14 formschlüssig einzugreifen vermag. An der Sperrklinke 18 greift eine hier nicht gezeigte, gegenüber dem Getriebegehäuse abgestützte oder daran aufgehängte Rückstellfeder an, welche die Sperrklinke 18 vom Parksperrenrad 14 weg in eine entsperrte Stellung vorspannt.
-
Zum Verschwenken der Sperrklinke 18 um die Schwenkachse 20 ist ein Betätigungselement 26 vorgesehen, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Rollen 28 aufweist und mittels des Parksperrenaktuators 10 wahlweise in eine Sperrrichtung S oder eine Entsperrrichtung E axial verlagert werden kann, wie in den 1 und 2 mit Pfeilen angedeutet ist. Die beiden Rollen 28 sind in einem getriebegehäusefesten Führungselement 30 geführt, so dass bei einer Axialbewegung des Betätigungselements 26 in der Sperrrichtung S eine der Rollen 28 auf eine abgeschrägte Angriffsfläche 24 der Sperrklinke 18 aufläuft, während die andere Rolle 28 sich an dem Führungselement 30 abstützt. Dadurch wird die Sperrklinke 18 entgegen der Kraft der nicht dargestellten Rückstellfeder in 1 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 20 drehend verschwenkt, um den Verriegelungszahn 22 mit der Verzahnung 16 des Parksperrenrads 14 formschlüssig in Eingriff zu bringen. Bei einer Axialbewegung des Betätigungselements 26 in der Entsperrrichtung E hingegen wird die Rolle 28 von der Angriffsfläche 24 abgezogen, was zur Folge hat, dass die Sperrklinke 18 infolge der Kraft der Rückstellfeder in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 20 drehend verschwenkt wird, wobei der Verriegelungszahn 22 von der Verzahnung 16 entfernt wird und dadurch mit dem Parksperrenrad 14 außer Eingriff gelangt.
-
Der in dem Ausführungsbeispiel von 2 gezeigte erfindungsgemäße Parksperrenaktuator 10 umfasst ein vorzugsweise aus einem Kunststoff spritzgegossenes Aktuatorgehäuse 32, an dem Befestigungsaugen 33 angeformt sind, die im Kraftfahrzeug auf an sich bekannte Weise der Befestigung des Parksperrenaktuators 10 beispielsweise mittels Schrauben an einer Getriebewand (nicht dargestellt) dienen. An dem Aktuatorgehäuse 32 ist über eine Bajonettverbindung ein hier separat ausgeführter Gehäuseteil 34 befestigt, welcher in seinem Inneren einen Elektromotor 36 aufnimmt. Das Aktuatorgehäuse 32 ist hierbei also mit dem dazugehörenden Motorgehäuse mehrteilig ausgeführt. Der Elektromotor 36 dient dazu, über einen Getriebemechanismus 38 und eine Kupplungseinrichtung 40 eine Aktuatorwelle 42 drehend anzutreiben, die über eine Exzentereinrichtung 44 die Drehbewegung in eine zumindest annähernd axial verlaufende Axialbewegung einer Betätigungsstange 46 umsetzt, welche das Betätigungselement 26 für die Parksperre 12 trägt. Die Betätigungsstange 46 kann in einem Normalbetrieb des Parksperrenaktuators 10 von dem Elektromotor 36 in der Sperrrichtung S oder umgekehrt in der Entsperrrichtung E angetrieben werden. Dabei spannt eine hier als Schraubendruckfeder ausgeführte und die Betätigungsstange 46 umgebende Nachrückfeder 48 die Betätigungsstange 46 und/oder das Betätigungselement 26 gegenüber einer Führungshülse 50 der Exzentereinrichtung 44 in Richtung der Sperrstellung vor. Sowohl die Parksperre 12 als auch der erfindungsgemäße Parksperrenaktuator 10 können innerhalb eines hier nicht gezeigten Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
-
Nachfolgend wird das Innere des erfindungsgemäßen Parksperrenaktuators 10 näher beschrieben. Die Aktuatorwelle 42 weist an ihrem der Betätigungsstange 46 zugewandten vorderen Ende einen Absatz 52 mit vergrößertem Durchmesser auf, der eine Kurbelwange für die Exzentereinrichtung 44 bildet. Der Wellenabsatz 52 ist über ein hier als Kugellager ausgeführtes vorderes Lager 54 gelagert, welches in einem Lagerschild 56 aufgenommen ist. Der Lagerschild 56 ist mittels einer Bajonettverbindung 58 in einer vorderen Gehäuseöffnung des Aktuatorgehäuses 32 befestigt und schließt dieses vorderseitig ab. An ihrem hinteren Endbereich ist die Aktuatorwelle 42 über ein hinteres Lager 60 gelagert, welches in einem innenseitigen Vorsprung 62 eines Gehäusedeckels 64 aufgenommen ist, durch den das Aktuatorgehäuse 32 rückseitig verschlossen ist. Dabei ist der Gehäusedeckel 64 über Formschlusselemente 66 mit zwischengefügten Dichtungsmitteln und/oder durch eine Schweißverbindung flüssigkeitsdicht mit dem Aktuatorgehäuses 32 verbunden.
-
Der Getriebemechanismus 38 umfasst ein Schneckengetriebe, bei dem eine auf der Abtriebswelle 68 des Elektromotors 36 befestigte Schnecke 70 eine umfangsseitige Verzahnung 72 eines Zahnrads 74 antreibt. Das Zahnrad 74 ist relativ zur Aktuatorwelle 42 drehbar und gegenüber dem Aktuatorgehäuse 32 axial positionsfest auf der Aktuatorwelle 42 gelagert.
-
An seiner dem Gehäusedeckel 64 zugewandten Seite bildet das Zahnrad 74 mit einem scheibenförmigen Ringbereich einen ersten Kupplungsteil 80, der mit einem unmittelbar daneben angeordneten zweiten Kupplungsteil 82 der Kupplungseinrichtung 40 zusammenwirkt. Die Kupplungseinrichtung 40 ist hier als formschlüssig wirkende schaltbare Trennkupplung in der Form einer Klauenkupplung ausgeführt. Dazu umfasst der zweite Kupplungsteil 82 einen einstückig mit einem scheibenförmigen Flanschabschnitt 86 ausgebildeten rohrförmigen Hülsenabschnitt 88, der mittels eines Linearkugellagers 90 axial verschiebbar und drehfest auf der Aktuatorwelle 42 angebracht ist. An den einander zugewandten Stirnflächen weist sowohl der Ringbereich des ersten Kupplungsteils 80 als auch der Flanschabschnitt 86 des zweiten Kupplungsteils 82 jeweils eine Vielzahl von hier nicht zeichnerisch dargestellten Klauen auf. Wenn der zweite Kupplungsteil 82 in der in 5 dargestellten Position axial gegen den ersten Kupplungsteil 80 anliegt, ist die Kupplungseinrichtung 40 geschlossen. Die Klauen beider Kupplungsteile 80 und 82 befinden sich dann miteinander in Eingriff, so dass zwischen den beiden Kupplungsteilen 80 und 82 in beiden Drehrichtungen ein Drehmoment übertagbar ist. Wenn hingegen der zweite Kupplungsteil 82 durch axiales Verschieben auf der Aktuatorwelle 42 von dem ersten Kupplungsteil 80 entfernt wird, geraten die Klauen beider Kupplungsteile 80 und 82 außer Eingriff, so dass die Kupplungseinrichtung 40 geöffnet ist und kein Drehmoment mehr zwischen den beiden Kupplungsteilen 80 und 82 übertagen werden kann bzw. beide Kupplungsteilen 80 und 82 relativ zueinander frei drehbar sind. Insbesondere kann bei geöffneter Kupplungseinrichtung 40 also die mit dem zweiten Kupplungsteil 82 drehfest verbundene Aktuatorwelle 42 und somit auch das hiermit über die Exzentereinrichtung 44 und die Betätigungsstange 46 verbundene Betätigungselement 26 unabhängig von dem ersten Kupplungsteil 80 und dem hiermit über das Schneckengetriebe wirkverbundenen Elektromotor 36 bewegt werden.
-
An der Kupplungseinrichtung 40 ist ein hier durch eine Schraubendruckfeder gebildetes Federelement 92 angeordnet, das die Kupplungseinrichtung 40 in ihren in 5 dargestellten geschlossenen Zustand vorspannt. Dazu stützt sich die die Aktuatorwelle 42 koaxial umgebende Schraubendruckfeder 92 einerseits über ein ringförmiges Blechteil an einer außenseitig an dem Hülsenabschnitt 88 ausgebildeten Stufe und andererseits an einer vor dem hinteren Lager 60 festgelegten Scheibe 94 ab. Gegen die Vorspannkraft dieses Federelements 92 kann die Kupplungseinrichtung 40 durch eine hier elektrisch aktivierbare Schalteinrichtung 96 geöffnet werden. Diese Schalteinrichtung 96 ist hier durch einen ringförmigen Elektromagnet 98, also durch einen elektromagnetischen Aktor gebildet. Dazu ist in an sich bekannter Weise eine Spule 100 auf einem Spulenträger aufgewickelt, welcher seinerseits in einem Magnetgehäuse 104 untergebracht ist. Das die Aktuatorwelle 42 koaxial umgebende ringförmige Magnetgehäuse 104 ist in dem Aktuatorgehäuse 32 aufgenommen und auf einem axial nach vorne vorstehenden Bereich des Außenrings des hinteren Lagers 60 zentriert, sowie in axialer Richtung zwischen einer innenseitig am Aktuatorgehäuse 32 ausgeformten Stufe und dem Vorsprung 62 des Gehäusedeckels 64 festgelegt. Der axial verschiebbare zweite Kupplungsteil 82 ist hier zumindest mit aus Eisen bestehenden Bestandteilen ausgeführt und bildet dadurch einen Eisenkern, der bei einer Bestromung der Spule 100 des Elektromagnets 98 als Tauchanker gegen die Vorspannkraft des Federelements 92 soweit in die Spule 100 hineingezogen wird, bis das freie Ende des Hülsenabschnitts 88 an der einen Axialanschlag bildenden Scheibe 94 anliegt. In dieser Endposition befindet sich der scheibenförmige Flanschabschnitt 86 des zweiten Kupplungsteils 82, dessen Außenumfang berührungsfrei in das ringförmige Magnetgehäuse 104 eintreten kann, noch in einem gewissen axialen Abstand von der Spule 100 und dem Spulenträger, so dass hier auch bei einer Bestromung der Spule 100 keine Berührung vorliegt und somit keine magnetischen Haltekräfte auftreten, welche eine Verdrehung des zweiten Kupplungsteils 82 und der drehfest hiermit verbundenen Aktuatorwelle 42 verhindern oder erschweren würden.
-
Zur Ausbildung eines Sekundärantriebs, der bei einer Störung des durch den Elektromotor 36 gebildeten Primärantriebs in einem Notbetrieb bei geöffneter Kupplungseinrichtung 40 die Aktuatorwelle 42 auch unabhängig von dem Elektromotor 36 drehen kann, ist in dem Aktuatorgehäuse 32 eine Federeinrichtung 110 vorgesehen, die hier durch eine Spiralfeder gebildet ist. Die Spiralfeder 110 befindet sich im vorderen Bereich neben dem Wellenabsatz 52 und ist innen an der Aktuatorwelle 42 befestigt. Nach mehreren die Aktuatorwelle 42 spiralförmig umgebenden Windungen ist der äußere Endbereich der Federeinrichtung 110 an einem dem Lagerschild 56 benachbarten Abschnitt des Aktuatorgehäuses 32 festgelegt. Auf diese Weise beaufschlagt die Spiralfeder 110 die Aktuatorwelle 42 in einer Drehrichtung, in der diese bei geöffneter Kupplungseinrichtung 40 das Betätigungselement 26 über die Betätigungsstange 46 in der Sperrrichtung S bewegt, so dass die Sperrklinke 18 durch die in der Federeinrichtung 110 gespeicherte Energie in die Sperrstellung verschwenkt und so die Parksperre 12 aktiviert und das Kraftfahrzeug blockiert wird. Dabei erreicht die Sperrklinke 18 ihre Sperrstellung bereits bevor die Exzentereinrichtung 44 ihren der Sperrklinke 18 zugewandten oberen Totpunkt durchläuft, so dass die Sperrklinke 18 durch die in der Federeinrichtung 110 gespeicherte und auch weiterhin auf die Aktuatorwelle 42 einwirkende Energie zuverlässig in der Sperrstellung gehalten wird. Wenn die Störung behoben ist, kann die Parksperre 12 im Normalbetrieb wieder vom Elektromotor 36 entsperrt werden, wodurch zugleich auch die Spiralfeder 110 erneut in den vorherigen Zustand vorgespannt wird.
-
Damit die Parksperre auch bei möglichen Erschütterungen oder Vibrationen des Fahrzeugs sicher in der vom Fahrer gewünschten Stellung bleibt, ist in dem Parksperrenaktuator 10 erfindungsgemäß eine Blockiereinrichtung 112 vorgesehen, durch welche die Aktuatorwelle 42 in der Freigabeposition sowie in der Sperrposition jeweils formschlüssig blockiert werden kann. Eine unbeabsichtigte Verdrehung der Aktuatorwelle 42 und somit auch eine ungewollte Verstellung der Parksperre wird daher zuverlässig vermieden.
-
Die Blockiereinrichtung 112 umfasst ein Blockierelement 114, das mit einem bolzenförmigen Schaft axial verschiebbar in einem Führungselement 116 gelagert ist. Zwischen einem radial nach außen vorstehenden Kragen 118 des Blockierelements 114 und dem Boden 120 des Führungselements 116 ist eine hier als Schraubendruckfeder ausgeführte Feder 122 angeordnet, die das Blockierelement 114 in seine in den 5, 8 und 9 dargestellten Blockierungszustand vorspannt. Das Führungselement 116 ist in eine Öffnung 124 des Aktuatorgehäuses 32, welches hier innenseitig die Trägerstruktur 126 für die Aktuatorwelle 42 ausbildet, eingesetzt und darin durch Verschweißen befestigt.
-
In diesem Blockierungszustand greift der freie Endabschnitt 128 des Blockierelements 114 federbelastet in eine erste Ausnehmung 130 ein, die am Umfang des Flanschabschnitts 86 des drehfest mit der Aktuatorwelle 42 verbundenen zweiten Kupplungsteils 82 ausgenommen ist. Die Aktuatorwelle 42 befindet sich dabei in der Freigabeposition, die der entsperrten Stellung der Sperrklinke 18 entspricht. Gegenüber der ersten Ausnehmung 130 ist eine zweite Ausnehmung 132 am Umfang des Flanschabschnitts 86 des zweiten Kupplungsteils 82 ausgenommen, in die der freie Endabschnitt 128 des Blockierelements 114 nach einer entsprechenden Verdrehung der Aktuatorwelle 42 in die Sperrposition, die der Sperrstellung der Sperrklinke 18 entspricht, ebenfalls federbelastet einzugreifen vermag. Diese Position entspricht dann ebenfalls einem Blockierungszustand der Blockiereinrichtung 112. So wird sowohl in der Freigabeposition als auch in der Sperrposition der Aktuatorwelle 42 jeweils ein formschlüssig wirkender Halt zwischen der mit der Trägerstruktur 126 bzw. mit dem Gehäuse 32 fest verbundenen Blockiereinrichtung 112 einerseits und dem drehfest mit der Aktuatorwelle 42 verbundenen zweiten Kupplungsteil 82 andererseits bewirkt.
-
Die beiden Ausnehmungen 130 und 132 sind in Umfangsrichtung jeweils breiter ausgebildet, als die in Umfangsrichtung betrachtete Breite des Endabschnitts 128 des Blockierelements 114. Auf diese Weise ergibt sich in beiden Blockierungszuständen der Blockiereinrichtung 112 jeweils ein mit Spiel ausgeführter formschlüssig wirkender Halt. Dabei sind die in Umfangsrichtung der beiden Ausnehmungen 130 und 132 liegenden Ränder abgeschrägt, während die in Umfangsrichtung liegenden Konturen des Endabschnitts 128 des Blockierelements 114 abgerundet ausgebildet sind.
-
Bei einer durch den Elektromotor 36 bewirkten Verdrehung der Aktuatorwelle 42 kann das Blockierelement 114 aufgrund der abgeschrägten Konturen der Ausnehmungen 130 und 132 und der abgerundeten Konturen des Endabschnitts 128 des Blockierelements 114 gegen die Vorspannkraft der Feder 122 in das Führungselement 116 hineingedrückt werden, wohingegen diese Vorspannkraft der Feder 122 ohne ein von dem Elektromotor 36 aufgebrachtes Antriebsmoment nicht überwunden werden kann, so dass der gewünschte formschlüssige Halt der Aktuatorwelle 42 in der Freigabeposition und in der Sperrposition zuverlässig gewährleistet ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102017219208 A1 [0003]
- DE 10212038 A1 [0004]
