DE102020122237A1

DE102020122237A1 - Electromechanical parking lock actuator

Info

Publication number: DE102020122237A1
Application number: DE102020122237.8A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Graner
Original assignee: FTE Automotive GmbH
Current assignee: Valeo Powertrain GmbH
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-12-23
Also published as: CN113833846A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Parksperrenaktuator (10) zur Betätigung einer Parksperre (12) in einem Kraftfahrzeug, umfassend- einen Elektromotor (36) mit einer Abtriebswelle (68),- eine drehbar oder schwenkbar in einer Trägerstruktur (126) gelagerte Aktuatorwelle (42), die dazu dient, unmittelbar oder mittelbar ein auf eine Sperrklinke (18) einer Parksperre (12) einwirkendes Betätigungselement (26) anzutreiben,wobei die Aktuatorwelle (42) zwischen einer Sperrposition, die einer Sperrstellung der Sperrklinke (18) entspricht, und einer Freigabeposition, die einer entsperrten Stellung der Sperrklinke (18) entspricht, verlagerbar ist, wobei die Abtriebswelle (68) des Elektromotors (36) über ein Schneckengetriebe (70) mit der Aktuatorwelle (42) wirkverbunden ist,und wobei der Parksperrenaktuator (10) eine Blockiereinrichtung (112) umfasst, welche zumindest in der Freigabeposition der Aktuatorwelle (42) einen spielfreien oder spielbehafteten, formschlüssig wirkenden Halt zwischen der Trägerstruktur (126) einerseits und der Aktuatorwelle (42) oder einem drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Element (82) andererseits bewirkt.The invention relates to an electromechanical parking lock actuator (10) for actuating a parking lock (12) in a motor vehicle, comprising - an electric motor (36) with an output shaft (68), - an actuator shaft (42) rotatably or pivotably mounted in a support structure (126) which serves to drive an actuating element (26) acting directly or indirectly on a pawl (18) of a parking lock (12), the actuator shaft (42) between a locking position, which corresponds to a locking position of the locking pawl (18), and a release position , which corresponds to an unlocked position of the pawl (18), is displaceable, the output shaft (68) of the electric motor (36) being operatively connected to the actuator shaft (42) via a worm gear (70), and the parking lock actuator (10) having a blocking device (112) which, at least in the release position of the actuator shaft (42), has a play-free or play-afflicted, form-fitting hold between the support structure (126) on the one hand and the actuator shaft (42) or an element (82) connected non-rotatably to the actuator shaft (42) on the other hand.

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 provided to prevent the motor vehicle from unintentionally rolling away in a locked position. In particular, the invention relates to electromechanical parking lock actuators, such as those used in the automotive industry, for example, in electrically powered motor vehicles or in motor vehicles with hybrid transmissions, with automated transmissions or with automatic transmissions.

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.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 clutch elements are normally open. The drive train is then blocked, as a rule, by means of a parking lock gear, which is arranged on an output shaft of the transmission and has a toothing, and which can be positively locked on the toothing by means of a parking lock pawl pivoted on a parallel axis. The parking lock pawl is pretensioned by the force of a return spring either away from the parking lock gear into an unlocked position (NP position) or towards the parking lock gear into the locked position (P position). To pivot the parking lock pawl against the force of the return spring, hydraulic and 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 for example in the form of a Cam or a cone or a carrier with two rollers can be formed, against which the parking lock pawl can be moved in order to pivot it. In order to ensure that the parking lock can also engage and thus prevent the vehicle from rolling away if the parking lock pawl comes into contact with a tooth of the parking lock wheel when it is actuated without interlocking with the toothing, there is usually an energy storage device (return spring) on the actuating element. provided which, in the event of the motor vehicle rolling, moves up the parking lock pawl via the actuating element, so that it engages with the toothing of the parking lock wheel.

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.Electromechanical parking lock actuators with these functions are known from the prior art. For example, the document discloses DE 10 2017 219 208 A1 a parking lock arrangement in which an electric motor swivels an actuator shaft via a gear mechanism in order to displace an eccentrically articulated actuating rod with a translational movement component which acts on a pawl of the parking lock via an actuating element. A detent plate formed integrally with the pivotable actuator shaft has two recesses in which a detent spring in the form of a leaf spring with a rotatably mounted roller for locking the parking lock arrangement in the locked state (P position) and the unlocked state (NP position) engages .

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.Such a locking is not present in known parking lock actuators with a worm gear interposed between the electric motor and the actuator shaft due to the self-locking of the worm gear. For example, from the DE 102 12 038 A1 an electromechanical parking lock actuator is known, which comprises an electric motor, the output shaft of which is operatively connected via a worm gear to a first clutch part of a separating clutch that can be switched by an electromagnet, while the second clutch part is provided for an actuating element acting on the pawl of a parking lock, in particular via interconnected transmission means such as a Actuating rod to drive.

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.The present invention is based on the object of proposing an electromechanical parking lock actuator of the type mentioned above which is as simple as possible for actuating a parking lock in a motor vehicle and which offers a particularly high level of security against unintentional adjustment of the parking lock.

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.According to the invention, this object is achieved by an electromechanical parking lock actuator according to claim 1. Advantageous refinements and expedient developments of the invention emerge from the dependent claims.

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.In the case of an electromechanical parking lock actuator intended for actuating a parking lock in a motor vehicle, which comprises an electric motor and an actuator shaft which is rotatably or pivotably mounted in a support structure, in particular in an actuator housing, and which serves to directly or indirectly activate an actuating element that acts on a pawl of a parking lock To drive, the actuator shaft is adjustable between a locking position in which the pawl is in a locked position (P position) and a release position in which the pawl is in an unlocked position (NP position), and the output shaft of the electric motor via a worm gear the actuator shaft is operatively connected, the parking lock actuator according to the invention has a blocking device which, at least in the release position of the actuator shaft, provides a positive hold between the support structure on the one hand and the actuator shaft or an element non-rotatably connected to the actuator shaft on the other. The form-fitting hold can either be designed with no play or with a certain amount of play.

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.An essential advantage of the embodiment according to the invention is that in the release position of the actuator shaft, in addition to the inhibition brought about by the worm gear, a form-fitting blocking is added. This achieves a particularly secure hold of the actuator shaft in the release position, so that unintentional rotation of the actuator shaft and the associated risk of an unintentional adjustment of the parking lock into the locked position is excluded. In this way, damage to the parking lock or the motor vehicle through uncontrolled actuation of the parking lock is reliably prevented even if the self-locking intended with the worm gear is insufficient due to possible shocks or vibrations, for example when driving the motor vehicle or when operating the vehicle engine .

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.The parking lock actuator according to the invention is therefore characterized by a particularly high level of operational reliability. In addition, it is inexpensive to manufacture with a simple construction and easy to assemble. Its compact design also enables it to be easily accommodated even in confined spaces.

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.It is particularly advantageous if the blocking device also provides a positively locking hold between the support structure on the one hand and the actuator shaft or an element connected non-rotatably to the actuator shaft on the other hand, even in the blocking position of the actuator shaft. Here, too, the form-fitting hold can be designed either without play or with a certain amount of play. In this way, an unintentional adjustment of the parking lock into the unlocked position can also be reliably prevented.

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.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the actuator shaft or an element non-rotatably connected to the actuator shaft has a recess or, if necessary, two recesses, the positively acting hold being brought about by a blocking element belonging to the blocking device in the release position of the actuator shaft at least partially engages in a first recess and, if necessary, also at least partially engages in the other recess in the blocking position of the actuator shaft. The blocking device is firmly connected to the support structure. Alternatively, however, a reverse arrangement is also possible, in which a blocking element of the blocking device is arranged on the actuator shaft or on an element connected non-rotatably to the actuator shaft and the positive hold is achieved by the blocking element engaging in a recess in each case that is on the support structure or is formed in a component connected to the carrier structure.

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.It is particularly advantageous if the at least one recess on the outer circumference of the actuator shaft or of the element non-rotatably connected to the actuator shaft is cut out and the blocking element engages the at least one recess at least approximately in the radial direction in order to effect the positively acting hold.

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.It is furthermore favorable if the at least one recess in the circumferential direction of the actuator shaft or of the element connected non-rotatably to the actuator shaft is cut out over a longer extent than the width of the blocking element extends in the circumferential direction. In this way, engagement with play is achieved that is less sensitive to tolerances during assembly and operation.

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.According to a further preferred embodiment of the invention, the blocking element is held in a force-locking manner in the respective recess at least in the release position of the actuator shaft and possibly also in the blocking position of the actuator shaft in order to effect the positively acting hold.

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.For this purpose, it is proposed that the blocking element is advantageously axially displaceable in a guide element of the blocking device and is acted upon by a spring, in particular by a helical compression spring, in the direction of the actuator shaft or the element connected to the actuator shaft in a rotationally fixed manner, so that there is a resilient pressure piece forms and causes a positive locking hold.

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.It is also advantageous if the parking lock actuator comprises a housing, which may be constructed in several parts and which accommodates at least the electric motor, the worm gear and the support structure with the part of the actuator shaft mounted therein, the housing having a recess on the inside or an opening extending through the housing wall, into which the guide element is inserted. The support structure for the actuator shaft can be implemented either completely or partially as a separate device and inserted into the housing or formed by certain shaped elements in the interior of the housing and thus formed in one piece with the housing.

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.It is also particularly advantageous if the guide element of the blocking device is inserted from the outside into an opening passing through the wall of the housing, as a result of which the spring acting on the blocking element is pretensioned under pressure. In this way, a particularly simple assembly of the parking lock actuator is made possible.

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.The guide element can preferably be welded in the opening of the housing. Alternatively, it can also be provided with an externally threaded section and screwed into the housing opening.

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.It is particularly advantageous if the blocking element and / or the at least one recess has beveled and / or rounded contours in the circumferential direction of the actuator shaft or of the rotary element connected non-rotatably to the actuator shaft. In this way, a blocking element mounted in the manner of a resilient pressure piece can easily be pushed out of the respective recess when the actuator shaft rotates driven by the electric motor by sliding the beveled or rounded contours on one another under further tension of the spring, so that the intended adjustment of the Parking lock can be brought about easily. The preload of the spring is set in such a way that such a sliding of the beveled or rounded contours on one another is not possible without the application of a driving force by the electric motor, so that the desired positive locking of the actuator shaft in the release position and possibly also in the locked position is achieved .

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.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, the parking lock actuator has a form-fitting and / or force-fitting coupling device with two rotatably or pivotably mounted coupling parts, of which a first coupling part is operatively connected to the output shaft of the electric motor via the worm gear, while the second coupling part is in particular via a linear ball bearing is mounted so as to be axially displaceable relative to the first coupling part and is non-rotatably connected to the actuator shaft. It is proposed that the at least one recess is cut out in the second coupling part that is connected to the actuator shaft in a rotationally fixed manner.

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.It is particularly advantageous if the at least one recess is designed to be open in the axial direction with no edge limitation relative to the actuator shaft, so that the blocking element can be disengaged from the at least one recess when the clutch is opened by axially displacing the second coupling part. Such an opening of the clutch brought about by a secondary drive separates the electric motor and the worm gear from the actuator shaft and thus advantageously enables emergency actuation of the parking lock in the event of failure of the actuator, which can then be done, for example, manually or by an additional spring device of the parking lock actuator, which the actuator shaft in applied or pretensioned in a desired direction of rotation. In such an emergency, the positive locking of the actuator shaft according to the invention is also canceled by opening the clutch.

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.Depending on the angle of rotation by which the actuator shaft is rotated during the emergency operation, a second recess is advantageously positioned on the second coupling part in such a way that the blocking element when the coupling is closed later, which results in an axial displacement of the second coupling part in the direction of the first coupling part is associated, can be brought into engagement with the second recess.

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.

Further advantages and features of the invention emerge from the following description of the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:

1 : schematic representation of a parking lock with an electromechanical parking lock actuator,
2 : perspective view of an electromechanical parking lock actuator according to the invention,
3 : the parking lock actuator off 2 with partially removed housing,
4th : A bottom view of the parking lock actuator 2 ,
5 : a sectional view along the section line AA 4th ,
6th : a sectional view along the section line BB from 4th ,
7th : a sectional view along the section line CC 5 ,
8th : an enlarged view of the detail X from 5 , and
9 : a schematic representation of the blocking device according to the invention.

Zur Vereinfachung sind in den Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen identische Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.For the sake of simplification, the figures are identical even in the case of different embodiments Elements are denoted by identical reference numerals.

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. 1 shows an electromechanical parking lock actuator 10 , which is provided, a parking lock arranged in a motor vehicle 12th to operate. The parking lock 12th has a parking lock wheel in a manner known per se 14th on, which is rotatably and axially arranged on a gear shaft (not shown) of a motor vehicle transmission and a toothing on the outer circumference 16 owns. The parking lock comprises the form-fitting locking of the drive train of the motor vehicle 12th also a pawl 18th attached to a gear housing, not shown here, about a pivot axis 20th is pivotably articulated and a locking tooth 22nd has, which upon pivoting of the pawl 18th around the pivot axis 20th with the gearing 16 of the parking lock wheel 14th able to intervene positively. On the pawl 18th engages a return spring, not shown here, supported against the gear housing or suspended from it, which the pawl 18th from the parking lock wheel 14th biased away to an unlocked position.

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.For pivoting the pawl 18th around the pivot axis 20th is an actuator 26th provided, which in the illustrated embodiment has two roles 28 and by means of the parking lock actuator 10 optionally in a blocking direction S. or an unlock direction E. can be axially displaced, as in the 1 and 2 is indicated with arrows. The two roles 28 are in a guide element fixed to the gearbox housing 30th out, so that with an axial movement of the actuating element 26th in the reverse direction S. one of the roles 28 on a beveled attack surface 24 the pawl 18th accrues while the other role 28 on the guide element 30th supports. This will release the pawl 18th against the force of the return spring (not shown) in 1 clockwise around the pivot axis 20th pivoted to the locking tooth 22nd with the gearing 16 of the parking lock wheel 14th to bring form-fitting into engagement. With an axial movement of the actuating element 26th in the unlocking direction E. however, the role becomes 28 from the attack surface 24 pulled off, which has the consequence that the pawl 18th due to the force of the return spring in 1 counterclockwise around the pivot axis 20th is pivoted in a rotating manner, the locking tooth 22nd of the gearing 16 is removed and thereby with the parking lock wheel 14th disengaged.

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. In the embodiment of 2 Parking lock actuator shown according to the invention 10 comprises an actuator housing which is preferably injection-molded from a plastic 32 , on the fastening eyes 33 are formed, the fastening of the parking lock actuator in the motor vehicle in a manner known per se 10 serve for example by means of screws on a transmission wall (not shown). On the actuator housing 32 is a separately executed housing part here via a bayonet connection 34 attached, which in its interior has an electric motor 36 records. The actuator housing 32 is in this case designed in several parts with the associated motor housing. The electric motor 36 serves to use a gear mechanism 38 and a coupling device 40 an actuator shaft 42 to drive rotating, via an eccentric device 44 the rotary movement into an at least approximately axially extending axial movement of an actuating rod 46 implements which the actuator 26th for the parking lock 12th wearing. The operating rod 46 can in normal operation of the parking lock actuator 10 from the electric motor 36 in the reverse direction S. or vice versa in the unlocking direction E. are driven. In this case, a helical compression spring designed here tensions the actuating rod 46 surrounding return spring 48 the operating rod 46 and / or the actuating element 26th compared to a guide sleeve 50 the eccentric device 44 in the direction of the locked position. Both the parking lock 12th as well as the parking lock actuator according to the invention 10 can be arranged within a transmission housing, not shown here, of a motor vehicle.

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.The following is the interior of the parking lock actuator according to the invention 10 described in more detail. The actuator shaft 42 points at her the actuating rod 46 facing front end a paragraph 52 with an enlarged diameter, the one crank web for the eccentric device 44 forms. The wave heel 52 is via a front bearing designed here as a ball bearing 54 stored, which in a bearing plate 56 is recorded. The bearing shield 56 is by means of a bayonet connection 58 in a front housing opening of the actuator housing 32 attached and closes this on the front. The actuator shaft is at its rear end area 42 via a rear warehouse 60 stored, which in an inside protrusion 62 a housing cover 64 is received, through which the actuator housing 32 is closed on the back. Here is the housing cover 64 via form-fit elements 66 with interposed sealing means and / or liquid-tight by a welded connection with the actuator housing 32 connected.

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.The gear mechanism 38 includes a worm gear with one on the output shaft 68 of the electric motor 36 fortified snail 70 a circumferential toothing 72 of a gear 74 drives. The gear 74 is relative to the actuator shaft 42 rotatable and opposite the actuator housing 32 axially fixed on the actuator shaft 42 stored.

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.On his the case cover 64 facing side forms the gear 74 a first coupling part with a disk-shaped ring area 80 , the one with a second coupling part arranged immediately next to it 82 the coupling device 40 cooperates. The coupling device 40 is designed here as a form-fitting switchable disconnect clutch in the form of a claw clutch. To this end, the second coupling part comprises 82 one integral with a disc-shaped flange portion 86 formed tubular sleeve section 88 , which by means of a linear ball bearing 90 axially displaceable and non-rotatably on the actuator shaft 42 is appropriate. Both the ring area of the first coupling part has on the facing end faces 80 as well as the flange section 86 of the second coupling part 82 in each case a plurality of claws not shown in the drawing here. When the second coupling part 82 in the in 5 position shown axially against the first coupling part 80 is applied, is the coupling device 40 closed. The claws of both coupling parts 80 and 82 are then in engagement with one another, so that between the two coupling parts 80 and 82 A torque can be transmitted in both directions of rotation. If, however, the second coupling part 82 by moving it axially on the actuator shaft 42 from the first coupling part 80 removed, the claws of both coupling parts get caught 80 and 82 disengaged so that the coupling device 40 is open and there is no more torque between the two coupling parts 80 and 82 can be transferred or both coupling parts 80 and 82 are freely rotatable relative to each other. In particular, when the clutch device 40 So the one with the second coupling part 82 non-rotatably connected actuator shaft 42 and thus also this via the eccentric device 44 and the operating rod 46 connected actuator 26th independent of the first coupling part 80 and the electric motor that is operatively connected to it via the worm gear 36 be moved.

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.On the coupling device 40 is a spring element formed here by a helical compression spring 92 arranged that the coupling device 40 in their in 5 biases shown closed state. The actuator shaft is supported for this purpose 42 coaxially surrounding helical compression spring 92 on the one hand via an annular sheet metal part on the outside on the sleeve section 88 trained step and on the other hand at a front of the rear camp 60 fixed disc 94 away. Against the biasing force of this spring element 92 can the coupling device 40 by a switching device that can be activated electrically here 96 be opened. This switching device 96 is here by an annular electromagnet 98 , so formed by an electromagnetic actuator. A coil is used for this in a manner known per se 100 wound on a bobbin, which in turn is in a magnet housing 104 is housed. That the actuator shaft 42 coaxially surrounding annular magnet housing 104 is in the actuator housing 32 received and on an axially forward protruding area of the outer ring of the rear bearing 60 centered, as well as in the axial direction between an inside on the actuator housing 32 formed step and the projection 62 of the housing cover 64 set. The axially displaceable second coupling part 82 is executed here at least with components made of iron and thereby forms an iron core that is activated when the coil is energized 100 of the electromagnet 98 as a plunger against the pretensioning force of the spring element 92 so far in the coil 100 is pulled in until the free end of the sleeve section 88 on the disk forming an axial stop 94 is applied. The disk-shaped flange section is in this end position 86 of the second coupling part 82 , the outer circumference of which is in contact with the ring-shaped magnet housing 104 can occur, still at a certain axial distance from the coil 100 and the coil carrier, so that here even when the coil is energized 100 there is no contact and thus no magnetic holding forces occur which would cause a rotation of the second coupling part 82 and the actuator shaft non-rotatably connected therewith 42 would prevent or make it more difficult.

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.To form a secondary drive, which is triggered by the electric motor in the event of a malfunction 36 formed primary drive in emergency operation with the clutch device open 40 the actuator shaft 42 also independent of the electric motor 36 can rotate is in the actuator housing 32 a spring device 110 provided, which is formed here by a spiral spring. The spiral spring 110 is located in the front area next to the shaft shoulder 52 and is on the inside of the actuator shaft 42 attached. After several the actuator shaft 42 spirally surrounding turns is the outer end region of the spring device 110 on one of the end shields 56 adjacent section of the actuator housing 32 set. In this way the spiral spring acts 110 the actuator shaft 42 in a direction of rotation in which it is when the clutch device is open 40 the actuator 26th via the operating rod 46 in the reverse direction S. moved so that the pawl 18th by the in the spring device 110 stored energy is pivoted into the locked position and so does the parking lock 12th activated and the motor vehicle is blocked. This reaches the pawl 18th their locked position before the eccentric device 44 theirs the pawl 18th facing top dead center passes through so that the pawl 18th by the in the spring device 110 stored and still on the actuator shaft 42 acting energy is reliably held in the locked position. When the fault has been rectified, the Parking lock 12th in normal operation again from the electric motor 36 unlocked, which also causes the spiral spring 110 is biased again to the previous state.

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.So that the parking lock remains safely in the position desired by the driver even in the event of possible shocks or vibrations of the vehicle, there is a parking lock actuator 10 according to the invention a blocking device 112 provided through which the actuator shaft 42 can be blocked positively in each case in the release position and in the locked position. Accidental rotation of the actuator shaft 42 and thus an unintentional adjustment of the parking lock is reliably avoided.

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.The blocking device 112 comprises a blocking element 114 , which is axially displaceable in a guide element with a bolt-shaped shaft 116 is stored. Between a radially outwardly protruding collar 118 of the blocking element 114 and the ground 120 of the guide element 116 is a spring designed here as a helical compression spring 122 arranged that the blocking element 114 in his in the 5 , 8th and 9 preloaded blocking state shown. The guiding element 116 is in an opening 124 of the actuator housing 32 , which here is the support structure on the inside 126 for the actuator shaft 42 forms, inserted and fastened therein by welding.

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.In this blocking state, the free end section engages 128 of the blocking element 114 spring-loaded into a first recess 130 one that is on the periphery of the flange portion 86 rotatably with the actuator shaft 42 connected second coupling part 82 is excluded. The actuator shaft 42 is in the release position, that of the unlocked position of the pawl 18th is equivalent to. Opposite the first recess 130 is a second recess 132 on the circumference of the flange section 86 of the second coupling part 82 except in which the free end section 128 of the blocking element 114 after a corresponding rotation of the actuator shaft 42 into the locking position, that of the locking position of the locking pawl 18th corresponds, is also able to intervene in a spring-loaded manner. This position then also corresponds to a blocking state of the blocking device 112 . The actuator shaft is thus both in the release position and in the locked position 42 in each case a positively acting hold between the with the support structure 126 or with the housing 32 firmly connected blocking device 112 on the one hand and non-rotatably with the actuator shaft 42 connected second coupling part 82 on the other hand causes.

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.The two recesses 130 and 132 are each made wider in the circumferential direction than the width of the end section viewed in the circumferential direction 128 of the blocking element 114 . In this way, the blocking device results in both blocking states 112 in each case a form-fitting holding executed with play. They are in the circumferential direction of the two recesses 130 and 132 lying edges beveled, while the contours of the end portion lying in the circumferential direction 128 of the blocking element 114 are rounded.

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.With one by the electric motor 36 caused rotation of the actuator shaft 42 can the blocking element 114 due to the beveled contours of the recesses 130 and 132 and the rounded contours of the end section 128 of the blocking element 114 against the pretensioning force of the spring 122 in the guide element 116 are pushed in, whereas this biasing force of the spring 122 without one from the electric motor 36 applied drive torque cannot be overcome, so that the desired positive hold of the actuator shaft 42 is reliably guaranteed in the release position and in the locked position.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017219208 A1 [0003]DE 102017219208 A1 [0003]
DE 10212038 A1 [0004]DE 10212038 A1 [0004]

Claims

Elektromechanischer Parksperrenaktuator (10) zur Betätigung einer Parksperre (12) in einem Kraftfahrzeug, umfassend - einen Elektromotor (36) mit einer Abtriebswelle (68), - eine drehbar oder schwenkbar in einer Trägerstruktur (126) gelagerte Aktuatorwelle (42), die dazu dient, unmittelbar oder mittelbar ein auf eine Sperrklinke (18) einer Parksperre (12) einwirkendes Betätigungselement (26) anzutreiben, wobei die Aktuatorwelle (42) zwischen einer Sperrposition, die einer Sperrstellung der Sperrklinke (18) entspricht, und einer Freigabeposition, die einer entsperrten Stellung der Sperrklinke (18) entspricht, verlagerbar ist, und wobei die Abtriebswelle (68) des Elektromotors (36) über ein Schneckengetriebe (70) mit der Aktuatorwelle (42) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Parksperrenaktuator (10) eine Blockiereinrichtung (112) umfasst, welche zumindest in der Freigabeposition der Aktuatorwelle (42) einen spielfreien oder spielbehafteten, formschlüssig wirkenden Halt zwischen der Trägerstruktur (126) einerseits und der Aktuatorwelle (42) oder einem drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Element (82) andererseits bewirkt.Electromechanical parking lock actuator (10) for actuating a parking lock (12) in a motor vehicle, comprising - an electric motor (36) with an output shaft (68), - an actuator shaft (42) which is rotatably or pivotably mounted in a support structure (126) and is used for this purpose to drive directly or indirectly an actuating element (26) acting on a pawl (18) of a parking lock (12), the actuator shaft (42) between a locking position, which corresponds to a locking position of the locking pawl (18), and a release position, which is an unlocked one Position of the pawl (18), is displaceable, and wherein the output shaft (68) of the electric motor (36) is operatively connected to the actuator shaft (42) via a worm gear (70), characterized in that the parking lock actuator (10) has a blocking device ( 112), which at least in the release position of the actuator shaft (42) has a play-free or play-prone, positively acting hold z between the support structure (126) on the one hand and the actuator shaft (42) or an element (82) connected non-rotatably to the actuator shaft (42) on the other hand.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiereinrichtung (112) auch in der Sperrposition der Aktuatorwelle (42) einen spielfreien oder spielbehafteten, formschlüssig wirkenden Halt zwischen der Trägerstruktur (126) einerseits und der Aktuatorwelle (42) oder einem drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Element (82) andererseits bewirkt.Parking lock actuator (10) after Claim 1 , characterized in that the blocking device (112) also in the blocking position of the actuator shaft (42) provides a backlash-free or backlash, positively acting hold between the support structure (126) on the one hand and the actuator shaft (42) or a non-rotatably connected to the actuator shaft (42) Element (82) on the other hand causes.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorwelle (42) oder ein drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenes Element (82) mindestens eine Ausnehmung (130, 132) aufweist, in die zum Bewirken des formschlüssig wirkenden Halts ein Blockierelement (114) der mit der Trägerstruktur (126) verbundenen Blockiereinrichtung (112) zumindest teilweise eingreift.Parking lock actuator (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that the actuator shaft (42) or an element (82) that is non-rotatably connected to the actuator shaft (42) has at least one recess (130, 132) into which a blocking element (114) which is connected to the Support structure (126) connected blocking device (112) at least partially engages.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (130, 132) am Umfang der Aktuatorwelle (42) oder des drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Elements (82) ausgebildet ist und das Blockierelement (114) in radialer Richtung in die mindestens eine Ausnehmung (130, 132) eingreift.Parking lock actuator (10) after Claim 3 , characterized in that the at least one recess (130, 132) is formed on the circumference of the actuator shaft (42) or of the element (82) connected in a rotationally fixed manner to the actuator shaft (42) and the blocking element (114) in the radial direction in the at least one Recess (130, 132) engages.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung der Aktuatorwelle (42) oder des drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Elements (82) die mindestens eine Ausnehmung (130, 132) länger ausgebildet ist als die Breite des Blockierelements (114).Parking lock actuator (10) after Claim 4 , characterized in that the at least one recess (130, 132) is longer than the width of the blocking element (114) in the circumferential direction of the actuator shaft (42) or of the element (82) connected non-rotatably to the actuator shaft (42).

Parksperrenaktuator (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewirken des formschlüssig wirkenden Halts das Blockierelement (114) kraftschlüssig in der mindestens einen Ausnehmung (130, 132) gehalten ist.Parking lock actuator (10) according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the blocking element (114) is held in a force-locking manner in the at least one recess (130, 132) in order to effect the positively acting hold.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (114) axial verlagerbar in einem Führungselement (116) der Blockiereinrichtung (112) geführt und durch eine Feder (122), insbesondere eine Schraubendruckfeder, in Richtung zu der Aktuatorwelle (42) oder zu dem drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Element (82) beaufschlagt ist.Parking lock actuator (10) after Claim 6 , characterized in that the blocking element (114) axially displaceable in a guide element (116) of the blocking device (112) and guided by a spring (122), in particular a helical compression spring, in the direction of the actuator shaft (42) or to the rotationally fixed with the Actuator shaft (42) connected element (82) is acted upon.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Gehäuse (32) umfasst, in welchem zumindest der Elektromotor (36), das Schneckengetriebe (70) und die Trägerstruktur (126) mit dem darin gelagerten Teil der Aktuatorwelle (42) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (32) eine Öffnung (124) aufweist, in die das Führungselement (116) eingesetzt ist.Parking lock actuator (10) after Claim 7 , characterized in that it comprises a housing (32) in which at least the electric motor (36), the worm gear (70) and the support structure (126) with the part of the actuator shaft (42) mounted therein is arranged, the housing ( 32) has an opening (124) into which the guide element (116) is inserted.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement unter Aufbringung einer Vorspannung auf die das Blockierelement (114) beaufschlagende Feder (122) von außen in die Öffnung (124) des Gehäuses (32) eingesetzt ist.Parking lock actuator (10) after Claim 8 , characterized in that the guide element is inserted from the outside into the opening (124) of the housing (32) while a pretension is applied to the spring (122) acting on the blocking element (114).

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (116) in die Öffnung (124) des Gehäuses (32) eingeschraubt oder darin verschweißt ist.Parking lock actuator (10) after Claim 8 or 9 , characterized in that the guide element (116) is screwed or welded into the opening (124) of the housing (32).

Parksperrenaktuator (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (114) und/oder die mindestens eine Ausnehmung (130, 132) in Umfangsrichtung der Aktuatorwelle (42) oder des drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbundenen Drehelements (82) abgeschrägte und/oder abgerundete Konturen aufweist.Parking lock actuator (10) according to one of the Claims 3 until 10 , characterized in that the blocking element (114) and / or the at least one recess (130, 132) has beveled and / or rounded contours in the circumferential direction of the actuator shaft (42) or of the rotary element (82) connected non-rotatably to the actuator shaft (42) .

Parksperrenaktuator (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er eine formschlüssig und/oder kraftschlüssig wirkende Kupplungseinrichtung (40) mit zwei drehbar oder schwenkbar gelagerten Kupplungsteilen (80, 82) umfasst, von denen ein erster Kupplungsteil (80) über das Schneckengetriebe mit der Abtriebswelle (68) des Elektromotors (36) wirkverbunden ist, während der zweite Kupplungsteil (82) relativ zum ersten Kupplungsteil (80) axial verschiebbar gelagert und drehfest mit der Aktuatorwelle (42) verbunden ist, wobei die mindestens eine Ausnehmung (130, 132) in dem zweiten Kupplungsteil (82) ausgebildet ist.Parking lock actuator (10) according to one of the Claims 3 until 11 , characterized in that it comprises a form-fitting and / or force-fitting coupling device (40) with two rotatably or pivotably mounted coupling parts (80, 82), of which a first coupling part (80) via the worm gear with the output shaft (68) of the electric motor (36) is operatively connected, while the second coupling part (82) is mounted axially displaceably relative to the first coupling part (80) and is non-rotatably connected to the actuator shaft (42), the at least one recess (130, 132) in the second coupling part (82 ) is trained.

Parksperrenaktuator (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (130, 132) bezogen auf die Aktuatorwelle (42) in axialer Richtung offen ausgebildet ist, so dass das Blockierelement (114) durch axiale Verlagerung des zweiten Kupplungsteils aus der mindestens einen Ausnehmung (130, 132) außer Eingriff bringbar ist.Parking lock actuator (10) after Claim 12 , characterized in that the at least one recess (130, 132) is designed to be open in the axial direction with respect to the actuator shaft (42), so that the blocking element (114) by axially displacing the second coupling part out of the at least one recess (130, 132 ) can be disengaged.