WO2020057685A1 - Parksperrenaktuatorik - Google Patents

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WO2020057685A1
WO2020057685A1 PCT/DE2019/100647 DE2019100647W WO2020057685A1 WO 2020057685 A1 WO2020057685 A1 WO 2020057685A1 DE 2019100647 W DE2019100647 W DE 2019100647W WO 2020057685 A1 WO2020057685 A1 WO 2020057685A1
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WO
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piston rod
locking
parking lock
lock actuator
parking
Prior art date
Application number
PCT/DE2019/100647
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Feuerbach
Klaus Krämer
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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Publication of WO2020057685A1 publication Critical patent/WO2020057685A1/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3483Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with hydraulic actuating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3491Emergency release or engagement of parking locks or brakes

Definitions

  • the invention relates to a parking lock actuator system for a motor vehicle, in particular for an automatic transmission.
  • Parking locks are used in the transmissions of motor vehicles to secure the vehicle against unintentional rolling away.
  • parking locks secure the vehicle position in the event of a vehicle standstill or a switched off engine.
  • the parking lock can be activated mechanically or indirectly by the driver via electrical or hydraulic aids. It then usually blocks the transmission output shaft in a form-fitting manner.
  • DE 1 043 829 A1 provides a parking lock in the form of a locking pawl which can be pivoted against a restoring force and which can engage by means of a locking tooth in a locking toothing arranged on the outside of a parking lock wheel.
  • the pawl is actuated by a linearly displaceable actuating rod.
  • Parking locks are locked either manually or by an actuator to prevent unintentional removal.
  • the locking can, as shown in DE 10 2008 043 249 B3 ge, be carried out by a locking slide. Under certain operating conditions, such as when parking on a steep slope, it is possible that the lock will jam due to the high load and make it difficult or impossible to deploy the parking lock.
  • DE 10 2011 086 237 A1 provides for this to be reduced by a lock.
  • the lock acts on the actuation mechanism and ensures that the full holding force is not applied in the unlocked state, so that the permanent load on the parking lock actuator is reduced. This can be designed smaller and has a lower power requirement. In the locked state, this pawl is held by a roller package that builds relatively high.
  • the object of the invention is therefore to provide a parking lock actuator that men can be inserted and removed without jamming and is compact.
  • the object is achieved by a parking lock actuator system according to claim 1.
  • the locking stone or the locking stones are arranged radially between the piston rod and the housing of the parking lock actuator.
  • the piston rod does not require a blind hole to accommodate a locking pin and can therefore have a small outside diameter. This enables the use of a metallic piston rod made of solid material without the mass of the piston rod and thus the parking lock actuator system becoming too large.
  • the locking takes place by means of a single locking stone.
  • a single locking stone Preferably lock a plurality of locking blocks which are offset, for example, in the circumferential direction from one another, but are arranged axially in the same plane.
  • the piston rod is supported evenly when a plurality of locking stones are equidistantly spaced from one another in the circumferential direction.
  • the locking blocks are preferably designed as rolling elements. These enable low-friction insertion and removal and have no projections that can tilt.
  • Be preferably the rolling elements are designed as balls; other rolling elements such as needles, Kugelrol len are also conceivable, particularly in the case of non-circular cylindrical piston rods. It is also possible to combine different types of rolling elements with several paving stones.
  • the blocking stones can also only be partially rounded. Because they essentially move radially and tilting is undesirable, it is sufficient if the contours against which the paving stone is moved result in low-friction sliding or, ideally, rolling on an elbow of the paving stone.
  • the piston rod is preferably locked by the balls directly in it itself.
  • it has a recess formed in one piece with the piston rod, in which at least one of the balls is arranged in the locked position. If the parking lock actuator is locked, radial movement of the ball is prevented. Moving the ball out of the recess is therefore not possible, so that the piston rod cannot be moved axially. Because the balls lock the piston rod directly, the entire device is space-saving.
  • the depression can be introduced, for example, by punching or other non-cutting processes. If several balls are provided for a locking position, separate recesses can be provided for each of the balls. Alternatively, two or more of these depressions are connected to one another or formed as grooves with a groove depth that is not necessarily constant. In the case of a solid piston rod in which several balls lock simultaneously, it is advantageous to make an annular groove, for example by turning. The annular groove then forms a common recess for all balls.
  • the contour of the depression is preferably designed such that it enables the ball to roll off after unlocking, so that force jumps during the laying out are prevented.
  • the balls are preferably supported not only in a punctiform manner, but at least in an annular manner in the piston rod.
  • the depression is formed by a separate contour initially from the piston rod.
  • This can be, for example, a sleeve with a contour mountain, which is firmly connected to the piston rod.
  • the piston rod does not have to be machined.
  • the depression can also be formed by providing the piston rod with piston rings. In the locking position, the balls are then each arranged between two piston rings.
  • the piston rod is axially movable between two positions.
  • the first position is the parking position and thus the position in which the parking lock actuator locks the parking lock.
  • the second position is the driving position and thus the position in which the parking lock is unlocked.
  • accidental locking should be prevented because the vehicle may be moving at a higher speed. It is therefore advantageous if the piston rod can also be locked in the second position. Between these two axial positions, the piston rod is only moved during a locking or unlocking process.
  • the piston rod is preferably solid and can thus act directly on a pawl of the parking lock.
  • further components are arranged between the piston rod and the pawl actuation, which translate, for example, the movement of the piston rod.
  • the piston rod is spring-loaded in the parking lock actuator system. Without the locking mechanism by the ball, the piston rod would be moved by a compression spring so that it moves into the park position.
  • the piston rod can only be deflected from the park position by means of a counterforce, which is usually applied hydraulically.
  • the inven tion is therefore particularly suitable for an automatic transmission or a dual clutch transmission, in which there is a hydraulic circuit and, under certain circumstances, components can assume a multiple function. It is also conceivable to generate the counterforce pneumatically, mechanically, by means of electromagnets or by an electric drive.
  • the parking lock is positively locked by means of the ball at least in the parking position, preferably in both positions. sig locked.
  • the forces that need to be supported are particularly high when the vehicle is parked on a slope.
  • the problem arises that the highly loaded locking mechanism blocks, jams or at least crochets.
  • this problem does not exist if the locking blocks can move radially after the release of the piston rod and it is ensured by ramp contours that the locking blocks can also be moved radially from their locking position, that is to say with axial movement of the piston rod. Crocheting can be weakened again or completely eliminated if the paving stones are designed as rolling elements which have no surface contact but can be moved with low friction due to their line or point contact. In particular, balls on rounded locking contours cannot jam.
  • the balls are locked in the parking position and in the driving position by a locking cylinder.
  • the locking cylinder is movable between at least two positions, in the first it prevents radial movement of the balls, in the second position it releases them.
  • the locking cylinder can enclose the piston rod and the balls as a cylinder in the actual sense as a hollow cylinder. However, this is not necessary for its function, rather a partial encirclement is also conceivable, or the locking cylinder can be designed as a radially movable lock.
  • both vectors are orthogonal to one another, so that the required locking forces, which lock the ball in the locking position, are not zero due to friction, but are nevertheless low.
  • the locking cylinder releases the radial movement of the balls. Only through the radial movement of the ball can the piston rod be moved axially.
  • the piston rod or the locking cylinder preferably both, have ramp contours.
  • the piston rod can be axially pushed ver by applying a corresponding piston force or by the action of the biasing compression spring. Moving the piston rod causes the balls to move radially. Once the desired axial position of the piston rod has been reached, the locking cylinder can be moved back and the balls can be radially pushed onto the piston rod in the corresponding appropriate indentations. A backward movement is not possible as long as the locking cylinder is held in its position.
  • the locking cylinder radially surrounds the piston rod and the ball and is designed as a locking piston on which a force can be exerted on the piston rod, regardless of the compressive force.
  • the piston rod and the locking piston can be actuated via two different hydraulic circuits.
  • the locking cylinder is preferably pretensioned by a locking spring, which ensures that the locking cylinder prevents radial movement of the balls from the outside without the application of force. If the locking spring surrounds the locking piston radially, the entire unit is compact.
  • a particularly simple structure of the parking lock actuator is present when the locking spring and the compression spring for the piston are enclosed by a common housing.
  • the two springs can be arranged coaxially.
  • the parking lock actuator system is axially compact when one of the springs at least partially closes the other radially.
  • Figure 1 shows a parking lock according to the invention in the locked state in the
  • Figure 2 shows the parking lock according to Figure 1 when moving from the parking position into the driving position
  • Figure 3 shows the parking lock according to Figure 1 in the driving position.
  • a parking lock actuator system 1 according to the invention is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the parking lock actuator 1 is part of a parking lock, not shown, of a vehicle transmission of a passenger car.
  • Figure 1 shows the parking lock in the locked state.
  • a piston rod 3 is axially movable relative to a housing 2.
  • the piston rod 3 is pre-tensioned by means of a compression spring 4, so that a preferred position, the parking position, is assumed without external force. This ensures that the parking lock can be moved into the parking position even if the piston rod 3 moving mechanism fails and the parking lock cannot be released automatically when the vehicle is parked for a long time.
  • the parking lock actuator 1 is unlocked hydraulically in the present case.
  • the piston rod 3 and a piston head 11 firmly connected to the piston rod 3 form the piston 12. If the piston 12 is acted upon hydraulically via the first pressure chamber 13, the piston rod 3 is pushed axially against the force of the compression spring 4 when the locking device is unlocked (FIG. 2 ).
  • the first pressure chamber 13 is formed by the piston 12 and a first flange 19 screwed to the housing 2 by means of screws 18. Both the flange 19 and the piston 12 are sealed by means of sealing rings 21 arranged in annular grooves 20 for the housing 2.
  • the piston rod 3 is arranged radially inside the compression spring 4.
  • the compression spring 4 is supported at one end on the piston 12 and the other on an intermediate wall 14 of the housing 2.
  • the intermediate wall 14 and the piston have spinous processes 15, 16 directed towards the compression spring 4.
  • a spring plate 17 is arranged between the base point of the compression spring 4 and the piston head 11. The limited by the inter mediate wall 14 and the piston head 11 first interior 22, in which the compression spring 4 is arranged, is vented via a vent opening 24 in a second interior 23rd In the park position shown in Figure 1, the parking lock actuator 1 is locked by a Sperrvor direction.
  • the locking device is formed by a ball, which is held as a locking block 5, in a form-fitting manner as a first groove 8. Their movement radially outward is prevented by a locking cylinder 6. Without radial play of the ball, the piston rod 3 can not be axially shifted who despite the pressurization via the pressure chamber 11. Only when the locking cylinder 6 and with it a recess 26 directed towards the ball as part of a ramp contour 7 is moved axially by pressurizing the second pressure chamber 25 (FIG. 2), can the ball move radially outward from the first groove 8 and the Release piston rod 3.
  • the piston rod 3 After its release, the piston rod 3 is moved axially until the driving position is reached. In this position, the pressure in the first pressure chamber 13 is maintained and lowered in the second pressure chamber 25, so that the locking cylinder 6, which is biased by a locking spring 10, returns to its starting position (FIG. 3). So that the piston rod 3 is held axially immovable, so that the pressure of the first pressure chamber 13 is no longer required and this can be switched pressure-free.
  • the pressure required for the displacement of the locking cylinder 6 can be considerably lower than the pressure required for the displacement of the piston rod 3.
  • the ball does not block and the arrangement saves installation space.
  • the housing 2 limits both the first pressure chamber 13 and the second pressure chamber 25 radially.
  • the second pressure chamber 25 is closed by a second flange 27 which is fastened to the housing 2 by screws 18 and sealed by means of a sealing ring 21 arranged in an annular groove 20 is.
  • the second pressure chamber 25 is vented via a venting channel 28.
  • the first pressure chamber 13 is vented via the vent opening 24 into the second pressure chamber and the vent channel 28.
  • the locking spring 10 is supported on the one partition 14 and the other on an annular shoulder 29 of the locking cylinder 6. A separate centering of the locking spring is not necessary if this is ensured by the locking cylinder 6 itself, as in the present case.
  • the outer circumferential surface of the locking cylinder 6 is circular-cylindrical, but the inner circumferential surface has a ramp contour 7 for the ball.
  • the ramp contour is 7 formed so that it holds the ball axially with respect to the housing 2 in the same plane E. A one-sided ramp is sufficient.

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Abstract

Parksperrenaktuatorik (1) für eine Parksperre eines Fahrzeuggetriebes, aufweisend ein Gehäuse (2), eine Kolbenstange (3), die durch einen Aktuator zwischen einer Parkstellung und einer Fahrstellung axial bewegbar ist, eine Druckfeder (4), die die Kolbenstange (3) zum Gehäuse (2) vorspannt, einen Sperrstein (6), welcher die Kolbenstange (3) in der Parkstellung verriegelt und dabei die Verriegelungskraft überträgt, wobei der Sperrstein (5) radial zwischen der Kolbenstange (3) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist.

Description

Parksperrenaktuatorik
Die Erfindung betrifft eine Parksperrenaktuatorik für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Getriebeautomaten.
Hintergrund der Erfindung
Parksperren dienen in Getrieben von Kraftfahrzeugen zur Sicherung des Fahrzeugs gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen. Insbesondere wenn in einem Antriebsstrang eines Kraftfahr zeugs nicht-mechanische Komponenten verbaut werden wie bei Automatikgetrieben mit hyd rodynamischen Drehmomentwandlern, sichern Parksperren die Fahrzeugposition im Falle ei nes Fahrzeugstillstands oder eines abgestellten Motors. Dazu kann die Parksperre durch den Fahrer mechanisch oder indirekt über elektrische oder hydraulische Hilfsmittel aktiviert wer den. Sie blockiert dann in der Regel formschlüssig die Getriebeausgangswelle.
In der DE 1 043 829 A1 ist eine Parksperre in Form einer gegen eine Rückstellkraft ver- schwenkbaren Sperrklinke vorgesehen, die mittels eines Klinkenzahns in eine außenumfäng lich auf einem Parksperrenrad angeordnete Sperrverzahnung eingreifen kann. Die Betätigung der Sperrklinke erfolgt durch eine linear verschiebliche Betätigungsstange. Ist der Form schluss hergestellt, verhindert die Sperrklinke mit dem drehfest auf der Getriebeausgangswel le angeordneten Parksperrenrad dessen Bewegung und damit die Bewegung des Fahrzeugs.
Parksperren werden entweder manuell oder durch einen Aktuator verriegelt, um ein unbeab sichtigtes Auslegen zu verhindern. Die Verriegelung kann, wie in DE 10 2008 043 249 B3 ge zeigt, durch einen Sperrschieber erfolgen. Unter bestimmten Betriebsbedingungen wie zum Beispiel beim Parken an einem steilen Hang ist es möglich, dass die Verriegelung aufgrund der hohen Belastung klemmt und ein Auslegen der Parksperre erschwert oder nicht möglich ist.
Zur Reduzierung der im Fährbetrieb erforderlichen Haltekraft einer Parksperre ist in DE 10 2011 086 237 A1 vorgesehen, dass diese durch eine Arretierung reduziert wird. Die Arretie rung wirkt auf den Betätigungsmechanismus ein und stellt sicher, dass im entsperrten Zustand nicht die volle Haltekraft aufzubringen ist, so dass die Dauerbelastung des Parksperrenaktua tors geringer ist. Dieser kann kleiner ausgelegt werden und hat einen geringeren Leistungs- bedarf. Im verriegelten Zustand wird diese Sperrklinke von einem Rollenpaket gehalten, das relativ hoch baut.
Eine andere Lösung verfolgt DE 10 198 34 156 A1 , wonach ein Bolzen mit einem Konusab schnitt mittels einer Feder in einer Endlage und bei Bestromen mittels eines gegen die Feder kraft einer Feder wirkenden Magneten in einer anderen Endlage gehalten wird. Nach Errei chen der Endlage im bestromten Zustand wird die aufzubringende Kraft im entriegelten Zu stand der Parksperre durch als radial bewegliche Kugeln ausgebildete Verriegelungselemente reduziert. Nachteilig ist, dass zur Betätigung ein Betätigungsmagnet oder ein Elektromotor mit Reduziergetriebe erforderlich sind und eine spezielle Kolbenstange erforderlich ist.
Weitere Verriegelungsmechanismen gehen aus DE 10 2012 215 418 B4 und DE 10 2006 022 963 A1 hervor.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Parksperrenaktuatorik zu schaffen, die ohne Klem men ein- und ausgelegt werden kann und kompakt baut.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Parksperrenaktuatorik gemäß Anspruch 1.
Der Sperrstein oder die Sperrsteine sind radial zwischen der Kolbenstange und dem Gehäuse der Parksperrenaktuatorik angeordnet. Die Kolbenstange benötigt kein Sackloch zur Aufnah me eines Sperrbolzens und kann daher einen geringen Außendurchmesser aufweisen. Dies ermöglicht die Verwendung einer metallischen Kolbenstange aus Vollmaterial, ohne dass die Masse der Kolbenstange und damit der Parksperrenaktuatorik zu groß wird.
Für die Funktionsweise der Erfindung ist es ausreichend, dass die Verriegelung mittels eines einzelnen Sperrsteins erfolgt. Vorzugsweise verriegeln mehrere Sperrsteine, die beispielswei se in Umfangsrichtung zueinander versetzt, aber axial in der gleichen Ebene angeordnet sind. Gleichmäßig wird die Kolbenstange abgestützt, wenn mehrere Sperrsteine in Umfangsrich tung äquidistant zueinander beabstandet sind. Die Sperrsteine sind vorzugsweise als Wälzkörper ausgebildet. Diese ermöglichen ein rei bungsarmes Ein- und Auslegen und weisen keine Vorsprünge auf, die verkanten können. Be vorzugt sind die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet; andere Wälzkörper wie Nadeln, Kugelrol len sind insbesondere bei nicht kreiszylindrischen Kolbenstangen ebenfalls denkbar. Ebenfalls möglich ist die Kombination verschiedener Wälzkörperarten bei mehreren Sperrsteinen.
Die Sperrsteine können auch lediglich teilweise verrundet sein. Dadurch dass sie sich im We sentlichen radial bewegen und dabei ein Verkanten unerwünscht ist, ist es ausreichend, wenn durch die Konturen, gegen welche der Sperrstein bewegt wird, ein reibungsarmes Gleiten o- der idealerweise ein Abwälzen auf einem Winkelbogen des Sperrsteins erfolgt.
Lediglich für die nachfolgende Beschreibung wird unterstellt, dass mehrere Wälzkörper die Kolbenstange verriegeln und diese als Kugeln ausgebildet sind. Die Kugeln wälzen bei einer axialen Bewegung der Kolbenstange auf dieser ab und benötigen wenig Bauraum.
Bevorzugt erfolgt die Verriegelung der Kolbenstange durch die Kugeln unmittelbar in dieser selbst. Dazu weist sie eine einteilig mit der Kolbenstange ausgebildete Vertiefung auf, in der zumindest eine der Kugeln in der verriegelten Stellung angeordnet ist. Ist die Parksperrenak- tuatorik verriegelt, wird eine radiale Bewegung der Kugel unterbunden. Damit ist ein Bewegen der Kugel aus der Vertiefung nicht möglich, so dass die Kolbenstange axial nicht verschiebbar ist. Dadurch dass die Kugeln die Kolbenstange unmittelbar verriegeln, baut die gesamte Vor richtung bauraumsparend.
Die Vertiefung kann bei einer Blechkolbenstange beispielsweise durch Stanzen oder andere spanlose Verfahren eingebracht werden. Wenn mehrere Kugeln für eine Verriegelungsstel lung vorgesehen sind, können für jede der Kugeln separate Vertiefungen vorgesehen sein. Al ternativ sind zwei oder mehr dieser Vertiefungen miteinander verbunden oder als Nuten mit nicht notwendigerweise konstanter Nuttiefe ausgebildet. Bei einer massiven Kolbenstange, bei der mehrere Kugeln gleichzeitig verriegeln, ist es vorteilhaft, eine Ringnut beispielsweise durch Drehen einzubringen. Die Ringnut bildet dann für alle Kugeln eine gemeinsame Vertie fung.
Die Kontur der Vertiefung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie nach dem Entriegeln ein Abwälzen der Kugel ermöglicht, so dass Kraftsprüngen beim Auslegen unterbunden sind. In der Verriegelungsposition stützen sich die Kugeln vorzugsweise nicht nur punktförmig, son dern zumindest ringförmig in der Kolbenstange ab.
In einer anderen Ausführungsform wird die Vertiefung durch eine zunächst von der Kolben stange separaten Kontur gebildet. Dies kann beispielsweise eine Hülse mit einem Konturge birge sein, die mit der Kolbenstange fest verbunden wird. Vorteilhafterweise muss die Kolben stange nicht spanend bearbeitet werden. Alternativ zu einer Hülse lässt sich die Vertiefung auch dadurch bilden, dass die Kolbenstange mit Kolbenringen versehen wird. In der Verriege lungsposition sind die Kugeln dann jeweils zwischen zwei Kolbenringen angeordnet.
Die Kolbenstange ist axial zwischen zwei Positionen beweglich. Die erste Position bildet die Parkstellung und damit diejenige Stellung, in der die Parksperrenaktuatorik die Parksperre verriegelt. Die zweite Position bildet die Fahrstellung und damit diejenige Stellung, in der die Parksperre entriegelt ist. In der Regel sollte versehentliche Verriegelung unterbunden sein, weil das Fahrzeug gegebenenfalls mit höherer Geschwindigkeit bewegt wird. Deswegen ist es vorteilhaft, wenn die Kolbenstange auch in der zweiten Position arretiert werden kann. Zwi schen diesen beiden Axialstellungen wird die Kolbenstange nur während eines Verriegelungs oder Entriegelungsvorgangs bewegt.
Die Kolbenstange ist vorzugsweise massiv ausgebildet und kann damit unmittelbar auf eine Sperrklinke der Parksperre einwirken. Alternativ sind zwischen der Kolbenstange und der Klinkenbetätigung weitere Bauteile angeordnet, die beispielsweise die Bewegung der Kolben stange übersetzen.
In der Parksperrenaktuatorik ist die Kolbenstange federvorgespannt. Ohne den Verriege lungsmechanismus durch die Kugel würde die Kolbenstange durch eine Druckfeder so be wegt, dass sie sich in die Parkstellung bewegt. Aus der Parkstellung ist die Kolbenstange nur mittels einer Gegenkraft auslenkbar, die in der Regel hydraulisch aufgebracht wird. Die Erfin dung eignet sich daher insbesondere für einen Getriebeautomaten oder ein Doppelkupp lungsgetriebe, bei denen ein Hydraulikkreis vorliegt und so unter Umständen Bauteile eine Mehrfachfunktion übernehmen können. Denkbar ist ebenfalls, die Gegenkraft pneumatisch, mechanisch, mittels Elektromagneten oder durch elektrischen Antrieb zu erzeugen.
Für einen sicheren Betrieb ist es erforderlich, dass die Kolbenstange weder aus der Parkstel lung noch aus der Fahrstellung unbeabsichtigt bewegt werden kann. Dazu wird die Parksperre mittels der Kugel zumindest in der Parkstellung, bevorzugt in beiden Stellungen, formschlüs- sig verriegelt. Insbesondere wenn das Fahrzeug am Hang abgestellt wird, sind die Kräfte, die abgestützt werden müssen, groß. Beim Ausrücken stellt sich bei vielen Parksperren im Stand der Technik das Problem, dass der hoch belastete Verriegelungsmechanismus blockiert, sich verkantet oder zumindest häkelt. Bei der vorliegenden Erfindung besteht dieses Problem nicht, wenn die Sperrsteine nach dem Freigeben der Kolbenstange sich radial bewegen kön nen und durch Rampenkonturen sichergestellt ist, dass die Sperrsteine auch schräg, das heißt unter axialer Bewegung der Kolbenstange, aus ihrer Verriegelungsposition radial bewegt werden können. Nochmals abgeschwächt oder gänzlich eliminiert werden kann das Häkeln, wenn die Sperrsteine als Wälzkörper ausgebildet sind, die keinen Flächenkontakt aufweisen, sondern aufgrund ihres Linien- oder Punktkontakts reibungsarm bewegbar sind. Insbesondere können sich Kugeln an verrundeten Verriegelungskonturen nicht verkanten.
Die Verriegelung der Kugeln in der Parkstellung und in der Fahrstellung erfolgt durch einen Sperrzylinder. Der Sperrzylinder ist zwischen zumindest zwei Positionen beweglich, in der ers ten unterbindet er eine Radialbewegung der Kugeln, in der zweiten Stellung gibt er diese frei. Der Sperrzylinder kann als Zylinder im eigentlichen Sinne als Hohlzylinder die Kolbenstange und die Kugeln umschließen. Für seine Funktion erforderlich ist dies jedoch nicht, vielmehr ist auch ein teilweises Umschließen denkbar, oder der Sperrzylinder kann als eine lediglich radial bewegliche Sperre ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die Verriegelungskraft durch die Kugeln radial übertragen wird. Durch das radiale Übertragen der Verriegelungskraft der lediglich axial beweglichen Kolbenstange stehen beide Vektoren orthogonal aufeinander, so dass erforderlichen Verriegelungskräfte, die die Kugel in der Verriegelungsposition arretieren, zwar reibungsbedingt nicht null, aber dennoch gering sind.
Beim Entriegeln der Parksperrenaktuatorik gibt der Sperrzylinder die radiale Bewegung der Kugeln frei. Erst durch die radiale Bewegung der Kugel lässt sich die Kolbenstange axial ver schieben. Für ein reibungsarmes Verschieben der Kugel ist es vorteilhaft, wenn die Kolben stange oder der Sperrzylinder, vorzugsweise beide, Rampenkonturen aufweisen.
Ist die Radialbewegung der Kugeln möglich, kann die Kolbenstange durch Aufbringen einer entsprechenden Kolbenkraft bzw. durch Einwirkung der vorspannenden Druckfeder axial ver schoben werden. Das Verschieben der Kolbenstange bewirkt ein radiales Verschieben der Kugeln. Ist die gewünschte Axialstellung der Kolbenstange erreicht, kann der Sperrzylinder zurückverschoben werden und damit die Kugeln radial auf die Kolbenstange in die entspre- chenden Vertiefungen verschieben. Eine Rückverschiebung ist nicht möglich, solange der Sperrzylinder in seiner Position gehalten wird.
Aufgrund der senkrechten Verriegelungskraftübertragung ist zur Aktuierung des Sperrzylin ders ein wesentlich geringerer Kraftaufwand erforderlich, als es zur direkten Aktuierung der Kolbenstange nötig wäre.
In einer Ausführungsform umschließt der Sperrzylinder die Kolbenstange und die Kugel radial und ist als ein Verriegelungskolben ausgebildet, auf den eine Kraft unabhängig von der Druckkraft auf die Kolbenstange ausgeübt werden kann. In einer Ausführungsform können die Kolbenstange und der Verriegelungskolben über zwei verschiedene Hydraulikkreise betätigt werden.
Vorzugsweise ist der Sperrzylinder durch eine Verriegelungsfeder vorgespannt, die sicher stellt, dass der Sperrzylinder ohne Kraftbeaufschlagung von außen eine Radialbewegung der Kugeln unterbindet. Umgibt die Verriegelungsfeder den Verriegelungskolben radial, baut die gesamte Einheit kompakt.
Ein besonders einfacher Aufbau der Parksperrenaktuatorik liegt vor, wenn die Verriegelungs feder und die Druckfeder für den Kolben von einem gemeinsamen Gehäuse umschlossen werden. Dazu können die beiden Federn koaxial angeordnet sein. Axial kompakt baut die Parksperrenaktuatorik, wenn eine der Federn die andere zumindest teilweise radial um schließt.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Parksperrenaktuatorik wird nachfolgend beispiel haft anhand der Figuren beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Parksperre wird anhand von drei Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Parksperre im verriegelten Zustand in der
Parkstellung, Figur 2 die Parksperre nach Figur 1 beim Stellen von der Parkstellung in die Fahrstellung und
Figur 3 die Parksperre nach Figur 1 in der Fahrstellung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Parksperrenaktuatorik 1 dargestellt. Die Parksperrenaktuatorik 1 ist Teil einer nicht weiter dargestellten Parksperre eines Fahrzeugge triebes eines Personenkraftwagens.
Figur 1 zeigt die Parksperre im verriegelten Zustand. Relativ zu einem Gehäuse 2 ist eine Kolbenstange 3 axial beweglich. Die Kolbenstange 3 ist mittels einer Druckfeder 4 vorge spannt, so dass ohne externe Krafteinwirkung eine Vorzugsposition, die Parkstellung, einge nommen wird. Damit ist sichergestellt, dass die Parksperre auch bei Ausfall des die Kolben stange 3 bewegenden Mechanismus in die Parkstellung bewegt werden und bei längerer Standzeit des Fahrzeugs die Parksperre nicht selbsttätig entriegeln kann.
Die Entriegelung der Parksperrenaktuatorik 1 erfolgt vorliegend hydraulisch. Dazu bilden die Kolbenstange 3 und ein fest mit der Kolbenstange 3 verbundener Kolbenkopf 11 den Kolben 12. Wird der Kolben 12 über die erste Druckkammer 13 hydraulisch beaufschlagt, wird die Kolbenstange 3 bei entriegelter Sperrvorrichtung gegen die Kraft der Druckfeder 4 axial ver schoben (Figur 2). Die erste Druckkammer 13 ist durch den Kolben 12 und eine mittels Schrauben 18 am Gehäuse 2 verschraubten ersten Flansch 19 gebildet. Sowohl der Flansch 19 als auch der Kolben 12 sind mittels in Ringnuten 20 angeordneten Dichtringen 21 zum Ge häuse 2 abgedichtet.
Die Kolbenstange 3 ist radial innerhalb der Druckfeder 4 angeordnet. Die Druckfeder 4 stützt sich mit ihrem einen Ende am Kolben 12 ab, mit dem anderen an einer Zwischenwand 14 des Gehäuses 2. Zur Zentrierung der Druckfeder 4 weisen die Zwischenwand 14 und der Kolben zur Druckfeder 4 gerichtete Dornfortsätze 15, 16 auf. Kolbenseitig ist zwischen dem Fußpunkt der Druckfeder 4 und dem Kolbenkopf 11 ein Federteller 17 angeordnet. Der durch die Zwi schenwand 14 und den Kolbenkopf 11 begrenzte erste Innenraum 22, in dem die Druckfeder 4 angeordnet ist, wird entlüftet über eine Entlüftungsöffnung 24 in einen zweiten Innenraum 23. In der in Figur 1 gezeigten Parkstellung ist die Parksperrenaktuatorik 1 durch eine Sperrvor richtung verriegelt. Die Sperrvorrichtung wird gebildet durch eine Kugel, die als Sperrstein 5, in einer als ersten Nut 8 formschlüssig gehaltert ist. Ihre Bewegung nach radial außen wird durch einen Sperrzylinder 6 unterbunden. Ohne radiales Spiel der Kugel kann die Kolben stange 3 trotz Druckbeaufschlagung über die Druckkammer 11 nicht axial verschoben wer den. Erst wenn durch Druckbeaufschlagung der zweiten Druckkammer 25 der Sperrzylinder 6 und mit ihm eine an zur Kugel gerichteten Ausnehmung 26 als Teil einer Rampenkontur 7 axi al bewegt wird (Figur 2), kann sich die Kugel aus der ersten Nut 8 nach radial außen bewegen und die Kolbenstange 3 frei geben.
Die Kolbenstange 3 wird nach ihrer Freigabe axial verschoben, bis die Fahrstellung erreicht ist. In dieser Stellung wird der Druck in der ersten Druckkammer 13 aufrechterhalten und in der zweiten Druckkammer 25 abgesenkt, so dass der durch eine Verriegelungsfeder 10 vor gespannte Sperrzylinder 6 wieder in seine Ausgangsposition zurückfährt (Figur 3). Damit ist die Kolbenstange 3 axial unverschieblich gehalten, so dass nun der Druck der ersten Druck kammer 13 nicht mehr erforderlich ist und diese druckfrei geschaltet werden kann.
Aufgrund der rechtwinkligen Abstützung durch die Kugel kann der für die Verschiebung des Sperrzylinders 6 erforderliche Druck erheblich niedriger ausfallen als der für die Verschiebung der Kolbenstange 3 erforderliche Druck. Gleichzeitig blockiert die Kugel nicht, und die Anord nung ist bauraumsparend.
Das Gehäuse 2 begrenzt radial sowohl die erste Druckkammer 13 als auch die zweite Druck kammer 25. Verschlossen ist die zweite Druckkammer 25 durch einen zweiten Flansch 27, der mit Schrauben 18 am Gehäuse 2 befestigt und mittels eines in einer Ringnut 20 angeord neten Dichtrings 21 abgedichtet ist. Die zweite Druckkammer 25 wird über einen Entlüftungs kanal 28 entlüftet. Vorliegend wird damit die erste Druckkammer 13 über die Entlüftungsöff nung 24 in die zweite Druckkammer und den Entlüftungskanal 28 entlüftet.
Die Verriegelungsfeder 10 stützt sich an der zum einen Zwischenwand 14 und zum anderen an einem Ringabsatz 29 des Sperrzylinders 6 ab. Eine separate Zentrierung der Verriege lungsfeder ist nicht erforderlich, wenn diese wie vorliegend durch den Sperrzylinder 6 selbst gewährleistet ist. Die äußere Mantelfläche des Sperrzylinders 6 ist kreiszylindrisch, indessen weist die innere Mantelfläche eine Rampenkontur 7 für die Kugel auf. Die Rampenkontur 7 ist so ausgebildet, dass sie die Kugel axial Bezug auf das Gehäuse 2 in der gleichen Ebene E hält. Eine einseitige Rampe zum ist ausreichend.
Bezuqszeichenliste
1 Parksperrenaktuatorik
2 Gehäuse
3 Kolbenstange
4 Druckfeder
5 Sperrstein
6 Sperrzylinder
7 Rampenkontur
8 erste Nut
9 zweite Nut
10 Verriegelungsfeder
11 Kolbenkopf
12 Kolben
13 erste Druckkammer
14 Zwischenwand
15 Dornfortsatz
16 Dornfortsatz
17 Federteller
18 Schraube
19 erster Flansch
20 Ringnut
21 Dichtring
22 erster Innenraum
23 zweiter Innenraum
24 Entlüftungsöffnung
25 zweite Druckkammer
26 Ausnehmung
27 zweiter Flansch
28 Entlüftungskanal
29 Ringabsatz
30
E Ebene

Claims

Patentansprüche
1. Parksperrenaktuatorik (1) für eine Parksperre eines Fahrzeuggetriebes, aufweisend: ein Gehäuse (2),
eine Kolbenstange (3), die durch einen Aktuator zwischen einer Parkstellung und einer Fahrstellung axial bewegbar ist,
eine Druckfeder (4), die die Kolbenstange (3) zum Gehäuse (2) vorspannt, einen Sperrstein (5), welcher die Kolbenstange (3) in der Parkstellung verriegelt und dabei die Verriegelungskraft überträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sperrstein (5) radial zwischen der Kolbenstange (3) und dem Gehäuse (2) an geordnet ist.
2. Parksperrenaktuatorik (1) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Sperrzylinder (6), gegen welchen der Sperrstein (5) in der Parkstellung verriegelt.
3. Parksperrenaktuatorik (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrzy linder (6) in eine erste Axialstellung verschiebbar ist, in der der Sperrstein (5) radial un verschieblich gehalten ist, und in eine zweite Axialstellung verschiebbar ist, in der der Sperrstein (5) zwischen dem Sperrzylinder (6) und der Kolbenstange (3) radial beweg lich ist.
4. Parksperrenaktuatorik (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrzylinder (6) eine Rampenkontur (7) für den Sperrstein (6) aufweist.
5. Parksperrenaktuatorik (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) und/oder der Sperrzylinder (6) hydraulisch aktuiert sind.
6. Parksperrenaktuatorik (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (2) und der Kolbenstange (3) mehrere Sperrsteine (5) angeordnet sind, die zueinander in Umfangsrichtung versetzt und in der gleichen Axialebene angeordnet sind.
7. Parksperrenaktuatorik (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) eine Nut (8, 9) für den Sperrstein (5) aufweist.
8. Parksperrenaktuatorik (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kolbenstan- ge (3) eine erste Nut (8) aufweist, in welcher der Sperrstein (5) in der Parkstellung ge halten ist und eine zweite, axial zur ersten Nut (8) versetzte Nut (9) aufweist, in welcher der Sperrstein (5) in der Fahrstellung gehalten ist.
9. Parksperrenaktuatorik (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Sperrzylinder (6) durch einen Verriegelungsaktuator gegen die
Kraft einer Verriegelungsfeder (10) verschoben wird.
10. Parksperrenaktuatorik (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrie gelungsfeder (10) und die Druckfeder (4) koaxial zueinander angeordnet sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115234651A (zh) * 2022-06-30 2022-10-25 中国第一汽车股份有限公司 驻车机构及具有其的自动变速器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1043829B (de) 1956-08-02 1958-11-13 Gen Motors Corp Parksperre fuer Kraftfahrzeuge
DE19834156A1 (de) 1998-07-29 2000-02-03 Zahnradfabrik Friedrichshafen Parksperre, insbesondere für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen
DE102006022963A1 (de) 2006-05-12 2007-11-15 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Getriebesperre
DE102008043249B3 (de) 2008-10-29 2010-01-28 Zf Friedrichshafen Ag Betätigungseinrichtung für Parksperre
DE102011086237A1 (de) 2010-12-08 2012-06-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Parksperre
DE102013213678A1 (de) * 2013-07-12 2015-01-15 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges
DE102012215418B4 (de) 2012-08-30 2015-04-30 Jopp Holding GmbH Verriegelungsmechanismus
CN106641242A (zh) * 2015-10-30 2017-05-10 长城汽车股份有限公司 一种液压驻车推杆总成、自动变速器和汽车
CN207406754U (zh) * 2017-10-25 2018-05-25 科力远混合动力技术有限公司 变速箱液压驱动驻车机构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1043829B (de) 1956-08-02 1958-11-13 Gen Motors Corp Parksperre fuer Kraftfahrzeuge
DE19834156A1 (de) 1998-07-29 2000-02-03 Zahnradfabrik Friedrichshafen Parksperre, insbesondere für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen
DE102006022963A1 (de) 2006-05-12 2007-11-15 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Getriebesperre
DE102008043249B3 (de) 2008-10-29 2010-01-28 Zf Friedrichshafen Ag Betätigungseinrichtung für Parksperre
DE102011086237A1 (de) 2010-12-08 2012-06-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Parksperre
DE102012215418B4 (de) 2012-08-30 2015-04-30 Jopp Holding GmbH Verriegelungsmechanismus
DE102013213678A1 (de) * 2013-07-12 2015-01-15 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges
CN106641242A (zh) * 2015-10-30 2017-05-10 长城汽车股份有限公司 一种液压驻车推杆总成、自动变速器和汽车
CN207406754U (zh) * 2017-10-25 2018-05-25 科力远混合动力技术有限公司 变速箱液压驱动驻车机构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115234651A (zh) * 2022-06-30 2022-10-25 中国第一汽车股份有限公司 驻车机构及具有其的自动变速器

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