DE102010053861A1 - parking lock - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine um eine Drehachse (d) verschwenkbare Sperrklinke (3) mit einem Klinkenzahn (31) zum Eingriff in eine Sperrverzahnung (82), eine mit der Sperrklinke (3) mechanisch koppelbare Betätigungseinheit (5), über die der Klinkenzahn (31) gegen die Sperrverzahnung (82) reversibel in Eingriff bringbar ist, wobei die Betätigungseinheit (5) über eine Funktionsfläche (92) durch einen Aktuator (2) translatorisch bewegbar ist und die Funktionsfläche (92) an der nicht-stirnseitigen Mantelfläche (59) der Betätigungseinheit (5) angeordnet ist.The invention relates to a parking lock (1) for a motor vehicle, having a pawl (3) pivotable about an axis of rotation (d) with a pawl tooth (31) for engaging a locking toothing (82), an actuation unit that can be mechanically coupled to the pawl (3) (5), via which the ratchet tooth (31) can be brought into reversible engagement against the locking toothing (82), the actuation unit (5) being translationally movable via a functional surface (92) by an actuator (2) and the functional surface (92) is arranged on the non-frontal lateral surface (59) of the actuating unit (5).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Getriebeautomaten oder ein Fahrzeug mit Elektroantrieb.The invention relates to a parking brake for a motor vehicle, in particular for a gearbox or a vehicle with electric drive.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Parksperren werden in Getrieben von Kraftfahrzeugen zur Sicherung des Fahrzeugs gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen genutzt. Insbesondere wenn in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nicht-mechanische Komponenten verbaut werden wie bei Automatikgetrieben mit hydrodynamischen Drehmomentwandlern, sichern Parksperren die Fahrzeugposition im Falle eines Fahrzeugstillstands oder bei abgestelltem Motor. Dazu kann die Parksperre durch den Fahrer oder indirekt über elektrische Hilfsmittel aktiviert werden. Sie blockiert dann in der Regel formschlüssig die Getriebeausgangswelle.Parking locks are used in transmissions of motor vehicles to secure the vehicle against unintentional rolling away. In particular, if non-mechanical components are installed in a drive train of a motor vehicle, as in automatic transmissions with hydrodynamic torque converters, parking locks secure the vehicle position in the event of a vehicle standstill or when the engine is stopped. For this purpose, the parking brake can be activated by the driver or indirectly via electrical aids. As a rule, it then positively blocks the transmission output shaft.
In der gattungsgemäßen
Die Betätigung der Sperrklinke erfolgt durch eine linear verschiebliche Betätigungseinheit, die als ein Schlitten eine rahmenartige Form aufweist, wobei ein Wählhebel an längs verlaufenden Seitenwänden des rahmenartigen Gestänges angreift. Die Betätigungseinheit weist zwei gemeinsam gelagerte Rollen auf, über die sie auf die Sperrklinke einwirkt. Die Sperrklinke muss das Parksperrenrad auch bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten bis zu etwa 5 km/h sowie auf unebener Strecke mit bis zu 30° Gefälle sicher halten sowie ein- und ausrasten können. Beim Ein- und Auslegen der Parksperre treten in Abhängigkeit des Fahrzeuggewichts Kräfte bis in den zweistelligen kN-Bereich auf.The actuation of the pawl is effected by a linearly displaceable actuating unit, which has a frame-like shape as a carriage, wherein a selector lever acts on longitudinal side walls of the frame-like linkage. The operating unit has two rollers mounted together, via which it acts on the pawl. The pawl must be able to safely hold the pawl even at low vehicle speeds up to about 5 km / h and on uneven track with up to 30 ° incline and engage and disengage. When engaging and disengaging the parking brake, forces occur as a function of the vehicle weight up to the two-digit kN range.
Zur Überwindung dieser hohen Betätigungskräfte müssen die die Betätigungseinheit verstellenden Aktuatoren relativ leistungsfähig ausfallen. Besteht die Betätigungseinheit aus einem mechanisch verschiebbaren Betätigungsstift, steht zudem nur eine kleine stirnseitige Fläche zum Einleiten der Kräfte zur Verfügung, was die Gefahr des Verkippens und damit der Fehlfunktion der Parksperre erhöht. Eine derartige Parksperre benötigt zudem relativ viel Bauraum.To overcome these high actuating forces, the actuators adjusting actuators must be relatively powerful. If the operating unit consists of a mechanically displaceable actuating pin, only a small frontal surface is available for introducing the forces, which increases the risk of tilting and thus the malfunction of the parking brake. Such a parking brake also requires a relatively large amount of space.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kompakte Parksperre zu schaffen, bei der die aufzubringenden Betätigungskräfte reduziert sind.The object of the invention is therefore to provide a compact parking brake, in which the applied actuating forces are reduced.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Parksperre gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch dass die Kraft seitlich auf die Betätigungseinheit eingeleitet wird, steht insbesondere bei einer länglichen Betätigungseinheit wie einem Stift eine größere Fläche zur Verfügung, über die die Betätigungseinheit sicher betätigt werden kann. Stirnseitig wird dadurch Bauraum gewonnen, so dass die Parksperre auch bei axial beengten Platzverhältnissen einsetzbar ist.The object is achieved by a parking brake according to
Wenn die Betätigungseinheit und das die Betätigungseinheit verschiebende Bauteil über eine signifikante Länge dauerhaft miteinander in Kontakt stehen, kann zudem eine bessere Führung der Betätigungseinheit erreicht werden.In addition, when the actuator unit and the actuator displacing member are permanently in contact with each other over a significant length, better guidance of the actuator unit can be achieved.
Die Ausgestaltung der Funktionsfläche ist auf den Aktuator, über den die Kräfte eingeleitet werden, sowie auf die Art der Krafteinleitung abgestimmt. In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Betätigungseinheit und dem Aktuator ein mechanisch wechselwirkendes Übertragungselement als Anbindung des Aktuators angeordnet ist, das die Aktuatorkräfte modifiziert, vorzugsweise verringert. Im einfachsten Fall ist das Übertragungselement als ein Zahnradgetriebe ausgebildet. Dazu kann die Betätigungseinheit eine Verzahnung aufweisen, in die das Übertragungselement eingreift. Vorgesehen ist beispielsweise auch eine Zahnstange als Betätigungseinheit, bei der die Verzahnung auf der äußeren Mantelfläche angeordnet ist. Die Zahnstange kann als ein Hohlrohr ausgebildet sein, um dort beispielsweise eine Feder aufzunehmen.The design of the functional surface is adapted to the actuator, via which the forces are introduced, as well as to the nature of the introduction of force. In a variant of the invention it is provided that between the actuating unit and the actuator, a mechanically interacting transmission element is arranged as a connection of the actuator, which modifies the Aktuatorkräfte, preferably reduced. In the simplest case, the transmission element is designed as a gear transmission. For this purpose, the actuating unit may have a toothing, in which engages the transmission element. Provided, for example, a rack as an actuating unit, in which the toothing is arranged on the outer lateral surface. The rack may be formed as a hollow tube to accommodate there, for example, a spring.
In einer weiteren Variante erfolgt die Kraftübertragung vom Aktuator auf die Betätigungseinheit über eine Spindel oder einen Kugelgewindetrieb. Dazu ist die Außenoberfläche einer kreiszylindrischen Betätigungseinheit mit einer oder mehreren Nuten versehen, die in Gegennuten eingreifen bzw. in denen Wälzkörper des Kugelgewindetriebs abwälzen.In a further variant, the power transmission from the actuator to the actuator unit via a spindle or a ball screw. For this purpose, the outer surface of a circular cylindrical actuator unit is provided with one or more grooves which engage in counter-grooves or in which rolling elements of the ball screw roll off.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Betätigungseinheit Teil eines Dreiwellengetriebes. Erfolgt die Fixierung der Betätigungseinheit in einer Endlage über das Haltemoment des Aktuators, kann auf eine Selbsthemmung des Systems verzichtet werden, wodurch die maximal erforderliche Leistung beim Verstellen kleiner ausfallen kann. Um trotz fehlender Selbsthemmung im Haltebetrieb mit wenig Energie auszukommen, ist durch das Dreiwellengetriebe eine bestimmte Übersetzung wie 1:20 oder 1:100 sichergestellt. Das Dreiwellengetriebe kann ein Exzentergetriebe sein. Alternativ ist das Betätigungseinheit Teil eines Planetenwälzgetriebes. Die Betätigungseinheit ist dann vorzugsweise das Sonnenrad. Das Planetenwälzgetriebe stellt eine sehr elegante Möglichkeit dar, die erforderliche Betätigungskraft um eine oder mehrere Größenordnungen herabzusetzen. Eine geeignete Wahl sind Spindelplaneten, die mit der Betätigungseinheit ein Übersetzungsverhältnis von ca. 1:50 bewirken. Dadurch kann ein deutlich leistungsschwächerer, günstigerer und kleinerer Aktuator verwendet werden.In a further embodiment, the actuating unit is part of a three-shaft transmission. If the fixation of the actuating unit in an end position on the holding torque of the actuator, can be dispensed with a self-locking of the system, whereby the maximum power required during adjustment can be smaller. In order to manage with little energy despite the lack of self-locking in holding mode, is by the three-shaft gear a certain translation such as 1:20 or 1: 100 ensured. The three-shaft gear can be an eccentric gear. Alternatively, the actuating unit is part of a Planetenwälzgetriebes. The actuating unit is then preferably the sun gear. The Planetenwälzgetriebe represents a very elegant way to reduce the required operating force by one or more orders of magnitude. A suitable choice are spindle planets, which bring about a gear ratio of about 1:50 with the actuator unit. As a result, a significantly weaker, cheaper and smaller actuator can be used.
In einer weiteren Variante erfolgt die Anbindung zwischen dem Aktuator und dem Betätigungseinheit über ein oder mehrere Umschlingungsmittel wie Riemen oder Ketten. Über das Verhältnis des Außendurchmessers der Betätigungseinheit zu dem der Antriebsriemenscheibe lässt sich die gewünschte Übersetzung wählen.In a further variant, the connection between the actuator and the actuating unit via one or more looping means such as belts or chains. About the ratio of the outer diameter of the actuator to the drive pulley can be the desired translation choose.
Durch die Kraftanbindung über die Radialfläche der Betätigungseinheit ist eine flexible Anordnung des Aktuators möglich. Die Parksperre lässt sich daher mit dem Aktuator als kompakte Einheit fertigen, was den Montageprozess erleichtert. Die Kompaktheit mindert zudem fertigungsbedingte oder montagebedingte Toleranzen.By virtue of the force connection via the radial surface of the actuating unit, a flexible arrangement of the actuator is possible. The parking lock can therefore be manufactured with the actuator as a compact unit, which facilitates the assembly process. The compactness also reduces production-related or assembly-related tolerances.
Erfindungsgemäß ist die elektrische Auslösung der Parksperre anstatt einer mechanischen vorgesehen. In einer Variante wird dazu im Fahrbetrieb, also im entriegelten Zustand, die vorgespannte Parksperre dauerhaft bestromt. Bei Unterbrechung der Fahrzeugspannung entfällt die durch den Aktuator aufgebrachte Haltekraft, was ein Schalten in den Sperrzustand zur Folge hat. Bei einer derartigen Parksperrenausführung ermöglicht die Erfindung eine Entlastung des Bordstromnetzes, da wegen der Übersetzung dauerhaft niedrigere Haltekräfte erforderlich sind. Der Energiebedarf der Parksperre sinkt somit etwa um die Hälfte, das Bordstromnetz wird entlastet.According to the invention, the electrical release of the parking brake is provided instead of a mechanical. In a variant, the preloaded parking lock is permanently energized while driving, ie in the unlocked state. When interrupting the vehicle voltage eliminates the force applied by the actuator holding force, which has a switching to the locked state result. In such a parking lock design, the invention allows a relief of the on-board power supply system, since permanently lower holding forces are required because of the translation. The energy requirement of the parking brake thus decreases by about half, the on-board power supply system is relieved.
In einer ersten Variante umgibt der Aktuator die Betätigungseinheit koaxial. In einer besonders kompakten Anordnung kragt der Aktuator in Bewegungsrichtung der Betätigungseinheit gesehen nicht weiter aus als die Betätigungseinheit selbst und ist im verbauten Zustand der Parksperre im Getriebeinneren angeordnet. Vorzugsweise wechselwirken der Aktuator und die Betätigungseinheit mechanisch.In a first variant, the actuator surrounds the actuating unit coaxially. In a particularly compact arrangement, the actuator does not project further in the direction of movement of the actuating unit than the actuating unit itself and is arranged in the gearbox interior in the installed state of the parking brake. Preferably, the actuator and the actuator interact mechanically.
In einer zweiten Variante sind die Betätigungseinheit und der Aktuator achsparallel und radial versetzt zur Getriebehauptachse angeordnet. Eine achsparallele Anordnung eignet sich besonders für die Anbindung des Aktuators über einen Zugmitteltrieb oder ein einfaches Zahnradgetriebe bei gleichzeitig kompakter Bauweise. Das Zugmittel ist beispielsweise ein Riemen oder eine Kette.In a second variant, the actuating unit and the actuator are arranged axially parallel and radially offset from the transmission main axis. An axis-parallel arrangement is particularly suitable for the connection of the actuator via a traction drive or a simple gear transmission with a compact design. The traction means is for example a belt or a chain.
In einer dritten Variante ist der Aktuator mit seiner Hauptachse winklig, insbesondere rechtwinklig, zur Bewegungsrichtung des Betätigungseinheit angeordnet und greift direkt in die Betätigungseinheit ein.In a third variant, the actuator is arranged with its main axis at an angle, in particular at right angles, to the direction of movement of the actuating unit and engages directly in the actuating unit.
Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung kleinere Aktuatoren, größere Freiheiten in deren Anordnung und ein verkippungssicheres Einleiten der Kraft auf die Betätigungseinheit.In summary, the invention allows smaller actuators, greater freedom in their arrangement and a tipping safe introduction of the force on the actuator unit.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die
Fast alle Bauteile der Parksperre
Die grundsätzliche Funktionsweise der Parksperre
In
In den Varianten der
Gemäß
In allen Varianten der
Dadurch dass die Betätigungsstange
Die Betätigungsstange
Dargestellt ist in den
Zur Herabsetzung der erforderlichen Aktuatorkraft wirkt die Betätigungseinheit
In der Ausführung nach
Die Betätigungseinheit
Aufgrund der durch die Wälzlager
Die
In dem entriegelten Zustand der Parksperre
In dem ungünstigen Fall, dass beim Einlegen der Parksperre
Das Rückseitenprofil
Am Hebelansatz
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Parksperreparking lock
- 22
- Aktuatoractuator
- 33
- Sperrklinkepawl
- 44
- Zwischenelementintermediate element
- 55
- Betätigungseinheitoperating unit
- 66
- Federelementspring element
- 77
- Gehäuseplattehousing plate
- 88th
- Parksperrenradparking gear
- 99
- (nicht belegt)(not occupied)
- 1010
- (nicht belegt)(not occupied)
- 1111
- ParksperrengehäuseParking lock housing
- 1212
- Radial-Linear-WälzlagerRadial Linear rolling bearings
- 1313
- Linearwälzlagerlinear bearings
- 1414
- SicherungsarretierungSicherungsarretierung
- 1515
- Kerbescore
- 1616
- VorderseitenkonturFront contour
- 1717
- RückseitenprofilBack curve
- 1818
- Einkerbungnotch
- 1919
- Hebelansatzlever approach
- 2020
- (nicht belegt)(not occupied)
- 2121
- Anbindungconnection
- 2222
- Hohlwellen-ElektromotorHollow shaft electric motor
- 2323
- Hauptachsemain axis
- 2424
- Haltemittelholding means
- 2525
- SchlingbandbremseSchlingbandbremse
- 2626
- Freilauffreewheel
- 2727
- SchaltarretierungGearshift
- 2828
- Rastkugeldetent ball
- 2929
- Rastkonturcatch contour
- 3030
- (nicht belegt)(not occupied)
- 3131
- Klinkenzahnratchet tooth
- 3232
- Drehpunktpivot point
- 3333
- RückstellarretierungRückstellarretierung
- 3434
- Hebelarmlever arm
- 3535
- drehpunktentferntes Endepivot remote end
- 3636
- Betätigungskonturactuating contour
- 3737
- ZentralbereichCentral area
- 3838
- Lageraugebearing eye
- 3939
- Einschnürungconstriction
- 4040
- (nicht belegt)(not occupied)
- 4141
- Wälzlagerroller bearing
- 4242
- Bolzenbolt
- 4343
- KäfigCage
- 4444
- Außenringouter ring
- 4545
- Stirnplattefaceplate
- 4646
- Wälzkörperrolling elements
- 4747
- Innenringinner ring
- 4848
- Berührungsflächencontact surfaces
- 4949
- Spaltgap
- 5050
- (nicht belegt)(not occupied)
- 5151
- Kraftrichtungdirection of force
- 5252
- Betätigungsstangeactuating rod
- 5353
- Gewindethread
- 5454
- Gegengewindemating thread
- 5555
- Riemenbelt
- 5656
- Zahnradgetriebegear transmission
- 5757
- Verzahnunggearing
- 5858
- MotorabtriebszahnradMotor driven gear
- 5959
- RadialmantelflächeRadial lateral surface
- 6060
- Hohlrohrhollow tube
- 6161
- Sacklochblind
- 6262
- Federendespring end
- 6363
- Durchgangsausnehmungthrough recess
- 6464
- Ringabsatzannular shoulder
- 6565
- Betätigungsstiftactuating pin
- 6666
- Kopfhead
- 6767
- kopfabgewandtes Endehead turned away
- 6868
- Scheibedisc
- 6969
- Magnetmagnet
- 7070
- (nicht belegt)(not occupied)
- 7171
- FreistanzungFree punch
- 7272
- Querwandpartition
- 7373
- Randedge
- 7474
- StanzausnehmungStanzausnehmung
- 7575
- Sensorsensor
- 7676
- Sensorgehäusesensor housing
- 7777
- Anschlussconnection
- 7878
- getriebezugewandte Seitegear-facing side
- 7979
- getriebeabgewandte Seitegearbox remote side
- 8080
- (nicht belegt)(not occupied)
- 8181
- Zahnlückegap
- 8282
- Sperrverzahnunglocking teeth
- 8383
- Fensterwindow
- 8484
- Getriebetransmission
- 8585
- Getriebegehäusegearbox
- 8686
- Haltewandretaining wall
- 8787
- ParksperrenradzahnParksperrenradzahn
- 8888
- Bohrungdrilling
- 8989
- Abflachungflattening
- 9090
- Rollelementrolling element
- 9191
- Ramperamp
- 9292
- Funktionsflächefunctional surface
- gG
- Hebelgeradelever straight
- r1 r 1
- Innenradiusinner radius
- r2 r 2
- Außenradiusouter radius
- FT F T
- Tangentialkrafttangential
- FR F R
- Radialkraftradial force
- FR1 F R1
- TeilradialkraftPart radial force
- FR2 F R2
- TeilradialkraftPart radial force
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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