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DE102013214188A1 - Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung Download PDF

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DE102013214188A1
DE102013214188A1 DE102013214188.2A DE102013214188A DE102013214188A1 DE 102013214188 A1 DE102013214188 A1 DE 102013214188A1 DE 102013214188 A DE102013214188 A DE 102013214188A DE 102013214188 A1 DE102013214188 A1 DE 102013214188A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston unit
spring arm
release element
spring
locking mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102013214188.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Herrmann
Christian Popp
Stefan Meschenmoser
Thilo Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus (2) beschrieben, die wenigstens eine in Schließrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) hydraulisch betätigbare Kolbeneinheit (4), eine Rasteinrichtung (5) zum Halten der Kolbeneinheit (4) zumindest in zum geöffneten und zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Positionen sowie eine Betätigungseinrichtung (6) mit einem Elektromagnet (15) zum Betätigen eines Löseelementes (7) aufweist, das zum Umschalten der Rasteinrichtung (5) zwischen einem die Kolbeneinheit (4) haltenden und einem die Kolbeneinheit (4) freigebenden Betriebszustand mit einer elektromagnetseitigen Stellkraft beaufschlagbar ist. Die Kolbeneinheit (4) ist von der Rasteinrichtung (5) in ihrer zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (15) gehalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Aus der nicht veröffentlichten DE 10 2012 210 571.9 der Anmelderin ist eine Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges bekannt. Die Vorrichtung weist eine in axialer Richtung verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit, eine in einer zu einem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit selbsttätig aktivierende Rasteinrichtung zum Halten der Kolbeneinheit in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position und eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen eines Löseelementes auf, das zum Deaktivieren der Rasteinrichtung vorgesehen ist. Die Rasteinrichtung ist zum Halten der Kolbeneinheit in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position selbsttätig aktivierend ausgeführt und zur Freigabe einer Bewegung der Kolbeneinheit ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position deaktivierbar.
  • Die Vorrichtung stellt einen Teil einer elektrohydraulischen Parksperrenbetätigung dar und wird auch als Parksperrenaktuator bezeichnet, mittels dem die Parksperre eines Fahrzeuges ohne hydraulische Druckversorgung in der ausgelegten Position haltbar ist. Das Auslegen der Parksperre erfolgt über einen hydraulischen Druck, der die Kolbeneinheit bzw. einen Zylinder von einer ersten Endlage, zu der die Parksperre eingelegt ist, in eine zweite Endlage verstellt, in der die Parksperre ausgelegt ist. Das Einlegen der Parksperre wird über einen Federrückstellmechanismus durchgeführt, wobei der elektromagnetische Verriegelungsmechanismus der Vorrichtung im drucklosen Zustand ein ungewolltes Einlegen der Parksperre gegen die Kraft des Rückstellmechanismus verhindert. Zusätzlich wird das Auslegen der Parksperre auch im Fehlerfall, wie einer unerwünschten hydraulischen Ansteuerung der Kolbeneinheit, durch die Rasteinrichtung verhindert, die bei eingelegter Parksperre durch eine aktive Bestromung eines Elektromagneten ein Auslegen der Parksperre mechanisch sperrt. Damit ist ein Fahrzeug auch während eines sogenannten Remote-Starts eines Fahrzeuges gegen unerwünschtes Anfahren gesichert.
  • Problematisch dabei ist jedoch, dass das Auslegen der Parksperre bei einem Ausfall der Stromversorgung der Vorrichtung und gleichzeitiger unerwünschter Druckbeaufschlagung der Kolbeneinheit nicht in gefordertem Umfang sichergestellt ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung, zur Verfügung zu stellen, mittels der ein unerwünschtes Auslegen einer Parksperre sicher vermieden ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, die wenigstens eine in Schließrichtung des Verriegelungsmechanismus angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus hydraulisch betätigbare Kolbeneinheit, eine Rasteinrichtung zum Halten der Kolbeneinheit zumindest in zum geöffneten und zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Positionen sowie eine Betätigungseinrichtung mit einem Elektromagnet zum Betätigen eines Löseelementes aufweist, das zum Umschalten der Rasteinrichtung zwischen einem die Kolbeneinheit haltenden und einem die Kolbeneinheit freigebenden Betriebszustand mit einer elektromagnetseitigen Stellkraft beaufschlagbar ist, ist die Kolbeneinheit von der vorzugsweise betriebszustandsabhängig selbsttätig aktivierenden Rasteinrichtung in ihrer zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten gehalten.
  • Damit ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf konstruktiv einfache und bauraumgünstige Art und Weise gewährleistet, dass der Verriegelungsmechanismus bzw. eine Parksperreneinrichtung bei einem Ausfall einer Stromversorgung entgegen einer entsprechenden Anforderung auch bei einer fehlerhaften Druckbeaufschlagung der Kolbeneinheit nicht in seinen geöffneten Betriebszustand überführt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kolbeneinheit von der Rasteinrichtung in ihrer zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten gehalten. Damit ist wiederum gewährleistet, dass der Verriegelungsmechanismus durch aktive Bestromung im geöffneten Betriebszustand haltbar ist und bei einem Fehlerfall, d. h. bei einem Ausfall der Stromversorgung, durch die federvorgespannte Kolbeneinheit in ihren geschlossenen Betriebszustand überführbar ist bzw. eine Parksperreneinrichtung einlegbar ist, um ein mit der Vorrichtung ausgeführtes Fahrzeug gegen unerwünschtes Wegrollen sichern zu können.
  • Eine ebenfalls bauraum- und kostengünstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung mit wenigstens einem mit der Kolbeneinheit sowohl in der zu dem geöffneten als auch in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit in Wirkverbindung bringbaren Federarm ausgeführt ist, mittels dem die Kolbeneinheit in der zu dem geöffneten und in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position haltbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit geringem Aufwand betreibbar, wenn der Federarm mit einer Federkraftvorspannung ausgeführt ist, die den Federarm zumindest in der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position in seine die Kolbeneinheit verriegelnde Stellung verschwenkt, wobei der Federarm mit seinem der Kolbeneinheit abgewandten Ende fest mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist, sodass die Federkraftvorspannung des Federarms an dieser abstützbar ist.
  • Wird der Federarm zu dem Betriebszustand des Federarms, zu dem die Kolbeneinheit vom Federarm in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position gehalten ist, von der Federkraftvorspannung in Eingriff mit der Kolbeneinheit geführt, ist die Rasteinrichtung in geöffnetem Zustand des Verriegelungsmechanismus selbsttätig aktivierend ausgeführt und somit mit geringem Aufwand betätigbar.
  • Der Federarm ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu dem Betriebszustand des Federarms, zu dem die Kolbeneinheit vom Federarm in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position gehalten ist, vom Löseelement entgegen der Federkraftvorspannung in Eingriff mit der Kolbeneinheit geführt, womit die Rasteinrichtung in geschlossenem Zustand des Verrieglungsmechanismus aktiv in ihren die Kolbeneinheit arretierenden Betriebszustand überführbar ist.
  • Bei einer besonders bauraumgünstigen und einfach herstellbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Federarm in radialer Richtung von einem mit der Kolbeneinheit in axialer Richtung gegenüber dem Federarm verschiebbaren Hülsenbereich zumindest bereichsweise umgriffen, wobei der Federarm vom Löseelement mit einem Rastbereich in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit in eine in einem Innenradiusbereich des Hülsenbereiches angeordnete Rastnut führbar ist, um die Kolbeneinheit in gewünschtem Umfang arretieren zu können.
  • Ist der Innenradius des Innenradiusbereiches des Hülsenbereiches kleiner als ein Innenradius eines weiteren Innenradiusbereiches des Hülsenbereiches, der einen vom Federarm in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit übergreifbaren inneren Sperrabschnitt der Kolbeneinheit in radialer Richtung umgibt, ist gewährleistet, dass der Federarm in gewünschtem Umfang aus dem Eingriff mit dem Sperrabschnitt führbar ist und andererseits der Federarm ohne Verlust des Kontaktes zum Löseelement von diesem sicher in die Rastnut des Hülsenbereiches überführbar ist.
  • Sind eine dem Federarm zugewandte Oberfläche des Löseelementes auf eine dem Löseelement zugewandte Oberfläche des Federarms und eine Innenseite des Hülsenbereiches auf eine dem Hülsenbereich zugewandte Außenseite des Federarms abgestimmt, sodass eine Schwenkbewegung des Federarmes in Richtung eines Sperrabschnittes der Kolbeneinheit in bestromtem Zustand des Elektromagneten vom Löseelement freigegeben ist und der Federarm in unbestromtem Zustand des Elektromagneten vom Löseelement aus dem Eingriff des Sperrabschnittes führbar ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv einfach ausgeführt und mit geringem Steuer- und Regelaufwand betreibbar.
  • Bei einer ebenfalls konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zudem mit geringem Steuer- und Regelaufwand betreibbar ist, sind die dem Federarm zugewandte Oberfläche des Löseelementes auf die dem Löseelement zugewandte Oberfläche des Federarms und die Innenseite des Hülsenbereiches auf die dem Hülsenbereich zugewandte Außenseite des Federarms abgestimmt, sodass eine Schwenkbewegung des Federarms in Richtung des Hülsenbereiches der Kolbeneinheit in unbestromtem Zustand des Elektromagneten vom Löseelement erzwungen ist und eine den Federarm aus dem Eingriff der Rastnut führende Schwenkbewegung des Federarms in bestromtem Zustand des Elektromagneten vom Löseelement freigegeben ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit einer Rasteinrichtung mit wenigstens zwei Federarmen ausgebildet, wobei die Kolbeneinheit in ihrer zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position mittels eines der Federarme in bestromtem Zustand des Elektromagneten arretierbar ist, während die Kolbeneinheit vom anderen Federarm in ihrer zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position in unbestromtem Zustand des Elektromagneten haltbar ist.
  • Bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Federarmen besteht die Möglichkeit, das Löseelement als doppelt wirkenden, entgegengesetzt ausgeführten Verriegelungskonus auszubilden, der über den Elektromagneten betätigbar ist. Dabei kann es vorgesehen sein, die Federarme in derselben Betätigungsrichtung in gewünschtem Umfang zu betätigen, womit zur Entriegelung der jeweiligen Position bzw. des jeweils vorliegenden Betriebszustandes des Verriegelungsmechanismus jeweils nur eine einfache Ansteuerung des Elektromagneten erforderlich ist. Dabei ist eine Betätigung der Federarme in radialer Richtung sowohl nach außen als auch nach innen denkbar.
  • Die Betätigung der Federarme radial nach außen ist beispielsweise über einen sogenannten Innenkonus darstellbar, während eine Betätigung der Federarme radial nach innen über ein als Außenring ausgeführtes Löseelement konstruktiv realisierbar sein kann.
  • Bei einer kostengünstigen und konstruktiv einfach ausgeführten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Federarme identisch ausgebildet und wirken mit einem rotationssymmetrischen Löseelement zusammen, wobei die Federarme in Bezug auf das Löseelement in axialer Richtung versetzt zueinander montiert sind und sich in Abhängigkeit der axialen Stellung des Kolbenelementes und des Löseelementes zueinander wechselweise mit der Kolbeneinheit in sperrendem Eingriff befinden oder vom Löseelement aus dem Eingriff mit dem Kolbenelement führbar sind.
  • Eine hierzu alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit identischen Federarmen ausgebildet, die mit einem nicht rotationssymmetrischen Löseelement zusammenwirken, in Bezug auf das Löseelement in axialer Richtung auf gleicher Höhe montiert sind und sich in Abhängigkeit der axialen Stellung des Kolbenelementes und des Löseelementes zueinander wechselweise mit der Kolbeneinheit in sperrendem Eingriff befinden oder vom Löseelement aus dem Eingriff mit dem Kolbenelement führbar sind.
  • Ist die Kolbeneinheit mit in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Rastbereichen ausgebildet, welche mit den Federarmen jeweils in Abhängigkeit einer vom Betriebszustand des Elektromagneten abhängigen Stellung des Löseelementes in einem die Kolbeneinheit arretierenden Umfang zusammenwirken oder außer Eingriff mit den Federarmen sind, ist die Kolbeneinheit mit geringem konstruktivem Aufwand in der zum geöffneten Betriebszustand oder in der zum geschlossenen Betriebszustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position haltbar.
  • Grundsätzlich ist der Verriegelungsmechanismus bzw. ist die Parksperreneinrichtung über die erfindungsgemäße Vorrichtung nur im Normalfall, d. h. bei entsprechend vorliegender Stromversorgung des Elektromagneten und durch entsprechendes Bedrucken der Kolbeneinheit, in den geöffneten bzw. ausgelegten Betriebszustand überführbar. Ohne geeigneten Betätigungsdruck ist der Verriegelungsmechanismus nicht in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar. Darüber hinaus ist der Verriegelungsmechanismus auch bei dem Ausfall der Stromversorgung des Elektromagneten selbst bei entsprechender Bedruckung der Kolbeneinheit nicht in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar.
  • Um den Verriegelungsmechanismus bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung des Elektromagneten und ohne entsprechend zur Verfügung stehenden Betätigungsdruck aus ihrem geschlossenen Betriebszustand in ihren geöffneten Betriebszustand überführen zu können, ist die Kolbeneinheit bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Rastenscheibe verbunden, die in Abhängigkeit einer axialen Verstellung der Kolbeneinheit in Rotation versetzbar ist und die über ein Stangenelement mit dem Verriegelungsmechanismus in Wirkverbindung bringbar ist, wobei zwischen der Rastenscheibe und der Kolbeneinheit eine manuell auslösbare Relativbewegung darstellbar ist, über die der Verriegelungsmechanismus unabhängig von einem aktuellen Betriebszustand der Kolbeneinheit manuell aus seinem geschlossenen Betriebszustand in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar ist, wenn sich diese in geschlossenem Betriebszustand befindet.
  • Dabei besteht die Möglichkeit, die Rastenscheibe über einen Hebelbereich, der in einem Langloch der Kolbeneinheit beweglich gegenüber der Kolbeneinheit angeordnet ist, mit der Kolbeneinheit zu verbinden und die Rastenscheibe über eine Drehfeder gegen einen Anschlag der Kolbeneinheit mit dem Hebel zu führen. Die Rastenscheibe ist dann im Langloch entgegen der Federkraft der Drehfeder gemeinsam mit dem Hebelelement in Bezug auf die im Fehlerfall axial festgelegte Kolbeneinheit verschwenkbar. Durch die Schwenkbewegung bzw. Drehbewegung der Rastenscheibe ist der Verriegelungsmechanismus öffenbar bzw. die Parksperre auslegbar, wobei die Rastenscheibe hierfür über einen Seilzug oder dergleichen von einer Bedienperson manuell antreibbar ausgeführt sein kann.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematisierte Teillängsschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung bei eingelegter Parksperre;
  • 2 eine 1 entsprechende Darstellung der ersten Ausführungsform der Vorrichtung bei ausgelegter Parksperre;
  • 3 eine stark schematisierte Einzeldarstellung eines Federarms und eines Löseelementes der Vorrichtung gemäß 1 bei ausgelegter Parksperre;
  • 4 eine 3 entsprechende Darstellung des Federarms und des Löseelementes zu einem Betriebszustand, der zwischen einem eingelegten Betriebszustand und einem ausgelegten Betriebszustand der Parksperre vorliegt;
  • 5 das Löseelement und der Federarm in einer 3 entsprechenden Darstellung bei ausgelegter Parksperre;
  • 6 eine vergrößerte Einzelansicht eines in 1 näher gekennzeichneten Bereiches VI;
  • 7 eine detaillierte Längsschnittansicht der Vorrichtung gemäß 1, die über eine Rastenscheibe und ein Stangenelement mit einem Verriegelungsmechanismus in Wirkverbindung steht, in eingelegtem Zustand der Parksperre;
  • 8 eine 7 entsprechende Darstellung der Vorrichtung bei über eine Kolbeneinheit ausgelegter Parksperre;
  • 9 eine 7 entsprechende Darstellung der Vorrichtung bei über eine Notentriegelung ausgelegter Parksperre;
  • 10 eine schematisierte Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eingelegtem Zustand der Parksperre;
  • 11 eine 10 entsprechende Darstellung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ausgelegtem Zustand der Parksperre;
  • 12 eine 10 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eingelegtem Zustand der Parksperre;
  • 13 eine 12 entsprechende Darstellung der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ausgelegtem Zustand der Parksperre;
  • 14 eine 10 entsprechende Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eingelegtem Zustand der Parksperre;
  • 15 eine 14 entsprechende Darstellung der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ausgelegtem Zustand der Parksperre;
  • 16 eine 10 entsprechende Darstellung einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eingelegtem Zustand der Parksperre;
  • 17 eine 16 entsprechende Darstellung der fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ausgelegtem Zustand der Parksperre; und
  • 18 die Vorrichtung gemäß 16 aus einer in 16 näher gekennzeichneten Ansicht XVIII.
  • 1 zeigt eine schematisierte Teillängsschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Betätigen eines vorliegend als Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges ausgeführten Verriegelungsmechanismus 2. Die Vorrichtung 1 weist in an sich bekannter Art und Weise eine mit einem Fluid beaufschlagbare und in Abhängigkeit eines Fluiddrucks p entgegen einer in Schließrichtung S des Verriegelungsmechanismus 2 wirkenden Federeinrichtung in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus 2 betätigbare und in axialer Richtung in einem Zylinder 3 verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit 4 auf, die in 7 bis 9 näher dargestellter Art und Weise mit dem Verriegelungsmechanismus 2 verbunden ist. Die Kolbeneinheit 4 wird vorliegend über ein sogenanntes Parksperrenventil 13 mit einem Systemdruck p_sys eines Hydrauliksystems eines Automatgetriebes versorgt, wenn die Parksperreneinrichtung 2 ausgelegt werden soll.
  • Des Weiteren ist die Vorrichtung 1 mit einer in einer zu einem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit 4, die in 2 näher gezeigt ist, aktivierbaren Rasteinrichtung 5 zum Halten der Kolbeneinheit 4 in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position ausgeführt. Die Rasteinrichtung 5 ist in einer in 1 näher gezeigten und zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit 4 selbsttätig aktivierend ausgeführt, um die Kolbeneinheit 4 in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position halten zu können.
  • Die Vorrichtung 1 weist auch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 6 zum Betätigen eines Löseelementes 7 auf, über das die Rasteinrichtung 5 in der später beschriebenen Art und Weise aktivierbar oder deaktivierbar ist. Das Löseelement 7 ist vorliegend mit einer Ankerstange 8 verbunden und gemeinsam mit der Ankerstange 8 sowie einem wiederum damit wirkverbundenen Ankerelement 9 längsbeweglich im Inneren des Zylinders 3 angeordnet. Das Löseelement 7, die Ankerstange 8 und das Ankerelement 9 sind jeweils mit einer in Richtung einer zu dem deaktivierten Betriebszustand und zu dem aktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung 5 äquivalenten Stellung wirkenden Stellkraft beaufschlagbar. Hierfür ist eine Federeinrichtung 11 vorgesehen, die zwischen einem gehäusefesten Bauteil 12 und dem Löseelement 7 angeordnet ist und auf die Ankerstange 8 aufgeschoben ist. Bei geöffneter Parksperreneinrichtung und gleichzeitig aktivierter Rasteinrichtung 5 greift an der Kolbeneinheit 4 die Federkraft der Federeinrichtung an, die die Kolbeneinheit 4 gegen die Haltekraft der Rasteinrichtung 5 in die in 1 dargestellte Schließrichtung S verschieben möchte. Dabei besteht die Möglichkeit, die Federeinrichtung als Druck- oder Zugfeder auszuführen, um die Kolbeneinheit 4 mit einer von der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 6 weg gerichteten axialen Stellkraft zu beaufschlagen.
  • Die in 1 bis 9 dargestellte Vorrichtung 1 weist im normalen Betriebsmodus, während dem die Kolbeneinheit 4 im Bereich einer Wirkfläche 14 mit dem Fluiddruck p beaufschlagbar ist und die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 6 bestrombar ist, folgende Funktionsweise auf:
  • Zu dem in 1 dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 1 befindet sich die Kolbeneinheit 4 in der zum geschlossenen Betriebszustand des Verriegelungsmechanismus 2 bzw. in der zum eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung äquivalenten axialen Position bzw. in einer ersten Endstellung, in der die Kolbeneinheit 4 von der aktivierten Rasteinrichtung 5 gehalten ist. Hierfür ist eine Bestromung eines Elektromagneten 15 der Betätigungseinrichtung 6 unterbrochen und das Löseelement 7 gemeinsam mit dem Ankerelement 9 und der Ankerstange 8 von der Federkraft der Federeinrichtung 11 aus der in 2 dargestellten Position in axialer Richtung im Zylinder 3 in Richtung der in 1 dargestellten axialen Position verschoben. Dabei werden über den Umfang des Löseelementes 7 verteilt angeordnete und vorliegend als Federarme 16, 17 ausgeführte Sperrelemente, die einenends fest mit dem gehäusefesten Bauteil 12 verbunden sind und deren in axialer Richtung gegenüberliegendes Ende frei ausgeführt ist, in der zu 3 bis 5 näher beschriebenen Art und Weise vom Löseelement 7 radial nach außen verschwenkt, bis diese in der in 1 dargestellten Art und Weise mit einem Rastbereich 18 in eine in 6 näher gezeigte Rastnut 19 eingreifen, wobei die Kolbeneinheit 4 hierfür von der Federeinrichtung in die in 1 gezeigte und zum geschlossenen Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 2 äquivalente axiale Position zu verstellen ist. Die Rastnut 19 ist in einem Innenradiusbereich eines Hülsenbereiches 20 der Kolbeneinheit 4 vorgesehen und mit einer definierten Nuttiefe t ausgebildet. Damit schwenken die Federarme 16, 17 bei in die Rastnut 19 eingreifenden Rastbereichen 18 um die Nuttiefe t radial weiter nach außen, so dass das Löseelement 7 über die Kegelfläche hinaus mit der Zylindermantelfläche die Federarme 16, 17 fixiert.
  • 3 zeigt eine stark stilisierte Darstellung des Löseelementes 7 und des Sperrelementes 16 zu dem in 2 dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 1, zu dem der Elektromagnet 15 in bestromtem Zustand vorliegt und das Sperrelement 16 um den Einspannbereich im gehäusefesten Bauteil 12 vollständig radial nach innen verschwenkt ist und mit einem in Richtung des Löseelementes 7 vorkragenden Bereich 21 an einem kegelförmigen Bereich 22 des Löseelementes 7 anliegt. Das Sperrelement 16 und auch das Sperrelement 17 sind vorliegend mit einer Federkraftvorspannung ausgeführt, die die Sperrelemente 16 und 17 zumindest in der in 2 und 3 dargestellten Stellung hält bzw. in diese verschwenkt. Dabei sind die Sperrelemente 16 und 17 mit dem gehäusefesten Bauteil 12 der Betätigungseinrichtung 6 derart fest verbunden, dass die Federkraftvorspannung der Sperrelemente 16 und 17 an dieser abstützbar ist.
  • Um das Sperrelement 16 und somit auch das in 3 nicht näher dargestellte Sperrelement 17 aus der in 2 und 3 dargestellten Schwenkstellung in die in 1 und 5 dargestellte Schwenkstellung überführen zu können, wird die Bestromung des Elektromagneten 15 unterbrochen und das Löseelement 7 in axialer Richtung gemeinsam mit dem Ankerelement 9 und der Ankerstange 8 von der Federeinrichtung 11 verschoben. Dabei gleitet der vorkragende Bereich 21 des Federarms 16 in der in 4 dargestellten Art und Weise an dem kegelförmigen Bereich 22 des Löseelementes 7 entlang, bis der vorkragende Bereich 21 einen zylindrischen Oberflächenbereich 23 erreicht und der Federarm 16 in die in 1 und 5 dargestellte radial nach außen verschwenkte Position vom Löseelement 7 verstellt ist.
  • Soll die in 1 dargestellte Verrastung der Kolbeneinheit 4 durch die Rasteinrichtung 5 wieder aufgehoben werden, weil eine Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung 2 vorliegt, wird die Bestromung des Elektromagneten 15 wieder hergestellt und das Löseelement entgegen der vorliegend als Druckfeder ausgeführten Federeinrichtung 11 gemeinsam mit der Ankerstange 8 und dem Ankerelement 9 aus der in 1 dargestellten Position in die in 2 gezeigte axiale Stellung überführt. Dabei gehen die Federarme 16 und 17 aufgrund ihrer Federvorspannung mit zunehmendem Verstellweg des Löseelementes 7 aus der in 1 gezeigten Stellung in die in 2 dargestellte und radial nach innen verschwenkte Position über. Die Rastbereiche 18 gleiten dabei aus der Rastnut 19 heraus, womit die formschlüssige Verbindung zwischen der Rasteinrichtung 5 und der Kolbeneinheit 4 getrennt wird. Wird die Kolbeneinheit 4 über das Parksperrenventil 13 mit Betätigungsdruck p im Bereich der Wirkfläche 14 beaufschlagt, wird die Kolbeneinheit 4 aus der in 1 gezeigten Stellung zunehmend in die in 2 gezeigte axiale Position überführt, die zum geöffneten Betriebszustand des Verriegelungsmechanismus 2 bzw. zum ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 2 äquivalent ist.
  • Mit zunehmendem Verstellweg der Kolbeneinheit 4 in Richtung der Betätigungseinrichtung 6 vergrößert sich ein Überdeckungsbereich zwischen der Kolbeneinheit 4 und den Federarmen 16 und 17 sowie dem Löseelement 7. Ab einem definierten Verstellweg der Kolbeneinheit 4 kommt die Kolbeneinheit 4 mit einem inneren Sperrabschnitt 24 in Kontakt mit den in radialer Richtung eingeschwenkten Federarmen 16 und 17. Der innere Sperrabschnitt 24 ist vorliegend mit einem kegelförmigen Bereich 25 ausgeführt, der sich von seinem der Betätigungseinrichtung 6 zugewandten Ende in Richtung seines der Wirkfläche 14 zugewandten zweiten Endes zunehmend vergrößert und somit eine Führungsschräge für die Federarme 16 und 17 bildet, mittels der ein Klemmen während dem Aufspreizen der Federarme 16 und 17 sicher vermieden wird.
  • Trifft die Kolbeneinheit 4 mit ihrem inneren Sperrabschnitt 24 bzw. dem kegelförmigen Bereich 25 auf die freien Enden der Federarme 16 und 17, werden die Federarme 16 und 17 vom inneren Sperrabschnitt 24 aus der in 2 dargestellten Schwenkposition mit zunehmendem Verstellweg der Kolbeneinheit 4 nach außen verschwenkt und fallen anschließend hinter dem kegelförmigen Bereich 25 radial nach innen, wenn weitere nach innen vorkragende Rastbereiche 26 der Federarme 16 und 17 außer Eingriff mit dem kegelförmigen Bereich 25 des inneren Sperrabschnittes 24 der Kolbeneinheit 4 sind. Der Sperrabschnitt 24 ist hierfür in Bezug auf die Betätigungseinrichtung 6 hinter dem kegelförmigen Bereich 25 mit einem mit kleinerem Durchmesser ausgeführten zylindrischen Bereich 27 ausgebildet, der die letztgenannte Schwenkbewegung der Federarme 16 und 17 in die in 2 dargestellte Schwenkposition ermöglicht.
  • Fällt der die Parksperreneinrichtung 2 auslegende und im Bereich der Wirkfläche 14 anlegbare Betätigungsdruck p ab und liegt keine entsprechende Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung 2 vor, wird die Kolbeneinheit 4 von der an der Kolbeneinheit 4 angreifenden Federeinrichtung aus der in 2 dargestellten axialen Position in Richtung der in 1 dargestellten axialen Endstellung der Kolbeneinheit 4 verschoben, bis der innere Sperrabschnitt 24 mit einer ringscheibenförmigen Anlagefläche 28 an den weiteren Rastbereichen 26 der Federarme 16 und 17 zum Anlegen kommt, wodurch die Kolbeneinheit 4 von den Federarmen 16 und 17 in der zum ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 2 äquivalenten axialen Position gehalten wird.
  • Liegt eine entsprechende Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung 2 vor, wird wiederum die Bestromung des Elektromagneten 15 unterbrochen, um das Löseelement 7 aus der in 2 dargestellten Position in Richtung der in 1 gezeigten axialen Stellung verschieben zu können. Bei unbestromten Elektromagneten 15 wird das Löseelement 7 zwischen die Federarme 16 und 17 geschoben und führt diese aus dem Eingriff mit dem inneren Sperrabschnitt 24 der Kolbeneinheit 4, die dann von der Federeinrichtung in die zum eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 2 äquivalente axiale Position verschoben wird.
  • Damit eine Aktivierung der Rasteinrichtung 5 zum Halten der Kolbeneinheit 4 in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 2 sicher gewährleistet ist, ist im Inneren des Sperrabschnittes 24 ein in axialer Richtung verschiebbares Gleitelement 29 vorgesehen, das von einer Federeinrichtung 30 gegen einen Federring 31 gedrückt ist, der wiederum in einer Innennut 32 in axialer Richtung fest angeordnet ist. Mit dieser in axialer Richtung bauraumgünstigen Ausführung der Vorrichtung 1 besteht die Möglichkeit, die das Löseelement 7 in axialer Richtung durchgreifende Ankerstange 8 mit ihrem dem inneren Sperrabschnitt 24 zugewandten Ende bereichsweise in das Innere des Sperrabschnittes 24 einzuführen und die Federarme 16 und 17 mit ihren weiteren Rastbereichen 26 sicher am kegelförmigen Bereich 25 vorbeizuführen und anschließend die gewünschte Rastwirkung durch Anlage der weiteren Rastbereiche 26 an dem ringscheibenförmigen Bereich 28 des Sperrabschnittes 24 ermöglichen zu können. Zur Darstellung des hierfür unter Umständen erforderlichen axialen Verschiebewegs der Kolbeneinheit 4 gegenüber der Ankerstage 8, ist die Ankerstange 8 mit ihrem dem inneren Sperrabschnitt 24 zugewandten Ende in den Sperrabschnitt 24 einführbar, wobei die Federeinrichtung 30 gestaucht wird und das Gleitelement 29 vom Federring 31 abhebt. Sinkt der Betätigungsdruck p im Bereich der Wirkfläche 14 ab, wird die Kolbeneinheit 4 von der Federeinrichtung wieder in Schließrichtung S zurückverschoben, bis der ringscheibenförmige Bereich 28 an den weiteren Rastbereichen 26 der Federarme 16 und 17 zum Anliegen kommt, wobei während dieser Bewegung der Kolbeneinheit 4 die Ankerstange 8 wieder aus dem Inneren des Sperrabschnittes 24 ausgeführt wird und die Federeinrichtung 30 das Gleitelement 29 gegen den Federring 31 drückt.
  • Um ein ungewolltes Deaktivieren der Rasteinrichtung 5 in dem in 1 dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 1 zu vermeiden und gleichzeitig eine gewünschte Deaktivierung der Rasteinrichtung 5 aus dem in 2 dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 1 nicht zu behindern, ist der Innenradius des Innenradiusbereiches des Hülsenbereiches 20, in dem die Rastnut 19 vorgesehen ist, kleiner als ein Innenradius eines weiteren Innenradiusbereiches des Hülsenbereiches 20, der den vom Federarm 16, 17 in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit 4 übergreifbaren inneren Sperrabschnitt 24 der Kolbeneinheit 4 in radialer Richtung umgibt und sich wiederum an eine in axialer Richtung auf den Innendurchmesserbereich folgende Schräge anschließt.
  • Damit ist gewährleistet, dass für die Federarme 16 und 17 zum Lösen der Rasteinrichtung 6 ausgehend von dem in 2 dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 1, zu dem die Parksperreneinrichtung 2 ausgelegt ist, ein ausreichend großer Schwenkbereich zur Verfügung steht. Des Weiteren ist durch die unterschiedliche Dimensionierung des Innendurchmessers des Hülsenbereiches 20 gewährleistet, dass die formschlüssige Verbindung zwischen den Federarmen 16 und 17 bzw. deren Rastbereiche 18 und der Rastnut 19 ohne die vorbeschriebene axiale Verstellung des Löseelementes 7 aufgrund von Fertigungstoleranzen und eventuellen belastungsabhängigen Verformungen der Federarme 16 und 17 ungewollt gelöst wird. Somit sind die Federarme 16 und 17 einerseits sicher aus dem Eingriff mit dem Sperrabschnitt 24 führbar und andererseits sicher in der Rastnut 19 haltbar.
  • In 7 bis 9 ist jeweils eine detailliertere Längsschnittansicht der Vorrichtung 1 gemäß 1 dargestellt, die zusätzlich zu den in 1 und 2 gezeigten Bauelementen der Vorrichtung 1 auch den Verriegelungsmechanismus 2 und eine die Kolbeneinheit 4 mit dem Verriegelungsmechanismus 2 koppelnde Rastenscheibe 33 zeigt, die im Bereich eines Langloches 34 mit der Kolbeneinheit 4 in Wirkverbindung steht.
  • Die Rastenscheibe 33 ist im Bereich eines Bolzens 35 drehbar gelagert und über eine nicht näher dargestellte Schenkelfeder gegen einen Anschlag 36 im Langloch 34 der Kolbeneinheit 4 gedrückt. Im Bereich einer Koppelstelle 37 ist eine Parksperrenstange 38 fest mit der Rastenscheibe 33 verbunden, über die eine Drehbewegung der Rastenscheibe 33 auf einen Parksperrenkonus 39 übertragbar ist. Der Parksperrenkonus 39 wirkt mit einer Parksperrenklinke 40 zusammen, die in an sich bekannter Art und Weise bei eingelegter Parksperreneinrichtung 2 mit einem Bereich in eine Verzahnung eines Parksperrenrads 41 eingreift. Das Parksperrenrad 41 ist wiederum mit dem Abtrieb eines Fahrzeuges verbunden, womit bei eingelegter Parksperreneinrichtung 2 der Abtrieb eines Fahrzeuges durch die in das Parksperrenrad 41 eingreifende Parksperrenklinke 40 drehfest gehalten ist. Der Parksperrenkonus 39 ist längsverschieblich auf der Parksperrenstange 38 angeordnet und über eine Druckfeder 42 gegen einen Anschlag 43 gedrückt.
  • Die längsbewegliche Ausführung des Parksperrenkonus 39 auf der Parksperrenstange 38 und die damit korrespondierende Anfederung des Parksperrenkonus 39 über die Druckfeder 42 ist dazu vorgesehen, dass die bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperre auszuführende Drehbewegung der Rastenscheibe 33 und damit einer im Wesentlichen translatorischen Verstellung der Parksperrenstange 38 trotz Vorliegen einer sogenannten Zahn-auf-Zahn-Stellung zwischen der Parksperrenklinke 40 und dem Parksperrenrad 41 durchführbar ist, bei der die Parksperrenklinke 40 zunächst nicht in gewünschtem Umfang in das Parksperrenrad 41 einfällt. Bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Parksperrenklinke 40 in das Parksperrenrad 41 einfällt, ist die Druckfeder 42 aufgrund des durch die Parksperrenstange 38 nicht verstellten Parksperrenkonus 39 vorgespannt. Fällt die Parksperrenklinke 40 in das Parksperrenrad 41 in gewünschtem Umfang ein, kann der Parksperrenkonus 39 in seine hierzu äquivalente Stellung übergehen, wobei sich die Druckfeder 42 während dieser Stellbewegung des Parksperrenkonus 39 entspannt.
  • Ist die Parksperreneinrichtung 2 aufgrund einer nicht mehr ausreichenden Bedruckung der Wirkfläche 14 der Kolbeneinheit 4 nicht in vorbeschriebenem Umfang auslegbar, ist die Vorrichtung 1 mit einer sogenannten Notentriegelung 44 ausgeführt, die vorliegend mit einem Seilzug 45 ausgebildet ist. Über den Seilzug 45 besteht für eine Bedienperson die Möglichkeit, die Rastenscheibe 33 aus der in 7 dargestellten Drehstellung in die in 9 gezeigte Drehstellung manuell und ohne im Bereich der Kolbeneinheit 4 anliegenden hydraulischen Druck zu überführen und die Parksperreneinrichtung 2 auszulegen. Hierfür ist das Langloch 34 gegenüber herkömmlich ausgeführten Systemen um eine Länge X verlängert ausgebildet und ein im Langloch 34 angeordneter Hebelbereich 46 der Rastenscheibe 33 und somit die Rastenscheibe 33 selbst relativ zum Kolbenelement 4 im für das Auslegen der Parksperreneinrichtung 2 erforderlichen Umfang bewegbar. Die Rastenscheibe 33 wird gegenüber der Kolbeneinheit 4 entsprechend über den Seilzug 45 verstellt und die Parksperrenklinke 40 aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad 41 gezogen, obwohl die Kolbeneinheit 4 selbst nicht im dafür erforderlichen Umfang in axialer Richtung verstellt wird. Die Rastenscheibe 33 wird dabei über den im Bereich einer weiteren Koppelstelle 47 an der Rastenscheibe 33 angebundenen Seilzug 45 mit seinem Hebelbereich 46 vom Anschlag 36 abgehoben und gegen einen weiteren Anschlag 48 geführt, wobei die Parksperreneinrichtung 2 bei Anlage des Hebelbereiches 46 der Rastenscheibe 33 am weiteren Anschlag 48 sicher ausgelegt ist.
  • 8 zeigt eine Zwischenstellung der Rastenscheibe 33, die jeweils während einer Betriebszustandsänderung der Parksperreneinrichtung 2 ausgehend von ihrem eingelegten oder ausgelegten Betriebszustand in Richtung ihres eingelegten oder ausgelegten Betriebszustandes bei gleichzeitig entsprechend axial verstellter Kolbeneinheit 4 überfahren wird.
  • 10 bis 18 zeigen vier weitere Ausführungsformen der Vorrichtung 1, die sich jeweils im Wesentlichen im Bereich der Rasteinrichtung 5 von der in 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheiden, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung zu 10 bis 18 jeweils auf die Unterschiede zu der ersten Ausführung der Vorrichtung 1 gemäß 1 bis 6 näher eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise der verschiedenen Ausführungen der Vorrichtung 1 gemäß 10 bis 18 auf die vorstehende Beschreibung zu 1 bis 9 verwiesen wird.
  • Um die Funktionsweise der Vorrichtungen 1 gemäß 10 bis 17 in einfacherem Umfang beschreiben und darstellen zu können, sind jeweils die wechselweise arretierend oder freigebend wirkenden Federarme 16 und 17 in die Zeichenebene verschwenkt. Um jedoch symmetrische Kraftverhältnisse zur Verfügung stellen zu können, sind die Vorrichtungen 1 gemäß 10 bis 17 in der in 18 gezeigten Art und Weise jeweils mit zwei gegenüberliegenden Federarmen 16A, 16B und 17A, 17B ausgeführt, die jeweils gleichzeitig vom Löseelement 7 radial nach außen verschwenkt werden oder bei entsprechender Stellung des Löseelementes 7 in Bezug auf die Federarme 16A bis 17B aufgrund ihrer Federkraftvorspannung jeweils gleichzeitig eine entsprechende Schwenkbewegung in Richtung der Kolbeneinheit 4 und des Löseelementes 7 ausführen und die über den Umfang des Löseelementes 7 bzw. der Kolbeneinheit 4 jeweils um 90° versetzt zueinander verteilt angeordnet sind.
  • Die Vorrichtungen 1 gemäß 10 bis 17 stellen jeweils einen Verriegelungsmechanismus mit einem doppelwirkenden, entgegengesetzten Verriegelungskonus dar, der über einen magnetischen Antrieb betätigt wird, um unterschiedliche Sperrelemente bzw. Sperrklinken zu betätigen. Jeweils wenigstens eine der Sperrklinken verhindert in der ersten stromlosen Position eines Elektromagneten das Auslegen einer Parksperreneinrichtung, während die andere Sperrklinke in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten das Einfallen der Parksperre im drucklosen Zustand der Vorrichtung 1 verhindert. Aufgrund der identischen Betätigungsrichtung der Sperrklinken über das Löseelement 7 bzw. den Sperrkonus, wobei die Betätigungsrichtung wahlweise radial nach außen oder nach innen gerichtet sein kann, jedoch immer in dieselbe Richtung vorzusehen ist, ist zur Entriegelung der jeweiligen Position nur eine einfache Ansteuerung des Elektromagneten erforderlich.
  • Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist in 10 dargestellt, die im Bereich der Rasteinrichtung 5 mit über den Umfang des Löseelementes 7 verteilt angeordneten Sperrelementen 16 und 17 ausgebildet ist, die identisch ausgeführt sind. Dabei ist der Federarm 16 jedoch in axialer Richtung bzw. in Schließrichtung S versetzt zum Federarm 17 mit dem gehäusefesten Bauteil 12 verbunden, womit der vorkragende Bereich 21 des Federarmes 16 in der in 10 und 11 dargestellten Art und Weise an einem anderen Oberflächenbereich des Löseelementes 7 anliegt als ein vorkragender Bereich 49 des Sperrelementes 17.
  • 10 zeigt die Vorrichtung 1 in einem zum eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 2 äquivalenten Betriebszustand, zu dem der Federarm 17 vom Löseelement 7 aus dem Eingriff mit der Kolbeneinheit 4 geführt ist, während der Federarm 16 aufgrund seiner Federvorspannung radial nach innen eingefallen ist und vorliegend eine Stellbewegung der Kolbeneinheit 4 entgegen der Schließrichtung S, die ein Auslegen der Parksperreneinrichtung 2 bewirken würde, formschlüssig über einen Rastbereich 50 sperrt.
  • Liegt eine entsprechende Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung 2 vor, wird der Elektromagnet 15 der Betätigungseinrichtung 6 bestromt und das Löseelement 7 in axialer Richtung entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 11 in Richtung des Elektromagneten 15 axial verstellt. Dies führt dazu, dass der vorkragende Bereich 21 an der Außenseite des Löseelementes 7 gleitet und der Federarm 16 aus der in 10 dargestellten Schwenkstellung in die in 11 dargestellte ausgeschwenkte radiale Position überführt wird. Gleichzeitig fällt der Federarm 17 aufgrund seiner Federvorspannung radial nach innen ein, da das Löseelement 7 diese Schwenkbewegung aufgrund seiner abfallenden Form freigibt. Eine axiale Stellbewegung der Kolbeneinheit 4 in Schließrichtung S wird durch den Formschluss zwischen dem Rastbereich 51 des Federarmes 17 und der Kolbeneinheit 4 auf einfache Art und Weise verhindert. Eine Bewegung der Kolbeneinheit 4 in Schließrichtung S ist bei normaler Funktionsweise der Vorrichtung 1 erst dann wieder möglich, wenn der Betätigungsdruck im Bereich der Wirkfläche 14 der Kolbeneinheit 4 entsprechend abgesenkt wird und die Bestromung des Elektromagneten 15 unterbrochen wird. Dann wird das Löseelement 7 von der Federeinrichtung 11 aus der in 11 gezeigten axialen Position in die in 10 gezeigte axiale Position verstellt und der Federarm 17 vom Löseelement 7 aus der in 11 gezeigten Schwenkstellung radial nach außen gedrückt. Gleichzeitig schwenkt der Federarm 16 durch die Federkraftvorspannung radial nach innen, wenn die Kolbeneinheit 4 die in 10 dargestellte axiale Position erreicht.
  • Die Rasteinrichtung 5 und die Kolbeneinheit 4 sind aufgrund derer rotationssymmetrischer Ausführung nicht verdrehsicher zueinander montierbar. Im Unterschied hierzu sind die Rasteinrichtung 5 und die Kolbeneinheit 4 der Vorrichtung 1 gemäß 12 und 13 verdrehsicher zueinander auszuführen, da der Federarm 16 mit seinem Rastbereich 50 und der Federarm 17 mit seinem Rastbereich 51 jeweils mit einem Rastbereich 52 bzw. 53 der Kolbeneinheit 4 in Eingriff bringbar ist, der sich über den Umfang der Kolbeneinheit 4 lediglich bereichsweise erstreckt. Bei dieser dritten Ausführung der Vorrichtung 1 bewirkt eine Relativdrehbewegung zwischen der Rasteinrichtung 5 und der Kolbeneinheit 4, dass die vorbeschriebene Rastfunktionalität der Vorrichtung nicht in gewünschtem Umfang zur Verfügung steht, da die Federarme 16 und 17 dann unter Umständen nicht mehr im vorgesehenen Umfang mit der Kolbeneinheit in Eingriff bringbar sind.
  • Die Rastbereiche 52 und 53 der Kolbeneinheit 4 sind jeweils bereichsweise kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei über die Kegelflächen der Rastbereiche 52 und 53 jeweils ein Klemmen während einer axialen Relativbewegung zwischen den Federarmen 16 und 17 und der Kolbeneinheit 4 vermieden werden soll. Im Unterschied hierzu wirken die im Wesentlichen in radialer Richtung geraden Bereiche der Rastbereiche 52 und 53 der Kolbeneinheit 4 zur Darstellung der Arretierung der Kolbeneinheit 4 mit dem Federarm 16 bzw. dem Federarm 17 mit hohem Sperrgrad bzw. mit hoher Haftwirkung zusammen.
  • Die in 14 und 15 dargestellte vierte Ausführungsform der Vorrichtung 1 unterscheidet sich von der in 12 und 13 gezeigten dritten Ausführungsform der Vorrichtung 1 lediglich im Bereich des Löseelementes 7, das bei der Ausführung der Vorrichtung gemäß 12 und 13 ähnlich einer Rolle als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist, der wiederum in axialer Richtung ebenfalls im Wesentlichen symmetrisch ist. Dabei ist der Durchmesser des Löseelementes 7 gemäß 2 in axialer Erstreckung in der Mitte am größten und nimmt in axialer Richtung seiner beiden Außenseiten zumindest bereichsweise stetig ab. Im Unterschied hierzu weist das Löseelement 7 gemäß 14 in einem mittigen Bereich seinen geringsten Durchmesser auf, der in Richtung der Randbereiche des Löseelementes 7 wiederum zumindest bereichsweise stetig ansteigt.
  • Bei der in 16 und 17 dargestellten fünften Ausführungsform der Vorrichtung 1 sind die identisch ausgeführten Federarme 16 und 17 ohne axialen Versatz zueinander mit dem gehäusefesten Bauteil 12 verbunden. Um die beiden Federarme 16 und 17 in der zu 10 bis 15 beschriebenen Art und Weise wechselweise radial zu verschwenken, weist die Vorrichtung 1 ein nicht rotationssymmetrisches Löseelement 7 auf. Dabei ist der den Federarm 16 radial nach außen verschwenkende Bereich des Löseelementes 7 in Bezug auf die Rotationsachse 54 der Vorrichtung 1 größer ausgebildet, als der gleichzeitig mit dem Federarm 17 zusammenwirkende Bereich des Löseelementes 7. Zusätzlich ist der den Federarm 17 radial nach außen schwenkende Bereich des Löseelementes 7 in Bezug auf die Symmetrieachse 54 in radialer Richtung größer ausgeführt als der wiederum gleichzeitig mit dem Federarm 16 zusammenwirkende Bereich des Löseelementes 7.
  • Auch bei der Ausführung der Vorrichtung 1 gemäß 16 sind die Kolbeneinheit 4 und die Rasteinrichtung 6 in gleichem Umfang wie die Vorrichtung 1 gemäß 12 und 14 verdrehsicher zueinander zu montieren, um die Funktionsweise der Vorrichtung 1 in gewünschtem Umfang gewährleisten zu können.
  • Bei allen Ausführungen der Vorrichtung 1 wird bei bestromtem Elektromagnet 15 und gleichzeitig drucklosem Betriebszustand der Vorrichtung 1 über die Vorrichtung 1 eine sogenannte Waschstraßenfunktion zur Verfügung gestellt, zu der die Parksperreneinrichtung 2 in gewünschtem Umfang bei abgestelltem Motor und entsprechender elektrischer Versorgung sicher in ausgelegtem Betriebszustand gehalten wird. Im Unterschied hierzu ist die Parksperreneinrichtung 2 während einer aktivierten Remote-Start-Funktion bei nicht bestromtem Elektromagneten 15 über die Vorrichtung 1 gegen ein fehlerhaftes Auslegen gesichert, da ein fehlerhaftes Bedrucken der Kolbeneinheit 4 und eine damit einhergehende axiale Verstellung der Kolbeneinheit 4 durch die Rasteinrichtung 5 bei unbestromtem Elektromagneten 15 sicher wirksam vermieden sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Verriegelungsmechanismus, Parksperreneinrichtung
    3
    Zylinder
    4
    Kolbeneinheit
    5
    Rasteinrichtung
    6
    Betätigungseinrichtung
    7
    Löseelement, Sperrkonus
    8
    Ankerstange
    9
    Ankerelement
    11
    Federeinrichtung
    12
    gehäusefestes Bauteil
    13
    Parksperrenventil
    14
    Wirkfläche
    15
    Elektromagnet
    16, 16A, 16B
    Federarm, Sperrelement, Sperrklinke
    17, 17A, 17B
    Federarm, Sperrelement, Sperrklinke
    18
    Rastbereich
    19
    Rastnut
    20
    Hülsenbereich
    21
    Bereich des Federarmes 16
    22
    kegelförmiger Bereich
    23
    zylindrischer Oberflächenbereich
    24
    innerer Sperrabschnitt
    25
    kegelförmiger Bereich des inneren Sperrabschnittes 24
    26
    weiterer Rastbereich
    27
    zylindrischer Bereich des Sperrabschnittes 24
    28
    ringscheibenförmiger Bereich des Sperrabschnittes 24
    29
    Gleitelement
    30
    Federeinrichtung
    31
    Federring
    32
    Innennut
    33
    Rastenscheibe
    34
    Langloch der Kolbeneinheit
    35
    Bolzen
    36
    Anschlag
    37
    Koppelstelle
    38
    Parksperrenstange
    39
    Parksperrenkonus
    40
    Parksperrenklinke
    41
    Parksperrenrad
    42
    Druckfeder
    43
    Anschlag
    44
    Notentriegelung
    45
    Seilzug
    46
    Hebelbereich
    47
    weitere Koppelstelle
    48
    weiterer Anschlag
    49
    vorkragender Bereich des Federarmes 17
    50
    Rastbereich des Federarmes 16
    51
    Rastbereich des Federarme 17
    52, 53
    Rastbereich der Kolbeneinheit 4
    54
    Symmetrieachse der Vorrichtung 1
    p B
    etätigungsdruck
    p_sys
    Systemdruck
    t N
    uttiefe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012210571 [0002]

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus (2), insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, die wenigstens eine in Schließrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) hydraulisch betätigbare Kolbeneinheit (4), eine Rasteinrichtung (5) zum Halten der Kolbeneinheit (4) zumindest in zum geöffneten und zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Positionen sowie eine Betätigungseinrichtung (6) mit einem Elektromagnet (15) zum Betätigen eines Löseelements (7) aufweist, das zum Umschalten der Rasteinrichtung (5) zwischen einem die Kolbeneinheit (4) haltenden und einem die Kolbeneinheit (4) freigebenden Betriebszustand mit einer elektromagnetseitigen Stellkraft beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit (4) von der Rasteinrichtung (5) in ihrer zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (15) gehalten ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit (4) von der Rasteinrichtung (5) in ihrer zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (15) gehalten ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (5) mit wenigstens einem mit der Kolbeneinheit (4) sowohl in der zu dem geöffneten als auch in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit (4) in Wirkverbindung bringbaren Federarm (16, 17) ausgeführt ist, mittels dem die Kolbeneinheit (4) in der zu dem geöffneten und in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position haltbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (16, 17) mit einer Federkraftvorspannung ausgeführt ist, die den Federarm (16, 17) zumindest in der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position in seine die Kolbeneinheit (4) verriegelnde Stellung verschwenkt, wobei der Federarm (16, 17) mit seinem der Kolbeneinheit (4) abgewandten Ende fest mit der Betätigungseinrichtung (6) verbunden ist, so dass die Federkraftvorspannung des Federarms (16, 17) an dieser abstützbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (16, 17) zu dem Betriebszustand des Federarms (16, 17), zu dem die Kolbeneinheit (4) vom Federarm (16, 17) in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position gehalten ist, von der Federvorspannung in Eingriff mit der Kolbeneinheit geführt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (16, 17) zu dem Betriebszustand des Federarms (16, 17), zu dem die Kolbeneinheit (4) vom Federarm (16, 17) in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position gehalten ist, vom Löseelement (7) entgegen der Federvorspannung in Eingriff mit der Kolbeneinheit geführt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (16, 17) in radialer Richtung von einem mit der Kolbeneinheit (4) in axialer Richtung gegenüber dem Federarm (16, 17) verschiebbaren Hülsenbereich (20) der Kolbeneinheit (4) zumindest bereichsweise umgriffen ist, wobei der Federarm (16, 17) vom Löseelement (7) mit einem Rastbereich (18) in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit (4) in eine in einem Innenradiusbereich des Hülsenbereiches (20) angeordnete Rastnut (19) führbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenradius des Innenradiusbereiches des Hülsenbereiches (20) kleiner ist als ein Innenradius eines Innenradiusbereiches des Hülsenbereiches (20), der einen vom Federarm (16, 17) in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit (4) übergreifbaren inneren Sperrabschnitt (24) der Kolbeneinheit (4) in radialer Richtung umgibt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Federarm (16, 17) zugewandte Oberfläche des Löseelementes (7) auf eine dem Löseelement (7) zugewandte Oberfläche des Federarms (16, 17) und eine Innenseite des Hülsenbereiches (20) auf eine dem Hülsenbereich (20) zugewandte Außenseite des Federarms (16, 17) abgestimmt sind, so dass eine Schwenkbewegung des Federarmes (16, 17) in Richtung des Sperrabschnitts (24) der Kolbeneinheit (4) in bestromtem Zustand des Elektromagneten (15) vom Löseelement (7) freigegeben ist und der Federarm (16, 17) in unbestromtem Zustand des Elektromagneten (15) vom Löseelement (7) aus dem Eingriff des Sperrabschnitts (24) führbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Federarm (16, 17) zugewandte Oberfläche des Löseelementes (7) auf die dem Löseelement (7) zugewandte Oberfläche des Federarms (16, 17) und die Innenseite des Hülsenbereiches (20) auf die dem Hülsenelement (20) zugewandte Außenseite des Federarms (16, 17) abgestimmt sind, so dass eine Schwenkbewegung des Federarmes (16, 17) in Richtung des Hülsenbereiches (20) der Kolbeneinheit (4) in unbestromtem Zustand des Elektromagneten (15) vom Löseelement (7) erzwungen ist und eine den Federarm (16, 17) aus dem Eingriff mit der Rastnut (19) führende Schwenkbewegung des Federarmes (16, 17) in bestromtem Zustand des Elektromagneten (15) vom Löseelement (7) freigegeben ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (5) mit wenigstens zwei Federarmen (16, 17) ausgebildet ist, wobei die Kolbeneinheit (4) in ihrer zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position mittels eines der Federarme (17) in bestromtem Zustand des Elektromagneten (15) arretierbar ist, während die Kolbeneinheit (4) vom anderen Federarm (16) in ihrer zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position in unbestromtem Zustand des Elektromagneten (15) haltbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (16, 17) identisch ausgebildet sind und mit einem rotationssymmetrischen Löseelement (7) zusammenwirken, wobei die Federarme (16, 17) in Bezug auf das Löseelement (7) in axialer Richtung versetzt zueinander montiert sind und in Abhängigkeit der axialen Stellung der Kolbeneinheit (4) und des Löseelementes (7) zueinander wechselweise sich mit der Kolbeneinheit (4) in sperrenden Eingriff befinden oder vom Löseelement (7) aus dem Eingriff mit der Kolbeneinheit (4) führbar sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (16, 17) identisch ausgebildet sind und mit einem nicht rotationssymmetrischen Löseelement (7) zusammenwirken, wobei die Federarme (16, 17) in Bezug auf das Löseelement (7) in axialer Richtung auf gleicher Höhe montiert sind und in Abhängigkeit der axialen Stellung der Kolbeneinheit (4) und des Löseelementes (7) zueinander wechselweise sich mit der Kolbeneinheit (4) in sperrenden Eingriff befinden oder vom Löseelement (7) aus dem Eingriff mit der Kolbeneinheit (4) führbar sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit (4) mit in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Rastbereichen (52, 53) ausgebildet ist, welche mit den Federarmen (16, 17) jeweils in Abhängigkeit einer vom Betriebszustand des Elektromagneten (15) abhängigen Stellung des Löseelementes (7) in einem die Kolbeneinheit (4) arretierenden Umfang zusammenwirken oder außer Eingriff mit den Federarmen (16, 17) sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit (4) mit einer Rastenscheibe (33) verbunden ist, die in Abhängigkeit einer axialen Verstellung der Kolbeneinheit (4) in Rotation versetzbar ist und die über ein Stangenelement (38) mit dem Verriegelungsmechanismus (2) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei zwischen der Rastenscheibe (33) und der Kolbeneinheit (4) eine manuell auslösbare Relativbewegung darstellbar ist, über die der Verriegelungsmechanismus (2) unabhängig von einem aktuellen Betriebszustand der Kolbeneinheit (4) manuell aus seinem geschlossenen Betriebszustand in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar ist.
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