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WO2013131926A1 - Verriegelungseinheit, insbesondere für eine parksperre eines automatikgetriebes - Google Patents

Verriegelungseinheit, insbesondere für eine parksperre eines automatikgetriebes Download PDF

Info

Publication number
WO2013131926A1
WO2013131926A1 PCT/EP2013/054443 EP2013054443W WO2013131926A1 WO 2013131926 A1 WO2013131926 A1 WO 2013131926A1 EP 2013054443 W EP2013054443 W EP 2013054443W WO 2013131926 A1 WO2013131926 A1 WO 2013131926A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bolt
locking
piston
electromagnet
locking unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/054443
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Mang
Georg Scherer
Original Assignee
Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg
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 Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg filed Critical Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg
Priority to US14/383,198 priority Critical patent/US20150008092A1/en
Priority to EP13716965.2A priority patent/EP2823203B1/de
Priority to CN201380012638.0A priority patent/CN104160184A/zh
Publication of WO2013131926A1 publication Critical patent/WO2013131926A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
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    • F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • F16H63/3475—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using solenoids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
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    • F16H63/3425—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
    • F16H63/3433—Details of latch mechanisms, e.g. for keeping pawls out of engagement

Definitions

  • Locking unit in particular for a parking lock
  • the invention relates to a locking unit, in particular for the parking brake of an automatic transmission, for locking the movement of a movable by a drive, in particular pressurizable piston, wherein the locking unit is an electromagnet and at least one locking element and the latching element cooperates with the armature or the anchor rod of the electromagnet or with a bolt held by the armature or the anchor rod.
  • the aforementioned locking units find particular use in the parking brake of automatic transmissions.
  • a vehicle with manual transmission can be secured by inserting a gear against unintentional rolling away at standstill with the engine off.
  • automatic transmissions however, this is not possible because when the engine is off no adhesion to the drive wheels.
  • Automatic transmissions therefore have a mechanical locking of the transmission output shaft, which is to be activated in the parking position, that is to say, is set and thus prevents the vehicle from rolling away.
  • the locking unit acts together with the hydraulic circuit of the automatic transmission.
  • the piston is unlocked.
  • the moving, in particular pressurized piston is locked.
  • the piston rod of the piston acts on a blocking unit which engages in a suitable manner in the drive train, according to the position of the parking brake or not.
  • a generic locking unit results, for example, from European Patent 1,408,260.
  • the invention is based on a locking unit as described above and proposes that the piston has at least two mutually remote detent receptacles and the piston is fixed by the retaining cooperation of the locking element with the respective locking receptacle in different positions of the piston.
  • the piston can be fixed in different axial positions.
  • the axial position is defined by the direction of movement of the piston, the direction of movement defines insofar the axis.
  • two or more latching receptacles on the piston suitably, it is possible to achieve mechanically strong locking of the plunger in any number of positions.
  • the piston head is equipped with a plurality of axially successively arranged locking receptacles and the locking element of the locking unit engages radially from outside to inside of these locking receptacles.
  • the piston head is arranged centrally or centrally with respect to the axis of symmetry of the piston.
  • the piston has a latching sleeve which has a plurality of latching receptacles on its inner circumferential surface.
  • the detent element or the detent elements dives into the recesses of the sleeve.
  • the sleeve is, for example, integrally connected to the piston and realized, for example, by a central drilling, as a blind hole.
  • the locking receptacles are formed as laterally encircling circumferential grooves.
  • a significant advantage of the invention is, in particular, that an excessive material stress on the locking element is avoided by the design of the locking element, in particular in the planar configuration of the latch on the locking element, since the load is removed surface on the locking element and does not act punctually.
  • the locking unit provides that the locking receptacles are arranged axially spaced on the piston.
  • the spacing in each case depends on the geometry predetermined by the piston or the size of the locking unit and the possibly different length of the piston associated therewith.
  • the locking receptacles can be arranged evenly spaced axially on the piston, that is, have equal distances from each other or have different distances. This is also due to the size of the automatic transmission to be equipped with the locking unit.
  • the arrangement of a plurality of detent recesses, which are axially spaced, additionally allows adaptation to various automatic transmissions and automatic transmission sizes and thus simplifies the manufacture of Position of the locking unit and at the same time significantly increases their usability.
  • the piston has an axial extension, in particular a piston head, which is aligned in particular in the direction of the electromagnet and has the latching receptacles.
  • This extension having the piston head or making available can conveniently be formed as a separate, connectable to the piston element or as integrally connected to the piston or from the piston projecting element.
  • the extension is formed as a an inner circumferential surface having detent sleeve.
  • the locking receptacles are provided in this context as introduced in the inner circumferential surface recesses.
  • various possibilities arise. For example, only an incision in the lateral surface can provide the recess.
  • here in the inner circumferential surface ring or semi-annular grooves are introduced, which then serve as a recess.
  • the ring or Halbbringnuten can have a round or rectangular cross-sectional shape.
  • a triangular cutout or incision is made in the inner circumferential surface and thus the recess is made available.
  • the detent sleeve is provided by a separate, attached to the piston element or as a centrally introduced into the piston or piston head blind hole. That is, the piston is formed from, for example, a solid material and the locking sleeve then sunk into this, for example by cutting or introducing a blind hole. The interior of the hole is then the inner lateral surface of the locking sleeve available, in turn, the recesses or locking receptacles are introduced, which can then interact with the locking element.
  • the extension is formed as an axially elongated piston head with an outer circumferential surface.
  • the locking receptacle is then designed as in the piston head formed from solid material or in the outer lateral surface introduced recess.
  • a plurality of locking receptacles which are introduced into the piston head or its outer circumferential surface.
  • the recesses are provided as ring or Halbbringnuten.
  • the recesses can also be formed as simple cuts or recesses in the piston head or its outer lateral surface.
  • the geometry of the ring or Halbbringnuten and / or other recesses is also variable and may be formed semicircular, angular, triangular or other suitable, adapted to the latching element or provided there pawl-like manner.
  • the latching element which cooperates with the latching receptacles of the outer or inner circumferential surface of the piston head, is advantageously designed as a spring-loaded tongue extending at least into the region of the latching receptacles into the piston in the axial direction of the piston.
  • the resilient mounting of the latching element allows it to be acted upon by the bolt and at the same time enables the latching element to be returned to an initial or basic position, for example, when the current applied to the electromagnet and the associated return of the armature to a starting or normal position are reversed to effectively lock or block the piston.
  • the resilient mounting of the locking element or of the latching element forming tongue allows the movement without additional external influences, such as a magnetic force or the like.
  • the latching element is preferably formed elastically deformable, thus can be returned to the starting position, or a basic position automatically or spring back.
  • the elastic deformability or the resilient mounting of the locking element is facilitated by the fact that this is formed of spring steel.
  • Spring steel has the advantage that it is, for example, cold plastically deformable, but in use or in the installed state allows several cycles of elastic deformation and thus provides a durable locking element available.
  • the latching element of the locking unit according to the invention is preferably designed such that at the latching receptacles nearest free end of the latching element is at least one radially extending in the direction of the latching receptacles extending latch-like angled. This pawl-like bend is, mediated by the bolts provided on the anchor rod, pressed into the locking receptacles in a locking or securing position and secures the locking unit there.
  • the latching element has a corresponding bias, so that at the end of the loading of the locking element takes place by the bolt an independent spring back into the locking position.
  • the latch-like bend on the latching element is preferably formed flat and is in engagement with a at least one corresponding size or width having locking receptacle. As favorable is considered in this context, if the length of the pawl-like bend substantially corresponds to the depth of the locking receptacles. Full contact of the latch-like angled portion on or in the latching receptacle results in a more advantageous force distribution and thus in safe operation of the locking unit.
  • the locking unit when energized electromagnet, the bolt is positionable such that the locking element can be brought from a locking position into an unlocking position of the locking unit.
  • the bolt acts in contrast to the latching element, that this can be brought from an unlocking position into a locking position.
  • the latching element By axial displacement of the bolt, the latching element is guided radially outward in one embodiment to be brought there with the latching mounts in engagement.
  • the bolt acts on the latching element in such a way that, in the energized state, the latch-like bend on the latching element is moved out of the latching receptacles due to the radial displacement or pivoting of the latching element.
  • the bolt While in the de-energized state in a first variant of the locking unit according to the invention, the bolt is positioned such that due to the bias of the locking element this is in engagement with the recess in the piston head can alternatively be provided that in the de-energized state of the electromagnet, the bolt is positioned such that this does not engage the locking element and this is therefore lifted due to the bias of the locking receptacle and this releases it.
  • the locking element has a corresponding configuration, for example, a projection or a thickening on which enters into operative connection with the bolt.
  • the latching element has a relative to the piston longitudinal axis seen radially outwardly or radially inwardly directed bias. This favors the operation of the locking element and the engagement with the locking receptacles or the interaction with the displaceably mounted bolt, which is attached to the armature of the electromagnet.
  • the bolt or pin ring when the electromagnet is energized, can be positioned in such a way that the latching element can be brought from a locking position into an unlocking position and the pin or bolt ring can act on the latching element in the case of a de-energized electromagnet. that this can be brought from an unlocking position into a locking position.
  • a lifting of the locking element or the pawl disposed thereon is achieved from the locking position by the energization-induced displacement of the armature in the electromagnet and the associated movement of the bolt.
  • the return spring which is associated with the bolt, bolt ring and / or the anchor rod in an embodiment of the invention, then causes in the de-energized electromagnet a provision of the bolt and / or anchor in the locking position of the locking element.
  • the return spring is preferably compressible by the armature movement, but carries in the energized state of the electromagnet in the axial direction of the electromagnet away restoring force in the armature and thereby moves the bolt or pin ring, whereby the locking element with the locking receptacle in Intervention is brought.
  • the piston has correspondingly positioned latching receptacles, which can be brought into engagement with the latching element depending on the piston position.
  • the latching element is preferably rigid or elastic, in particular formed with or without bias and thus can automatically jump depending on the bolt configuration in the latching position or be excavated automatically or due to the bias of the detent position.
  • An embodiment of the invention that is regarded as favorable provides that two or more locking elements are provided coaxially with the bolt, bolt ring or bolt head. This proves to be particularly advantageous if the piston or piston head is cylindrical and provides an inner surface is available in which the locking receptacles are arranged, which are then brought into engagement with the locking elements or the latch-like folds or pawls arranged thereon ,
  • the bolt or pin ring favorably has a circumferential projection or flange, which can be brought into operative connection with a cam arranged on the latching element.
  • the projection or flange is conical and thus particularly easy alsgschreib on the provided on the locking element cam or slide over it to actuate the locking element, in particular to bring into the locking or locking position or to dig out of this.
  • the locking unit according to the invention provides in a preferred embodiment that the restoring spring is supported on the one hand on the electromagnet or on or in the yoke of the electromagnet and on the other hand on the bolt, pin ring or a protrusion or flange provided on the bolt or pin ring.
  • the anchor rod has a peripheral edge on which the bolt or pin ring is applied.
  • a stop surface for the bolt or bolt ring is created and prevents the bolt is displaced on the anchor rod in the axial direction.
  • the projection or flange can be formed on the anchor rod or molded into it during their manufacture.
  • the latching element provides a standing in contact with the bolt surface and upon movement of the bolt in the axial direction of the locking unit on or over the surface, the latching element or the pawl-like angling into or out of the locking receptacle is movable.
  • the bolt has a bolt tip tapering conically in the direction of the anchor rod.
  • the conically tapering bolt tip abuts against the surface and, when the bolt tip moves over the surface or a surface section in the axial direction of the locking unit, a movement of the locking element relative to the piston longitudinal axis is directed radially outwards, the axial movement of the bolt becomes against the Pretension of the locking element implemented in the radial movement.
  • the latching element has a thickening which can be brought into contact with the bolt or the bolt tip, in particular in a conically fashioned manner.
  • a relative movement of the bolt or bolt tip and thickening is thereby converted into a radial movement of the latching element or the latch-like bend, which is directed radially outwardly relative to the piston longitudinal axis.
  • the locking element is thereby moved in particular counter to the bias of the locking element and it comes to the removal or lifting of the pawl-like bend from the locking receptacle.
  • the locking element is favorably articulated resiliently in the locking unit, in particular in the region of the piston rod diametrically opposite end of the locking unit.
  • the latching element for example, a sapwood, a point gluing or spot welding or in any other, the skilled artisan and suitable manner are attached, such that a spring of the locking element remains possible.
  • the yoke which terminates the electromagnet or the locking unit preferably has a recessed circumferential area on which the articulation point is provided.
  • a favorable development of the locking unit provides that the pawl-like bend extends radially in the direction of the piston center or, in an alternative embodiment, radially away from the piston center.
  • the lock Gelungsaji in a further favorable embodiment provides that a movement of the bolt or bolt head can be converted into a radial movement of the locking element and the pawl-like bend in dependence on the bias of the locking element of a locking in a release position can be brought or from a release - Is returned to a locking position. Both embodiments are encompassed by the invention. Decisive for the choice of embodiment is the design of the piston or piston head and the proposed arrangement of the locking receptacles.
  • the bolt has in an advantageous development of the armature movement of the electromagnet counteracting return spring. This ensures that at the end of the energization of the electromagnet, the armature and thus the bolt is returned to a rest or home position. Depending on the design of the locking unit, a movement of the locking element is effected by this feedback. Depending on the bias of the locking element, this then moves relative to the locking receptacles.
  • the restoring force of the spring is supported by the resilient mounting of the locking element, ds acting on dropping the armature on the then movable in the axial direction of the bolt and pushes it in the basic or rest position. This is supported by the tapered surfaces of the conical pin, which are in operative connection with the locking element and are guided by this.
  • the invention also includes a transmission, in particular an automatic transmission with a parking brake with a locking unit as previously executed.
  • the invention is particularly in one Embodiment shown schematically. Show it:
  • Fig. 4 shows another possible embodiment of the locking unit.
  • Fig. 8, Fig. 9, another possible embodiment Fig. 10, Fig. 11 form of the locking unit in different positions.
  • FIG. 1 the schematic structure of a locking unit 1 according to the invention is shown schematically.
  • the locking unit 1 consists of a housing 10 which receives the piston 2.
  • the piston 2 is movably mounted in the housing 10.
  • the piston 2 can be acted upon via the connecting line 11 and the pressure chamber 12 with pressure from a hydraulic circuit, for example an automatic transmission, so that the piston 2 is e.g. to the right, indicated by the double arrow 21, is movable.
  • a hydraulic circuit for example an automatic transmission
  • the housing 10 has on one side a bore through which the piston rod 23, which forms the piston 2, is guided to the outside.
  • the piston rod 23 carries at its, the piston head 24 side facing away, for example, a blocking element 25, which causes a mechanical locking of the transmission in the park position.
  • the housing 10 is receiving on the piston rod 23 Bore opposite side closed by the attached electromagnet 4.
  • the electromagnet 4 itself has a corresponding coil housing 43.
  • the construction of the electromagnet is characterized, as is customary, by a coil 44 which carries windings of a wire which can be flowed through by electric current.
  • An armature 40 at least partially enters the coil interior of the coil 44.
  • the armature 40 is mounted axially movable. As an axis in this case, for example, the coil axis of the coil 44 is understood.
  • a yoke 45 connects to the electromagnet 4, which also acts as an axial guide of the armature 40 at the same time.
  • the yoke 45 has a bore through which the anchor rod 41 projects from the interior of the coil in the direction of the piston 2 or into the housing 10.
  • the locking element 5 is movable, at least flexibly arranged bendable or resiliently mounted.
  • the locking element 5 is pivotable about the bearing point 50, but at least flexibly deflectable.
  • the locking element 5 extends into the housing interior 13, the locking element 5 carries at its end facing away from the bearing 50 an outwardly directed pawl 51, or latch-like angling, which is able to cooperate with a locking receptacle 20 of the latching sleeve 22 of the piston 2.
  • the armature 40 responds to a magnetic field. Now, if the current is turned on by the coil windings of the coil 44, then forms a magnetic field in which the armature 40 seeks to orient. In the embodiment shown in FIG. For example, the current flow is switched on, the armature 40 is displaced against the force of a return spring 46 to the right, a possible air gap between the armature 40 and the core 47 is closed.
  • the piston 2 has on its piston head 24 an integrally arranged detent sleeve 22.
  • This detent sleeve 22 is provided, for example, by a blind hole, which is centric - with respect to the axis of rotation or symmetry of the piston - provided in the piston head 24.
  • the anchor rod 41 On the anchor rod 41 is at the end a bolt 42 whose outer surface cooperates with the inside of the locking element 5, in the region of the pawl 51.
  • the bolt 42 In the activated position of the locking unit, ie at current-loaded coil 44, the bolt 42 is offset by the anchor rod 41 such that the locking elements abut the bolt and the detent element is deflected to the outside due to the diameter of the bolt and the position of the locking element. In this situation, then comes the pawl 51 into engagement with a provided on the piston 2 locking receptacle 20, 20a, 20b.
  • the detent receptacle 20, 20a, 20b is suitably provided on the piston, wherein in the exemplary embodiment shown here the piston integrally carries a detent sleeve 22 which has an annular circumferential groove-like detent recess 20, 20a, 20b on its inner lateral surfaces.
  • a plurality of locking receptacles 20a, 20b are now provided here.
  • the locking unit When the locking unit is activated, the retracted bolt 42 presses the pawls 51 arranged on the latching elements at the end into the latching receptacles 20, which leads to a corresponding fixing or blocking or locking of the piston 2 in the respective position.
  • the design of the piston 2 with a locking sleeve 22 has the advantage that a space-saving arrangement can be realized.
  • the latching elements 5, 5a, 5b engage in the inner left latching receptacle 20a.
  • the intervention takes place in such a way that the pawl edge or the pawl surface of the pawl 51 bears against the groove wall of the groove-like latching receptacle 20, 20a, 20b and immerses a further axial movement of the piston 2 both to the left and to the right, ie into the housing 10 or diving, avoids.
  • the resulting mobility in the locking position is indicated by the axial width of the groove-like locking receptacle 20.
  • the locking unit 1 comprises a plurality of locking elements 5, 5a, 5b, which are arranged equidistantly in the circumferential direction around the anchor rod 41 at the same radial distance from each other.
  • a similar actuation of the individual locking elements 5, 5 a, 5 b is achieved by the raising movement of the tightened bolt 42.
  • the latching elements 5, 5a, 5b are moved radially outwards for the locking position. This movement is effected by the tightening movement of the piston 42 by applying current to the coil 44.
  • This linear movement is deflected by the conical or oblique configuration of the bolt 42 in such a way for the locking elements 5, 5 a, 5 b that the free ends of the locking elements are deflected. elements, which carry the pawl 51, are placed outside and thus engage in the locking receptacle 20, 20a, 20b.
  • a further locking position of the locking unit 1 is shown, but in a different position of the piston 2.
  • the piston rod 23 is not completely immersed to the contact pin in the housing 10, but only about up to half. It is easy to see that the pressure chamber 12a of FIG. 2 has a smaller axial length than the pressure chamber 12 of FIG. 1.
  • the piston 2 is still locked by the locking elements 5 in the in engage the locking sleeve 22 further to the right or further above or outside arranged outer locking receptacle 20b holding.
  • the coil 44 is energized, whereby the armature 40 is offset to the right and the tightened bolt 42 pushes the locking elements 5, 5a, 5b radially outwardly into the locking receptacle 20b.
  • Fig. 3 the third position of the locking unit 1 according to the invention is shown.
  • the current through the coil 44 is turned off, the return spring 46, which is stretched between the yoke 45 and bolt 42, is relaxed so that the armature 40 is offset to the left to stop the armature 40 on the yoke 45.
  • the bolt 42 is offset so far to the left that the free end of the locking element 5, 5a, 5b is no longer placed radially outwards, but is directed inwardly towards the anchor rod 41 due to the inherent elasticity.
  • the locking element 5, 5a, 5b has a corresponding elasticity.
  • the piston rod 23 dives even further left out of the housing 10.
  • the pressure chamber 12b of Fig. 3 is even smaller, its axial length is significantly less than the pressure chamber 12a of FIG. 2 or the pressure chamber 12 of FIG. 1.
  • the blocking member 25 in a suitable manner in the Drive train intervene and here one Park position form.
  • the piston head 24 is formed in the embodiment shown in FIGS. 4, 5 and 6 as an extension of the piston rod 23 in the direction of the electromagnet 4.
  • the piston head has an outer lateral surface 28, into which the latching receivers 20, 20a, 20b are introduced.
  • the snap-in receptacles 20, 20a, 20b are formed as annular grooves.
  • the locking element 5 is also resiliently mounted in the housing 10 in the embodiment of FIGS. 4, 5 and 6.
  • the yoke 45 of the electromagnet 4 provides a point of articulation 29, with which the latching element 5 is connected.
  • the latching element 5 has a pawl 51, which is designed as a latch-like angling of the latching element 5 and with the latching receivers 20, 20a, 20b is engaged, as shown in Fig. 4.
  • the pawl 51 is radially inwardly, that is, aligned to the piston center and is there with the locking receivers 20, 20a, 20b into engagement. This is made possible by the design and arrangement of the bolt 42.
  • Fig. 4 This is shown in Fig. 4 in the energized state.
  • the armature 40 is attracted to the electromagnet 4 and thus the bolt 42 is retracted relative to the piston head 24. Due to the bias of the locking element 5 this springs into the locking position, wherein the pawl 51 is brought into engagement with the locking receivers 20, 20a, 20b.
  • the bolt 42 has a conical chamfer 30, which rests against a thickening 31 of the locking element 5.
  • the thickening 31 is formed semicircular and can enter into operative connection with the conical bevel 30. This is the case when, as shown in Fig. 6, the electromagnet 4 is de-energized and therefore the armature 40 drops. Mediated by the return spring 46, the bolt 42 is moved to a basic position.
  • FIGS. 5 and 6 show a locking unit 1 as described in connection with FIG. 4. Shown here are different positions, as they have already been described analogously in connection with FIGS. 1 to 3. While FIGS. 4 and 5 show the latching element 5 in engagement with the piston head 24, FIG. 6 shows the entire latching unit 1 in the de-energized state of the electromagnet 4 and the latching element 5 or the latch 51 arranged thereon in a release position of the piston head 24, that is / the pawls 51 are not engaged with the locking receptacles 20, 20a, 20b.
  • the piston head 24 in the exemplary embodiment has a further latching receptacle 20c and thus enables an additional latching position for the pawls 51 of the locking elements 5.
  • the operation and effect of the locking unit 1 is identical to that described in connection with the preceding figures.
  • the pawls 51 are moved radially inward in the embodiment of Figures 4 to 7, while in the embodiments of Figures 1 to 3, a radially outwardly directed, that is, on the housing 10 facing radial movement of the pawls 51 is provided.
  • FIGS. 8 to 11 A further embodiment of the locking unit 1 according to the invention is shown schematically in FIGS. 8 to 11. Again, the locking unit 1 on a piston 2. For the sake of clarity, the individual components of the piston are here reduced to the components relevant only to the description of the embodiment.
  • the electromagnet 4 provided in the embodiment is designed as described in connection with the preceding figures and has no deviations therefrom. Again, the armature 40 ' reacts to a magnetic field. Now, if the current is turned on by the coil winding of the coil 44, then forms a magnetic field in which the armature 40 seeks to orient. In the embodiment shown in Fig.
  • the current flow is switched on, the armature 40 is displaced against the force of the return spring 46 to the right, a possible air gap between the armature 40 and the core 47 is closed.
  • the bolt 42 Placed on the anchor rod 41 is the bolt 42, which is designed in the embodiment as shown in Figures 8 to 10, in the manner of a pin ring.
  • the ring-like executed bolt 42 cooperates with the locking element 5 provided on the cam 80.
  • the bolt 42 In the illustrated in Fig. 8 activated position of the locking unit, so in energized coil 44, the bolt 42 is offset by the anchor rod 41 such that the locking elements 5, and the pawl 51 attached thereto is lifted out of the locking position. In the energized state of the electromagnet 4, it thus comes to the unlocking of the piston, so that it is movable.
  • the locking receptacle 20 is provided as an annular recess in the piston head 24. This can be achieved for example by a concentric milling. As a result, the locking receptacle 20 is provided.
  • the piston head 24 provides a further latching receptacle 20, objected to the first latching receptacle 20 available.
  • the locking receptacle 20 is generated by a step-like cutout of the piston head 24 he follows. The remaining material remains then the locking receptacle 20 available.
  • a further locking position of the locking unit 1 is shown.
  • the position of the piston 2 is identical to that shown in Fig. 8.
  • the electromagnet 4 is shown in Fig. 9 in the de-energized state.
  • the armature 40 drops from the core 47 and it comes due to the return spring 46 for displacement of the armature 40 and the anchor rod 41 arranged thereon.
  • the bolt 42 is displaced in the axial direction by the electromagnet 4 away.
  • the bolt 42 or its lateral surface slides on the cam 80, whereby it comes to a radially outwardly directed movement of the locking element 5.
  • Fig. 10 shows a second possible position of the piston 2.
  • the piston is axially displaced towards the electromagnet.
  • the detent element 5 or its pawl 51 is positioned in the exemplary embodiment in the region of the second detent recess 20.
  • the solenoid 4 is energized, which - as already described - for compression of the return spring 46 due to the movement of the anchor rod 41 comes.
  • the bolt 42 is not in this case with the cam 80 on the locking element 5 into engagement, therefore, the pawl 51 is lifted out of the locking position and is not in the locking receptacle 20 and the locking receptacle 20 for Providing projection in the interior of the cylindrical piston head 24 a.
  • This position or unlocking position allows a displacement or movement of the piston 2 in the axial direction unhindered.
  • the bolt 42 and thus also the locking element 5 in the position shown in Fig. 5 remains.
  • the return spring 46 is compressed by the displacement of the armature 40 and the anchor rod 41 arranged thereon. This is also mediated by the bolt 42, which provides a seat for the return spring 46.
  • a peripheral edge 90 or projection is provided on the anchor rod 41, against which the bolt 42 abuts. This peripheral edge 90 prevents displacement of the bolt 42. At the same time increases when current is applied to the electromagnet
  • the locking element 5 is pushed or slides on this and causes a radially outward movement of the locking element 5, whereupon the pawl 51 is brought into the latching receptacle 20 which is provided in the bolt head 24 in engagement.
  • the locking element 5 is articulated in the yoke 45 and can rebound due to the elasticity of the locking element 5 upon displacement of the bolt 42, caused by the current applied to the electromagnet 4 from the locking position and thus release the piston 2.
  • the embodiment shown in Figures 8 to 10 orm of the locking unit 1 thus allows a locking of the piston 2 in the de-energized state of the electromagnet 4. A release of the piston 2 takes place in contrast by energization of the electromagnet 4 and the mediated armature movement.
  • a further embodiment of the locking unit 1 is thus provided, which enables a reliable locking or unlocking of the piston or 2 of a parking brake.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinheit, insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes, für das Verriegeln der Bewegung eines von einem Antrieb bewegbaren, insbesondere mit Druck beaufschlagbaren Kolben, wobei die Verriegelungseinheit einen Elektromagneten und mindestens ein Rastelement aufweist und das Rastelement mit dem Anker beziehungsweise der Ankerstange des Elektromagneten oder mit einem vom Anker beziehungsweise der Ankerstange gehaltenen oder an dem Anker bzw. der Ankerstange angeordneten Bolzen oder Bolzenring zusammenwirkt und der Kolben mindestens zwei voneinander entfernte Rastaufnahmen aufweist und der Kolben durch das haltende Zusammenwirken des Rastelementes mit der jeweiligen Rastaufnahme, in unterschiedlichen Lagen des Kolbens, festlegbar ist und ein mit der Verriegelungseinheit ausgestattetes Getriebe.

Description

Verriegelungseinheit, insbesondere für eine Parksperre
eines Automatikgetriebes
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinheit, insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes, für das Verriegeln der Bewegung eines von einem Antrieb bewegbaren, insbesondere mit Druck beaufschlagbaren Kolbens, wobei die Verriegelungs- einheit einen Elektromagneten und mindestens ein Rastelement aufweist und das Rastelement mit dem Anker beziehungsweise der Ankerstange des Elektromagneten oder mit einem vom Anker beziehungsweise der Ankerstange gehaltenen Bolzen zusammenwirkt.
Vorgenannte Verriegelungseinheiten finden insbesondere bei der Parksperre von Automatikgetrieben Verwendung. Als Antrieb eines bewegbaren Kolbens wird hierbei der Systemdruck des hydraulischen Kreislaufes des Automatikgetriebes verwendet.
Ein Fahrzeug mit Handschaltgetriebe kann durch Einlegen eines Ganges gegen unbeabsichtigtes Wegrollen im Stillstand bei abgestelltem Motor gesichert werden. Bei Automatikgetrieben ist dies jedoch nicht möglich, da bei abgestelltem Motor kein Kraftschluss zu den Antriebsrädern besteht. Automatikgetriebe haben daher eine mechanische Verriegelung der Getriebeabtriebs- welle, die in der Parkstellung zu aktivieren ist, das heißt, einzustellen ist und so ein Wegrollen des Fahrzeuges verhindert .
Die Verriegelungseinheit wirkt dabei zusammen mit dem hydraulischen Kreislauf des Automatikgetriebes. Bei eingelegter Parksperre ist es dabei in der Regel vorgesehen, dass der Kolben entriegelt ist. In der Fahrtstellung, also bei ausgeschalteter Parksperre, ist der bewegte, insbesondere druckbeaufschlagte Kolben verriegelt. Üblicher Weise wirkt dabei die Kolbenstange des Kolbens auf eine Blockiereinheit, die in geeignter Weise in den Antriebsstrang, entsprechend der Stellung der Parksperre eingreift oder nicht.
Eine gattungsgemäße Verriegelungseinheit ergibt sich zum Beispiel aus der europäischen Patentschrift 1 408 260.
Im Stand der Technik sind nur Verriegelungseinheiten bekannt, die die Stellung des Kolbens in einer Lage festlegen, also fixieren. Wünschenswert wäre es aber, eine Verriegelungseinheit zu haben, die eine Verriegelung, das heißt Festlegen des Kolbens in mehreren unterschiedlichen Lagen erlaubt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verriegelungseinheit wie bekannt derart zu verbessern, dass eine Festlegung des Kolbens in mehreren Lagen möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Verriegelungseinheit wie eingangs beschrieben und schlägt vor, dass der Kolben mindestens zwei voneinander entfernte Rastaufnahmen aufweist und der Kolben durch das haltende Zusammenwirken des Rastelementes mit der jeweiligen Rastaufnahme in unterschiedlichen Lagen des Kolbens festlegbar ist.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich, dass der Kolben in unterschiedlichen axialen Positionen festlegbar ist. Die axiale Position ist dabei durch die Bewegungsrichtung des Kolbens definiert, die Bewegungsrichtung definiert insofern die Achse. Durch die Anordnung von zwei oder noch mehr Rastaufnahmen an dem Kolben in geeigneter Weise ist es möglich, in einer beliebigen Anzahl von Positionen eine mechanisch feste Verriegelung des Kolbens zu erreichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bestehen mehrere -Varianten, wie die Anordnung der Rastaufnahmen am Kolben gebildet wird.
In einer ersten Variante ist der Kolbenkopf mit einer Mehrzahl von axial hintereinander angeordneten Rastaufnahmen ausgestattet und das Rastelement der Verriegelungseinheit greift radial von außen nach innen an diesen Rastaufnahmen an. Geschickterweise ist dabei der Kolbenkopf bezüglich der Symmetrieachse des Kolbens zentral beziehungsweise zentrisch angeordnet . In einer anderen erfindungsgemäßen Variante, die auch in der Zeichnung gezeigt ist, besitzt der Kolben eine Rasthülse, die an ihrer Innenmantelfläche mehrere Rastaufnahmen aufweist.
In dieser erfindungsgemäßen Variante der Verriegelungseinheit taucht das Rastelement bzw. die Rastelemente in die Ausnehmungen der Hülse ein. Die Hülse ist dabei zum Beispiel einstückig mit dem Kolben verbunden und zum Beispiel durch ein zentrisches Ausbohren, als Sacklochbohrung realisiert. Die Rastaufnahmen sind als seitlich umlaufende Umfangsnuten gebildet. Für das Verbinden bzw. das Festlegen des Kolbens wird das Rastelement radial nach außen bewegt, wodurch die Klinke an dem Rastelement in die Rastaufnahme eingreift.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die Ausgestaltung des Rastelementes, insbesondere bei der flächigen Ausgestaltung der Klinke an dem Rastelement eine übermäßige Materialbeanspruchung des Rastelementes vermieden wird, da die Belastung flächig am Rastelement abgetragen wird und nicht punktuell wirkt.
Die Verriegelungseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungs- form sieht vor, dass die Rastaufnahmen axial beabstandet am Kolben angeordnet sind. Hierbei richtet sich die Beabstandung jeweils nach der durch den Kolben vorgegebenen Geometrie bzw. der Größe der Verriegelungseinheit und der damit einhergehenden gegebenenfalls unterschiedlichen Länge des Kolbens. Die Rastaufnahmen können dabei gleichmäßig axial beabstandet am Kolben angeordnet sein, das heißt, gleiche Abstände zueinander aufweisen oder aber unterschiedliche Abstände haben. Auch dies liegt in der Größe des mit der Verriegelungseinheit auszustattenden Automatikgetriebes begründet. Die Anordnung von mehreren Rastaufnahmen, die axial beabstandet sind, lässt zusätzlich eine Anpassung auf verschiedene Automatikgetriebe und Automatikgetriebegrößen zu und vereinfacht somit die Her- Stellung der Verriegelungseinheit und erhöht gleichzeitig deren Verwendbarkeit wesentlich.
Als vorteilhaft wird angesehen, wenn der Kolben eine insbesondere in Richtung des Elektromagneten ausgerichtete, die Rastaufnahmen aufweisende, axiale Verlängerung, insbesondere einen Kolbenkopf aufweist. Diese den Kolbenkopf aufweisende bzw. zur Verfügung stellende Verlängerung kann dabei günstigerweise als gesondertes, mit dem Kolben verbindbares Element oder als einstückig mit dem Kolben verbundenes oder aus dem Kolben hervorgehendes Element ausgebildet werden.
Bevorzugt ist die Verlängerung als eine eine innere Mantelfläche aufweisende Rasthülse ausgebildet. Die Rastaufnahmen sind in diesem Zusammenhang als in der inneren Mantelfläche eingebrachte Ausnehmungen vorgesehen. Bezüglich der Ausgestaltung der Ausnehmungen ergeben sich verschiedenste Möglichkeiten. So kann beispielsweise lediglich ein Einschnitt in der Mantelfläche die Ausnehmung zur Verfügung stellen. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, dass hier in der inneren Mantelfläche Ring- oder Halbringnuten eingebracht sind, die dann als Ausnehmung dienen. Die Ring- oder Halbringnuten können dabei eine runde oder eckige Querschnittsform aufweisen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass hier ein dreieck- förmiger Aus- oder Einschnitt in die innere Mantelfläche eingebracht und damit die Ausnehmung zur Verfügung gestellt wird.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rasthülse durch ein gesondertes, an den Kolben angesetztes Element oder als zentrisch in den Kolben bzw. Kolbenkopf eingebrachte Sacklochbohrung zur Verfügung gestellt ist. Das heißt, der Kolben wird aus beispielsweise einem Vollmaterial gebildet und die Rasthülse dann in diesen eingesenkt, beispielsweise durch Einschneiden oder Einbringen einer Sacklochbohrung. Das Innere der Bohrung stellt dabei dann die innere Mantelfläche der Rasthülse zur Verfügung, in der wiederum die Ausnehmungen bzw. Rastaufnahmen eingebracht sind, die dann mit dem Rastelement zusammenwirken können.
In einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit ist vorgesehen, dass die Verlängerung als axial verlängerter Kolbenkopf mit einer äußeren Mantelfläche ausgebildet ist. Die Rastaufnahme ist dann als in den aus Vollmaterial gebildeten Kolbenkopf bzw. in dessen äußere Mantelfläche eingebrachte Ausnehmung ausgeführt. Gleichfalls umfasst sind mehrere Rastaufnahmen, die in den Kolbenkopf bzw. dessen äußere Mantelfläche eingebracht sind. Auch hier besteht die Möglichkeit, dass die Ausnehmungen als Ring- oder Halbringnuten vorgesehen sind. Gleichermaßen können die Ausnehmungen auch als einfache Einschnitte oder Ausnehmungen im Kolbenkopf bzw. dessen äußerer Mantelfläche ausgebildet werden. Die Geometrie der Ring- bzw. Halbringnuten und/oder sonstigen Ausnehmungen ist ebenfalls variabel und kann halbrund, eckig, dreieckig oder in sonstiger geeigneter, auch auf das Rastelement bzw. die dort vorgesehene klinkenartige Abwinklung angepasster Art und Weise ausgebildet sein.
Das Rastelement, das mit den Rastaufnahmen der äußeren bzw. inneren Mantelfläche des Kolbenkopfes zusammenwirkt, ist günstiger Weise als sich in axialer Richtung des Kolbens wenigstens bis in den Bereich der Rastaufnahmen in den Kolben hinein erstreckende, federnd gelagerte Zunge ausgebildet. Die federnde Lagerung des Rastelements lässt dessen Beaufschlagung durch den Bolzen zu und ermöglicht gleichzeitig, dass das Rast- element beispielsweise bei Abbruch der Strombeaufschlagung des Elektromagneten und damit einhergehender Rückführung des Ankers mit daran angeordnetem Bolzen in eine Ausgangs- bzw. Grundstellung zurückgeführt wird, um dann den Kolben wirksam zu verriegeln bzw. zu blockieren. Die federnde Lagerung des Rast- elements bzw. der das Rastelement bildenden Zunge ermöglicht die Bewegung auch ohne zusätzliche äußere Einflüsse, beispielsweise eine Magnetkraft oder dergleichen.
Das Rastelement ist bevorzugt elastisch verformbar ausgebildet, kann somit in die Ausgangsposition, bzw. eine Grundstellung selbsttätig zurückgeführt werden bzw. zurückfedern.
Insbesondere begünstigt wird die elastische Verformbarkeit bzw. die federnde Lagerung des Rastelements dadurch, dass dieses aus Federstahl gebildet ist. Federstahl hat den Vorteil, dass dieser beispielsweise auch kalt plastisch verformbar ist, in der Verwendung bzw. im Einbauzustand jedoch mehrere Zyklen einer elastischen Verformung zulässt und damit ein dauerhaftes Rastelement zur Verfügung stellt.
Das Rastelement der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit ist bevorzugt derart ausgebildet, dass an dem den Rastaufnahmen nächstliegenden freien Ende des Rastelements wenigstens eine sich radial in Richtung der Rastaufnahmen erstreckende klinkenartige Abwinklung vorgesehen ist. Diese klinkenartige Abwink- lung wird, vermittelt durch den an der Ankerstange vorgesehenen Bolzen, in einer Verriegelungs- bzw. Sicherungsposition in die Rastaufnahmen eingedrückt und sichert dort die Verriegelungs- einheit .
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Rastelement eine entsprechende Vorspannung aufweist, so dass bei Ende der Beaufschlagung des Rastelements durch den Bolzen ein selbständiges Rückfedern in die Verriegelungsposition stattfindet .
Die klinkenartige Abwinklung am Rastelement ist bevorzugt flächig ausgebildet und steht mit einer wenigstens eine entsprechende Größe oder Breite aufweisenden Rastaufnahme in Eingriff. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn die Länge der klinkenartigen Abwinklung im Wesentlichen der Tiefe der Rastaufnahmen entspricht. Durch vollflächiges Aufliegen der klinkenartigen Abwinklung auf oder in der Rast- aufnahme kommt es zu einer vorteilhafteren Kraftverteilung und damit zum sicheren Betrieb der Verriegelungseinheit.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit sieht vor, dass bei unbestromtem Elektromagneten der Bolzen derart positionierbar ist, dass das Rastelement aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition der Verriegelungseinheit bringbar ist. Bei bestromtem Elektromagnet wirkt der Bolzen demgegenüber derart auf das Rastelement ein, dass dieses aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition bringbar ist. Durch axiale Verschiebung des Bolzens wird in einer Ausführungsform das Rastelement radial nach außen geführt, um dort mit den Rastaufnahmen in Eingriff gebracht zu werden. In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bolzen derart auf das Rastelement wirkt, dass im bestromten Zustand die klinkenartige Abwinklung am Rastelement aufgrund der radialen Verschiebung bzw. Ver- schwenkung des Rastelements aus den Rastaufnahmen bewegt wird. Beide Ausführungsvarianten sind von der Erfindung umfasst. Während im unbestromten Zustand in einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit der Bolzen derart positioniert ist, dass aufgrund der Vorspannung des Rastelements dieses mit der Ausnehmung im Kolbenkopf in Eingriff steht kann alternativ auch vorgesehen werden, dass im unbestromten Zustand des Elektromagneten der Bolzen derart positioniert ist, dass dieser nicht am Rastelement angreift und dieses daher aufgrund der Vorspannung aus der Rastaufnahme gehoben wird und diese damit freigibt. Im erstgenannten Fall weist das Rastelement eine entsprechende Ausgestaltung, beispielsweise einen Vorsprung oder eine Verdickung auf der mit dem Bolzen in Wirkverbindung tritt . Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das Rastelement eine relativ zur Kolbenlängsachse gesehen radial nach außen oder radial nach innen gerichtete Vorspannung aufweist. Dies begünstigt die Betätigung des Rastelements und den Eingriff mit den Rastaufnahmen bzw. das Zusammenwirken mit dem verschiebbar gelagerten Bolzen, der am Anker des Elektromagneten angebracht ist .
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit ist vorgesehen, dass bei bestromtem Elektromagneten der Bolzen oder Bolzenring derart positionierbar ist, dass das Rastelement aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bringbar ist und bei unbestromtem Elektromagneten der Bolzen oder Bolzenring derart auf das Rast- element einzuwirken vermag, dass dieses aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition bringbar ist. In diesem Fall wird durch die bestromungsbedingte Verschiebung des Ankers im Elektromagneten und die damit einhergehende Bewegung des Bolzens eine Aushebung des Rastelementes bzw. der daran angeordneten Klinke aus der Verriegelungsposition erreicht. Wird die Bestromung des Elektromagneten beendet und fällt der Anker vom Elektromagneten ab, so wird der Bolzen relativ zum Rastelement verschoben und verbringt dieses wieder in Eingriff mit der Rastaufnahme und erzielt somit eine Verriegelung des Kolbens. Die Rückstellfeder, die in einer Weiterbildung der Erfindung dem Bolzen, Bolzenring und/oder der Ankerstange zugeordnet ist, bewirkt dann bei dem unbestromten Elektromagneten eine Rückstellung des Bolzens und/oder Anker in die Verriegelungsposition des Rastelementes . Im bestromten Zustand des Elektromagneten ist die Rückstellfeder bevorzugt durch die Ankerbewegung komprimierbar, trägt jedoch im unbestromten Zustand des Elektromagneten ein in axialer Richtung von dem Elektromagneten weg gerichtete Rückstellkraft in den Anker ein und bewegt dabei den Bolzen oder Bolzenring, wodurch das Rastelement mit der Rastaufnahme in Eingriff gebracht wird.
Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn in einer ersten Rastposition eine axiale Bewegung des Kolbens auf den Elektromagneten zu und in einer zweiten Rastposition eine axiale Bewegung des Kolbens von dem Elektromagneten weg blockierbar ist. Hierzu weist der Kolben entsprechend positionierte Rastaufnahmen auf, die mit dem Rastelement je nach Kolbenstellung in Eingriff bringbar sind.
Das Rastelement ist bevorzugt starr oder elastisch, insbesondere mit oder ohne Vorspannung ausgebildet und kann somit je nach Bolzenkonfiguration in die Rastposition selbständig einspringen bzw. selbsttätig oder aufgrund der Vorspannung aus der Rastposition ausgehoben werden.
Eine als günstig angesehene Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwei oder mehr Rastelemente koaxial zum Bolzen, Bolzenring bzw. Bolzenkopf vorgesehen sind. Dies erweist sich insbesondere dann von Vorteil, wenn der Kolben bzw. Kolbenkopf zylindrisch ausgebildet ist und eine Innenfläche zur Verfügung stellt, in der die Rastaufnahmen angeordnet sind, die dann mit den Rastelementen bzw. den daran angeordneten klinkenartigen Abkantungen bzw. Klinken in Eingriff gebracht werden.
Der Bolzen bzw. Bolzenring weist günstiger Weise einen umlaufenden Vorsprung oder Flansch auf, der mit einem am Rastelement angeordneten Nocken in Wirkverbindung bringbar ist. Als vorteilhafte Weiterbildung wird angesehen, wenn der Vorsprung oder Flansch konisch ausgebildet ist und somit besonders einfach auf den an dem Rastelement vorgesehenen Nocken aufgleitet bzw. über diesen hinweggleiten kann, um das Rastelement zu betätigen, insbesondere in die Rast- bzw. Verriegelungsposition zu bringen oder aus dieser auszuheben. Die erfindungsgemäße Verriegelungseinheit sieht in einer bevorzugten Weiterbildung vor, dass die Rückstellfeder einerseits am Elektromagneten bzw. am oder im Joch des Elektromagneten und andererseits am Bolzen, Bolzenring bzw. einen am Bolzen oder Bolzenring vorgesehenen Vorsprung oder Flansch sich abstützt. Hierdurch wird eine besonders günstige Federführung und damit eine zufriedenstellende Funktion der Rückstellfeder erreicht, nämlich die Betätigung des Bolzens oder Bolzenrings durchzuführen und damit eine Betätigung des Rastelementes zu erreichen.
Als günstig wird angesehen, wenn die Ankerstange einen umlaufenden Rand aufweist, an dem der Bolzen oder Bolzenring anliegt. Hierdurch wird eine Anschlagsfläche für den Bolzen bzw. Bolzenring geschaffen und verhindert, dass der Bolzen auf der Ankerstange in axialer Richtung verschoben wird. Der Vorsprung bzw. Flansch kann an der Ankerstange angeformt bzw. bei deren Herstellung in diese eingeformt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Rastelement eine mit dem Bolzen in Wirkverbindung stehende Fläche zur Verfügung stellt und bei Bewegung des Bolzens in axialer Richtung der Verriegelungseinheit an oder über die Fläche, das Rastelement bzw. die klinkenartige Abwinklung in die bzw. aus der Rastaufnahme bewegbar ist.
In der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit bzw. einer bevorzugten Ausführungsform davon ist vorgesehen, dass der Bolzen eine sich in Richtung der Ankerstange konisch verjüngende Bolzenspitze aufweist. Die konisch sich verjüngende Bolzenspitze liegt an der Fläche an und bei Bewegung der Bolzenspitze über die Fläche bzw. einen Flächenabschnitt in axialer Richtung der Verriegelungseinheit erfolgt, bezogen auf die Kolbenlängsachse, eine Bewegung des Rastelements radial nach außen gerichtet, die axiale Bewegung des Bolzens wird damit entgegen der Vorspannung des Rastelements in dessen radiale Bewegung umgesetzt .
Weiterhin als günstig wird angesehen, wenn das Rastelement eine mit dem Bolzen bzw. der Bolzenspitze in Anlage bringbare, insbesondere konisch ausgebildete Verdickung aufweist. Eine Relativbewegung von Bolzen bzw. Bolzenspitze und Verdickung wird dabei in eine bezogen auf die Kolbenlängsachse radial nach außen gerichtete Radialbewegung des Rastelements bzw. der klinkenartigen Abwinklung umgesetzt. Das Rastelement wird dabei insbesondere entgegen der Vorspannung des Rastelements bewegt und es kommt zum Ab- oder Ausheben der klinkenartigen Abwinklung aus der Rastaufnahme.
Das Rastelement ist günstiger Weise in der Verriegelungseinheit, insbesondere im Bereich des der Kolbenstange diametral gegenüberliegenden Endes der Verriegelungseinheit federnd angelenkt. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn ein Anlenkpunkt an dem in die Verriegelungseinheit einstehenden Elektromagneten bzw. einem den Elektromagneten in Richtung der Verriegelungseinheit abschließenden Joch vorgesehen ist. Dort kann das Rastelement beispielsweise über einen Splint, eine Punktklebung oder Punktschweißung oder in sonstiger, dem Fachmann geläufiger und geeigneter Art und Weise befestigt werden, derart, dass ein Federn des Rastelements gleichwohl möglich bleibt.
Das den Elektromagneten bzw. die Verriegelungseinheit abschließende Joch weist bevorzugt einen zurückgesetzten Umfangs- bereich auf, an dem der Anlenkpunkt vorgesehen ist.
Eine günstige Weiterbildung der Verriegelungseinheit sieht vor, dass sich die klinkenartige Abwinklung radial in Richtung auf das Kolbenzentrum zu oder aber, in einer alternativen Ausführungsform, radial vom Kolbenzentrum weg erstreckt. Die Verrie- gelungseinheit in einer weiteren günstigen Ausführungsform sieht vor, dass eine Bewegung des Bolzens bzw. Bolzenkopfes in eine radiale Bewegung des Rastelements umsetzbar ist und die klinkenartige Abwinklung in Abhängigkeit von der Vorspannung des Rastelements von einer Verriegelungs- in eine Freigabeposition bringbar ist bzw. von einer Freigabe- in eine Verriegelungsposition zurückgeführt wird. Beide Ausführungs- varianten sind von der Erfindung umfasst. Entscheidend für die Wahl der Ausführungsvariante ist die Ausgestaltung des Kolbens bzw. Kolbenkopfes und die vorgesehene Anordnung der Rastaufnahmen.
Der Bolzen weist in einer vorteilhaften Weiterbildung eine der Ankerbewegung des Elektromagneten entgegenwirkende Rückstellfeder auf. Hierdurch wird erreicht, dass bei Ende der Bestro- mung des Elektromagneten der Anker und damit der Bolzen in eine Ruhe- oder Grundposition zurückgeführt wird. Je nach Ausgestaltung der Verriegelungseinheit wird durch diese Rückführung eine Bewegung des Rastelements bewirkt. Abhängig von der Vorspannung des Rastelements bewegt sich dieses dann relativ zu den Rastaufnahmen.
Die Rückstellkraft der Feder wird unterstützt durch die federnde Lagerung des Rastelements, ds bei Abfallen des Ankers auf den dann in axialer Richtung bewegbaren Bolzen einwirkt und diesen in die Grund- bzw. Ruhestellung drückt. Unterstützt wird dies durch die abgeschrägten Flächen des konisch ausgebildeten Bolzens, die mit dem Rastelement in Wirkverbindung stehen bzw. durch diese geführt werden.
Die Erfindung umfasst auch ein Getriebe, insbesondere ein Automatikgetriebe mit einer Parksperre mit einer wie zuvor ausgeführten Verriegelungseinheit .
In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 im Schnitt eine erfindungsgemäße
Verriegelungseinheit in verschiedenen Stellungen;
Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 eine weitere mögliche Ausführungsform der Verriegelungseinheit .
Fig. 8, Fig. 9, eine weitere mögliche Ausführungs- Fig. 10, Fig. 11 form der Verriegelungseinheit in verschiedenen Stellungen.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau einer erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit 1 schematisch dargestellt. Die Verriegelungseinheit 1 besteht aus einem Gehäuse 10, das den Kolben 2 aufnimmt. Der Kolben 2 ist in dem Gehäuse 10 beweglich gelagert. Der Kolben 2 ist über die Anschlussleitung 11 und den Druckraum 12 derart mit Druck aus einem hydraulischen Kreislauf, zum Beispiel eines Automatikgetriebes beaufschlagbar, so dass der Kolben 2 z.B. nach rechts, angedeutet durch den Doppelpfeil 21, bewegbar ist.
Das Gehäuse 10 besitzt an einer Seite eine Bohrung, durch welche die Kolbenstange 23, die den Kolben 2 bildet, nach außen geführt ist. Die Kolbenstange 23 trägt an ihrem, dem Kolbenkopf 24 abgewandten Seite zum Beispiel ein Blockierelement 25, das in der Parkstellung eine mechanische Verriegelung des Getriebes bewirkt .
Das Gehäuse 10 wird auf der die Kolbenstange 23 aufnehmenden Bohrung gegenüberliegenden Seite durch den aufgesetzten Elektromagneten 4 verschlossen. Dabei besitzt der Elektromagnet 4 selbst ein entsprechendes Spulengehäuse 43.
Der Aufbau des Elektromagneten ist wie allgemein üblich durch eine Spule 44 gekennzeichnet, die Wicklungen eines von elektrischem Strom durchfließbaren Drahtes trägt.
Ein Anker 40 taucht zumindest teilweise in das Spuleninnere der Spule 44 ein. Der Anker 40 ist axial beweglich gelagert. Als Achse wird hierbei zum Beispiel die Spulenachse der Spule 44 verstanden. In Richtung des Kolbens 2 schließt sich am Elektromagneten 4 ein Joch 45 an, das auch gleichzeitig als axiale Führung des Ankers 40 wirkt. Das Joch 45 besitzt eine Bohrung, durch welche die Ankerstange 41 aus dem Spuleninneren in Richtung des Kolbens 2 bzw. in das Gehäuse 10 hineinragt. Der Anker
40 ist auf der Ankerstange 41 axial fest verbunden, derart, dass die Bewegung des Ankers 40 gleichartig auf die Ankerstange
41 übertragen wird.
An der dem Gehäuseinneren 13 zugewandten Jochseite des Joches 45 ist das Rastelement 5 beweglich, zumindest flexibel verbiegbar oder federnd gelagert angeordnet. Das Rastelement 5 ist dabei um die Lagerstelle 50 verschwenkbar, zumindest aber flexibel auslenkbar. Das Rastelement 5 erstreckt sich dabei in das Gehäuseinnere 13, das Rastelement 5 trägt an seinem der Lagerstelle 50 abgewandten Ende eine nach außen gerichtete Klinke 51, bzw. klinkenartige Abwinklung, die mit einer Rastaufnahme 20 der Rasthülse 22 des Kolbens 2 zusammenzuwirken vermag .
Der Anker 40 reagiert auf ein Magnetfeld. Wird nun der Strom durch die Spulenwicklungen der Spule 44 eingeschaltet, so bildet sich ein Magnetfeld aus, in welchem sich der Anker 40 zu orientieren sucht. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungs- beispiel ist der Stromfluss eingeschaltet, der Anker 40 ist gegen die Kraft einer Rückstellfeder 46 nach rechts verschoben, ein möglicher Luftspalt zwischen dem Anker 40 und dem Kern 47 ist geschlossen.
Der Kolben 2 besitzt an seinem Kolbenkopf 24 eine einstückig angeordnete Rasthülse 22. Diese Rasthülse 22 ist zum Beispiel durch eine Sacklochbohrung, die zentrisch - bezogen auf die Rotations- oder Symmetrieachse des Kolbens - angeordnet ist, in dem Kolbenkopf 24 vorgesehen.
Auf der Ankerstange 41 befindet sich endseitig ein Bolzen 42, dessen Mantelfläche mit der Innenseite des Rastelementes 5, im Bereich der Klinke 51 zusammenwirkt. In der aktivierten Stellung der Verriegelungseinheit, also bei strombeaufschlagter Spule 44, wird der Bolzen 42 durch die Ankerstange 41 derart versetzt, dass die Rastelemente an dem Bolzen anliegen und aufgrund des Durchmessers des Bolzens und der Lage des Rastelementes das Rastelement nach außen abgelenkt wird. In diese Situation kommt dann die Klinke 51 in Eingriff mit einer am Kolben 2 vorgesehenen Rastaufnahme 20, 20a, 20b.
An dem Kolben ist in geeigneter Weise die Rastaufnahme 20, 20a, 20b vorgesehen, wobei bei dem hier gezeigten Ausführungs- beispiel der Kolben einstückig eine Rasthülse 22 trägt, die an ihren Innenmantelflächen eine ringartig umlaufende nutartige Rastaufnahme 20, 20a, 20b aufweist. In axialer Richtung, bezogen auf die Bewegungsrichtung 21, sind hier nun mehrere Rastaufnahmen 20a, 20b vorgesehen. Bei aktivierter Verriegelungs- einheit drückt der zurückgezogene Bolzen 42 die an den Rastelementen endseitig angeordneten Klinken 51 in die Rastaufnahmen 20, was zu einer entsprechenden Festlegung bzw. Blockierung oder Verriegelung des Kolbens 2 in der jeweiligen Stellung führt . Die Ausgestaltung des Kolbens 2 mit einer Rasthülse 22 hat den Vorteil, dass so eine platzsparende Anordnung realisierbar ist.
In axialer Richtung, bezogen auf die Bewegungsrichtung 21 des Kolbens 2 sind hier nun mehrere axial voneinander versetzt angeordnete Rastaufnahmen 20a, 20b vorgesehen, die, wenn sie in entsprechender Lage zum Rastelement 5 positioniert sind, mit diesem haltend, den Kolben 2 blockierend zusammenwirken.
In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel greifen die Rastelemente 5, 5a, 5b in die innere, linke Rastaufnahme 20a ein. Das Eingreifen erfolgt dabei derart, dass der Klinkenrand bzw. die Klinkenfläche der Klinke 51 an der Nutwand der nutartigen Rastaufnahme 20, 20a, 20b haltend anliegt und eine weitere axiale Bewegung des Kolbens 2 sowohl nach links wie nach rechts, also in das Gehäuse 10 eintauchend oder austauchend, vermeidet. Die resultierende Beweglichkeit in der Verriegelungsstellung ist durch die axiale Breite der nut- artigen Rastaufnahme 20 angegeben.
Für eine weitere mechanische Entlastung der einzelnen Rastelemente 5 ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Verriegelungseinheit 1 eine Vielzahl von Rastelementen 5, 5a, 5b aufweist, die sich in Umfangsrichtung um die Ankerstange 41 herum in gleichem radialen Abstand zueinander äquidistant anordnen. Durch einen entsprechenden rotationssymmetrischen Aufbau wird auch eine gleichartige Betätigung der einzelnen Rastelemente 5, 5a, 5b durch die AufStellbewegung des angezogenen Bolzens 42 erreicht. Wesentlich bei dieser Anordnung ist auch, dass für die Verriegelungsstellung die Rastelemente 5, 5a, 5b radial nach außen bewegt werden. Diese Bewegung erfolgt durch die Anzugsbewegung des Kolbens 42 durch Strombeaufschlagung der Spule 44. Diese lineare Bewegung wird durch die kegelförmige oder schräge Ausgestaltung des Bolzens 42 derart für die Rast- elemente 5, 5a, 5b umgelenkt, dass die freien Enden der Rast- elemente, die die Klinke 51 tragen, nach außen gestellt werden und so in die Rastaufnahme 20, 20a, 20b eingreifen.
In Fig. 2 ist eine weitere Verriegelungsstellung der Verriegelungseinheit 1 gezeigt, allerdings in einer anderen Lage des Kolbens 2. Die Kolbenstange 23 ist nicht vollständig bis zum Anlagestift in das Gehäuse 10 eingetaucht, sondern nur circa bis zur Hälfte. Es ist gut zu erkennen, dass der Druckraum 12a nach Fig. 2 eine geringere axiale Länge aufweist als der Druckraum 12 nach Fig. 1. In dieser etwas weiter herausgefahrenen Lage ist trotzdem der Kolben 2 verriegelt, indem die Rast- elemente 5 in die in der Rasthülse 22 weiter rechts bzw. weiter oben oder außen angeordnete äußere Rastaufnahme 20b haltend eingreifen. Auch in Fig. 2 ist die Spule 44 mit Strom beaufschlagt, wodurch der Anker 40 nach rechts versetzt ist und der angezogene Bolzen 42 die Rastelemente 5, 5a, 5b radial nach außen in die Rastaufnahme 20b schiebt.
In Fig. 3 ist die dritte Stellung der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit 1 gezeigt . Der Strom durch die Spule 44 ist abgestellt, die Rückstellfeder 46, die zwischen Joch 45 und Bolzen 42 gespannt wird, ist derart entspannt, dass der Anker 40 nach links bis auf Anschlag des Ankers 40 am Joch 45 versetzt ist. Dadurch ist auch der Bolzen 42 so weit nach links versetzt, dass das freie Ende des Rastelementes 5, 5a, 5b nicht mehr radial nach außen gestellt ist, sondern aufgrund der Eigenelastizität nach innen in Richtung der Ankerstange 41 gerichtet ist. Das Rastelement 5, 5a, 5b weist dazu eine entsprechende Elastizität auf. In dieser Stellung taucht die Kolbenstange 23 noch weiter links aus dem Gehäuse 10 heraus. Der Druckraum 12b nach Fig. 3 ist noch kleiner, seine axiale Länge ist deutlich geringer als der Druckraum 12a nach Fig. 2 oder der Druckraum 12 nach Fig. 1. In dieser vollständig entriegelten Stellung kann zum Beispiel das Blockierelement 25 in geeigneter Weise in den Antriebsstrang eingreifen und hier eine Parkstellung bilden.
Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen AusführungsVarianten ist der Kolbenkopf 24 in der in Fig. 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungsform als Verlängerung der Kolbenstange 23 in Richtung des Elektromagneten 4 ausgebildet. Der Kolbenkopf weist im Ausführungsbeispiel eine äußere Mantelfläche 28 auf, in die die Rastaufnahmen 20, 20a, 20b eingebracht sind. Die Rast- aufnahmen 20, 20a, 20b sind als Ringnuten ausgebildet. Das Rastelement 5 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 4, 5 und 6 ebenfalls federnd im Gehäuse 10 gelagert. Hierzu stellt das Joch 45 des Elektromagneten 4 einen Anlenkpunkt 29 zur Verfügung, mit dem das Rastelement 5 verbunden ist. Das Rastelement 5 verfügt über eine Klinke 51, die als klinkenartige Abwinklung des Rastelements 5 ausgebildet ist und mit den Rastaufnahmen 20, 20a, 20b in Eingriff steht, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Anders als in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 ist die Klinke 51 jedoch radial nach innen, das heißt, zum Kolbenzentrum hin ausgerichtet und steht dort mit den Rastaufnahmen 20, 20a, 20b in Eingriff. Dies wird ermöglicht durch die Ausgestaltung und Anordnung des Bolzens 42.
Dieser ist in Fig. 4 im bestromten Zustand gezeigt. In diesem ist der Anker 40 im Elektromagneten 4 angezogen und damit der Bolzen 42 gegenüber dem Kolbenkopf 24 zurückgezogen. Aufgrund der Vorspannung des Rastelements 5 federt dieses in die Verriegelungsposition ein, wobei die Klinke 51 mit den Rastaufnahmen 20, 20a, 20b in Eingriff gebracht wird. Der Bolzen 42 weist eine konische Abschrägung 30 auf, die an einer Verdickung 31 des Rastelements 5 anliegt. Die Verdickung 31 ist halbrund ausgebildet und kann mit der konischen Abschrägung 30 in Wirkverbindung treten. Dies ist dann der Fall, wenn wie in Fig. 6 dargestellt, der Elektromagnet 4 unbestromt ist und daher der Anker 40 abfällt. Vermittelt durch die Rückstellfeder 46 wird der Bolzen 42 in eine Grundstellung verbracht. Dabei gleitet die Abschrägung 30 des Bolzens 42 auf die Verdickung 31 auf und bewirkt ein Zurückweichen des Rastelements 5 in Richtung des Gehäuses 10. Dabei kommt es zur Freigabe des Kolbenkopfes 24 durch Ausheben der Klinken 51 aus den Rastauf ahmen 20, 20a, 20b. Der Kolben 24 kann dann frei im Gehäuse 10, das heißt, in axialer Richtung des Gehäuses 10 verschoben werden. Ein zu tiefes Eintauchen der Kolbenstange 23 wird durch das Begrenzungselement 26 verhindert.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine wie im Zusammenhang mit der Fig. 4 beschriebene Verriegelungseinheit 1. Dargestellt sind hier jeweils unterschiedliche Positionen, wie diese analog bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurden. Während die Fig. 4 und 5 das Rastelement 5 in Eingriff mit dem Kolbenkopf 24 zeigen, zeigt Fig. 6 die gesamte Verriegelungs- einheit 1 im unbestromten Zustand des Elektromagneten 4 und das Rastelement 5 bzw. die daran angeordnete Klinke 51 in einer Freigabeposition des Kolbenkopfes 24, das heißt/ die Klinken 51 stehen nicht in Eingriff mit den Rastaufnahmen 20, 20a, 20b.
Fig. 7 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit 1, zusätzlich zu den bereits im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschriebenen Rastaufnahmen 20, 20a, 20b weist der Kolbenkopf 24 im Ausführungsbeispiel eine weitere Rastaufnahme 20c auf und ermöglicht somit eine zusätzliche Rastposition für die Klinken 51 der Rastelemente 5. Im Übrigen ist die Funktionsweise und Wirkung der Verriegelungseinheit 1 mit derjenigen identisch, die im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschrieben wurde. Die Klinken 51 werden im Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 7 radial nach innen bewegt, während in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 eine radial nach außen gerichtete, das heißt, auf das Gehäuse 10 zugewandte Radialbewegung der Klinken 51 vorgesehen ist. In den Figuren 8 bis 11 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit 1 schematisch dargestellt. Auch hier weist die Verriegelungseinheit 1 einen Kolben 2 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind die Einzelbestandteile des Kolbens hier auf die nur für die Beschreibung der Ausführungsform relevanten Bestandteile reduziert. Der in der Ausführungsform vorgesehene Elektromagnet 4 ist wie im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschrieben ausgeführt und weist diesen gegenüber keine Abweichungen auf. Auch hier reagiert der Anker 40' auf ein Magnetfeld. Wird nun der Strom durch die Spulenwicklung der Spule 44 eingeschaltet, so bildet sich ein Magnetfeld aus, in dem sich der Anker 40 zu orientieren sucht. Im in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stromfluss eingeschaltet, der Anker 40 ist gegen die Kraft der Rückstellfeder 46 nach rechts verschoben, ein möglicher Luftspalt zwischen dem Anker 40 und dem Kern 47 ist geschlossen. Auf der Ankerstange 41 aufgesetzt befindet sich der Bolzen 42, der im Ausführungsbeispiel wie in den Figuren 8 bis 10 dargestellt, nach Art eines Bolzenringes ausgeführt ist. Der ringartig ausgeführte Bolzen 42 wirkt mit der am Rastelement 5 vorgesehenen Nocke 80 zusammen. In der in Fig. 8 dargestellten aktivierten Stellung der Verriegelungseinheit, also bei strombeaufschlagter Spule 44, wird der Bolzen 42 durch die Ankerstange 41 derart versetzt, dass die Rastelemente 5, bzw. die daran angesetzte Klinke 51 aus der Verriegelungsposition ausgehoben wird. Im bestromten Zustand des Elektromagneten 4 kommt es somit zur Entriegelung des Kolbens, so dass dieser beweglich ist.
Die Rastaufnahme 20 ist als ringförmige Ausnehmung im Kolbenkopf 24 vorgesehen. Dies kann beispielsweise durch eine konzentrische Fräsung erreicht werden. Hierdurch wird die Rastaufnahme 20 zur Verfügung gestellt. Der Kolbenkopf 24 stellt eine weitere Rastaufnahme 20, beanstandet zur ersten Rastaufnahme 20 zur Verfügung. Hier wird die Rastaufnahme 20 dadurch erzeugt, dass eine stufenartige Ausfräsung des Kolbenkopfs 24 erfolgt. Der verbleibende Materialrest stellt dann die Rastaufnahme 20 zur Verfügung.
In Fig. 9 wird eine weitere Verriegelungsstellung der Verriegelungseinheit 1 gezeigt. Die Lage des Kolbens 2 ist mit der in Fig. 8 Gezeigten identisch. Der Elektromagnet 4 ist in Fig. 9 im unbestromten Zustand gezeigt. Hierdurch fällt der Anker 40 vom Kern 47 ab und es kommt aufgrund der Rückstellfeder 46 zur Verschiebung des Ankers 40 und der daran angeordneten Ankerstange 41. Vermittelt durch die Rückstellfeder 46 wird der Bolzen 42 in axialer Richtung vom Elektromagneten 4 weg verschoben. Dabei gleitet der Bolzen 42 bzw. dessen Mantelfläche auf den Nocken 80 auf, wodurch es zu einer radial nach außen gerichteten Bewegung des Rastelementes 5 kommt. Hierdurch wird ein Eingreifen der Klinke 51 in die Rastaufnahme 20 erreicht und eine erste Verriegelungsposition des Kolbens 2 eingenommen. Aufgrund der Ausgestaltung der Rastaufnahme 20, in der die Klinke 51 eingreift, kann der Kolben 2 nicht weiter auf den Elektromagneten 4 zu verschoben werden. Der Kolben 2 verharrt vielmehr in der Verriegelungsposition wie in Fig. 9 dargestellt. Eine axiale Bewegung des Kolbens 2 vom Elektromagneten weg ist nach wie vor möglich.
Fig. 10 zeigt eine zweite mögliche Position des Kolbens 2. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 10 und 11 ist der Kolben axial in Richtung auf den Elektromagneten zu verschoben. Das Rastelement 5 bzw. dessen Klinke 51 ist in diesem Ausführungs- beispiel im Bereich der zweiten Rastaufnahme 20 positioniert. Im in Fig. 10 dargestellten Zustand ist der Elektromagnet 4 bestromt, wodurch es - wie bereits beschrieben - zur Komprimierung der Rückstellfeder 46 aufgrund der Bewegung der Ankerstange 41 kommt. Der Bolzen 42 steht in diesem Fall nicht mit dem Nocken 80 am Rastelement 5 in Eingriff, daher ist die Klinke 51 aus der Verriegelungsposition ausgehoben und liegt nicht in der Rastaufnahme 20 bzw. dem die Rastaufnahme 20 zur Verfügung stellenden Vorsprung im Inneren des zylindrischen Kolbenkopfes 24 ein. Diese Position bzw. Entriegelungsstellung lässt eine Verschiebung oder Bewegung des Kolbens 2 in axialer Richtung ungehindert zu. Während der Bestromung des Elektromagneten bleibt der Bolzen 42 und damit auch das Rastelement 5 in der in Fig. 5 dargestellten Position.
Die Rückstellfeder 46 wird durch die Verschiebung des Ankers 40 und der daran angeordneten Ankerstange 41 komprimiert. Dies wird ebenfalls vermittelt durch den Bolzen 42, der einen Sitz für die Rückstellfeder 46 zur Verfügung stellt. Um zu verhindern, dass aufgrund der Rückstellkraft der komprimierten Rückstellfeder 46 eine Verschiebung des Bolzens 42 stattfindet, ist an der Ankerstange 41 ein umlaufender Rand 90 bzw. Vorsprung vorgesehen, an dem der Bolzen 42 anliegt. Dieser umlaufende Rand 90 verhindert eine Verschiebung des Bolzens 42. Gleichzeitig nimmt bei Strombeaufschlagung des Elektromagneten
4 der umlaufende Rand 90 den Bolzen 42 mit und bewirkt somit eine Komprimierung der Rückstellfeder 46.
Wird, wie in Fig. 11 dargestellt, die Bestromung des Elektromagneten 4 beendet, so fällt der Anker 40 vom Kern 47 ab und die Rückstellfeder 46 bewirkt eine Verschiebung des Ankers 40 bzw. der Ankerstange 41 in axialer Richtung. Dabei wird der konisch ausgebildete Bolzen 42 auf die Nocke 80 am Rastelement
5 aufgeschoben bzw. gleitet auf diese auf und bewirkt eine radial nach außen gerichtete Bewegung des Rastelementes 5, woraufhin die Klinke 51 in die Rastaufnahme 20, die im Bolzenkopf 24 vorgesehen ist, in Eingriff gebracht wird. Das Rastelement 5 ist im Joch 45 angelenkt und kann aufgrund der Elastizität des Rastelementes 5 bei Verschiebung des Bolzens 42, bewirkt durch die Strombeaufschlagung des Elektromagneten 4 aus der Verriegelungsposition ausfedern und den Kolben 2 somit freigeben. Die in den Figuren 8 bis 10 dargestellte Ausführungs orm der Verriegelungseinheit 1 erlaubt somit eine Verriegelung des Kolbens 2 im unbestromten Zustand des Elektromagneten 4. Eine Freigabe des Kolbens 2 erfolgt demgegenüber durch Bestromung des Elektromagneten 4 und der dadurch vermittelten Ankerbewegung .
Neben den in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Ausführungsformen wird somit eine weitere Ausführungsform der Verriegelungseinheit 1 zur Verfügung gestellt, die eine zuverlässige Verriegelung bzw. Entriegelung des Kolbens bzw. 2 einer Parksperre ermöglicht.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes. Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt .
Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Aus- führungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten RückbeZiehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Haupt- anspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.

Claims

Patentansprüche
1. Verriegelungseinheit, insbesondere für die Parksperre eines Automatikgetriebes, für das Verriegeln der Bewegung eines von einem Antrieb bewegbaren, insbesondere mit Druck beaufschlagbaren Kolben, wobei die Verriegelungs- einheit einen Elektromagneten und mindestens ein Rastelement aufweist und das Rastelement mit dem Anker beziehungsweise der Ankerstange des Elektromagneten oder mit einem vom Anker beziehungsweise der Ankerstange gehaltenen oder an dem Anker bzw. der Ankerstange angeordneten Bolzen oder Bolzenring zusammenwirkt und der Kolben mindestens zwei voneinander entfernte Rastaufnahmen aufweist und der Kolben durch das haltende Zusammenwirken des Rastelementes mit der jeweiligen Rastaufnahme, in unterschiedlichen Lagen des Kolbens, festlegbar ist.
2. Verriegelungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastaufnahmen (20 , 20a, 20b, 20c) axial beabstandet am Kolben (2) angeordnet sind und/oder der Kolben (2) eine insbesondere in Richtung des Elektromagneten ausgerichtete, die Rastaufnahmen (20, 20a, 20b, 20c) aufweisende axiale Verlängerung (27) , insbesondere einen Kolbenkopf (24 ) aufweist .
Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung
(27) als gesondertes, mit dem Kolben (2) verbindbares Element oder als einstückig mit dem Kolben (2) verbundenes Element ausgebildet ist und/oder die Verlängerung
(27) als eine eine innere Mantelfläche aufweisende Rasthülse (22) ausgebildet ist und die Rastaufnahmen (20, 20a, 20b) als in der inneren Mantelfläche eingebrachte Ausnehmungen (20 , 20a, 20b, 20c) , insbesondere als Ringoder Halbringnuten vorgesehen sind, insbesondere wobei die Rasthülse (22) durch ein gesondertes an den Kolben
(2) angesetztes Element oder als zentrisch in den Kolben
(2) bzw. Kolbenkopf (24) eingebrachte Sacklockbohrung zur Verfügung gestellt ist und/oder die Verlängerung als axial verlängerter Kolbenkopf (24) mit einer äußeren Mantelfläche ausgebildet ist, wobei die Rastaufnahmen
(20 , 20a, 20b, 20c) als in den Kolbenkopf (24) bzw. die äußere Mantelfläche eingebrachte Ausnehmungen, insbesondere Ring- oder Halbringnuten vorgesehen sind.
Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (5, 5a, 5b) als sich in axialer Richtung wenigstens bis in den Bereich der Rastaufnahmen (20 , 20a, 20b, 20c) in den Kolben (2) hinein erstreckende, federnd gelagerte Zunge ausgebildet ist und/oder das Rastelement (5, 5a, 5b) elastisch verformbar ausgebildet ist und/oder das Rastelement (5, 5a, 5b) aus Federstahl gebildet ist und/oder dass. das Rastelement (5, 5a, 5b) starr oder elastisch, insbesondere mit oder ohne Vorspannung ausgebildet ist und/oder zwei oder mehr Rastelemente (5, 5a, 5b) koaxial zum Bolzen (42) , Bolzenring bzw. Kolben (2) vorgesehen sind.
Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am den Rastaufnahmen (20 , 20a, 20b, 20c) nächstliegenden, freien Ende des Rastelementes (5, 5a, 5b) wenigstens eine sich radial in Richtung der Rastaufnahmen (20 , 20a, 20b, 20c) erstreckende klinkenartige Abwinklung (51) vorgesehen ist und/oder die klinkenartige Abwinklung (51) flächig ausgebildet ist und/oder die Länge der klinkenartige Abwinklung (51) im Wesentlichen der Tiefe der Rastaufnahmen (20 , 20a, 20b, 20c) entspricht und/oder das Rastelement eine relativ zur Kolbenlängsachse gesehen radial nach außen oder radial nach innen gerichtete Vorspannung aufweist.
Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei unbestromtem Elektromagneten (4) der Bolzen (42) oder Bolzenring derart positionierbar ist, dass das Rastelement (5, 5a, 5b) aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bringbar ist und bei bestromtem Elektromagneten (4) der Bolzen (42) oder Bolzenring derart auf das Rastelement (5, 5a, 5b) einzuwirken vermag, dass dieses aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition bringbar ist.
Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei bestromten Elektromagneten (4) der Bolzen (42) oder Bolzenring derart positionierbar ist, dass das Rastelement (5, 5a, 5b) aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bringbar ist und bei unbestromten Elektromagneten (4) der Bolzen (42) oder Bolzenring derart auf das Rastelement (5, 5a, 5b) einzuwirken vermag, dass dieses aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition (1) bringbar ist.
8. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (46) dem Bolzen (42) , Bolzenring und/oder der Ankerstange (41) zugeordnet ist und bei dem unbestromten Elektromagneten (4) eine Rückstellung des Bolzens (42) und/ oder Ankers in die Verriegelungsposition des Rastelementes (5, 5a, 5b) bewirkt und/oder die Rückstellfeder (46) bei bestromtem Elektromagneten (4) durch die Ankerbewegung komprimierbar ist und im unbestromten Zustand eine in axiale Richtung von dem Elektromagneten (4) weg gerichtete Rückstellkraft in den Anker (40) einträgt.
9. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Rastposition eine axiale Bewegung des Kolbens (2) auf den Elektromagneten (4) zu und in einer zweiten Rastposition eine axiale Bewegung des Kolbens (2) von dem Elektromagneten (4) weg blockierbar ist.
10. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (42) oder Bolzenring einen umlaufenden Vorsprung oder Flansch aufweist, der mit einem am Rastelement (5, 5a, 5b) angeordneten Nocken in Wirkverbindung bringbar ist, insbesondere wobei der umlaufende Vorsprung oder Flansch konisch ausgebildet ist.
11. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Rückstellfeder (46) einerseits am Elektromagneten (4) bzw. am oder im Joch (45) des Elektromagneten (4) und andererseits am Bolzen (42) , Bolzenring bzw. einen am Bolzen (42) oder Bolzenring vorgesehenen Vorsprung oder Flansch sich abstützt und/ oder die Ankerstange (41) einen umlaufenden Rand aufweist an dem der Bolzen (42) oder Bolzenring anliegt und/oder der Bolzen (42) oder Bolzenring eine sich in Richtung der Ankerstange (41) konisch verjüngende Bolzenspitze aufweist, wobei die sich konisch verjüngende Bolzenspitze an der Fläche anliegt und die Bewegung der Bolzenspitze über die Fläche bzw. einen Flächenabschnitt in axialer Richtung der Verriegelungs- einheit (1) in eine bezogen auf die Kolbenlängsachse radial nach außen gerichtete Bewegung des Rastelementes (5, 5a, 5b) insbesondere entgegen der Vorspannung des Rastelements (5, 5a, 5b) umsetzbar ist.
Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (5, 5a, 5b) eine mit dem Bolzen (42) oder Bolzenring in Wirkverbindung stehende Fläche zur Verfügung stellt und bei Bewegung des Bolzens (42) oder Bolzenringes in axialer Richtung der Verriegelungseinheit (1) , an oder über die Fläche das Rastelement (5, 5a, 5b) bzw. die klinkenartige Abwinklung radial in die bzw. aus der Rastaufnahme bewegbar ist und/oder das Rastelement (5, 5a, 5b) eine mit dem Bolzen (42) , beziehungsweise Bolzenring oder der Bolzenspitze in Anlage bringbare, insbesondere konisch ausgebildete Verdickung aufweist, wobei eine Relativbewegung von Bolzen (42) , Bolzenring oder Bolzenspitze und Verdickung (31) in eine bezogen auf die Kolbenlängsachse radial nach außen gerichtete Radialbewegung des Rastelementes (5, 5a, 5b) bzw. der klinkenartigen Abwinklung (51) insbesondere entgegen der Vorspannung des Rastelements (5, 5a, 5b) umsetzbar ist und/oder das Rastelement (5, 5a, 5b) in der Verriegelungseinheit (1) , insbesondere im Bereich des der Kolbenstange (23) diametral gegenüberliegenden Endes der Verriegelungseinheit (1) federnd angelenkt ist und/oder ein Anlenkpunkt an dem in die Verriegelungseinheit (1) einstehenden Elektromagnet (4) bzw. einem den Elektromagneten (4) in Richtung der Verriegelungseinheit (1) abschließenden Joch (45) vorgesehen ist, insbesondere wobei das Joch (45) einen zurückgesetzten Umfangsbereich aufweist und der Anlenkpunkt an dem Umfangsbereich vorgesehen ist.
13. Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die klinkenartige Abwinklung (51) radial in Richtung auf das Kolbenzentrum zu oder vom Kolbenzentrum weg erstreckt.
1 . Verriegelungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Bolzens, Bolzenringes oder Bolzenkopfes in eine radiale Bewegung des Rastelements umsetzbar ist und die klinkenartige Abwinklung in Abhängigkeit von der Vorspannung des Rastelements von einer Verriegeluns- in eine Freigabeposition bzw. von einer Freigabe- in eine Verriegelungs- position bringbar ist und/oder dem Bolzen (42) oder Bolzenring eine der Ankerbewegung entgegenwirkende Rückstellfeder (46) zugeordnet ist und/oder der Bolzen (42) oder Bolzenring derart ausgebildet ist, dass in einer Verriegelungsstellung durch den aufgrund der über den bestromten Elektromagneten (4) vermittelten axialen Ankerbewegung das Rastelement (5, 5a, 5b) durch den Bolzen (42) oder Bolzenring in die Rastaufnahmen (20, 20a, 20b, 20c) eindrückbar ist.
15. Getriebe, insbesondere Automatikgetriebe mit einer Parksperre mit einer Verriegelungseinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
PCT/EP2013/054443 2012-03-05 2013-03-05 Verriegelungseinheit, insbesondere für eine parksperre eines automatikgetriebes WO2013131926A1 (de)

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