駐車鎖止器的製造方法
2023-09-20 10:42:20
駐車鎖止器的製造方法
【專利摘要】一種機動車用的駐車鎖止器（1），其具有可以繞旋轉軸（d）擺動的、帶有用於嚙合入鎖止齒部（82）內的卡爪齒（31）的鎖止卡爪（3）、帶有可以與鎖止卡爪（3）機械式地耦合的操作單元（5），卡爪齒（31）可以通過操作單元（5）產生針對鎖止齒部（82）可逆的嚙合，其中，操作單元（5）可以通過執行機構（2）來操作，其中，執行機構（2）通過行星滾柱傳動裝置對操作單元產生影響，行星滾柱傳動裝置具有太陽輪（2）、行星輪（30）和空心輪（40），並且執行機構（2）具有與行星滾柱傳動裝置的一個輪（20、30、40）固定地連接的轉子軸（10）。
【專利說明】駐車鎖止器【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機動車用的，尤其是自動變速器用的或帶有電動驅動器的車輛用的駐車鎖止器。
【背景技術】
[0002]駐車鎖止器被應用在機動車的變速器內以用於保證車輛不發生無意中的滑移。尤其是當在機動車的傳動系中使用非機械式的組件時，像在帶有液力變矩器的自動變速器的情況下那樣，在車輛停車的情況下或在關閉發動機時駐車鎖止器保證車輛位置。為此，駐車鎖止器可以通過駕駛員或間接通過電動的輔助件來激活。於是，通常它形狀鎖合地卡住變速器輸出軸。
[0003]在同種類型的DE1043829A1中駐車鎖止器設置了以能夠抵抗回位力發生擺動的鎖止卡爪的形式，鎖止卡爪可以藉助卡爪齒形狀鎖合地嚙合入在外圓周地布置在駐車鎖止輪上的鎖止齒部內。一旦建立形狀鎖合，鎖止卡爪連同抗相對轉動地布置在變速器輸出軸上的駐車鎖止輪避免了駐車鎖止輪的移動並且因此避免了車輛的移動。
[0004]鎖止卡爪的操作通過線性移動的操作單元來實現，作為滑塊的操作單元具有框架形的形式，其中，選擇槓桿頂在框架形的杆的縱向走向的側壁上。操作單元具有兩個共同被支承的滾輪，操作單元通過滾輪對鎖止卡爪產生影響。在直至大約5km/h的低的車輛速度以及帶有直至30°斜坡的有起伏的路段的情況下鎖止卡爪也必須安全地保持在駐車鎖止輪上以及可以鎖住和脫離駐車鎖止輪。在駐車鎖止器的掛入和掛出時，出現取決於車輛重量的直至兩位數的kN (千牛)範圍的力。
[0005]為了克服這種高的操作力，對操作單元進行調節的執行機構一定是相對大功率的。而且這種類型的駐車鎖止器需要相對多的結構空間。
【發明內容】
[0006]在此，本發明的任務是，要建立一種緊湊的駐車鎖止器，在其中降低待施加的操作力。
[0007]該任務通過根據權利要求1的駐車鎖止器來解決。為此規定了，在操作單元和執行機構之間布置有作為執行機構聯接件的機械式的交互作用的傳遞元件，該傳遞元件降低了待施加的執行機構力。傳遞元件作為行星滾柱傳動裝置的一部分，其中，行星滾柱傳動裝置可以理解為下述行星輪傳動裝置，其具有至少一個太陽輪、至少一個行星輪和至少一個空心輪，它們卻設置有有螺紋的軸向齒部。通過行星滾柱傳動裝置，必要的操作力可以降低一個或多個數量級。適當的選擇是螺杆式行星輪，該螺杆式行星輪與操作單元產生大約1:50的傳動比。在很小的空間上能夠實現這樣極高的傳動比。因此，行星滾柱傳動裝置確保了，通過在操作單元和執行機構之間的高傳動比，這個執行機構只需要提供相對來說很小的功率。由此，執行機構可以小地建造並且可以很好的集成在駐車鎖止器內。建造空間的需求通過如下方式將進一步降低，即，執行機構具有轉子軸，該轉子軸與行星輪、太陽輪或空心輪這些輪中的一個固定地連接。
[0008]為此，轉子軸可以與中央的太陽輪連接，這樣可以實現特別輕質量的連接。在這種情況下轉子軸與太陽輪優選以集成建造方式一體式地製造。作為備選的是，轉子軸與行星滾柱傳動裝置的這些輪分開地製造並且然後與這些輪中的一個優選材料鎖合地連接。
[0009]根據現有的建造空間，除了轉子軸以外的執行機構的其他的必要的構件可以也集成在駐車鎖止器內。作為備選的是，如有可能這些構件與執行機構殼體一起緊固在駐車鎖止器上或緊固在變速器殼體上，具體方式為，這些構件可以法蘭式地接合在例如變速器殼體上或駐車鎖止器上或者形成這些殼體的一部分。因此，可以實現整個裝置的緊湊的建造方式。
[0010]根據本發明的駐車鎖止器優選置入在機動車的變速器內。尤其規定，駐車鎖止器適用於雙離合變速器和自動轉換變速器。其他的應用領域是車輛的待固定的電動軸、差速器和工業應用中的鎖止機構。
[0011]在本發明的構造方式中，轉子軸相對操作單元同軸地布置。執行機構可以相對操作單元徑向上置於外部地布置，優選的是，執行機構軸向錯開地布置。第一備選方案軸向上建造得特別短，而在第二備選方案的情況下將執行機構馬達較容易地裝配在變速器殼體的外部。當執行機構馬達是電動馬達時，這個執行機構馬達較容易地接上外部的電源。此外，它暴露在不太高的溫度下。
[0012]執行機構可以構造成電機式運轉的執行機構或電液式運轉的執行機構。優選的是，執行機構具有作為執行機構馬達的低磨損的無刷式的直流電機(BLDC電機)。
[0013]在本發明的一個設計方案中規定了，駐車鎖止器的電動式觸發代替了機械式的觸發。為此，在變型方案中，在行駛運動時，即在脫開的狀態下，預緊的駐車鎖止器始終通電。在中斷車輛電壓的情況下通過執行機構施加的保持力被釋放，這樣就實現了接通到鎖止狀態上。在這種類型的駐車鎖止器的實施方案的情況下，本發明實現了車用電力系統的減負荷，因為由於傳動比則始終需要較低的保持力。因此，駐車鎖止器的能源需求降低了大約一半，從而使車用電力系統減負荷。在這個變化方案中，缺點是增加了的自鎖性，目前，該缺點相對在駐車鎖止器中使用行星滾柱傳動裝置來說是無關緊要的，因為在能源供應停止工作的情況下卡爪必須保證保持不鬆開。反而在這種臨界的狀態下作用於鎖止器，以便保護待用駐車鎖止器止動的輪箱。
[0014]在一個實施方式中執行機構同軸地接到操作單元上。以特別緊湊的布置方式使執行機構在操作單元的移動方向上不可見地懸伸或者幾乎不超出操作元件地單獨地懸伸，並在駐車鎖止器建成的狀態下設置於變速器內部。在另外的變型方案中操作單元和執行機構同軸地，但軸向錯開地，也就是相繼地布置。
[0015]行星滾柱傳動裝置的組件優選非切削式地，例如通過輥壓加工製造。但作為備選，也可以切削製造。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面藉助附圖對本發明進行詳細說明，其中:
[0017]圖1在橫截面中示出帶有作為執行機構的電動馬達以及帶有操作元件的根據本發明的處於脫開的位置的駐車鎖止器，該操作元件可以通過執行機構偏移地運動，該操作元件通過三軸承布置方式來操作鎖止卡爪，
[0018]圖2在橫截面中示出圖1的處於預緊的位置的駐車鎖止器，
[0019]圖3在橫截面中示出圖1的處於閉鎖的位置的駐車鎖止器，
[0020]圖4示出帶有通過行星滾柱傳動裝置聯接的執行機構的同軸布置的、另外的根據本發明的駐車鎖止器，
[0021]圖5示出由圖1的放大的帶有三個滾動軸承的截面來作為詳細的原理圖，
[0022]圖6示出由圖5的單個滾動軸承，
[0023]圖7示出帶有兩個與操作元件和鎖止卡爪處於有效連接的滾針軸承的另外的駐車鎖止器，
[0024]圖8示出通過帶有駐車鎖止輪和嚙合到這個駐車鎖止輪內的駐車鎖止器的變速器的橫截面。
【具體實施方式】
[0025]由圖4示出了駐車鎖止器I的基本的工作原理。執行機構2對操作單元5產生影響。在此，執行機構2示意性地示出並且不僅可以構造成機械的杆、拉索、槓桿而且可以構造成電動馬達。尤其是當在變速器附近提供液壓介質或壓縮空氣介質時，執行機構2也可以形成為蓄壓器。執行機構相對操作單元5的偏移的力方向51同軸地布置。在這時，同軸布置的空心軸-電動馬達22通過行星滾柱傳動裝置機械地嚙合進操作杆52內。圓柱式的操作杆52隻是示意性地表示並且在它的徑向側面59上具有螺紋53。螺紋53作為太陽輪的螺杆通過行星輪30與空心輪40相嚙合。(圖1至3)。
[0026]操作杆52具有盲孔61,在盲孔內支撐有彈簧兀件6。彈簧兀件6構造成它的橫截面與盲孔61的直徑相匹配的螺旋彈簧。因此，彈簧元件被防傾斜地引導。彈簧元件以它的彈簧端部62支撐在駐車鎖止器殼體11上。由此，操作杆52是部分空心的並且彈簧元件6可以在操作杆52內引導,徑向的外殼59可以作為工作面92用於機械式哨合或者可以由於現在窄的間距用作電磁交互作用的場。操作杆52在它的與盲孔61相對置的一側對中間元件4產生影響(圖5)，中間元件既與操作杆52有效連接，又與鎖止卡爪3也有效連接。中間元件4具有三個滾動軸承41、41』、41』』，它們的內圈通過銷42、42』、42』 』來形成。銷42、42』、42』』通過保持架43互相連接，保持架可以通過這個操作杆52移動。滾動軸承41』藉助它的厚壁式的外圈44』在鎖止卡爪3的槓桿臂34的背部型面17上滾動並且由此而使鎖止卡爪3繞旋轉點32擺動。鎖止卡爪3通過回位止動器33如下這樣地對著駐車鎖止器殼體11預緊，即，它不通過操作杆52或者中間元件4加載而回歸到初始位置。
[0027]為了降低必要的執行機構力，操作單元52通過滾動軸承41、41』、41』 』對鎖止卡爪3產生影響。在該變型中根據圖8設置有兩個結構相同的且互相處於滾動接觸的滾動軸承41、41』，其中，第一滾動軸承41在駐車鎖止器殼體11上滾動並且第二滾動軸承41』在鎖止卡爪3上滾動。它們的內圈作為銷42、42』與保持架43連接。為了使駐車鎖止器I雖然降低了摩擦但還是具有必要的強度，滾動軸承41、41』是以很細的滾針作為滾動體46而構造成滾針軸承並且具有很堅固的外圈44、44』。
[0028]圖6以放大的圖示示出了適合的滾動軸承41。它具有內圈47，從而使內圈不單獨形成銷42，而是以內圈47的這個變體的方式形成滾動體46用的導軌。為了提高承載負荷，在這裡存在的且相對較低的轉動速度的情況下滾動軸承41滿裝地裝配。
[0029]在根據圖7的實施中三個相同類型的滾動軸承41、41』、41』』是以等腰的而不是等邊的三角形的形式來布置。當滾動軸承41和41』 』通過間隙49彼此相間隔時，滾動軸承41和41』以及41』和41』』具有相互之間的接觸面48、48』。因此確保了，滾動軸承41、41』、41』』中始終只有兩個在力傳遞流中接觸。此外，當滾動軸承41』沿著鎖止卡爪3上引導並且由布置在背部輪廓17上的坡道91來操作這個鎖止卡爪時，滾動軸承41和41』 』在駐車鎖止器殼體11上滾動。這個三角形布置方式提供了防止翻倒的大的保護並且因此允許了操作單元5的簡單的設計。
[0030]操作單元5通過端板45既在根據圖7以三個軸承布置方式來對保持架43產生影響，又在根據圖8以兩個軸承布置方式來對保持架43產生影響。因此，所有的滾動軸承41、41』、41』』作為體系運動。為了進一步降低摩擦將鎖止卡爪3的表面磨光。作為備選的或附加的是，執行機構2相對少地通電，以便在執行機構2或電網停止工作的情況下能夠導致駐車鎖止器自動地啟動。駐車鎖止器I可以具有沒有示出的、像DE102005018899A1中那樣的換擋止動器，該啟動鎖定裝置布置在操作杆52上並且例如相對駐車鎖止器殼體11鎖定，以便可以減少必要的保持力。最後可行的是，滾動軸承41、41』、41』』本身可以固定於凹部中。
[0031]圖8示出駐車鎖止器I在機動車的變速器84內的安裝狀況。變速器84具有帶有徑向指向的窗口 80的變速器殼體85。窗口 80是帶有大概成矩形的形狀的凹部，該凹部容納有駐車鎖止器殼體11並且對應於駐車鎖止器殼體的形狀。窗口 80具有平行的且徑向的指向的保持壁86，在保持壁上可以支撐駐車鎖止器殼體11。為了消除由於駐車鎖止器I的不同的徑向的裝配高度而引起的裝配誤差，殼體板7具有環繞的邊緣73，殼體板藉助該邊緣安放在保持壁86上。通過橫向壁72駐車鎖止器I可以額外地支撐在變速器殼體85上。
[0032]圖1至3示出處於脫開狀態下(圖1)的駐車鎖止器1、處於預緊狀態下(圖2)的駐車鎖止器I和處於鎖止狀態下(圖3)的駐車鎖止器I。駐車鎖止器I具有作為主構件的滾子支承的鎖止卡爪3、操作單元5和帶有殼體板7的駐車鎖止器殼體11。操作單元5和鎖止卡爪3幾乎相互平行地取向，以便可以實現緊湊的結構形式。殼體板7構造成平面的板體，殼體板藉助螺栓70與變速器殼體85 (圖8)緊固地連接並且形成變速器殼體85用的蓋。電動馬達形式的執行機構2形成變速器殼體85。電動馬達形式的執行機構2緊固在保持板7上。駐車鎖止器I的幾乎所有的構件布置在殼體板7的朝變速器取向的側78上。只有執行機構2的執行機構馬達50設置在背離變速器84的一側79。矩形形狀的殼體板7以它的尺寸高出其餘的組件。殼體板可以通過徑向的引入而不傾斜地、方便地裝配。
[0033]鎖止卡爪3具有卡爪齒31，卡爪齒嚙合入在駐車鎖止輪8的徑向指向的鎖止齒部82的齒隙81內。出於安全原因彈簧元件6的彈簧力克服了回位止動器33，以便使彈簧元件6在駐車鎖止器I的鎖止的狀態下消除應力。在執行機構2停止工作的情況下以這種構造可以實現駐車鎖止器I的自動的閉鎖。
[0034]操作單元5具有作為帶有階梯式的通道凹部63的空心管60的操作杆52。這個階梯構造成圓柱體式的環形凸肩64，在環形凸肩上支撐有彈簧元件6。此外，操作銷釘65如下這樣地布置在通道凹部63內，即，彈簧元件6也在內側引導。在具有更小的直徑的通道凹部63的範圍內，操作銷釘65與操作杆52形狀鎖合地接觸。操作銷釘65具有探入到保持架43的端板45後面的頭部66。因此，操作銷釘65可以作為用於中間元件5的拉力銷釘而起作用。在操作銷釘的遠離頭部66的端部67上布置有墊圈68，在墊圈上支撐有彈簧端部62,以及布置有針對傳感器75的作為信號發生器的磁鐵69,操作杆52和彈簧兀件6共同形成操作單元5。
[0035]行星滾柱傳動裝置9具有作為太陽輪的操作單元5的操作杆52。為此，操作杆52在它的外圓周上設置有螺紋53，該螺紋與行星輪30的螺紋相嚙合。行星輪30具有軸向比徑向大得多的尺寸，以便確保始終有足夠多的螺距供力矩傳遞使用。行星輪的螺紋在其一面與空心輪40的對應螺紋相嚙合。空心輪40抗相對轉動地被套筒93包圍。套筒93在轉子軸10的方向上逐漸變細並且與轉子軸固定地連接。轉子軸10通過軸承94支撐在殼體板7上並且可以通過執行機構馬達50來驅動。套筒93具有自由空間95，其可以容納作為軸向移動的太陽輪20的操作單元5。
[0036]在圖1至3中詳細地示出了，像作為螺杆式行星輪的行星輪30那樣形成行星滾柱傳動裝置9的一部分，以便可以獲得執行機構力的合適的傳動比。
[0037]在駐車鎖止器I的處於脫開的狀態下(圖1)與鎖止卡爪3保持接觸的滾珠軸承41』倚靠在槓桿臂34的背離旋轉點的端部35上。通過S形的操作輪廓走向36，在滾珠軸承41』在操作輪廓36上移動的情況下，鎖止卡爪3強制性地壓入駐車鎖止輪8的方向(圖3)並且鎖住駐車鎖止輪。
[0038]在最糟糕的情況下，即，當在駐車鎖止器I嵌入的情況下卡爪齒31和駐車鎖止輪齒87正好相撞並且不能相互從旁邊滑過時，操作力急劇提升。當保持在保持架43上的操作銷釘65保持靜止時，通過執行機構2操作杆52於是再次移動。由此，彈簧元件被壓縮。當安全止動器14在缺口 15內鎖住時，就結束相對移動。在這個中間狀態下彈簧元件6被極大地預緊。在駐車鎖止輪8突然移動的情況下彈簧元件可以突然地釋放它的能量，以便確保卡爪齒31在斷電(stromlos)的情況下在駐車鎖止輪8的最近的齒隙81內鎖住。在此，帶有這種駐車鎖止器I的車輛只做輕微的滾動。因為只有操作杆52做軸向移動，但不是攜帶磁鐵69的操作銷釘65做移動，所以，可以提供給駕駛員反饋信息，指出駐車鎖止器I正在被操作，但還沒有被鎖住。
[0039]附圖標記列表
[0040]I駐車鎖止器
[0041]2執行機構
[0042]3鎖止卡爪
[0043]4中間元件
[0044]5操作單元
[0045]6彈簧元件
[0046]7殼體板
[0047]8駐車鎖止輪
[0048]9行星滾柱傳動裝置
[0049]10 轉子軸
[0050]11 駐車鎖止器殼體
[0051]12 (未佔用)
[0052]13 (未佔用)[0053]14安全止動器
[0054]15(未佔用)
[0055]16前面輪廓
[0056]17背面型面
[0057]18(未佔用)
[0058]19(未佔用)
[0059]20太陽輪
[0060]21(未佔用)
[0061]22空心軸-電動馬達
[0062]23主軸線
[0063]24保持件
[0064]25(未佔用)
[0065]26(未佔用)
[0066]27(未佔用)
[0067]28 (未佔用)
[0068]29(未佔用)
[0069]30行星輪
[0070]31卡爪齒
[0071]32旋轉點
[0072]33回位止動器
[0073]34槓桿臂
[0074]35(未佔用)
[0075]36操作輪廓
[0076]37中央區域
[0077]38(未佔用)
[0078]39(未佔用)
[0079]40空心輪
[0080]41滾動軸承
[0081]42銷
[0082]43保持架
[0083]44外圈
[0084]45端板
[0085]46滾動體
[0086]47內圈
[0087]48接觸表面
[0088]49間隙
[0089]50執行機構馬達
[0090]51力方向
[0091]52操作杆[0092]53螺紋
[0093]54對應螺紋
[0094]55(未佔用)
[0095]56(未佔用)
[0096]57(未佔用)
[0097]58(未佔用)
[0098]59徑向側面
[0099]60空心管
[0100]61盲孔
[0101]62彈簧端部
[0102]63通道凹部
[0103]64環形凸肩
[0104]65操作銷釘
[0105]66頭部
[0106]67背離頭部的端部
[0107]68墊圈
[0108]69磁鐵
[0109]70螺栓
[0110]71(未佔用)
[0111]72橫向壁
[0112]73邊緣
[0113]74(未佔用)
[0114]75傳感器
[0115]76(未佔用)
[0116]77(未佔用)
[0117]78面向變速器的側面
[0118]79背 離變速器的側面
[0119]80窗口
[0120]81齒隙
[0121]82鎖止齒部
[0122]83窗口
[0123]84變速器
[0124]85變速器殼體
[0125]86保持壁
[0126]87駐車鎖止輪齒
[0127]88(未佔用)
[0128]89削平部
[0129]90(未佔用)
[0130]91坡道 [0131] 92 工作面
【權利要求】
1.一種機動車用的駐車鎖止器(I)，所述駐車鎖止器具有 -能夠繞旋轉軸(d)擺動的、帶有用於嚙合入鎖止齒部(82)內的卡爪齒(31)的鎖止卡爪(3)、 -帶有可以與所述鎖止卡爪(3)機械式地耦合的操作單元(5)，所述卡爪齒(31)能夠通過所述操作單元產生針對所述鎖止齒部(82)的可逆的嚙合， -其中，所述操作單元(5 )能夠通過執行機構(2 )來操作， 其特徵在於， -所述執行機構(2)通過行星滾柱傳動裝置對所述操作單元(5)產生影響，其中，所述行星滾柱傳動裝置具有太陽輪(20)、行星輪(30)和空心輪(40)， -所述執行機構(2)具有與所述行星滾柱傳動裝置的輪(20、30、40)中的一個輪固定地連接的轉子軸(10)。
2.根據權利要求1所述的駐車鎖止器，其特徵在於，所述執行機構(2)相對所述操作單元(5)同軸地，但在軸向上錯開地布置。
3.根據權利要求1所述的駐車鎖止器，其特徵在於，所述空心輪(40)與所述執行機構(2)的轉子軸(10)連接。
4.根據權利要求1所述的駐車鎖止器，其特徵在於，所述轉子軸(10)與同所述轉子軸連接的所述輪(20、30、40)構造成一體式的。
5.根據權利要求1所述的駐車鎖止器，其特徵在於，所述執行機構(2)構造成無刷式的直流電機。
6.根據權利要求1所述的駐車鎖止器，其特徵在於，所述執行機構(2)構造成電液式運轉的或電機式運轉的執行機構。
7.根據前述權利要求中任一項所述的一種駐車鎖止器，其特徵在於，所述操作單元(5)通過槓桿裝置對所述鎖止卡爪(3)產生影響。
8.一種帶有變速器殼體(85)和根據前述權利要求中任一項所述的駐車鎖止器(I)的變速器(84)，其特徵在於，所述駐車鎖止器(I)布置在所述變速器殼體(85)內部，執行機構馬達(50)布置在所述變速器殼體(85)外部並且所述執行機構(2)的所述轉子軸(10)伸過所述變速器殼體(85)。
9.一種帶有根據前述權利要求中任一項所述的駐車鎖止器(I)的變速器(84)，其中， -所述變速器(84)是機動車的自動變速器或齒輪變速器， -所述鎖止卡爪(3)形狀鎖合地嚙合入鎖止齒部(82)內， -鎖止齒部(82)構造在駐車鎖止輪(8)上， -所述操作單元(5)只能線性地移動並且 -所述操作單元(5)通過一個或多個輥元件(90)對鎖止卡爪(3)產生影響。
【文檔編號】F16D63/00GK103930319SQ201280037911
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年7月17日 優先權日:2011年8月5日
【發明者】託馬斯·斯米塔那, 維克託·利希滕瓦爾德 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司