CN109253250B - 用于车辆变速器的驻车锁定装置 - Google Patents

Abstract

驻车锁定装置包括：齿轮，旨在与变速器的旋转构件连接以旋转；倾斜杆，设置有布置成接合齿轮以防止齿轮旋转的锁定齿，倾斜杆围绕第一旋转轴线在脱离位置与接合位置之间可倾斜地安装；以及控制单元，用于控制倾斜杆围绕第一旋转轴线在脱离位置与接合位置之间的倾斜运动。控制单元包括凸轮，凸轮围绕平行于第一旋转轴线的第二旋转轴线可旋转地安装并具有配置成与由倾斜杆承载的第一凸轮从动件配合的第一侧表面部分。倾斜杆承载第二凸轮从动件并凸轮具有配置成与第二凸轮从动件配合的第二侧表面部分，由此在第一旋转方向上，凸轮使倾斜杆从脱离位置倾斜至接合位置，而在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上，凸轮使倾斜杆从接合位置倾斜至脱离位置。

Description

用于车辆变速器的驻车锁定装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆变速器的驻车锁定装置，也就是说，布置成在车辆驻车时防止车辆的变速器轴旋转的旋转防止装置。

背景技术

上述类型的驻车锁定装置例如从US 4,369,867已知。根据该已知的解决方案，驻车锁定装置包括齿轮或驻车轮以及设置有锁定齿的倾斜杆，该锁定齿适于接合齿轮的两个相邻齿之间的空间以防止齿轮的旋转。齿轮与车辆变速器的旋转构件驱动地连接以旋转，在当前情况下是差动齿轮的外壳。倾斜杆被安装成能在脱离位置与接合位置之间倾斜，在脱离位置中，锁定齿不与齿轮的齿啮合，并因此齿轮连同差动齿轮的外壳一起自由旋转，而在接合位置中，锁定齿与齿轮的齿啮合，由此防止齿轮以及差动齿轮的外壳的旋转，并因此防止车辆在任一行驶方向上(车辆的驻车位置)的移动。倾斜杆通常由处于脱离位置的弹簧保持，并且通过经由凸轮作用于倾斜杆上的致动构件从脱离位置移动至接合位置。用作凸轮从动件的滚轴由倾斜杆承载并保持与凸轮的侧表面接触。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于车辆变速器的驻车锁定装置，其具有轴向紧凑的结构，不需要使用弹簧来将倾斜杆移动至脱离位置并且允许减小引起凸轮的旋转所必须施加的力。

根据本发明，借助于驻车锁定装置完全实现该目的和其它目的，其中，倾斜杆设置有两个凸轮从动件，每个凸轮从动件与凸轮的侧表面的相应部分配合，使得凸轮作为双作用凸轮操作，使得在第一旋转方向上，凸轮使倾斜杆从脱离位置倾斜至接合位置，而在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上，凸轮使倾斜杆从接合位置倾斜至脱离位置。根据本发明的驻车锁定装置还包括：驱动轴，凸轮以角度间隙安装在该驱动轴上；旋转致动器，用于驱动驱动轴在任一方向上的旋转；以及弹簧，其适于围绕驱动轴的旋转轴线在凸轮上施加弹性扭矩。

双作用凸轮的用于控制倾斜杆的朝向接合位置和朝向脱离位置的倾斜运动的使用使得能够避免弹簧将倾斜杆保持在脱离位置中的需要。此外，双作用凸轮的使用允许减小释放力，而没有由于锁定齿与齿轮之间的接触力而使得倾斜杆可保持锁定在接合位置中的风险。因此能够减小引起凸轮旋转所需的力。

根据实施例，弹簧在其一端部处连接到凸轮，并且在其相对端部处连接到驱动轴，以便在凸轮上施加趋于引起凸轮在上述第一旋转方向上旋转的弹性扭矩。弹簧优选地在面向驱动轴的一侧上连接到邻接构件，该邻接构件被制造为与驱动轴分离的零件，并且例如通过花键耦接件刚性连接到该驱动轴。

根据替代实施例，弹簧在其一端部处连接到凸轮，并且在其相对端部处连接到变速器的固定部分，例如齿轮箱的外壳。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从下面参照附图仅作为非限制性示例给出的详细描述中变得显而易见，附图中：

图1是示出了车辆变速器的安装有根据本发明的实施例的驻车锁定装置的安装有根据本发明的实施例的驻车锁定装置的一部分的透视图；

图2是根据本发明的实施例的驻车锁定装置的透视图；

图3是图2的驻车锁定装置的分解图；

图4a至图4d是图2的驻车锁定装置的前视图，其一个接着一个地示出了当倾斜杆从脱离位置移动至接合位置时由该装置采取的一些位置；以及

图5是根据本发明的另一实施例的驻车锁定装置的透视图。

具体实施方式

首先参照图1，根据本发明的用于车辆变速器的驻车锁定装置总体上标记为10。驻车锁定装置10被接收在变速器的齿轮箱外壳12内并且被布置成当车辆必须在驻车位置保持静止时防止变速器的副轴14的旋转或可选地防止不可释放地连接到车轮的变速器的任何其他旋转构件的旋转。副轴14以本身已知的方式由齿轮箱外壳12可旋转地支撑，以用于围绕其纵向轴线(标记为x)旋转。

驻车锁定装置10首先包括与副轴14驱动地连接以旋转的齿轮16或驻车轮以及设置有锁定齿20的倾斜杆18，该锁定齿布置成通过接合齿轮16的两个相邻齿22之间的自由空间来防止齿轮16的旋转。倾斜杆18例如被支撑在杆24上，该杆以其纵向轴线(标记为x1)平行于副轴14的纵向轴线x(与齿轮16的旋转轴线重合)延伸，以便能在脱离位置(图4a)与接合位置(图4d)之间围绕旋转轴线(与杆24的纵向轴线x1重合)倾斜，在脱离位置中，锁定齿20不与齿轮16的齿22啮合，并因此齿轮16与副轴14一起围绕轴线x自由旋转，而在接合位置中，锁定齿20与齿轮16的齿22啮合，从而防止齿轮16以及副轴14围绕轴线x的旋转，并因此防止车辆在任一行驶方向上(车辆的驻车位置)的移动。

也参照图2至图4d，驻车锁定装置10还包括控制单元，以用于控制倾斜杆18围绕其旋转轴线x1在上述脱离位置与接合位置之间沿任一方向的倾斜运动。控制单元基本上包括：驱动轴26，该驱动轴围绕与其纵向轴线重合并平行于轴线x和轴线x1延伸的旋转轴线x2可旋转地安装；凸轮28，该凸轮由驱动轴26承载；以及旋转致动器30，例如电动致动器，以用于控制驱动轴26(并由此其凸轮28)在任一方向上的旋转。

凸轮28和倾斜杆18被制造为平坦元件并且布置在与齿轮16的平面相同的平面中。

倾斜杆18设置有第一凸轮从动件32和第二凸轮从动件34，第一凸轮从动件和第二凸轮从动件围绕倾斜杆18的旋转轴线x1彼此成角度地间隔开并且分别与凸轮28的第一侧表面部分36a和第二侧表面部分36b配合。因此，凸轮28作为双作用凸轮操作，其中，在第一旋转方向上(逆时针方向，相对于人观看图4a至图4d的视点)，由于第一侧表面部分36a与第一凸轮从动件32的相互作用，该凸轮使倾斜杆18在从脱离位置到接合位置的方向上倾斜(如图4a至图4d的顺序所示)，而在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上，由于第二侧表面部分36b与第二凸轮从动件34的相互作用，该凸轮使倾斜杆18在从接合位置到脱离位置的方向上倾斜。

如图4a至图4d所示，凸轮28以角度间隙安装在驱动轴26上。为此，凸轮28具有例如多个内部径向腔38，在每个内部径向腔中，驱动轴26的相应径向突起40以间隙接合，其中，径向腔38的周向尺寸(宽度)大于径向突起40的周向尺寸。

例如制造为圆柱形螺旋挠曲弹簧的弹簧42插入在凸轮28与驱动轴26之间。弹簧42在其第一端部处连接到凸轮28并且在其相对端部处连接到驱动轴以便在凸轮28上施加弹性扭矩，该弹性扭矩趋于使凸轮28在前述第一旋转方向上(即，在使倾斜杆18从脱离位置移位到接合位置的方向上)旋转。优选地，如在附图中示出的实施例中，弹簧42在面向驱动轴26的一侧上连接到邻接构件44，该邻接构件被制造为与驱动轴26分离的零件并且例如通过花键耦接件46刚性连接到驱动轴，以便与驱动轴26一一体地围绕旋转轴线x2旋转。

驻车锁定装置10还可以包括位置传感器，以用于检测驱动轴26或邻接构件44围绕旋转轴线x2的角度位置，以便允许旋转致动器30的位置反馈控制。

现在将参照其中倾斜杆18从脱离位置移动到接合位置的情况来描述驻车锁定装置10以及更具体地其控制单元的操作，如图4a至图4d中的各种状况所示。

在图4a的状况中，倾斜杆18处于脱离位置，即，锁定齿20不与齿轮16的齿22啮合。倾斜杆18由于其第二凸轮从动件34与凸轮28的第二侧表面部分36b之间的接触而保持在该位置。因此，在凸轮28保持在图4a的位置的情况下，防止倾斜杆18围绕其旋转轴线x1朝向接合位置旋转(即，在顺时针方向上，相对于人观看图4a至图4d的视点)。当驱动轴26不旋转时，凸轮28借助于作用在凸轮28与驱动轴26之间的弹簧42的预加载而保持在上述位置。这种预加载实际上使凸轮28相对于驱动轴26在逆时针方向上旋转，并因此保持凸轮28的径向腔38的第一侧面(flanks，侧翼)38a邻接抵靠驱动轴26的径向突起40的对应的第一侧面40a。

如果从这种状况开始，驱动轴26围绕旋转轴线x2在第一旋转方向(逆时针方向)上旋转直到等于驱动轴26与凸轮28之间的角度间隙的角度，首先参见图4b的状况，这种运动仅引起弹簧42的进一步弹性变形，而因此不会由于动态效应或齿对齿接触而引起凸轮28的旋转。

此时，如果驱动轴26没有围绕旋转轴线x2在第一旋转方向上进一步旋转，则由弹簧42施加到凸轮28上的弹性扭矩趋于使凸轮28相对于驱动轴26在第一旋转方向上旋转，并且因此，由于凸轮28的第一侧表面部分36a与倾斜杆18的第一凸轮从动件32的相互作用，以使倾斜杆18围绕旋转轴线x1朝向接合位置旋转(图4c的状况)并且在齿轮16旋转时倾斜杆18的锁定齿20面向齿轮16的两个相邻齿22之间的空间时最终到达接合位置(图4d的状况)。

凸轮28现在由弹簧42保持在由此到达的位置，并且由于倾斜杆18的第一凸轮从动件32与具有较大直径的凸轮28的第一侧表面部分36a的长度的接合，防止倾斜杆18在从接合位置到脱离位置的方向上的旋转。因此驻车锁定装置10是不可逆的，这是因为其由于在齿轮16与倾斜杆18之间交换的接触力而不能自主地释放。

倾斜杆18从接合位置返回到脱离位置的运动只能在驱动轴26(并因此其凸轮28)在相反方向上(顺时针方向，相对于人观看图4a至图4d的视点)的旋转时发生，这归因于倾斜杆18的第二凸轮从动件34与凸轮28的第二侧表面部分36b的相互作用。当倾斜杆18处于脱离位置时，归因于作为双作用凸轮的凸轮28的配置，倾斜杆18由于在装置的组件之间作用的接触力而不被允许朝向接合位置移动，并因此不需要特殊的弹簧将倾斜杆18保持在该位置。

最后，图5示出了根据本发明的用于车辆变速器的驻车锁定装置的另一个实施例。参照图5，其中与图1至图4d的驻车锁定装置的部件和元件相同或对应的驻车锁定装置的部件和元件已经用相同的附图标记表示，根据本该另一实施例的驻车锁定装置与图1至图4d所示的驻车锁定装置的不同之处在于，它不包括邻接构件44，并且因此弹簧42在其与连接到凸轮28的端部相反的端部处连接到变速箱外壳12。除此之外，上面结合图1至图4d的实施例已经陈述的内容仍然适用。借助于弹簧42的这种布置，该另一实施例的驻车锁定装置是自接合的。

从以上描述以及从附图中显而易见，本发明的驻车锁定装置首先提供具有轴向非常紧凑的结构的优点，这是因为倾斜杆和凸轮是平坦元件并且安装在与齿轮相同的平面上。

此外，归因于双作用凸轮的使用，倾斜杆保持在脱离位置，而不需要特殊的保持弹簧，而在根据现有技术的驻车锁定装置中需要特殊的保持弹簧。

此外，相对于现有技术，双作用凸轮的使用允许减小释放力，即，将倾斜杆从接合位置移动到脱离位置所需的力，而没有由于与齿轮交换的接触力而将倾斜杆保持在接合位置的风险。

自然地，本发明的原理保持不变，实施例和结构细节可以与纯粹通过非限制性示例描述和说明的那些广泛地变化，而不会由此偏离如所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (5)

1.用于车辆变速器的驻车锁定装置(10)，包括

齿轮(16)，旨在与所述车辆变速器的旋转构件连接以旋转，所述旋转构件进而不能释放地连接到车辆的车轮，

倾斜杆(18)，设置有锁定齿(20)以用于通过插入所述齿轮(16)的一对相邻齿(22)之间的自由空间中而接合所述齿轮(16)以防止所述齿轮(16)的旋转，所述倾斜杆(18)围绕第一旋转轴线(x1)倾斜地安装以在脱离位置与接合位置之间倾斜，在所述脱离位置中，所述锁定齿(20)不接合所述齿轮(16)，从而允许所述齿轮(16)的旋转，而在所述接合位置中，所述锁定齿(20)接合所述齿轮(16)，从而防止所述齿轮(16)的旋转，以及

控制单元，用于控制所述倾斜杆(18)围绕所述第一旋转轴线(x1)在所述脱离位置与所述接合位置之间的倾斜运动，

其中，所述倾斜杆(18)承载第一凸轮从动件(32)和第二凸轮从动件(34)，并且

其中，所述控制单元包括围绕平行于所述第一旋转轴线(x1)的第二旋转轴线(x2)能旋转地安装的驱动轴(26)、用于控制所述驱动轴(26)围绕所述第二旋转轴线(x2)在任一方向上的旋转的旋转致动器、以及安装在所述驱动轴(26)上以便围绕所述第二旋转轴线(x2)旋转的凸轮(28)，所述凸轮(28)具有配置成与所述倾斜杆(18)的所述第一凸轮从动件(32)配合的第一侧表面部分(36a)以及配置成与所述倾斜杆(18)的所述第二凸轮从动件(34)配合的第二侧表面部分(36b)，使得在第一旋转方向上，所述凸轮(28)使所述倾斜杆(18)从所述脱离位置倾斜至所述接合位置，而在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上，所述凸轮(28)使所述倾斜杆(18)从所述接合位置倾斜至所述脱离位置，

其特征在于，所述凸轮(28)以角度间隙安装在所述驱动轴(26)上，并且所述控制单元还包括弹簧(42)，所述弹簧被配置成围绕所述第二旋转轴线(x2)在所述凸轮(28)上施加弹性扭矩，

其中，所述弹簧(42)在所述弹簧的一端部处连接到所述凸轮(28)并且被配置成在所述弹簧的相对端部处连接到所述车辆变速器的固定部分。

2.根据权利要求1所述的驻车锁定装置，其中，所述弹簧(42)是圆柱形螺旋挠曲弹簧。

3.根据权利要求1或2所述的驻车锁定装置，其中，所述倾斜杆(18)和所述凸轮(28)是与所述齿轮(16)一起布置在同一平面中的平坦元件。

4.包括齿轮箱外壳(12)和根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁定装置(10)的车辆变速器，所述驻车锁定装置(10)被容纳在所述齿轮箱外壳(12)内。

5.根据权利要求4所述的车辆变速器，还包括副轴(14)，所述副轴被接收在所述齿轮箱外壳(12)中并且与所述驻车锁定装置(10)的所述齿轮(16)刚性连接以旋转。

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