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Die
Erfindung betrifft eine Parksperrvorrichtung, insbesondere für ein mit
einem automatisiert steuerbaren Getriebe versehenes Kraftfahrzeug,
mit einer Betätigungsvorrichtung,
die ein Betätigungselement
zur Betätigung
einer Parksperre, einen Federspeicher zur Aktivierung der Parksperre,
einen steuerbaren Stellantrieb zur Deaktivierung der Parksperre,
und eine Sperrvorrichtung zur Arretierung der Parksperre im deaktivierten
Zustand umfaßt.
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Parksperren
sind bei Kraftfahrzeugen, insbesondere in Verbindung mit automatischen
Getrieben, seit längerem
bekannt. Hierbei wird die Parksperre, die zumeist ein im Antriebsstrang
des Kraftfahrzeuges, z. B. auf einer Getriebeabtriebswelle, angeordnetes
Parksperrenrad und ein mit diesem in Eingriff bringbares Sperrglied
aufweist, in der Parkposition P des Wählhebels oder eines anderen
Bedienungselementes eingelegt, wobei die Betätigung der Parksperre aktiv,
z. B. mittels eines elektromechanischen oder hydraulischen Hilfsantriebes,
oder passiv, z. B. mittels eines vorgespannten Federspeichers, erfolgen
kann.
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Beispielsweise
ist aus der
DE 44 22
257 C1 eine Fahrstufenwähleinrichtung
für ein
automatisches Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, bei der die den Fahrstufen
P, R, N, D entsprechende Position eines Wählhebels erfassbar und an ein
Steuergerät übermittelbar
ist. Ein zugeordneter Wählschieber
(hydraulisches Fahrstufenwählventil)
steht über
ein Spindelgetriebe mit einem Elektromotor in Verbindung, der zur
Schaltung der gewählten
Fahrstufe von dem Steuergerät
ansteuerbar ist. Während
die Fahrstufen R, N, D nur über
den Elektromotor schaltbar sind, kann die zugeordnete Parksperre
bei gewählter Fahrstufe
P (Parkposition des Wählhebels)
zusätzlich
zur elektromechanischen Betätigung
auch durch einen mechanisch entriegelbaren Federspeicher eingelegt
werden, wodurch das Einlegen der Parksperre auch bei stromlosem
Elektromotor möglich
ist. Auf eine aufwendige Nachbestromungssteuerung, die z. B. bei
einer vorzeitigen Unterbrechung des Zündstromkreises durch den Fahrer
dennoch ein Einlegen der Parksperre durch den Elektromotor ermöglichen würde, kann
daher verzichtet werden. Aufgrund der Kopplung der Parksperrenbetätigung mit
der Betätigung
der Fahrstufenschaltung des Getriebes ist die bekannte Fahrstufenwähleinrichtung
nur bei Automatikgetrieben anwendbar.
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Dagegen
wird in der
DE 198
34 156 A1 eine Parksperre vorgeschlagen, die weitgehend
unabhängig
von der Fahrstufenschaltung eines zugeordneten automatischen Getriebes
ist. Zur Aktivierung der Parksperre ist eine Sperrklinke mittels
eines vorgespannten Federspeichers in ein Parksperrenrad einrastbar
und zur Deaktivierung der Parksperre mittels hydraulischen Drucks
ausrastbar. Zur Aufrechterhaltung des deaktivierten Zustandes der
Parksperre ohne hydraulischen Druck ist eine mittels eines Elektromagneten
betätigbare
Verriegelungsvorrichtung vorgesehen. Nachteilig an dieser Parksperre
ist die erforderliche Hydraulikversorgung, die eine Verwendung als
sogenannte „add-on"-Lösung, z.
B. zur Ausrüstung
eines Automatikgetriebes mit einer elektrischen Schaltübertragung
(„shift-by-wire"), erschwert.
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Schließlich wird
in der
DE 198 20 920
A1 eine Parksperrvorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe
beschrieben, bei der die Parksperre ebenfalls mittels eines vorgespannten
Federspeichers aktivierbar und mittels eines hydraulischen Stellantriebes
deaktivierbar ist, wobei der Federspeicher und der hydraulische
Stellantrieb eine Baueinheit bilden und über einen Stellhebel mit dem
Speerglied verbunden sind. In diesem Fall ist zur Aufrechterhaltung
des deaktivierten Zustandes der Parksperre ohne hydraulischen Druck
eine mittels eines Elektromagneten betätigbare Verriegelungsvorrichtung vorgesehen,
die einen mit einem Fortsatz des Stellhebels in Eingriff bringbaren
Zwischenhebel aufweist.
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Aufgrund
zunehmender Verbreitung verschiedener Bauarten automatisiert steuerbarer
Getriebe, insbesondere von automatisierten Stufenschaltgetrieben
(ASG), besteht Bedarf an einer Parksperrvorrichtung, die universell,
d. h. unabhängig
von der Bauart des verwendeten Getriebes, verwendbar ist, und die,
insbesondere zur Verwendung als „add-on"-Lösung, ohne
hydraulische Energieversorgung auskommt.
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Es
ergibt sich somit das Problem, eine gattungsgemäße Parksperrvorrichtung derart
weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile eine
einfach aufgebaute und zuverlässig
funktionierende Betätigungsvorrichtung
der Parksperre gegeben ist.
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Das
Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung
mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der Stellantrieb elektromechanisch
wirksam ausgebildet ist, und dass ein Hauptbetätigungshebel vorgesehen ist, über den
der Federspeicher, der Stellantrieb, und die Sperrvorrichtung mit
dem Betätigungselement
in Verbindung stehen bzw. in Wirkverbindung bringbar sind.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Parksperrvorrichtung sind
in den Ansprüchen
2 bis 22 angegeben.
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Die
gattungsgemäße Parksperrvorrichtung ist
insbesondere für
ein mit einem automatisiert steuerbaren Getriebe versehenen Kraftfahrzeug
vorgesehen und weist eine Betätigungsvorrichtung
auf, die ein Betätigungselement
zur Betätigung
einer Parksperre, einen Federspeicher zur Aktivierung der Parksperre,
einen steuerbaren Stellantrieb zur Deaktivierung der Parksperre,
und eine Sperrvorrichtung zur Arretierung der Parksperre im deaktivierten
Zustand umfaßt.
Durch die elektromechanische Ausbildung des Stellantriebes ergibt
sich aufgrund des verzögerungsfreien
Ansprechverhaltens von elektrischen Antrieben eine gute Steuerbarkeit
und durch die Vermeidung hydraulischer Hilfsenergie eine einfache
Integration der Parksperrvorrichtung in bestehende Getriebekonzepte,
z. B. bei der Umstellung eines ursprünglich manuell schaltbaren
Stufenschaltgetriebes auf automatisierten Betrieb. Durch die Verwendung
eines Hauptbetätigungshebels, über den der
Federspeicher, der Stellantrieb, und die Sperrvorrichtung mit dem
Betätigungselement
der Parksperre in Verbindung stehen bzw. in Wirkverbindung bringbar
sind, ist der Aufbau der Parksperrvorrichtung relativ einfach und übersichtlich.
Unter der alleinigen Wirkung des Federspeichers wird der Hauptbetätigungshebel
ausgehend von einer Neutralposition in eine Sperrposition gedreht,
in der die zugeordnete Parksperre durch das Betätigungselement geschlossen
wird. Durch ein Einschalten des Stellantriebes wird der Hauptbetätigungshebel
gegen die Rückstellkraft
des Federspeichers in die Neutralposition zurückgedreht und damit die Parksperre
durch ein Zurückziehen
des Betätigungselementes
gelöst.
In der Neutralposition kann der Hauptbetätigungshebel mit Hilfe der
Sperrvorrichtung arretiert werden, so dass der Stellantrieb sofort
oder nach einem Zurückfahren in
die Ausgangsposition abgeschaltet werden kann. Aufgrund der Einleitung
der Wirkkräfte
bzw. der Wirkmomente des Federspeichers, des Stellantriebes und
der Sperrvorrichtung in den Hauptbetätigungshebel werden die Kraftquellen
automatisch koordiniert, so dass Fehlfunktionen, insbesondere ein
ungewolltes Blockieren der Parksperrvorrichtung, weitgehend ausgeschlossen
sind.
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Zur Überwachung
des Betriebszustandes der Parksperrvorrichtung ist es vorteilhaft,
wenn mindestens ein Sensor zur Ermittlung der Position des Hauptbetätigungshebels
vorgesehen ist. Der Sensor kann induktiv oder optisch wirksam ausgebildet
sein und derart im Bewegungsbereich eines Hebelarmes des Hauptbetätigungshebels
angeordnet sein, dass die momentane Lage des Hauptbetätigungshebels, die
für den
Betriebszustand der Parksperre repräsentativ ist, ermittelbar ist.
So ist z. B. bei einem Lösen der
Parksperre mittels des Stellantriebes anhand der Lage des Hauptbetätigungshebels
erkennbar, ob wann die Sperrvorrichtung aktiviert und der Stellantrieb
abgeschaltet oder in seine Ausgangsposition zurückgefahren werden kann.
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Der
Stellantrieb kann als Elektromotor ausgebildet und zur Reduzierung
der Stromaufnahme mit einem Untersetzungsgetriebe versehen sein.
Es handelt sich dabei um einen relativ preiswerten und einfach steuerbaren
Antrieb.
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Das
Untersetzungsgetriebe kann als Zahnradgetriebe ausgebildet sein,
wobei die Wirkverbindung mit dem Betätigungselement vorteilhaft
mittels eines abtriebsseitig mit dem Zahnradgetriebe verbundenen
und auf den Hauptbetätigungshebel
wirksamen Exzenternockens herstellbar ist.
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Alternativ
ist jedoch auch eine Ausbildung des Untersetzungsgetriebes als Spindelgetriebe möglich, wobei
dann die Wirkverbindung mit dem Betätigungselement vorteilhaft
mittels eines abtriebsseitig mit dem Spindelgetriebe verbundenen
und auf den Hauptbetätigungshebel
wirksamen Stößels herstellbar
ist. Die Untersetzung der Drehbewegung des Stellantriebes ergibt
sich dann durch die Gewindesteigung des Spindelgetriebes.
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Wenn
der Hauptbetätigungshebel
zur Lösung
der Parksperre die Neutralposition erreicht hat und mit Hilfe der
Sperrvorrichtung arretiert ist, kann der Stellantrieb zur Ermöglichung
eines schnellen Wiedereinlegens der Parksperre in seine Ausgangsposition
zurückgefahren
und abgestellt werden. Das Wiedereinlegen der Parksperre ist dann
nach dem Lösen
der Sperrvorrichtung unbehindert durch den Stellantrieb und somit
verzögerungsfrei
durch das Wirkmoment des Federspeichers möglich. Es ist jedoch besonders
vorteilhaft, wenn das Zurückfahren des
Stellantriebes in seine Ausgangsposition selbsttätig mittels einer spannbaren
Rückstellfeder
erfolgt, die beim Lösen
der Parksperre gespannt und beim Zurückfahren in die Ausgangsposition entspannt wird.
Die Steuerung des Stellantriebes ist damit vereinfacht, da eine
Drehrichtungsumkehr des Stellantriebes nicht mehr erforderlich ist.
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Aufgrund
einer platzsparenden Bauweise ist die Rückstellfeder vorteilhaft als
eine Tellerfeder oder als eine beispielsweise in Form einer Tellerfedersäule angeordnete
Kombination mehrerer Tellerfedern ausgebildet, die koaxial zu einem
axialbeweglichen Bauteil des Stellantriebes, beispielsweise einer
Gewindebuchse des Spindelgetriebes, angeordnet ist bzw. sind, und
einerseits mit einem feststehenden Bauteil, z. B. einem mit einer
Gehäusewand
verbundenen Federdom, und andererseits mit dem axialbeweglichen
Bauteil verbunden ist bzw. sind.
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Der
Federspeicher ist bevorzugt als Schenkelfeder ausgebildet und koaxial
zu dem Hauptbetätigungshebel
und mit einem Federarm auf einen Hebelarm des Hauptbetätigungshebels
wirksam angeordnet. Eine derartige Ausbildung und Anordnung des
Federspeichers hat den Vorteil eines hohen Federstellmomentes verbunden
mit einem geringen Platzbedarf.
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Auch
die Sperrvorrichtung ist vorteilhaft elektromechanisch wirksam ausgebildet,
um ein gutes Ansprechverhalten verbunden mit hoher Betriebssicherheit
zu gewährleisten.
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Hierzu
kann die Sperrvorrichtung einen Elektromagneten und ein mit diesem
in Verbindung stehendes Sperrelement umfassen, wobei das Sperrelement
durch eine Aktivierung des Elektromagneten in eine Sperrposition
bringbar ist, in der der Hauptbetätigungshebel in einer der gelösten Parksperre
entsprechenden Position arretierbar ist. Der Elektromagnet ermöglicht die
schnelle Aktivierung einer relativ großen Stellkraft, so dass das
Sperrelement schnell in die gewünschte
Sperrposition gebracht werden kann.
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Das
Sperrelement kann platzsparend als ein drehbar gelagerter Winkelhebel
ausgebildet sein und zur Arretierung des Hauptbetätigungshebels
eine Sperrnase mit einer Kontaktfläche aufweisen, die mit einer
Kontaktfläche
eines Sperrarmes des Hauptbetätigungshebels
korrespondiert.
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Darüber hinaus
kann ein auf den Winkelhebel wirksames Federelement zur Unterstützung der Haltekraft
des Elektromagneten vorgesehen sein.
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Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn der Sperrarm des Hauptbetätigungshebels
und die Sperrnase des Winkelhebels sowie die Federsteifigkeit des
Federelementes derart dimensioniert sind, dass die Arretierung des
Hauptbetätigungshebels
bei stromlos geschaltetem Elektromagneten durch das Wirkmoment des
Federspeichers lösbar
ist, d. h. die Arretierung der geöffneten Parksperre in einfacher Weise
durch ein Abschalten der Stromversorgung des Elektromagneten aufgehoben
und die Parksperre damit unter der Wirkung des Federspeichers eingelegt
werden kann.
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In
einer alternativen Anordnung kann das Sperrelement als ein radial
zur Drehachse des Hauptbetätigungshebels
verschiebbar gelagerter Sperrbolzen ausgebildet sein, und der Hauptbetätigungshebel
eine Vertiefung und der Sperrbolzen eine mit der Vertiefung korrespondierende
Spitze zur Arretierung des Hauptbetätigungshebels aufweisen.
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Zur
Reduzierung der erforderlichen Stell- und Haltekräfte des
Elektromagneten ist es vorteilhaft, wenn ein mit dem Elektromagneten
in Verbindung stehender Sperriegel zur Verschiebung und Arretierung
des Sperrbolzens vorgesehen ist, und der Sperriegel rechtwinklig
zur Bewegungsachse des Sperrbolzens verschiebbar angeordnet ist
und über eine
rampenförmig
ausgebildete Wirkfläche
mit dem Sperrbolzen in Wirkverbindung steht. Durch eine Verschiebung
des Sperriegels ist der Sperrbolzen durch Kontakt im Bereich der
Rampe axial verschiebbar, während
er durch Kontakt in einem ebenen Bereich aufgrund der rechtwinkligen
Anordnung mit geringer Stellkraft arretierbar ist.
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Zur
Reduzierung der Reibung zwischen dem Sperriegel, einer zugeordneten
Führung
und dem Sperrbolzen kann der Sperriegel, z. B. mit Hilfe von Wälzkörpern, reibungsarm
gelagert sein, und der Sperrbolzen mindestens ein Wälzelement,
beispielsweise eine drehbar gelagerte Kugel oder eine entsprechende
Rolle, als Kontaktelement zur Wirkfläche des Sperriegels aufweisen.
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Um
ein Lösen
der eingelegten Parksperre bei abgestelltem Fahrzeugmotor oder bei
einer Funktionsstörung
zu ermöglichen
ist es sinnvoll, eine manuell betätigbare Notentriegelungsvorrichtung
vorzusehen. Eine Notentriegelung der Parksperre ist z. B. für ein Abschleppen
des betreffenden Kraftfahrzeuges mit abgestelltem Fahrmotor und
einen Transport des Kraftfahrzeuges in einer Waschanlage, ebenfalls mit
abgestelltem Fahrmotor, sinnvoll.
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Die
Notentriegelungsvorrichtung kann als ein mit einer Triebwelle des
Stellantriebes verbundenes Bauteil mit einer Schlüsselkontur
zum Ansatz eines Drehwerkzeuges ausgebildet sein. Die Schlüsselkontur
kann beispielsweise als Sechskant ausgebildet sein, so dass ein
entsprechender Schraubenschlüssel
zur Lösung
der Parksperre benutzt werden kann.
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Wesentlich
wirkungsvoller als Notentriegelungsvorrichtung ist jedoch eine auf
einen Hebelarm des Hauptbetätigungshebels
wirksame Schraubvorrichtung, die vorteilhaft ein selbsthemmendes
Gewinde aufweist, da in diesem Fall der Stellantrieb zur Lösung der
Parksperre nicht mitgedreht werden muss und keine zusätzlichen
Vorkehrungen zur Arretierung der gelösten Parksperre erforderlich
sind.
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Besonders
komfortabel und wirkungsvoll ist auch eine Notentriegelungsvorrichtung,
die als eine vom Fahrerraum aus betätigbare und auf einen Hebelarm
des Hauptbetätigungshebels
wirksame Seilzugvorrichtung ausgebildet ist.
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Diese
Notentriegelungsvorrichtung ist vorteilhaft in einer der gelösten Parksperre
entsprechenden Position arretierbar ausgebildet, wozu die Seilzugvorrichtung
vorteilhaft einen in einer Führungshülse verdrehfest
geführten
Zuggriff aufweist, der in der entsprechenden gezogenen Lage außerhalb
der Führungshülse zur
Arretierung drehbar und in einer Rastierung der Führungshülse lagerbar
ausgebildet und angeordnet sein kann. Zur verwechslungssicheren
Erkennbarkeit der im geöffneten
Zustand verriegelten Parksperre sollte die Rastierung derart ausgebildet
und angeordnet sein, dass der Zuggriff um 90 Grad um die Längsachse
des Seilzuges gedreht in der Rastierung der Führungshülse gelagert ist.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Bedienungsvorrichtung
dienen.
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Hierzu
zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 eine
bevorzugte Ausführung
der erfindungsgemäßen Parksperrvorrichtung,
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2 eine
alternative Ausführung
der erfindungsgemäßen Parksperrvorrichtung,
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3 eine
Detailansicht der alternativen Parksperrvorrichtung in einer Schnittansicht
III-III nach 2,
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4 eine
der Parksperrvorrichtung nach 1 zuordenbare
alternative Notentriegelungsvorrichtung, und
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5 eine
Detailansicht der alternativen Notentriegelungsvorrichtung in einer
Schnittansicht V-V nach 4.
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Die
in 1 dargestellte Parksperrvorrichtung weist eine
Betätigungsvorrichtung 1 auf,
die ein Betätigungselement 2 zur
Betätigung
einer nicht abgebildeten Parksperre, einen Federspeicher 3 zur Aktivierung
der Parksperre, einen steuerbaren Stellantrieb 4 zur Deaktivierung
der Parksperre, und eine Sperrvorrichtung 5 zur Arretierung
der Parksperre im deaktivierten Zustand umfaßt. Es ist ein um eine Drehachse 6 drehbar
gelagerter Hauptbetätigungshebel 7 vorgesehen, über den
der Federspeicher 3, der Stellantrieb 4, und die
Sperrvorrichtung 5 mit dem Betätigungselement 2 in
Verbindung stehen bzw. mit diesem in Wirkverbindung bringbar sind.
Hierzu ist das Betätigungselement 2 gelenkig
mit einem Betätigungsarm 8 des
Hauptbetätigungshebels 7 verbunden.
Der Federspeicher 3 ist als Schenkelfeder ausgebildet,
koaxial zu dem Hauptbetätigungshebel 7 angeordnet,
und steht über
einen ersten Federarm 9 mit einem Hebelarm 10 des
Hauptbetätigungshebels 7 in
Verbindung, während
ein zweiter Federarm 11 des Federspeichers 3 zur
Abstützung
des durch ein Vorspannen des Federspeichers 3 erzeugbaren
und auf den Hauptbetätigungshebel 7 wirksamen
Federmomentes 12 auf einem feststehenden Gehäusebauteil 13 gelagert
ist. Der Stellantrieb 4 ist elektromechanisch ausgebildet
und besteht aus einem Elektromotor 14 und einem mit diesem
verbundenen Untersetzungsgetriebe 15. Das Untersetzungsgetriebe 15 ist
als Zahnradgetriebe ausgebildet und umfaßt ein Antriebsritzel 16 und
ein mit diesem in Eingriff befindliches Tellerzahnrad 17.
Mittels eines mit dem Tellerzahnrad 17 verbundenen Exzenternockens 18, der
durch eine im Gegenuhrzeigersinn 19 erfolgende Verdrehung
mit einer Wirkfläche 20 des
Hebelarmes 10 des Hauptbetätigungshebels 7 in
Kontakt bringbar ist, kann eine Wirkverbindung mit dem Betätigungselement 2 hergestellt
werden. Die Sperrvorrichtung 5 ist ebenfalls elektromechanisch
wirksam ausgebildet und umfaßt
einen Elektromagneten 21 und ein Sperrelement 22,
das als ein um eine Drehachse 23 drehbar gelagerter Winkelhebel 24 ausgebildet
ist. Der Hauptbetätigungshebel 7 weist
einen Sperrarm 25 mit einer Kontaktfläche 26 und der Winkelhebel 24 eine
Sperrnase 27 mit einer korrespondierenden Kontaktfläche 28 zur
Arretierung des Hauptbetätigungshebels 7 auf.
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Das
Betätigungselement 2 und
der Hauptbetätigungshebel 7 befinden
sich in der jeweils mit durchgezogenen Linien dargestellten Lage
in Positionen, die der gelösten
Parksperre entsprechen und im folgenden als Ausgangs- bzw. Neutralpositionen bezeichnet
werden. In den anderen Positionen, die der geschlossenen bzw. eingelegten
Parksperre entsprechen, sind das Betätigungselement 2 und
der Hauptbetätigungshebel 7 gestrichelt
dargestellt.
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Unter
der alleinigen Wirkung des Federmomentes 12 des Federspeichers 3 wird
der Hauptbetätigungshebel 7 im
Uhrzeigersinn 29 verdreht und somit das Betätigungselement 2 in
Richtung 30 der geschlossenen Position verschoben, wodurch
die zugeordnete Parksperre eingelegt wird. Zur Öffnung der Parksperre wird
der Stellantrieb 4 derart angesteuert, dass sich der Exzenternocken 18 im
Gegenuhrzeigersinn 19 dreht und der Hauptbetätigungshebel 7 durch
die Wechselwirkung des Exzenternockens 18 mit dem Hebelarm 10 gegen
die Rückstellkraft
bzw. das Federmoment 12 des Federspeichers 3 im
Gegenuhrzeigersinn 31 gedreht und das Betätigungselement 2 entsprechend
zurück
in die Ausgangsposition gezogen wird. In der Neutralposition ist
vorgesehen, den Hauptbetätigungshebel 7 mit
Hilfe der Sperrvorrichtung 5 zu arretieren, was durch ein
Einschalten des Elektromagneten 21 geschieht. Hierdurch
wird der Winkelhebel 24 im Uhrzeigersinn 32 gedreht,
wodurch die Sperrnase 27 mit seiner Kontaktfläche 28 in
Eingriff mit der Kontaktfläche 26 des Sperrarmes 25 kommt
und ein ungewolltes Zurückdrehen
des Hauptbetätigungshebels 7,
verbunden mit einem Wiedereinlegen der Parksperre, verhindert werden
kann. Nach der Aktivierung der Sperrvorrichtung 5 wird
der Exzenternocken 18 durch eine Umkehrung der Drehrichtung
des Elektromotors 14 in die abgebildete Ausgangsposition
zurückgefahren,
wodurch ein schnelles Wiedereinlegen der Parksperre ermöglicht wird.
Der Elektromotor 14 wird nach Erreichen der Ausgangsposition
des Exzenternockens 18 abgeschaltet. Zur Steuerung derartiger
Funktionsabläufe
ist ein Sensor 33 vorgesehen, der im vorliegenden Fall
derart angeordnet ist, dass über
die Sensierung der Lage des Hebelarmes 10 die Position
des Hauptbetätigungshebels 7 und
durch die Sensierung der Lage des Exzenternockens 18 die
Position des Stellantriebes 4 ermittelt werden kann.
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Die
Sperrvorrichtung 5 weist ein auf den Winkelhebel 24 wirksames
Federelement 34 zur Unterstützung der Haltekraft des Elektromagneten 21 auf. Darüber hinaus
sind der Sperrarm 25 des Hauptbetätigungshebels 7 und
die Sperrnase 27 des Winkelhebels 24 sowie die
Federsteifigkeit des Federelementes 34 derart aufeinander
abgestimmt, dass die Arretierung des Hauptbetätigungshebels 7 bei
stromlos geschaltetem Elektromagneten 21 alleine durch
das Federmoment 12 des Federspeichers 3 lösbar ist,
d. h. das Einlegen der Parksperre ohne Verzögerung erfolgen kann.
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Um
auch eine Bewegung des betreffenden Kraftfahrzeuges bei abgestelltem
Fahrmotor und mit ausgeschaltetem elektrischen Bordnetz zu ermöglichen,
ist eine manuell betätigbare
Notentriegelungsvorrichtung 35 vorgesehen. Die Notentriegelungsvorrichtung 35 ist
im vorliegenden Fall als eine auf einen Hebelarm 36 des
Hauptbetätigungshebels 7 wirksame
Schraubvorrichtung 37 ausgebildet ist, die zur Vermeidung
einer zusätzlichen
Vorrichtung zur Arretierung der gelösten Parksperre ein selbsthemmendes
Gewinde 38 aufweist.
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Durch
die elektromechanische Ausbildung des Stellantriebes 4 und
der Sperrvorrichtung 5 ergibt sich wegen des verzögerungsfreien
Ansprechverhaltens von elektrischen Antrieben eine gute Steuerbarkeit
und durch die Vermeidung hydraulischer Hilfsenergie eine einfache
Integration der Parksperrvorrichtung in bestehende Getriebekonzepte.
Durch die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes 15 bei
dem Stellantrieb 4 und eines unterstützenden Federelementes 34 bei
der Sperrvorrichtung 5 ergibt sich eine geringe Leistungs-
bzw. Stromaufnahme der betreffenden Antriebe. Aufgrund des einfachen
Aufbaus der Betätigungsvorrichtung 1 bestehen
eindeutige Wirkzusammenhänge
zwischen den Kräften
bzw. Drehmomenten des Federspeichers 3, des Stellantriebes 4,
und der Sperrvorrichtung 5, die über den Hauptbetätigungshebel 7 koordiniert
miteinander in Wechselwirkung treten. Entsprechend ist die Parksperrvorrichtung
einfach steuerbar, und Fehlfunktionen sind weitgehend ausgeschlossen.
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Die
in 2 dargestellte Parksperrvorrichtung weist eine
Betätigungsvorrichtung 1' auf, die in der
Wirkungsweise und in vielen Gestaltungsmerkmalen weitgehend der
Betätigungsvorrichtung 1 nach 1 entspricht.
Die folgende Beschreibung der Betätigungsvorrichtung 1' ist daher im
wesentlichen auf die Unterschiede zu der zuvor beschriebenen Betätigungsvorrichtung 1 beschränkt.
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Auch
die Betätigungsvorrichtung 1' weist einen
um eine Drehachse 6' drehbar
gelagerten Hauptbetätigungshebel 7 auf, über den
der Federspeicher 3, ein Stellantrieb 4', und eine Sperrvorrichtung 5' mit dem gelenkig
an einem Betätigungsarm 8' des Hauptbetätigungshebels 7' gelagerten
Betätigungselement 2 in
Verbindung stehen bzw. mit diesem in Wirkverbindung bringbar sind.
Der als Schenkelfeder ausgebildete Federspeicher 3 ist
koaxial zu dem Hauptbetätigungshebel 7' angeordnet
und steht über den
ersten Federarm 9 mit einem Hebelarm 10' des Hauptbetätigungshebels 7' in Verbindung,
während der
zweite Federarm 11 zur Abstützung des wirksamen Federmomentes 12 auf
einem feststehenden Gehäusebauteil 13' gelagert ist.
Der Stellantrieb 4' ist elektromechanisch
ausgebildet und besteht aus einem Elektromotor 14' und einem mit
diesem verbundenen Untersetzungsgetriebe 15'. Das Untersetzungsgetriebe 15' ist als Spindelgetriebe
ausgebildet und umfaßt
eine mit der Triebwelle 39 des Elektromotors 14' verbundene
Drehspindel 40 und eine mit dieser in Eingriff befindliche
Gewindebuchse 41, die ein nicht selbstsperrendes Gewinde
aufweist. Durch eine mittels des Elektromotors 14' erzeugbare
Längsbewegung 42 ist
die als Stößel ausgebildete
Gewindebuchse 41 über
eine Stößelfläche 43 mit
einer Wirkfläche 44 des
Hebelarmes 10' des
Hauptbetätigungshebels 7' in Kontakt
bringbar und der Hauptbetätigungshebel 7' bei einer Fortsetzung
der Längsbewegung 42 im
Gegenuhrzeigersinn 45 entgegen der Wirkung des Federmomentes 12 des
Federspeichers 3 in eine Position drehbar, die in 2 abgebildet
ist, und in der sich das Betätigungselement 2 in
einer der gelösten
Parksperre entsprechenden Lage befindet.
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In
dieser Neutralposition ist der Hauptbetätigungshebel 7' mittels der
Sperrvorrichtung 5' arretierbar,
die wiederum elektromechanisch wirksam ausgebildet ist und einen
Elektromagneten 21',
einen Sperriegel 46 und ein Sperrelement 22' aufweist. Das Sperrelement 22' ist als ein
radial zur Drehachse 6' des
Hauptbetätigungshebels 7' verschiebbar
gelagerter Sperrbolzen 48 ausgebildet, und der Hauptbetätigungshebel 7' weist eine
Vertiefung 49 auf, die zur Arretierung des Hauptbetätigungshebels 7' mit einer mit
der Spitze 50 des Sperrbolzens 48 korrespondierenden
Kante 51 versehen ist. Der Sperriegel 46 ist rechtwinklig
zur Bewegungsachse 47 des Sperrbolzens 48 verschiebbar
angeordnet und steht über
eine rampenförmig
ausgebildete Wirkfläche 52 mit
dem Sperrbolzen 48 in Verbindung. Durch eine Verschiebung 53 des
Sperriegels 46 ist der Sperrbolzen 48 durch Kontakt
im Bereich der Rampe 54 axial verschiebbar, während er
durch Kontakt in einem ebenen Bereich 55 der Wirkfläche 52 mit
geringer Stellkraft arretierbar ist. Zur Reduzierung der Reibungskräfte und
der erforderlichen Antriebskraft des Elektromagneten 21' ist der Sperriegel 46 über Wälzkörper 56 reibungsarm
gelagert, und der Sperrbolzen 48 weist mindestens ein Wälzelement 57 als
Kontaktelement zur Wirkfläche 52 des
Sperriegels 46 auf. Um einen ständigen Kontakt des Sperriegels 46 mit
dem Elektromagneten 21' und
des Sperrbolzens 48 mit dem Sperriegel 46 zu gewährleisten,
sind eine Rückstellfeder 58 für den Sperriegel 46 und
eine Rückstellfeder 59 für den Sperrbolzen 48 vorgesehen.
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Zur
Steuerung der Funktionsabläufe
der Betätigungsvorrichtung 1' ist ein Sensor 33' vorgesehen,
der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Position des
Hauptbetätigungshebels 7' ermittelt werden
kann. Die Notentriegelungsvorrichtung 35' ist im vorliegenden Fall als ein
mit der Triebwelle 39 des Stellantriebes 4' verbundenes
Bauteil 60 mit einem Sechskant 61 als Schlüsselkontur
zum Ansatz eines Schraubenschlüssels
ausgebildet. Somit kann die Parksperre im Notfall bei nicht nutzbarem
Elektromotor 14' manuell
durch eine Drehung des Untersetzungsgetriebes 15' gelöst werden.
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Im
Unterschied zu dem Stellantrieb 4 der Betätigungsvorrichtung 1 nach 1 ist
die Betätigungsvorrichtung 4' im vorliegenden
Fall derart ausgebildet, dass sie nach einem Abschalten des Elektromotors 14' selbsttätig in ihre
Ausgangsposition zurückkehrt.
Hierzu ist koaxial zu der Gewindebuchse 41 eine spannbare
Rückstellfeder 62 vorgesehen, die
im vorliegenden Fall aus mehreren in Form einer Tellerfedersäule angeordneten
Tellerfedern 63 besteht, und einerseits mit einem gehäusefesten
Federdom 64 und andererseits mit der Gewindebuchse 41 in
Verbindung steht. Bei einem Lösen
der Parksperre wird die Rückstellfeder 62 durch
die entsprechende Axialbewegung der Gewindebuchse 41 gespannt. Wenn
dann der Hauptbetätigungshebel 7' seine Neutralposition
erreicht hat und mit Hilfe der Sperrvorrichtung 5' arretiert ist,
kann der Elektromotor 14' abgestellt
werden und die Gewindebuchse 41 kehrt unter der Wirkung
der gespannten Rückstellfeder 62, durch
die die Gewindebuchse 41 zurückgedrückt und die Drehspindel 40 zurückgedreht
wird, in ihre Ausgangsposition zurück. Ein verzögerungsfreies
Wiedereinlegen der Parksperre ist daraufhin alleine durch das Lösen der
Sperrvorrichtung 5' möglich.
-
In 3 ist
zur Verdeutlichung in einer Detailansicht gemäß Schnittansicht III-III von 2 die als
Stößel ausgebildete
Gewindebuchse 41 des Stellantriebes 4' und der Hebelarm 10' des Hauptbetätigungshebels 7' dargestellt.
Aufgrund eines mit einem Längsschlitz 65 versehenen
Führungsstückes 66 wird
eine Verdrehung der Gewindebuchse 41 verhindert, wodurch
die sowohl beim Lösen
der Parksperre als auch beim anschließenden Zurückstellen in die Ausgangsposition
erforderliche Längsbewegung
der Gewindebuchse 41 gewährleistet ist.
-
Schließlich ist
in 4 als Alternative zu der in 1 dargestellten
Notentriegelungsvorrichtung 35 eine Notentriegelungsvorrichtung 35'' abgebildet, die als eine von einem
Fahrerraum 67 über
einen Zuggriff 68 betätigbare
und auf einen Hebelarm 36'' des Hauptbetätigungshebels 7 wirksame
Seilzugvorrichtung 69 ausgebildet ist. Der Hebelarm 36'' weist einen Längsschlitz 70 auf,
in dem ein mit einem zugeordneten Seilzug 71 verbundener
Querbolzen 72 geführt
ist. Hierdurch ist eine manuelle Lösung der Parksperre, d. h.
eine Drehung 73 des Hauptbetätigungshebels 7 aus
der gestrichelt dargestellten, gesperrten in die durchgezogen dargestellte,
geöffnete Position,
möglich,
ohne eine Betätigung
des Hauptbetätigungshebels 7 durch
den Federspeicher 3, den Stellantrieb 4, und die
Sperrvorrichtung 5 (siehe 1) zu behindern.
Zur Arretierung der Parksperre im gelösten Zustand ist der Zuggriff 68 der
Seilzugvorrichtung 69 mittels radial erhabenen Längsstegen 74 und
damit korrespondierenden Längsnuten 75 verdrehfest
in einer Führungshülse 76 geführt und
in einer der gelösten
Parksperre entsprechenden, gezogenen Lage außerhalb der Führungshülse 76 durch
eine Drehung 77 um 90 Grad um die Längsachse 78 des Seilzuges 71 in
radialen Rastierungsnuten 79 der Führungshülse 76 lagerbar, was
zur Verdeutlichung in einer Detailansicht gemäß Schnittansicht V-V nach 4 dargestellt
ist.
-
- 1
- Betätigungsvorrichtung
- 1'
- Betätigungsvorrichtung
- 2
- Betätigungselement
- 3
- Federspeicher
- 4
- Stellantrieb
- 4'
- Stellantrieb
- 5
- Sperrvorrichtung
- 5'
- Sperrvorrichtung
- 6
- Drehachse
- 6'
- Drehachse
- 7
- Hauptbetätigungshebel
- 7'
- Hauptbetätigungshebel
- 8
- Betätigungsarm
- 8'
- Betätigungsarm
- 9
- erster
Federarm
- 10
- Hebelarm
- 10'
- Hebelarm
- 11
- zweiter
Federarm
- 12
- Federmoment,
Wirkmoment
- 13
- Gehäusebauteil
- 13'
- Gehäusebauteil
- 14
- Elektromotor
- 14'
- Elektromotor
- 15
- Untersetzungsgetriebe
- 15'
- Untersetzungsgetriebe
- 16
- Antriebsritzel
- 17
- Tellerzahnrad
- 18
- Exzenternocken
- 19
- Gegenuhrzeigersinn
- 20
- Wirkfläche
- 21
- Elektromagnet
- 21'
- Elektromagnet
- 22
- Sperrelement
- 22'
- Sperrelement
- 23
- Drehachsel
- 24
- Winkelhebel
- 25
- Sperrarm
- 26
- Kontaktfläche
- 27
- Sperrnase
- 28
- Kontaktfläche
- 29
- Uhrzeigersinn
- 30
- Richtung
- 31
- Gegenuhrzeigersinn
- 32
- Uhrzeigersinn
- 33
- Sensor
- 33'
- Sensor
- 34
- Federelement
- 35
- Notentriegelungsvorrichtung
- 35'
- Notentriegelungsvorrichtung
- 35''
- Notentriegelungsvorrichtung
- 36
- Hebelarm
- 36''
- Hebelarm
- 37
- Schraubvorrichtung
- 38
- Gewinde
- 39
- Triebwelle
- 40
- Drehspindel
- 41
- Gewindebuchse
- 42
- Längsbewegung
- 43
- Stößelfläche
- 44
- Wirkfläche
- 45
- Gegenuhrzeigersinn
- 46
- Sperriegel
- 47
- Bewegungsachse
- 48
- Sperrbolzen
- 49
- Vertiefung
- 50
- Spitze
- 51
- Kante
- 52
- Wirkfläche
- 53
- Verschiebung
- 54
- Rampe
- 55
- ebener
Bereich
- 56
- Wälzkörper
- 57
- Wälzelement
- 58
- Rückstellfeder
- 59
- Rückstellfeder
- 60
- Bauteil
- 61
- Sechskant
- 62
- Rückstellfeder
- 63
- Tellerfeder
- 64
- Federdom
- 65
- Längsschlitz
- 66
- Führungsstück
- 67
- Fahrerraum
- 68
- Zuggriff
- 69
- Seilzugvorrichtung
- 70
- Längsschlitz
- 71
- Seilzug
- 72
- Querbolzen
- 73
- Drehung
- 74
- Längssteg
- 75
- Längsnut
- 76
- Führungshülse
- 77
- Drehung
- 78
- Längsachse
- 79
- Rastierungsnut