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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, welches
ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst,
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Parksperrenmechanismen für Automatgetriebe
bekannt. Üblicherweise
weisen derartige Mechanismen eine vorgespannte Feder auf, über die
die Parksperre aktiviert wird. Zum Deaktivieren der Parksperre wird üblicherweise
ein mechanisches Gestänge
oder ein hydraulisch oder pneumatisch betätigter Zylinder verwendet.
Hierbei wirkt eine Betätigungsstange
des Gestänges
bzw. eine Kolbenstange des Zylinders mit einer Parkklinke und einem
Parkzahnrad zusammen.
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Aus
der
DE 35 37 091 C1 ist
eine Parksperre bekannt, mit einem Parkzahnrad, das auf der Abtriebswelle
des Getriebes drehfest angeordnet ist, einer schwenkbaren Parkklinke,
die zwischen einer Ruhelage und einer Wirklage in Eingriff mit dem Parkzahnrad
beweglich ist, einem mit dem Handwählhebel verbundenen Hebel,
der über
ein abgewinkeltes Ende mit einer Betätigungsstange verbunden ist,
mit einer gegenüber
der Betätigungsstange entgegen
der Kraft einer Einrückfeder
verschiebbaren Schiebehülse,
die mit einer konischen Schulter zum Verschieben der Parkklinke
aus der Ruhelage in die Wirklage versehen ist, und mit einer Führung für die Schiebehülse im Gehäuse, wobei
die Betätigungsstange
an ihrem der Schiebehülse
zugewandten Ende durch Anstauchen zu einem verdickten Kolbenteil
geformt ist, der in einem Zylinderteil der Schiebehülse geführt wird.
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Ferner
ist aus der
DE 199
33 618 A1 der Anmelderin eine Parksperrenvorrichtung für ein Automatgetriebe
bekannt, umfassend ein Parksperrenrad, das eine Verzahnung aufweist,
wobei in die Verzahnung eine Sperrklinke einrastbar ist, indem die Sperrklinke
auf einer einen Sperrkegel aufweisenden Sperreinrichtung geführt in Sperrstellung
drehbar ist. Der Sperrkegel ist hierbei gegen eine Federeinrichtung
verschiebbar auf einem Verbindungselement zu einer Rastenscheibe
einer Wählwelle
angeordnet.
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Des
weiteren beschreibt die
DE
41 27 991 C2 der Anmelderin eine Parksperre für Automatgetriebe
bei Kraftfahrzeugen mit einem durch einen Handwählhebel schaltbaren Parksperrenmechanismus,
der eine verschiebbare Betätigungsstange
aufweist, welche mit einer Parkklinke und einem Parkzahnrad zusammenwirkt.
Hierbei ist die Betätigungsstange
gleichzeitig die Kolbenstange eines im Inneren des Getriebegehäuses angeordneten,
einfach wirkenden Zylinders, der im drucklosen Zustand die Betätigungsstange
vorgeschoben und somit die Parksperre geschlossen hält und bei
Druckbeaufschlagung diese öffnet.
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Bei
den genannten Parksperren wird als Sperrelement ein rotationssymmetrischer
Sperrkegel verwendet, der im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke
und einer Führungsplatte
eingeklemmt ist, und auf diese Weise verhindert, dass die Sperrklinke
aus der Zahnlücke
des Parksperrenrades herausgedrückt
wird. Hierbei ist der Sperrkegel erheblichen Kräften ausgesetzt.
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Durch
die aus dem Stand der Technik bekannte rotationssymmetrische Form
des als Sperrkegel ausgebildeten Sperrelementes ist lediglich eine Punktberührung mit
den benachbarten Bauteilen Sperrklinke und Führungsplatte möglich, wodurch
in nachteiliger Weise hohe Flächenpressungen
in der Kontaktzone entstehen, die zu einem starken Verschleiß führen können.
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Um
diese hohen Flächenpressungen
zu reduzieren, lässt
sich höchstens
eines der benachbarten Bauteile (Sperrklinke oder Führungsplatte)
an den Sperrkegel anschmiegen. Würde
man beide Flächen
anschmiegen, würde
sich bei kleinsten Toleranzen die Kraftrichtung und Kraftgröße auf den
Sperrkegel verschieben, was zu hohen Belastungen und unerwünschten
Lösekräften führen würde.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre
für ein
Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe
anzugeben, bei der eine Vergrößerung der
Kontaktzone zwischen dem Sperrelement und den mit dem Sperrelement
in Wirkverbindung stehenden Bauteilen Sperrklinke und Führungsplatte
und somit eine Reduzierung der Flächenpressung erzielbar ist,
ohne die Toleranzempfindlichkeit zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere
erfindungsgemäße Ausgestaltungen
und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird vorgeschlagen, das Sperrelement derart auszubilden, dass sich
einerseits eine enge Schmiegung mit einem Bauteil, d.h. der Sperrklinke
oder der Führungsplatte,
und andererseits eine Linienberührung
mit dem weiteren mit dem Sperrelement in Wirkverbindung stehenden
Bauteil, d.h. der Führungsplatte
bzw. der Sperrklinke ergibt.
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Im
Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
das Sperrelement teilweise als Kegel und teilweise als schräge Fläche ausgebildet.
Dadurch lässt
sich einerseits eine enge Schmiegung mit einem Bauteil, beispielsweise
der Sperrklinke, und andererseits eine Linienberührung mit dem weiteren Bauteil,
beispielsweise der Führungsplatte,
realisieren.
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Im
ungesperrten Zustand wird das erfindungsgemäße Sperrelement grob geführt, da
es sich sonst auf der Verbindungsstange verdrehen könnte, wodurch
die Sperrfunktion nicht mehr sichergestellt wäre.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption wird
die Flächenpressung
ohne eine Erhöhung
der Toleranzempfindlichkeit reduziert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es stellen
dar:
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1 eine
schematische Ansicht des Parksperrenrades, der Sperrklinke, des
Sperrelementes und der Führungsplatte
bei einer Parksperre gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
schematische Schnittansicht des Parksperrenrades, der Sperrklinke,
des Sperrelementes und der Führungsplatte
nach dem Stand der Technik, in Richtung des Pfeils C aus 1;
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3 eine
schematische Darstellung des Sperrkegels, der Führungsplatte und der Parkklinke für den Fall
einer beidseitigen engen Schmiegung der Führungsplatte und der Parkklinke
an den Sperrkegel;
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4 eine
schematische Darstellung einer toleranzunempfindlichen Anordnung
des Sperrkegels, der Führungsplatte
und der Parkklinke;
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5 eine
schematische Ansicht des Parksperrenrades, der Sperrklinke, des
Sperrelementes und der Führungsplatte
bei einer Parksperre gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
schematische Schnittansicht des Parksperrenrades, der Sperrklinke,
des Sperrelementes und der Führungsplatte
gemäß der Erfindung in
Richtung des Pfeils C aus 5 und
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7 eine
Detailansicht des Sperrelementes gemäß der Erfindung.
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In 1 ist
ein Teil einer Parksperre gezeigt, bei der eine Sperrklinke 2 in
einer Zahnlücke
des Parksperrenrades 1 eingreift. Zum Verhindern, dass die
Sperrklinke 2 aus der Zahnlücke des Parksperrenrades 1 herausgedrückt wird,
ist als Sperrelement ein rotationssymmetrischer Sperrkegel 3 vorgesehen,
der im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke 2 und
einer Führungsplatte 4 eingeklemmt
ist.
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Durch
die rotationssymmetrische Kegelform des Sperrelementes 3 entsteht
eine Punktberührung mit
den benachbarten Bauteilen Sperrklinke 2 und Führungsplatte 4,
derart, dass in nachteiliger Weise hohe Flächenpressungen in der Kontaktzone
entstehen, die zu einem starken Verschleiß führen können. Dies wird in 2 veranschaulicht,
wobei der Bereich der Punktberührung
mit P und der Bereich der Schmiegung mit S bezeichnet ist. In 2 ist
die Verbindungsstange zu einer Rastenscheibe mit 5 bezeichnet;
das Sperrelement 3 ist auf der Verbindungsstange 5 gegen
die Kraft einer Federeinrichtung 6 verschiebbar angeordnet.
Wie bereits erläutert,
lässt sich
entweder die Sperrklinke 2 oder die Führungsplatte 4 an
den Sperrkegel 3 anschmiegen, da sich sonst die Toleranzempfindlichkeit
in nachteiliger Weise stark erhöhen
würde.
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Dies
wird im Folgenden anhand der 3 und 4 veranschaulicht,
wobei die Bereiche der Schmiegung durch die Pfeile angedeutet sind.
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In 3 ist
der Fall der beidseitigen engen Schmiegung S der Sperrklinke 2 und
der Führungsplatte 4 an
den Sperrkegel 3 schematisch dargestellt. Wie der Figur
zu entnehmen ist, wird hierbei in nachteiliger Weise die Toleranzempfindlichkeit
der Konstruktion erheblich erhöht,
da sich bei kleinsten Toleranzen der Bauteile die Kraftrichtung
und Kraftgröße auf den
Sperrkegel verschiebt, was in einer hohen Belastung resultiert,
im Gegensatz zum Beispiel gemäß 4,
bei dem ohne beidseitige enge Schmiegung S Toleranzen die Kraftrichtung
und Kraftgröße auf den
Sperrkegel 3 weitgehend nicht beeinflussen.
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Im
Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, das Sperrelement 3 derart
auszubilden, dass sich einerseits eine enge Schmiegung mit einem Bauteil,
d.h. der Sperrklinke 2 oder der Führungsplatte 4, und
andererseits eine Linienberührung
mit dem weiteren mit dem Sperrelement in Wirkverbindung stehenden
Bauteil, d.h. der Führungsplatte 4 bzw.
der Sperrklinke 2, ergibt. Auf diese Weise wird eine Reduzierung
der Flächenpressung
realisiert, ohne die Toleranzempfindlichkeit zu erhöhen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die dem einen, mit dem Sperrelement in Wirkverbindung
stehenden Bauteil zugewandte Seite des Sperrelementes kegelförmig ausgebildet,
wobei die dem weiteren, mit dem Sperrelement in Wirkverbindung stehenden
Bauteil zugewandte Seite als schräge Fläche ausgebildet ist. Dies wird
im Rahmen der 5 veranschaulicht. Hierbei ist
die mit der Sperrklinke 2 in Wirkverbindung stehende Seite
des Sperrelementes 3 kegelförmig ausgebildet; des weiteren
ist die Sperrklinke derart ausgebildet, dass eine Schmiegung entsteht.
Die Kontaktfläche
zu der Führungsplatte 4 ist
als schräge Fläche ausgebildet,
was in einer Linienberührung
resultiert, die anhand der 6 verdeutlicht
wird, in der die Linienberührung
mit L und die Schmiegung mit S bezeichnet sind. Ferner ist die schräge Fläche des Sperrelementes
mit 7 bezeichnet.
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Im
Rahmen einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
kann die als schräge Fläche ausgebildete
Seite des Sperrelementes 3 in radialer Richtung breiter
sein, als die gegenüberliegende
kegelförmig
ausgebildete Seite, derart, dass sich in vorteilhafter Weise eine
größere Auflagefläche 8 bzw.
Kontaktfläche
zu dem entsprechenden Bauteil ergibt. Eine derartige Ausgestaltung
ist Gegenstand der 7.
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Es
ist auch möglich,
das Sperrelement 3 derart zu gestalten, dass die Schmiegung
zwischen der Führungsplatte 4 und
dem Sperrelement 3 realisiert wird; in diesem Fall wird
die Linienberührung
zwischen der Sperrklinke 2 und dem Sperrelement 3 realisiert
und die Führungsplatte 4 ist
derart ausgestaltet, dass eine Schmiegung entsteht.
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Selbstverständlich fällt auch
jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche
Anordnung sowie Ausgestaltung der Bauteile der Parksperre, an sich
sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang
der vorliegenden Ansprüche,
ohne die Funktion der Parksperre, wie sie in den Ansprüchen angegeben
ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit
in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
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- 1
- Parksperrenrad
- 2
- Sperrklinke
- 3
- Sperrelement
- 4
- Führungsplatte
- 5
- Verbindungsstange
- 6
- Federeinrichtung
- 7
- schräge Fläche
- 8
- Auflagefläche
- C
- Richtungspfeil
für Schnitt-Ansicht
- L
- Linienberührung
- P
- Punktberührung
- S
- Schmiegung