DE102006012343A1

DE102006012343A1 - Parksperre für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006012343A1
Application number: DE200610012343
Authority: DE
Inventors: Georg Gierer; Christian Popp; Thilo Schmidt; Klaus Steinhauser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe, umfassend ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad (2), eine Sperrklinke (6), die zwischen einer beispielsweise in einer Rastverzahnung (4) des Parksperrenrades (2) eingerasteten Sperrstellung und einer ausgerückten Lösestellung verstellbar ist, und eine beim Entriegeln der Parksperre wirksame Dämpfungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dämpfungseinrichtung als auf das Parksperrenrad (2) wirkende, mittels einer hydraulischen Bremszylinderanordnung (56) betätigte Bremse ausgebildet ist und dass die Bremszylinderanordnung (56) während der Ausrückbewegung der Sperrklinke (6) mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, der von dem auf das Parksperrenrad (2) rückwirkenden Haltemoment abhängig ist. Auf diese Weise korreliert die durch die Bremse verursachte Dämpfung mit dem am Parksperrenrad anliegenden Drehmoment, das heißt, je stärker dieses Drehmoment beispielsweise infolge eines Parkens an einer Hangneigung ist, um so stärker ist die Dämpfung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei allen Automatikgetrieben bzw. automatisierten Schaltgetrieben, bei denen bei abgestelltem Motor der Antriebsstrang zwischen Antriebsmotor und Getriebeabtrieb unterbrochen wird, kommt eine Parksperreneinrichtung zum Einsatz, die das Fahrzeug unabhängig von der vom Fahrer zu betätigenden Feststellbremse gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen absichert. Die Parksperreneinrichtung umfasst im Allgemeinen ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad sowie eine Sperrklinke, die zwischen einer beispielsweise in einer Rastverzahnung des Parksperrenrades eingerasteten Sperrstellung und einer aus der Rastverzahnung ausgerückten Lösestellung verstellbar ist.
Vor allem dann, wenn das Fahrzeug an einer Steigung abgestellt und nicht zusätzlich durch die Feststellbremse gesichert wird, verspannen sich das Parksperrenrad einerseits und die Sperrklinke andererseits in hohem Maße gegeneinander, weil sich das über die Antriebsräder und den Getriebeabtrieb auf das Parksperrenrad übertragene Torsionsmoment an der Sperrklinke abstützt. Beim Ausrücken der Parksperre kommt es zu einer schlagartigen Entspannung, wobei einerseits die Sperrklinke gegen einen die Ausrückbewegung begrenzenden Anschlag anschlägt und andererseits die im getriebeabtriebsseitigen Teil des Antriebsstranges gespeicherte Torsionsspannung in das Getriebe, also beispielsweise in die Zahnräder und Lamellenkupplungen, eingeleitet wird, so dass sich ein deutlich hörbares Geräusch und ein harter, für den Fahrer spürbarer Schlag ergibt. Die Stärke dieses Geräusches bzw. dieses Schlages ist dabei direkt von der Last am Parksperrenrad abhängig. Je stärker also die Hangneigung des Abstellortes des Fahrzeuges ist, umso stärker sind die Geräusche und der Schlag. Bei Fahrzeugen mit manueller Betätigung der Parksperre ist zudem auch die zum Ausrücken erforderliche Betätigungskraft von der Größe der oben beschriebenen Verspannung abhängig, welches eine vermeidbare Komforteinbuße bedeutet.

Aus der DE 102 45 951 A1 ist bereits eine Parksperrenvorrichtung bekannt, bei der die Sperrklinke von dem diese aufnehmenden Getriebegehäuse akustisch entkoppelt ist. Dazu ist beispielsweise zwischen der schwenkbaren Sperrklinke und dem den Ausrückweg der Sperrklinke begrenzenden Anschlag oder zwischen der Sperrklinke und dem diese lagernden Lagerbolzen jeweils ein Feder- und/oder Dämpfungsglied vorgesehen, das die beim Ausrücken der Parksperre von der Sperrklinke verursachten Geräusche und Schläge dämpft. Geräusche und Schläge, die aus der freiwerdenden Torsionsspannung des getriebeabtriebsseitigen Teils des Antriebsstranges auf das Getriebe übertragen werden, werden von dieser Konstruktion nicht erfasst.

Es ist in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2004 058 332.3 auch bereits vorgeschlagen worden, mittels eines hydraulischen Dämpfungselementes, welches zumindest während des Auslegens der Parksperre mit der Sperrklinke in Wirkverbindung steht, die Bewegung des schwenkbaren Endes der Sperrklinke in Richtung auf deren Anschlag beim Lösen der Parksperre so weit zu dämpfen, dass ein Entlastungsstoß vermieden oder verringert wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass, obwohl der Ausrückvorgang gedämpft erfolgt, im Allgemeinen im abtriebsseitigen Abschnitt des Antriebsstranges eine Torsionsspannung verbleibt, die in dem Augenblick, in welchem sich die Sperrklinke vom Parksperrenrad löst, schlagartig freigegeben und in das Getriebe eingeleitet wird, so dass nach wie vor die geschilderten Geräusche und Schläge entstehen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe zu schaffen, bei der beim Lösen der Parksperre insbesondere die durch Torsionsspannungen im getriebeabtriebsseitigen Abschnitt des Antriebsstranges verursachten Geräusche und Schläge vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruches, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die schlagartige Freigabe der im getriebeabtriebsseitigen Abschnitt des Antriebsstranges bestehenden Torsionsspannung den Hauptanteil an den unerwünschten Geräuschen und Schlägen beim Lösen der Parksperre hat, so dass eine Dämpfung in diesem Bereich in besonderem Maße zur Lösung der oben genannten Aufgabe beitragen kann.

Demnach geht die Erfindung aus von einer Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe, umfassend ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad, eine Sperrklinke, die zwischen einer beispielsweise in eine Rastverzahnung des Parksperrenrades eingerasteten Sperrstellung und einer ausgerückten Lösestellung verstellbar ist, und eine beim Entriegeln der Parksperre wirksame Dämpfungseinrichtung.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist weiter vorgesehen, dass die Dämpfungseinrichtung als eine auf das Parksperrenrad wirkende, mittels einer hydraulischen Bremszylinderanordnung betätigte Bremse ausgebildet ist, und dass die Bremszylinderanordnung während der Ausrückbewegung der Sperr klinke mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, der von dem auf das Parksperrenrad rückwirkenden Haltemoment abhängig ist.

Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung kann zusätzlich zur beispielsweise aus der DE 102 45 951 A1 bekannten Dämpfung für die Sperrklinke vorgesehen sein. Gemäß der Erfindung wirkt die Dämpfungseinrichtung auf das Parksperrenrad, welches mit dem getriebeabtriebsseitigen Abschnitt des Antriebsstranges fest verbunden ist, so dass die in diesem Abschnitt gespeicherte Torsionsspannung wirksam gedämpft werden kann. Die als hydraulische Bremse ausgebildete Dämpfungseinrichtung wird entsprechend der Erfindung mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt, der mit der Last am Parksperrenrad, also auch mit der zum Lösen der Sperrklinke erforderlichen Kraft korreliert, so dass die Dämpfungswirkung an die am Parksperrenrad anliegende Last angepasst wird, weshalb beispielsweise eine Überdämpfung bei lastfreiem Zustand vermieden werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zum Steuern der Ausrückbewegung der Sperrklinke ein hydraulischer Stellantrieb vorgesehen, wobei der das Druckfluid für diese Ausrückbewegung führende Druckfluidkreis des Stellantriebes, zu dem die Zuleitung und der Zylinderraum des Zylinders gehören, über eine Abzweigleitung mit einem auf das axial unverschiebbare Parksperrenrad wirkenden Bremszylinder verbunden ist. Auf diese Weise korreliert der hydraulische Druck für den Bremszylinder immer mit dem hydraulischen Druck am Stellzylinder der Parksperre, so dass auch die Dämpfungswirkung mit der zum Ausrücken der Sperrklinke erforderlichen Kraft und damit der Last am Parksperrenrad korreliert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stellzylinder als einfach wirkender Stellzylinder ausgebildet ist, und dass der zugeordnete Stellkolben auf seiner dem zugeordneten Zylinderraum abgewandten Seite als Steuerkolben ausgebildet ist, welcher während eines ersten Teils der Ausrückbewegung der Sperrklinke eine Verbindung der Abzweigleitung mit dem Druckfluidkreis und gegen Ende der Ausrückbewegung eine Verbindung der Abzweigleitung mit einem Fluidsumpf herstellt. Während des ersten Teils der Ausrückbewegung entspricht damit der Druck am Bremszylinder in der oben beschriebenen Weise jeweils dem Druck am Stellzylinder und somit der von diesem zu überwindenden Ausrückkraft. Um eine vollständige Freigabe des Parksperrenrades gegen Ende der Ausrückbewegung sicherzustellen, wird in dieser Phase der Bremszylinder zu einem Fluidsumpf hin entlüftet.

Gemäß einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung sind in der Druckfluid-Zuleitung des Stellzylinders ein in Zuführrichtung schließendes und in der Gegenrichtung öffnendes Rückschlagventil sowie parallel dazu eine Drossel vorgesehen, wobei die Abzweigleitung druckbezogen vor der Drossel abzweigt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich bei der Betätigung des Stellzylinders auch bei einer verhältnismäßig geringen Belastung am Parksperrenrad vor der Drossel ein gewisser Druck aufbaut, um den Bremszylinder zu versorgen. Beim Verriegeln der Parkbremse, die beispielsweise mittels Federkraft erfolgt, kann das vom Stellzylinder ausgestoßene Druckfluid über das Rückschlagventil weitgehend widerstandslos abfließen, so dass das Einrücken der Sperrklinke ohne Verzögerung erfolgt.

Gemäß einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Abzweigleitung ein in Zulaufrichtung zum Bremszylinder öffnendes und in der Gegenrichtung schließendes Rückschlagventil sowie parallel dazu eine Drossel vorgesehen sind. Beim Entriegeln der Parkbremse kann demnach das Druckfluid weitgehend widerstandslos zum Bremszylinder fließen, so dass die Dämpfungseinrichtung verzögerungsfrei anspricht. Beim Verriegeln der Parkbremse wird der Druck im Bremszylinder und damit die Dämpfungswirkung über die Drossel kontrolliert und nicht schlagartig abgebaut.

Bei dem vorne beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde als Maß für das am Parksperrenrad anliegende Haltemoment der zum Lösen der Parksperre erforderliche hydraulische Druck im Stellzylinder verwendet. Ein Maß für das am Parksperrenrad wirkende Haltemoment lässt sich auch gewinnen, wenn dieses Haltemoment in eine Axialkraft umgewandelt und beispielsweise der dadurch verursachte Weg gegen eine Rückstellfeder genutzt wird.

Dazu ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Parksperrenrad und die zugeordnete Sperrklinke jeweils mit einer zusammenwirkenden Schrägverzahnung versehen sind, dass das Parksperrenrad axial gegen die Kraft einer Rückstellfederanordnung verschiebbar gelagert ist, und dass die Bremszylinderanordnung einer jeweiligen Rückstellbewegung des Parksperrenrades entgegenwirkende Bremszylinder umfasst, wobei in der mit dem jeweiligen Bremszylinder verbundenen Bremsfluidleitung eine Drossel angeordnet ist.

Wenn ein Lastmoment auf das durch die Sperrklinke gesperrte Parksperrenrad aufgebracht wird, verschiebt es sich infolge der Schrägverzahnung axial in Abhängigkeit von der Auslegung der Rückstellfederanordnung um einen bestimmten Betrag. Beim Ausrücken der Parksperre werden das am Parksperrenrad anliegende Lastmoment und damit die auf dieses wirkende Axialkraft aufgehoben, so dass es sich unter der Wirkung der Rückstellfeder zurückstellen will. Die Rückstellbewegung wird von dem dieser Bewegung entgegenwirkenden Bremszylinder gedämpft, indem das im Zylinderraum befindliche Bremsfluid über die Drossel kontrolliert ausgeschoben wird. Die Dämpfungswirkung kann über eine entsprechende Auslegung der Drossel eingestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die Schrägverzahnung des Parksperrenrades einerseits und der zugeordneten Sperrklinke andererseits als einfache Schrägverzahnung ausgebildet. Das Parksperrenrad ist aus einer axialen Neutralstellung in zwei entgegengesetzte Richtungen verschiebbar, die Rückstellfederanordnung umfasst zwei den beiden Verschieberichtungen jeweils entgegenwirkende Rückstellfedern, und die Bremszylinderanordnung umfasst zwei das Parksperrenrad zwischen sich klemmende Bremszylinder, deren Zylinderräume über eine Drossel miteinander verbunden sind.

Bei einer einfachen Schrägverzahnung ergeben sich bei einem hangaufwärts bzw. einem hangabwärts geparkten Fahrzeug entgegengesetzte Richtungen der auf das Parksperrenrad wirkenden Axialkraft, denen das in zwei entgegengesetzte Richtungen verschiebbare Parksperrenrad folgen kann. Die über die zwischengeschaltete Drossel miteinander kurzgeschlossenen Bremszylinder ermöglichen dementsprechend eine Dämpfung der jeweiligen Rückstellbewegung in beiden Richtungen, wie anhand eines Ausführungsbeispieles noch genauer dargelegt wird.

Eine konstruktive Vereinfachung der zuletzt beschriebenen Anordnung lässt sich erzielen, wenn die Schrägverzahnung des Parksperrenrades und der zugeordneten Sperrklinke als gepfeilte Verzahnungen derart ausgebildet sind, dass bei beiden Belastungsrichtungen zwischen Parksperrenrad und Sperrklinke das Parksperrenrad in der gleichen Richtung axial belastet und verschoben wird. Dementsprechend sind dann nur eine Rückstellfeder und ein der Rückstellbewegung des Parksperrenrades entgegenwirkender Bremszylinder erforderlich.

Bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der hydraulische Bremszylinder funktional mit dem hydraulischen Stellzylinder für die Betätigung der Sperrklinke verbunden, so dass ein hydraulischer Stellzylinder eine konstruktive Voraussetzung für dieses Ausführungsbeispiel darstellt. Bei den Ausführungsbeispielen mit axial verschiebbarem Parksperrenrad ist die Dämpfungseinrichtung unabhängig von der Art des Stellantriebes für die Sperrklinke, dass heißt, sie ist auch beispielsweise in Verbindung mit einer manuellen Park sperrenbetätigung möglich. Vorzugsweise ist jedoch auch hier ein hydraulischer Stellzylinder für die Sperrklinke vorgesehen, welcher zumindest die Ausrückbewegung der Sperrklinke steuert, da das Getriebe ohnehin über eine Druckfluidversorgung verfügt.

Die hydraulischen Stellzylinder für die Sperrklinke werden vorzugsweise über ein 2-Stellungs-Steuerventil, beispielsweise ein Magnetventil oder dergleichen angesteuert.

Die Erfindung lässt sich anhand mehrerer Ausführungsbeispiele weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
1 schematisch eine Parksperre mit einem Bremszylinder, welcher über eine Abzweigleitung mit dem Druckfluidkreis eines Stellzylinders verbunden ist, im verriegelten Zustand,
2 eine Ansicht gemäß der 1 im entriegelten Zustand,
3 eine Parksperre mit einem axial in zwei entgegengesetzte Richtungen verschiebbaren Parksperrenrad im verriegelten Zustand,
4 eine Ansicht gemäß der 3 im entriegelten Zustand;
5 schematisch ein Parksperrenrad und eine Sperrklinke mit zusammenwirkender Pfeilverzahnung, und
6 ein Diagramm mit verschiedenen Funktionen der Parksperre über der Zeit.
Die in 1 dargestellte Parksperre umfasst ein auf einer nicht dargestellten Ausgangswelle eines Getriebes fest angeordnetes Parksperrenrad 2 mit einer an dessen Umfang ausgebildeten Rastverzahnung 4 und eine damit zusammenwirkende Sperrklinke 6, die in Richtung des Doppelpfeiles 8 zwischen der in der 1 dargestellten, in die Rastverzahnung 4 eingerasteten Sperrstellung und einer beispielsweise aus 2 ersichtlichen, ausgerückten Lösestellung verstellbar ist.
Das Einrasten der Sperrklinke 6 in die Rastverzahnung 4 erfolgt in an sich bekannter Weise über einen Sperrkegel 10, welcher mittels einer Betätigungsstange 12 in Richtung des Doppelpfeiles 14 zwischen der in 1 dargestellten Sperrposition und der in 2 dargestellten Löseposition verstellbar ist. In der in 1 dargestellten Sperrposition drückt der Sperrkegel 10 die Sperrklinke 6 beispielsweise gegen die Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder nach unten in die Rastverzahnung 4 und hält sie im Eingriff mit derselben. Bei der in 2 dargestellten Löseposition des Sperrkegels 10 ist die Sperrklinke 6 freigegeben, so dass sie durch die nicht dargestellte Rückstellfeder in die ausgerückte Lösestellung bewegt wird.
Die Kraft zum Einrücken der Sperrklinke 6 in die Rastverzahnung 4 wird von einer an dem Sperrkegel 10 abgewandten Ende der Betätigungsstange 12 angreifenden Rückstellfeder 16 aufgebracht.
Zum Ausrücken der Sperrklinke 6 dient ein als Ganzes mit 18 bezeichneter hydraulischer Stellantrieb mit einem Zylindergehäuse 20 und einem darin verschiebbar angeordneten Kolben 22. Der Kolben 22 ist über eine Kolbenstange 24 und über einen zweiarmigen Schwenkhebel 26 mit der Betätigungsstange 12 verbunden.
Die Ansteuerung des hydraulischen Stellantriebes 18 erfolgt über ein Zwei-Stellungs-Steuerventil 28. Das Steuerventil 28 ist über eine erste Anschlussleitung 30 mit einem übergeordneten Druckfluidsystem und über eine zweite Anschlussleitung 32 mit dem Zylinderraum 34 des Stellantriebes 18 verbunden. Ein weiterer Anschluss 36 führt zu einem nicht dargestellten Fluidsumpf.
In dem in 1 dargestellten Zustand hat das Steuerventil 28 eine Stellung, bei welcher der Zylinderraum 34 über die zweite Anschlussleitung 32 und den Anschluss 36 mit dem Fluidsumpf verbunden, also entlüftet ist, so dass die Rückstellfeder 16 die Parksperre in der vorne beschriebenen Weise verriegeln kann.
Um die Parksperre zu entriegeln, wird das Steuerventil 28 in die in 2 dargestellte Stellung verstellt, bei der die erste Anschlussleitung 30 mit der zweiten Anschlussleitung 32 verbunden ist, so dass dem Zylinderraum 34 Druckfluid zugeführt und der Kolben 22 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16 in die in 2 dargestellte linke Endstellung verschoben wird. Dabei wird über die Kolbenstange 24, den Schwenkhebel 26 und die Betätigungsstange 12 der Sperrkegel 10 in die in 2 dargestellte Löseposition verschoben, so dass die Sperrklinke 6 unter der Wirkung der nicht dargestellten zugeordneten Rückstellfeder außer Eingriff mit der Rastverzahnung 4 kommt.
Wie die 1 und 2 erkennen lassen, ist der Kolben 22 auf seiner vom Zylinderraum 34 abgewandten Seite als Steuerkolben ausgebildet. Dazu ist er über ein Verbindungsstück 38 mit einem zweiten Kolben 40 verbunden. Die hintere Steuerkante 42 des Kolbens 22 und die dieser gegenüberliegende vordere Steuerkante 44 des Kolbens 40 haben die Funktion, die in dem in den 1 und 2 mittleren und linken Teil des Zylindergehäuses 20 ausgebildeten Schaltnuten anzusteuern, wie im Folgenden beschrieben wird.
Eine erste Schaltnut 46 ist mit einem von der zweiten Anschlussleitung 32 abzweigenden Leitungsabschnitt 32' verbunden. Eine zweite Schaltnut 48 ist mit einer Abzweigleitung 50 verbunden, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Eine dritte Schaltnut 52 ist mit einem zu einem Fluidsumpf führenden Anschluss 54 verbunden.
Dem Parksperrenrad 2 ist eine als Ganzes mit 56 bezeichnete Bremszylinderanordnung zugeordnet. Sie besteht im Beispiel der 1 und 2 aus einem einzelnen Bremszylinder 58 mit einem darin verschiebbaren Kolben 60. Der Zylinderraum 62 des Bremszylinders 58 ist an die Abzweigleitung 50 angeschlossen, die über die zweite Schaltnut 48 angesteuert wird.
Wie 1 zeigt, ist bei dieser im der verriegelten Parksperre entsprechenden Zustand das Fluiddrucksystem abgesperrt. Die zweite Anschlussleitung 32 ist über den Anschluss 36 mit dem Fluidsumpf verbunden. Dadurch ist der Zylinderraum 34 entlüftet. Gleichzeitig ist über die Abzweigleitung 50, die zweite Schaltnut 48, die erste Schaltnut 46 und den Leitungsabschnitt 32' auch der Zylinderraum 62 des Bremszylinders 58 entlüftet. Daher ist die Bremse 56 gelöst.
Um die Parksperre zu entriegeln, wird, wie weiter vorne schon kurz beschrieben wurde, das Steuerventil 28 durch Druckbeaufschlagung ihres rückstellfederfernen Druckraumes in die in 2 dargestellte Stellung gebracht, so dass der Zylinderraum 34 über die erste Anschlussleitung 30 und die zweite Anschlussleitung 32 mit Druckfluid versorgt und in 2 nach links verschoben wird. Dabei wird die Sperrklinke 6 freigegeben und in ihre ausgerückte Lösestellung verstellt wird.
In der Anfangsphase der Bewegung des Kolbens 22, wenn sich dieser noch im Bereich seiner in 1 dargestellten rechten Endstellung befindet, wird über den Leitungsabschnitt 32', die erste Schaltnut 46, die zweite Schaltnut 48 und die Abzweigleitung 50 auch der Zylinderraum 62 mit Druckfluid versorgt, so dass der Kolben 60 axial und bremsend am Parksperrenrad 2 anliegt. Dabei ist der Fluiddruck im Zylinderraum 62 gleich groß wie der Fluiddruck im Zylinderraum 34, welcher zur Verstellung des Kolbens 22 erforderlich ist, und der sich um so höher aufbaut, je größer die Verspannung zwischen dem Parksperrenrad 2 und der Sperrklinke 6 ist. Auf diese Weise besteht eine Korrelation zwischen der Größe der Verspannung der Parksperre und der eingestellten Bremskraft bzw. Dämpfungskraft des Bremszylinders 58 auf das Parksperrenrad 2.
Gegen Ende der Bewegung des Kolbens 22 in 1 nach links deckt die Steuerkante 42 die erste Schaltnut 46 ab und sperrt damit die Zufuhr des Druckfluides zum Zylinderraum 62. Anschließend wird von der Steuerkante 44 des zweiten Kolbens 40 die dritte Schaltnut 52 freigegeben und auf diese Weise mit der zweiten Schaltnut 48 verbunden, so dass der Zylinderraum 62 über die Abzweigleitung 50 und den Anschluss 54 zum Fluidsumpf entlüftet sowie die Dämpfung des Parksperrenrades 2 aufgehoben wird.
Die Verriegelung der Parksperre erfolgt in umgekehrter Weise. Dies bedeutet, dass das Steuerventil 28 aus der in 2 dargestellten Stellung in die in 1 dargestellte Stellung verstellt wird, wodurch in der weiter vorne beschriebenen Weise die Kolben 22 und 40 durch die Zugfeder 16 nach rechts verschoben und die zweite Anschlussleitung 32 sowie die Abzweigleitung 50 über den Anschluss 36 am Steuerventil 28 entlüftet werden.
In der zweiten Anschlussleitung 32 ist ein in Zulaufrichtung zum Zylinderraum 34 schließendes Rückschlagventil 64 und parallel dazu eine Drossel 66 angeordnet. Der Zulauf zum Zylinderraum 34 beim Entriegeln der Parksperre erfolgt demnach auch bei geringer Verspannung nicht schlagartig, sondern verzögert über die Drossel 66, so dass sich vor der Drossel 66, also auch in dem Leitungsabschnitt 32 und der damit verbundenen Abzweigleitung 50 ein Druck aufbauen kann, um den Zylinderraum 62 des Bremszylinders 58 zu befüllen und damit eine Dämpfungswirkung zu erzielen.
In der Abzweigleitung 50 ist eine ähnliche Anordnung mit einem in Zulaufrichtung zum Zylinderraum 62 öffnenden Rückschlagventil 68 und einer dazu parallelen Drossel 70 vorgesehen. Diese Anordnung gewährleistet, dass die Befüllung des Zylinderraumes 62 weitgehend widerstandslos, seine Entlüftung jedoch verzögert erfolgt.
Die 3 und 4 zeigen eine Konstruktion, die der in den 1 und 2 gezeigten Konstruktion in Bezug auf die Betätigung der Sperrklinke 102 mittels des hydraulischen Stellantriebes 104 ähnlich ist, so dass sie insoweit nicht noch mal im einzelnen beschrieben werden muss. Sie unterscheidet sich von der in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 gezeigten Konstruktion im wesentlichen in der Art und Weise, wie die Korrelation zwischen dem am Parksperrenrad 106 anliegenden Drehmoment und der beim Entriegeln der Parksperre erwünschten Dämpfung hergestellt wird.
Wie die Figuren erkennen lassen, ist das Parksperrenrad 106 auf einer Welle 108 drehfest, jedoch axial gegen die Kraft einer Rückstellfederanordnung 110 verschiebbar gelagert, wie weiter unten noch genauer beschrieben wird.
Die Rastverzahnung 112 des Parksperrenrades 106 sowie der in diese eingreifende Rastzahn 114 der Sperrklinke 102 sind als Schrägverzahnung ausgebildet, so dass ein auf das Parksperrenrad wirkendes Drehmoment bei eingerasteter Sperrklinke 102 in eine das Parksperrenrad 106 axial belastende Kraft umgewandelt wird. Das auf das Parksperrenrad 106 wirkende Drehmoment kann in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug hangaufwärts oder hangabwärts geparkt wurde, in einer ersten bzw. einer dazu entgegengesetzten zweiten Drehrichtung wirken, so dass das Parksperrenrad 106 in zwei entgegengesetzte Richtungen belastet werden kann.
Wie die 3 und 4 zeigen, ist Parksperrenrad 106 entsprechend dem Doppelpfeil 116 in zwei entgegengesetzte Richtungen verschiebbar gelagert. Die Rückstellfederanordnung 110 umfasst zwei Rückstellfedern 118 bzw. 120, die der jeweiligen Verschiebung entgegenwirken.
3 zeigt die Parksperre in verriegeltem Zustand und unter Belastung, wobei das Parksperrenrad 106 in Richtung des Pfeils 122 aus einer Mittellage (nach rechts) verschoben ist. Der Verschiebeweg ist ein Maß für das am Parksperrenrad 6 wirkende Drehmoment und damit für das im getriebeabtriebsseitigen Abschnitt des Antriebsstranges gespeicherte Torsionsmoment.
Eine Bremszylinderanordnung 124 umfasst zwei das Parksperrenrad 106 zwischen sich klemmende Bremszylinder 126 bzw. 128 mit zugeordneten Kolben 130 bzw. 132. Der Bremszylinder 126, 128 kann auch einstückig ausgebildet sein. Die Zylinderräume 134 bzw. 136 sind über eine Verbindungsleitung 138 miteinander kurzgeschlossen, in der eine Drossel 140 angeordnet ist.
Bei der in 3 gezeigten verriegelten Position hat das Parksperrenrad 106 den Kolben 32 nach rechts verschoben. Das im Zylinderraum 136 befindliche Druckfluid ist zumindest teilweise über die Verbindungsleitung 138 und die Drossel 140 in den linken Zylinderraum 134 gedrückt worden. Die Verschiebungsstrecke des Parksperrenrades 106 ist ein Maß für das an diesem anliegende Drehmoment.
Wenn die Parksperre in der anhand der 1 und 2 bereits beschriebenen Weise entriegelt, also die Sperrklinke 102 aus der Rastverzahnung 112 ausgerückt wird, dann wird das Parksperrenrad 106 frei und hat die Tendenz, sich nach links in seine axiale Neutralstellung zurückzubewegen. Dabei wird der linke Kolben 130 mitgenommen, und im Zylinderraum 134 befindliches Druckfluid wird über die Drossel 140 verzögert in den rechten Zylinderraum 136 gedrückt. Die Entspannungszeit, in der das Parksperrenrad 106 wieder in seine in 4 dargestellte axiale Neutralstellung zurückgebracht wird und die ein Maß für die Dämpfung ist, ist durch die Auslegung der Drossel 140 definiert.
In den 3 und 4 ist der hydraulische Stellantrieb 104 aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung gleich aufgebaut wie der Stellantrieb 18 in den 1 und 2. Wie zu erkennen ist, haben jedoch bei dem Stellantrieb 104 die beim Stellantrieb 18 mit 46, 48 und 52 bezeichneten Schaltnuten und der mit 40 bezeichnete zweite Kolben keine Funktion. Es sei jedoch bemerkt, dass es aus Gründen der vereinfachten Lagerhaltung durchaus sinnvoll sein kann, bei den beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 einerseits bzw. den 3 und 4 andererseits den gleichen Stellantrieb und das gleiche Steuerventil zu verwenden.
Um die anhand der 3 und 4 beschriebene Konstruktion zu vereinfachen, kann das Parksperrenrad 106 so ausgelegt sein, dass es sowohl beim hangaufwärtigen als auch beim hangabwärtigen Parken immer in der gleichen Richtung belastet und verstellt wird. Wie die 5 schematisch zeigt, ist dazu die Rastverzahnung 150 des Parksperrenrades 152 einerseits und die Sperrklinke 154 gepfeilt bzw. kegelförmig ausgebildet, so dass sowohl bei einer vom Parksperrenrad 152 auf die Sperrklinke 154 aufgebrachten Kraft in Richtung des Pfeils 156 als auch in Richtung des Pfeils 158 eine Belastung des Parksperrenrades 152 in der gleichen Richtung entsprechend dem Pfeil 160 gerichtet ist. In diesem Fall besteht die Rückstellfederanordnung aus einer einzigen, dem Pfeil 160 entgegenwirkenden Rückstellfeder. Die Bremszylinderanordnung kann dann ebenfalls beispielsweise aus einem einzigen Bremszylinder bestehen, in dessen Bremsfluidleitung eine Drossel angeordnet ist.
6 zeigt ein Diagramm, in welchem verschiedene Funktionen einer Parksperre über der Zeit t aufgezeichnet sind. Die Bedeutung der Kurven a bis f sowie der Zeitpunkte t₁ bis t₆ ergibt sich direkt aus der Zeichnungsbeschriftung.
Der Magnetventildruck a) bzw. der Fluiddruck am Ausgang des Steuerventils 28 steigt im Zeitpunkt t₁ auf den Druck des übergeordneten Fluidsystems an und wird bis zum Zeitpunkt t₅ aufrechterhalten. Der Parksperrenzy linderdruck b) bzw. der Fluiddruck im Zylinderraum 34 steigt im Zeitpunkt t₁ an, erreicht im Zeitpunkt t₂, in dem die Sperrklinke ausrastet seinen höchsten Wert, fällt in diesem Zeitpunkt t₂ schlagartig ab und baut sich im erst wieder auf, wenn der Kolben 22 am linken Anschlag ist (Zeitpunkt t₄).
Der Bremszylinderdruck c), also beispielsweise der Druck im Zylinderraum 62, geht im Zeitpunkt t₁ auf seinen Höchstwert, den er bis zum Zeitpunkt t₃ beibehält, ab dem der Bremsdruck über die Drossel 70 kontinuierlich entlüftet wird. Der Parksperrenzylinderweg d), also der Weg des Kolbens 22, vergrößert sich ab dem Zeitpunkt t₁, in dem der Kolben 22 von seinem rechten Anschlag abhebt und sich bis zu seinem linken Anschlag bewegt, den er im Zeitpunkt t₄ erreicht.
Die Torsionsspannung e) im Parksperrenrad hat im Zeitpunkt t₁ ihren größten Wert. Im Zeitpunkt t₂, in welchem die Sperrklinke 6 ausrastet, fällt die Torsionsspannung entlang der gestrichelten Linie auf Null ab. Der Verdrehwinkel f) des Parksperrenrades hat infolge der Torsionsspannung im Zeitpunkt t₁ einen bestimmten Wert. Im Zeitpunkt t₂, wenn die Sperrklinke 6 ausrastet, wird das Parksperrenrad 2 frei und schwingt sich in eine Ruhelage ein.
Verriegeln der Parksperre:
Wenn im Zeitpunkt t₅ ein Signal zum Einlegen bzw. Einrücken der Sperrklinke 6 erfolgt, fallen der Magnetventildruck a) und damit der Parksperrenzylinderdruck b) wieder auf den Wert Null ab, der Stellzylinder bzw. der Kolben 22 bewegt sich zu seinem rechten Anschlag (Parkzylinderstellweg d). Die Torsionsspannung e) am Parksperrenrad und dessen Verdrehwinkel f) steigen dabei in Abhängigkeit beispielsweise von der Hangneigung auf vorgegebene Werte an.

2: Parksperrenrad
4: Rastverzahnung
6: Sperrklinke
8: Doppelpfeil
10: Sperrkegel
12: Betätigungsstange
14: Doppelpfeil
16: Rückstellfeder
18: Hydraulischer Stellantrieb
20: Zylindergehäuse
22: Kolben
24: Kolbenstange
26: Schwenkhebel
28: Steuerventil
30: Erste Anschlussleitung
32: Zweite Anschlussleitung
32': Leitungsabschnitt
34: Zylinderraum
36: Anschluss
38: Verbindungsstück
40: Zweiter Kolben
42: Steuerkante
44: Steuerkante
46: Erste Schaltnut
48: Zweite Schaltnut
50: Abzweigleitung
52: Dritte Schaltnut
54: Anschluss
56: Bremszylinderanordnung
58: Bremszylinder
60: Kolben
62: Zylinderraum
64: Rückschlagventil
66: Drossel
68: Rückschlagventil
70: Drossel
102: Sperrklinke
104: Hydraulischer Stellantrieb
106: Parksperrenrad
108: Welle
110: Rückstellfederanordnung
112: Rastverzahnung
114: Rastzahn
116: Doppelpfeil
118: Rückstellfeder
120: Rückstellfeder
122: Pfeil
124: Bremszylinderanordnung
126: Bremszylinder
128: Bremszylinder
130: Kolben
132: Kolben
134: Zylinderraum
136: Zylinderraum
138: Verbindungsleitung
140: Drossel
150: Rastverzahnung
152: Parksperrenrad
154: Sperrklinke
156: Belastungsrichtung
158: Belastungsrichtung
160: Verschieberichtung

Claims

Parksperre für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe, umfassend ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad, eine Sperrklinke, die zwischen einer in eine Rastverzahnung oder dergleichen des Parksperrenrades eingerasteten Sperrstellung und einer ausgerückten Lösestellung verstellbar ist, und eine beim Entriegeln der Parksperre wirksame Dämpfungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung als auf das Parksperrenrad (6) wirkende, mittels einer hydraulischen Bremszylinderanordnung (56) betätigte Bremse ausgebildet ist, und dass die Bremszylinderanordnung (56) während der Ausrückbewegung der Sperrklinke (6) mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt ist, der von dem auf das Parksperrenrad (2) rückwirkenden Haltemoment abhängig ist.
Parksperre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Stellantrieb (18), welcher zumindest die Ausrückbewegung der Sperrklinke (6) steuert, wobei der das Druckfluid für die Ausrückbewegung führende Druckfluidkreis des Stellantriebes (18) über eine Abzweigleitung (50) mit einem auf das Parksperrenrad (2) wirkenden Bremszylinder (58) verbunden ist.
Parksperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (18) als einfach wirkender, gegen eine Rückstellfeder (16) arbeitender Stellzylinder ausgebildet ist, und dass der zugeordnete Kolben (22) auf seiner dem zugeordneten Zylinderraum (34) abgewandten Seite als Steuerkolben ausgebildet ist, welcher während eines ersten Teils der Ausrückbewegung der Sperrklinke (6) eine Verbindung der Abzweigleitung (50) mit dem Druckfluidkreis und gegen Ende der Ausrückbewegung eine Verbindung der Abzweigleitung (50) mit einem Fluidsumpf (Anschluss 54) herstellt.
Parksperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckfluid-Zuleitung (Anschlussleitung 32) des Stellantriebes (18) ein in Zuführrichtung schließendes und in der Gegenrichtung öffnendes Rückschlagventil (64) sowie parallel dazu eine Drossel (66) vorgesehen sind, und dass die Abzweigleitung (50) druckbezogen vor der Drossel (66) abzweigt.
Parksperre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abzweigleitung (50) ein in Zulaufrichtung zum Bremszylinder (58) öffnendes und in der Gegenrichtung schließendes Rückschlagventil (68) sowie parallel dazu eine Drossel (70) vorgesehen sind.
Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (106) und die zugeordnete Sperrklinke (102) jeweils mit einer zusammenwirkenden Schrägverzahnung versehen sind, dass das Parksperrenrad (106) axial gegen die Kraft einer Rückstellfederanordnung (110) verschiebbar gelagert ist, und dass die Bremszylinderanordnung (124) einer jeweiligen Rückstellbewegung des Parksperrenrades (106) entgegenwirkende Bremszylinder (126, 128) umfasst, wobei in der mit dem jeweiligen Bremszylinder (126, 128) verbundenen Bremsfluidleitung (Verbindungsleitung (138)) eine Drossel (140) angeordnet ist.
Parksperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägverzahnung des Parksperrenrades (106) und der zugeordneten Sperrklinke (102) als einfache Schrägverzahnungen ausgebildet ist, dass das Parksperrenrad (106) aus einer axialen Neutralstellung in zwei entgegengesetzte Richtungen (Doppelpfeil 116) verschiebbar ist, dass die Rückstellfederanordnung (110) zwei den beiden Verschieberichtungen jeweils entgegenwirkende Rückstellfedern (118, 120) umfasst, und dass die Bremszylinderanordnung (124) zwei das Parksperrenrad (106) zwischen sich klemmende Bremszylinder (126, 128) umfasst, deren Zylinderräume (134, 136) über eine Drossel (140) miteinander verbunden sind.
Parksperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverzahnung (150) des Parksperrenrades (152) und die zugeordnete Sperrklinke (154) als gepfeilte Verzahnungen ausgebildet sind, derart, dass bei beiden Belastungsrichtungen (156, 158) zwischen Parksperrenrad (152) und Sperrklinke (154) das Parksperrenrad (152) in der gleichen Richtung (160) axial belastet wird, dass das Parksperrenrad (152) in der Belastungsrichtung (160) axial verschiebbar ist, dass die Rückstellfederanordnung eine der Verschieberichtung entgegenwirkende Rückstellfeder umfasst, und dass die Bremszylinderanordnung einen der Rückstellbewegung des Parksperrenrades (152) entgegenwirkenden Bremszylinder aufweist, in dessen Bremsfluidleitung eine Drossel angeordnet ist.
Parksperre nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrückbewegung der Sperrklinke (102) durch einen hydraulischen Stellantrieb (104) gesteuert wird.
Parksperre nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5 sowie 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Stellantrieb (18, 104) über ein 2-Stellungs-Steuerventil (28) angesteuert wird.