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Die
Erfindung betrifft eine Parksperreneinrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe,
insbesondere für
ein Automatgetriebe, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Parksperren
werden immer dann eingesetzt, wenn in einer Kraftübertragung
nichtmechanische Komponenten Verwendung finden, insbesondere bei automatischen
Getrieben mit hydrodynamischem Drehmomentwandler.
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Kraftfahrzeuge
mit Automatgetriebe werden somit üblicherweise mit einer Parksperre
ausgerüstet,
um ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Fahrzeugs bei Fahrzeugstillstand
und abgestelltem Motor zu unterbinden. Dabei blockiert die Parksperre
infolge eines durch den Fahrer eingeleiteten Betätigungssignals die drehfest
mit den Antriebsrädern
verbundene Getriebeabtriebswelle, beispielsweise indem eine im Automatgetriebe
angeordnete Sperrklinke mit der Verzahnung des auf der Getriebeabtriebswelle
angeordneten Parksperrenrades in Eingriff gebracht wird.
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Als Übertragungseinrichtung
zwischen einer derartigen, beispielsweise als Sperrklinke ausgebildeten
Parksperre und der in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges angeordneten
Betätigungsvorrichtung
der Parksperre sind vielfältige
mechanische, elektrohydraulische wie auch elektromechanische Systeme
bekannt. Dabei umfassen mechanische Übertragungseinrichtungen zur
Betätigung
der Parksperre beispielsweise einen Bowdenzug zwischen dem in der
Fahrgastzelle angeordneten Wählhebel und
der am Automatgetriebe angeordneten Getriebesteuerung.
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Um
die konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten
bezüglich
der freien Anordnung der Betätigungsvorrichtung
in der Fahrgastzelle zu verbessern, und um zudem auch eine akustische
Entkopplung der Betätigungsvorrichtung
vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zu gewährleisten, wird bei modernen
Kraftfahrzeugen bzw. Automatgetrieben zunehmend zum shift-by-wire
Prinzip übergegangen,
zumal auch moderne Automatgetriebe zunehmend vollelektronisch gesteuert
werden.
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Bei
derartigen "shift-by-wire"-Getrieben ist zumeist
keinerlei mechanische Verbindung zwischen dem Betätigungselement
in der Fahrgastzelle und dem Schaltgetriebe selbst mehr vorhanden.
Vielmehr erfolgt die Übertragung
der Schaltbefehle von der Betätigungseinrichtung
bzw. vom Wählhebel
des Automatgetriebes dabei zumeist ausschließlich mittels elektrischer
oder elektronischer Signale.
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Bezüglich der
Parksperre bedeutet dies mit anderen Worten, dass vorzugsweise auch
die zur Betätigung
der Parksperre vorgesehene Übertragungseinrichtung
zwischen dem Wählhebel
und der Stelleinrichtung der Parksperre, durch welche die Bewegung
der Sperrklinke bewirkt wird, als rein elektrische bzw. elektronische
Signalverbindung ausgebildet ist.
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Unabhängig von
der tatsächlichen
Ausbildung der Übertragungseinrichtung
besteht jedoch bei allen Parksperrensystemen die Anforderung, das
unbeabsichtigte Einrasten der Parksperre – beispielsweise infolge eines
Ausfalls hydraulischer oder elektrischer Komponenten – im Fahrbetrieb
zu vermeiden. Die Parksperre soll also mit Sicherheit nur dann einfahren,
wenn am Wählhebel
tatsächlich
die Hebelstellung P eingelegt ist, bzw. wenn – wie bei einigen Automatgetrieben
vorhanden – die
P-Taste gedrückt wurde
oder wenn – beispielsweise
nach dem Verlassen des Kraftfahrzeugs – ggf. ein automatisches Einlegen
der Parksperre erfolgte.
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Aus
der
DE 43 22 523 A1 ist
eine elektro-hydraulische Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Automatgetriebe
mit elektrisch ausgeführter Wirkverbindung
zwischen der Betätigungseinrichtung
des Automatgetriebes im Fahrzeuginnenraum und der elektrohydraulischen
Getriebesteuerung bekannt, bei der die verschiedenen Schaltstufen
des Automatgetriebes jeweils durch Druckbeaufschlagung elektrohydraulischer
Schaltglieder in der Getriebesteuerung eingelegt werden, während die
Betriebsstufe P durch Drucklos-Schaltung aller Schaltglieder eingelegt
wird. Die in dieser Druckschrift beschriebene Anordnung führt somit
zunächst
einmal dazu, dass bei Druckausfall die Parksperre nicht nur in der
Betriebsstufe P des Automatgetriebes, sondern in allen Betriebsstufen
des Wählhebels
eingelegt wird.
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Das
Einlegen der Parksperre erfolgt dabei über einen Federspeicher, während das
Ausrücken der
Parksperre hydraulisch über
den Öldruckkreislauf
des Automatgetriebes erfolgt. Um bei einer etwa defekten Getriebeölversorgung
das ungewollte Einlegen der Parksperre zu vermeiden, wenn am Wählhebel
nicht die Betriebsstufe P eingelegt ist, ist eine zusätzliche,
mittels Bowdenzug vom Wählhebel
aus gesteuerte Steuereinrichtung vorgesehen, die die Einlegung der
Parksperre über
den Federspeicher solange unterbindet, bis der Wählhebel in die Betriebsstufe P
gebracht wird.
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Die
DE 198 34 156 A1 beschreibt
eine Parksperre für
ein Kraftfahrzeug-Automatgetriebe,
bei der die Parksperrenklinke ebenfalls mittels eines Federspeichers
einrastet, und durch hydraulischen Druck aus dem Öldruckkreislauf
des Automatgetriebes – unter
gleichzeitiger Vorspannung des Federspeichers – entriegelt wird. Zur Verhinderung
ungewollten Einrastens der Parksperre bei Wegfall des Hydraulikdrucks
ist eine mechanische Kugelverriegelung der hydraulischen Parksperrenbetätigung vorgesehen, die über einen
Elektromagneten betätigt
wird. Solange der Elektromagnet bestromt ist, wird die Kugelverriegelung
in Verriegelungsstellung gehalten, so dass die Parksperre in der
Entriegelungsstellung verbleibt. Wird der Wählhebel in die Betriebsstufe
P verbracht, so wird der Elektromagnet abgeschaltet, wodurch sich
die Kugelverriegelung löst,
was wiederum zum Einfahren der Parksperre vermittels der Vorspannung
des Federspeichers führt.
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Aus
der
DE 10 2004
030 006 A1 ist eine Parksperrenvorrichtung bekannt, bei
der die Parksperrenklinke ebenfalls mittels Federspeicher einfährt, und
wiederum durch hydraulischen Druck aus dem Öldruckkreislauf des Automatgetriebes
unter gleichzeitiger Kompression des Federspeichers entriegelt wird.
Zur Vermeidung ungewollten Einrastens der Parksperre bei etwaigem
Wegfall des Hydraulikdrucks ist eine mechanische Klinkenhalterung
der hydraulischen Parksperrenbetätigung
vorgesehen, wobei die Klinkenhalterung durch Bestromen eines Elektromagneten
betätigt
wird. Solange der Elektromagnet unbestromt ist, wird die Klinkenhalterung
in Verriegelungsstellung gehalten, so dass die Parksperre in Entriegelungsstellung
verbleibt. Wird der Elektromagnet bestromt, so wird die Klinkenhalterung
ausgelöst,
und die Parksperre fährt
aufgrund der Vorspannung des Federspeichers ein.
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Die
aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur elektromagnetischen
oder mechanischen Sicherung der Parksperrenklinke in der ausgerückten Position
für den
Fall des ausbleibenden Hydraulikdrucks, insbesondere die elektromagnetisch
gesicherten Kugelhalterungen wie auch die elektromagnetisch ausgelösten Klinkenhalterungen, sind
jedoch aufwändig
und damit kostenintensiv in Konstruktion und Produktion. Es handelt
sich dabei jeweils um feinmechanisch anspruchsvolle Baugruppen,
die eine sehr genaue Abstimmung und Maßgenauigkeit der Bauteile erfordern,
und die zudem empfindlich auf unterschiedliche Umgebungsbedingungen
reagieren, weshalb auch eine besonders geschützte Anbringung derartiger
Halteeinrichtungen erforderlich ist.
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Mit
diesem Hintergrund ist es somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Parksperreneinrichtung mit einer Halteeinrichtung zur Sicherung der
Parksperrenklinke zu schaffen, mit der sich die genannten, im Stand
der Technik vorhandenen Nachteile überwinden lassen. Die Erfindung
soll dabei insbesondere eine Reduktion des mit der Parksperreneinrichtung
bzw. der Halteeinrichtung verbundenen hohen konstruktiven Aufwands
und der daraus resultierenden Kosten ermöglichen. Ferner soll die Halteeinrichtung
robust und vergleichsweise unempfindlich gegenüber Umgebungsbedingungen sein,
und die Halteeinrichtung soll eine flexible Anbringung im oder am
Kraftfahrzeuggetriebe, bzw. im Umfeld des Kraftfahrzeuggetriebes
erlauben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Betätigungseinrichtung
mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In
für sich
genommen zunächst
bekannter Weise umfasst die Parksperreneinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Parksperrenklinke mit einer Stelleinrichtung. Die
Stelleinrichtung dient dabei zum Ein- bzw. Ausrücken der Parksperrenklinke.
In an sich ebenfalls bekannter Weise umfasst die Parksperreneinrichtung
ferner eine Halteeinrichtung zur Sicherung der Parksperrenklinke
in der ausgerückten
Stellung. Die Halteeinrichtung trägt somit dafür Sorge,
dass kein unbeabsichtigtes Einrasten der Parksperre erfolgt – beispielsweise
infolge eines Druckabfalls im Hydrauliksystem des Getriebes – solange
am Wählhebel
nicht die Stellung P eingelegt ist.
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Erfindungsgemäß zeichnet
sich die Parksperreneinrichtung jedoch dadurch aus, dass die Halteeinrichtung
ein Kniehebelgetriebe umfasst. Dabei lässt sich das Kniehebelgetriebe
aus einer ersten, gestreckten Stellung, in welcher die Parksperrenklinke
durch das Kniehebelgetriebe in der ausgerückten Position festgehalten
ist, in eine zweite Stellung verbringen, in der das Kniehebelgetriebe
angewinkelt ist, und in der die Parksperrenklinke federbelastet
in das Parksperrenrad einfahren kann.
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Dies
ist zunächst
einmal vorteilhaft insofern, als die Parksperre auf diese Weise
beim etwaigen Ausfall insbesondere des Hydrauliköldrucks stabil und dauerhaft
ausgerückt
bleibt, ohne dass hierzu etwa die Versorgung eines Aktors mit Energie
erforderlich wäre,
beispielsweise die Bestromung eines Elektromagneten, wie dies in
Teilen des zitierten Standes der Technik der Fall ist. Ferner kann
die Auslösung
der Halteeinrichtung und das nachfolgende Einfahren der Parksperre
dank des erfindungsgemäß eingesetzten
Kniehebelgetriebes bereits durch minimale Kräfte erfolgen, so dass zur Auslösung der
Halteeinrichtung keine groß dimensionierten
und damit entsprechend teuren und raumgreifenden Aktoreinrichtungen
erforderlich sind. Letzteres hängt
insbesondere damit zusammen, dass die Anwinkelung des Kniehebels
im Kniehebelgetriebe und der nachfolgende Zusammenbruch der Haltewirkung
des Kniehebelgetriebes in der anfänglichen gestreckten Stellung
des Kniehebels bereits durch minimale Auslösekräfte beispielsweise eines kleinen
Elektromagneten erfolgen kann.
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Ferner
besitzt das erfindungsgemäß eingesetzte
Kniehebelgetriebe den Vorteil einer besonders zuverlässigen und
robusten Funktion, da die Anforderungen an die Maßgenauigkeit
der Bauteile beim Kniehebelgetriebe erheblich geringer sind als
bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kugel- oder Klinkenhalterungen.
Auch zeigt ein Kniehebelgetriebe eine geringere Abhängigkeit
von Reibungsverhältnissen
und ist damit auch erheblich unempfindlicher gegenüber unterschiedlichen
Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Schmierungsverhältnisse, Verschmutzung
oder Nässe
und dergleichen. Dadurch ergibt sich sowohl eine verbesserte, robuste und
sichere Funktion der Halteeinrichtung als auch eine Vergrößerung der
konstruktiven Freiheit bei der Anordnung der Halteeinrichtung bzw.
des Kniehebelgetriebes im Vergleich zum Stand der Technik.
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Insgesamt
wird damit infolge des erfindungsgemäßen Einsatzes des Kniehebelgetriebes
eine einfachere, robustere, kostengünstigere und zuverlässigere
Konstruktion der Halteeinrichtung einer Parksperreneinrichtung erreicht.
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Die
Erfindung lässt
sich zunächst
einmal unabhängig
davon realisieren, wie das Kniehebelgetriebe angeordnet und insbesondere
geometrisch dimensioniert ist, solange die zur Sicherung der Parksperrenklinke
in der ausgerückten
Position erforderlichen Haltekräfte
sicher übertragen
werden können. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Kniehebelgetriebe jedoch in seiner ersten
Stellung – in
der die Parksperrenklinke durch den Kniehebel in der ausgerückten Stellung
festgehalten wird – zumindest
geringfügig überstreckt.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der die Schenkel des Kniehebels
in der ersten Stellung des Kniehebelgetriebes nicht lediglich entlang
einer gemeinsamen Geraden angeordnet sind, sondern dass in dieser ersten
Stellung des Kniehebelgetriebes eine zumindest geringfügige Überstreckung
der Schenkel des Kniehebelgetriebes im Bereich einiger Winkelminuten
bis Winkelgrade erfolgt.
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Auf
diese Weise erfährt
das Kniehebelgetriebe, beispielsweise infolge der Federkraft des
zum Einfahren der Parksperre dienenden Federspeichers, eine stabilisierende
Wirkung in Bezug auf seine erste Stellung, in der die Sicherung
der Parksperrenklinke gegen ungewolltes Einrasten im Parksperrenrad
erfolgt. Zur Überführung der
Schenkel des Kniehebelgetriebes aus der ersten, gestreckten Stellung
in die zweite, angewinkelte Stellung, in welcher die Parksperrenklinke
einfahren kann, ist somit lediglich die geringfügige Überstreckung des Kniehebels sowie
eine daraus resultierende sehr geringe Rückstellkraft zu überwinden.
Anschließend
erfolgt unmittelbar die Anwinklung bzw. der Zusammenbruch der Haltewirkung
des Kniehebelgetriebes.
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Erfindungsgemäß ist es
zunächst
nicht von Bedeutung, auf welche Weise die Bewegung der Kniehebelschenkel
aus der ersten, gestreckten bzw. überstreckten Stellung in die
zweite, angewinkelte Stellung eingeleitet wird. So ist es beispielsweise
vorstellbar, dass hierzu ein Kraftstoß auf rein mechanischem Wege
auf den Kniegelenkpunkt des Kniehebelgetriebes übertragen wird, beispielsweise
durch einen mit dem Wählhebel
verbundenen Bowdenzug oder durch ein entsprechendes Betätigungsgestänge. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Parksperreneinrichtung jedoch ein Aktorelement
zur Auslenkung des Kniehebelgetriebes aus dessen erstem Zustand,
worauf die Anwinkelung des Kniehebels bzw. der Zusammenbruch der
Haltewirkung des Kniehebelgetriebes erfolgen kann.
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Diese
Ausführungsform
ist vorteilhaft insbesondere im Hinblick auf den Einsatz bei vollständig aktuatorisch
geschalteten Getrieben, insbesondere also bei Kraftfahrzeuggetrieben,
die nach dem shift-by-wire Prinzip lediglich durch Übertragung elektrischer
bzw. elektronischer Steuersignale geschaltet werden.
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Mit
diesem Hintergrund ist es gemäß einer weiteren,
besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung vorgesehen, dass das Aktorelement ein Solenoid bzw. ein
Elektromagnet ist. Diese Ausführungsform
besitzt den Vorteil, kompakt und platzsparend ausgeführt werden
zu können,
ferner lässt sich
ein Solenoid bzw. Elektromagnet weitestgehend beliebig anordnen.
Dank des erfindungsgemäß eingesetzten
Kniehebelgetriebes genügt
dabei ein sehr kleiner und leichter Elektromagnet, der einen minimalen
Strombedarf aufweist und damit auch Vorteile im Hinblick auf eine
kostengünstige
Produktion und Montage mit sich bringt.
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Im
Unterschied zu Teilen des eingangs zitierten Standes der Technik
ist zudem bei einer so ausgestatteten Parksperreneinrichtung keine
permanente Bestromung des Elektromagneten erforderlich, um die Parksperre
in der ausgerückten
Stellung zu sichern, weshalb auch der beim Stand der Technik damit
verbundene Stromverbrauch entfällt.
Zudem ergibt sich eine zusätzliche
Sicherheit gegen unerwünschtes
Einfahren der Parksperre für
den Fall eines Defekts bei der Stromversorgung des Elektromagneten
und bei gleichzeitig nicht vorhandenem Hydraulikdruck.
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Die
Erfindung lässt
sich zunächst
einmal unabhängig
davon verwirklichen, wo die Halteeinrichtung bzw. das Kniehebelgetriebe
angeordnet ist. Dabei erlaubt jedoch bereits der erfindungsgemäße Einsatz
eines Kniehebelgetriebes aufgrund dessen Unanfälligkeit gegenüber den
Umgebungsbedingungen und aufgrund seiner mechanischen Robustheit
eine besonders flexible Wahl des Anbringungsortes.
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Mit
diesem Hintergrund ist es gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass die Halteeinrichtung, bzw. das Kniehebelgetriebe,
unmittelbar mit einer Getriebeschaltwelle verbindbar ist. Dabei
wird durch die Getriebeschaltwelle in für sich genommen bekannter Weise
die Stelleinrichtung zum Ein- bzw. Ausrücken der Parksperrenklinke
betätigt.
Hierbei kann das Kniehebelgetriebe wahlweise sowohl innerhalb des
Getriebegehäuses
als auch außerhalb
des Getriebegehäuses angeordnet
sein. Aufgrund dieser Flexibilität
der Anordnung der Halteeinrichtung bzw. des Kniehebelgetriebes ist
somit ein konstruktiv einfacher und flexibel einsetzbarer Ersatz
der aus dem Stand der Technik bekannten, aufwändigeren Lösungen durch die erfindungsgemäße Parksperreneinrichtung
gegeben.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Erfindung ist die Halteeinrichtung, bzw. ist das Kniehebelgetriebe über einen
Seilzug oder ein Koppelgestänge
an die Stelleinrichtung der Parksperrenklinke anbindbar. Auf diese
Weise ergibt sich eine noch größere konstruktive
Freiheit bezüglich
der Auslegung und Anordnung des Kniehebelgetriebes.
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Gemäß weiterer,
bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung umfasst die Stelleinrichtung für die Betätigung der Parksperrenklinke
ein hydraulisches Aktorelement, wobei das hydraulische Aktorelement
vorzugsweise mittels eines Federspeichers in Richtung auf die eingerückte Parksperrenklinke
hin federbeaufschlagt ist. Dabei ist das hydraulische Aktorelement
so eingerichtet, dass bei Beaufschlagung durch Hydrauliköldruck das
Ausrücken
der Parksperrenklinke aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad erfolgt.
Diese Ausführungsformen
sind vorteilhaft insbesondere in Verbindung mit dem erfindungsgemäß eingesetzten
Kniehebelgetriebe, da auf diese Weise ein aktives Ausrücken der
Parksperrenklinke bei anliegendem Hydrauliköldruck – also bei laufendem Motor – somit
problemlos mittels Hilfsenergie erfolgen kann. Das Einfahren der
Parksperre hingegen kann aufgrund der Federbeaufschlagung des hydraulischen
Aktorelements im Dienst der Sicherheit auch ohne Hydrauliköldruck erfolgen.
Die Parksperrenklinke kann damit auch bei einem etwaigen Ausfall
des hydraulischen Systems noch ohne weiteres durch den Federspeicher
eingerückt
werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele
darstellender Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 in
schematischer Darstellung Parksperrenrad und Parksperrenklinke einer
Parksperreneinrichtung gemäß dem Stand
der Technik in der eingerückten
Stellung der Parksperre;
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2 in
einer 1 entsprechenden Darstellung und Ansicht Parksperrenrad
und Parksperrenklinke gemäß 1 in
der ausgerückten
Stellung der Parksperre
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3 in
schematischer Schnittdarstellung eine Halteeinrichtung für eine Parksperrenklinke
gemäß dem Stand
der Technik;
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4 in
einer 3 entsprechenden Darstellung und Ansicht eine
weitere Halteeinrichtung für eine
Parksperrenklinke gemäß dem Stand
der Technik;
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5 in
schematischer Darstellung eine Halteeinrichtung einer Ausführungsform
für eine
erfindungsgemäße Parksperreneinrichtung
in der Sperrposition;
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6 in
einer 5 entsprechenden Darstellung und Ansicht die Halteeinrichtung
gemäß 5 beim Übertritt
aus der Sperrposition in die Löseposition;
und
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7 in
einer 5 und 6 entsprechenden Darstellung
und Ansicht die Halteeinrichtung gemäß 5 und 6 in
der Löseposition.
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1 und 2 zeigen
jeweils in schematisierter Darstellung das Parksperrenrad 1 und
die Parksperrenklinke 2 einer Parksperreneinrichtung gemäß dem Stand
der Technik. Dabei ist in 1 die Parksperrenklinke 2 in
der eingerückten
Stellung dargestellt, in welcher Parksperrenrad 1 und damit
Antriebsstrang drehfixiert sind, während die Parksperrenklinke 2 in 2 ausgerückt ist,
womit sich Parksperrenrad 1 und Fahrzeug-Antriebsstrang frei
drehen können.
Die Betätigung
der Parksperrenklinke 2 erfolgt dabei durch eine Stelleinrichtung 3 mit
Betätigungsschieber
und in 1 und 2 andeutungsweise sichtbarem
Konus 4, wobei die Bewegungsrichtung von Betätigungsschieber
und Konus 4 senkrecht zur Zeichenebene verläuft.
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Die
Bewegung des Betätigungsschiebers und
damit das Ein- bzw. Ausrücken
der Parksperrenklinke 2 wiederum erfolgt durch einen in
den Figuren nicht dargestellten Aktuator, der so eingerichtet ist, dass
die Parksperre bei aktiviertem Aktuator ausgerückt ist, und bei Deaktivierung
bzw. Kräftefreiheit des
Aktuators mittels Federbelastung durch einen (nicht dargestellten)
Federspeicher einfährt.
Um jedoch zu vermeiden, dass bei einem etwaigen Ausfall des Aktuators,
beispielsweise bei Wegfall des Hydraulikdrucks im Fall eines hydraulisch
betätigten
Aktuators, die Parksperre ungewollt einfährt, obwohl das Fahrzeug beispielsweise
noch nicht zum Stillstand gekommen ist, oder obwohl sich der Getriebewählhebel
nicht in der Position P befindet, benötigen derartige Parksperreneinrichtungen
eine zusätzliche Halteeinrichtung
zur Sicherung der Parksperrenklinke in der ausgerückten Stellung.
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Derartige
aus dem Stand der Technik bekannte Halteeinrichtungen zur Sicherung
der Parksperrenklinke in der ausgerückten Stellung sind beispielhaft
in den 3 und 4 dargestellt. Dabei handelt
es sich bei der in 3 nur höchst schematisch dargestellten
Halteeinrichtung um eine elektromagnetisch betätigte Klinkensperre, wohingegen
in 4 eine ebenfalls elektromagnetisch betätigte Kugelsperre
dargestellt ist.
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Man
erkennt, dass die in den 3 und 4 dargestellten,
aus dem Stand der Technik bekannten Halteeinrichtungen zur Sicherung
der Parksperrenklinke in der ausgerückten Stellung in Form vergleichsweise
aufwändiger
Mechanismen vorliegen, die eine Vielzahl von maßlich exakt aufeinander abzustimmenden
Einzelteile umfassen. Derartige bekannte Halteeinrichtungen zur
Sicherung der Parksperrenklinke bringen damit jedoch erhebliche
Herstellungskosten mit sich, und sind zudem aufgrund ihrer Komplexität vergleichsweise
empfindlich bzw. anfällig
gegenüber
unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, weshalb bei den aus dem
Stand der Technik bekannten Halteeinrichtungen stets eine gut geschützte Anbringung
und entsprechende Schmiermittelversorgung unabdingbar ist.
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Die
aus dem Stand der Technik bekannten Halteeinrichtungen, wie sie
beispielsweise in den 3 und 4 dargestellt
sind, benötigen
zudem vergleichsweise kräftige
und damit tendenziell großvolumige
Elektromagneten 5, die auch einen erheblichen Strombedarf
aufweisen. Dies gilt in besonderem Maße für die Halteeinrichtung gemäß 4,
bei welcher der Elektromagnet 5 zur Fixierung bzw. Sicherung
der Parksperrenklinke in der ausgerückten Stellung eine permanente
Bestromung erfahren muss. Erst bei Abschaltung des Betriebsstroms
des Elektromagneten 5 wird dort die Sicherung der Parksperrenklinke
aufgehoben, und die Parksperre kann in die Verriegelungsstellung
einfahren. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass beispielsweise
bei der Halteeinrichtung gemäß 4 ein
permanenter Erregerstrom fließen
muss, um die Sperrklinke in der Öffnungsstellung
zu sichern, was insbesondere bei abgestelltem Motor und noch nicht
eingelegter Parksperre zu einer Belastung der Kraftfahrzeugbatterie führen kann.
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Diese
beim Stand der Technik noch anzutreffenden Einschränkungen
im Bereich der Halteeinrichtungen für die Parksperrenklinke lassen
sich infolge der Erfindung jedoch fast vollständig eliminieren, wie dies
anhand der 5 bis 7 ersichtlich wird.
Die 5 bis 7 zeigen in lediglich höchst schematischer
Darstellung die Halteeinrichtung für die Parksperrenklinke bei
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Parksperreneinrichtung.
Dabei zeigt 5 die Halteeinrichtung in der
Sperrposition, in 6 ist die Halteeinrichtung beim Übertritt
aus der Sperrposition in die Löseposition
dargestellt, und aus 7 geht die Halteeinrichtung
in der Löseposition
hervor, in der schließlich
die Sicherung der Parksperrenklinke in der ausgerückten Position
aufgehoben ist.
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Man
erkennt in den 5 bis 7 zunächst einmal
das Kniehebelgetriebe, das sich aus Betätigungshebel 6, Verbindungsschenkel 7 und Stützschenkel 8 zusammensetzt.
Dabei bilden Verbindungsschenkel 7 und Stützschenkel 8 – zusammen
mit dem Kniepunkt 9, der Verbindungsschenkel 7 und
Stützschenkel 8 beweglich
koppelt – den
eigentlichen Kniehebel 7, 8, 9. Der Betätigungshebel 6 hingegen
wirkt auf eine (nicht dargestellte) Stelleinrichtung 3,
mit der sich die Parksperrenklinke 2 zwischen der ausgerückten und
der eingerückten
Position hin und her bewegen lässt,
vgl. beispielsweise die in 1 und 2 angedeutete
Stelleinrichtung 3. Der Betätigungshebel 6 kann
ferner auch unmittelbar mit einer Getriebeschaltwelle 10 verbunden
sein, durch welche wiederum die Stelleinrichtung 3 betätigt und
damit die Parksperrenklinke 2 eingelegt wird.
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Mit
anderen Worten bedeutet dies, dass die Parksperrenklinke 2 in
der in 5 dargestellten Position des Kniehebelgetriebes 6, 7, 8, 9 infolge
der zeichnungsbezogen waagerecht blockierten Lage des Betätigungshebels 6 mittels
der Stelleinrichtung 3 in der ausgerückten Position fixiert bzw.
gesichert ist. Parksperrenrad 1 und Antriebsstrang sind
in der in 5 dargestellten Position des
Kniehebelgetriebes 6, 7, 8, 9 somit
rotatorisch frei beweglich.
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Zum
Einlegen der Parksperre hingegen muss die Stelleinrichtung so betätigt werden,
dass die Sicherung gegen ungewolltes Einfahren der Parksperrenklinke 2 gelöst wird,
wonach die Parksperrenklinke 2 – beispielsweise durch Federdruck aus
einem Federspeicher – einfahren
kann. Diese Betätigung
der Stelleinrichtung im Hinblick auf das Einfahren der Parksperrenklinke
erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
wie in 6 dargestellt.
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Hierzu
umfasst die Halteeinrichtung einen kleinen Elektromagneten 11 bzw.
ein Solenoid 11 mit einem elektromagnetisch ausfahrbaren
Betätigungsstift 12.
Bei Bestromung des Elektromagneten 11 fährt somit der Betätigungsstift 12 aus
und lenkt den Kniepunkt 9 des Kniehebelgetriebes 6, 7, 8, 9 aus
der gestreckten Stellung des Kniehebels 7, 8, 9 gemäß 5 in
Richtung auf eine Anwinkelung des Kniehebels 7, 8, 9 gemäß 6 aus.
Da die durch das Kniehebelgetriebe 6, 7, 8, 9 auf
den Betätigungshebel 6 und
damit auf die Stelleinrichtung 3 der Parksperrenverriegelung
ausgeübten
Betätigungs-
bzw. Haltekräfte
in der gestreckten Stellung des Kniehebels 7, 8, 9 – bezüglich des
Kniepunkts 9 des Kniehebels – keinerlei wirksamen Hebelarm
D aufweisen, kann die Auslenkung des Kniepunkts 9 somit
bereits durch sehr geringe Kräfte
erfolgen. Deshalb kommt die erfindungsgemäße Halteeinrichtung vorteilhafterweise auch
mit einem vergleichsweise kleinen und leistungsschwachen Elektromagneten 11 mit
geringem Bauraum- und Strombedarf aus.
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Im
Anschluss an die initiale Auslenkung des Kniepunkts 9 aus
der gestreckten Stellung des Kniehebels 7, 8, 9 gemäß 5 in
die gewinkelte Stellung gemäß 6 entsteht
jedoch ein sich schnell vergrößernder
Hebelarm D bezüglich
der von der Stelleinrichtung 3 bzw. der Schaltwelle 10 auf
den Kniehebel 7, 8, 9 rückwirkenden
Betätigungskräfte bzw.
Haltemomente M, vgl. die näherungsweise
angedeutete Darstellung der Vergrößerung des Hebelarms D beim Übergang
der Kniehebelstellung zwischen 5, 6 und 7.
Dies bedeutet jedoch, dass der Elektromagnet 11 lediglich
zur anfänglichen
Auslenkung des Kniehebels 7, 8, 9 aus
dessen gestreckter Stellung gemäß 5 in
eine geringfügig
angewinkelte Stellung gemäß 6 benötigt wird.
Anschließend
erfolgt die weitere Auslenkung des Kniehebels 7, 8, 9 bzw.
der nachfolgende Zusammenbruch der Haltewirkung des Kniehebelgetriebes 6, 7, 8, 9 selbsttätig aufgrund
der von der Stelleinrichtung über die
Schaltwelle 10 auf den Kniehebel 7, 8, 9 rückwirkenden
Betätigungskräfte bzw.
Haltemomente M und aufgrund des sich rasch vergrößernden Hebelarms D.
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Durch
eine anfänglich
geringfügige Überstreckung
des Kniehebels 7, 8, 9 in der Position
der Halteeinrichtung gemäß 5 (sprich
mittels einer geringfügig
in Richtung des Elektromagneten verlagerte Ruheposition des Kniepunkts 9,
wie in 5 punktiert angedeutet) lässt sich zusätzlich die
Stabilität der
Sperrposition gemäß 5 verbessern,
ohne dass für
diesen Fall wesentlich größere Magnetkräfte zur
Auslenkung des Kniepunkts 9 aus der Halteposition gemäß 5 erforderlich
wären.
Auf diese Weise ergibt sich eine noch bessere Stabilität der Halteeinrichtung
gegenüber äußeren Einwirkungen
wie insbesondere Erschütterungen
und dergleichen.
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Im
Ergebnis wird somit deutlich, dass mit der Erfindung eine Parksperreneinrichtung
für Kraftfahrzeuggetriebe
geschaffen wird, die Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist
insbesondere bezüglich
Verringerung des mit der Sicherungseinrichtung verbundenen konstruktiven
Aufwands, sowie in Bezug auf die Verbesserung der Robustheit und
bezüglich
einer verringerten Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen. Ferner
lässt sich dank
der Erfindung die Sicherungseinrichtung der Parksperrenklinke besonders
flexibel im Kraftfahrzeuggetriebe bzw. im Umfeld des Kraftfahrzeuggetriebes
anordnen. Zudem benötigt
die erfindungsgemäße Parksperreneinrichtung
keinerlei Hilfsenergie zur Aufrechterhaltung der Sicherungswirkung
für die Parksperrenklinke,
sowie lediglich eine minimale Auslösekraft zur Freigabe der Parksperrensicherung.
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Die
Erfindung leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung
insbesondere der Kosteneffizienz, bei gleichzeitiger Verringerung
des Bauraumbedarfs und verbesserter Robustheit, bei der Konstruktion
und Herstellung von Parksperreneinrichtungen für Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere im
Einsatzfall bei kostenbewussten Anwendungen im Bereich der Automatgetriebe.
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- 1
- Parksperrenrad
- 2
- Parksperrenklinke
- 3
- Stelleinrichtung
- 4
- Konus
- 5
- Elektromagnet
- 6
- Betätigungshebel
- 7
- Verbindungsschenkel
- 8
- Stützschenkel
- 9
- Kniepunkt
- 10
- Getriebeschaltwelle
- 11
- Elektromagnet
- 12
- Betätigungsstift