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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Parksperrenmechanismus
für ein ein Automatgetriebe umfassendes Kraftfahrzeug 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, wobei die Parksperrenfunktion über ein Sperrkegel-Klinkensystem
realisiert wird, was in einem günstigen Aufbau resultiert.
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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Aus
der
US 5,685,406 ist
eine Ausführung einer Parksperre bekannt, bei der eine
Getriebeabtriebswelle drehfest mit einem Parksperrenrad verbunden
ist, welches an seinem Außendurchmesser eine Art Keilwellenprofil
aufweist. Des weiteren ist eine Sperrklinke vorgesehen, welche bei
aktivierter Parksperre radial in das Keilwellenprofil des Parksperrenrades
formschlüssig eingreift, wodurch die Getriebeabtriebswelle
dann blockiert ist. Beim Auslegen der Parksperre wird die Sperrklinke über
einen mechanisch wirkenden Mechanismus aus dem Eingriff mit dem
Parksperrenrad geführt, so dass das Parksperrenrad bzw.
die Getriebeabtriebswelle entriegelt ist und der Antriebsstrang
abtriebsseitig nicht mehr verblockt ist. Das Auslegen der Parksperre
erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe,
wobei der Fahrer hierzu den Wählhebel aus der Parkstellung
in eine beliebige andere Wählhebelposition positionieren
muss.
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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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Beim
Einlegen der Parksperre wird die Sperrklinke durch den Sperrkegel
in die Verzahnung des Parksperrenrades gedrückt und stützt
sich dabei gegen eine Führungsplatte ab. Bei eingelegter
Parksperre wird ein über die Antriebsräder abtriebsseitig an
dem Getriebe anliegendes Drehmoment von der Sperrklinke abgestützt.
Dieses Drehmoment wird beispielweise dadurch erzeugt, dass ein Fahrzeug
in Vorwärtsfahrtrichtung bergauf oder bergab steht und die
dabei an dem Fahrzeug angreifende Hangabtriebskraft abtriebsseitig
in den Antriebsstrang eingeleitet wird.
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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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Ein
weiterer Parksperrenmechanismus ist Gegenstand der
DE 2103662 A . Hierbei weist
der Parksperrenmechanismus einen die Parksperrenklinke betätigendes
Sperrelement auf, das an einem Gehäuse über einen
Linienkontakt und an der Parksperrenklinke über eine Rolle
geführt ist.
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Das üblicherweise
als Sperrkegel ausgebildete Sperrelement derartiger Parksperrenmechanismen
ist üblicherweise im gesperrten Zustand zwischen der Parksperrenklinke
und einer Führungsplatte bzw. einem Stützbolzen
eingeklemmt, um zu verhindern, dass die Parksperrenklinke aus der
Zahnlücke des Parksperrenrades herausgedrückt
wird.
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Nachteilig
ist hierbei, dass Sperrkegel, Führungsplatte und Parksperrenklinke
dynamisch und statisch sehr hoch belastet sind und dadurch sehr verschleißanfällig
sind. Der hohe Verschleiß entsteht insbesondere beim Herausziehen
des Sperrkegels bzw. des Sperrelementes unter hoher Last, wodurch im
Kontaktbereich in das System Energie eingebracht wird, was zu einer
starken lokalen Temperaturerhöhung führt; im Extremfall
kann dies sogar zu Gefügeumwandlungen führen.
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Ein
wichtiges Kriterium für die Dauerhaltbarkeit der Parksperre
ist die Überdeckung zwischen Sperrkegel und Führungsplatte
bzw. Parksperrenklinke im eingelegten Zustand. Eine große Überdeckung
zwischen diesen Bauteilen ist zunächst günstig,
da hohe statische bzw. dynamische Kräfte übertragen
werden können, ohne dass die Selbsthemmung im System verloren
geht.
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Hierbei
wird die Überdeckung bei einer mechanischen Schaltung in
der Regel durch die in der Rastenscheibe definierten Positionen
bestimmt. Bei einer elektrischen Schaltung wird dies üblicherweise über
Anschläge an anderen Bauteilen, z. B. an Gehäuseteilen,
realisiert.
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Um
eine bestimmte minimale Überdeckung zu gewährleisten,
muss aufgrund der zahlreichen involvierten Bauteiltoleranzen die
mittlere Überdeckung deutlich höher gewählt
werden, was umgekehrt betrachtet zu einer maximalen Überdeckung führen
kann. In nachteiliger Weise führt eine hohe Überdeckung
dazu, dass beim Herausziehen des Sperrelementes mehr Weg überfahren
werden muss, was wiederum darin resultiert, dass, wie bereits beschrieben,
der Energieeintrag, der proportional zum Weg steigt, in nachteiliger
Weise sehr hoch wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Parksperrenmechanismus
für ein ein Automatgetriebe umfassendes Kraftfahrzeug anzugeben,
durch den die maximale Überdeckung zwischen Sperrkegel
und Führungsplatte bzw. Parksperrenklinke im eingelegten
Zustand begrenzt wird und stets eine konstante Überdeckung
gewährleistet ist.
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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 ein Parksperrenmechanismus für ein ein Automatgetriebe
umfassendes Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem ein Bauteil des Parksperrenmechanismus
einen Anschlag zur Begrenzung der maximalen Überdeckung zwischen Sperrelement
und Führungsplatte bzw. Sperrklinke im eingelegten Zustand
aufweist.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
am Sperrkegel bzw. am Sperrelement des Parksperrenmechanismus ein Absatz
bzw. Anschlagbund vorgesehen, welcher vorzugsweise den gleichen
Winkel, wie die an der Führungsplatte vorgesehene Schräge
zum Abheben des Sperrelements aufweist. Dadurch kann in vorteilhafter
Weise die theoretische Überdeckung überfahren werden,
was dazu führt, dass die Sperrklinke etwas weiter in das
Parksperrenrad gedrückt wird. Wenn in diesem Zustand die
Klinke belastet wird, wird der Sperrkegel lediglich bis in die Sperrposition
zurückgeschoben.
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Im
Rahmen weiterer Ausführungsformen der Erfindung wird vorgeschlagen,
den gleichen Effekt über Anschläge in anderer
Gestaltung zu erreichen. Die Anschläge können
auch an anderen Bauteilen des Parksperrenmechanismus vorgesehen
sein, beispielsweise an der Sperrklinke, an der Führungsplatte
oder an einem Gehäuse.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption wird eine konstante
Sperrkegelüberdeckung realisiert, welche weitgehend unabhängig
von Bauteiltoleranzen ist; die Schwankung der Überdeckung durch
viele involvierte Bauteiltoleranzen wird eliminiert. Bestimmend
für die erzielbare Sperrkegelüberdeckung ist gemäß der
Erfindung nur noch der Sperrkegel, der sehr genau gefertigt werden
kann.
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Dies
bedeutet, dass die Sperrkegelüberdeckung serienübergreifend
konstant und besser reproduzierbar ist, was zudem eine gezielte
Erprobung ermöglicht.
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In
vorteilhafter Weise kann durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung des Sperrkegels bzw. des Sperrelementes des Parksperrenmechanismus ein
deutlicher Überhub realisiert werden, was insbesondere
zum Zweck der Signalerkennung „Parksperre eingelegt" von
Bedeutung ist, da auch die Sensortoleranz theoretisch in der Überdeckung
berücksichtigt werden muss; dies würde ohne die
erfindungsgemäße Ausgestaltung in einer größeren Überdeckung resultieren.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Wärmeeintrag
im System umfassend den Sperrkegel, die Sperrklinke und die Führungsplatte
beim Lösen der Parksperre unter hoher Last minimiert wird.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren
beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1:
Eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten
Parksperrenmechanismus;
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2:
Eine Detailansicht des Sperrkegels, der Sperrklinke und der Führungsplatte
aus 1 zur Veranschaulichung der Überdeckung
zwischen Sperrkegel und Führungsplatte bzw. Parksperrenklinke
im eingelegten Zustand; und
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3:
Eine Detailansicht des Sperrkegels, der Sperrklinke und der Führungsplatte
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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Der
in 1 gezeigte Parksperrenmechanismus umfasst eine
Sperrklinke 1, die in ein mit dem Abtrieb des Getriebes
verbundenes Parksperrenrad (nicht dargestellt) ein- oder ausrastet,
und ein auf einer Verbindungsstange 2 zur Rastenscheibe 3 angeordnetes
Sperrelement 4, welches als Sperrkegel 4 ausgebildet
ist und im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke 1 und
einer Führungsplatte 5 eingeklemmt ist, um ein
Herausdrücken der Sperrklinke 1 aus einer Zahnlücke
des Parksperrenrades zu verhindern. Der Sperrkegel 4 ist
auf der Verbindungsstange 2 über ein Federelement 6 angefedert
und vorgespannt. In der 1 ist die Rastenfeder der Rastenscheibe 3 mit 7 bezeichnet.
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Bei
der in 1 gezeigten Konstruktion kann die Überdeckung
zwischen Sperrkegel 4 und Führungsplatte 5 bzw.
Sperrklinke 1 im eingelegten Zustand sehr hoch sein. Eine
hohe Überdeckung führt dazu, dass beim Herausziehen
des Sperrkegels 4 mehr Weg überfahren werden muss,
was in einem hohen Energieeintrag resultiert.
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In 2 ist
die Überdeckung zwischen Sperrkegel 4 und Führungsplatte 5 im
eingelegten Zustand der Parksperre mit d bezeichnet; des weiteren
ist in 2 mit 4' der Sperrkegel im nicht eingelegten
Zustand der Parksperre bezeichnet. Bei der in 2 gezeigten
Konstruktion kann die Überdeckung d erhöht werden.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung,
die Gegenstand der 3 ist, wird vorgeschlagen, am
Sperrkegel 4 des Parksperrenmechanismus einen Anschlagbund 8 vorzusehen,
durch dessen Zusammenwirken mit der Führungsplatte 5 und/oder
der Sperrklinke 1 die maximale Überdeckung zwischen
Sperrkegel 4 und Führungsplatte 5 bzw.
Sperrklinke 1 im eingelegten Zustand der Parksperre begrenzt
wird. Analog zur Darstellung gemäß 2 ist
in 3 mit 4' der Sperrkegel 4 im
nicht eingelegten Zustand der Parksperre bezeichnet.
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Bei
dem gezeigten Beispiel weist der Anschlagbund am Sperrkegel 4 den
gleichen Winkel auf, wie die an der Führungsplatte 5 vorgesehene Schräge 9 zum
Abheben des Sperrkegels 4. Wie zudem aus einem Vergleich
der 2 und 3 ersichtlich, ist die Geometrie
der Führungsplatte 5 der Form des Sperrkegels 4 angepasst.
Zur Schaffung eines gewissen Freigangs des Sperrkegelbundes ist an
der Führungsplatte 5 eine weitere Schräge 10 vorgesehen,
an welcher der Sperrkegel 4 im nicht geschalteten Zustand
der Parksperre nicht anliegt.
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Im
Rahmen weiterer nicht dargestellter Ausführungsformen der
Erfindung kann der Anschlag zur Begrenzung der maximalen Überdeckung
zwischen Sperrkegel und Führungsplatte bzw. Sperrklinke
im eingelegten Zustand der Parksperre als noppenförmiger
Anschlag auf der Führungsplatte oder auch als an der Sperrklinke
vorgesehene Anschlagplatte ausgeführt werden.
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- 1
- Sperrklinke
- 2
- Verbindungsstange
- 3
- Rastenscheibe
- 4
- Sperrkegel,
Sperrelement
- 4'
- Sperrkegel
- 5
- Führungsplatte
- 6
- Federelement
- 7
- Rastenfeder
- 8
- Anschlagbund
- 9
- Schräge
zum Abheben des Sperrkegels
- 10
- Schräge
- d
- Überdeckung
zwischen Sperrkegel und Führungsplatte im eingelegten Zustand
der Parksperre
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3537091
C1 [0003]
- - US 5685406 [0004]
- - DE 19933618 A1 [0005]
- - DE 4127991 C2 [0007]
- - DE 2103662 A [0008]