DE102009027089A1

DE102009027089A1 - Parksperre für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009027089A1
Application number: DE200910027089
Authority: DE
Inventors: Helmut Konrad; Walter Fischer; Gerhard Bailly
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-12-30

Abstract

Es wird eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Stufenlos-Getriebe, insbesondere für einen Traktor, vorgeschlagen, welche ein hydraulisch betätigbares Lamellenschaltelement (1) umfasst, welches im Öffnungssinne gegen die Kraft eines Federelementes (2) mittels eines in einem Kolbenraum verschieblich angeordneten und mit dem Lamellenpaket (3) in Wirkverbindung stehenden Kolbens (4) hydraulisch betätigbar ist, wobei das Schaltelement (1) ohne hydraulische Betätigung durch die Kraft des Federelementes (2) geschlossen gehalten wird, wobei eine Seite (5) des Schaltelementes (1) mit einem Gehäuse (6) des Getriebes drehfest verbunden ists (1) direkt oder über eine Zahnradstufe (8) mit dem mit zumindest einer Achse des Fahrzeugs verbundenen Getriebeausgang (9) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, insbesondere für einen Traktor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Parksperrensysteme bekannt. Zum einen existieren mechanische Handbremsen, bei denen die Bremse über ein Hebelsystem mit einer vom Fahrer ausgeübten Kraft eingelegt wird. Hierbei entsteht jedoch der Nachteil, dass durch die Abkühlung der Bremse bzw. der Bremslamellen diese Kraft absinken kann, wodurch und das Fahrzeug ins Rollen geraten kann. Zudem wird bei derartigen Systemen die Bremskraft durch den Fahrer definiert, was dazu führt, dass die Bremse immer mit unterschiedlicher Kraft eingelegt wird. Dies resultiert darin, dass ein sicherer Halt an Steigungen nicht immer gewährleistet sein kann.
Bei Traktoren ist beispielsweise bekannt, bei großen Steigungen oder Gefällen eine mechanische Handbremse als Parkbremse zum Halten des Traktors bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor zu verwenden, welche über einen Hebel und Bowdenzüge vom Fahrer betätigt bzw. eingelegt wird und das gleiche Bremssystem, wie die Betriebsbremse verwendet. Hierbei ist das Bremssystem als nasse Lamellenbremse ausgeführt, die sich im Betrieb des Traktors bis auf ca. 80°C erwärmt.
Wird nun das Fahrzeug abgestellt und vom Fahrer die mechanische Handbremse mit einer vom Fahrer definierten Kraft eingelegt, so kommt es oft vor, dass diese Kraft beim Abkühlen der Bremse bzw. der Bremslamellen sinkt, was ein Rollen des Fahrzeugs zur Folge haben kann, da der Fahrer nicht abschätzen kann, wie stark die Bremse bei warmen Lamellen angezogen werden muss, damit das Fahrzeug sicher gehalten werden kann.
Zum anderen sind mechanische Parksperren bekannt, bei denen eine mechanische Klinke in ein Klinkenrad eingreift, wobei die Betätigung der Parksperre in der Regel hydraulisch oder pneumatisch mittels einer externen Pumpe bzw. Pneumatik-Einrichtung erfolgt. Beispielsweise 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. Eine mechanische Parksperre ist in nachteiliger Weise ein zusätzliches System in einem Fahrzeug, kann nicht für andere Anwendungen verwendet werden und benötigt relativ viel Bauraum.
Aus der DE 38 39 787 A1 der Anmelderin geht ein Sperrdifferential mit einer über Verstärkungshebel betätigbaren Reibverbindungseinrichtung hervor, bei der axial vor ihrem Druckring und parallel dazu die Verstärkungshebel ungefedert derartig in einem Ringquerschnitt vorgeordnet sind, dass dieser nur etwa die Außenmaße des Druckringes erfordert.
Ferner ist aus der DE 32 12 495 A1 ein Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, umfassend vier in Eingriff stehende Kegelräder, von denen je eines den beiden Achsabtriebswellen zugeordnet ist, wobei auf dem Kegelrad der einen Achsabtriebswelle ein Lamellenpaket angeordnet ist, welches durch eine im Bereich des Kegelrads der anderen Achsabtriebswelle eingebaute Einrückkupplung, die aus einem verschieblichen Einrücklager, einer Einrückfeder und Druckelementen besteht, zu reibschlüssiger Verbindung und Sperrung des Differentials kuppelbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, insbesondere für einen Traktor anzugeben, welche durch die in das Getriebe integrierte Schalt- und Schmierpumpe zur Erzeugung des Betriebsdrucks des Getriebes ansteuerbar ist und wenig Bauraum erfordert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, insbesondere für einen Traktor vorgeschlagen, welche ein hydraulisch betätigbares Lamellenschaltelement umfasst, welches im Öffnungssinne gegen die Kraft eines Federelementes mittels eines in einem Kolbenraum verschieblich angeordneten und mit dem Lamellenpaket in Wirkverbindung stehenden Kolbens hydraulisch betätigbar ist und ohne hydraulische Betätigung durch die Kraft des Federelementes geschlossen gehalten wird.
Hierbei ist eine Seite des Schaltelementes mit einem Gehäuse des Getriebes drehfest verbunden; die andere Seite ist direkt oder über eine Zahnradstufe mit dem Getriebeausgang verbunden. Das Schaltelement ist vorzugsweise durch die in das Getriebe integrierte Schalt- und Schmierpumpe ansteuerbar.
Um den erforderlichen Bauraum für die Parksperre möglichst gering zu halten, umfasst das Schaltelement im Rahmen einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Hebeleinrichtung, welche die auf den Kolben übertragene Kraft des Federelementes verstärkt, wobei die Hebeleinrichtung axial betrachtet zwischen dem Lamellenpaket und dem Kolben des Schaltelementes angeordnet ist. Dadurch kann der Durchmesser des Schaltelementes gering gehalten werden, was in einem geringen erforderlichen Bauraum resultiert.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe zur Verfügung gestellt, welche in das Getriebe integriert ist, geringen Bauraum beansprucht und mittels des Getriebe – Systemdrucks ansteuerbar ist, so dass die Notwendigkeit der aus dem Stand der Technik bekannten getriebeexternen Pumpen zur Erzeugung von Drücken, die höher als der Getriebe – Systemdruck sind, entfällt. Des weiteren kann mittels der erfindungsgemäßen Parksperre das Fahrzeug auf einfache Weise bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor an einem Hang gehalten werden, da zum Schließen des Schaltelementes kein hydraulischer Druck benötigt wird.
Stufenlos-Getriebe, insbesondere bei Traktoren sollten der Forderung „powered zero” genügen; hierbei soll für den Fall, dass der Fahrer bei fahrendem Fahrzeug aussteigt, das Fahrzeug in einen sicheren Zustand übergehen, wobei das Aussteigen des Fahrers durch einen in den Fahrersitz integrierten Sensor detektiert wird. Gemäß der Erfindung kann bei Erkennung des Aussteigens des Fahrers bei nicht aktivierter Parksperre, diese aktiviert werden, wobei zu diesem Zweck das Schaltelement anhand des Signals des Sitzsensors, welches in einer Steuerung ausgewertet wird, geschlossen wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe darstellt, beispielhaft näher erläutert.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügte Figur umfasst die erfindungsgemäße Parksperre für ein Kraftfahrzeug ein hydraulisch betätigbares und durch die in das Getriebe integrierte Schalt- und Schmierpumpe ansteuerbares Lamellenschaltelement 1, das im Öffnungssinne gegen die Kraft eines Federelementes 2 mittels eines in einem Kolbenraum verschieblich angeordneten und mit dem Lamellenpaket 3 in Wirkverbindung stehenden Kolbens 4 hydraulisch betätigbar ist, wobei das Schaltelement 1 ohne hydraulische Betätigung durch die Kraft des Federelementes 2 geschlossen gehalten wird. Im geschlossenen Zustand des Schaltelementes ist der Getriebeausgang an ein Gehäuse des Getriebes gekoppelt.
Gemäß der Erfindung ist eine Seite 5 des Schaltelementes mit einem Gehäuse 6 des Getriebes drehfest verbunden, wobei die andere Seite 7 direkt oder wie in der Figur dargestellt über eine Zahnradstufe 8 mit dem mit zumindest einer Achse des Fahrzeugs verbundenen Getriebeausgang 9 verbunden ist.
Demnach wird die Parksperre aktiviert, wenn das Schaltelement 1 geschlossen wird, was durch die Kraft des Federelementes 2 erfolgt. Bei der gezeigten Aus führungsform ist eine Hebeleinrichtung 10 vorgesehen, welche die auf den Kolben 4 übertragene Kraft des Federelementes 2 verstärkt. Wie aus der beigefügten Figur ersichtlich, ist die Hebeleinrichtung 10 axial betrachtet zwischen dem Lamellenpaket 3 und dem Kolben 4 angeordnet, wobei mit dem Bezugszeichen 11 ein Sicherungsring bezeichnet ist. Dadurch kann der Durchmesser des Schaltelementes 1 gering gehalten werden, was in vorteilhafter Weise in einem geringen erforderlichen Bauraum resultiert. In der oberen Hälfte der Figur ist das Schaltelement im geschlossenen Zustand dargestellt, wobei in der unteren Hälfte der Figur das Schaltelement im geöffneten Zustand gezeigt wird.
Gemäß der Erfindung umfasst die Hebeleinrichtung 10 mehrere Hebel, vorzugsweise zwölf, die als gestanzte Blechteile ausgeführt sein können, die vorzugsweise in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind. Hierbei können die Hebel miteinander einstückig ausgeführt sein. Alternativ dazu kann die Hebeleinrichtung als Ring ausgeführt sein.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile der Parksperre für ein Kraftfahrzeug 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 der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Lamellenschaltelement
2: Federelement
3: Lamellenpaket
4: Kolben
5: Seite des Schaltelements
6: Gehäuse
7: Seite des Schaltelements
8: Zahnradstufe
9: Getriebeausgang
10: Hebeleinrichtung
11: Sicherungsring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19933618 A1 [0005]
- DE 3839787 A1 [0006]
- DE 3212495 A1 [0007]

Claims

Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, insbesondere für einen Traktor, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein hydraulisch betätigbares Lamellenschaltelement (1) umfasst, welches im Öffnungssinne gegen die Kraft eines Federelementes (2) mittels eines in einem Kolbenraum verschieblich angeordneten und mit dem Lamellenpaket (3) in Wirkverbindung stehenden Kolbens (4) hydraulisch betätigbar ist, wobei das Schaltelement (1) ohne hydraulische Betätigung durch die Kraft des Federelementes (2) geschlossen gehalten wird, wobei eine Seite (5) des Schaltelementes (1) mit einem Gehäuse (6) des Getriebes drehfest verbunden ist und wobei die andere Seite (7) des Schaltelementes (1) direkt oder über eine Zahnradstufe (8) mit dem mit zumindest einer Achse des Fahrzeugs verbundenen Getriebeausgang (9) verbunden ist.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Hebeleinrichtung (10) umfasst, welche die auf den Kolben (4) des Schaltelementes übertragene Kraft des Federelementes (2) verstärkt.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) axial betrachtet zwischen dem Lamellenpaket (3) des Schaltelementes (1) und dem Kolben (4) des Schaltelementes (1) angeordnet ist.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (1) durch die in das Getriebe integrierte Schalt- und Schmierpumpe ansteuerbar ist.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) mehrere Hebel umfasst, die als gestanzte Blechteile ausgeführt sein können, die in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel miteinander einstückig ausgeführt sind.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) als Ring ausgeführt ist.
Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Stufenlos-Getriebe, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall von Stufenlos-Getrieben, die der Forderung „powered zero” genügen, bei Erkennung des Aussteigens des Fahrers bei nicht aktivierter Parksperre, diese anhand des Signals eines in den Fahrersitz integrierten Sitzsensors, welches in einer Steuerung auswertbar ist, durch Schließen des Schaltelementes (1) geschlossen wird.