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Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Durch die
DE 199 33 618 A1 der Anmelderin wurde eine Parksperrenvorrichtung für ein Automatgetriebe bekannt, wobei eine in einem Getriebegehäuse schwenkbar gelagerte Sperrklinke bei eingelegter Parksperre in ein Parksperrenrad eingreift und dieses blockiert. Dabei wird die Sperrklinke über einen Sperrkegel gegenüber einer Führungsplatte, die Teil einer Sperreinrichtung ist, abgestützt. Beim Einlegen der Parksperre übt der Sperrkegel auf die Sperrklinke eine Querkraft aus, welche parallel zur Achse des Parksperrenbolzens (Schwenkachse der Sperrklinke) gerichtet ist. Unter der Einwirkung dieser Querkraft stützt sich die Sperrklinke an der Führungsplatte ab, wodurch Reibungskräfte entstehen, welche die Bewegung der Sperrklinke verzögern.
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Aus der
US 5 685 406 A ist es bekannt, Rollen zur Verminderung der Reibung zwischen Sperrklinke und einem beweglichen Sperrelement einzusetzen. Das bekannte Sperrelement ist als Sperrrolle ausgebildet, welches ein Rollenpaar umfasst, von denen sich eines an der Sperrklinke und das andere an einem gehäusefesten Widerlager abstützt. Dadurch wird beim Einlegen der Parksperre infolge Rollreibung eine geringere Querkraft auf die Sperrklinke ausgeübt. Die bekannte Vorrichtung weist somit als Sperrelement keinen Sperrkegel, sondern eine Sperrrolle auf.
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Aus der
DE 10 2006 043 662 A1 geht ein Parksperre mit einer an einem Gehäuse verschwenkbar gelagerten Sperrklinke und einer zur Abstützung des Sperrkegels vorgesehenen gehäusefesten Führungshülse und einer reibungsoptimierten seitlichen Führung der Sperrklinke hervor. Dabei ist an dem Gehäuse eine Gehäusenut zur Führung der Sperrklinke vorgesehen, in die ein Abschnitt der Sperrklinke eintaucht, wenn sich die Parksperre im ausgelegten Zustand befindet. Zusätzlich ist an der Führungshülse auf derjenigen Seite der Gehäusenut, die dem konischen Ende des Sperrkegels zugewandt ist, einen Vorsprung vorgesehen, an dem sich die Sperrklinke seitlich abstützen kann, wenn der Sperrkegel zum Einlegen der Parksperre in seine Sperrstellung gebracht wird und die Sperrklinke aus der Gehäusenut ausschwenkt. Weiterhin zusätzlich ist an dem Gehäuse auf derjenigen Seite der Gehäusenut, die dem konischen Ende des Sperrkegels abgewandt ist, am Auslauf der Gehäusenut seitlich neben der Gehäusenut eine Abstützfläche vorgesehen, an der sich die Sperrklinke seitlich abstützen kann, wenn der Sperrkegel beim Auslegen der Parksperre aus seiner Sperrstellung gezogen wird. Im Ergebnis ist die Sperrklinke stets - also in beiden Schaltzuständen der Parksperre - zwischen Führungshülsen-Vorsprung und Gehäuse-Abstützfläche seitlich geführt ist, sodass der Gleitwiderstand an der Sperrklinke beim Verschwenken vergleichsweise gering ist.
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Ein weiteres Problem, welches in Fahrzeugen auftreten kann, sind Kriechströme zwischen Motorblock, Anlasser und Getriebe, was in ungünstigen Fällen, z.B. bei einem Kontakt zwischen Sperrklinke und Führungsplatte bzw. Getriebegehäuse zu einer Funkenbildung führen kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Parksperrenvorrichtung der eingangs genannten Art die Sicherheit beim Einlegen der Parksperre zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Parksperrenvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen .
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Erfindungsgemäß ist das Stützelement als elektrisch isolierendes Stützelement in Art eines Isolationskörpers ausgebildet, d. h. als ein elektrisch nicht oder schlecht leitendes Zwischenglied zwischen Sperrklinke und Führungsplatte sowie Getriebegehäuse. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass bei Ladungsdifferenzen zwischen Sperrklinke und Getriebegehäuse kein Ladungsausgleich durch Stromfluss erfolgt, wodurch Materialschädigungen, die beispielsweise durch Funken verursacht werden können, vermieden werden. Dies erhöht die Sicherheit beim Einlegen der Parksperre Das Stützelement übt somit eine elektrisch isolierende Funktion oder beide Funktionen gleichzeitig aus.
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Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Isolationskörper vollständig aus einem Keramikwerkstoff oder vollständig aus einem Kunststoffwerkstoff - insbesondere aus Duroplast, beispielsweise PEEK oder TORLON - oder aus einem Grundkörper mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung, die gleichzeitig auch reibungsmindernd sein kann, bestehen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement als mindestens ein Wälzkörper, vorzugsweise als mindestens eine Kugel ausgebildet. Damit wird der Vorteil einer besonders geringen Reibung, d. h. einer Rollreibung erreicht, welche erheblich niedriger als die Haft- oder Gleitreibung zwischen Stahl auf Stahl ist. Der Wälzkörper kann auch als Isolationskörper ausgebildet sein, womit dieser wiederum zwei Funktionen übernimmt, nämlich Verminderung der Reibung und elektrische Isolierung.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können als Wälzkörper auch Zylinderrollen zum Einsatz kommen, welche aufgrund der Linienberührung eine größere Tragfähigkeit als Kugeln aufweisen. Der mindestens eine Wälzkörper kann auch tonnenförmig ausgebildet sein und abgerundete Enden aufweisen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Wälzkörper in einem Käfig, insbesondere einer Hülse geführt, wobei der Käfig oder die Hülse an der Führungsplatte und/oder am Gehäuse befestigt und/oder abgestützt sind. Das reibungsarme und/oder elektrisch isolierende Stützelement kann somit durch eine einfache konstruktive Maßnahme realisiert werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sperrklinke im Bereich ihres Führungselementes, d. h. bevorzugt im Bereich des Klinkenhakens durch das Stützelement geführt. Damit erfolgt die seitliche Abstützung der Sperrklinke im äußersten, dem Parksperrenbolzen abgewandten Ende der Sperrklinke, wodurch sich die geringste Reaktionskraft und damit die geringste Reibung ergeben.
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Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Isolationskörper zylinder- oder tonnenförmig ausgebildet sein. Dadurch ergeben sich linien- oder punktförmige Kontakte mit der Sperrklinke. Möglich ist jedoch auch ein Flächenkontakt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Isolationskörper in einer Nische des Getriebegehäuses und auf der Führungsplatte angeordnet. Der Isolationskörper ist damit hinreichend fixiert, wobei durch einen Längsschlitz ein „Kontaktfenster“ zur Sperrklinke gegeben ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
- 1 eine Ansicht einer Parksperrenvorrichtung mit Sperrklinke und Parksperrenrad,
- 2 einen Querschnitt durch die Sperrklinke mit erfindungsgemäßer Kugelführung,
- 3 eine Ansicht von unten auf die Sperrklinke,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem als Isolationskörper ausgebildeten Stützelement,
- 5 einen Schnitt in der Ebene V-V in 4 und
- 6 einen Schnitt in der Ebene VI-VI in 4.
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1 zeigt eine Parksperrenvorrichtung 1 für ein nicht dargestelltes Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Parksperrenrad 2 (teilweise) und eine Sperrklinke 3, schwenkbar auf einem gehäusefesten Parksperrenbolzen 4 gelagert, dargestellt sind. Die Sperrklinke 3 weist einen Klinkenzahn 3a, einen Klinkenhaken 3b sowie eine bogenförmige Abstützfläche 3c für einen Sperrkegel auf, welcher durch einen gestrichelten Kreisumfang u und eine Achse a angedeutet ist. Die Parksperrenvorrichtung 1 umfasst ferner eine Führungsplatte 5, welche gehäuseseitig abgestützt ist und im Bereich des Klinkenhakens 3b einen Führungsschlitz 5a aufweist. Die Sperrklinke 3 ist durch eine Schenkelfeder 6 belastet, welche als Rückstellfeder fungiert. Das Parksperrenrad 2 weist eine Verzahnung mit Zähnen 2a und Zahnlücken 2b auf. Die Darstellung zeigt die Sperrklinke 3 und das Parksperrenrad 2 in einer so genannten Zahn-auf-Zahn-Position, d. h. der Zahn 3a der Sperrklinke 3 befindet sich in Zahnkopfkontakt mit dem Zahn 2a der Parksperrenverzahnung, wobei die Sperrklinke 3 durch den Sperrkegel u, welcher an der Abstützfläche 3c angreift und sich an der Führungsplatte 5 abstützt, gegen den Zahn 2a des Parksperrenrades 2 gedrückt wird. Die Parksperre kann erst dann vollständig eingelegt werden, wenn sich der Zahn 2a weiterbewegt und eine Zahnlücke 2b freigibt.
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Im Bereich des Klinkenhakens 3b ist oberhalb der Führungsplatte 5 ein als Kugel 7 ausgebildeter Wälzkörper gestrichelt dargestellt, dessen Funktion im Folgenden genauer beschrieben wird.
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2 zeigt einen Schnitt der Ebene II-II in 1, d. h. einen Querschnitt durch die Sperrklinke 3 im Bereich des Klinkenhakens 3b, welcher sich durch den Führungsschlitz 5a der Führungsplatte 5 erstreckt. Die Sperrklinke 3 wird durch den Sperrkegel u mit einer Querkraft belastet, welche durch den Pfeil Q angedeutet ist. Auf der in Kraftrichtung Q abgewandten Seite der Sperrklinke 3 ist der als Kugel 7 ausgebildete Wälzkörper in einer Hülse 8, vorzugsweise einer Stahlhülse 8 angeordnet und geführt, und zwar quer zur Richtung der Kraft Q. Die Stahlhülse 8 ist vorzugsweise auf der Führungsplatte 5 und/oder am Getriebegehäuse 9 befestigt.
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Sobald sich das Parksperrenrad 2 aus der in 1 dargestellten Zahn-auf-Zahn-Position weiterbewegt hat und der Klinkenzahn 3a in eine Zahnlücke 2b einfallen kann, bewegt sich die Sperrklinke 3 in 2 nach oben, d. h. entsprechend dem Pfeil PE (Parksperre eingelegt). Die durch die Querkraft Q belastete Sperrklinke 3 stützt bei dieser Bewegung über die Kugel 7 und die Stahlhülse 8 an der Führungsplatte 5 bzw. dem Gehäuse 9 ab, wobei im Führungsschlitz 5a ein Spalt s belassen ist. Damit werden einerseits eine durch Haft- oder Gleitreibung verursachte Reibkraft auf die Sperrklinke 3 und andererseits auch ein Verkippen der Sperrklinke 3 um eine Kante des Führungsschlitzes 5a vermieden. Stattdessen findet erfindungsgemäß zwischen Sperrklinke 3 und Stahlhülse 8 eine Wälzbewegung über die Kugel 7 statt, bei welcher lediglich Rollreibung auftritt, welche nur eine geringe Widerstandskraft auf die Sperrklinke 3 ausübt. Die Sperrklinke 3 kann somit relativ schnell und unverzögert in die freigegebene Zahnlücke 2b des Parksperrenrades 2 einfallen (vgl. 1). Damit wird die Einlegesicherheit der Parksperrenvorrichtung erhöht.
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3 zeigt die Sperrklinke 3 und die Führungsplatte 5 in einer Ansicht von unten. Die Stahlhülse 8, in welcher die Kugel 7 senkrecht zur Zeichenebene geführt wird, ist als offener, längsgeschlitzter Zylinder ausgebildet, sodass sich zwischen der Sperrklinke 3 und der Kugel 7 ein Punktkontakt 10 ergibt. Die Stahlhülse 8 ist teilweise am Getriebegehäuse 9 abgestützt, welches die Querkraft Q (vgl. 2) aufnimmt.
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4, 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche oder analoge Teile gleiche Bezugsziffern wie zuvor, jedoch um 100 erhöht, verwendet werden.
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4 zeigt eine Ansicht von unten auf eine Sperrklinke 103, im Folgenden auch kurz Klinke 103 genannt, und eine Führungsplatte 105. Auf der Führungsplatte 105 ist ein zylinder- oder tonnenförmiger Isolierkörper 107angeordnet, und zwar in Kontakt mit der Klinke 103.
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5 zeigt einen Schnitt in der Ebene V-V in 4. Die Klinke 103 ist gehäusefest über einen Parksperrenbolzen 104 gelagert und weist einen Klinkenhaken 103b auf, welcher durch einen Führungsschlitz in der Führungsplatte 105 ragt. Die Sperrklinke 103 weist einen Klinkenzahn 103a auf, welcher sich in der hier gezeigten Darstellung in einer Zahn-auf-Zahn-Position mit einem Parksperrenrad 102 und dessen Zahn 102a befindet. Der Isolationskörper 107 weist eine Längsachse 107a auf, welche hier beispielhaft senkrecht zu derjenigen Fläche der Führungsplatte 105 angeordnet ist, mit der der Isolationskörper 107 in Kontakt ist.
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6 zeigt einen Schnitt in der Ebene VI-VI in 4. Der Isolationskörper 107 ist in einer Bohrung 109a des Getriebegehäuses 109 aufgenommen. Diese Bohrung 109a weist eine Längsachse 109b auf, welche mit der Längsachse 107a des Isolationskörpers 107 zusammenfällt. Die Bohrung 109a weist einen zur Klinke 103 hin offenen Längsschlitz 109c auf, sodass der Keramikkörper 107 eine Kontaktfläche mit der Klinke 103 bildet. Der Isolationskörper 107 steht somit auf der Führungsplatte 105 auf und wird seitlich und nach oben durch die eine Nische bildende Bohrung 109a gehalten.
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Die Funktion des Isolationskörper 107 besteht darin, die Klinke 103 bei Berührung mit der Führungsplatte 105 elektrisch zu isolieren, sodass es bei Ladungsdifferenzen zwischen dem Getriebegehäuse 109 und/oder der Führungsplatte 105 nicht zu einer Entladung und Funkenbildung kommen kann. Der Isolationskörper 107 übt somit zwei Funktionen aus, nämlich erstens eine Abstützung der Klinke 103 gegenüber der Führungsplatte 105 und zweitens eine Isolation der Klinke 103 gegenüber dem Getriebegehäuse 109.
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Der Isolationskörper 107 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als massiver Körper aus einem elektrisch nicht leitenden Keramikwerkstoff hergestellt. Alternativ kann der massive Körper auch aus einen elektrisch nicht oder elektrisch schlecht leitender Kunststoff - insbesondere aus einem Duroplast wie beispielsweise PEEK oder TORLON - hergestellt sein. Möglich ist jedoch auch, den Isolationskörper 107 als Hohlkörper oder als einen Grundkörper mit einer elektrisch nicht oder elektrisch schlecht leitenden Beschichtung auszubilden. Eine solche elektrisch isolierende Beschichtung würde ebenfalls den Übertritt von elektrischer Ladung und damit eine Funkenbildung verhindern. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich durch die Ausbildung des Isolationskörpers 107 als zylinderförmiger Körper eine Linienberührung mit der Klinke 103; bei einer tonnenförmigen Ausbildung würde sich eine Punktberührung mit der ebenen Außenfläche der Klinke 103 ergeben. Möglich wäre jedoch auch, den Isolationskörper 107 mit einer ebenen Kontaktfläche auszubilden, sodass sich ein größerer Kontaktquerschnitt mit der Folge einer geringeren Stromstärke bei einem eventuellen Ladungsübertritt ergeben würde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parksperrenvorrichtung
- 2
- Parksperrenrad
- 2a
- Zahn
- 2b
- Zahnlücke
- 3
- Sperrklinke
- 3a
- Klinkenzahn
- 3b
- Klinkenhaken
- 3c
- Abstützfläche
- 4
- Parksperrenbolzen
- 5
- Führungsplatte
- 5a
- Führungsschlitz
- 6
- Schenkelfeder
- 7
- Kugel (Wälzkörper)
- 8
- Stahlhülse
- 9
- Getriebegehäuse
- 10
- Punktkontakt
- 101
- Parksperrenvorrichtung
- 102
- Parksperrenrad
- 102a
- Zahn
- 103
- Sperrklinke
- 103a
- Klinkenzahn
- 103b
- Klinkenhaken
- 104
- Parksperrenbolzen
- 105
- Führungsplatte
- 107
- Stützelement / Isolationskörper
- 109
- Getriebegehäuse
- 109a
- Bohrung in Getriebegehäuse
- 109b
- Längsachse Bohrung
- 109c
- Längsschlitz
- a
- Achse Sperrkegel
- s
- Spalt
- u
- Umfang Sperrkegel
- PE
- Parksperre einlegen
- Q
- Querkraft
