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Die Erfindung bezieht sich auf eine Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend
- – eine schwenkbeweglich an einem Getriebegehäuse gelagerte Sperrklinke, die zwischen einer Einklinkstellung, in der sie in Eingriff mit einer Außenverzahnung eines mit dem Abtrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelten Parksperrenrades steht, und einer Ausklinkstellung, in der sie außer Eingriff mit der Außenverzahnung des Parksperrenrades steht, verschwenkbar ist, sowie
- – eine Rollenanordnung mit einer an dem Getriebegehäuse drehbeweglich gelagerten Widerlagerrolle und einer sich wenigstens zeitweilig einerseits am Umfang der Widerlagerrolle und andererseits an einer Betätigungskante der Sperrklinke abstützenden Betätigungsrolle, die mittels einer an einem Betätigungsmechanismus angelenkten Führungsstange entlang der Betätigungskante und auf dieser abrollend bewegbar ist.
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Derartige Parksperrenanordnungen sind bekannt aus der
DE 1530587 .
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Parksperrenanordnungen für Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe sind allgemein bekannt. Sie zeichnen sich allgemein durch ein Parksperrenrad mit flacher Stirnverzahnung aus, welches mit dem Abtrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, sowie durch eine in der Rotationsebene des Parksperrenrades schwenkbar am Getriebegehäuse angelenkte Sperrklinke, die an ihrem freien Ende einen auf die Verzahnung des Parksperrenrades formabgestimmten Sperrzahn aufweist. Bei Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs steht die Sperrklinke, insbesondere deren Sperrzahn, außer Eingriffs mit der Verzahnung des Parksperrenrades. Bei abgestelltem Fahrzeug kann – automatisch oder vom Fahrer initiiert – mittels eines Betätigungsmechanismus ein Parkmodus aktiviert werden, in dem der Sperrzahn der Sperrklinke in die Verzahnung des Parksperrenrades eingreift und dadurch dieses sowie den damit gekoppelten Abtrieb blockiert. Das Kraftfahrzeug ist so gegen Wegrollen geschützt. Bei der Konstruktion von Parksperrenanordnungen sind unter anderem drei Aspekte zu beachten. Zum einen muss die Betätigung sehr leichtgängig möglich sein, um auch nach längeren Abstellzeiten des Kraftfahrzeuges, bei der es zum Beispiels zur Korrosion einzelner Teile kommen kann, ein zuverlässiges Lösen der Parksperre zu gewährleisten, wobei jedoch die Fixierung der Sperrklinke in der Einklinkstellung während der Abstelldauer absolut sicher sein muss. Weiter ist zu beachten, dass insbesondere bei einem am Berg abgestellten Fahrzeug durch dessen Gewicht sehr hohe Kräfte über die Zahnflanken des Parksperrenrades und den Sperrzahn auf das Getriebegehäuse übertragen werden. Schließlich ist zu beachten, dass es beim Aktivieren des Parkmodus zu einer Zahn-auf-Zahn-Konstellation zwischen Sperrklinke und Parksperrenrad kommen kann, die jedoch für den Benutzer nicht erkennbar werden soll; vielmehr muss sich der Betätigungsmechanismus hiervor unabhängig aktivieren lassen und die Sperrklinke ggf. zeitverzögert bei einer geringen Fahrzeugbewegung selbsttätig einrasten.
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Aus der
US 3,700,080 A ist es bekannt, in der Ebene der Sperrklinke etwa senkrecht zu deren Längserstreckung einen am Getriebegehäuse angelenkten Hebel vorzusehen, der an seinem freien Ende mit einer drehbaren Rolle bewehrt ist, welche, der Schwenkstellung des Hebels folgend, auf einer Betätigungskante auf der parksperrenradabgewandten Seite der Sperrklinke abrollt. Die Anlenkpunkte von Hebel und Sperrklinke, deren Formgebung und relative Ausrichtung sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass in der Einklinkstellung zahnflankenübetragene Kräfte, die die Sperrklinke in ihre Ausklinkstellung zu überführen suchen, axial in den Hebel eingeleitet und an dessen Anlenkpunkt vom Gehäuse abgestützt werden. Der Hebel ist dabei in diese Stellung federvorgespannt. Zum Lösen der Sperrstellung dient eine in etwa parallel zur Schwenkachse des Hebels angeordnete, mittels des Betätigungsmechanismus axial verschiebliche Führungsstange mit einem konischen Abschnitt, der sich an einer korrespondierenden Anlagefläche auf der Kante des Hebels abstützt. Der konische Abschnitt dient als Anlaufschräge für die senkrecht zu seiner Längsachse stehende Hebelkante, sodass eine axiale Verschiebung der Führungsstange eine Schwenkbewegung des Hebels gegen seine Federvorspannung erzwingt, wodurch die Betätigungsrolle am freien Hebelende auf der Betätigungskante der Sperrklinke abrollt und diese zur Überführung in die Ausklinkstellung freigibt. Nachteilig dabei ist neben der störanfälligen Betätigung die unmittelbare Einleitung der zahnflankenvermittelten Kräfte über den Achsbolzen des Hebels in das Gehäuse.
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Aus der oben genannten, gattungsbildenden
DE 1 530 587 ist eine Parksperrenanordnung bekannt, bei der die zahnflankenvermittelten Kräfte über ein Rollenpaar auf das Getriebegehäuse übertragen werden. Hierzu ist eine nadelgelagerte Widerlagerrolle beabstandet von der parksperrenradabgewandten Betätigungskante der Sperrklinke am Getriebegehäuse angeordnet. In den Zwischenraum zwischen Widerlagerrolle und Betätigungskante ist mittels einer in der Schwenkebene der Sperrklinke axial verschiebbaren Führungsstange eine an deren freiem Ende angelenkte Betätigungsrolle einschiebbar.
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Formgebung und Anordnung der Rollen und der einen Betätigungsnocken aufweisenden Betätigungskante sind so aufeinander abgestimmt, dass sich die Betätigungsrolle, wenn sie zur Aktivierung des Parkmodus in den Spalt zwischen Widerlagerrolle und Betätigungskante hineingezogen wird, einerseits an der Widerlagerrolle und andererseits an der Betätigungskante abstützt und an dieser abrollt. Zur Lösung des Zahn-auf-Zahn-Problems ist die Führungsstange teleskopartig ausgebildet und sich zusammenziehend federvorgespannt. Nachteilig ist die geringe Führung, die die Betätigungsrolle bei ihrem Einführen in den Spalt zwischen Widerlagerrolle und Betätigungskante erfährt. Um ein seitliches Abgleiten aus der gemeinsamen Dreh- bzw. Schwenkebene von Widerlagerrolle, Betätigungsrolle und Sperrklinke zu vermeiden, müssen entweder die Rollen walzenartig breit ausgebildet und/oder die Führungsstange und ihre Lagerung sehr stabil ausgebildet werden. Beides ist im Hinblick auf Bauraum, Gewicht und Konstruktionskomplexität nachteilig.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Parksperrenanordnung derart weiterzubilden, dass ohne Sicherheitseinbußen eine filigranere Betätigungsmechanik einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Betätigungsrolle an einem um die Achse der Widerlagerrolle schwenkbaren Käfig gelagert ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung behält die grundsätzliche Idee der Übertragung der zahnflankenvermittelten Kräfte über ein Rollenpaar auf das Getriebegehäuse bei, wobei die Widerlagerrolle vorzugsweise mittels eines Nadel- oder Rillenkugellagers vergleichsweise aufwendig gelagert ist, wohingegen die Betätigungsrolle einfacher, beispielsweise gleitgelagert sein kann. Allerdings wird auf die Iolliartige, wenig stabile Anordnung der Betätigungsrolle am freien Ende einer vergleichsweise langen Führungsstange verzichtet. Stattdessen werden die Widerlagerrolle und die Betätigungsrolle mittels eines Käfigs verbunden, der um die Achse der Widerlagerrolle schwenkbar gelagert ist und in dem die Betätigungsrolle drehbar aufgehängt ist. Hierdurch wird eine seitliche Stabilisierung bei der Einführung der Betätigungsrolle in den Spalt zwischen Widerlagerrolle und Betätigungskante erzielt. Es wird beim Einführen der Betätigungsrolle eine Schwenkbewegung um die Achse der Widerlagerrolle erzwungen. Eine am Käfig ansetzende Führungsstange kann daher vergleichsweise filigran ausgestaltet werden, da ihre Struktur – anders als beim Stand der Technik – nicht zur Stabilisierung der Einführbewegung beitragen muss.
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Günstigerweise umgreift der Käfig die Achse der Widerlagerrolle mit Spiel. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die zahnflankenvermittelten Kräfte, die die Sperrklinke in ihrer Ausklinkrichtung beaufschlagen und die über die Betätigungskante auf die Betätigungsrolle übertragen werden, nur über die Kontaktstelle zwischen der Betätigungsrolle und der Widerlagerrolle geleitet und über das Lager der letzteren in das Gehäuse eingeleitet werden. Ein alternativer oder zusätzlicher Kraftfluss über den Käfig auf die Achse der Widerlagerrolle wird durch ein hinreichendes Spiel ausgeschlossen; dies gilt auch für den Fall einer evtl. abriebbedingten Umfangsverminderung der Rollen.
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Alternativ kann der Käfig flexibel ausgeführt sein, nämlich so, dass der Käfig sich unter den auf die Betätigungsrolle wirkenden Kräften d. h. unter den radialen Kräften zwischen der Betätigungsrolle und der Widerlagerrolle, elastisch deformierbar ist. In axialer Richtung wird die Betätigungsrolle weiterhin durch den Käfig geführt.
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Für die Anlenkung der Führungsstange am Käfig besteht große konstruktive Freiheit, bei der insbesondere der Aspekt der Leichtgängigkeit hohe Priorität genießen kann, da, wie erläutert, stabilisierende Maßnahmen nicht erforderlich sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungsstange an einem drehbeweglich an dem Käfig gelagerten Lagerbolzen senkrecht zu dessen Drehachse, die parallel zur Achse der Betätigungsrolle ausgerichtet ist, angreift. Dieser erste Freiheitsgrad der Anlenkung der Führungsstange am Käfig bedient dessen oben erläuterte Schwenkbewegung.
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Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Führungsstange den Lagerbolzen axial verschieblich durchsetzt und zwischen ihrer Anlenkstelle an dem Betätigungsmechanismus und dem Lagerbolzen einen Kragen aufweist und von einer Spiraldruckfeder umwunden ist, die sich einerseits an dem Kragen und andererseits an dem Lagerbolzen abstützt. Hierdurch wird dem Zahn-auf-Zahn-Problem begegnet. Stößt nämlich der Sperrzahn der Sperrklinke auf einen Zahn der Parksperrenradverzahnung kann die Betätigungsrolle nicht vollständig in den Spalt zwischen Betätigungskante und Widerlagerrolle eingeführt werden; der Käfig kann die entsprechende Schwenkbewegung nicht vollständig ausführen. Hiervon merkt der Benutzer jedoch nichts, da er in üblicher Weise den Betätigungsmechanismus aktiviert, d. h. die Führungsstange in gewohnter Weise axial verschiebt. Dies gelingt, weil die Führungsstange aufgrund ihrer axial verschieblichen Durchsetzung des Lagerbolzens unabhängig von einer vollständigen Verschwenkung des Käfigs in ihre axiale Endposition verschoben werden kann. Allerdings wird im Fall eines blockierten Käfigs dabei die Spiraldruckfeder gespannt und der Käfig somit in Richtung seiner Schwenkendlage federvorgespannt. Verdreht sich das Parksperrenrad nun aufgrund einer geringen Bewegung des Fahrzeugs so weit, dass der Sperrzahn in die Verzahnung eingreifen kann, ist die Schwenkbewegung des Käfigs nicht länger blockiert und dieser wird durch die Federvorspannung in seine Schwenkendlage überführt, wobei die Betätigungsrolle auf der Betätigungskante der Sperrklinke abrollt und diese dadurch in die Einklinkstellung zwingt.
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Am anderen Ende der Führungsstange ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anlenkstelle der Führungsstange an dem Betätigungsmechanismus am freien Ende eines Schwenkarmes angeordnet ist, dessen Schwenkachse senkrecht zur Drehachse der Betätigungsrolle und senkrecht zu deren Abrollbewegung auf der Betätigungskante der Sperrklinke ausgerichtet ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass der Schwenkarm parallel zu den Dreh-, Schwenk- bzw. Verschiebeebenen der Rollen, der Sperrklinke bzw. der Führungsstange schwenkbar ist. Die Anordnung senkrecht dazu ergibt sich jedoch häufig aus anderen konstruktiven Randbedingungen. Allerdings ergibt sich dabei ein weiterer Freiheitsgrad in der Bewegung der Führungsstange, die nun nicht mehr nur eine Axialverschiebung und eine Verschwenkung parallel zur Dreh- bzw. Schwenkebene der Rollen bzw. des Käfigs vollführt, sondern auch eine Schwenkbewegung senkrecht dazu. Diese darf von der Anlenkung der Führungsstange am Käfig natürlich nicht behindert werden. Daher ist bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Lagerbolzen eine von der Führungsstange durchsetzte, seitlich offene Axialbohrung aufweist und die Führungsstange eine Querbohrung einer in der Axialbohrung drehbeweglich gelagerten Führungskugel durchsetzt. Beispielsweise kann die Axialbohrung im Lagerbolzen zu einem Axialschlitz erweitert sein oder von einer Querbohrung gekreuzt werden. Durch die beschriebene, vorteilhafte Maßnahme wird an der Anlenkstelle der Führungsstange am Käfig ein Kugelgelenk realisiert, welches zugleich eine geführte Axialverschiebung der Führungsstange zulässt. Der Bewegungsfreiraum für die Führungsstange wird durch die Dimensionierung der seitlichen Öffnung der Axialbohrung, d. h. insbesondere der Schlitzbreite bzw. Querbohrungsweite vorgegeben.
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Um auch Zugkräfte übermitteln zu können, muss sich die Führungsstange auch auf ihrer der Anlenkstelle am Betätigungsmechanismus abgewandten Seite des Lagerbolzens an diesem abstützen können. Im Hinblick auf die drei Freiheitsgrade der bevorzugten Führungsstangenbewegung ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass sich die Führungsstange dort über ein kugelkappenförmiges Anlagestück, dessen konvexe Seite dem Lagerbolzen zugewandt ist, gegen dieses abstützt. Besonders bevorzugt stützt sich diese konvexe Seite des Anlagestücks gegen eine sattelförmige Anlagefläche des Lagerbolzens ab, deren Oberflächenform in der Schnittebene senkrecht zur Lagerbolzendrehachse der Kugelkappenform des Anlagestücks angepasst und in der Schnittebene senkrecht dazu flacher gestaltet ist. Die durch die Verschwenkung des Schwenkhebels am Betätigungsmechanismus hervorgerufene Schwenkbewegung kann somit durch Abrollen der Kugelkappe entlang der flachen Dimension der Anlagefläche kompensiert werden. Senkrecht dazu entsteht jedoch ein Formschluss, sodass die Axialbewegung der Führungsstange verlustfrei in eine Schwenkbewegung des Käfigs überführt wird.
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Wie bei Parksperrenanordnungen üblich, ist auch bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass die Sperrklinke in ihre Ausklinkstellung federvorgespannt ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass dies mittels einer um die Drehachse der Sperrklinke gewundene Drehfeder erfolgt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung in Ausklinkstellung,
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2 die Parksperrenanordnung von 1 in Aus- und Einklinkstellung,
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3 eine schematische Darstellung der Kraftübertragung bei einer Parksperrenanordnung gem. 1,
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4 eine schematisierte Schnittdarstellung der Rollenlagerung der Parksperrenanordnung von 1,
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5 eine bevorzugte Ausführungsform der Betätigung der Parksperrenanordnung von 1,
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6 eine schematische Schnittdarstellung des betätigungsmechanismusseitigen Endes der Führungsstange der Ausführungsform von 6,
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7 eine schematisierte Schnittdarstellung durch eine bevorzugte Ausführungsform der käfigseitigen Anlenkung der Führungsstange,
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8 eine Schnittdarstellung wie 7, jedoch senkrecht dazu.
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9 eine Schnittdarstellung wie 7 und 8, jedoch senkrecht dazu.
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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1 und 2 zeigen schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung 10, wobei die Anordnung 10 in 1 in ihrer Ausklinkstellung und in 2 in der Einklinkstellung dargestellt ist. Wie bei Parksperrenanordnungen üblich, ist eine Sperrklinke 12 vorgesehen, die über eine Anlenkstelle 14 an einem nur in den 3 und 4 angedeuteten Gehäuse 38 schwenkbar angelenkt ist. Im Bereich ihres freien Endes weist die Sperrklinke 12 einen Sperrzahn 16 auf, der in der Einklink- oder Parkstellung in die Verzahnung eines Parksperrenrades 18 eingreift und dieses dadurch blockiert. Da das Parksperrenrad 18 in nicht dargestellter Weise mit dem Abtrieb eines Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, kann das Kraftfahrzeug auf diese Weise gegen unbeabsichtigtes Wegrollen gesichert werden. Da insbesondere bei am Berg abgestelltem Fahrzeug aufgrund dessen Gewichtes ein erhebliches Drehmoment am Parksperrenrad 18 anliegen kann, welches über dessen Zahnflanken ein in Ausklinkrichtung gerichtetes Schwenkmoment auf die Sperrklinke 12 verursacht, ist es erforderlich, die Sperrklinke in ihrer Einklinkstellung sichern zu können.
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Zur Verschwenkung und Sicherung der Sperrklinke 12 ist ein Rollenmechanismus 20 vorgesehen, dieser umfasst einen Käfig 22, der schwenkbar an der Achse 24 einer drehbar am Gehäuse gelagerten Widerlagerrolle 26 angelenkt ist. An seinem freien Ende ist eine Betätigungsrolle 28 an dem Käfig 22 gelagert. Ihr Umfang berührt den Umfang der Widerlagerrolle 26. Zudem weist der Käfig einen Ausleger 30 auf, an dem ein Lagerbolzen 32 drehbar gelagert ist. Dieser Lagerbolzen 32 ist Ansatzpunkt einer axial beweglichen Führungsstange 34. Axiale Bewegung der Führungsstange 34 führt somit zu einem Verschwenken des Käfigs 22 um die Achse 24 der Widerlagerrolle 26. Die Betätigungsrolle 28 führt dabei eine Schwenkbewegung aus. Der Käfig 22 ist so zu der Sperrklinke 12 ausgerichtet und positioniert, dass bei der genannten Schwenkbewegung die Betätigungsrolle 28 auf einer Betätigungskante 36, die sich auf der parksperrenradabgewandten Seite der Sperrklinke 12 befindet, abrollt. Dabei wird die Sperrklinke 12 von ihrer Ausklinkstellung in die Einklinkstellung verschwenkt. Eine entgegen dieser Schwenkrichtung gerichtete Kraft wird, wie in 3 schematisch dargestellt, von der Betätigungsrolle 28 aufgenommen und an der Widerlagerrolle 26 abgestützt. Über deren Lagerung wird die Kraft dann in das in 3 angedeutet Gehäuse 38 eingeleitet. Die Sperrklinke 12 ist so in ihrer Einklinkstellung gesichert.
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Um eine weitere Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Rückverschwenken des Käfigs 22 zu schaffen, ist bei der dargestellten Ausführungsform die Betätigungskante 36 mit einem Knick 40 versehen, der zwischen den Anlagepositionen der Betätigungsrolle 28 in der Ausklinkstellung und der Einklinkstellung liegt. In der Einklinkstellung befindet sich der Käfig 22 mit der Betätigungsrolle 28 somit in einer „Über-Totpunkt-Stellung”, sodass ein Ausklinken zwingend zunächst mit einem tieferen Einklinken verbunden ist, welches bevorzugt gegen die Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder zu erfolgen hat, die die Sperrklinke 12 in Richtung ihrer Ausklinkstellung federvorbelastet.
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Obgleich die Führungsstange 34 bei der oben geschilderten Betätigung im Wesentlichen axial bewegt wird, wird ihr am Käfigausleger 30 angelenktes Ende durch die Schwenkbewegung des Käfigs 22 doch auf eine Teilkreisbahn gezwungen. Der Ausgleich dieser Schwenkbewegung der Führungsstange 34 ist der Grund für deren Anlenkung an dem drehbeweglich am Käfig 22 gelagerten Lagerbolzen 32.
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Der Fachmann wird verstehen, dass die oben erläuterte Betätigung der Parksperrenanordnung 10 nur möglich ist, wenn, wie in den 1 und 2 gezeigt, der Sperrzahn 16 in eine Ausnehmung zwischen zwei Zähnen der Verzahnung des Parksperrenrades 18 eingreifen kann. In einer Zahn-auf-Zahn-Stellung würde die Verschwenkung des Käfigs 22 blockiert. Da der Fahrzeugführer von diesen Problemen nichts merken soll, ist die Führungsstange 22 axial verschieblich im Lagerbolzen 32 gelagert. Eine die Führungsstange 34 umlaufende Spiraldruckfeder 42 stützt sich dabei einerseits gegen den Lagerbolzen 32 und andererseits gegen einen Kragen 44, der Führungsstange 34 ab. Auf diese Weise kann die Axialverschiebung der Führungsstange 34 auch bei Zahn-auf-Zahn-Stellung erfolgen, wobei jedoch der Käfig 22 in der in 1 gezeigten Stellung verbleibt, durch die sich spannende Feder 42 jedoch in die in 2 gestrichelt dargestellte, verschwenkte Position vorgespannt wird. Verdreht sich bei einer geringfügigen Bewegung des Kraftfahrzeugs das Parksperrenrad 18, sodass der Sperrzahn 16 zwischen zwei Zähne eingreifen kann, so wird der Käfig 22 durch die Kraft der Feder 42 verschwenkt und die Sperrklinke 12 in ihre Einklinkstellung überführt.
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Wie zuvor anhand von 3 erläutert, werden die in Ausklinkrichtung auf die Sperrklinke 12 wirkenden Kräfte von der Betätigungsrolle 28 an die Widerlagerrolle 26 übermittelt und von dieser in das Gehäuse 38 abgeführt. Das Lager der Betätigungsrolle 28 wird hiervon nicht belastet und kann entsprechend einfach, insbesondere als Gleitlager, ausgebildet sein. Das Lager der Widerlagerrolle 26 hingegen hat besagte Kräfte aufzunehmen und abzuleiten und sollte, um auch bei anliegenden Kräften eine reibungsarme Betätigung zu erlauben, aufwendiger aufgebaut sein, beispielsweise als Nadel- oder Rillenkugellager. Auch ist es erforderlich, dass der Käfig 22 mit hinreichendem Spiel um die Achse 24 der Widerlagerrolle 26 gelagert ist, sodass kein Kraftfluss über den Käfig 22 erfolgt. Dessen wesentliche Aufgabe ist allein die seitliche Stabilisierung der oben erläuterten Schwenkbewegung.
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4 zeigt detaillierter, wenngleich ebenfalls schematisch, den entsprechenden Aufbau anhand eines Schnittes durch die Achsen von Widerlagerrolle 26 und Betätigungsrolle 28. Die Widerrolle 26 ist mit einem Nadellager 46 um einen als Achse wirkenden Bolzen 24 gelagert, der seinerseits am Gehäuse 38 festgelegt ist. Der Käfig 22 ist mit Spiel um den Bolzen 24 gelagert und trägt seinerseits den Achsbolzen 48 der Betätigungsrolle 28, die auf ihm einfach gleitgelagert ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwischen dem Käfig 22 und dem Gehäuse 38 beiderseits des Käfigs 22 Distanzscheiben 50 um den Achsbolzen 24 der Widerlagerrolle 26 vorgesehen. In 4 ist ein Ausschnitt im Bereich der Lagerung des Käfigs 22 um den Achsbolzen 24 vergrößert dargestellt, um das Spiel dieser Lagerung zur Vermeidung eines Kraftflusses über den Käfig 22 zu veranschaulichen.
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Zur Erzeugung der Axialbewegung der Führungsstange 34 zur Betätigung der Parksperrenanordung 10 kann beispielsweise eine echte Axialverschiebeinheit oder ein parallel zum Käfig 22 schwenkbarer Schwenkhebel eines Betätigungsmechanismus eingesetzt werden. Vielfach ist jedoch, wie in 5 angedeutet, der Schwenkhebel 52 des Betätigungsmechanismus senkrecht zur Schwenkebene des Käfigs 22 schwenkbar. Hieraus ergibt sich zusätzlich zu der oben bereits erläuterten Schwenkbewegung der Führungsstange 34, die durch die Drehbeweglichkeit des Lagerbolzens 32 aufgefangen wird, eine Verschwenkung senkrecht dazu, wie in 5 aus dem Vergleich der mit durchgezogenen Linien dargestellten Ausklinkstellung und der mit gestrichelten Linien dargestellten Einklinkstellung hervorgeht. Beide Schwenkbewegungen müssen an beiden Enden der Führungsstange 34 abgefangen werden.
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6 zeigt die bevorzugte Anlenkung der Führungsstange 34 am Schwenkhebel 52. Bei dieser Ausführungsform ist die Führungsstange 34 in ihrem Endbereich senkrecht zu ihrer Axialrichtung abgewinkelt und weist zwei voneinander beabstandete Kragen 54, 56 auf, zwischen denen sich ein schmalerer Anlenkbereich 58 erstreckt. Der Anlenkbereich 58 durchsetzt eine Ausnehmung im Schwenkhebel 52. Die zuletzt im Zusammenhang mit 5 erläuterte Schwenkbewegung der Führungsstange 34 wird somit durch die Rotation des Anlenkbereichs 54 in der Ausnehmung des Schwenkhebels 52 abgefangen. Die weiter oben im Zusammenhang mit 2 erläuterte Schwenkbewegung hingegen wird einerseits dadurch abgefangen, dass der Anlenkbereich 58 die Ausnehmung des Schwenkhebels mit Spiel durchsetzt und andererseits dadurch, dass die Ränder der Ausnehmung beidseitig mit Schrägen 60 versehen sind, sodass der Anlenkbereich 58 innerhalb der Ausnehmung eine Kippbewegung durchführen kann.
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Die Anlenkung der Führungsstange 34 am Lagerbolzen 32 ist detaillierter, wenngleich nach wie vor schematisch, in den 7 bis 9 dargestellt, die unterschiedliche, senkrecht zueinander ausgerichtete Schnittdarstellungen durch den Lagerbolzen 32 zeigen. So ist der Lagerbolzen 32 mit einer sich konisch verjüngenden Axialbohrung 62 versehen, die in einer Ebene seitlich offen ist. Die seitliche Öffnung kann durch eine entsprechende Querbohrung 64 oder durch einen entsprechenden Axialschlitz realisiert sein. Innerhalb der Axialbohrung 62 ist eine Führungskugel 66 drehbar angeordnet, wobei die konischen Flächen der Axialbohrung 62 als Gleitlagerflächen der Führungskugel 66 dienen. Auf der anderen Seite wird die Führungskugel 66 von einem Distanzstück 68 in Position gehalten, dessen Anlagefläche ebenfalls eine Gleitlagerfläche für die Führungskugel 66 darstellt. Die Führungskugel 66 weist eine zentrale Durchgangsbohrung auf, die mit der Querbohrung 64 fluchtet und von der Führungsstange 34 durchsetzt ist. Der Durchmesser der Querbohrung 64 ist größer als der Durchmesser der Führungsstange 34, sodass die Führungsstange 34 in beschränktem Maße eine von der Führungskugel 66 geführte Schwenkbewegung in grundsätzlich zwei Freiheitsgraden durchführen kann. Aufgrund der drehbeweglichen Lagerung des Lagerbolzens am Käfig 22 ist jedoch nur der Schwenkfreiheitsgrad parallel zur Axialrichtung des Lagebolzens 32 erforderlich. Der Schwenkfreiheitsgrad senkrecht dazu wird durch die drehbare Lagerung des Lagerbolzens 32 selbst aufgefangen. Wird statt der Querbohrung 64 ein Schlitz als seitliche Öffnung der Axialbohrung 62 verwendet, lässt sich der nicht benötigte Freiheitsgrad durch entsprechende Dimensionierung des Schlitzes blockieren. Zugleich kann die Führungsstange 34 die für die oben erläuterte Lösung des Zahn-auf-Zahn-Problems wichtige Axialbewegung relativ zum Lagerbolzen 32 durchführen.
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Im Bereich ihres freien Endes ist die Führungsstange 34 mit einem kugelkappenförmigen Anlagestück 70 versehen, mit welchem sie sich gegen die Kraft der Spiraldruckfeder 42 am Lagerbolzen 32 abstützt. Die korrespondierende Anlagefläche 72 des Lagerbolzens 32 ist, wie aus den 8 und 9 ersichtlich, bevorzugt sattelförmig ausgebildet. In 8 ist diejenige Schwenkebene, um die die Führungsstange 34 aufgrund der Drehbeweglichkeit des Lagerbolzens 32 schwenkbar ist, in der Papierebene gezeigt. In dieser Ebene korrespondiert die Anlagefläche 72 des Lagerbolzens 32 exakt mit der Kugelkappenform des Anlagestücks 70, sodass eine entsprechende Verschwenkung der Führungsstange 34 verlustfrei in eine Rotation des Lagerbolzens 32 übersetzt wird. 9 hingegen zeigt die Schwenkebene senkrecht dazu, in der die Verschwenkung der Führungsstange 34 ausschließlich durch das Spiel der Querbohrung 64 bzw. des Schlitzes ermöglicht und durch die Führungskugel 66 geführt wird. In dieser Ebene ist die Anlagefläche 72 des Lagerbolzens 32 deutlich flacher ausgebildet, damit das Anlagestück 70 entsprechend der Verschwenkung auf der Anlagefläche 72 abrollen kann.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten und Alternativen an die Hand gegeben. Beispielsweise ist es denkbar, statt der axial beweglichen Führungsstange eine um ihre Längserstreckungsrichtung rotierbare Schaltstange zu verwenden, die von einem entsprechenden Betätigungsmechanismus bis zur Außenseite des Käfigs 22 im Bereich von dessen Widerlagerrollenachse 24 ragt. Dort ist eine mit dem Käfig 22 gekoppelte Schwenkscheibe angeordnet, die um die Drehachse der Widerlagerrolle schwenkbar ist. Die Schaltstange weist an ihrem käfigseitigen Ende einen Zahnkranz oder Zahnteilkranz mit einer Kegelverzahnung auf. Diese Kegelverzahnung kämmt mit einer korrespondierenden Kegelverzahnung eines den Lagerbereich der Schwenkscheibe umgebenden Zahnkranzes oder Zahnteilkranzes. Mittels einer Rotation der Schaltwelle kann also über den Kegelverzahnungseingriff ein Schwenkmoment auf die Schwenkscheibe und über deren Kopplung mit dem Käfig 22 auch auf den Käfig 22 selbst ausgeübt werden. Zur Lösung des Zahn-auf-Zahn-Problems ist die Schwenkscheibe nicht starr mit dem Käfig 22 gekoppelt. Vielmehr erfolgt die Kopplung mittelbar über eine um die Widerlagerrollenachse 24 gewundene Drehfeder, deren einer Endschenkel an einem Schwenkhebelfortsatz der Schwenkscheibe und deren anderer Endschenkel an der Wandung des Käfigs 22 festgelegt ist. Bei Rotation der Schaltstange und resultierender Rotation der Schwenkscheibe wird im Fall, dass aufgrund einer Zahn-auf-Zahn-Stellung der Käfig 22 nicht verschwenken kann, die Drehfeder gespannt. Gleitet der Sperrzahn 16 dann in einen Zwischenzahnraum des Parksperrenrades 18, sodass die Käfigverschwenkung nicht länger blockiert ist, wird der Käfig, getrieben von der Federkraft der Drehfeder, verschwenkt und hält die Sperrklinke 12 in ihrer Einklinkstellung. Die Überführung in die Ausklinkstellung erfolgt durch entsprechend umgekehrte Rotation der Schaltstange. Statt der Kegelverzahnung ist auch eine andere Verzahnungsart, beispielsweise eine Kronenverzahnung denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Parksperrenanordnung
- 12
- Sperrklinke
- 14
- Drehachse von 12
- 16
- Sperrzahn
- 18
- Parksperrenrad
- 20
- Rollenmechanismus
- 22
- Käfig
- 24
- Widerlagerrollenachse
- 26
- Widerlagerrolle
- 28
- Betätigungsrolle
- 30
- Ausleger
- 32
- Lagerbolzen
- 34
- Führungsstange
- 36
- Betätigungskante
- 38
- Gehäuse
- 40
- Knick in 36
- 42
- Spiraldruckfeder
- 44
- Kragen
- 46
- Nadellager
- 48
- Betätigungsrollenachse
- 50
- Distanzscheibe
- 52
- Schwenkhebel
- 54
- Kragen
- 56
- Kragen
- 58
- Anlenkbereich
- 60
- Schräge
- 62
- Axialbohrung
- 64
- Querbohrung
- 66
- Führungskugel
- 68
- Distanzstück
- 70
- Anlagestück
- 72
- Anlagefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1530587 [0002, 0005]
- US 3700080 A [0004]
