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Die Erfindung betrifft eine Parksperreinrichtung zur Blockierung einer Rotationsbewegung in einem Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Parksperreinrichtung.
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Eine Parksperreinrichtung mit Sperrrad ist zum Beispiel aus den Offenlegungsschriften
CN 106 347 115 A und
CN 105 650 273 A bekannt. Bei diesen Einrichtungen steht das Sperrrad zusätzlich mit radial innerhalb des Sperrradaußenumfangs befindlichen Elementen in Kontakt.
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Aus dem Stand der Technik ist ein Sperrrad für eine Parksperreinrichtung zur Blockierung einer Rotationsbewegung in einem Abtrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die nachveröffentlichte
DE 10 2017 125 183 A1 beschreibt ein Sperrrad mit einer Außenverzahnung mit mehreren sich radial erstreckenden Zähnen. Ein jeweiliger Zahnkopf eines Zahnes ist dabei derart ausgestaltet, dass sich die Mitte des Zahnkopfes auf einem Kopfkreisdurchmesser befindet. Weiterhin weist ein jeweiliger Zahn in Umfangsrichtung des Sperrrades zumindest an einer Seite einen Vorsprung auf, der auf einem Vorsprungs-Durchmesser angeordnet ist, der größer ist als der Kopfkreisdurchmesser. Durch den Vorsprung wird eine an dem Sperrrad anliegende Parksperrklinke (kurz Sperrklinke) bei Rotation des Sperrrades nach radial außen beschleunigt. Dies ermöglicht es, die Klinke weniger tief in die Zahnlücke einfallen zu lassen, wodurch Vibrationen, Lärm und Verschleiß vermindert werden können.
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Wird die Parksperre bei hohen Geschwindigkeiten aktiviert, etwa durch Missbrauch oder fehlerhafte Bedienung, dann wird die Sperrklinke von den Zahnflanken des Parksperrrades wieder abgewiesen. Je stärker die Geschwindigkeit jedoch reduziert wird, desto tiefer fällt die Klinke in die jeweilige Zahnlücke des Sperrrades ein und muss aus dieser Position wieder herausgeworfen werden. Der dabei entstehende Abweiseschlag erzeugt unnötige Vibrationen, Lärm und Verschleiß.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Parksperreinrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine lange Lebensdauer und geringe Geräuschemission verbindet.
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Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Parksperreinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Parksperreinrichtung sind in den Unteransprüchen 2-9 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welche eine erfindungsgemäße Parksperreinrichtung aufweist.
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Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Parksperreinrichtung zur Blockierung einer Rotationsbewegung in einem Antrieb eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein um eine Rotationsachse drehbares Parksperrrad und eine Parksperrklinke. Das Parksperrrad umfasst dabei eine Außenverzahnung mit mehreren sich radial erstreckenden Zähnen und dazwischen liegenden Zahnlücken. Die Parksperrklinke ist dabei dazu geeignet, zumindest bereichsweise radial in eine Zahnlücke des Parksperrrades einzugreifen, um eine Rotationsbewegung des Parksperrrades zu sperren. Weiterhin ist die Parksperrklinke vorzugsweise drehgelagert. Kennzeichnend ist weiterhin, dass die Parksperreinrichtung eine Steuerkontur sowie ein Konturfolgeelement zur Anlage an der Steuerkontur umfasst. Die Steuerkontur ist mechanisch mit einem der beiden Bauteile Parksperrrad und Parksperrklinke verbunden oder ist von diesem Bauteil als integraler Bestandteil ausgebildet. Das Konturfolgeelement ist dabei mechanisch mit dem jeweils anderen Bauteil verbunden. Unter einer mechanischen Verbindung wird in diesem Sinne verstanden, dass die Steuerkontur und / oder das Konturfolgeelement vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar mechanisch angeschlossen sind. Die Steuerkontur weist zudem wenigstens einen Abschnitt auf, der in einer ersten Rotationsrichtung des Parksperrrades abweichend von einer zur Rotationsachse koaxial verlaufenden Kreisbahn zu der dem jeweiligen Bauteil, mit welchem das Konturfolgeelement verbunden ist, radial abgewandten Seite verläuft. Die Kontur der Steuerkontur verläuft somit zumindest bereichsweise zunehmend nach radial innen. Sie weist somit zumindest bereichsweise einen Abschnitt auf, welcher von einer ideellen Kreisbahn abweichend zunehmend in Richtung der Rotationsachse verläuft. Bei einer Relativ-Rotationsbewegung zwischen Parksperrrad und Parksperrklinke und einer damit einhergehenden Relativ-Rotationsbewegung zwischen Konturfolgeelement und Steuerkontur und Anlage des Konturfolgeelements an der Steuerkontur zwingt die Steuerkontur das Konturfolgeelement und damit die Sperrklinke in eine Bewegung mit einer nach radial innen gerichteten Bewegungskomponente. Das Konturfolgeelement liegt an der Steuerkontur an und folgt dieser in ihrer Bewegung zunehmend nach radial innen. Damit wird dann ein tiefes Einklinken der Sperrklinke in eine Zahnlücke des Sperrrades bewirkt. Die Anlage des Konturfolgeelements an der Steuerkontur findet dabei an der radialen Seite statt, die dem Bauteil, mit welchem das Konturfolgeelement verbunden ist, abgewandt ist.
Vorteilhaft an dieser Parksperreinrichtung ist, dass mittels der Anlage des Konturfolgeelements an der Steuerkontur und einer Führung des Konturfolgeelements an der Steuerkontur bei einer Relativ-Rotationsbewegung zwischen Parksperrrad und Parksperrklinke ein Einfallen der Sperrklinke in das Sperrrad forciert wird und das Sperrrad damit gesperrt wird.
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Die radiale Position des Konturfolgeelements wird mittelbar über die radiale Position der Sperrklinke bestimmt, da das Konturfolgeelement mittels des von ihm umfassten Verbindungselements mechanisch mit der Sperrklinke verbunden ist.
Mit der Betätigung der Sperrung durch den Fahrzeugnutzer erfährt die Sperrklinke eine Kraft mit zumindest einer nach radial innen gerichteten Komponente.
Bei einer Relativ-Rotationsbewegung zwischen Parksperrrad und Parksperrklinke verringert die Bewegung der Sperrklinke aufgrund der nach radial innen gerichteten Kraftkomponente somit nach dem Verlassen eines Zahnkopfes, auf welchem sie aufliegt, zunehmend den Radius der ideellen Kreisbahn, auf welcher sie sich bewegt. Die Bewegung der Sperrklinke kann unter Berücksichtigung des oben Erläuterten damit erfindungsgemäß im Wesentlichen in zwei Bewegungsbahnen eingeteilt werden. Die Sperrklinke bewegt sich entweder entlang einer ersten Bewegungsbahn oder sie bewegt sich entlang einer zweiten Bewegungsbahn.
Während dem Verlauf entlang der ersten Bewegungsbahn befindet sich das Konturfolgeelement mit seinem zum an der Steuerkontur anliegendem vorgesehenem Bereich zumindest zum Zeitpunkt eines Winkels von 0° zwischen den Winkelpositionen des radial äußersten Punktes der Steuerkontur und des Konturfolgeelements auf einer ideellen Kreisbahn, welche einen kleineren Radius aufweist als die ideelle Kreisbahn, auf welcher sich der radial äußerste Punkt der Steuerkontur befindet. Dadurch wird das Konturfolgeelement an die Steuerkontur auf deren radialer Innenseite angelegt und folgt somit dieser entlang dem nach radial innen verlaufenden Abschnitt der Kontur, wodurch ein Einziehen der am Konturfolgeelement befestigen Sperrklinke in eine Zahnlücke realisierbar ist.
Während dem Verlauf entlang der zweiten Bewegungsbahn befindet sich das Konturfolgeelement mit seinem zum an der Steuerkontur anliegendem vorgesehenem Bereich zumindest zum Zeitpunkt eines Winkels von 0° zwischen den Winkelpositionen des radial äußersten Punktes der Steuerkontur und des Konturfolgeelements auf einer ideellen Kreisbahn, welche einen größeren Radius aufweist als die ideelle Kreisbahn, auf welcher sich der radial äußerste Punkt der Steuerkontur befindet. Dadurch wird das Konturfolgeelement nicht an die Steuerkontur anlegt, wodurch keine mittelbare Forcierung der Sperrklinke in die Zahnlücke realisiert wird und somit die Sperrklinke, die Zahnlücke überspringend, auf dem Zahnkopf des nachfolgenden Zahnes landet, ohne dass sie aus einer teilweise eingefallenen Position wieder auszuschlagen ist. Entscheidend für die Bewegungsbahn der Sperrklinke ist die relative Geschwindigkeit zwischen Sperrklinke und Sperrrad. Die Geschwindigkeit, welche den Übergang für die beiden Bewegungsbahnen markiert, ist die sogenannte Abweisegeschwindigkeit. Sollte die relative Geschwindigkeit den Grenzwert, welcher die Abweisegeschwindigkeit ist, erreichen oder überschreiten, so bewegt sich die Sperrklinke auf einer zweiten Bewegungsbahn, also erfolgt kein Anlegen des Konturfolgeelements an der Steuerkontur und somit kein Einfallen der Sperrklinke in eine Zahnlücke. Unterhalb der Abweisegeschwindigkeit wird demnach eine erste Bewegungsbahn realisiert und das Sperrrad wird gesperrt. Die Abweisegeschwindigkeit entspricht einer definierten Umdrehungszahl eines rotierenden Elements im Antriebsstrang.
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Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt eine Anordnung der Steuerkontur an dem Parksperrrad sowie eine Anordnung des Konturfolgeelements an der Sperrklinke. Alternativ kann auch eine vertauschte Anordnung realisiert werden, in welcher dann die Steuerkontur an der Sperrklinke angeordnet ist und das Konturfolgeelement an dem Sperrrad. Die Anordnung der Parksperrklinke oder des Parksperrrades an den jeweiligen Bauteilen ist auch mittelbar realisierbar.
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Ergänzend zum oben Beschriebenen betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verbindungselement. Das Konturfolgeelement umfasst dabei ein Verbindungselement, welches die Verbindung zwischen Konturfolgeelement und Sperrklinke herstellt. Alternativ kann das Konturfolgeelement selbst ein Verbindungselement ausbilden. Weiterhin kann das Konturfolgeelement ein Mitnahmeelement umfassen. Das Mitnahmeelement ist dabei derart von dem Konturfolgeelement ausgebildet, dass es das Mittel der Anbindung zwischen Konturfolgeelement und Steuerkontur realisiert. Das Mitnahmeelement kann dabei im Wesentlichen als zylindrischer Vorsatz gesehen werden, welcher sich an der dem Sperrrad zugewandten Seite der Konturfolgeeinheit derart ausbildet, dass er dem Sperrrad mit seiner ebenen Oberfläche zugewandt ist, wobei seine Mantelfläche demzufolge parallel zur Oberfläche der Steuerkontur ausgebildet ist. Vorzugsweise befinden sich das Verbindungselement in einem der Sperrklinke zugewandten Bereich des Konturfolgeelements und das Mitnahmeelement an einem dem Sperrrad zugewandten Bereich des Konturfolgeelements.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Parksperreinrichtung eine Steuerrampe sowie eine Federung und/oder eine gefederte Führung des Konturfolgeelements auf. Die Steuerrampe ist dabei in axialer Richtung erstreckend der Steuerkontur in Drehrichtung vorgelagert. Insbesondere schließt sich die Steuerkontur entlang der Drehrichtung unmittelbar an die Steuerrampe an. Mittels der Federung und der Steuerrampe ist eine Bewegungsbahn der Sperrklinke realisierbar, auf welcher diese bei Rotation des Sperrrades zunächst von einem Zahnkopf, auf dem sie aufliegt, abgleitet und anschließend nicht in eine Zahnlücke einfällt. Das Konturfolgeelement überfährt dabei die Steuerrampe und wird federnd von dieser vom Sperrrad weg nach axial außen geführt. Die Konturfolgeeinheit wird hier nicht von der Steuerkontur gegriffen und die mit der Steuerkontur verbundene Parksperrklinke kann unbeeinflusst ihrer Bewegung folgen. Die Parksperrklinke überspringt somit die Zahnlücke, ohne in diese einzufallen. Die Steuerkontur und die Steuerrampe können dabei ein gemeinsames Bauteil ausbilden, welches auch als Steuerelement bezeichnet werden kann.
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Weiterhin ist eine federnde Anordnung des Verbindungselements an der Parksperrklinke realisierbar. Das Konturfolgeelement ist in dieser Ausgestaltung vorzugsweise fest mit dem Verbindungselement verbunden. Alternativ kann eine Federung des Konturfolgeelements selbst realisiert werden. Das Konturfolgeelement kann dabei z.B. als Blattfeder ausgebildet sein.
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In einer einfachen und stabilen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperreinrichtung ist die Parksperrklinke rotierbar gelagert. Dabei weist die Sperrklinke ein Sperrklinkenlager auf. Das bedeutet, dass die einfallende Bewegung der Parksperrklinke zur Realisierung des radialen Eingreifens in eine Zahnlücke des Parksperrrades eine Rotationsbewegung ist. Alternativ kann die Sperrklinke auch in einer Schiene oder Führung gelagert sein und eine Sperrung mittels einer translatorischen Sperrbewegung ausführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Parksperreinrichtung axial beidseitig des Parksperrrades jeweils eine Steuerkontur und ein Konturfolgeelement auf. Dabei erstrecken sich die an oder auf den beiden axial gegenüberliegenden Seiten des Parksperrrades angeordneten jeweiligen radial abweichenden Abschnitte der jeweiligen Steuerkonturen in entgegengesetzten Drehrichtungen.
Diese Ausgestaltung dient der Sperrung des Parksperrrades bei dessen Drehung in entgegengesetzten Drehrichtungen, wie zum Beispiel bei einer Drehung zur Realisierung eines Vorwärtsganges eines Kraftfahrzeuges sowie der Drehung zur Realisierung eines Rückwärtsganges des Kraftfahrzeuges.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Steuerelement die Steuerkontur und eine Steuerrampe. Die Steuerrampe ist derart ausgebildet, dass ihre Längserstreckungsrichtung parallel zu einer Tangente an einem zur Rotationsachse koaxialen ideellen Kreises liegt, wobei die Steuerrampe sich mit dem Verlauf in ihrer Längserstreckungsrichtung zunehmend von der Erstreckungsebene des Parksperrrades entfernt. Weiterhin kann das Steuerelement ein Steuerplateau umfassen, welches eine Fläche umfasst, die parallel zur Erstreckungsebene des Parksperrrades liegt, welche sich am Ende der Längserstreckungsrichtung der Steuerrampe an diese anschließt. Die Steuerkontur ist dabei derart Bestandteil des Steuerelements, dass sie als radial innere Seitenwand der Steuerrampe oder der Steuerrampe und des Steuerplateaus ausgebildet ist. Die Steuerrampe oder die Steuerrampe und das Steuerplateau sind dabei von dem Konturfolgeelement derart überfahrbar, dass die Bewegung der Sperrklinke in der Bewegungsbahn, in welcher sie sich bewegt, unbeeinflusst verläuft. Dabei überspringt die Sperrklinke eine Zahnlücke und gleitet weiter auf dem nachfolgenden Zahnkopf. Bei der Anordnung der Steuerrampen an den Steuerkonturen sind auch diese Steuerrampen entsprechend der entgegengesetzten Drehrichtungen der Steuerkontur vorgelagert. Das bedeutet, dass bei Anordnung der Steuerkonturen am Parksperrrad an einer ersten axialen Seite des Parksperrrades sich eine erste Steuerkontur entlang einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn nach radial innen erstreckt und entgegen des Uhrzeigersinns an die Steuerkontur die Steuerrampe angeschlossen ist. Derart kann bei einer Relativ-Rotationsbewegung des Parksperrrades in Bezug zur Parksperrklinke entgegen des Uhrzeigersinns die Parksperrklinke in die Verzahnung bzw. die Zahnlücken des Parksperrrades eingezogen werden. An der axial gegenüberliegenden, zweiten Seite des Parksperrrades ist eine entsprechend ausgestaltete Steuerkontur und Steuerrampe vorgesehen, die eine entgegengesetzte Ausrichtung haben, sodass bei einer Relativ-Rotationsbewegung des Parksperrrades in Bezug zur Parksperrklinke im Uhrzeigersinn die Parksperrklinke in die Verzahnung bzw. die Zahnlücken des Parksperrrades eingezogen wird.
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Ergänzend wird der erfindungsgemäße Gegenstand derart realisiert, dass die Zähne der Außenverzahnung derart ausgebildet sind, dass sich die Mitte des Zahnkopfes auf einem Kopfkreisdurchmesser befindet. Ein jeweiliger Zahn weist in Umfangsrichtung des Sperrrades zumindest an einer Seite einen Vorsprung auf, der auf einem Vorsprungs-Durchmesser angeordnet ist, der größer ist als der Kopfkreisdurchmesser, so dass eine an dem Sperrrad anliegende Sperrklinke bei Rotation des Sperrrades durch den Vorsprung nach radial außen beschleunigbar ist. Die Zähne der Außenverzahnung sind wie üblich sich nach radial außen erstreckend angeordnet. Ein jeweiliger Zahnkopf ist dabei der Bereich des Zahns, der durch Zahnflanken in Umfangsrichtung begrenzt ist und einen größeren Durchmesser aufweist als der Zahnfuß. Die Mitte eines jeweiligen Zahnkopfes ist der Bereich, der sich mittig zwischen den beiden den jeweiligen Zahnkopf begrenzenden Zahnflanken befindet. Zumindest dieser Bereich liegt auf dem Kopfkreisdurchmesser. Je höher die Winkelgeschwindigkeit des Sperrrades ist, umso höher ist die Beschleunigung, die die an der Außenverzahnung anliegende Sperrklinke erfährt, sodass sie - in Abhängigkeit von der Trägheit bzw. des Massenträgheitsmoments der Sperrklinke - eine von dem Sperrrad wegweisende Trajektorie erhält und umso länger vom Kopfkreisdurchmesser abgehoben wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Zahnkopf beidseitig in Umfangsrichtung jeweils einen Vorsprung aufweist. Derart lässt sich eine Sperrwirkung unabhängig von der Drehrichtung des Sperrrades erzielen, so dass das Sperrrad bei einer Drehbewegung zur Realisierung einer Vorwärtsfahrt gesperrt werden kann als auch bei einer Drehbewegung zur Realisierung einer Rückwärtsfahrt.
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Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Sperrrades mit den oben beschriebenen Vorsprüngen weisen die beiden Bewegungen der Sperrklinke nun jeweils beim Abgang vom Vorsprung eines jeweiligen Sperrradzahns eine nach radial außen vom Sperrrad weg gerichtete Beschleunigung auf. Eine derartige Bewegung der Sperrradklinke kann als eine ansteigende Bewegung, gefolgt von einer fallenden Bewegung, betrachtet werden. Dabei weisen die hier auftretenden Bewegungsbahnen durch die zusätzliche Ableitung nach radial außen in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit des Sperrrades einen im Wesentlichen längeren Weg bis zum Einfallen der Sperrklinke auf, als eine Sperrklinke, die keinen Vorsprung überfährt. Demzufolge kann davon ausgegangen werden, dass eine erfindungsgemäße Parksperreinrichtung mit einem Sperrrad mit Vorsprüngen aufgrund der durch die Vorsprünge beeinflussten Bewegungsbahnen der Sperrklinke und demzufolge des damit gekoppelten Konturfolgeelements eine vergleichsweise niedrigere Abweisegeschwindigkeit aufweisen kann, wodurch weiterhin die Wahrscheinlichkeit des unsachgemäßen Einfallens der Sperrklinke in eine Zahnlücke und ein damit verbundenes nachteilbelastetes Auswerfen der Sperrklinke aus der Zahnlücke immer weiter verringert werden.
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Ergänzend wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend ein Getriebe sowie eine erfindungsgemäße Parksperreinrichtung. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Parksperreinrichtung eine Abtriebswelle eines Getriebes aufweist, wobei das Parksperrrad drehmomentfest mit der Abtriebswelle verbunden ist oder von dieser ausgebildet ist. Somit ist die Parksperreinrichtung mit einer Abtriebsseite der Antriebsanordnung gekoppelt, so dass bei Verriegelung des Sperrrades der Abtrieb blockiert ist und demzufolge die Parksperre aktiviert ist.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: die Parksperreinrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
- 2: die Parksperreinrichtung zu Beginn des Sperrens des Sperrrades 1 durch die Sperrklinke 10 in einer seitlichen Ansicht,
- 3: die Parksperreinrichtung am Ende des Sperrens des Sperrrades 1 durch die Sperrklinke 10 in einer seitlichen Ansicht,
- 4: die Parksperreinrichtung zu Beginn des Überspringens einer Zahnlücke 3 durch die Sperrklinke 10 in einer seitlichen Ansicht und
- 5: die Parksperreinrichtung am Ende des Überspringens einer Zahnlücke 3 durch die Sperrklinke 10 in einer seitlichen Ansicht.
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Zunächst wird der allgemeine Aufbau der erfindungsgemäßen Parksperreinrichtung anhand 1 beschrieben.
Die Parksperreinrichtung umfasst ein Sperrrad 1, welches um eine dargestellte Rotationsachse 40 drehbar gelagert ist. Das Sperrrad 1 dreht sich in Drehrichtung 30 und somit in der hier dargestellten Drehrichtung entgegen des Uhrzeigersinns. In Umfangsrichtung des Sperrrades 1 ist eine Außenverzahnung mit mehreren am Umfang verteilten Zähnen 2 vorgesehen. Dabei weist das Sperrrad 1 zwischen den Zähnen 2 Zahnlücken 3 auf. Weiterhin dargestellt in 1 ist die Sperrklinke 10, welche sich in Umlaufrichtung des Sperrrades 1 erstreckt. Dabei umfasst die Sperrklinke 10 an ihrem in Drehrichtung 30 ausgerichteten Ende eine Sperrklinkenlagerung 11, in welcher die Sperrklinke 10 drehbar gelagert ist. Dabei verläuft die Drehachse der Sperrklinkenlagerung 11 im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 40 des Sperrrades 1. Weiterhin dargestellt sind das Steuerelement 20 und das Konturfolgeelement 15. Das Konturfolgeelement 15 ist dabei über das Verbindungselement 16 mechanisch mit der Sperrklinke 10 verbunden. Diese Verbindung ist am vom Sperrklinkenlager 11 abgewandten Ende der Sperrklinke 10 an dieser derart ausgebildet, dass das Konturfolgeelement 15 sich radial nach innen zum Sperrrad 1 erstreckt. Am sich nach radial innen erstreckenden Ende des Konturfolgeelements 15 bildet dies ein Mitnahmeelement 17 aus, welches als zylindrischer Fortsatz in Richtung der Ebene der Erstreckung des Sperrrades 1 ausgestaltet ist. Das Steuerelement 20 ist auf dem Sperrrad 1 ausgebildet und umfasst die Steuerrampe 21, die Steuerkontur 22 und das Steuerplateau 23. Die Steuerrampe 21 ist derart ausgebildet, dass ihre Längserstreckungsrichtung parallel zu einer Tangente an einem zur Rotationsachse koaxialen ideellen Kreises liegt. Dabei entfernt sie sich mit ihrer Erstreckung in ihrer Längserstreckungsrichtung zunehmend von der Erstreckungsebene des Sperrrades 1. Das Steuerplateau 23 bildet eine Fläche aus, welche parallel zur Erstreckungsebene des Sperrrades 1 liegt, wobei es sich am Ende der Längserstreckungsrichtung der Steuerrampe 21 an diese anschließt. Die Steuerkontur 22 ist dabei derart Bestandteil des Steuerelements 20, dass sie als eine radial innere Seitenwand der Steuerrampe 21 und des Steuerplateaus 23 betrachtet wird. Ihre radiale Kontur entfernt sich dabei entgegen der Drehrichtung 30 des Sperrrades 1 zunehmend von der Parksperrklinke 10. Bei Auflage der Sperrklinke 10 auf einem Zahnkopf 4 liegt das Mitnahmeelement 17 auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 40 des Sperrrades 1. Entlang dieser Kreisbahn erstrecken sich außerdem die Steuerrampe 21 sowie das Steuerplateau 23. Damit ist sichergestellt, dass die Sperrklinke 10 und somit mittelbar das Konturfolgeelement 15, ferner das Mitnahmeelement 17, bei Rotation des Sperrrades 1 beim Verlassen eines Zahnkopfes 4 im Fall einer Geschwindigkeit oberhalb der Abweisegeschwindigkeit die Steuerrampe 21 und das Steuerplateau 23 überfährt und demzufolge nicht von der Steuerkontur 22 erfassbar ist. Aufbauend auf der Beschreibung der Bestandteile der Erfindung in 1 zeigen im Folgenden die 2 und 3 die Parksperreinrichtung beim Sperren des Sperrrades 1 durch die Sperrklinke 10 und die 4 und 5 die Parksperreinrichtung beim Überspringen einer Zahnlücke 3 durch die Sperrklinke 10.
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In der in 2 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Sperrklinke 10 auf einer ersten Bewegungsbahn bei einer realisierten Drehgeschwindigkeit des Sperrrades 1 unterhalb der Abweisegeschwindigkeit dargestellt.
Dabei ist das Mitnahmeelement 17 des Konturfolgeelements 15 an der Steuerkontur 22 des Steuerelements 20 angelegt. Die Sperrklinke 10 ist hier während dem Vorgang des Forcierens in eine Zahnlücke 3 gezeigt. Mit dem weiteren Drehen des Sperrrades 1 in Drehrichtung 30 wird das Mitnahmeelement 17 und damit mittelbar die Sperrklinke 10 durch das Konturfolgeelement 15 entlang der Steuerkontur 22 geführt. Die Rotation des Sperrrades 1 in Drehrichtung 30 forciert nun das Mitnahmeelement 17 entlang der Steuerkontur 22 nach radial innen, indem das Mitnahmeelement 17 dem zumindest bereichsweise nach radial innen verlaufenden Abschnitt der Kontur der Steuerkontur 22 zunehmend in Richtung der Rotationsachse 40 folgt. Die Sperrklinke 10 wird somit von ihrem eigentlichen Verlauf abgelenkt und in die Zahnlücke 3 gezogen.
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Die 3 beschreibt ergänzend zu 2 die Position der Sperrklinke 10 nach dem Forcieren. Das Mitnahmeelement 17 hat die Anlage an der Steuerkontur 22 wieder verlassen und befindet sich nun radial weiter innen als das Ende der Steuerkontur 22. Die Sperrklinke 10 ist vollständig eingefallen und liegt in einer Zahnlücke 3 an der Zahnflanke 5 an. Das Sperrrad 1 ist gesperrt.
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In der in 4 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Sperrklinke 10 auf einer zweiten Bewegungsbahn bei einer realisierten Drehgeschwindigkeit des Sperrrades 1 bei oder oberhalb der Abweisegeschwindigkeit dargestellt.
Dabei liegt das Mitnahmeelement 17 des Konturfolgeelements 15 an der Steuerrampe 21 des Steuerelements 20 an. Die Sperrklinke 10 ist hier während dem Vorgang des Überspringens einer Zahnlücke 3 gezeigt. Das Mitnahmeelement 17 überfährt zunächst die Steuerrampe 21. Das Mitnahmeelement 17 wird in axialer Richtung von der Oberfläche des Sperrrades wegbewegt, wodurch das federnd ausgebildete Verbindungselement 16 gespannt wird. Mit weiterer Rotation des Sperrrades 1 in Drehrichtung 30 fährt das Mitnahmeelement 17 von der Steuerrampe 21 ab und überfährt nachfolgend das Steuerplateau 23, wobei über den ganzen Weg des Steuerplateaus 23 die Spannung in der Federung des Verbindungselements 16 erhalten bleibt. Die Sperrklinke 10 bewegt sich unbeeinflusst auf einer zweiten Bewegungsbahn und erfährt keine radial wirkenden Kräfte, welche sie in ihrer Bewegung beeinflussen.
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Die 5 beschreibt ergänzend zu 4 die Position der Sperrklinke 10 nach dem Überfahren des Mitnahmeelements 17 über Steuerrampe 21 und Steuerplateau 23. Das Mitnahmeelement 17 hat die Anlage am Steuerplateau 23 wieder verlassen, wodurch die Spannung der Federung des Verbindungselements 16 dieses wieder in seine ursprüngliche Ausrichtung bringt. Die Sperrklinke 10 hat folglich ihrer unbeeinflussten Bewegung die Zahnlücke 3 übersprungen und landet auf dem nachfolgenden Sperrradzahn 2, nämlich auf dem nachfolgenden Zahnkopf 4. Das Sperrrad 1 wird nicht gesperrt und die Sperrklinke 10 muss nicht aus einer teilweise eingefallenen Position ausgeschlagen werden.
Mit der hier vorgeschlagenen Parksperreinrichtung wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die sicherstellt, dass ein Einfallen der Parksperrklinke in eine Zahnlücke des Parksperrrades nur dann realisierbar ist, sollte eine definierte Umdrehungszahl eines rotierenden Elements im Antriebsstrang unterschritten werden, wodurch ein Auswerfen der Parksperrklinke aus einer teilweise eingefallenen Position vermieden wird, was die Lebensdauer verlängert und die Geräuschemission verringert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sperrrad
- 2
- Sperrradzahn
- 3
- Zahnlücke
- 4
- Zahnkopf
- 5
- Zahnflanke
- 10
- Sperrklinke
- 11
- Sperrklinkenlager
- 15
- Konturfolgeelement
- 16
- Verbindungselement
- 17
- Mitnahmeelement
- 20
- Steuerelement
- 21
- Steuerrampe
- 22
- Steuerkontur
- 23
- Steuerplateau
- 30
- Drehrichtung des Sperrrades
- 40
- Rotationsachse des Sperrrades
