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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parksperranordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Sperranordnung die zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition betätigbar ist, wobei die Sperranordnung dazu ausgebildet ist, in der Sperrposition ein Kraftfahrzeug zu immobilisieren, und mit einer Betätigungsanordnung zum Betätigen der Sperranordnung.
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Stand der Technik
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Parksperrenanordnungen werden in der Regel in Automatikgetrieben, wie Wandlerautomatikgetrieben, automatisierten Schaltgetrieben oder Doppelkupplungsgetrieben verwendet.
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Die Sperranordnung einer solchen Parksperrenanordnung beinhaltet häufig ein Parksperrenrad, das eine Verzahnung mit Zähnen und Zahnlücken aufweist. Das Parksperrenrad ist in der Regel an einer Ausgangs- oder Eingangswelle des Getriebes festgelegt, kann jedoch auch an einem Glied eines Differentials festgelegt sein. Das Parksperrenrad ist folglich direkt mit einem Abtrieb des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Ferner beinhaltet eine solche Sperranordnung regelmäßig eine Parksperrenklinke, die einen Klinkenzahn aufweist. Die Parksperrenklinke ist zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition verschwenkbar an einem Gehäuse gelagert.
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Zum Bewegen der Parksperrenklinke zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition sind translatorische Systeme bekannt. Hier beinhaltet die Sperranordnung in der Regel ein Stellglied, das translatorisch versetzbar ist, wobei an dem Stellglied ein Betätigungsglied in Form eines Ziehkeils gelagert sein kann. Der Zielkeil drückt in einer Längsposition die Parksperrenklinke in Richtung des Parksperrenrades, so dass der Klinkenzahn in eine Zahnlücke des Parksperrenrades eingreift. In einer weiteren Längsposition gibt das Betätigungsglied die Parksperrenklinke frei, so dass diese in die Freigabeposition verschwenken kann.
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Ferner sind rotatorische Systeme zum Bewegen der Parksperrenklinke bekannt. Hierbei ist an einer Welle ein Nocken gelagert, der bei einem Verdrehen der Welle die Parksperrenklinke entweder in die Sperrposition drückt oder diese freigibt.
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In manchen Fällen wird die Sperranordnung betätigt, während der Klinkenzahn auf einem Zahn des Parksperrenrades aufliegt. Für diesen Fall ist in der Regel vorgesehen, zwischen dem Stellglied und dem Betätigungsglied eine Federanordnung vorzusehen, die bei der Bewegung des Stellgliedes gespannt wird und Energie speichert, um bei einem Weiterverdrehen des Parksperrenrades dafür zu sorgen, dass das Betätigungsglied weiterbewegt wird und die Parksperrenklinke in die Sperrposition drücken kann.
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Generell ist es bekannt, derartige Parksperrenanordnungen manuell zu betätigen, beispielsweise mittels eines Schalthebels im Inneren des Fahrzeuges. Alternativ ist es bekannt, Parksperrenanordnungen mittels eines Aktuators zu betätigen, der als hydraulischer Aktuator, als elektromechanischer Aktuator oder als elektromagnetischer Aktuator ausgebildet sein kann.
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Der Aktuator kann entweder translatorisch wirken, wie beispielsweise ein Hydraulikzylinder, oder rotatorisch, wie beispielsweise ein Elektromotor. Häufig beinhalten die Betätigungsanordnungen solcher Parksperrenanordnungen daher Rotations-Translationswandler.
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Aus der
DE 10 2013 107 860 A1 ist eine Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, mit einer Sperranordnung, die zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition betätigbar ist, wobei die Sperranordnung dazu ausgebildet ist, in der Sperrposition ein Kraftfahrzeug zu immobilisieren, und mit einer Betätigungsanordnung zum Betätigen der Sperranordnung, wobei die Betätigungsanordnung aufweist:
- - ein Gehäuse,
- - eine Kurvenscheibe, die um eine Drehachse herum an dem Gehäuse gelagert und antreibbar ist und die einen Betätigungskurvenabschnitt aufweist, der sich über einen ersten Umfangsbereich der Kurvenscheibe erstreckt, der größer ist als 5° und kleiner ist als 180°, und
- - einen Hebel, der verschwenkbar an dem Gehäuse gelagert ist und mit der Sperranordnung gekoppelt ist, wobei der Hebel mit einem Mitnehmer verbunden ist, der mit der Kurvenscheibe gekoppelt ist, derart, dass der Mitnehmer bei einer Verdrehung der Kurvenscheibe von dem Betätigungskurvenabschnitt so mitgenommen wird, dass der Hebel verschwenkt wird, um die Sperranordnung zu betätigen.
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Bei dieser Parksperrenanordnung ist ein Mitnehmer eines Hebels dauerhaft mit einer Kurvenscheibe in Verbindung, was zu hohen Reibverlusten bzw. Verschleiß zwischen Hebel und Kurvenscheibe führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Parksperrenanordnung anzugeben, die einfach und effizient zu betätigen ist und dabei eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Parksperranordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Sperranordnung die zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition betätigbar ist, wobei die Sperranordnung dazu ausgebildet ist, in der Sperrposition ein Kraftfahrzeug zu immobilisieren, wobei die Sperranordnung eine um eine Klinkenachse verschwenkbare Parksperrklinke aufweist, und mit einer Betätigungsanordnung zum Betätigen der Sperranordnung, wobei die Betätigungsanordnung aufweist: einen Hebel der um einen Drehpunkt herum verschwenkbar gelagert ist und der mit der Sperranordnung gekoppelt ist, so dass durch Verschwenken des Hebels die Parksperrklinke verschwenkbar ist zum Betätigen der Sperranordnung zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition, wobei die Betätigungsanordnung einen an einer Schaltwalze stirnseitig und exzentrisch angeordneten Stift als Mitnehmer umfasst, wobei der Stift und der Hebel derart benachbart angeordnet sind, dass bei Rotation der Schaltwalze in einem ersten Winkelabschnitt der Schaltwalze der Hebel durch den Stift mitgenommen und hierdurch verschwenkt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Rotation einer ohnehin vorhandenen Schaltwalze genutzt um eine Parksperranordnung zu betätigen. Dazu wird stirnseitig an einer im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Schaltwalze und außerhalb des Mittelpunkts des Zylinders der Schaltwalze ein Stift angeordnet, der drehfest mit der Schaltwalze verbunden ist, so dass der Stift mit der Schaltwalze rotiert.
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Der Begriff „Stift“ bezeichnet dabei erfindungsgemäß jede Erhebung die als Mitnehmer geeignet ist und schränkt nicht die Querschnittsform der Erhebung beispielsweise auf nur Kreisform ein und schränkt nicht die Breite der Erhebung beispielsweise auf nur dünne Erhebungen ein.
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Axial neben diesem Stift ist ein Hebelarm eines Hebels so nahe am Stift angeordnet, dass der Stift als Mitnehmer wirkt, so dass er den Hebelarm bei Rotation in einem bestimmten, ersten Winkelbereich mitnimmt und dadurch den Hebel verschwenkt. Diese Verschwenkung des Hebels wird genutzt, um die Parksperrklinke zu verschwenken und somit zum Betätigen der Sperranordnung der Parksperranordnung zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition.
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Der Hebel wird also durch den Mitnehmer in die Sperrposition gedrückt und/oder für die Freigabeposition freigegeben.
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Der Stift ist bei dem erfindungsgemäßen Aufbau nur während der Betätigung sowie in der Sperrposition in Kontakt mit dem Hebel. Im Normalbetrieb eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Parksperranordnung besteht kein Kontakt zwischen der Schaltwalze und dem Hebel, so dass keine Reibungsverluste entstehen.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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Der Stift und der Hebel sind bevorzugt so angeordnet, dass der Stift und der Hebel außerhalb des ersten Winkelbereichs nicht miteinander in Kontakt sind.
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Vorzugsweise ist der Drehpunkt um den der Hebel verschwenkbar gelagert ist an einem gehäusefesten Halteteil ausgebildet.
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Das Halteteil bildet vorzugsweise zudem einen Endanschlag für den Hebel aus. Insbesondere kann das Halteteil einen Endanschlag für den Hebel in Richtung der Freigabestellung ausbilden.
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Bevorzugt umfasst die Schaltwalze ein mit einem Schaltkulissenabschnitt der Schaltwalze zumindest drehfestes oder auch einstückiges, koaxiales Zahnrad, insbesondere ein Antriebszahnrad zum Antreiben der Schaltwalze. Der Stift kann dann vorzugsweise stirnseitig und exzentrisch an dem Zahnrad oder an einer dem Zahnrad gegenüberliegenden Stirnseite der Schaltwalze angeordnet sein.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Schaltwalze innerhalb seines Grundkörpers einen Antriebsmotor umfasst. Auch könnte die Schaltwalze über einen Riementrieb oder eine dem Fachmann bekannte alternative Antriebsform angetrieben werden, wodurch der Stift an eine der beiden Stirnseiten der Schaltwalze angebracht werden kann.
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Vorzugsweise ist der Stift einstückig mit der Schaltwalze und/oder einstückig mit dem Zahnrad ausgebildet.
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Der Stift kann im Wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
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Vorzugsweise umfasst die Schaltwalze einen an der Schaltwalze stirnseitig und exzentrisch angeordneten, und vom Stift verschiedenen, Rückführstift als Mitnehmer. Der Rückführstift kann dazu dienen den Hebel in der entgegengesetzten Richtung zu verschwenken im Vergleich zum Verschwenken durch den Stift, insbesondere zum Betätigen der Sperranordnung der Parksperranordnung von der Sperrposition in die Freigabeposition. Der Rückführstift und der Hebel sind dazu bevorzugt derart benachbart angeordnet, dass bei Rotation der Schaltwalze in einem zweiten Winkelabschnitt der Schaltwalze der Hebel durch den Rückführstift mitgenommen und hierdurch verschwenkt wird. Der zweite Winkelabschnitt kann dabei auch dem ersten Winkelabschnitt entsprechen, wobei die Rotation der Schaltwalze zum Mitnehmen des Rückführstifts in entgegengesetzter Richtung zur Rotation zum Mitnehmen des Stiftes erfolgen kann.
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Die Parksperrenanordnung kann mindestens eine Redundanzeinheit aufweisen. Die Redundanzeinheit kann bevorzugt eingerichtet sein um bei Ausfall einer Parksperrenansteuerung eine Betätigung der Sperranordnung zu ermöglichen. Die Redundanzeinheit kann besonders bevorzugt eingerichtet sein um bei Ausfall der Parksperrenansteuerung eine Betätigung der Sperranordnung von der Freigabeposition zu der Sperrposition zu ermöglichen, wobei bevorzugt eine Betätigung der Sperranordnung von der Sperrposition zu der Freigabeposition nicht möglich sein soll. Bei der Redundanzeinheit kann es sich bevorzugt um eine Parksperre handeln, welche eine von dem Bord-Netz unabhängige Stromversorgung und/oder Spannungsversorgung aufweist.
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Die Redundanzeinheit kann mindestens ein Kraftspeicherelement wie eine Feder und/oder mindestens einen Aktuator, beispielsweise mindestens einen Elektromagneten und/oder mindestens einen Elektromotor und/oder mindestens eine von Hand betätigbare Einheit, umfassen. Die Feder kann in einem nicht betätigten Zustand vorzugsweise vorgespannt sein. Der Elektromagnet kann eingerichtet sein, um die Feder zu entriegeln. Bei dem Elektromagneten kann es sich beispielsweise um einen Haltemagneten und/oder um einen Hubmagneten handeln. Das Kraftspeicherelement bzw. die Feder und/oder der Elektromagnet können beispielsweise zumindest teilweise in einem Übertragungsglied der Parksperrenanordnung integriert sein. Beispielsweise kann der Elektromagnet derart mit einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom beaufschlagt werden, dass wenn die Sperranordnung bei Ausfall der Parksperrenansteuerung von der Freigabeposition in die Sperrposition gebracht werden soll, die Feder sich zumindest teilweise entspannt und die Sperranordnung in die Sperrposition bringt. Die Feder kann beispielsweise durch eine zumindest teilweise Drehung der Schaltwalze vorgespannt werden und verriegelt werden.
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Bevorzugt weist die Sperranordnung ein im Wesentlichen translatorisch versetzbares Übertragungsglied auf, das mit dem Hebel über ein erstes Drehgelenk verbunden ist.
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Die Sperranordnung kann ein Stellglied aufweisen, das beim Betätigen der Parksperrenanordnung im Wesentlichen rotatorisch oder translatorisch versetzt wird, wobei das Stellglied bevorzugt über ein zweites Drehgelenk mit dem Übertragungsglied verbunden ist.
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An dem Stellglied kann ein Betätigungsglied begrenzt verschieblich oder verdrehbar gelagert sein, das mit einer Parksperrenklinke der Sperranordnung gekoppelt ist.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- 1 ist eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung.
- 2 ist eine Detaildarstellung der 1, die den Stift an der Schaltwalze zeigt.
- 3 ist eine Detaildarstellung gemäß 2, jedoch ohne Halteteil.
- 4 ist eine Detaildarstellung gemäß 3, jedoch ohne Hebel, und zeigt die Schaltwalze allein mit dem Stift.
- 5 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung gemäß 1, jedoch von der anderen Seite aus betrachtet, und ohne Parksperrklinke, in der Sperrposition.
- 6 ist eine Seitenansicht gemäß 5, jedoch in Freigabeposi tion.
- 7 ist eine dreidimensionale Darstellung des Hebels und des Halteteils einer erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung.
- 8 ist eine dreidimensionale Darstellung des Hebels und des Halteteils gemäß 7, jedoch im verbauten Zustand.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Parksperrenanordnung dargestellt, welche eine Sperranordnung 1 umfasst, die zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition betätigbar ist. Die Sperranordnung 1 weist eine um eine Klinkenachse 2 verschwenkbare Parksperrklinke 3 auf.
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Die Parksperrenanordnung umfasst zusätzlich eine Betätigungsanordnung 4 zum Betätigen der Sperranordnung 1, wobei die Betätigungsanordnung 4 aufweist: einen Hebel 5 der um einen Drehpunkt 6 herum verschwenkbar gelagert ist und der mit der Sperranordnung 1 gekoppelt ist, so dass durch Verschwenken des Hebels 5 mittelbar die Parksperrklinke 3 verschwenkbar ist, zum Betätigen der Sperranordnung 1 zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition.
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Die Betätigungsanordnung 4 umfasst einen an einer Schaltwalze 7 stirnseitig und exzentrisch angeordneten Stift 8 als Mitnehmer, wobei der Stift 8 und der Hebel 5 derart benachbart angeordnet sind, dass bei Rotation der Schaltwalze 7 in einem ersten Winkelabschnitt der Schaltwalze 7 - in 1 bei einer weiteren Rotation der Schaltwalze 7 in Uhrzeigersinn - der Hebel 5 durch den Stift 8 mitgenommen und hierdurch verschwenkt wird.
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Die Schaltwalze 7 umfasst im Wesentlichen zwei verschiedene axiale „Abschnitte“, die zumindest drehfest zueinander ausgebildet sind, nämlich einerseits einen Schaltkulissenabschnitt der Schaltwalze 7, der die Schaltkulisse aufweist und in den Figuren als rechter Teil der Schaltwalze 7 dargestellt ist, und ein mit diesem Schaltkulissenabschnitt der Schaltwalze 7 koaxiales Zahnrad 22, zum Antreiben der Schaltwalze 7, das in den Figuren links an der Schaltwalze 7 dargestellt ist. Der Stift 8 ist stirnseitig und exzentrisch an dem Zahnrad 22 der Schaltwalze 7 angeordnet.
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Der Stift 8 und der Hebel 5 sind so angeordnet, dass der Stift 8 und der Hebel 5 außerhalb des ersten Winkelbereichs nicht miteinander in Kontakt sind.
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Der Drehpunkt 6 um den der Hebel 5 verschwenkbar gelagert ist, ist an einem gehäusefesten Halteteil 9 ausgebildet.
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Das Halteteil 9 bildet zudem einen Endanschlag 20 für den Hebel 5, wie in den 5 bis 8 im Detail dargestellt.
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Der Stift 8, der in den 2 bis 4 besser sichtbar ist, ist einstückig mit dem Zahnrad 22 der Schaltwalze 7 ausgebildet und stirnseitig, exzentrisch an der Schaltwalze 7 angeordnet. Der Stift 8 weist im Wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt auf.
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Die Sperranordnung 1 weist ein im Wesentlichen translatorisch versetzbares Übertragungsglied 13 auf, das mit dem Hebel 5 über ein erstes Drehgelenk 14 verbunden ist, wie in den 5 und 6 gut ersichtlich.
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Zudem weist die Sperranordnung 1 ein Stellglied 15 auf, das beim Betätigen der Parksperrenanordnung im Wesentlichen rotatorisch oder translatorisch versetzt wird, wobei das Stellglied 15 über ein zweites Drehgelenk 16 mit dem Übertragungsglied 13 verbunden ist.
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An dem Stellglied 15 ist ein Betätigungsglied 17 verdrehbar gelagert, das mit der Parksperrenklinke 3 der Sperranordnung 1 gekoppelt ist um die Parksperrenklinke 3 zu verschwenken.
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Die Parksperranordnung verfügt zusätzlich zur primären Aktivierung über den Stift 8 und den Hebel 5, die durch eine nicht dargestellt Parksperrenansteuerung ausgelöst wird, über eine Redundanzeinheit 10, wobei die Redundanzeinheit eingerichtet ist um bei Ausfall der Parksperrenansteuerung eine Betätigung der Sperranordnung 1 zu ermöglichen.
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Die Redundanzeinheit 10 umfasst ein Kraftspeicherelement 11, beispielsweise eine mechanische oder pneumatische Feder, und ein Verriegelungselement zum Halten der Feder in einem vorgespannten Zustand, sowie einen Aktuator 12, nämlich einen Elektromagneten, zum Lösen des Verriegelungselements.
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In den 2 bis 4 ist die Schaltwalze 7 mit dem Stift 8 im Detail dargestellt. 2 zeigt dabei die relativen Lagen von Stift 8, Hebel 5 und Halteteil 9.
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3 zeigt die selbe Anordnung, jedoch ohne Halteteil.
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4 ist eine Detaildarstellung der Schaltwalze 7 allein, mit der exzentrischen Position des Stifts 8 der als Mitnehmer wirkt. Die Schaltwalze 7 umfasst auch einen an der Schaltwalze 7 stirnseitig und exzentrisch angeordneten Rückführstift 23 als zweiten Mitnehmer. Stift 8 und Rückführstift 23 sind an der selben Stirnseite der Schaltwalze 7 ausgebildet. Durch den Rückführstift 23 kann der Hebel 5 im Betrieb von der gegenüberliegenden Seite mit einer mitnehmenden Kraft beaufschlagt werden im Vergleich zur Mitnahme durch den Stift 8. Der Rückführstift 23 ist am Außenumfang des Zahnrads 22 der Schaltwalze 7 ausgebildet. Am Rückführstift 23 ist auch ein Abschnitt der Außenverzahnung des Zahnrads 22 ausgebildet. 5 und 6 zeigen eine Seitenansicht der selben Parksperrenanordnung von der anderen Seite aus betrachtet, und ohne Parksperrklinke. Dabei zeigt 5 die Sperrposition der Parksperrenanordnung, wobei ein Rastkamm 18 des Stellglieds 15 an einem gehäusefesten Anschlag 19 anliegt.
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6 zeigt die selbe Anordnung wie 5, jedoch in Freigabeposition der Parksperrenanordnung, wobei der Hebel 5 an dem Endanschlag 20 des Halteteils 9 anliegt.
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7 ist eine Detaildarstellung des Hebels 5 und des Halteteils 9 einer erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung und zeigt die Führung des Hebels 5 in einer Nut 21 des Halteteils 9. Das Halteteil 9 ist daher zur Lagerung und seitlichen Führung des Hebels 5, sowie auch als Endanschlag des Hebels 5 ausgebildet.
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8 zeigt schließlich den Hebel 5 mit Halteteil 9 im verbauten Zustand, wobei der Hebel 5 über das erste Drehgelenk 14 mit dem Übertragungsglied 13 schwenkbar verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sperranordnung
- 2
- Klinkenachse
- 3
- Parksperrklinke
- 4
- Betätigungsanordnung
- 5
- Hebel
- 6
- Drehpunkt
- 7
- Schaltwalze
- 8
- Stift
- 9
- Halteteil
- 10
- Redundanzeinheit
- 11
- Kraftspeicherelement
- 12
- Aktuator
- 13
- Übertragungsglied
- 14
- erstes Drehgelenk
- 15
- Stellglied
- 16
- zweites Drehgelenk
- 17
- Betätigungsglied
- 18
- Rastkamm
- 19
- Anschlag
- 20
- Endanschlag
- 21
- Nut
- 22
- Zahnrad
- 23
- Rückführstift
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013107860 A1 [0009]
