-
Die Erfindung betrifft eine Parksperre.
-
Die
DE102017218748 offenbart eine Parksperre für ein Automatikgetriebe. Die Parksperre umfasst ein mit einer Getriebewelle verbundenes Sperrrad mit einr Verzahnung und eine Klinke, mittels der das Sperrrad fixiert werden kann.
-
Die erfindungsgemäße Parksperre umfasst ein Parksperrenrad mit einer Verzahnung, eine Sperrklinke und ein Exzenter zum Betätigen der Sperrklinke, so dass durch Rotation des Exzenters um eine Exzenterrotationsachse durch Kontakt des Exzenters mit der Sperrklinke die Sperrklinke aus einer Grundstellung, in der die Sperrklinke nicht im Eingriff mit der Verzahnung des Parksperrenrads ist, in eine Sperrstellung bewegbar ist, in der die Sperrklinke im Eingriff mit der Verzahnung ist und so eine weitere Rotation des Parksperrenrads verhindert.
-
Dadurch, dass die Sperrklinke mit einem Exzenter zusammenwirkt, ist es möglich, den negativen Auswirkungen einer hohen Belastung durch Druckspannungen („contact stresses“) entgegenzuwirken. Dies ist vorteilhaft, um Abnutzungen der Parksperre insbesondere in den Kontaktbereichen entgegenzuwirken und/oder deren Auswirkungen auf weitere Bauelemente zu reduzieren, was die Lebensdauer der Parksperre verlängert. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung des Exzenters eine leichte Betätigung der Parksperre auch bei hohen Lasten.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Sperrklinke eine bogenförmige, sich nach innen wölbende Anliegefläche auf, und der Exzenter weist eine sich nach außen wölbende Kontaktfläche auf, wobei in der Sperrstellung die Kontaktfläche an der Anliegefläche zumindest bereichsweise anliegt.
-
Eine solche Wölbung hat sich als besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Sperrklinke und des Exzenters herausgestellt, um oben genannte höhere Lebensdauer und eine leichte Betätigung bei hohen Lasten zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Form der Anliegefläche und der Kontaktfläche nahezu gleich, wobei die Wölbung der Kontaktfläche unter der Maßgabe, dass insbesondere in der Sperrstellung der Bereich, in dem sich Exzenter und Sperrklinke berühren, möglichst exakt definiert sein sollte, geringfügig geringer ausfällt. Als vorteilhaft haben sich Abweichungen von höchstens 10%, vorzugsweise von höchstens 5% herausgestellt. Die Abweichung ist hier das Verhältnis der Abstände der Flächen von der Exzenterrotationsachse in der Sperrstellung. Als ebenfalls vorteilhaft zu diesem Zweck hat sich herausgestellt, dass die gewölbte Anliegefläche und die gewölbte Kontaktfläche sich, ausgehend von der Exzenterrotationsachse, über einen Winkelbereich von mindestens 10°, vorzugsweise über einen Winkelbereich von mindestens 20° erstrecken.
-
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
-
Eine erfindungsgemäße Parksperre eignet sich als Parksperre für Getriebe von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Automatikgetrieben.
-
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert. Die Figuren zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Parksperre in verschiedenen Ansichten. Dabei zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht der Parksperre,
- 2 und 3 zwei Schnittdarstellungen der Parksperre in der Grundstellung,
- 4 und 5 zwei Schnittdarstellungen der Parksperre in einer Übergangsstellung,
- 6 und 7 zwei Schnittdarstellungen der Parksperre in der Sperrstellung, und
- 8 einen Ausschnitt der Parksperre in einer Übergangsstellung,
- 9 einen Ausschnitt der Parksperre in der Sperrstellung.
-
Die Parksperre 1 gemäß erstem Ausführungsbeispiel, siehe 1, umfasst ein Parksperrenrad 2 mit einer Verzahnung, eine Sperrklinke 3 und einen Exzenter 4 zum Betätigen der Sperrklinke 3. Die Parksperre ist derart ausgebildet, dass durch Rotation des Exzenters 4 um eine Exzenterrotationsachse 5 durch Kontakt des Exzenters 4 mit der Sperrklinke 3 die Sperrklinke 3 aus einer Grundstellung, in der die Sperrklinke 3 nicht im Eingriff mit der Verzahnung des Parksperrenrads 2 ist (siehe 2 und 3), in eine Sperrstellung bewegbar ist, in der die Sperrklinke 3 im Eingriff mit der Verzahnung ist und so eine weitere Rotation des Parksperrenrads 2 verhindert (siehe 6 und 7).
-
Zu diesem Zweck umfasst die Parksperre 1 eine Betätigungsvorrichtung 8 zum Betätigen des Exzenters 4. Die Betätigungsvorrichtung 8 umfasst ein Betätigungselement 9, dass durch Rotation um die Exzenterrotationsachse 5 den Exzenter 4 betätigt. Sperrklinke 3, Exzenter 4 und Betätigungsvorrichtung 8 sind auf einen Rahmen 13 der Parksperre angeordnet. Der Rahmen 13 bildet einen ersten Lagerbock 14a aus, in dem die Sperrklinke 3 drehbar gelagert ist. Die Parksperre 13 umfasst eine Rückholfeder 15, die an einem einem Klinkenzahn 16 der Sperrklinke 3 abgewandten Ende Sperrklinke 3 an die Sperrklinke 3 angreift. Dadurch wird auf die Sperrklinke 3 eine Kraft ausgeübt, die den Klinkenzahn 16 von der Verzahnung des Parksperrenrads 2 wegdrückt.
-
Des Weiteren bildet der Rahmen 13 einen zweiten Lagerbock 14b aus, in dem der Exzenter 4 und das Betätigungselement 9 um eine Exzenterrotationsachse 5 drehbar gelagert sind, hier auf einer Betätigungswelle 17 der Betätigungsvorrichtung 8. Das Betätigungselement 9 ist der Betätigungswelle 17 fest fixiert, hier über einen Stift 18, der durch eine Öffnung im Betätigungselement 9 in eine korrespondierende Öffnung in der Betätigungswelle 17 eingreift. Der Exzenter 4 ist auf der Betätigungswelle 17 drehbar gelagert.
-
In dieser Anordnung ist die Exzenterrotationsachse 5, die Rotationsachse 12 des Parksperrenrads und die Rotationsachse der Sperrklinke 3 parallel angeordnet, was vorteilhaft für einen kompakten und belastbaren Aufbau ist.
-
Die Betätigungsvorrichtung 9 umfasst eine ebenfalls auf der Betätigungswelle 17 Torsionsfeder. Deren eines Ende ist mit dem Exzenter 4 verbunden, deren anderes Ende greift am Betätigungselement 9 an, so dass durch Rotation der Betätigungswelle 17 und damit des Betätigungselementes 9 der Exzenter 4 in die Sperrstellung mit ausreichend Kraft vorspannbar ist. Mit einer entgegengesetzten Rotation der Betätigungswelle 17 wird dieVorspannung auf den Exzenter 4 reduziert ist und der Exzenter 4 in die Grundstellung zurückgeführt.
-
Des Weiteren umfasst die Betätigungsvorrichtung 9 ein Halteelement 11, siehe hierzu auch 3, 5 und 7, das das Betätigungselement 9 in einer Sperrstellung und einer Grundstellung mit einer definierten Kraft hält. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Halteelement 11 als in einem Aufnahmeblock 20 der Betätigungsvorrichtung gelagerter und mit einer Feder vorgespannter Stift ausgebildet, der in der jeweiligen Stellung in Ausnehmungen 21 am Betätigungselement 9 eingreift.
-
Des Weiteren umfasst die Parksperre einen (nicht näher gezeigten) Sensor zum Detektieren der Stellung des Betätigungselementes (9). Der Sensor ist auf dem Exzenter 4 -seitig liegendem Ende der Betätigungswelle 17 angeordnet. Der Sensor ermgölicht nicht nur die Erkennung, ob die Parksperre in der Grundstellung oder einer Sperrstellung ist, sondern ermöglicht eine Unterscheidung der drei Positionen Grundstellung, vorgespannt (Klinke 3 liegt auf Verzahnung) oder gesperrt (Klinke 3 eingerastet). Der Sensor ist hier ein Drehwinkelsensor.
-
Die Parksperre funktioniert wie folgt. Die Grundstellung der Parksperre zeigen 2 und 3. Das Betätigungselement 9, dass durch das Halteelement 11 in seiner Grundstellung 9 fixiert ist, fixiert über eine Anlagefläche 22, siehe 1, den Exzenter 4 in seiner Grundstellung. Auf diese Weise ist eine unerwünschte Bewegung des Exzenters, die möglicherweise zu Fehlfunktionen führen könnte, verhindert. Die Sperrklinke 3 wird durch die Rückholfeder 15 ebenfalls in der Grundstellung gehalten. Der Klinkenzahn 16 hat ausreichend Abstand zur Verzahnung des Parksperrenrads 2, so dass das Parksperrenrad ungehindert rotieren kann.
-
Zur Betätigung der Parksperre, siehe hierzu 3 und 4, wird die Betätigungswelle 17 gedreht (über einen nicht näher gezeigten Mechanismus). Durch die Kraftausübung und die damit verbundene Rotation des Betätigungselementes 9 wird das Haltelement 11 aus der Ausnehmung 20 gedrückt. Über die weitere Rotation spannt das Betätigungselement 9 die Torsionsfeder 10. Die Torsionsfeder 10 wiederum wirkt auf den Exzenter 4, der aufgrund der erzeugten Vorspannung gegen die Sperrklinke 3 drückt und diese gegen das durch die Rückholfeder 15 erzeugte kleinere Drehmoment der Rückholfeder 15 in Richtung Parksperrenrad 2 bewegt. In einer Sperrstellung, wie in 5 gezeigt, schlägt das Betätigungselement 9 fast an den Aufnahmeblock 20 an. Das Haltelement 11 rastet kurz zuvor in die zugehörige Ausnehmung 20 im Betätigungselement 9 ein, wodurch das Betätigungselement 9 fixiert ist. Der Aufnahmeblock 20 stellt sicher, dass eine weitere, unerwünschte Drehung des Betätigungselementes 9 nicht möglicht ist.
-
Liegt der Klinkenzahn 16 zunächst auf einem Zahn der Verzahnung des Parksperrenrads 2, wie in 4 gezeigt, so schnappt der Klinkenzahn beim Weiterdrehen des Parksperrenrads 2 aufgrund der Krafteinwirkung durch den Exzenter 4, der gegen die Sperrklinke 3 drückt, in die nächste Lücke der Verzahnung ein. Diese Sperrstellung der Sperrklinke 3 zeigen die 6 und 7. Das Betätigungselement 9 und der Exzenter 4 befinden sich ebenfalls beide in ihrer Sperrstellung.
-
Durch Drehen der Betätigungswelle 17 in die entgegengesetzte Richtung wird das Betätigungselement 9 aus der Sperrstellung in seine Grundstellung zurückbewegt. Dabei nimmt es über die Anlagefläche 22 den Exzenter 4 mit, wobei die Torsionsfeder 10 überbrückt und wodurch die Sperrklinke 3 freigegeben wird. Die Rückholfeder 15 bewirkt, dass die Sperrklinke 3 in die Grundstellung zurückbewegt wird.
-
Die 8 und 9 zeigen Ausschnitte der Parksperre 1 in einer vegrßerten Darstellung. Wie aus den Figuren sichtbar, weist die Sperrklinke 3 eine bogenförmige, sich nach innen wölbende, für den Exzenter 4 ausgebildete, Anliegefläche 6 auf. Der Exzenter 4 weist eine sich nach außen wölbenden Kontaktfläche 7 auf. Dabei sind die Anliegefläche 6 und die Kontaktfläche so ausgebildet, dass in der Sperrstellung, siehe 9, die Kontaktfläche 7 an der Anliegefläche 6 zumindest bereichsweise anliegt. Die Form der Anliegefläche 6 und der Kontaktfläche 7 sind nahezu gleich, wobei die Wölbung der Kontaktfläche unter der Maßgabe, dass insbesondere in der Sperrstellung der Bereich, in dem sich Exzenter 4 und Sperrklinke 3 berühren, möglichst exakt definiert sein sollte, geringfügig geringer ausfällt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Exzenter 4 zylinderförmig mit einem Radius von 24mm ausgebildet, die Wölbung der Anliegefläche hat einen Radius von 25mm, gemessen von der Exzenterrotationsachse 5. Des Weiteren erstrecken sich die gewölbte Anliegefläche 6 und die gewölbte Kontaktfläche 7, ausgehend von der Exzenterrotationsachse 5, über einen Winkelbereich von über 20°.
-
Zusätzlich, siehe 9, sind die Sperrklinke 3 und Exzenter 4 so ausgebildet, hier über die Gestaltung der Anliegefläche 6 und die Kontaktfläche 7, dass in der Sperrstellung die von der Sperrklinke 3 auf den Exzenter 4 ausgeübte Kraft F in Richtung Exzenterrotationsachse 5 gerichtet ist. Dies reduziert die Belastung der Parksperre und verbessert damit deren Funktionssicherheit und Lebensdauer.
-
Des Weiteren ist die Parksperre so ausgebildet, dass erst bei Erreichen einer Geschwindigkeitsgrenze die Klinke 3 dauerhaft in der Sperrstellung bleibt. Dies wird wiederum durch die Gestaltung der miteinander in Kontakt tretenden Fläche des Exzenters 4 und der Sperrklinke 3 bewirkt, insbesondere der Gestaltung der Anliegefläche 6 und die Kontaktfläche 7. Oberhalb der Geschwindigkeitsgrenze, hier 5 km/h, wird durch die Krafteinwirkung des Parksperrenrads 2 auf die Sperrklinke 3 und des dadurch erzeugten auf den Exzenter 4 wirkenden Drehmoments T(R) der Exzenter 4 gegen das durch die Feder 10 erzeugte Drehmoment T(F) verhindert, dass der Exzenter 4 in seiner Sperrstellung bleibt.
-
Die Parksperre 1 ist hierfür ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Das Parksperrenrad 2 ist entsprechend für die Verbindung mit einer Getriebewelle ausgebildet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
