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Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem Parksperrenrad, umfassend eine Sperrklinke, die dazu eingerichtet ist, mit einer Verzahnung eines Parksperrenrades zusammenzuwirken, um in einer Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades freizugeben und in einer Sperrstellung in die Verzahnung des Parksperrenrades einzugreifen und eine Rotation des Parksperrenrades zu sperren.
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Parksperrenvorrichtungen greifen bei Betätigung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs mit der Sperrklinke in das Parksperrenrad, um eine mit dem Parksperrenrad wirkverbundene Antriebswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs gegen Rotation zu blockieren und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern.
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Beispielsweise geht aus der
DE 101 44 056 A1 eine Parksperre für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem auf einer Getriebewelle angeordneten Rastring und einer im Sperrzustand der Einrichtung in Rastausnehmungen des Rastringes eingreifenden, schwenkbeweglich gelagerten Klinke hervor. Ferner weist die Parksperre einen ebenfalls schwenkbar gelagerten Wählhebel auf, der an einem Gestänge angreift, welches an seinem einen Ende Rollen aufnimmt, wobei eine erste Rolle auf eine Rampenkontur am vom Rastring abgewandten Rücken der Klinke einwirkt. Eine Betätigungseinheit, die zur Betätigung der Sperrklinke vorgesehen ist, ist im Wesentlichen parallel zur Sperrklinke angeordnet. Weitere Parksperren sind aus
EP 3 744 586 A1 ,
CN 1 08 087 545 A ,
DE 10 2019 134 432 A1 und
DE 10 2010 061 171 A1 zu entnehmen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Parksperrenvorrichtungen zu schaffen, die besonders montagefreundlich ist und einen verbesserten Kraftfluss aufweist. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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In der Regel ist die Sperrklinke über einen einzigen Bolzen direkt an einem Gehäuse des Getriebes aufgenommen, sodass die Kräfte, die bei einem Eingriff der Sperrklinke in die Verzahnung des Parksperrenrades entstehen, über den Bolzen direkt in die Lagerstellen am Gehäuse des Getriebes eingeleitet werden. Durch diesen sogenannten Rotorstoß können die Lagerstellen am Gehäuse des Getriebes geschädigt werden.
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Dadurch, dass der erste Bolzen, an dem die Sperrklinke aufgenommen ist, nicht unmittelbar am Gehäuse des Getriebes gelagert ist, sondern mittelbar über die beiden Blechelemente und den zweiten und dritten Bolzen am Gehäuse des Getriebes gelagert ist, verteilen sich die Kräfte, die bei einem Eingriff der Sperrklinke in die Verzahnung des Parksperrenrades entstehen, derart, dass an den vier Lagerstellen des zweiten und dritten Bolzens am Gehäuse ein Bruchteil des Rotorstoßes ankommt. Dadurch können Lagerstellen am Gehäuse des Getriebes einfacher ausgeführt werden, wobei insbesondere keine zusätzlichen Verstärkungen der Lagerstellen am Gehäuse zur Aufnahme der Bolzen vorgesehen werden müssen. Dieser optimierte Kraftfluss beginnt bei der Sperrklinke und verläuft über den ersten Bolzen in die beiden Blechelemente, weiter über den zweiten und dritten Bolzen in die vier Lagerstellen am Gehäuse des Getriebes. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Sperrklinke, die beiden Blechelemente, die drei Bolzen und die Betätigungseinheit eine Einheit, nämlich die Parksperrenvorrichtung bilden, die vormontiert in das Gehäuse des Getriebes eingesetzt werden kann.
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Beispielsweise liegt eine Sperrstellung der Sperrklinke vor, wenn die Sperrklinke durch die Betätigungseinheit betätigt wird, sodass die Sperrklinke um die Drehachse herum verschwenkt wird und mit einem Rastabschnitt zumindest teilweise in die Verzahnung am Parksperrenrad eingreift, um einen Formschluss zu bilden. Die Rotation des Parksperrenrades ist durch den Formschluss zwischen der Sperrklinke und dem Parksperrenrad blockiert. Die Sperrklinke blockiert folglich die jeweilige mit dem Parksperrenrad wirkverbundene Welle des Kraftfahrzeugs, insbesondere Antriebswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß diesem Beispiel liegt die Entsperrstellung der Sperrklinke vor, wenn die Sperrklinke nicht durch die Betätigungseinheit betätigt wird und demzufolge auch nicht um die Drehachse verschwenkt ist. Die Entsperrstellung entspricht einer Ausgangsstellung bzw. Neutralstellung der Sperrklinke. Anders gesagt ist die Sperrklinke in der Entsperrstellung passiv und greift dabei mit dessen Rastabschnitt nicht in die Verzahnung am Parksperrenrad ein, sodass die Parksperre nicht eingelegt und somit eine Antriebswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs nicht blockiert ist. Mithin gibt die Sperrklinke in dessen Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades frei.
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Vorzugsweise weist die Betätigungseinheit einen Rollenkasten, eine Führungsstange und ein Federelement auf, wobei der Rollenkasten an der Sperrklinke zur Anlage kommt und zur Betätigung der Sperrklinke in Längsrichtung der Führungsstange axial verschiebbar ist. Mit anderen Worten betätigt der Rollenkasten der Betätigungseinheit die Sperrklinke zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung. Der Rollenkasten ist über einen Aktuator schaltbar bzw. in Längsrichtung der Führungsstange axial verschiebbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Rollenkasten eine erste und zweite Rolle, eine Laufbahnwandung, zwei Seitenwandungen zur Aufnahme und Lagerung der beiden Rollen sowie eine mit der Führungsstange wirkverbundene Stützwandung, wobei die erste Rolle an der Laufbahnwandung zur Anlage kommt, und wobei die zweite Rolle an der Sperrklinke zur Anlage kommt. Ferner kommen die beiden Rollen des Rollenkastens aneinander zur Anlage. Die zweite Rolle ist an einer Rampe der Sperrklinke abgestützt. Die Rampe befindet sich an einer zu einem Sperrklinkenzahn, der in eine Zahnlücke am Parksperrenrad eingreift, entgegengesetzten Seite der Sperrklinke.
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Beispielsweise wird bei einer axialen Verschiebung des Rollenkastens in Längsrichtung der Führungsstange entgegen einer Federkraft des Federelements eine Entsperrstellung der Sperrklinke eingeleitet. Dabei gleitet der Rollenkasten über die erste Rolle an der Laufbahnwandung und über die zweite Rolle derart entlang der Rampe an der Sperrklinke, dass der Sperrklinkenzahn aus der Zahnlücke entfernt wird. Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird bei einer axialen Verschiebung des Rollenkastens in Längsrichtung der Führungsstange sowie in Richtung der Federkraft des Federelements eine Sperrstellung der Sperrklinke eingeleitet. Dabei gleitet der Rollenkasten über die erste Rolle an der Laufbahnwandung und über die zweite Rolle derart entlang der Rampe an der Sperrklinke, dass der Sperrklinkenzahn in die Zahnlücke gedrückt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an den beiden Blechelementen jeweils eine Anschlagfläche zur Anlage des Rollenkastens in der Entsperrstellung ausgebildet. Die beiden Anschlagflächen sind dazu eingerichtet, einen Stellweg für den Rollenkasten einzuschränken. Insbesondere kommt der Rollenkasten in der Entsperrstellung mit den beiden Seitenwandungen an den beiden Anschlagflächen der Blechelemente zur Anlage.
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Bevorzugt ist eine Spannfeder zur Rückstellung der Sperrklinke in die Entsperrstellung an der Sperrklinke angeordnet, wobei die Spannfeder zumindest an der Sperrklinke und an mindestens einem der beiden Blechelemente zur Anlage kommt. Beispielsweise ist die Spannfeder als Torsionsfeder ausgebildet und an dem ersten Bolzen aufgenommen, wobei ein erster Endabschnitt der Spannfeder an der Sperrklinke angeordnet ist, und wobei ein zweiter Endabschnitt der Spannfeder an mindestens einem der beiden Blechelemente angeordnet ist. Bei einer Verschiebung des Rollenkastens entgegen der Federkraft des Federelements, wird die Sperrklinke mittels Spannfeder aus der Zahnlücke am Parksperrenrad gezogen und dadurch die Rotation des Parksperrenrades freigegeben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der zweite Bolzen und der dritte Bolzen jeweils achsparallel zu dem ersten Bolzen angeordnet, wobei der erste Bolzen räumlich zwischen dem zweiten Bolzen und dem dritten Bolzen angeordnet ist. Ferner bevorzugt sind zumindest der zweite und dritte Bolzen identisch ausgebildet. Insbesondere sind die beiden Blechelemente identisch ausgebildet. Bevorzugt weisen alle Bohrungen an den beiden Blechelementen im Wesentlichen kein bzw. ein minimales Spiel zu dem jeweiligen Bolzen auf. Je geringer die Spielpassung zwischen der jeweiligen Bohrung und dem Bolzen ist, umso höher ist die Genauigkeit der Parksperrenvorrichtung bei Betätigung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Blechelemente aus einem Metallblech ausgestanzt und einer Wärmebehandlung unterzogen. Insbesondere umfasst die Wärmebehandlung eine Härtung der Blechelemente. Die Blechelemente dienen als Armierungsbleche und ermöglichen eine nicht starre, sondern leicht federelastische Aufhängung der Sperrklinke im Gehäuse des Getriebes, wodurch Kraftspitzen abgefedert werden und die Belastung der Lagerstellen im Gehäuse reduziert wird.
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Die Betätigungseinheit ist räumlich zwischen einem ersten Seitenblech und einem zweiten Seitenblech aufgenommen, wobei beide Seitenbleche jeweils eine Bohrung zur Aufnahme und Durchführung des dritten Bolzens aufweisen. Mithin sind die beiden Seitenbleche über den dritten Bolzen mit den beiden Blechelementen und dem Gehäuse des Getriebes verbunden.
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Bevorzugt weisen die beiden Seitenbleche jeweils eine Führungsnut zur Führung des Rollenkastens auf. Insbesondere greift eine Führungswandung des Rollenkastens zumindest teilweise in die beiden Führungsnuten ein.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 3 eine weitere schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,
- 4 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und
- 5 eine weitere stark vereinfachte schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
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Die 1, 3, 4 und 5 zeigen eine erste Ausführungsform der Parksperrenvorrichtung 1, wobei 2 eine zweite Ausführungsform der Parksperrenvorrichtung 1 zeigt. Aufgrund der unterschiedlichen Perspektiven der Parksperrenvorrichtung 1 in den Figuren sind nicht alle Bezugszeichen in jeder Figur eingezeichnet.
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Gemäß 1 weist die Parksperrenvorrichtung 1 eine Sperrklinke 3 auf, die dazu ausgebildet ist, mit einer Verzahnung eines Parksperrenrades 2 von einem nicht näher dargestellten Getriebe zusammenzuwirken, um in einer Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades 2 freizugeben und in einer Sperrstellung in die Verzahnung des Parksperrenrades 2 einzugreifen und eine Rotation des Parksperrenrades 2 zu sperren. Vorliegend ist das Parksperrenrad 2 stark vereinfacht sowie beabstandet von der Sperrklinke 3 dargestellt, wobei sich die Sperrklinke 3 in allen Figuren in der Sperrstellung befindet. Die Sperrklinke 3 ist über eine Betätigungseinheit 4, die in den 3 und 4 besser dargestellt ist, betätigbar und um eine Drehachse 5 schwenkbar an einem ersten Bolzen 6a angeordnet. Die Betätigungseinheit 4 ist räumlich zwischen einem ersten Seitenblech 13a und einem zweiten Seitenblech 13b aufgenommen. Ferner sind zwei Abstandshülsen 16a, 16b zwischen den beiden Seitenblechen angeordnet und an diesen aufgenommen.
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Die Parksperrenvorrichtung 1 weist ein erstes Blechelement 7a und ein zweites Blechelement 7b auf, die dazu ausgebildet sind, Kräfte bei einem Eingriff der Sperrklinke 3 in die Verzahnung des Parksperrenrades 2 aufzunehmen. Die beiden Blechelemente 7a, 7b sind aus einem Metallblech ausgestanzt und einer Wärmebehandlung, insbesondere Härtung unterzogen. Neben dem ersten Bolzen 6a weist die Parksperrenvorrichtung auch einen zweiten Bolzen 6b und einen dritten Bolzen 6c auf, die dazu eingerichtet sind, die Parksperrenvorrichtung in einem Gehäuse 9 des Getriebes aufzunehmen.
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Die Lagerung der Parksperrenvorrichtung 1 im Gehäuse 9 des Getriebes ist in 5 dargestellt. Der erste Bolzen 6a ist in einer jeweiligen Bohrung 8a, 8b an jedem der beiden Blechelemente 7a, 7b aufgenommen. Der zweite Bolzen 6b ist in einer jeweiligen Bohrung 8c, 8d an jedem der beiden Blechelemente 7a, 7b aufgenommen. Der dritte Bolzen 6c ist in einer jeweiligen Bohrung 8e, 8f an jedem der beiden Blechelemente 7a, 7b aufgenommen. Der zweite Bolzen 6b und der dritte Bolzen 6c lagern die beiden Blechelemente 7a, 7b, und darüber die gesamte Parksperrenvorrichtung 1 an dem Gehäuse 9 des Getriebes. Vorliegend ist das Gehäuse 9 mehrteilig ausgebildet und weist vier Lagerstellen 18 zur Aufnahme des zweiten und dritten Bolzens 6b, 6c auf. Beide Seitenbleche 13a, 13b weisen jeweils eine Bohrung 8g, 8h zur Aufnahme und Durchführung des dritten Bolzens 6c auf. Die Parksperrenvorrichtung 1 kann als vormontierte Einheit in das Gehäuse 9 des Getriebes eingebaut werden und ist besonders montagefreundlich.
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Dadurch, dass der erste Bolzen 6a, an dem die Sperrklinke 3 aufgenommen ist, nicht unmittelbar am Gehäuse 9 des Getriebes gelagert ist, sondern mittelbar über die beiden Blechelemente 7a, 7b und den zweiten und dritten Bolzen 6b, 6c am Gehäuse 9 des Getriebes gelagert ist, verteilen sich die Kräfte, die bei einem Eingriff der Sperrklinke 3 in die Verzahnung des Parksperrenrades 2 entstehen, derart, dass an den vier Lagerstellen 18 des zweiten und dritten Bolzens am Gehäuse 9 ein Bruchteil des Rotorstoßes ankommt.
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2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Parksperrenvorrichtung 1, wobei gemäß 2 das erste Blechelement 7a einteilig mit dem ersten Seitenblech 13a verbunden ist, und wobei das zweite Blechelement 7b einteilig mit dem zweiten Seitenblech 13b verbunden ist.
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In den 1 und 3 ist gut erkennbar, dass eine Spannfeder 12 zur Rückstellung der Sperrklinke 3 in die Entsperrstellung an der Sperrklinke 3 angeordnet ist. Die Spannfeder 12 kommt dabei an der Sperrklinke 3 und an dem ersten Blechelement 7a zur Anlage.
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Gemäß den 3 und 4 weist die Betätigungseinheit 4 einen Rollenkasten 4g, eine Führungsstange 10 und ein Federelement 11 auf, wobei der Rollenkasten 4g an der Sperrklinke 3 zur Anlage kommt und zur Betätigung der Sperrklinke 3 in Längsrichtung der Führungsstange 10 axial verschiebbar ist. Der Rollenkasten 4g umfasst eine erste und zweite Rolle 4a, 4b, eine Laufbahnwandung 4c, zwei Seitenwandungen 4d, 4e zur Aufnahme und Lagerung der beiden Rollen 4a, 4b, eine Führungswandung 4h sowie eine mit der Führungsstange 10 wirkverbundene Stützwandung 4f umfasst. Die beiden Seitenbleche 13a, 13b weisen jeweils eine Führungsnut 14a, 14b zur Führung des Rollenkastens 4g, insbesondere zur Aufnahme und Führung eines jeweiligen Abschnittes der Führungswandung 4h auf.
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Gemäß 4 kommt die erste Rolle 4a an der Laufbahnwandung 4c zur Anlage und die zweite Rolle 4b kommt an der Sperrklinke 3 zur Anlage. Ferner kommen die beiden Rollen 4a, 4b auch aneinander zur Anlage. An den beiden Blechelementen 7a, 7b ist jeweils eine Anschlagfläche 15 zur Anlage des Rollenkastens 4g, insbesondere zur Anlage der jeweiligen Seitenwandung 4e, 4f in der Entsperrstellung ausgebildet. Vorliegend ist der Rollenkasten 4g in der Sperrstellung dargestellt. Der zweite Bolzen 6b und der dritte Bolzen 6c sind jeweils achsparallel zu dem ersten Bolzen 6a angeordnet, wobei der erste Bolzen 6a räumlich zwischen dem zweiten Bolzen 6b und dem dritten Bolzen 6c angeordnet ist. Die Führungsstange 10 ist an einem Aufnahmeelement 17, das die beiden Seitenbleche 13a, 13b mit den beiden Blechelementen 7a, 7b verbindet axial beweglich aufgenommen. Das Federelement 11 stützt sich axial an dem Aufnahmeelement 17 und der Stützwandung 4f ab.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parksperrenvorrichtung
- 2
- Parksperrenrad
- 3
- Sperrklinke
- 4
- Betätigungseinheit
- 4a
- erste Rolle
- 4b
- zweite Rolle
- 4c
- Laufbahnwandung
- 4d
- Seitenwandung
- 4e
- Seitenwandung
- 4f
- Stützwandung
- 4g
- Rollenkasten
- 4h
- Führungswandung
- 5
- Drehachse
- 6a
- erster Bolzen
- 6b
- zweiter Bolzen
- 6c
- dritter Bolzen
- 7a
- erstes Blechelement
- 7b
- zweites Blechelement
- 8a-8h
- Bohrung
- 9
- Gehäuse
- 10
- Führungsstange
- 11
- Federelement
- 12
- Spannfeder
- 13a
- erstes Seitenblech
- 13b
- zweites Seitenblech
- 14a, 14b
- Führungsnut
- 15
- Anschlagfläche
- 16a, 16b
- Abstandshülse
- 17
- Aufnahmeelement
- 18
- Lagerstelle
