-
Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Schaltelement sowie eine Verriegelungseinheit, wobei das Schaltelement zur Betätigung der Parksperrenvorrichtung eingerichtet ist.
-
Allgemein sind Parksperrenvorrichtungen bekannt, die bei Betätigung durch einen Fahrer des Fahrzeugs mit einer Sperrklinke in ein Parksperrenrad am Getriebe greifen, um eine mit dem Parksperrenrad drehfest verbundene Welle, beispielsweise eine Antriebswelle, eine Zwischenwelle oder eine Abtriebswelle des Getriebes gegen Rotation zu blockieren und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern. Ferner sind Verriegelungseinheiten für Parksperrenvorrichtungen bekannt, die dazu eingerichtet sind, das Schaltelement der Parksperrenvorrichtung in ihrer eingelegten und/oder ausgelegten Stellung zu arretieren.
-
Aus der
DE 10 2019 119 593 B4 geht eine Parksperrenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug hervor, umfassend ein Schaltelement sowie ein Rastelement. Das Rastelement ist an einem Parksperrengehäuse gelagert und von einem Betätigungselement derart betätigbar, dass das Rastelement um eine Schwenkachse von einer Sperrstellung in eine Entsperrstellung verschwenkt. Das Rastelement greift in der Sperrstellung in eine umlaufende Sperrnut des Schaltelements ein, um das Schaltelement in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren. Ferner weist die Parksperrenvorrichtung Mittel zur Verkippsicherung des Rastelements auf, die eine im Bereich der Schwenkachse ausgebildete Durchstellung umfassen, und zwar derart, dass das Rastelement im Bereich der Schwenkachse durchdrungen und plastisch verformt ist und einen Vorsprung ausbildet. Das Rastelement ist axial an dem Vorsprung der Durchstellung abgestützt und während der Schwenkbewegung zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung an dem Vorsprung geführt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Parksperrenvorrichtung mit einer Verriegelungseinheit zu schaffen. Insbesondere soll die Parksperrenvorrichtung, kompaktbauend, funktionsoptimiert und kosteneffizient sein. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
-
Eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Schaltelement sowie eine Verriegelungseinheit mit einem Rastelement und einem Betätigungselement, wobei das Rastelement einen Lagerabschnitt zur schwenkbaren Lagerung an einem Gehäuse aufweist und von dem Betätigungselement derart betätigbar ist, dass das Rastelement um eine Schwenkachse zwischen einer Sperrstellung und einer Entsperrstellung verschwenkt, wobei das Rastelement in der Sperrstellung in eine zumindest teilweise umlaufende Sperrnut am Schaltelement eingreift, um das Schaltelement in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren, wobei das Rastelement einen bogenförmigen Mittelabschnitt mit einer lokalen Erhebung zum Eindringen in die Sperrnut aufweist, wobei das Rastelement in der Sperrstellung nur mit der Erhebung am Schaltelement zur Anlage kommt.
-
Mit anderen Worten ermöglicht die lokale Erhebung an dem bogenförmigen Mittelabschnitt des Rastelements einen funktionsoptimierten Betrieb der Verriegelungseinheit, der auch bei geringen Schiefstellungen, insbesondere Kippwinkel, und Toleranzschwankungen des Rastelements gegenüber dem Schaltelement einen sicheren und effizienten Betrieb ermöglicht. Dadurch wird die Auslegung der Verriegelungseinheit vereinfacht, wobei insbesondere eine Verkippsicherung für das Rastelement entfallen kann. Ferner wird durch die Erhebung ein definierter Kontaktbereich zum Schaltelement geschaffen, der zur verschleiß- und reibungsarmen Betätigung sowie zur kompakteren Auslegung eines Aktuators des Betätigungselements vorgesehen ist. Beispielsweise werden Reibungsschwankungen, insbesondere Reibungsspitzen, zwischen dem Rastelement und dem Schaltelement verringert. Der bogenförmige Mittelabschnitt des Rastelements ist als Träger für die Erhebung ausgebildet, wobei die Erhebung einteilig mit dem bogenförmigen Mittelabschnitt des Rastelements verbunden ist. Das Rastelement ist bevorzugt über einen Bolzen schwenkbar am Gehäuse der Parksperrenvorrichtung aufgenommen.
-
Beispielsweise ist das Schaltelement stangenförmig, vorzugsweise zylindrisch, ausgebildet und axial im Gehäuse der Parksperrenvorrichtung verschiebbar. Die Betätigung des Schaltelements erfolgt beispielsweise mechanisch, durch einen elektrischen Linearmotor, pneumatisch oder hydraulisch. Es ist ferner denkbar, dass das Schaltelement mehrere zumindest teilweise umlaufende sowie axial beabstandete Sperrnuten aufweist, um das Schaltelement in verschiedenen axialen Positionen zu arretieren. Die jeweilige Sperrnut ist an einer Außenumfangsfläche des Schaltelements angeordnet. Unter einer zumindest teilweise umlaufenden Sperrnut ist eine radiale Vertiefung in der Mantelfläche des Schaltelements zu verstehen, die entweder vollständig umlaufend, also ringförmig, ausgebildet ist oder sich nur über einen Teil der Mantelfläche des Schaltelements erstreckt.
-
Bevorzugt ist an dem Schaltelement ein Sperrelement angeordnet, das zur Betätigung einer schwenkbaren Sperrklinke, die zum formschlüssigen Eingriff in ein Parksperrenrad vorgesehen ist, eingerichtet ist. Beispielsweise ist das Sperrelement als Sperrkonus ausgebildet. Wenn das Schaltelement in einer axialen Position formschlüssig arretiert ist, wird eine Stellung der Parksperrenvorrichtung, insbesondere die Stellung der Sperrklinke am Parksperrenrad festgesetzt, sodass dadurch Energie zum Halten dieser Stellung eingespart werden kann. Deswegen weist das Schaltelement mindestens eine Sperrnut, bevorzugt zwei Sperrnuten auf. Zwei Sperrnuten sind vorteilhaft um sowohl die Entsperrstellung der Sperrklinke, also den Freilauf des Parksperrenrades, als auch die Sperrstellung der Sperrklinke, also der Eingriff der Sperrklinke in das Parksperrenrad, zu arretieren.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Erhebung als Innenzahn an einer konkav geformten Kontur des bogenförmigen Mittelabschnitts ausgebildet. Insbesondere ist der bogenförmige Mittelabschnitt komplementär zur konvex geformten Außenumfangsfläche des Schaltelements ausgebildet und erstreckt sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung um das Schaltelement herum. Beispielsweise erstreckt sich das Rastelement über mindestens 30% bis 60% der Außenumfangsfläche des Schaltelements herum. Die als Innenzahn ausgebildete Erhebung, ist dazu eingerichtet, zumindest teilweise in die Sperrnut am Schaltelement einzudringen, wobei sich die Kontaktfläche zwischen Rastelement und Schaltelement auf die Erhebung beschränkt. Beispielsweise ist der Innenzahn in radialer Richtung verjüngt ausgebildet, um ein Eindringen in die Sperrnut zu erleichtern und optional die Kontaktfläche zur Sperrnut zu vergrößern.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Erhebung in einem Scheitel des bogenförmigen Mittelabschnitts ausgebildet. Insbesondere ist die Kontur des bogenförmigen Mittelabschnitts des Rastelements zumindest teilweise parabelförmig ausgebildet. Dies ermöglicht einen guten Kompromiss zwischen einem Betätigungsweg des Betätigungselements, einen Hebelarm zwischen der Erhebung und der Schwenkachse sowie einer vorteilhafte Kraftangriffsfläche am Schaltelement. Alternativ kann die Erhebung in Richtung der Schwenkachse entlang des bogenförmigen Mittelabschnitts am Rastelement verschoben werden, um den Hebelarm zwischen der Erhebung und der Schwenkachse weiter zu verkürzen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Erhebung in einem Winkel von mindestens 5° bis höchstens 25° um die Außenumfangsfläche des Schaltelements herum. Beispielsweise erstreckt sich die Sperrnut in einem Winkel von mindestens 7° bis vorzugsweise 30° um die Außenumfangsfläche des Schaltelements herum und ist zumindest geringfügig größer ausgebildet als die Erhebung am Rastelement. Alternativ ist die Sperrnut umlaufend ausgebildet und erstreckt sich somit um 360° an der Außenumfangsfläche des Schaltelements.
-
Vorzugsweise ist das Rastelement aus einem Metallblech ausgebildet. Insbesondere wird das Rastelement aus einem Stahlblech ausgestanzt und/oder umgeformt. Dadurch werden insbesondere Bauraum und Gewicht eingespart. Das Rastelement ist zumindest im Bereich der Erhebung oder vollständig mit einer reibungsminimierenden Beschichtung versehen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Rastelement einen linear ausgebildeten Endabschnitt auf, der entgegengesetzt zu dem Lagerabschnitt angeordnet ist, wobei das Betätigungselement an dem linear ausgebildeten Endabschnitt angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Mittelabschnitt als mittlerer Abschnitt des Rastelements zwischen dem endseitigen Lagerabschnitt und dem linear ausgebildeten Endabschnitt angeordnet, wobei diese drei Abschnitte des Rastelements einteilig miteinander verbunden sind. Dadurch kann die Montage des Rastelements am Gehäuse der Parksperrenvorrichtung vereinfacht werden.
-
Bevorzugt weist die Verriegelungseinheit ein weiteres Betätigungselement auf, das an dem linear ausgebildeten Endabschnitt angeordnet ist. Das zweite Betätigungselement hat dieselbe Funktion wie das erste Betätigungselement und ist angrenzend an dem ersten Betätigungselement angeordnet, ist somit redundant dazu ausgebildet. Beispielsweise ist das erste Betätigungselement als Hubmagnet ausgebildet. Beispielsweise ist das zweite Betätigungselement als hydraulisches Stellelement ausgebildet.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verriegelungseinheit ein Federelement auf, das gegenüberliegend zum Betätigungselement an einer entgegengesetzten Fläche des linear ausgebildeten Endabschnitts angeordnet ist und eine Rückstellkraft in Richtung der Sperrstellung des Rastelements erzeugt. Somit ist der linearer ausgebildete Endabschnitt des Rastelements räumlich zwischen dem mindestens einen Betätigungselement und dem Federelement angeordnet, wobei das mindestens eine Betätigungselement eine Betätigungskraft in den linear ausgebildeten Endabschnitt des Rastelements einleitet, die entgegengesetzt zur Federkraft des Federelements ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Federelement als Druckfeder oder Spiralfeder ausgebildet.
-
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Perspektivschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Verriegelungseinheit der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung, und
- 3 bis 6 verschiedene Schaltstellungen der Verriegelungseinheit.
-
Die 1 und 2 zeigen einen Teil der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung. Die Parksperrenvorrichtung umfasst ein hohlzylindrisches Schaltelement 1 mit einem als Sperrkonus ausgebildeten Sperrelement 16, der nur in 1 dargestellt ist, sowie einer Verriegelungseinheit 2 mit einem Rastelement 3, zwei Betätigungselementen 6, 13 und einem Federelement 12. Das Sperrelement 13 ist zur Betätigung einer - nicht dargestellten - schwenkbaren Sperrklinke eingerichtet, die ihrerseits zum formschlüssigen Eingriff in ein - nicht dargestelltes - Parksperrenrad vorgesehen ist. Das Rastelement 3 weist einen endseitigen Lagerabschnitt 4 mit einem Lagerauge 14 zur Aufnahme eines - nicht dargestellten - Bolzens und schwenkbaren Lagerung an einem nur in 2 dargestellten Gehäuse 5 der Parksperrenvorrichtung auf. Das Rastelement 3 ist derart von dem jeweiligen Betätigungselement 6, 13 betätigbar, dass das Rastelement 3 um eine Schwenkachse 7 zwischen einer Sperrstellung und einer Entsperrstellung verschwenkt wird, wobei das Rastelement 3 in der Sperrstellung in eine umlaufende Sperrnut 8 am Schaltelement 1 eingreift, um das Schaltelement 1 in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren, wobei das Rastelement 3 in der Entsperrstellung außerhalb der umlaufenden Sperrnut 8 am Schaltelement 1 angeordnet ist, um eine axiale Verschiebung des Schaltelements 1 im Gehäuse 5 zu ermöglichen. In den 1, 2 und 3 ist das Rastelement 3 in der Entsperrstellung dargestellt.
-
Das Rastelement 3 ist aus einem Metallblech ausgebildet und weist einen bogenförmigen Mittelabschnitt 9 mit einer lokalen Erhebung 10, die zum Eindringen in die Sperrnut 8 eingerichtet ist, auf, wobei der bogenförmigen Mittelabschnitt 9 an dem endseitigen Lagerabschnitt 4 unmittelbar angrenzt und einteilig damit verbunden ist. Vorliegend ist die Erhebung 10 als Innenzahn an einer konkav geformten Kontur des bogenförmigen Mittelabschnitts 9 ausgebildet und erstreckt sich in einem Winkel von circa 15° um die Außenumfangsfläche des Schaltelements 1 herum. Insbesondere ist die Erhebung 10 in einem Scheitel des bogenförmigen Mittelabschnitts 9 ausgebildet, vorliegend an einem tiefsten Punkt der konkav geformten Fläche des Rastelement 3. Ferner weist das Rastelement 3 einen linear ausgebildeten Endabschnitt 11 auf, der an dem bogenförmigen Mittelabschnitt 9 unmittelbar angrenzt und einteilig damit verbunden ist. Mithin ist der linear ausgebildete Endabschnitt 11 entgegengesetzt zum Lagerabschnitt 4 angeordnet, wobei der bogenförmige Mittelabschnitt 9 zwischen dem linear ausgebildeten Endabschnitt 11 und dem Lagerabschnitt 4 angeordnet ist. Beide Betätigungselemente 6 sind an dem linear ausgebildeten Endabschnitt 11 sowie aneinander angrenzend angeordnet. Alternativ kann nur ein Betätigungselement vorgesehen sein, das an dem linear ausgebildeten Endabschnitt 11 angeordnet ist. Das Federelement 12 ist gegenüberliegend zu den Betätigungselementen 6, 13 an einer entgegengesetzten Fläche des linear ausgebildeten Endabschnitts 11 angeordnet und erzeugt eine Rückstellkraft in Richtung der Sperrstellung des Rastelements 3, sodass das Rastelement 3 radial in Richtung des Schaltelements 1 vorgespannt wird. Das Federelement 12 ist vorliegend als Druckfeder ausgebildet und um einen Stift 15 herum angeordnet. Das an dem Schaltelement 1 angrenzende Betätigungselement 6 ist als Hubmagnet ausgebildet, wobei das daran angrenzende Betätigungselement 13 hydraulisch betätigbar ist. Die beiden Betätigungselemente 6, 13 haben die gleiche Funktion, nämlich die Betätigung des Rastelements 3, sodass das Rastelement 3 in der Sperrstellung mit der Erhebung 10 in die Sperrnut 8 radial eindringt.
-
Die 3 bis 6 zeigen unterschiedliche Positionen der nur teilweise dargestellten Verriegelungseinheit 2, wobei zur Vereinfachung nur das Schaltelement 1 mit der Sperrnut 8 und das Rastelement 3 mit der Erhebung 10 dargestellt sind. Gemäß 3 ist das Schaltelement 1 entriegelt, also in der Entsperrstellung dargestellt, wobei das Schaltelement 1 und das Rastelement 3 voneinander beabstandet sind und somit keinen Kontakt aufweisen. Gemäß 4 ist das Schaltelement 1 verriegelt, wobei das Rastelement 3 mit der Erhebung 10 in der Sperrnut 8 am Schaltelement 1 angeordnet ist. Diese Schaltstellung stellt eine Sperrstellung des Schaltelements 1 dar und kann beispielsweise eine Sperrposition der Sperrklinke am Parksperrenrad sichern. Das Rastelement 3 kommt in dieser Sperrstellung nur mit der Erhebung 10 am Schaltelement 1 zur Anlage und weist somit einen definierten Kontaktbereich auf. Gemäß 5 ist das Schaltelement 1 axial vorgespannt, wobei das Rastelement 3 mit der Erhebung 10 an einer Stirnseite des Schaltelements 1 angeordnet ist. Diese Schaltstellung stellt eine weitere Sperrstellung des Schaltelements 1 dar und kann beispielsweise die Sperrklinke in einer Freilaufposition für das Parksperrenrad sichern. Das Rastelement 3 kommt in dieser Sperrstellung nur mit der Erhebung 10 am Schaltelement 1 zur Anlage und weist somit einen definierten Kontaktbereich auf. Gemäß 6 ist das Schaltelement 1 radial in Richtung des Schaltelements 1 durch das Federelement vorgespannt, wobei das Rastelement 3 mit der Erhebung 10 an einer Mantelfläche des Schaltelements 1 angeordnet ist, wobei das Schaltelement 1 axial nicht arretiert, sondern verschiebbar ist. Das Rastelement 3 kommt auch in dieser Stellung nur mit der Erhebung 10 am Schaltelement 1 zur Anlage und weist somit einen definierten Kontaktbereich auf.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schaltelement
- 2
- Verriegelungseinheit
- 3
- Rastelement
- 4
- Lagerabschnitt des Rastelements
- 5
- Gehäuse
- 6
- Betätigungselement
- 7
- Schwenkachse
- 8
- Sperrnut
- 9
- Mittelabschnitt des Rastelements
- 10
- Erhebung des Rastelements
- 11
- linear ausgebildeter Endabschnitt des Rastelements
- 12
- Federelement
- 13
- Betätigungselement
- 14
- Lagerauge
- 15
- Stift
- 16
- Sperrelement
-
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
-
- DE 102019119593 B4 [0003]
