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Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe ein Parksperrenrad aufweist.
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Parksperrenvorrichtungen sind dazu vorgesehen, bei Betätigung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs mit einer Sperrklinke in eine Verzahnung des Parksperrenrades des Getriebes einzugreifen, um durch diesen Eingriff der Sperrklinke eine mit dem Parksperrenrad wirkverbundene Welle des Getriebes gegen Rotation zu blockieren und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern.
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Beispielsweise geht aus der
DE 10 2019 101 913 B4 eine Parksperrenvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem Parksperrenrad hervor. Die Parksperrenvorrichtung umfasst eine Sperrklinke, die dazu ausgebildet ist, mit einer Verzahnung des Parksperrenrades zusammenzuwirken, um in einer Sperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades zu sperren und in einer Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades freizugeben. Die Sperrklinke ist über einen Rollenkasten betätigbar und um eine Drehachse schwenkbar an einem Bolzen aufgenommen. Eine Führungsstange und ein Federelement sind an dem Rollenkasten angeordnet. Der Rollenkasten ist mit der Sperrklinke wirkverbunden und zur Betätigung der Sperrklinke in Längsrichtung der Führungsstange axial verschiebbar.
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Eine Parksperrenvorrichtung mit einer Schlittenführung, die ein vertikales Ausweichen begrenzt, ist aus
DE 101 31 735 A1 bekannt. Weitere Parksperrenvorrichtungen gehen aus
FR 2 878 487 A1 und
CN 110 878 834 A hervor.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Parksperrenvorrichtung weiterzuentwickeln, wobei insbesondere ein Verkippen und Verkanten des Rollenkastens verhindert werden sollen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Sperrklinke, die schwenkbar an einem Bolzen aufgenommen und dazu ausgebildet ist, mit einer Verzahnung eines Parksperrenrades des Getriebes zusammenzuwirken, um in einer Sperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades zu Sperren und in einer Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades freizugeben, wobei ein Rollenkasten zwischen einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand der Parksperrenvorrichtung angeordnet und zur Betätigung der Sperrklinke linear verschiebbar ist, wobei der Rollenkasten zumindest eine erste Rolle und eine zweite Rolle sowie eine Wandungsanordnung zur Aufnahme und Lagerung der beiden Rollen aufweist, wobei die erste Rolle an der Sperrklinke angeordnet ist, wobei die zweite Rolle an einer Laufbahnwandung angeordnet ist, die in entgegengesetzter Richtung zur Sperrklinke zwischen der ersten und zweiten Seitenwand angeordnet ist, wobei eine Stützplatte zwischen der ersten und zweiten Seitenwand angeordnet ist, wobei der Rollenkasten bei Betätigung der Sperrklinke zwischen der Laufbahnwandung und der Stützplatte im Wesentlichen verdrehsicher geführt ist. Insbesondere ist die Stützplatte parallel zur Laufbahnwandung angeordnet und ebenso wie die Laufbahnwandung an den beiden Seitenwänden aufgenommen. Mithin tragen die Seitenwände die Stützplatte und die Laufbahnwandung.
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Die Sperrklinke ist dazu vorgesehen, in der Sperrstellung in eine Zahnlücke des Parksperrenrades einzugreifen, wobei der Rollenkasten, welcher auch Schlittenbaugruppe genannt wird, die Sperrklinke zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung betätigt. Der Rollenkasten ist räumlich zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand, der Stützplatte und der Laufbahnwandung angeordnet. Vorzugsweise ist der Rollenkasten über einen Aktuator schaltbar bzw. linear verschiebbar. Insbesondere wird der Rollenkasten im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Sperrklinke verschoben. Da die Sperrklinke eine Rotationsbewegung ausführt, bewegt sich der Rollenkasten in etwa parallel zur Längsausdehnung der Sperrklinke, insbesondere innerhalb eines Vierkantprismas, das aus den beiden Seitenwänden, der Laufbahnwandung und der Stützplatte ausgebildet wird.
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Die beiden Rollen des Rollenkastens kommen aneinander zur Anlage, wobei die erste Rolle ferner an einer Rampe an der Sperrklinke abgestützt ist, und wobei die zweite Rolle ferner an der Laufbahnwandung abgestützt ist. Die Rampe befindet sich an einer zu einem Sperrklinkenzahn, der in eine Zahnlücke am Parksperrenrad eingreift, entgegengesetzten Seite der Sperrklinke, also auf der Rückseite der Sperrklinke.
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Die Laufbahnwandung und die Stützplatte führen den Rollenkasten bei seiner linearen Verschiebung entlang der Sperrklinke derart, dass dieser möglichst wenig rotieren bzw. kippen kann. Dabei führt die Laufbahnwandung den Rollenkasten auf der von der Sperrklinke abgewandten ersten Seite des Rollenkastens, wobei die Stützplatte den Rollenkasten auf der dazu gegenüberliegenden zweiten Seite des Rollenkastens führt, also die Seite, die der Rückseite der Sperrklinke zugewandt ist. Dadurch wird eine Verdrehsicherung für den Rollenkasten geschaffen, die ein Verkippen und Verkanten des Rollenkastens bei Betätigung und während der linearen Bewegung innerhalb des Vierkantprismas entlang der Sperrlinke verhindert.
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Die beiden Seitenwände der Parksperrenvorrichtung sind als Wandelemente ausgebildet und insbesondere parallel zur Sperrklinke angeordnet, wobei die Sperrklinke zumindest teilweise zwischen den beiden Seitenwänden angeordnet ist. Vorzugsweise sind die beiden Seitenwände aus einem Metallblech ausgebildet und durch mindestens zwei Hülsenelemente, die zur Durchführung von Schrauben vorgesehen sind, voneinander beabstandet. Die Schrauben werden zur Anbindung der Parksperrenvorrichtung an einem Gehäuse des Getriebes durch die Hülsenelemente geführt und in dafür vorgesehene Gewindebohrungen am Gehäuse angeschraubt.
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Die Laufbahnwandung und die Stützplatte sind vorzugsweise auch aus einem Metallblech ausgebildet und im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden angeordnet, sowie an den Seitenwänden aufgenommen. Beispielsweise sind dafür an den Seitenwänden Aussparungen ausgebildet, die zumindest teilweise die Laufbahnwandung und die Stützplatte aufnehmen.
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Die Stützplatte weist zwei Führungsschenkel und eine Basis auf, wobei die Basis die beiden Führungsschenkel miteinander verbindet, wobei der Rollenkasten an den Führungsschenkeln zur Anlage kommt. Insbesondere gleitet der Rollenkasten bei einer linearen Verschiebung entlang der Sperrklinke an den Führungsschenkeln ab. Insbesondere ist die Stützplatte im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist eine Öffnung zwischen den beiden Führungsschenkeln auf. Die Sperrklinke erstreckt sich zumindest teilweise räumlich zwischen den beiden Führungsschenkeln. Insbesondere sind die beiden Führungsschenkel im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildet, wobei die Basis im Wesentlichen senkrecht zu den beiden Führungsschenkeln ausgebildet ist.
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Bevorzugt weist die Wandungsanordnung des Rollenkastens für jeden Führungsschenkel zwei beabstandete Stützstellen auf. Unter einer Stützstelle ist in diesem Zusammenhang eine Anlagefläche oder ein Anlagepunkt der Wandungsanordnung des Rollenkastens an den Führungsschenkeln der Stützplatte zu verstehen. Mithin sind zwei Stützstellen an der Wandungsanordnung des Rollenkastens für den ersten Führungsschenkel vorgesehen und zwei Stützstellen an der Wandungsanordnung des Rollenkastens für den zweiten Führungsschenkel vorgesehen. Vorzugsweise sind die beiden Stützstellen auf jeder Seite der Wandungsanordnung des Rollenkastens maximal voneinander beabstandet. Dadurch kann der Kippwinkel des Rollenkastens verringert werden.
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Vorzugsweise ist die Wandungsanordnung des Rollenkastens zwischen zwei Stützstellen zumindest teilweise konkav ausgebildet. Insbesondere werden dadurch weitere Stützstellen der Wandungsanordnung an dem jeweiligen Führungsschenkel verhindert. Dadurch wird die Reibfläche zwischen dem Rollenkasten und der Stützplatte minimiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Rollenkasten zumindest zwei beabstandete Stützstellen an der Laufbahnwandung auf. Vorzugsweise ist zumindest eine Stützstelle an der Laufbahnwandung für die Wandungsanordnung des Rollenkastens eingerichtet, wobei zumindest eine Stützstelle an der Laufbahnwandung für die zweite Rolle des Rollenkastens eingerichtet ist. Mithin erfolgt die Abstützung und Führung des Rollenkastens an der Laufbahnwandung einerseits über eine Stützstelle an der Wandungsanordnung und andererseits über eine Stützstelle an der zweiten Rolle, die an der Laufbahnwandung abwälzt. Dadurch wird die Reibfläche zwischen dem Rollenkasten und der Laufbahnwandung minimiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Federelement an dem Rollenkasten zumindest teilweise räumlich zwischen der ersten und zweiten Seitenwand, der Stützplatte und der Laufbahnwandung angeordnet. Insbesondere wird der Rollenkasten zur Betätigung der Sperrklinke in Kraftrichtung des Federelements verschoben. Mithin wird die Sperrklinke mittels Federelement in die Sperrstellung geschaltet. Zum Entsperren der Sperrklinke muss der Aktuator gegen die Druckfederkraft sowie weitere Reibkräfte arbeiten. Das Federelement kommt an der Wandungsanordnung des Rollenkastens zur Anlage.
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Vorzugsweise weist der Rollenkasten ein Zentrierelement für das Federelement auf, wobei das Federelement als Druckfeder ausgebildet ist und das Zentrierelement sich zumindest teilweise in das Federelement erstreckt. Unter einem Zentrierelement ist ein stift- oder bolzenförmiges Element zu verstehen, das Wesentlich kürzer als das Federelement ausgebildet ist. Mithin ist das Zentrierelement keine Führungsstange, die sich entlang des Federelements erstreckt. Dadurch kann insbesondere Gewicht und Material eingespart werden.
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Bevorzugt verschiebt der Aktuator den Rollenkasten entgegen der Federkraft. Mithin ist der Aktuator eingerichtet die Sperrklinke aus der Sperrstellung in die Entsperrstellung zu überführen, wobei das Federelement dazu eingerichtet ist, die Sperrklinke aus der Entsperrstellung in die Sperrstellung zu überführen. Der Stößel des Aktuators überführt den Rollenkasten entgegen der Federkraft in die Entsperrstellung, wodurch der Sperrklinke Freiraum gegeben wird, sodass durch die Klinkenrotation der Klinkenzahn vollständig aus der Lücke des Parksperrrades heraustreten kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Spannfeder an der Sperrklinke angeordnet, wobei die Spannfeder zur Rückstellung der Sperrklinke in die Entsperrstellung ausgebildet ist. Bevorzugt greift die Spannfeder in eine dafür vorgesehene Ausnehmung an der Sperrklinke ein. 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 wieder freigegeben. Insbesondere ist die Spannfeder dazu eingerichtet, die Sperrklinke, solange sie nicht durch den Rollenkasten in Richtung Parksperrrad gedrückt wird, von dem Parksperrrad fernzuhalten, sodass die Sperrklinke nicht in Richtung Parksperrenrad schwenken kann und es unbeabsichtigt zu Sperrversuchen kommt, wodurch Geräuschemissionen und Verschleiß gemindert werden.
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Ferner wird die Verwendung einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung in Verbindung mit einem Parksperrenrad eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die Parksperrenvorrichtung ist vorzugsweise in dem Getriebe integriert.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der fünf Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer Entsperrstellung,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer Sperrstellung,
- 3 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung,
- 4 eine weitere schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung, und
- 5 eine schematische Perspektivdarstellung einer Stützplatte der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung.
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Die 1, 2, 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Getriebe eines Kraftfahrzeugs, wobei nur 3 die Parksperrenvorrichtung 1 vollständig zeigt.
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Gemäß den 1 und 2 umfasst die Parksperrenvorrichtung 1 eine Sperrklinke 3, die um eine Achse schwenkbar an einem Bolzen 4 aufgenommen ist, sowie einen Rollenkasten 5, der zwischen einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand 6b der Parksperrenvorrichtung 1 angeordnet und zur Betätigung der Sperrklinke 3 linear verschiebbar ist. Aufgrund der Schnittdarstellung ist in den 1 und 2 die erste Seitenwand 6a nicht dargestellt. Die erste Seitenwand 6a ist aber in 3 dargestellt, wobei daraus ersichtlich ist, dass die Seitenwände 6a, 6b parallel zueinander angeordnet sind. Die Sperrklinke 3 ist dazu ausgebildet, mit einer Verzahnung eines - nicht dargestellten - Parksperrenrades des Getriebes zusammenzuwirken, um in einer Sperrstellung, welche in 2 dargestellt ist, eine Rotation des Parksperrenrades zu Sperren und in einer Entsperrstellung, welche in 1 dargestellt ist, eine Rotation des Parksperrenrades freizugeben. Ferner sind zwei Hülsenelemente 19a, 19b zur Durchführung von - hier nicht dargestellten - Schrauben axial zwischen den beiden Seitenwänden 6a, 6b angeordnet, um diese voneinander zu beabstanden. Die Schrauben sind durch die Hülsenelemente 19a, 19b geführt und in dafür vorgesehene Gewindebohrungen an einem - hier nicht dargestellten - Gehäuse des Getriebes eingeschraubt.
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Der Rollenkasten 5 umfasst eine erste Rolle 7a und eine zweite Rolle 7b sowie eine Wandungsanordnung 8 zur Aufnahme und Lagerung der beiden Rollen 7a, 7b. Die erste Rolle 7a ist an der Sperrklinke 3 angeordnet und die zweite Rolle 7b ist an einer Laufbahnwandung 9 angeordnet. Die Laufbahnwandung 9 ist entgegengesetzt zur Sperrklinke 3 zwischen der ersten und zweiten Seitenwand 6a, 6b angeordnet. Ferner ist eine Stützplatte 10 zwischen der ersten und zweiten Seitenwand 6a, 6b angeordnet, wobei der Rollenkasten 5 bei Betätigung der Sperrklinke 3 zwischen der Laufbahnwandung 9 und der Stützplatte 10 verdrehsicher geführt ist.
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Ein Aktuator 17 ist zur linearen Verschiebung des Rollenkastens 5 vorgesehen und beispielsweise über einen Stößel mit dem Rollenkasten 5 verbunden. Der Aktuator 17 ist stark abstrahiert dargestellt. Gemäß 2 ist ein als Druckfeder ausgebildetes Federelement 15 an dem Rollenkasten 5 räumlich zwischen der ersten und zweiten Seitenwand 6a, 6b, der Stützplatte 10 und der Laufbahnwandung 9 angeordnet. Das Federelement ist in 1 nicht sichtbar, weil es von dem Rollenkasten 5 in der Entsperrstellung der Sperrklinke 3 gestaucht wird. Wie weiterhin aus 2 hervorgeht, weist der Rollenkasten 5 ein Zentrierelement 16 für das Federelement 15 auf, wobei sich das Zentrierelement 16 teilweise in das Federelement 15 erstreckt.
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Wenn die Sperrklinke 3, wie in 2 dargestellt, betätigt ist und somit im Sperrzustand vorliegt, ragt der Sperrzahn der Sperrklinke 3 in eine Zahnlücke am Parksperrenrad ein, wodurch beispielsweise eine Abtriebswelle, die mit den Rädern des Kraftfahrzeugs antriebswirksam verbunden ist, blockiert wird. Durch das Parksperrenrad wirken Kräfte auf die Sperrklinke 3, die über die Rollen 7a, 7b auf die Laufbahnwandung 9 und von dort auf ein - nicht dargestelltes - Getriebegehäuse übertragen werden, in dem die Parksperrenvorrichtung 1 befestigt ist.
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Zum Einleiten der Entsperrstellung verschiebt der Aktuator 17 den Rollenkasten 5 entgegen der Federkraft und komprimiert dabei das Federelement 15, welches den Rollenkasten 5 in die Sperrstellung der Sperrklinke 3 drückt. Der Stößel des Aktuators 17 kann vorzugsweise nur Druckkräfte ausüben. In der Entsperrstellung der Sperrklinke 3, die in 1 dargestellt ist, ist das Federelement 15 von dem Rollenkasten 5 entgegen der Federkraft verschoben, wobei das Federelement 15 gestaucht ist.
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Während der Verschiebung des Rollenkastens 5 haben die Laufbahnwandung 9 und die Stützplatte 10 unter anderem die Funktion, den Rollenkasten 5 derart zu führen, dass dieser möglichst wenig rotieren kann. Die Laufbahnwandung 9 führt den Rollenkasten 5 auf einer Oberseite des Rollenkastens 5, also angrenzend an der zweiten Rolle 7b, wobei die Stützplatte 10 den Rollenkasten 5 auf einer Unterseite des Rollenkastens 5, also angrenzend an der ersten Rolle 7a, führt.
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Die Stützplatte 10 ist in 4 perspektivisch dargestellt und weist zwei Führungsschenkel 11 a, 11b und eine Basis 12, die die Führungsschenkel 11a, 11b einteilig miteinander verbindet, auf. Der Rollenkasten 5 kommt bei einer linearen Verschiebung zur Betätigung der Sperrklinke 3 an den Führungsschenkeln 11a, 11b gleitend zur Anlage, wodurch ein Verkippen des Rollenkastens verhindert wird. Die Sperrklinke 3 erstreckt sich durch eine Aussparung zwischen den beiden Führungsschenkeln 11a, 11b.
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Wie insbesondere aus den 1 und 2 in Kombination mit 5 hervorgeht, weist die Wandungsanordnung 8 des Rollenkastens 5 für jeden Führungsschenkel 11 a, 11b der Stützplatte 10 zwei maximal beabstandete Stützstellen 13a, 13b auf. In den 1 und 2 sind aufgrund der Schnittdarstellung nur die Stützstellen 13a, 13b an dem ersten Führungsschenkel 11a der Stützplatte 10 dargestellt. Die Wandungsanordnung 8, insbesondere die Seitenwandungen des Rollenkastens 5 sind zwischen zwei Stützstellen 13a, 13b teilweise konkav ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wandungsanordnung nur an diesen weit voneinander entfernten Stützstellen 13a, 13b an der Stützplatte 10 anliegen kann. Diese teilweise konkave Geometrie ist aber nicht zwingend erforderlich und kann auch anders, insbesondere nicht gekrümmt ausgebildet sein. Ferner weist der Rollenkasten 5 zumindest zwei maximal beabstandete Stützstellen 14a, 14b an der Laufbahnwandung 9 auf, wobei eine erste Stützstelle 14a an der Laufbahnwandung 9 für die Wandungsanordnung 8 des Rollenkastens 5 ausgebildet ist, und wobei eine zweite Stützstelle 14b an der Laufbahnwandung 9 für die zweite Rolle 7b des Rollenkastens 5 ausgebildet ist.
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Wie aus den 1 und 2 hervorgeht ist der Rollenkasten 5 positionsunabhängig an den gleichen Stellen geführt, und zwar auch dann, wenn die Sperrklinke 3 den Rollenkasten 5 nicht in Richtung der Laufbahnwandung 9 drückt. Sofern auf den Rollenkasten 5 Drehmomente einwirken, beispielsweise durch Krafteinwirkung an der Sperrklinke 3, werden diese an den Stützstellen 13a, 13b, 14a, 14b aufgenommen und in das Getriebegehäuse abgeleitet. Insbesondere kann der Rollenkasten 5 durch die enge Führung zwischen der Laufbahnwandung 9 und der Führungsplatte 10 keine hohen Winkelgeschwindigkeiten beim Verkippen ausbilden, wodurch die Massenträgheitskräfte, die durch die Stützstellen 13a, 13b, 14a, 14b aufgenommen werden, geringer sind und die Parksperrenvorrichtung 1 somit mehr Lastwechsel ertragen kann.
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3 zeigt die Parksperrenvorrichtung 1 vollständig, sodass beide Seitenwände 6a, 6b dargestellt sind. Ferner ist die Stützplatte 10 im montierten Zustand zwischen den beiden Seitenwänden 6a, 6b dargestellt. Die Sperrklinke 3 erstreckt sich durch die Öffnung an der Stützplatte 10 und wird dadurch insbesondere vor einem Verkippen geschützt.
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4 zeigt die Parksperrenvorrichtung 1 ohne die erste Seitenwand, um einen besseren Einblick in die Bauteile der Parksperrenvorrichtung 1 zwischen den beidem Seitenwänden zu erhalten. Daraus wird ersichtlich, dass die Laufbahnwandung 9 und die Stützplatte 10 parallel zueinander angeordnet sind. Ferner ist der Rollenkasten 5 zwischen der Laufbahnwandung 9 und der Stützplatte 10 derart eng geführt, dass ein Verkippen des Rollenkastens 5 dadurch weitestgehend eingeschränkt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parksperrenvorrichtung
- 3
- Sperrklinke
- 4
- Bolzen
- 5
- Rollenkasten
- 6a
- erste Seitenwand
- 6b
- zweite Seitenwand
- 7a
- erste Rolle
- 7b
- zweite Rolle
- 8
- Wandungsanordnung
- 9
- Laufbahnwandung
- 10
- Stützplatte
- 11 a
- Führungsschenkel
- 11b
- Führungsschenkel
- 12
- Basis
- 13a
- Stützstelle
- 13b
- Stützstelle
- 14a
- Stützstelle
- 14b
- Stützstelle
- 15
- Federelement
- 16
- Zentrierelement
- 17
- Aktuator
- 18
- Spannfeder
- 19a
- Hülsenelement
- 19b
- Hülsenelement
