DE102022127550A1

DE102022127550A1 - Parksperre

Info

Publication number: DE102022127550A1
Application number: DE102022127550.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schwarz; Christoph Thuerauf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-10-19
Filing date: 2022-10-19
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1), aufweisend eine Sperrklinke (2), die in einer Sperrstellung ein in einem Parksperrenrad (3) verriegelbar und in einer Entsperrstellung mit dem Parksperrenrad (3) außer Eingriff ist, ein durch eine Druckfeder (4) vorspannbares Betätigungselement (45), durch das die Sperrklinke (2) in die Sperrstellung bewegbar ist. Das Betätigungselement (5) ist als Schlitten (5) ausgebildet, der ein Druckstück (15) aufweist, das Teil eines Kniehebels (17) ist, welches beim Entsperren der Parksperre (1) auf der Sperrklinke (2) abrollt. Alternativ oder zusätzlich bilden die Sperrklinke (2) und das Betätigungselement (5) einen Endanschlag (12) aus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperre, aufweisend eine Sperrklinke, die in einer Sperrstellung in einem Parksperrenrad verriegelbar und in einer Entsperrstellung mit dem Parksperrenrad außer Eingriff ist, sowie einen durch eine Druckfeder vorspannbaren Schlitten, der auf der Sperrklinke abrollt und durch den die Sperrklinke in die Sperrstellung bewegbar ist.
Die aus DE 101 44 063 A1 bekannte Parksperre eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs weist einen auf einer Getriebewelle angeordneten Rastring mit Rastausnehmungen auf. Mittels eines schwenkbaren Wählhebels und eines daran angelenkten Gestänges wird eine Klinke im Sperrzustand der Einrichtung mit den Rastausnehmungen in Eingriff gebracht. Das Gestänge weist an seinem Ende Rollen auf, von denen eine das Gestänge in einem Führungsblech führt.
Das Sperrelement von Parksperren weist in der Regel einen Schlitten auf, über den sich das auf dem Antriebsstrang angeordnete Parksperrenrad über die Sperrklinke an einem Getriebegehäuse abstützen kann. Durch das Einleiten der Last über die Sperrklinke in das Getriebegehäuse ist der Schlitten wie die gesamte Aktuatorik erheblichen Belastungen ausgesetzt. Wird die Parksperre bei langsamer Fahrt betätigt, so kann es vorkommen, dass die Sperrklinke noch nicht weit genug in die Lücke des Sperrrades eintauchen kann und wieder abgewiesen wird. Dabei wird die Energie auf den Schlitten übertragen, und dieser schnellt dann mit hoher Geschwindigkeit zurück. Die Feder, die den Schlitten in Richtung Sperrstellung vorspannt, ist meist zu schwach, um diese Energie zwischenspeichern zu können. Folglich muss die Restenergie durch einen Anschlag aufgenommen werden. Die Restenergie ist dennoch so groß, dass entweder der Anschlag oder der Schlitten beschädigt werden.
Bei diesem sogenannten Ratschen der Parksperre, hervorgerufen durch die Abweisbewegung der Sperrklinke vom Parksperrenrad im Falle einer zu hohen Geschwindigkeit des Parksperrenrads, oder durch hohe Beschleunigungen, die beim Entriegeln unter hohen Lasten auftreten können, wirken große Kräfte auf den Schlitten und auf die Bauteile, die die Verriegelung vornehmen sollen. Der Schlitten wird dabei durch Anschlagkomponenten häufig abrupt gebremst, um anschließend durch die den Schlitten beaufschlagende Feder wieder in Richtung der Sperrstellung beschleunigt zu werden. Das abrupte Abbremsen kann die Bauteile der Parksperre schädigen. Ferner erfordern der Schlitten und die von ihm überstrichene Wegstrecke relativ viel Bauraum.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakt bauende Parksperre zu schaffen und die beim Abweisen eines Verriegelungsvorgangs auftretenden Kräfte sicher abzustützen und die Belastungen der Parksperrenbauteile zu verringern.
Die Aufgabe wird durch eine Parksperre mit den Merkmalen nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 10 gelöst.
Die Parksperre nach Anspruch 1 weist einen Schlitten mit einem Druckstück aufweist, das Teil eines Kniehebels ist und beim Entsperren der Parksperre auf der Sperrklinke abrollt- Der Kniehebel kann durch eine asymmetrische Form des Druckstücks gebildet sein. Dafür ist dieses beispielsweise exzentrisch gelagert oder weist eine asymmetrische Form auf und rollt vorzugsweise sowohl an der Sperrklinke als auch an einer Gegenrolle ab. Durch das Kniehebeldesign und den zylindrisch geformten unteren Kontaktbereich des Druckstücks wird letzteres zumindest zu Beginn des Entriegelungsprozesses auf dem Rücken der Sperrklinke abrollen, wodurch sich die Parksperre leicht entriegeln lässt. Das Kniehebeldesign bewirkt ferner, dass für die zu Beginn des Entriegelungsvorgangs erforderliche Kraft eine hohe Übersetzung bereitgestellt wird. Nachdem der initiale Entriegelungsvorgang gestartet ist, sinkt die erforderliche Kraft, so dass bei geringerer Übersetzung eine schnelle Entriegelung möglich ist. Der erforderliche Aktuator benötigt daher nur eine geringe Leistungsaufnahme. Durch die Drehbewegung des Kniehebels wird ferner eine kompakte Einheit geschaffen.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Parksperre gemäß Anspruch 10. Dadurch dass die Sperrklinke und das Betätigungselement unmittelbar einen Endanschlag ausbilden, können andere Bauteile der Parksperre entlastet und brauchen nicht auf die hohen Abweiskräfte beim Ratschen ausgelegt werden. Ebenfalls kann durch den sperrklinkennahen Anschlag die Parksperre kompakt bauen. Das Betätigungselement kann ein Schlitten sein. Vorzugsweise ist es ein Druckstück, das gehärtet ist, so dass es die Anschlagskräfte sicher aufnehmen kann.
In einer Weiterbildung weist führt der Schlitten eine Schwenkbewegung beim Verriegeln der Parksperre aus. Anstelle einer linearen Bewegung eines Schlittens vollführt dieser damit eine Drehbewegung. Dadurch ist eine gute, platzsparende Führung des Schlittens möglich. Die Axialpositionen des Schlittens in der Sperrstellung und in der Entsperrstellung können dank der Schwenkbewegung teilweise überlappen, so dass der axiale Verfahrweg des Schlittens geringer ist als bei einer linearen Bewegung. Damit benötigt die Parksperre weniger axialen Bauraum.
Mit der verkürzten Axialbewegung sinkt auch der erforderliche Federhub, was eine leichtere Federauslegung ermöglicht. Zugleich oder zusätzlich ermöglicht eine derartige Parksperre großflächige, definierte Endanschläge zwischen gehärteten Komponenten.
Bei einem Schlitten müssen toleranzbedingte Fluchtungsfehler zwischen einem den Schlitten betätigenden Aktor, dem Schlitten und weiteren kraftübertragenden Elementen wie einer Zugstange ausgeglichen werden, andernfalls kann die Zugstange verbiegen. Das erfordert entweder massive Zugstangen oder anderweitige Kompensationen wie aufwändige gelenkige Verbindungen der Zugstange, so dass Verkippungen des Schlittens aufgrund nicht gleichmäßig eingeleiteter Momente die Parksperre nicht schädigen. Bei einer Weiterbildung der Parksperre kann die Zugstange in der Sperrstellung von dem Schlitten entkoppelt sein. Das bedeutet, dass die Zugstange im Falle eines Ratschens in ihrer Position bleiben kann und nicht mitbeschleunigt werden muss. Das senkt die bewegten Massen und damit die abzubauende Bewegungsenergie.
In einer nächsten Weiterbildung weist die Parksperre einen Anschlag auf, der als Endanschlag eine weitere Bewegung des Schlittens in eine Richtung unterbindet. Das sogenannte Ratschen , bei dem die Klinke abgewiesen wird, kann die Parksperre besser aufnehmen, wenn sie so ausgelegt ist, dass die Energie beim Einschlag in den Endanschlag auf mehrere, großflächige, meist gehärtete Komponenten verteilt wird. Es ist von Vorteil, wenn der Anschlag zwischen dem Schlitten und der Sperrklinke ausgebildet ist. Durch das Verlegen des Endanschlags an die Sperrklinke wird die Toleranzkette verkürzt. Damit muss auch kein separates Bauteil als Anschlag vorgehalten werden bzw. das Härten weiterer Bauteile kann unter Umständen entfallen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlitten als ein Rollenschlitten ausgebildet. Dazu haltert er neben dem Druckstück ein oder mehrere Rollen. Das ermöglicht eine reibungsarme Entriegelung. Die Rollen übertragen Kräfte von der Sperrklinke auf ein Gehäuse. Die Rollen sind vorzugsweise kollinear zueinander angeordnet; ihre Mittelachsen lassen sich also durch eine Gerade verbinden.
In einer Weiterbildung weist die Parksperre eine Stützrolle auf. Die Stützrolle ist diejenige Achse, um die sich der Schlitten dreht. Die Stützrolle ist gehäusefest oder axial zum Gehäuse fest angeordnet und kann zusätzlich mit dem Schlitten verbunden sein. Sie ist damit entweder ein Teil des Gehäuses, des Parksperrengehäuses oder des Getriebegehäuses, oder aber ein Teil des Schlittens. Die Stützrolle ist somit verdrehsicher gelagert.
Die Rollen des Schlittens sind bevorzugt als Zylinderrollen ausgebildet. Die Stützrolle kann als Zylinderrolle ausgebildet sein. Sie kann auch eine Abflachung bzw. eine ans Gehäuse angepasste Kontur aufweisen, um nicht nur einen Linienkontakt, sondern einen Flächenkontakt auszubilden.
In einer nächsten Ausgestaltung sind die Stützrolle und alle weiteren Rollen des Schlittens in der Sperrstellung so angeordnet, dass ihre Berührpunkte untereinander und mit der Sperrklinke sowie mit dem Gehäuse auf einer Geraden angeordnet sind, wobei die Gerade senkrecht zur Gehäuseoberfläche verläuft. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Querkräfte entstehen, so dass diese auch nicht abgestützt werden müssen. Die Stützrolle stützt sich vorzugsweise über eine zum Beispiel aus Blech ausgebildete Stützplatte am Getriebegehäuse ab, kann sich aber alternativ auch unmittelbar am Getriebegehäuse abstützen.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Parksperre einen Führungsbolzen auf, der drehbar im Schlitten gelagert ist. Eine Sicherungsscheibe kann die Zugkräfte beim Entriegeln auf den Führungsbolzen übertragen, der sie wiederum auf den Schlitten überträgt.
Das Druckstück ist auf einfache Weise fertigbar. Dazu kann es in einer ersten Ausführungsform einteilig ausgeführt sein, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. So kann es beispielsweise gesintert, geschmiedet, fließgepresst oder gegossen sein. Alternativ ist das Sperrelement mehrteilig aufgebaut.
In einer weiteren Ausbildung ermöglicht die Parksperre durch den Verzicht auf eine Rollenlagerung an der Sperrklinke einfacher zu fräsende Rampenkonturen an der Sperrklinke. Die Verrundungen müssen nicht auf den Rollendurchmesser und die Abrollbewegung abgestimmt werden, sondern nur auf die Außenkontur des Druckstücks.
Die Parksperre kann als Modul vorgefertigt werden. Das bedeutet, dass ein Fahrzeughersteller die einzelnen Komponenten nicht selbst zusammensetzen muss und zu einer Einheit montieren muss. In Parksperren nach dem Stand der Stand der Technik ist das vor allem erforderlich, um die unweigerlich vorhandenen Toleranzen wirksam ausgleichen zu können. Allerdings können Parksperren können nur schwer vor der Montage ins Getriebe in ihrer Funktion getestet werden, und eine End-of-line-Kontrolle der zusammenwirkenden Komponenten ist dann erst auf Getriebeebene möglich. Die erfindungsgemäße Parksperre ist hingegen aufgrund der verkürzten Hebellängen weniger toleranzkritisch, so dass alle später zusammenwirkenden Komponenten gemeinsam in genau dieser Zusammensetzung vor der Getriebemontage getestet werden können.
Die Parksperre kann ein Parksperrengehäuse aufweisen, das die Parksperre nicht von mehreren Seiten einzufassen braucht. Das Sperrelement kann gegen dieses Parksperrengehäuse abgestützt sein. Alternativ stützt es sich an einem weiteren Gehäuse wie einem Getriebegehäuse ab. Das Getriebegehäuse kann zwei Gehäusewände aufweisen, die durch mehrere Distanzhülsen voneinander beabstandet sind. Eine der Distanzhülsen kann einen Anschlag für den Schlitten bilden, so dass kein separater Anschlag erforderlich ist. Die Distanzhülsen können auch als Distanzbolzen ausgebildet sein.
Das Parksperrengehäuse kann rahmenartig aus zwei miteinander verbundenen Gehäusewänden ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die beiden Gehäusewände als Gleichteile ausgebildet. Alternativ kann eine der Gehäusewände kleiner gestaltet werden als die andere, weil der Klinkenbolzen zur Lagerung der Sperrklinke nur zum Halten der Sperrklinke beim Einbau benötigt wird und daher keine gleichmäßige Abstützung an den Gehäusewänden benötigt. Damit kann Masse und Platz gespart werden. In einer noch weitergehenden Reduktion der Gehäusewände ist die Sperrklinke nur mittels der Rückholfeder gehalten. Dabei umgreift die Rückholfeder den Führungsbolzen und taucht mit ihren Enden in dafür vorgesehene Aufnahmen an den Gehäusewänden ein.
Vorzugsweise stützt sich der Schlitten gegen eine begrenzt bewegliche, toleranzausgleichende Stützplatte ab. Die Stützplatte liegt im Getriebegehäuse an einer genau bearbeiteten Fläche an und leitet die von der Sperrklinke über die Rollen übertragenen Kräfte in das Getriebegehäuse. Die Stützplatte kann als ein Blechelement ausgebildet sein. Aussparungen in den Seitenblechen eines Parksperrengehäuses positionieren sie grob für die Montage vor und verhindern eine Bewegung in der Blechebene.
Die Sperrklinke ist eine um einen Drehpunkt bewegliche Klinke mit einem Sperrzahn an ihrem vom Drehpunkt abgewandten Ende, mittels dem die Sperrklinke in ein auf dem Parksperrenrad angeordnetes Zahnprofil formschlüssig verriegelbar ist. Auf der radial vom Parksperrenrad dem Sperrzahn abgewandten Seite weist die Sperrklinke einen Klinkenrücken mit einem Klinkenprofil auf, das beim Einlegen der Parksperre von dem Sperrelement beaufschlagt wird. Das Klinkenprofil kann ein Profil im engeren Sinne bilden, dass es als ein Profilgebirge ausgebildet ist. In einer Variante ist das Klinkenprofil eine ebene Fläche mit einer Überhöhung, so dass auch am Klinkenrücken ein Formschluss in Sperrstellung vorliegt.
In einer Weiterbildung weist die Parksperre ein Bremselement für den Schlitten auf, das elastisch verformbar ist. Das Bremselement kann als ein beispielsweise plattenförmiges Federblech ausgebildet sein. Das Federblech ist so angeordnet, dass der Schlitten dieses kurz vor Erreichen des Endanschlags elastisch verformt. Die dabei vom Bremselement aufgenommene Energie reduziert die Aufschlagkraft im Endanschlag zwischen dem Schlitten und der Aktuatorik. Bevorzugt steht der Schlitten über einen großen Winkelbereich nicht in Kontakt mit dem Bremselement, kann sich daher ungebremst drehen. Damit die Bremselement, das zwischen Gehäusewände nur eingelegt sein braucht, während der Fahrt nicht klappert, wird ese durch einen dritten Druckpunkt in einer Gehäusewand vorzugsweise minimal vorgespannt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten, erfindungsgemäßen Parksperre mit einem Parksperrenrad in einer Sperrstellung,
2 die Parksperre mit dem Parksperrenrad aus 1 in einem Querschnitt ohne eine vordere Gehäusewand,
3 einen vergrößerten Teilausschnitt der Parksperre gemäß 2,
4 eine perspektivische Ansicht der Parksperre nach 2 ohne in einer zu 1 gedrehten Ansicht, n vergrößerten Teilausschnitt einer Baugruppe mit einem Sperrhebel im Querschnitt,
5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten, erfindungsgemäßen Parksperre mit einem Parksperrenrad in einer Entsperrstellung,
6 eine vergrößerte Teilansicht des Bremselements im Querschnitt,
7 einen Ausschnitt aus 2 mit von der Sperrklinke übertragenen Kräften in der Sperrstellung und
8 einen Ausschnitt aus 2 mit der einem Druckstück in einem Anschlag an einer Sperrklinke.

1 zeigt eine Parksperreneinheit 21, die aus einer Parksperre 1, einem nur teilweise dargestellten Aktuator 6 und einem Parksperrenrad 3 gebildet ist, in einer Sperrstellung. Die Parksperre 1 weist eine Sperrklinke 2 auf, die um eine durch einen Klinkenbolzen 34 gebildete Drehachse 30 verdrehbar ist. Beim Verdrehen der Sperrklinke 2 bewegt sich ein mit ihr einteilig ausgebildeter Klinkenzahn 23 als Sperrzahn im Wesentlichen in Bezug auf die (nicht dargestellte) Getriebehauptwelle in radialer Richtung. Die Parksperre 1 ist für den Einbau in ein Fahrzeuggetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und bewirkt ein Festsetzen des Parksperrenrads 3, das mit der Getriebehauptwelle drehfest verbunden ist. Das Parksperrenrad 3 weist dazu eine an seinem Außenumfang angeordnete Sperrverzahnung 29 auf, in die der Klinkenzahn 23 in der Sperrstellung der Parksperre 1 formschlüssig verriegelt. In der Entsperrstellung sind der Klinkenzahn 23 und die Sperrverzahnung 29 außer Eingriff.
Die Sperrklinke 2 ist durch eine Rückholfeder 28 gehalten, die verhindert, dass die Sperrklinke 2 im unbelasteten Zustand schwerkraftbedingt unbeabsichtigt gegen das Parksperrenrad 3 verriegelt. Die Rückholfeder 28 ist auf dem Klinkenbolzen 34 angeordnet und mit ihrem einen Ende an der Unterseite der Sperrklinke 2 eingehängt. Die als Schenkelfeder ausgebildete Rückholfeder 28 sorgt dafür, dass die Sperrklinke 2, sobald der Schlitten 5 sie freigibt, sofort im Uhrzeigersinn dreht und das Parksperrenrad 3 freigibt.
Die Parksperre 1 weist ein durch eine als Druckfeder ausgebildete Feder 4 vorgespanntes Betätigungselement 45 auf, das nachfolgend stets als ein Schlitten 5 beschrieben wird. Durch die Vorspannung des Betätigungselements 45 ist die Parksperre 1 auch bei einer Fehlfunktion des die Parksperre 1 betätigenden Aktuators 6 verriegelbar ist, indem sie den Schlitten 5 so verschiebt, dass dieser die Sperrklinke 2 in die Sperrstellung bringt oder im Falle einer Zahn-auf-Zahn-Stellung des Klinkenzahns 23 mit der Sperrverzahnung 29 zumindest so vorbelastet, dass bei kleiner Bewegung des Parksperrenrads 3 ein Verriegeln erfolgt. Die Feder 4 bewirkt, dass der Schlitten 5 sich im Uhrzeigersinn in Richtung Sperrstellung zurückdreht, sobald ein die Feder 4 vorspannender Entriegelungshebel 8 eine Zugstange 7 freigibt.
Die Parksperre 1 weist weiterhin eine erste Gehäusewand 31 und eine zweite Gehäusewand 32 auf, die als Blechteile parallel zueinander angeordnet sind. Beide Gehäusewände 31, 32 werden durch mehrere, vorliegend zwei, Distanzhülsen 33 voneinander beabstandet und bilden zusammen ein Parksperrengehäuse. Die Distanzhülsen 33 erlauben als Hohlzylinder zugleich eine Befestigung der Parksperre 1 am nicht dargestellten Getriebe, indem sie Hülsen für nicht dargestellte Schrauben bilden. Die Distanzhülsen 33 sorgen weiterhin für einen ausreichenden Abstand zwischen den Gehäusewänden 31, 32, so dass der dazwischen angeordnete Schlitten 5 sich nicht verklemmen kann. In allen Ausführungsformen sind die Gehäusewände 31, 32 an drei Punkten am Getriebe abgestützt. Diese Punkte sind durch zwei Distanzhülsen 33 und den Klinkenbolzen 34 gebildet.
Der Klinkenbolzen 34 ist fest mit der Sperrklinke 2 verbunden. Er ist drehbar im Getriebegehäuse gelagert und in den Gehäusewänden 31, 32 nur grob für die Montage im Getriebegehäuse vorpositioniert. In der Ausführungsform nach 9 ist der Klinkenbolzen 34 nicht in den Gehäusewänden 31, 32 aufgenommen, so dass die Gehäusewände 31, 32 klein ausfallen können. Die beiden Gehäusewände 31, 32 sind als Seitenbleche ausgebildet und bilden mit den Distanzhülsen 33 einen Rahmen, in bzw. an dem die weiteren Komponenten eingebaut werden. Die beiden Distanzhülsen 33 sorgen für einen ausreichenden Abstand zwischen den Seitenblechen, so dass der Schlitten 5 sich nicht verklemmen kann.
5 zeigt eine weitere Parksperre 1 in der Entsperrstellung und damit im Nicht-Parken-Zustand. Von der in 1 gezeigten Parksperre 1 unterscheidet sich die Parksperre 1 nach 2 durch die unterschiedliche Ausbildung der Gehäusewände 31, 32 und der Führung des Schlittens 5. In der Entsperrstellung taucht der Klinkenzahn 23 der Sperrklinke 2 nicht in eine der Lücken im Parksperrenrad 3. Die Achse mit dem Parksperrenrad 3 kann also rotieren und das Fahrzeug sich fortbewegen. Zum Einstellen der Entsperrstellung dreht der Aktuator 6 den Entriegelungshebel 8. Durch das im Uhrzeigersinn auf den Entriegelungshebel 8 eingebrachte Moment zieht dieser die Zugstange 7, welche wiederum mit dem Schlitten 5 verbunden ist. Der Schlitten 5 bewegt sich damit aus der Sperrstellung P in die Entsperrstellung NP und gibt somit das Parksperrenrad 3 frei.
Eine Scheibe 9 ist fest mit der Zugstange 7 verbunden und bildet einen Kraftangriffspunkt für den Entriegelungshebel 8. Durch die Verwendung der Scheibe 9 ist die Winkellage der Zugstange 7 irrelevant. Sie muss deswegen nicht besonders orientiert werden. Schlittenseitig überträgt eine Sicherungsscheibe 36 beim Entriegeln die Zugkräfte auf einen Führungsbolzen 26, der drehbar im Schlitten 5 gelagert ist.
Die Feder 4 umfasst die Zugstange 7 an ihrer Außenmantelfläche, so dass die Zugstange 7 zusätzlich die Feder 4 führt. Die Feder 4 stützt sich mit ihrem einen Fußpunkt an einer Führungsplatte 10 ab. Die Führungsplatte 10 hält auch die Zugstange 7 in Position. Ein Langloch 11 in der Führungsplatte 10 ermöglicht die Schwenkbewegung der Zugstange 7, wenn sie von der Sperrstellung in die Entsperrstellung fährt und umgekehrt. Die Feder 4 sorgt dafür, dass der Schlitten 5, sobald der Entriegelungshebel 8 die Zugstange 7 freigibt, sich wieder im Uhrzeigersinn in Richtung Sperrstellung zurückdreht. Als dritte Funktion übernimmt die Führungsplatte 10 das Abstützen des Moments der Rückholfeder 28, welche an der Führungsplatte 10 anliegt.
Die Bewegung von einer in 2 gezeigten Entsperrstellung in die in 1 gezeigte Sperrstellung wird nach Freigabe durch den Entriegelungshebel 8 durch die Feder 4 bewirkt. Die Feder 4 ist kraftmäßig so ausgelegt, dass sie deutlich stärker als die Rückholfeder 28 ist. Sie lässt den Schlitten 5 vorschnellen, der seinerseits die Sperrklinke 2 in die Sperrstellung drückt. In der Sperrstellung taucht der Klinkenzahn 23 der Sperrklinke 2 in eine der Lücken im Parksperrenrad 3 und verhindert so dessen Rotation und somit das Rollen des Fahrzeugs.
Der Schlitten 5 verschwenkt beim Verriegeln bzw. Entriegeln der Parksperre 1. Das Verschwenken kann durch einen Anschlag 12 (5) begrenzt werden, der durch die Sperrklinke 2 und der Schlitten 5 gebildet wird. Der Anschlag 12 dient als ein Endanschlag im Falle der Abweisbewegung, des sogenannten Ratschens . Damit steht ein Drehwinkelbereich nur für dieses Überschwingen zur Verfügung. Das Ratschen entsteht, wenn sich das Parksperrenrad 3 noch so schnell dreht, dass der Klinkenzahn 23 noch nicht tief genug in die Lücke des Parksperrenrads 3 einrasten kann und die Sperrklinke 2 aus der Lücke herausgeschleudert wird. Die hierbei in die Sperrklinke 2 eingeleitete Energie muss von der Parksperreneinheit 21 aufgenommen werden, ohne Komponenten über deren Lebensdauer beschädigt werden.
Beim Ratschen wie auch in Entsperrstellung findet der Schlitten 5 seinen Anschlag 12 in der Klinkengeometrie, die so gewählt ist, dass der Schlitten 5 nicht weiter gegen den Uhrzeigersinn rotieren kann. Beim Ratschen ist die Zugstange 7 vom Schlitten 5 entkoppelt (5). Das bedeutet, dass, sofern der Schlitten 5 beim Ratschen gegen den Uhrzeigersinn rotiert, die Zugstange 7 in ihrer Position bleiben kann und nicht mitbeschleunigt werden muss.
Die Parksperre 1 weist eine Stützplatte 13 auf. Die Stützplatte 13 liegt im Getriebegehäuse an einer genau bearbeiteten Fläche an und leitet die von der Sperrklinke 2 über den Schlitten übertragenen Kräfte in das Getriebegehäuse.
Aussparungen 14 in den Gehäusewänden 31, 32 positionieren sie grob für die Montage vor und verhindern eine Bewegung in der Blechebene. Die Stützplatte 13 kann dabei in den Aussparungen 14 begrenzt beweglich sein, so dass sie toleranzbedingte Ungenauigkeiten oder thermische Ausdehnungsänderungen des Getriebegehäuses kompensieren kann.
Der Schlitten 5 weist eine Stützrolle 18 auf, welche sich an der Stützplatte 13 abstützt. Die Stützrolle 18 nimmt immer eine definierte, rotative Lage zwischen den Gehäusewänden 31, 32 ein. Ein Großteil ihrer Mantelfläche ist zylindrisch ausgeprägt und dient als Scharnier-Kontaktfläche für das Schlitten 5. Sie weist zudem eine Abflachung in Form einer ebenen Fläche auf, mit der sie sich über einen Flächenkontakt an der Stützplatte 13 abstützen kann.
Die Übertragung der Betätigungskräfte vom Schlitten 5 auf die Sperrklinke 2 erfolgt durch ein Druckstück 15. Das Druckstück 15 ist als ein Kniehebel ausgebildet. Es weist eine exzentrische Lagerung 41 auf sowie eine unregelmäßig geformte Außenkontur. Ein erster Abschnitt der Außenkontur 44 ist als ein zylindrischer Abschnitt 42 ausgebildet. Mit diesem rollt das Druckstück 15 auf der Sperrklinke 2 ab, wenn die Parksperre 1 aus der Sperrstellung entriegelt werden soll. Ein zweiter Abschnitt 46 der Außenkontur 44 bildet einen Teil des Anschlags 39 mit der Distanzhülse 33 aus, wenn er an dieser zum Anliegen kommt. Ein dritter Abschnitt 47 der Außenkontur 44 bildet einen Teil des Anschlags 12 mit der Sperrklinke 2 aus, wenn das Druckstück 15 in gedrehter Stellung mit dieser zur Anlage kommt.
Die Anordnung und Geometrie der Verriegelungskonturen ist so gewählt, dass die Kraftvektoren F₁, F₂, F₃, F₄, in der Sperrstellung kollinear angeordnet sind. Dabei stellt F₁ die von der Sperrklinke 2 auf das Druckstück 15 ausgeübte Kraft, F₂ die von dem Druckstück 15 auf seine Lagerung 41 ausgeübte Kraft, F₃ die von der Lagerung 41 auf die Stützrolle 18 ausgeübte Kraft und F₄ die von der Stützrolle 18 auf die Stützplatte 13 ausgeübte Kraft dar. F₅ bezeichnet die Kraft der Stützplatte 13 auf das nicht dargestellte Getriebegehäuse. Dadurch dass die Kräfte F₁ bis F₅ parallel zueinander wirken, wird die Kraft von der Sperrklinke 2 direkt ins Getriebegehäuse übertragen, ohne dass größere Querkraftkomponenten entstehen. Zur leichteren Entriegelung kann die Sperrkontur der Sperrklinke 2 noch leicht abfallen; der Reibwinkel darf aber dabei nicht erreicht werden. Um eine gewisse Anfangskraft zum Entriegeln zu erzeugen, ist es auch vorteilhaft, dass die Kontur der Sperrklinke 2 in Entriegelungsrichtung leicht ansteigend ist. Durch die Anordnung der Stützrolle 18 und des Schlittens 5 zur Sperrklinke 2 in einer Linie bzw. dadurch, dass im Endanschlag der Kniehebel leicht überdrückt wird und somit die Kraft von der Sperrklinke 2 direkt ins Getriebegehäuse übertragen wird, werden Querkraftkomponenten vermieden.
Der Schlitten 5 weist ein Schlittengehäuse mit zwei Seitenblechen 19, 20 auf. Die Seitenbleche brauchen nicht wie vorliegend als Gleichteile ausgebildet sein und sind untereinander durch Distanzbolzen 24 miteinander verbunden. Sie verbinden die Seitenbleche 19, 20 fest miteinander und halten diese auf Abstand. Die Stützrolle 18 ist in den Seitenblechen 19, 20 verdrehsicher gelagert, kann sich aber in der Ansicht in vertikaler Richtung verschieben, um in Kontakt mit der Stützplatte 13 zu bleiben. Dazu ist die Stützrolle 18 in einem Vertikalschlitz 25 der Gehäusewand 31 aufgenommen.
Wie aus 7 ersichtlich ist, bildet der Schlitten 5 mit der Distanzhülse 33 einen weiteren Anschlag, den Endanschlag 39, so dass der Schlitten 5 nicht weiter im Uhrzeigersinn rotieren kann. Damit benötigt die Parksperre 1 in dieser Umfangsrichtung kein gesondertes Bauteil als Endanschlag. Die vorliegend ebene, aber auch beispielsweise konvex ausbildbare Fläche am Druckstück 15 schlägt zum Begrenzen der Schlittenrotation auf der harten Distanzhülse 33 auf und bildet den Endanschlag 39 aus. Der Kniehebel ist in dieser Position überstreckt. In die entgegengesetzte Richtung ist der Endanschlag als Anschlag 12 durch die Sperrklinke mit dem Druckstück 15 gebildet.
Die Parksperre 1 weist ein Bremselement 43 als Schlittenbremse auf. Das Bremselement 43 ist beispielsweise eine Bremsplatte oder ein Federblech. Es ist so angeordnet, dass der Schlitten 5 es kurz vor Erreichen des Endanschlages elastisch verformen muss. Die dabei von dem Bremselement 43 aufgenommene Energie reduziert die Aufschlagkraft im Endanschlag zwischen dem Führungsbolzen 26, den Distanzbolzen 24 und der Stützplatte 13. Über einen großen Winkelbereich ist der Schlitten 5 nicht in Kontakt mit dem Bremselement 43 und kann sich ungebremst drehen. Es ist zwischen die Seitenbleche 19, 20 eingelegt. Damit es während der Fahrt nicht klappert, wird sie durch einen dritten Druckpunkt im Seitenblech 19 minimal vorgespannt.
Bezugszeichenliste

1: Parksperre
2: Sperrklinke
3: Parksperrenrad
4: Druckfeder
5: Schlitten
6: Aktuator
7: Zugstange
8: Entriegelungshebel
9: Scheibe
10: Führungsplatte
11: Langloch
12: Anschlag
13: Stützplatte
14: Aussparung
15: Druckstück
16: Rolle
17: Kniehebel
18: Stützrolle
19: Seitenblech
20: Seitenblech
21: Parksperreneinheit
22: -
23: Klinkenzahn
24: Distanzbolzen
25: Vertikalschlitz
26: Führungsbolzen
27: -
28: Rückholfeder
29: Sperrverzahnung
30: Drehachse
31: Gehäusewand
32: Gehäusewand
33: Distanzhülse
34: Klinkenbolzen
35: -
36: Sicherungsscheibe
37: -
38: -
39: Endanschlag
40: -
41: Lagerung
42: zylindrischer Abschnitt
43: Bremselement
44: Außenkontur
45: Betätigungselement
46: zweiter Abschnitt
47: dritter Abschnitt
F1: erster Kraftvektor
F2: zweiter Kraftvektor
F3: dritter Kraftvektor
F4: vierter Kraftvektor
F5: fünfter Kraftvektor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10144063 A1 [0002]

Claims

Parksperre (1), aufweisend - eine Sperrklinke (2), die in einer Sperrstellung ein in einem Parksperrenrad (3) verriegelbar und in einer Entsperrstellung mit dem Parksperrenrad (3) außer Eingriff ist, - ein durch eine Druckfeder (4) vorspannbarer Schlitten (5), durch den die Sperrklinke (2) in die Sperrstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (5) ein Druckstück (15) aufweist, das Teil eines Kniehebels (17) ist, welches beim Entsperren der Parksperre (1) auf der Sperrklinke (2) abrollt.
Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (5) eine Drehbewegung beim Entriegeln oder Verriegeln der Parksperre (1) ausführt.
Parksperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (1) eine Stützrolle (18) aufweist, welche quer zur Bewegungsrichtung der Sperrklinke (2) fixiert ist.
Parksperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sperrstellung der Angriffspunkt des Druckstücks an der Sperrklinke (2), eine Lagerung (41) des Druckstücks (15) und die Stützrolle (18) auf einer Geraden angeordnet sind, wobei die Stützrolle (18) sich an einer Oberfläche abstützt und die Gerade senkrecht zur Oberfläche verläuft.
Parksperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der das Druckstück (15) einen zylindrischen Abschnitt (42) aufweist, mit welchem es beim Entsperren auf der Sperrklinke (2) abrollt.
Parksperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (1) eine Zugstange (7) aufweist, welche vom Schlitten (5) derart entkoppelt ist, dass diese bei einer Rotation des Schlittens (5) lagefixiert bleibt.
Parksperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (1) zwei Gehäusewände (31, 32) aufweist, welche durch eine Distanzhülse (33) miteinander verbunden sind, wobei die Distanzhülse (33) einen Anschlag für das Druckstück (15) bildet.
Parksperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (1) ein Bremselement (43) aufweist, welches elastisch verformbar ist.
Parksperre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (43) als eine zwischen zwei Gehäusewänden (30, 31) vorgespanntes Federblech ausgebildet ist.
Parksperre (1), aufweisend - eine Sperrklinke (2), die in einer Sperrstellung ein in einem Parksperrenrad (3) verriegelbar und in einer Entsperrstellung mit dem Parksperrenrad (3) außer Eingriff ist, - ein durch eine Druckfeder (4) vorspannbares Betätigungselement (45), durch das die Sperrklinke (2) in die Sperrstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (2) und das Betätigungselement (45) einen Endanschlag (12) ausbilden.