DE19533141C1 - Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeug, bei dem jedem Rad ein gesonderter Antriebsmotor zugeordnet ist - Google Patents

Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeug, bei dem jedem Rad ein gesonderter Antriebsmotor zugeordnet ist

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 19 30 501 A1 ist ein vierrädriger Kraftwagen insbe­ sondere für den Stadtverkehr bekannt, bei dem das Problem im Vordergrund stand, auch bei Verwendung kleiner Räder einen klei­ nen Wenderadius zu erhalten, also ein Fahrzeug zu schaffen, mit dem aus einer aufgefahrenen Standreihe herausgefahren werden kann. Zu diesem Zweck ist bei diesem bekannten Kraftwagen eine Ausgestaltung dahingehend getroffen, daß alle vier Räder durch einzelne, an den Rädern angeordnete Elektromotoren angetrieben sind und die gelenkten Vorderräder an über den Rädern angeordne­ ten Lenkkopfführungen, die einen Lenkeinschlag von beidseitig annähernd 90° zulassen, aufgehängt sind, wobei die zum Antrieb dienenden Elektromotoren über Zahnradtriebe mit den Rädern ver­ bunden sind.
Aus der US 32 00 907 ist ein Gabelstapler mit einem hinteren lenkbaren Rad und zwei vorderen, zueinander koaxial angeordneten und durch je einen hydrostatischen Motor über eine gemeinsame hydrostatische Pumpe angetriebenen Vorderrädern bekannt, bei dem das eine Vorderrad eine Parksperrenvorrichtung mit einem Park­ sperrenrad aufweist, das mit der Radnabe fest verbunden als auch durch eine Klinke gegenüber einem fahrzeugfesten Park­ sperrenteil undrehbar festlegbar ist. Die Klinke ist durch ein mechanisches Stellgestänge mit einem vom Fahrer betätigbaren Steuerorgan kinematisch verbunden
Dagegen ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe im wesentlichen darin zu sehen, ein Fahrzeug mit einer kostengünstigen Parksperrenvorrichtung der eingangs genannten Art auszurüsten.
Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst. Die Erfindung eignet sich vorwiegend für Leichtfahrzeuge mit elektrischem Radnabenantrieb.
Solche Fahrzeuge können mit einem Fahrbereichswählhebel ausge­ rüstet sein, der prinzipiell dem von Fahrzeugen mit Automatge­ triebe gleicht.
Die vorderste Stellung des Wählhebels in der Kulisse ist die P-Stellung, unter der man üblicher Weise versteht, daß der Fahran­ trieb abgeschaltet oder gestartet werden kann, und daß die An­ triebsräder formschlüssig gegen Rollen verriegelt werden.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen eines Fahrzeuges nach der Erfindung zum Gegenstand.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 den Radnabenantrieb mit einer Parksperrenvorrichtung eines der vier Räder eines Fahrzeuges nach der Erfindung,
Fig. 2 Einzelheiten der Parksperrenvorrichtung eines Rades gemäß Fig. 1,
Fig. 2a Einzelheiten der Überlastkupplung der Parksperrenvor­ richtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 Einzelheiten der gemeinsamen Betätigung der Parksperren­ vorrichtungen von wenigstens zwei Rädern bei dem Fahrzeug nach der Erfindung,
Fig. 4 die Einzelheiten der Betätigung der Parksperrenvor­ richtung gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht, und
Fig. 5 Einzelheiten der Betätigung der Klinke der Parksperren­ vorrichtung von Fig. 1.
Die Verriegelung erfolgt an einem Sperrenrad 5 eines Getriebes 2*, welches einerseits direkt vom Wählhebel 13 angesteuert wird und andererseits direkt auf die Antriebsachse 1* wirkt. Eine solche Parksperre ist mindestens an zwei Rädern 1 vorgesehen, wobei die Sperren von einem gemeinsamen Hebel, nämlich dem Wähl­ hebel 13 aktiviert werden, und wobei die Fahrantriebe 7 direkt am federnden Rad 1 befestigt sind.
Weil Parksperren nicht gesetzlich vorgeschrieben sind, handelt es sich um freiwillige Leistungen des Fahrzeugherstellers, für die ein sehr enger Kostenrahmen vorgegeben ist. Infolgedessen sind als Übertragungselemente nur einfache, auf Zug belastete Bowdenzüge 17, 18 verwendet (Fahrradtechnologie). Stand der Technik sind Zug/Druck-Gestänge oder aufwendige Zug/Druck-Kabel­ züge.
Außerdem wird die Antriebsmechanik nicht auf die besonderen Ein­ griffsstoßbelastungen des Sperrmechanismus ausgelegt, weil zwi­ schen Sperrenrad 5 und Antriebsritzel 11 eine Überlastkupplung 5, 8, 10, 12 vorgesehen ist, die nur so stark ausgelegt ist, daß das Fahrzeug noch bei 30% Gefälle mit den Sperren gehalten wird.
Durch diese Momentenbegrenzung ist es ermöglicht, das Sperrenrad 5 direkt auf der Läuferwelle 4 des Elektromotores 7 vorzusehen. Dadurch werden elastische Zwischenelemente wie bei herkömmlichen Triebsträngen überflüssig (Kosten, Bauraum, Gewicht).
Der Sperrenmechanismus kann zudem besonders leicht ausgeführt werden, weil der Eingriffsstoß beim Sperren (bis zu 4 km/h) auf­ grund des Trägheitsmomentes des Läufers zeitlich nie zusammen­ fällt mit der Hangabtriebshaltekraft, weil dazu zunächst die Elastizität des Getriebes (Fig. 1) überwunden werden muß. Auch ist die Antriebskraft des Elektromotores 7 beim Anwählen der P-Stellung nicht mehr aktiv.
Die Überlastkupplung 5, 8, 10, 12 ist als Rutschkupplung in sehr kostengünstiger Bauweise dadurch realisiert, daß die Ritzelver­ zahnung 11 (Fig. 2) der Elektromotorenwelle 4 abgesetzt ist und daß das Sperrenrad 5 auf dem Absatz drehend gelagert ist. Die Reibmomentübertragung erfolgt über eine Tellerfeder 8, deren Innenverzahnung 9 (Fig. 2a) in die Zahnstümpfe der abgesetzten Ritzelverzahnung eingreift und deren Reibfläche 10 konusförmig gestaltet ist, um eine höhere Klemmwirkung zu erreichen. Die Tellerfeder ist axial durch einen Sprengring 12 gesichert. Bei Konstruktionen, bei denen das Reibmoment mit einer Teller­ feder nicht ausreicht, kann spiegelbildlich auf der anderen Seite des Sperrenrades 5 eine weitere Konusbremse vorgesehen sein.
Die Klinke 6 hat eine Nase, die in das Sperrenrad 5 eingreift. Die Nasenflanken und die Aussparungen im Sperrenrad 5 sind so angeschrägt, daß die Nase nicht selbsthemmend in den Aussparun­ gen hängenbleiben kann. Vielmehr existiert bei Drehmomentbeauf­ schlagung des Sperrenrades 5 stets eine austreibende Kraft auf die Klinke 6.
Im verriegelten Zustand der Sperre hindert eine wälzgelagerte Nockenrolle 25 die Klinke 6 am Ausspuren aus dem Sperrenrad 5. Die Nockenrolle 25 sitzt auf einem zweiarmigen Zwischenhebel 26, der seinerseits um einen Zapfen 27 schwenkbar gelagert ist. Zum Sperren ziehen die Züge 17, 18 über die jeweilige vorgespannte Zugfeder 30 an dem Zwischenhebel 26 und verschwenken den Zwi­ schenhebel aus der Öffnungslage 28 in die Sperrlage 29, sofern die Nase der Klinke 6 eine Lücke im Sperrenrad 5 findet. Falls nicht, dehnt sich die Zugfeder 30 und "wartet", bis das Sperren­ rad 5 durch Weiterdrehen eine Lücke freigibt. Die Sperrlage 29 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpunkte von Sperrenrad 5, Nockenrolle 25 und Zapfen 27 auf einer Geraden liegen, und daß die Berührtangente der Klinke 6 an die Nockenrolle 25 senkrecht auf der Geraden steht.
Die Nase der Klinke 6 ist so verrundet, daß die Klinke 6 nur un­ terhalb einer bestimmten Sperrenraddrehzahl einrasten kann. Der Anschlag 31 dient als Wegbegrenzung und Justierhilfe. Die Schenkelfedern 32 und 33 dienen unterstützend (zusätzlich zur Nasenaustreibkraft) dem Lösen der Sperre, sofern die Züge 17, 18 über den Wählhebel 13 (Fig. 3 und 4) gelöst werden. Außerdem verhindert die Schenkelfeder 33 loses Ratschen der Klinkennase am Sperrenrad 5 im geöffneten Zustand.
Die gemeinsame Wirkkraft von Schenkelfeder 32 und Schenkelfeder 33 an den jeweiligen Zügen 17, 18 ist geringer als die innere Federvorspannung der Zugfeder 30, so daß die Zugfeder wie ein starres Übertragungsglied wirkt, solange sie nicht beim Betäti­ gen der Parksperre gedehnt wird, weil die Nase keine Lücke fin­ det.
Die kostengünstige Gesamtkonstruktion ist noch dadurch begünstigt, daß die Bewegung des Wählhebels 13 über einen Summenhebel 16 auf die Züge 17, 18 übertragen wird, wobei der Summenhebel nur einen Teil der Bewegung des Wählhebels 13 macht und beim Lösen der Sperre durch den Anschlag 22 gehalten wird. Dadurch ist es möglich, statt einer Zug/Druck-Übertragung (Stand der Technik) eine einfache Zugübertragung einschließlich kosten­ günstiger Zugfedern zu verwenden. Die sonst bei starrer Koppelung zwischen Zug/Druck-Gestänge und Wählhebel 13 aufzufangenden Totwege von Position 34 bis Position 35 (Fig. 4) entfallen somit im "Sperrenwerk gemäß Fig. 5".
An der Anlenkachse 36 (Fig. 3 bis 5) sind die Züge 17, 18 für zwei Sperrmechanismen befestigt; am Summenhebel 16 können aber noch weitere Züge für weitere Radsperren befestigt werden. Die Kosteneinsparungen der Konstruktion summieren sich insbeson­ dere bei der Verwendung mehrerer Sperren (hier mindestens zwei).
Alternativ zur Lage des "Querhebels" 16 kann dieser auch parallel zum Wählhebel 13 angeordnet sein und z. B. mit diesem zusammen auf dem gleichen Drehzapfen gelagert sein.
Die Kraftübertragung von 13 nach 16 sowie der Gehäuseanschlag an 22 kann durch seitliche Winkelfortsätze z. B. am Teil 16 darge­ stellt werden.

Claims (18)

1. Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeug, bei der jedem Rad ein gesonderter Antriebsmotor zugeordnet ist, der sowohl in Nähe der Radnabe angeordnet ist als auch mit letzterer durch ein Ge­ triebe in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Räder (1) je eine Parksperrenvorrichtung (5, 6) mit einem Parksperrenrad (5) aufweisen, daß das jeweilige Parksperrenrad (5) sowohl mit einem mit der Radnabe in ständiger Antriebsverbindung stehenden Getriebeglied (11) verbunden als auch durch eine Klinke (6) gegenüber einem fahrzeugfesten Park­ sperrenteil (2) undrehbar festlegbar ist, und daß alle Klinken (6) durch mechanische Stellgestänge (19, 20) mit einem gemein­ samen, vom Fahrer betätigbaren Steuerhebel (13) kinematisch verbunden sind.
2. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (13) mit einer an die Antriebsmotore (7) an­ geschlossenen Steuereinheit (15) wirkungsmäßig so verbunden ist, daß die Antriebsmotore (7) in Abhängigkeit von den Stellungen (P bis L) des Steuerhebels (13) u. a. in einen antriebslosen Zu­ stand, in einen Zustand für Vorwärtsfahrt und in einen Zustand für Rückwärtsfahrt umsteuerbar sind, und daß der Steuerhebel (13) zwei Stellungen (P, N) für den antriebslosen Zustand auf­ weist, wobei die Klinken (6) in der einen Stellung (P) für an­ triebslosen Zustand eingerückt und in den übrigen Stellungen (R bis L) des Steuerhebels (13) ausgerückt sind.
3. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Antriebsmotore (7) verwendet sind.
4. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stellgestänge (19, 20) auf Zug belastete Bowdenzüge (17, 18) verwendet sind.
5. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Antriebsverbindung zwischen Parksperrenrad (5) und Radnabe eine Überlastkupplung (5, 8, 10, 12) enthält.
6. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfähigkeit der Überlastkupplung (5, 8, 10, 12) so auf das Fahrzeuggewicht abgestimmt ist, daß die Überlast­ kupplung bei 30% Gefälle noch schlupffrei eingerückt ist.
7. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Parksperrenrad (5) auf der Läuferwelle (4) des zugehörigen Antriebsmotores (7) angeordnet ist.
8. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Läuferwelle (4) ein Zahnrad (11) des Getriebes dreh­ fest angeordnet und das Parksperrenrad (5) durch die Überlastkupplung (5, 8, 10, 12) mit dem Zahnrad (11) verbunden ist.
9. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Parksperrenrad (5) auf einem verengten Absatz des Zahnkranzes des Zahnrades (11) drehbar gelagert ist.
10. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überlastkupplung (5, 8, 10, 12) eine axial ein- und ausrückbare Konus-Kupplung verwendet und das Parksperrenrad (5) bewegungsfest und koaxial in bezug auf die zugehörige Kupplungs­ hälfte ausgebildet ist.
11. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die andere, der Radnabe zugehörige Kupplungshälfte eine Tellerfeder (8) verwendet ist, welche an ihrem äußeren Rand die konische Reibfläche (10) und am Innenumfang ihrer Zentralöffnung eine formschlüssig in die Zahnstümpfe des verengten Absatzes einrückbare axiale Mitnahmeverzahnung aufweist.
12. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Stellgestänge (19, 20) einen an dem fahrzeug­ festen Parksperrenteil (2) schwenkbar gelagerten zweiarmigen Zwischenhebel (26) aufweist, daß eine sich auf einer korrespon­ dierenden Nockenfläche der Klinke (6) abwälzende Nockenrolle (25) an dem einen Hebelarm drehbar gelagert ist, und daß der an­ dere Hebelarm durch einen Teil (17, 18) des Stellgestänges (19, 20) mit dem Steuerhebel (13) kinematisch verbunden ist.
13. Parksperrenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der eingerückten Stellung der Klinke (6) die zueinander parallelen Drehachsen des Parksperrenrades (5) und der Nocken­ rolle (25) sowie die zu den Drehachsen parallele Schwenkachse des Zwischenhebels (26) in einer Ebene liegen, auf der die Berührtangente der Klinke (6) an die Nockenrolle (25) senkrecht steht.
14. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (6) durch federnde Mittel (33) in ihrer aus­ gerückten Stellung gehalten ist.
15. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Stellgestänge (19, 20) wenigstens eine unter Vorspannung gesetzte Zugfeder (30) enthält.
16. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (26) durch federnde Mittel (32) im Sinne der Ausrückbewegung der Klinke (6) betätigbar ist.
17. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stellgestänge (19, 20) mit einem an einem fahrzeug­ festen Teil (2) zwischen einer Sperrstellung (16′) und einer Lösestellung (34) schwenkbar gelagerten Summenhebel (16) ver­ bunden sind und die gegenseitige Zuordnung von Stellgestänge (19, 20), Summenhebel (16) und Steuerhebel (13) so getroffen ist, daß der Summenhebel (16) einerseits durch die die Klinke (6) in der ausgerückten Stellung haltenden federnden Mittel (33) in seine durch Anschläge (22) definierte Lösestellung (34) und andererseits durch den Steuerhebel (13), wenn dieser in seine zum Einrücken der Klinken (6) führende Stellung (P) für den an­ triebslosen Zustand gebracht wird, in seine Sperrstellung (16′) betätigbar ist, wobei die entgegenstehende Wirkung der federnden Mittel (32 und 33) überwunden wird und in der Sperrstellung (16′) alle Klinken (6) eingerückt sind.
18. Parksperrenvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der wenigstens einen Zugfeder (30) größer ist als die im Ausrücksinn auf die Klinke (6) wirkenden Feder­ kräfte (32 und 33).
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