DE19535239C1 - Parksperre für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperre für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise aus der DE 36 36 978 A1 als bekannt hervorgeht.

Aus der DE 36 09 377 A1 ist es bekannt, bei einer Fliehkraftkupplung die auf die Eingriffsglieder einwirkenden Lastspitzen dadurch zu mindern, daß die Eingriffsglieder in der Eingriffsstellung elastisch abgestützt sind. Die Fliehkraft­ kupplung stellt bei stillstehendem Fahrzeugmotor eine starre Verbindung zwischen Pumpenrad und Turbinenrad einer hydro­ dynamischen Kupplung (Wandler) her. Zweck der Anordnung dieser Fliehkraftkupplung ist es, bei Fahrzeugen ein sicheres Feststellen zu ermöglichen.

Des weiteren ist aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmel­ dung DE 195 33 141.9 eine Parksperre bekannt, bei der eine schlupfende Verbindung zwischen einem Eingriffsrad und Antriebswelle besteht, wobei die Verbindung zwischen Ein­ griffsrad und Antriebswelle bis zu einer festgelegten Maximal­ kraft kraftschlüssig ist. Der Schlupf zwischen Eingriffsrad und Antriebswelle dient dazu, eventuell noch vorhandene Rotations­ energie der Antriebswelle durch die Reibung zwischen Eingriffs­ rad und Antriebswelle zu reduzieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer drehfesten Verbindung zwischen Eingriffsrad und Antriebswelle einen formschlüssigen Eingriff der Sperrklinke zu ermöglichen obwohl die Antriebswelle noch eine Rotationsenergie hat.

Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Eingriffsrad und der Sperrklinke hat den Vorteil, daß unter allen Bedingungen das Fahrzeug sicher festgestellt wird, ein Wegrollen des Fahrzeugs also unmöglich ist. Andererseits besteht dabei das Problem, daß, wenn die Sperrklinke bei noch rollendem Fahrzeug in das Eingriffsrad eingreift, die gesamte Rotationsenergie der Antriebswelle in die Sperrklinke eingeleitet wird, was zu einer Zerstörung der Parksperre führen kann. Verstärkt wird dieses Problem bei Fahrzeugen mit in festem Drehzahlverhältnis zu den Rädern stehenden elektrischen Antriebsmotoren, da hier die große Maße des Rotors des Elektromotors ebenfalls auf die Sperrklinke einwirkt. Um diesem Problem zu entgehen, müßte die Antriebswelle so ausgelegt werden, daß diese die entstehenden Momente abfangen kann. Dazu darf die Antriebswelle nur eine geringe Eigensteifigkeit aufweisen, eine Eigenschaft die zwecks der entstehenden Schwingungen bei der Übertragung der Antriebskraft an die Antriebsräder nicht erwünscht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Parksperre erfin­ dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Das Eingriffsrad wird fest mit der Antriebswelle verbunden und die Sperrklinke greift formschlüssig in das Eingriffsrad ein. Dadurch wird das stehende Fahrzeug sicher an dem Wegrollen ge­ hindert. Damit beim Eingriff der Sperrklinke in das Eingriffs­ rad bei noch rotierender Antriebswelle (mit bis zu 4 km/h) keine Schäden auftreten, wird die Rotationsenergie wenigstens durch elastische Verformung am Eingriffsrad abgebaut.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird dazu zusätzlich an der Befestigungsstelle der Sperrklinke, einem Schwenklager, zwischen der Lagerschale und der Sperrklinke ein elastischer Dämpfer angeordnet.

Das Eingriffsrad kann dazu als Rad mit einem äußeren Eingriffsring und einer Nabe ausgestaltet werden, wobei in radialer Richtung elastisch verformbare Speichen zwischen Eingriffsring und Nabe angeordnet sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Parksperre,

Fig. 2a, 2b zwei Ausführungsbeispiele für die Befestigung des Schwenklagers mit elastischen Dämpfern,

Fig. 3a eine Schematische Schnittdarstellung eines Außenläufermo­ tors mit seiner Antriebswelle und dem am Motor befestig­ ten Eingriffsrad und

Fig. 3b einen Querschnitt durch ein Eingriffsrad.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen Parksperre. Durch Betätigung des Betätigungsgliedes mit Übertragungselement 1 und dem Umlenkhebel 2 wird die Sperr­ klinke 3 entgegen der Wirkung des Rückstellelements, hier ver­ einfacht als Feder 4 dargestellt in Eingriff mit dem Eingriffs­ rad 5 gebracht. In der Eingriffsstellung der Sperrklinke 3 greift ein an der Sperrklinke 3 ausgeformter Zapfen 6 in eine Verzahnung 7 des Eingriffsrades 5 ein. In der Eingriffsstellung wird die Antriebswelle durch den Formschluß zwischen Zapfen 6 und Verzahnung 7 gegen Drehen gesichert, ein Wegrollen des Fahr­ zeugs wird unmöglich. Bezüglich der Ausgestaltung und der Funk­ tion des Betätigungsgliedes, das die Sperrklinke in Eingriff mit dem Eingriffsrad bringt, wird hiermit ausdrücklich auf die nicht vorveröffentlichte DE 195 33 141.9 (Daim 24 976/4) Bezug genom­ men, das in analoger Weise übernommen werden kann. Dies betrifft insbesondere die Übertotpunktlage des Stellgliedes das die Sperrklinke entgegen der Wirkung des Rückstellelements in Ein­ griff mit dem Eingriffsrad bringt und das Verhindern eines Ein­ griffs oberhalb einer Höchstgeschwindigkeit (4 km/h).

Die Fig. 2a und 2b zeigen in schematischer Darstellung die Befe­ stigung der Sperrklinke 3 an der Seite ihres Schwenklagers 8. In der Ausführung gemäß der Fig. 2a ragt der Lagerzapfen 9, auf dem der Sperrklinke 3 drehbeweglich gelagert ist, von einem Haltearm 10 ab. Am anderen Ende des Haltearms 10 ist ein Befestigungsan­ ker 11 angeordnet. Der Befestigungsanker 11 wird durch den Ela­ stomerkörper 12 in der Lagerschale 13 gehalten. Wird nun über die Sperrklinke 3 und den Haltearm 10 eine Zug- oder eine Schub­ kraft eingeleitet - dies ist der Fall, wenn beim Einrasten der Klinke in das Eingriffsrad die Antriebswelle noch dreht , also das Fahrzeug noch rollt - so verformt sich der Elastomerkörper 12. Der Elastomerkörper 12, der auch aus mehreren Elastomer­ schichten gebildet sein kann, nimmt zunächst die Bewegungsener­ gie federelastisch auf, wobei ein Teil der eingeleiteten Stoß­ energie durch die innere Reibung des Elastomerkörpers abgebaut wird. Dadurch wird die mechanische Belastung der Sperrklinke 3 und des Schwenklages 8 in verträglichen Grenzen der Materialbe­ anspruchung gehalten.

Die Fig. 2b zeigt eine andere Ausbildung der Befestigung, wobei der Lagerzapfen 9 direkt in einem Elastomerkörper gehalten ist, der wiederum in der Lagerschale 13 gehalten ist. Auch hier wer­ den in die Sperrklinke 3 eingeleitete Kräfte durch die Verfor­ mung des Elastomerkörpers aufgenommen und durch innere Reibung wird Energie abgebaut. Dabei ist der Elastomerkörper insbeson­ dere so ausgebildet, daß er vorzugsweise in der Richtung der Tangente an das Eingriffsrad 5 im Eingriffspunkt der Sperrklinke 3 in das Eingriffsrad 5 verformbar ist.

Die Fig. 3a zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführung des Eingriffsrades 5, das an der Antriebswelle 14 befestigt ist und das reibschlüssig an dem Außenläufer 15 eines elektrischen Antriebsmotors 16, der mit fester Übersetzung an der Antriebs­ welle 14 eingreift, anliegt. Der Außenläufer weist an der Seite, an der das Eingriffsrad 5 anliegt, einen geringeren Umfang auf, so daß der Außenläufer 15 von dem Eingriffsring 17 umgriffen werden kann, ohne den Außendurchmessers des Motors 16 zu erhö­ hen. Der Eingriffsring 17 des Eingriffsrades 5 ist über Speichen 18 mit der Nabe 19 verbunden. Die Nabe 19 ist an einem Flansch 20 der Antriebswelle 14 mit Nieten 21 befestigt. Die Speichen 18 sind in ihrer Rotationsebene elastisch verformtbar und nehmen Energie auf, wenn die Antriebswelle 14 noch dreht und wenn die Sperrklinke 3 in die Verzahnung 7 eingreift. In einfacher Weise ist der Eingriffsring 17 als Lochblech ausgebildet, wobei der Zapfen 6 der Sperrklinke 3 in die Löcher 22 des Lochbleches ein­ greift. Die Hebelwirkung der eingeleiteten Sperrenkräfte auf das Wälzlager 25 wird dadurch gering gehalten, daß der axiale Ver­ satz zwischen Wälzlager 25 und Eingriffsring 17 durch die Topf­ bauweise gering gehalten ist.

Die Fig. 3b zeigt einen Schnitt durch das Eingriffsrad 5. Die Naben 18 sind dabei in Richtung der Drehachse des Eingriffsrades vorgespannt, so daß das Eingriffsrad tellerfederförmig ausgebil­ det ist. Die Nabe 19 weist also einen axialen Abstand zu dem Eingriffsring 17 auf, wobei dann, wenn das Eingriffsrad in axia­ ler Richtung entgegen diesem Versatz verspannt wird über die Speichen eine Anpreßkraft erzeugt wird, wodurch eine reibschlüs­ sige Verbindung zwischen Eingriffsring 17 und einer Anlagefläche geschaffen werden kann. Diese reibschlüssige Verbindung dient dem Abbau von Schwingungen an der Antriebsachse, die entstehen können, wenn durch den Eingriff der Sperrklinke 3 ein Moment über die elastisch verformbaren Speichen 18 übertragen wird.

Eine entsprechende reibschlüssige Verbindung zwischen dem Ein­ griffsring 17 und der Zylindermantelfläche des Rotors kann durch gezielte Unrundheiten des Eingriffsrings 17 erzielt werden, so daß zumindest Bereichsweise der Eingriffsring an einer Anlage­ fläche kraftbeaufschlagt federnd anliegt. Dabei muß beachtet werden, daß der Eingriffsring nicht fest mit der Anlagefläche verbunden sein soll, damit eine elastische Verformung der Spei­ chen möglich ist.

Claims (10)

1. Parksperre für Kraftfahrzeuge - insbesondere für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, die ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen Rotor und Antriebsachse aufweisen -, mit einem wenigstens mittelbar mit der Antriebswelle starr verbundenen Eingriffsrad und einer fahrzeugfest angeordneten Sperrklinke, die entgegen der Wirkung eines Rückstellelements mit dem Eingriffsrad in formschlüssigen Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eingriffsstellung der Sperrklinke (3) in das Eingriffsrad (5) eventuell noch vorhandene Rotationsenergie wenigstens durch elastische Verformung des Eingriffsrads (5) abgebaut wird.

2. Parksperre für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (3) in einem Ende in einem Schwenklager (8) drehbar gehalten ist wobei das Schwenklager (8) in einer Lagerschale (13) angeordnet ist und wobei zwischen Lagerschale (13) und Schwenklager (8) ein elastischer Dämpfer (12) angeordnet ist.

3. Parksperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dämpfer (12) translatorisch in Richtung der Tangente an das Eingriffsrad im Eingriffspunkt der Sperrklinke (3) an das Eingriffsrad (5) verformbar ist.

4. Parksperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dämpfer (12) aus einem Verbund von Elastomerelementen und anderen Dämpfungselementen gebildet wird.

5. Parksperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsrad (5) eine Nabe (19) aufweist, die über elastisch verformbare Elemente (18) mit dem Eingriffsring (17) verbunden ist, der in periodischen Abständen Eingriffsstellen (7, 22) zum formschlüssigen Eingriff der Sperrklinke (3) aufweist.

6. Parksperre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (18) Speichen sind und die Speichen in axialer Richtung eine federnde Vorspannung zwischen der Nabe (19) und dem Eingriffsring (17) aufweisen, wodurch dann, wenn der Eingriffsring (17) an einem mit der Antriebswelle (14) verbundenen Bauteil anliegt eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Eingriffsrings (17) und dem Bauteil (15) besteht.

7. Parksperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil, an dem der Eingriffsring (17) des Eingriffsrades (5) unter Vorspannung anliegt der Rotor (14) eines Elektromotors ist.

8. Parksperre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor an dem Ende, an dem der Eingriffsring anliegt, eine Durchmesserverringerung aufweist, die der Wandstärke des Eingriffsrings entspricht, so daß der Rotordurchmesser nicht vergrößert wird.

9. Parksperre nach einem der Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsring (17) regelmäßig beabstandete Verringerungen des lichten Innendurchmessers aufweist, wodurch in radialer Richtung ein federnder Kraftschluß zwischen dem Bauteil (15) und dem an dem Bauteil anliegenden, einen Abschnitt des Bauteils umgreifenden Eingriffsring (17) gebildet wird, so daß eine Reibungsdämpfung in Drehrichtung beim Klinkeneingriff entsteht.

10. Parksperre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsring (17) zum Drehlager (25) des Rotors lediglich einen geringen axialen Versatz aufweist.