DE19834075B4

DE19834075B4 - Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe

Info

Publication number: DE19834075B4
Application number: DE1998134075
Authority: DE
Inventors: Ralf Dreibholz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: DE19834075A1

Abstract

Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Klinkenrad, das entlang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen ist und mit einer Klinke, die mit einem Vorsprung zum Eingriff in eine der Aussparungen des Klinkenrades versehen ist, wobei der Vorsprung derart geformt ist, dass bei Beaufschlagung des Klinkenrades in einer Richtung und Eingriff des Vorsprunges dieser eine Verdrehung des Klinkenrades verhindert und bei Beaufschlagung des Klinkenrades in entgegengesetzter Richtung eine Verdrehung ermöglicht, und eine zweite Klinke (12) mit einem Vorsprung (13) vorgesehen und derart angeordnet ist, dass der Vorsprung (13) bei Eingriff in eine der Aussparungen (10) des Klinkenrades dessen Verdrehung in Freigaberichtung des Vorsprunges (3) der ersten Klinke (2) verhindert, eine Verdrehung des Klinkenrades (1) in entgegengesetzter Richtung jedoch ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Klinke (2, 12) jeweils einzeln und unabhängig von der anderen Klinke (2, 12) aktivierbar und deaktivierbar sind zur Realisierung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Klinkenrad, das entlang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen ist und mit einer Sperrklinke, die mit einem Vorsprung zum Eingriff in eine der Aussparungen des Klinkenrades versehen ist, wobei der Vorsprung derart geformt ist, dass bei Beaufschlagung des Klinkenrades in einer Richtung und Eingriff des Vorsprunges dieser eine Verdrehung des Klinkenrades verhindert und bei Beaufschlagung des Klinkenrades in entgegengesetzter Richtung eine Verdrehung ermöglicht.
Bei Fahrzeugen mit automatischen Getrieben, insbesondere solchen, die mit automatisierten Anfahrelementen, wie trockenen oder ölgekühlten Reibanfahrelementen ausgestattet sind, wird zunehmend der Anfahrkomfort dadurch erhöht, dass ein Losrollen des Fahrzeugs entgegengesetzt zu der vom Fahrer gewünschten Richtung mittels einer sogenannten Hillholder-Funktion verhindert wird. Zusätzlich kann durch diese Funktion die Kupplungsbelastung, vor allem beim Stand am Berg und bei Anfahrten, stark vermindert werden.
Nach dem Stand der Technik wird diese Funktion zumeist von Freiläufen übernommen, die an geeigneter Stelle im Getriebe angeordnet sind, mit dem Nachteil hoher Kosten, die mit dem Einsatz von beispielsweise Klemmkörperfreiläufen verbunden sind. Es sind auch Getriebesysteme bekannt, bei denen zwei Freiläufe eingesetzt werden, die abschaltbar sein müssen.
Die DE-A 195 34 418 beschreibt eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer automatisierten Kupplung mit zwei Steuerkreisen und insbesondere einem Doppelkupplungsgetriebe, das zusätzlich mit einem derartigen Hillholder ausgestaltet ist. Dieser Hillholder wird durch einen der beiden Steuerkreise der automatisierten Kupplung angesteuert und verhindert das Wegrollen des Fahrzeugs in der zur gewünschten Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung. Als Hillholder wird dabei ein Freilauf eingesetzt, der an beliebiger Stelle im Antriebsstrang eingebaut ist und die Drehrichtung des Antriebs nur in der gewünschten Fahrtrichtung erlaubt, jedoch in der entgegengesetzten Richtung blockiert. Dieser Hillholder ist als trennbarer oder zuschaltbarer Freilauf ausgestaltet, wobei die automatisierte Kupplung neben dem Hauptsteuerkreis noch einen Hilfssteuerkreis aufweisen muß, der zum Ansteuern des Hillholders verwendet wird.
Eine weitere Anforderung an moderne automatische Getriebe ist die Funktion der Parksperre, mit der jegliche Fahrzeugbewegung, z. B. beim Abstellen am Berg, verhindert wird. Diese Funktion wird meistens vom Fahrer per Wählhebel abgerufen oder aber bei neueren Fahrzeugen auch dadurch aktiviert, daß nur in der Wählhebelstellung P der Zündschlüssel abgezogen werden kann. Üblicherweise wird diese Funktion meist über ein Klinkenrad am Getriebeabtrieb realisiert mit einer durch den Fahrer direkt betätigten oder fremdkraftbetätigten Sperrklinke.
Die DE-C 41 27 991 der Anmelderin beschreibt beispielsweise eine Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem durch einen Handwählhebel schaltbaren Parksperremechanismus, bestehend aus einer im wesentlichen axial in eine geschlossene und eine offene Parksperrenposition verschiebbare Betätigungsstange, die mit einer Parkklinke und einem Parkzahnrad zusammenwirkt und die im Getriebegehäuse angeordnet ist, wobei die Betätigungsstange gleichzeitig die Kolbenstange eines ebenfalls im Inneren des Getriebegehäuses angeordneten einfach wirkenden Zylinders ist, der in drucklosem Zustand die Betätigungsstange vorschiebt und damit die Parksperre über eine Feder schließt und bei Druckbeaufschlagung wieder öffnet.
Des weiteren ist aus der US 3,856,119 , welche als nächstliegender Stand der Technik angenommen wird, eine Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei handelt es sich um einen Parksperrenmechanismus mit einer ersten und einer zweiten Klinke, welche ein Verdrehen eines Klinkenrades in beide Drehrichtungen verhindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen zu schaffen, mit der die beiden Funktionen, d. h. die Hillholder-Funktion und die Parksperrenfunktion, einfach und kostengünstig verwirklicht werden können.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird also die Abtriebswelle des automatischen Getriebes oder eine mit der Abtriebswelle kraft- oder formschlüssig verbundene sich drehende Welle mit einem, dem herkömmlichen Sperrad entsprechenden Klinkenrad versehen, welches entlang seines Umfangs eine Vielzahl von Aussparungen aufweist, in die zwei Vorsprünge von Klinken eingreifen können. Die Konturen der Sperrflächen der Vorsprünge der Klinken sind dabei so geformt, dass die Vorsprünge nur in jeweils einer Richtung eine Verdrehung des Klinkenrades verhindern, eine Verdrehung des Klinkenrades in die entgegengesetzte Richtung jedoch ermöglichen. Jeweils eine der Klinken ist dabei für die Verhinderung in eine der Drehrichtungen des Klinkenrades zuständig. Mit einem einfachen Mechanismus kann dabei die Funktion einer jeden Klinke unabhängig von der anderen Klinke aktiviert und deaktiviert werden zur Realisierung von Hillholder und Parksperre in nur einer Baueinheit. Eine besonders einfache und kostengünstige Lösung besteht darin, die beiden Klinken mit ihren Vorsprüngen identisch auszubilden und symmetrisch zueinander zum Klinkenrad anzuordnen. Die Sperrwirkung kann dabei über Federkräfte aktiviert werden und mittels einer der Federkraft entgegenwirkenden Fremdkraft deaktiviert werden.
Vorteilhafterweise sind Dämpferelemente vorgesehen, die den Aufschlag der Klinken an die Anschläge und die damit verbundenen Geräusche dämpfen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine herkömmliche Klinke, deren Vorsprung in einer Aussparung eines Klinkenrades eingreift,
2 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Klinke, deren Vorsprung ebenfalls in eine Aussparung des Klinkenrades eingreift und
3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung.
1 zeigt eine herkömmliche Klinke 2, die an einer Drehachse 4 angelenkt ist und deren Vorsprung 3 in eine entsprechende Aussparung 10 entlang des Umfangs eines Klinkenrades 1 eingreift. Die Aussparung 10 ist üblicherweise konisch ausgestaltet und weist zwei sich gegenüberliegende Wände 6, 8 auf, denen die entsprechenden Sperrflächen 5, 7 des Vorsprungs 3 gegenüberliegen. Durch diese Klinke 2 wird eine Verdrehung des Klinkenrades 1 in beide Drehrichtungen verhindert.
2 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel einer Klinke 2 mit einem Vorsprung 3, der derart geformt ist, daß eine Verdrehung des Klinkenrades 1 bei Eingriff des Vorsprungs 3 in die Aussparung 10 in Richtung des Pfeiles f verhindert wird, jedoch aufgrund der Ausgestaltung der Fläche 9 in Richtung des Pfeiles F ermöglicht wird. Hierbei gleitet die entsprechend gewölbt ausgeführte Fläche 9 des Vorsprunges 3 der Klinke 2 an der entsprechenden Wand 8 der Aussparung 10 entlang, ohne die Verdrehung des Klinkenrades 1 in Richtung F zu behindern. Damit kann die sogenannte Hillholder-Funktion verwirklicht werden, die ein Losrollen des Fahrzeugs in einer Richtung verhindert, in der gewünschten Richtung jedoch ermöglicht.
3 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Auch hier ist wieder das Klinkenrad 1 zu erkennen, das um eine Achse 20 in Richtung der beiden Pfeile F und f verdrehbar ist. Wie in 2 gezeigt, greift nun eine Klinke 2 mit ihrem entsprechend geformten Vorsprung in einer der Aussparungen 10 des Klinkenrades 1 ein und verhindert nun aufgrund der gewölbten Ausgestaltung einer der Flächen 9, die der Drehach se 4 näherliegt als die gegenüberliegende Fläche 5 des Vorsprungs 3, eine Verdrehung des Klinkenrades 1 in Richtung des Pfeiles f. Die Klinke 2 (siehe 3) wird dabei durch eine Feder 16 in Richtung des Klinkenrades 1 beaufschlagt, so daß der Vorsprung 3 in die Aussparung 10 eingreift; durch einen nicht dargestellten Mechanismus kann die Klinke 2 in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt werden, so daß der Vorsprung 5 außer Eingriff mit einer der Aussparungen 10 gelangt.
Spiegelbildlich zur Klinke 2 ist nun eine identisch ausgebildeten Klinke 12 auf der gegenüberliegenden Seite des Klinkenrades 1 angeordnet, deren Vorsprung 13 ebenfalls eine der Drehachse 14 zugewandte, gewölbte Fläche 19 aufweist und eine gegenüberliegende Fläche 15, die dafür sorgt, daß bei Eingriff in eine der Aussparungen 10 des Klinkenrades 2 dessen Drehung in der entgegengesetzten Richtung, d. h. in Richtung des Pfeiles F verhindert wird.
Mit 17 sind etliche Dämpferelemente bezeichnet, die zur Geräuschdämpfung beim Anschlagen der Klinken 2, 12 wirken.
Es existiert nun eine einfache Betätigungslogik, mit der folgende Betätigungskombinationen für die beiden Klinken 2, 12 verwirklicht werden können:

1. Befinden sich die beiden Vorsprünge 3, 13 der beiden Klinken 2, 12 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so erhält man die Funktion Parksperre.
2. Befindet sich der Vorsprung 3 einer Klinke 2 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so erhält man z. B. das Anfahren in Vorwärtsrichtung.
3. Befindet sich der Vorsprung 13 der anderen Sperrklinke 12 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so erhält man das Anfahren in Rückwärtsrichtung.
4. Ist keiner der Vorsprünge 3, 13 der beiden Klinken 2, 12 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so hat sich das Fahrzeug in Bewegung gesetzt.

Das Anfahren in Vorwärtsrichtung kann z. B. dadurch erkannt werden, daß der Fahrer einen Vorwärtsfahrwunsch vorgibt und die aktuelle Geschwindigkeit sich unterhalb einer minimal erkennbaren Geschwindigkeit befindet.
Das Anfahren in Rückwärtsrichtung kann z. B. dadurch erkannt werden, daß der Fahrer einen Rückwärtsfahrwunsch vorgibt und die aktuelle Geschwindigkeit sich unterhalb einer minimal erkennbaren Geschwindigkeit befindet.
Ob sich das Fahrzeug in Bewegung gesetzt hat, kann daran erkannt werden, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer minimal erkennbaren Geschwindigkeit befindet.
Bei entsprechender Auslegung der Schaltelemente oder aber unter besonderen Bedingungen ist ein Reversieren während der Fahrt möglich, sofern der Fahren einen Fahrwunsch entgegen der aktuellen Fahrrichtung vorgibt.
Die Wege, die das Fahrzeug zurücklegt, wenn gerade einer der Vorsprünge einer der Klinken ungünstig zu einer Aussparung steht, sind minimal und führen nur zu einer äußerst geringfügigen Verzögerung bis zum Eingriff.

Claims

Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Klinkenrad, das entlang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen ist und mit einer Klinke, die mit einem Vorsprung zum Eingriff in eine der Aussparungen des Klinkenrades versehen ist, wobei der Vorsprung derart geformt ist, dass bei Beaufschlagung des Klinkenrades in einer Richtung und Eingriff des Vorsprunges dieser eine Verdrehung des Klinkenrades verhindert und bei Beaufschlagung des Klinkenrades in entgegengesetzter Richtung eine Verdrehung ermöglicht, und eine zweite Klinke (12) mit einem Vorsprung (13) vorgesehen und derart angeordnet ist, dass der Vorsprung (13) bei Eingriff in eine der Aussparungen (10) des Klinkenrades dessen Verdrehung in Freigaberichtung des Vorsprunges (3) der ersten Klinke (2) verhindert, eine Verdrehung des Klinkenrades (1) in entgegengesetzter Richtung jedoch ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Klinke (2, 12) jeweils einzeln und unabhängig von der anderen Klinke (2, 12) aktivierbar und deaktivierbar sind zur Realisierung von Hillholder und Parksperre in einer Baueinheit.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Drehachse (4, 14) der Klinke (2, 12) näherliegende Fläche (9, 19) des Vorsprungs (3, 13) gewölbt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinken (2, 12) spiegelbildlich zueinander und auf gegenüberliegenden Seiten des Klinkenrades (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Klinken (2, 12) Dämpferelemente (17) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klinke (2, 12) durch eine Federanordnung (16, 18) in Richtung auf das Klinkenrad (1) hin beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klinke (2, 12) durch eine Rückstelleinrichtung in Richtung von dem Klinkenrad (1) weg beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung einer Parksperrenfunktion beide Vorsprünge (3, 13) der beiden Klinken (2, 12) in Eingriff mit dem Klinkenrad (1) zu bringen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Anfahren in Vorwärtsrichtung den Vorsprung (3) der ersten Klinke (2) in Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Anfahren in Rückwärtsrichtung den Vorsprung (13) der zweiten Klinke (12) in Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man während des Fahrens des Kraftfahrzeugs beide Vorsprünge (3, 13) beider Klinken (2, 12) außer Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.