Parksperre für ein Getriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parksperre eines Getriebes mit einer Rampe zum Andrücken eines Betätigungselementes, wobei die Rampe eine Betätigungsrichtung, in die das Betätigungselement bewegbar ist, und eine Rampensteigung in Betätigungsrichtung aufweist.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Parksperren für Automatikgetriebe bekannt. So beschreibt die DE 197 44 238 A1 eine Parksperre mit einer Sperrklinke, die von einer Neutralstellung in eine Sperrstellung verschwenkt werden kann, in der ein Rastzahn an der Sperrklinke in eine Rastvertiefung an einem Rastring an der Antriebswelle eines Getriebes eingreift. Zum Verschwenken der Sperrklinke ist ein verschiebbares Nockenteil vorgesehen, das in Abhängigkeit von seiner Stellung gegen die dem Rastzahn abgewandte Seite der Sperrklinke drückt. An der Sperrklinke ist ferner eine Rampe vorgesehen, die in der Betäfigungsrichtung und über die gesamte Breite der Rampe eine konstante Rampensteigung aufweist Unter der Betätigungsrichtung ist hierbei diejenige Richtung zu verstehen, in die das Nockenteil bewegt wird, um die Sperrklinke in die Sperrstellung zu verschwenken. In Betätigungsrichtung geht die Rampe anschließend in eine Abstützfläche über. Die Rampe dient dazu, einen gleichmäßigen und einfachen Bewegungsablauf des Nockenteils und der Sperrklinke zu bewirken. Eine ähnliche Parksperre ist auch aus der DE 199 33618 A1 bekannt.
Aus der US 2001/0042669 A1 ist eine ähnliche Parksperre bekannt, wobei die Rampe, gegen die das Nockenteil drückt, von einer Schräge an dem freien Ende der verschwenkbaren Sperrklinke ausgebildet ist. Des Weiteren erfolgt die Betätigung der Sperrklinke bezogen auf die Schwenkachse dersel-
ben in radialer Richtung, weshalb man auch von einer radialen Sperrklinkenbetätigung spricht
Die aus dem Stand der Technik bekannten Parksperren haben den Nachteil, dass an den Berührungspunkten zwischen dem Betätigungselement in Form eines Nockenteils o. ä. und der Rampenfläche besonders hohe Belastungen auftreten, wodurch zum einen der Bewegungsablauf der Sperrklinke und des Betätigungselementes erschwert und zum anderen die Funktionstüchtigkeit der genannten Bauteile gefährdet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre eines Getriebes mit einer Rampe zum Andrücken eines Betätigungselementes zu schaffen, bei der geringere Belastungen an der Sperrklinke und dem Betätigungselement auftreten, so dass die Bewegungsabläufe der genannten Teile einfach durchgeführt werden können und eine lang anhaltende Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt anhand der in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Parksperre eines Getriebes weist eine Rampe auf, an die ein Betätigungselement zum Verschwenken der Sperrklinke angedrückt werden kann. Die Rampe kann beispielsweise einstückig mit der Sperrklinke ausgebildet sein, indem an der Sperrklinke eine entsprechende Schräge vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann diese Rampe auch in einer Führungsplatte einer Parksperre oder einem Gehäuse abgebildet sein. Die Rampe weist eine Betätigungsrichtung auf. Unter der Betätigungsrichtung der Rampe ist diejenige vorbestimmte Richtung zu verstehen, in die das Betätigungselement bewegt wird, um die Sperrklinke von einer Neutralstellung in eine Sperrstellung zu verschwenken. Ferner weist die Rampe in dieser Betäti-
gungsrichtung eine Rampensteigung auf. Erfindungsgemäß weist die Rampe eine sich quer zur ßetätigungsrichtung verändernde Rampensteigung auf, Dies bedeutet beispielsweise, dass die Größe der Rampensteigung in Betätigungsrichtung davon abhängt, an welcher Stelle in Breitenrichtung der Rampe die Rampensteigung gemessen wird.
Während die Betätigungselemente für die Parksperren nach dem Stand der Technik stets punktförmig an der Rampe anliegen, was zu größeren Belastungen an diesem Punkt führt, wird durch die sich quer zur Betätigungsrichtung verändernde Rampensteigung erreicht, dass das Betätigungselement, das beispielsweise eine an die Rampe angrenzende Rolle umfasst, zumindest gleichzeitig an zwei oder mehreren Punkten oder gar linienförmig an der Rampe anliegt Hierdurch wird die Belastung sowohl für die Sperrklinke/Führungsplatte oder das Gehäuse als auch für das angrenzende Betätigungselement geringer. Als Folge wird eine einfachere Relativbewegung sowie ein geringerer Verschleiß an den Bauteilen erzielt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre weist die Rampe eine sich quer zur Betätigungsrichtung kontinuierlich verändernde Rampensteigung auf, wodurch die zuvor genannten Vorteile noch verstärkt werden.
Um eine linienförmige Abstützung des Betätigungselementes an der Rampe unabhängig von der Schwenkstellung der Parksperre zu erreichen, bildet die Rampe in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre eine Rampenfläche aus, an die das Betätigungselement gedrückt werden kann, wobei die Rampenfläche als Schraubenfläche ausgebildet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre weist die Sperrklinke der Parksperre ein Lagerungsende auf, mittels dessen die Sperrklinke um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert werden kann. Das Lagerungsende kann beispielsweise eine zylindrische Bohrung umfassen, über die die Sperrklinke auf einem Drehzapfen o. a. angebracht werden kann, der die Schwenkachse ausbildet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre erhöht sich die Rampensteigung zu der dem Lagerungsende abgewandten Seite der Rampe. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Betätigungselement weiterhin linienförmig an der Rampe bzw. Rampenfläche anliegen kann, selbst wenn die Sperrklinke der Parksperre in unterschiedliche Schwenkstellungen verschwenkt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre verläuft die Betätigungsrichtung der Rampe parallel zu der mit Hilfe des Lagerungsendes erzeugbaren Schwenkachse der Sperrklinke. Die Sperrklinke mit ihrer Rampe ist demzufolge für eine Parksperre mit axialer Sperrklinkenbetätigung ausgelegt.
Um ein weiteres Verschwenken der Sperrklinke durch das Betätigungselement nach Erreichen der Sperrstellung zu verhindern, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre an der Sperrklinke/Führungsplatte oder am Gehäuse eine ebene Abstützfläche vorgesehen, die sich in Betätigungsrichtung winklig an die Rampe anschließt. Die Abstützfläche in eben ausgebildet, um auch in diesem Bereich eine linienförmi- ge Abstützung des Betätigungselementes zu erzielen, wenn das Betätigungselement die eingangs genannten zylinderartigen Rollen oder ähnliche an die Absfützfläche angrenzende Teile umfasst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre weist die Sperrklinke einen Rastzahn auf, der auf der der Rampe und/oder Abstützfläche abgewandten Seite der Sperrklinke angeordnet ist. Ein derartiger Rastzahn kann beispielsweise in eine Rastvertiefung in einem Parksperrenzahnrad an der Abtriebswelle eines Getriebes eingreifen, wenn siGh die Sperrklinke in der Sperrstellung befindet
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre ist die ebene Abstützfläche parallel zu der Längsrichtung des Rastzahnes angeordnet
Die erfindungsgemäße Parksperre für ein Getriebe weist eine Sperrklinke, eine Führungsplatte oder ein Gehäuse mit einer Rampe der zuvor beschriebenen Art auf, wobei die Sperrklinke um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist. Ferner umfasst die Parksperre ein Betätigungselement, das in Betätigungsrichtung der Rampe von einer ersten Position, in der die Sperrklinke in einer Neutralstellung steht, über eine zweite Position, in der das Betätigungselement derart gegen die Rampe drückt, dass die Sperrklinke in eine Zwischenstellung verschwenkt wird, in eine dritte Position bewegt werden kann, in der die Sperrklinke in eine Sperrstellung verschwenkt ist, in der das Getriebe gesperrt ist. In der Neutralstellung erfolgt keine Sperrung des Getriebes,
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre ist das Betätigungselement in der dritten Position auf der Abstützfläche abgestützt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre sind das Betätigungselement und die Rampe derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt dass das Betätigungselement in der zweiten
Position unabhängig von der Schwenkstellung der Sperrklinke stets linienför- mig gegen die Rampe gedrückt ist, Vorzugsweise soll die linienförmige Abstützung über die gesamte Breite des abgestützten Teils des Betätigungselementes erfolgen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre weist das Betätigungselement mindestens eine an der Rampe abrollbare Rolle auf. Hierdurch wird die Relativbewegung von Sperrklinke und Betätigungselement zueinander wesentlich vereinfacht. Die Rolle kann beispielsweise als zylindrische Rolle ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre ist ein drehfest mit der Abtriebswelle eines Getriebes verbundenes Parksperrenzahnrad vorgesehen, wobei die Sperrklinke in der Sperrstellung mit dem Parksperrenzahnrad im Eingriff ist. Hierdurch wird ein Weiterdrehen der Abtriebswelle in der Sperrstellung der Sperrklinke sicher unterbunden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sperrklinke einer Parksperre,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Rampe der Sperrklinke von Fig. 1 ,
Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht einer Parksperre mit der
Sperrklinke aus den Fig. 1 und 2, wobei das Betätigungs-
element in eine erste Position verschoben ist, während die Sperrklinke in die Neutralstellung verschwenkt ist,
Fig. 4 die Parksperre von Fig. 3, wobei das Betätigungselement in eine zweite Position verschoben ist, während die Sperrklinke in eine Zwischenstellung verschwenkt ist und
Fig. 5 die Parksperre von Fig. 4, wobei das Betätigungselement in eine dritte Position verschoben ist, während die Sperrklinke in die Sperrstellung verschwenkt ist.
Nachstehend wird zunächst die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sperrklinke 1 für die Parksperre eines Getriebes unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Sperrklinke 1 ist als lang gestreckter Hebel ausgebildet, der ein Lagerungsende 2 und ein im Einbauzustand freies Ende 3 umfasst In dem Lagerungsende 2 ist eine zylindrische, durchgehende Bohrung 4 vorgesehen, mittels derer die Sperrklinke 1 auf einem Drehzapfen (nicht dargestellt) o. ä. gelagert werden kann, so dass die Sperrklinke 1 um eine Schwenkachse verschwenkt werden kann, die in den Figuren mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet ist
Im Bereich des freien Endes 3 ist auf der einen Seite 6 der Sperrkiinke 1 ein lang gestreckter Rastzahn 7 vorgesehen, wobei sich die Längsrichtung 8 des Rastzahnes 7 parallel zu der Schwenkachse 5 erstreckt. Auf der anderen Seite 8 der Sperrklinke 1, die der Seite 7 abgewandt ist, ist eine Rampe 10 angeordnet. Die Rampe 10 dient dem Andrücken eines Betätigungselementes zum Verschwenken der Sperrklinke 1 um die Schwenkachse 5, wie dies später unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 erläutert wird. Die Rampe 10 weist dabei eine vorbesfimmte Betäfigungsrichtung 11 auf, in die das Betätigungselement bewegt werden soll. Unter der Betätigungsrichtung 11 der Rampe 10 ist dieje-
nige vorbestimmte Richtung zu verstehen, in die das Betätigungselement bewegt wird, um die Sperrklinke 1 von einer Neutralstellung in eine Sperrstellung zu verschwenken. Die Rampe 9 bildet eine Rampenfläche 12 aus, die bezogen auf die Betätigungsrichtung von zwei seitlichen Kanten 13, 14, einer vorderen Kante 15 und einer hinteren Kante 16 umgeben ist Die Rampenfläche 12 ist gegenüber der Betätigungsrichtung 11 geneigt angeordnet, so dass die Rampe 9 eine Rampensteigung in Betätigungsrichtung 11 aufweist.
Die Rampe 9 weist dabei eine Rampensteigung in Betätigungsrichtung 10 auf, die sich quer zu der Betätigungsrichtung 11 verändert, also von der einen seitlichen Kante 13 zu der anderen Seitlichen Kante 14 in Breitenrichtung, wie dies nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert wird. Die Rampensteigung verändert sich dabei kontinuierlich. Dies wird in der vorliegenden Ausführungsform dadurch erzielt, dass die Rampenfläche 12, an die das Betätigungselement angedrückt werden kann, als Schraubenfläche zwischen den beiden seitlichen Kanten 13, 14 ausgebildet ist. So weist die eine seitliche Kante 13 einen Steigungswinkel αi gegenüber der Betätigungsrichtung 11 auf, während die andere seitliche Kante 14 einen Steigungswinkel Ct4 gegenüber der Betätigungsrichtung 11 aufweist, wobei gilt, dass α4 größer als O1 ist. Die Rampensteigung ist demzufolge zu der dem Lagerungsende 2 abgewandten Seite der Rampe 10 erhöht. Die Rampensteigung in dem Bereich zwischen den seitlichen Kanten 13, 14 nimmt aufgrund der ais Schraubenfläche ausgebildeten Rampenfläche 12 Werte an, die zwischen den Steigungswinkeln αi und α4 liegen, wie dies beispielhaft anhand der Steigungswinkel 02 und Ö3 in Fig. 2 gezeigt ist. Für diese gilt O4 > α3 > Ö2 > αi
Die Betätigungsrichtung 10 der Rampe 9 verläuft parallel zu der mit Hilfe des Lagerungsendes 2 erzeugbaren Schwenkachse 5 der Sperrklinke, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Es handelt sich demzufolge um eine Sperrklinke 2, die für eine Parksperre mit axialer Sperrklinkenbetätigung konzipiert ist. An die
hintere Kante 16 der Rampenfläche 12 schließt sich eine ebene Abstützfläche 17 an, die winklig zu der Rampenfläche 12 ausgerichtet ist und sich parallel zu der Längsrichtung 8 des Rastzahnes 8 erstreckt.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Parksperre 18 mit der Sperrklinke nach den Fig. 1 und 2 unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben. Die Parksperre 18 weist neben der Sperrklinke 1 ein Betätigungselement 19 auf. Das Betätigungselement 19 umfasst eine Schub-/ Zugstange 20, mittels derer ein am Ende der Schub-/Zugstange 20 angeordnetes Rollenpaket 21 in Betätigungsrichtung 11 verschoben werden kann. Das Rollenpaket 21 umfasst eine erste zylindrische Rolle 22 und eine zweite zylindrische Rolle 23, die quer zu der Betätigungsrichtung 11 , parallel zueinander und drehbar an dem Rollenpaket 21 angeordnet sind. Die erste Rolle 22 ist an einem Gehäuse 24 eines Getriebes oder der Parksperre 18 abgestützt, während die zweite Rolle 23 der Rampe 10 der Sperrklinke zugewandt ist. Die Seite 6 der Sperrklinke 1 ist dem Umfang eines drehfest mit der Abtriebswelle eines Getriebes verbundenen Parksperrenzahnrades zugewandt, wobei auf deren Darstellung verzichtet wurde.
In Fig. 1 befindet sich das Betätigungselement 19 in einer ersten Position. Die zweite Rolle 23 übt in dieser Position keinen Druck auf die Rampe 10 bzw. die Rampenfläche 12 aus,
Nun wird das Betätigungselement 19 in Betätigungsrichtung 11 in eine zweite Position verschoben, die in Fig. 4 gezeigt ist. In der zweiten Position drückt die zweite Rolle 23 gegen die Rampenfläche 12 der Sperrklinke 1 , so dass die Sperrklinke 1 um die Schwenkachse 5 in eine Zwischenstellung verschwenkt ist. Die zweite Rolle 23 rollt dabei auf der Rampenfläche 12 ab. Dank der als Schraubenfläche ausgebildeten Rampenfläche 12 liegt die zweite Rolle 23 in der zweiten Position des Betätigungselementes 19 unabhängig von der
jeweiligen Schwenkstellung der Sperrklinke 1 stets linienförmig an der Rampenfläche 12 an, wie dies anhand der geraden Linie 25 angedeutet ist, die sich entlang der Normalen der Zeichnungsebene erstreckt.
Wird das Betätigungselement 19 weiter in Betätigungsrichtung 11 verschoben, so rollt die zweite Rolle 23 über die hintere Kante 18 der Rampenfläche 12 und ist schließlich in der dritten Position, die in Fig. 5 gezeigt ist, auf der Abstützfläche 17 abgestützt Die Sperrklinke 1 ist in der dritten Position des Betätigungselementes 19 bereits bis in einer Sperrstellung verschwenkt, in der der Rastzahn 7 in das nicht dargestellte Parksperrenzahnrad eingreift, so dass das Getriebe gesperrt ist
Bezugszeichen
1 Sperrklinke
2 Lagerungsende
3 freies Ende
4 Bohrung
5 Schwenkachse
6 Seite der Sperrklinke
7 Rastzahn
8 Längsrichtung des Rastzahnes
9 Seite der Sperrklinke
10 Rampe
11 Betätigungsrichtung der Rampe
12 Rampenfläche
13 seitliche Kante
14 seitliche Kante
15 vordere Kante
16 hintere Kante
17 Abstützfläche
18 Parksperre
19 Betätigungselement
20 Schub-/Zugstange
21 Rollenpaket
22 erste Rolle
23 zweite Rolle
24 Gehäuse
25 Linie