WO2018095478A1

WO2018095478A1 - Parksperre für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2018095478A1
Application number: PCT/DE2017/100990
Authority: WO
Inventors: Jochen LÖFFELMANN; Markus Rost; Klaus Krämer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-05-31
Also published as: DE102017127213A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Parksperre (1) aufweist ein Gehäuse (21), eine Sperrklinke (4), die um eine Drehachse (a) schwenkbar angeordnet ist und einen Klinkenzahn (5) aufweist, der zum formschlüssigen Eingriff in ein Parksperrenrad ausgebildet ist, einen Aktuator (6) zur Betätigung der Sperrklinke (4), so dass diese reversibel mit ihrem Klinkenzahn (5) in Eingriff mit dem Parksperrenrad gebracht werden kann, Rollen (13, 14, 15), die die Bewegung des Aktuators (6) auf die Sperrklinke (4) übertragen, wobei zumindest eine der Rollen (14, 15) als Stützrolle unmittelbar oder mittelbar am Gehäuse (21) abrollt und eine andere Rolle (13) auf der Sperrklinke (4) abrollt, wobei die Stützrolle (14, 15) oder die Stützrollen (14, 15) nadelgelagert sind und die andere Rolle (13) als Vollrolle ausgebildet ist.

Description

Titel

Parksperre für ein Kraftfahrzeug

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, wobei die Parksperre aufweist ein Gehäuse, eine Sperrklinke, die um eine Drehachse schwenkbar angeordnet ist und einen Klinkenzahn aufweist, der zum formschlüssigen Eingriff in ein Parksperrenrad ausgebildet ist, einen Aktuator zur Betätigung der Sperrklinke, so dass diese reversibel mit ihrem Klinkenzahn in Eingriff mit dem Parksperrenrad gebracht werden kann und eine Rolle, die die Bewegung des Aktuators auf die Sperrklinke überträgt.

Hintergrund der Erfindung

Eine gattungsgemäße Parksperre ist aus der DE 10 2010 053 857 A1 bekannt. Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 10 201 1 080 498 A1 . Bei der letztgenannten Lösung kommt als mechanisches Getriebeelement zur Übertragung der Bewegung des Aktuators auf die Sperrklinke ein Planetenwälzgetriebe zum Einsatz. Damit ist es möglich, relativ hohe Übertragungskräfte zu realisieren.

Beim Parken eines Fahrzeugs beispielsweise an einem Hang erzeugt das Fahrzeuggewicht, abhängig vom Raddurchmesser, von der Getriebeübersetzung und vom Radius des Sperrrads (Sperrverzahnung) eine Kraft auf die geschlossene Klinke und somit wiederrum auf den Parksperrenmechanismus. Beim Entriegeln der Parksperre am Hang muss somit diese anliegende Kraft überwunden werden. Eine gattungsgemäße Parksperre benötigt also zum Auslegen der Sperrklinke, d. h. zum Verbringen derselbe in die entriegelte Position, eventuell eine relativ große Kraft. Diese kann sich aus der Geometrie zwischen dem Klinkenzahn und der Ausnehmung in der Sperrverzahnung ergeben, insbesondere durch den entsprechenden Hinterlegungswinkel. Eine hohe Kraft kann sich auch aufgrund der Reibungsverhältnisse und des realisierten Reibkeils ergeben.

Die Kräfte müssen sicher abgestützt werden, andererseits sollen die Parksperre und das Getriebe möglichst leicht bauen. Im Stand der Technik wird der Parksperrenhebel im Getriebegehäuse einzeln montiert und angefedert.

Aufgabe der Erfindung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Parksperre zu realisieren, die eine leichte und kostengünstig zu realisierende Bauweise aufweist, die beim Ausklinken des Klinkenzahns eine hinreichende Kraft übertragen kann. Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch eine Parksperre gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die Ausleitung der Stützkraft der Sperrklinke, die durch das Verriegelungsmoment und den Eingriffswinkel des Klinkenzahns der Sperrklinke mit der Verzahnung des Parksperrenrads erzeugt wird, erfolgt über ein Rollenpaket in das Gehäuse. Das Rollenpaket weist zwei oder mehr Rollen auf, die miteinander über einen Haltemechanismus miteinander verbunden sind, der ihre relative Lage zueinander festlegt. Die die Sperrklinke betätigende Rolle ist als Vollrolle ausgebildet, und zumindest eine der weiteren Rollen ist als ein Nadellager ausgebildet.

Besonders hohe Kräfte lassen sich mit drei Rollen übertragen, deren Achsen ein Dreieck bilden. In diesem Fall sind bevorzugt beide gehäuseseitigen Rollen zur Reibungsminimierung nadelgelagert. Sie bilden Stützrollen aus. Die dritte Rolle, die auf der Sperrklinke abrollt, ist eine Vollrolle, die ihre Radiallagerung durch die beiden darüber befindlichen Stützrollen erfährt. Während die beiden gehäuseseitigen Rollen nicht aneinander abwälzen, steht die Vollrolle mit den beiden gehäuseseitigen Rollen in Wälzkontakt. Die Kombination der Stützrollen mit der Vollrolle ermöglicht es, hohe Kräfte bei gleichzeitig niedrigem Reibmoment und kompakter Bauweise zu übertragen.

Die Rollen sind in einem Verriegelungskasten integriert. Der Verriegelungskasten weist zwei längliche Seitenteile auf, die vorzugsweise als Blechstanzteile hergestellt sind. Beide Seitenteile sind durch zwei Querteile stirnseitig verbunden. Auch die Querteile sind vorzugsweise als Blechstanzteile hergestellt. Die Seitenteile und die Querteile können miteinander vernietet sein.

Der Verriegelungskasten trägt ein Antriebszahnsegment sowie Führungsrollen. Die Führungsrollen sind so platziert, dass diese im optimalen Kraftfluss zum Antriebsritzel stehen.

Der Verriegelungskasten weist ferner eine Druckfeder auf, die auf dem Antriebszahnsegment geführt ist. Er nimmt auch die Achsen der Stützrollen auf und führt diese axial.

Der Verriegelungskasten kann optional mit Endanschlägen versehen werden. Die Endanschläge können zum Einlernen des Systems genutzt werden, beispielsweise für den Fall, dass eine elektromotorische Ansteuerung erfolgt.

Die erfindungsgemäße Parksperre bildet eine robuste, einfache, kompakte und reibungsoptimierte Lagerung.

Die erfindungsgemäße Parksperre kann in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Armierung aufweisen, auf der das Rollenpaket abrollt. Durch die Armierung wälzen die Rollen nicht direkt am Gehäuse ab. Dadurch ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen ist es nicht erforderlich, dass das Gehäuse für die Laufbahn nachbearbeitet werden muss, um Belastungsspitzen zu vermeiden. Zum anderen kann bei geeigneter Geometrie der Armierung eine großflächigere Abstützung erzielt werden. Am bedeutsamsten ist aber, dass die Armierung aus einem anderen Werkstoff als das Gehäuse ausgebildet werden kann. Insbesondere wenn die Armierung aus einem gehärteten Stahlblech gebildet ist, kann sie die auftretenden Hertzschen Pressungen sicher aufnehmen.

Durch die Armierung kann das Gehäuse der Parksperre bzw. des Getriebes aus einem Nicht-Stahl gefertigt sein - beispielsweise aus Aluminium. Ein derartiges Gehäuse braucht nicht massiv sein oder mit Verrippungen versehen werden, um eine gleichmäßige Kräfteverteilung zu erreichen.

Das Armierungsblech kann im Gehäuse kraftschlüssig, beispielsweise vernietet, verschraubt, verstiftet werden.

Die Parksperre kann in verschiedenen Arten von Getrieben verbaut werden. Beispielsweise eignet sie sich für Kraftfahrzeuge mit manuellen Getrieben, mit automatisierten oder automatischen Getrieben oder für Getriebe von Elektrofahrzeugen.

Die Parksperre kann ein eigenes Gehäuse als Parksperrengehäuse aufweisen. Das Parksperrengehäuse bildet dann mit dem Getriebegehäuse entweder ein gemeinsames Gesamtgehäuse, oder das Parksperrengehäuse ist innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Alternativ kann die Parksperre ohne eigenes Gehäuse sein, so dass das Gehäuse für die Parksperre das Getriebegehäuse selbst ist.

Kurze Beschreibung der Figuren In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 die wesentlichen Bauteile einer ersten erfindungsgemäßen Parksperre ohne ein Gehäuse im Querschnitt, die Parksperre gemäß Figur 1 mit einem zusätzlichen Gehäuse in einer Aufsicht, Figur 3 die Parksperre gemäß Figur 2 mit dem zusätzlichen Gehäuse in einer perspektivischen Schrägansicht,

Figur 4 die Parksperre gemäß Figur 3 ohne das zusätzliche Gehäuse in der gleichen perspektivischen Schrägansicht,

Figur 5 die Parksperre gemäß Figur 4 in einer anderen perspektivischen

Schrägansicht ohne eine Armierung und

Figur 6 eine zweite, erfindungsgemäßen Parksperre im Querschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

In den Figuren 1 bis 6 sind zwei Parksperren 1 dargestellt, wobei nur die wesentlichen Funktionsteile dargestellt sind. Abdeckungen und Anbindungsbauteile der Anordnung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Nachfolgend werden die erfindungsrelevanten Merkmale beschrieben, die auf einem grundsätzlichen Baukonzept einer Parksperre basieren, wie sie in der oben genannten DE 10 2010 053 857 A1 und DE 10 201 1 080 498 A1 der Anmelderin im Detail erläutert sind. Auf diese vorbekannten Lösungen wird insofern ausdrücklich Bezug genommen, um betreffend das grundsätzliche Funktionsprinzip einer Parksperre Wiederholungen zu vermeiden.

Generell umfasst die Parksperre 1 eine Sperrverzahnung 2, die eine Anzahl Ausnehmungen 3 an ihrem Umfang aufweist. Weiteres zentrales Bauteil der Parksperre 1 ist eine Sperrklinke 4, die um eine Drehachse a schwenkbar angeordnet ist. In Figur 6 ist die Sperrklinke 4 in einer nach unten (in Richtung auf die Sperrverzahnung 2 zu) gerichteten Stellung zu sehen, in der ein Klinkenzahn 5 der Sperrklinke 4 in eine der Ausnehmungen 3 der Sperrverzahnung 2 eingreift und so die Anordnung verriegelt.

Die Verriegelung bzw. Entriegelung der Parksperre 1 erfolgt über einen Aktuator 6, der hier als Welle angedeutet ist, die für das Ver- bzw. Entriegeln um eine Drehachse c dreht. Die Übertragung der Bewegung des Aktuators 6 auf die Sperrklinke 4 erfolgt mittels eines Getriebeelements 7. Wie bei den genannten vorbekannten Lösungen, umfasst das Getriebeelement 7 einen linearverschieblichen Verriegelungskasten 12, in dem drei Rollen 13, 14 und 15 gelagert sind. Die Rolle 13 kann dabei Kontakt mit einer Rampe 17 nehmen (s. Fig. 1 ), die an der Sperrklinke 4 ausgebildet ist. Bei linearer Bewegung des Verriegelungskastens 12 wird folglich die Sperrklinke 4 verschwenkt.

Im Falle der Figur 6 umfasst das Getriebeelement 7 einen Kurbeltrieb 8, mit dem ein Teil 9 des Getriebeelements 7 linear bewegt werden kann. Zwischen dem Teil 9 und dem Verriegelungskasten 12 ist eine Stange 16 angeordnet, so dass sich eine lineare Bewegung des Teils 9 auf den Verriegelungskasten 12 überträgt. Die Stange 16 ist von einer Druckfeder 20 umschlossen, die die Sperrklinke 4 vorspannt und in der verriegelten Position hält. Der Kurbeltrieb 8 hat dabei eine Kurbel 10 und einen Pleuel 1 1 , die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Kurbel 10 ist mit dem Aktuator 6 drehfest verbunden. Der Pleuel 1 1 ist mit dem Teil 9 gelenkig verbunden.

Wird nun der Aktuator 6 betrieben, d. h. erfolgt eine Drehung um die Achse c, bewegt sich die Kurbel 10 entsprechend mit und zieht das Pleuel 1 1 mit. Mit dem Kurbeltrieb 8 kann - aufgrund der Eigenschaft eines Kurbeltriebs - nun bei gleichem, kleinen anliegenden Drehmoment am Aktuator 6 anfangs eine große Kraft zum Entriegeln realisiert werden, ohne den Gesamtstellweg zu reduzieren. Gegen zunehmenden Stellwinkel bzw. -weg nimmt die Kraft dann ab, was in diesem Fall aber nicht stört, da eine große Kraft nur anfangs benötigt wird, bis (in diesem Fall) die Rolle 13 den Hochpunkt der Rampe 17 der Sperrklinke 4 erreicht hat und die Verriegelung der Sperrklinke durch die Rolle 13 somit aufgehoben wird. Wie Figur 1 zu entnehmen ist, weist die Schwenkachse b der scharnierartigen Verbindung zwischen der Kurbel 10 und dem Pleuel 1 1 in vertikaler Richtung, während die Drehachse a der Sperrklinke 4 in horizontale Richtung weist. Projiziert man demgemäß die Schwenkachse b auf die Drehachse a, sind diese beiden Achsen zueinander rechtwinklig ausgerichtet.

Wie insbesondere aus Figur 1 zu entnehmen ist, wälzt die Rolle 13 auf der Sperrklinke 4 ab, während die Rollen 14, 15 auf der Armierung 27 abrollen. Die Armierung 27 ist als ein ebenes, gehärtetes Stahlblech ausgebildet und kontaktiert rückseitig das Gehäuse 21 der Parksperre 1 .

In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden gehäuseseitigen Rollen 14, 15 zur Reibungsminimierung nadelgelagert und bilden Stützrollen aus. Die dritte Rolle 13, die auf der Sperrklinke 4 abrollt, ist eine Vollrolle. Die Rollen sind in einem Verriegelungskasten 12 integriert. Der Verriegelungskasten 12 weist zwei längliche Seitenteile 22, 23 auf, die vorzugsweise als Blechstanzteile hergestellt sind. Beide Seitenteile 22, 23 sind durch zwei Querteile 24, 25 stirnseitig verbunden. Auch die Querteile 24, 25 sind vorzugsweise als Blechstanzteile hergestellt. Die Seitenteile 22, 23 und die Querteile 24, 25 können miteinander vernietet sein.

Der Verriegelungskasten 12 trägt ein Antriebszahnsegment 26 sowie Führungsrollen 28. Die Führungsrollen 28 sind so platziert, dass diese im optimalen Kraftfluss zum Antriebsritzel des Aktuators 6 stehen.

Der Verriegelungskasten 12 weist ferner die Druckfeder 20 auf, die auf dem Antriebszahnsegment 26 geführt ist. Er nimmt auch die Achsen der Stützrollen 14, 15 auf und führt diese axial. Bezugszeichenliste

I Parksperre

2 Sperrverzahnung

3 Ausnehmung

4 Sperrklinke

5 Klinkenzahn

6 Aktuator

7 Getriebeelement

8 Kurbeltrieb

9 Teils des Getriebeelements

10 Kurbel

I I Pleuel

12 Verriegelungskasten

13 Rolle

14 Rolle

15 Rolle

16 Stange

17 Rampe

20 Druckfeder

21 Gehäuse

22 Seitenteil

23 Seitenteil

24 Querteil

25 Querteil

26 Antriebszahnsegment

27 Armierung

28 Führungsrolle

31 Arretierung

32 Kugel Drehachse der Sperrklinke

Schwenkachse der Verbindung zwischen Kurbel und Pleuel Drehachse des Aktuators

Claims

Patentansprüche

Parksperre (1 ) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Parksperre (1 ) aufweist: ein Gehäuse (21 ), eine Sperrklinke (4), die um eine Drehachse (a) schwenkbar angeordnet ist und einen Klinkenzahn (5) aufweist, der zum formschlüssigen Eingriff in ein Parksperrenrad ausgebildet ist, einen Aktuator (6) zur Betätigung der Sperrklinke (4), so dass diese reversibel mit ihrem Klinkenzahn (5) in Eingriff mit dem Parksperrenrad gebracht werden kann,

Rollen (13, 14, 15), die die Bewegung des Aktuators (6) auf die Sperrklinke (4) übertragen, wobei zumindest eine der Rollen (14, 15) als Stützrolle unmittelbar oder mittelbar am Gehäuse (21 ) abrollt und eine andere Rolle (13) auf der Sperrklinke (4) abrollt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (14, 15) oder die Stützrollen (14, 15) nadelgelagert sind und die andere Rolle (13) als Vollrolle ausgebildet ist.

2. Parksperre (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre drei Rollen (13, 14, 15) aufweist, die nicht kollinear angeordnet sind und von denen zwei Rollen (14, 15) als Stützrollen ausgebildet sind.

3. Parksperre (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (14, 15) an einer Armierung (27) abrollt.

4. Parksperre (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (13, 14, 15) durch einen Verriegelungskasten (12) gehaltert sind.

5. Parksperre (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungskasten (12) ein Antriebszahnsegment (26) aufweist.

6. Parksperre (1 ) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungskasten (12) durch Führungsrollen (28) geführt ist.

7. Parksperre (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit einem elektromotorischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungskasten (12) Endanschläge zum Einlernen des Antriebs aufweist.

8. Parksperre (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass