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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug,
welches ein Automatgetriebe, insbesondere ein stufenlos verstellbares
Umschlingungsgetriebe umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Parksperrenmechanismen für Automatgetriebe
bekannt. Üblicherweise
weisen derartige Mechanismen eine vorgespannte Feder auf, über die
die Parksperre aktiviert wird. Zum Deaktivieren der Parksperre wird üblicherweise
ein mechanisches Gestänge
oder ein hydraulisch oder pneumatisch betätigter Zylinder verwendet.
Hierbei wirkt eine Betätigungsstange
des Gestänges
bzw. eine Kolbenstange des Zylinders mit einer Parkklinke und einem
Parkzahnrad zusammen.
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Aus
der
DE 35 37 091 C1 ist
eine Parksperre bekannt, mit einem Parkzahnrad, das auf der Abtriebswelle
des Getriebes drehfest angeordnet ist, einer schwenkbaren Parkklinke,
die zwischen einer Ruhelage und einer Wirklage in Eingriff mit dem Parkzahnrad
beweglich ist, einem mit dem Handwählhebel verbundenen Hebel,
der über
ein abgewinkeltes Ende mit einer Betätigungsstange verbunden ist,
mit einer gegenüber
der Betätigungsstange entgegen
der Kraft einer Einrückfeder
verschiebbaren Schiebehülse,
die mit einer konischen Schulter zum Verschieben der Parkklinke
aus der Ruhelage in die Wirklage versehen ist, und mit einer Führung für die Schiebehülse im Gehäuse, wobei
die Betätigungsstange
an ihrem der Schiebehülse
zugewandten Ende durch Anstauchen zu einem verdickten Kolbenteil
geformt ist, der in einem Zylinderteil der Schiebehülse geführt wird.
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Ferner
ist aus der
DE 199
33 618 A1 der Anmelderin eine Parksperrenvorrichtung für ein Automatgetriebe
bekannt, umfassend ein Parksperrenrad, das eine Verzahnung aufweist,
wobei in die Verzahnung eine Sperrklinke einrastbar ist, indem die Sperrklinke
auf einer einen Sperrkegel aufweisenden Sperreinrichtung geführt in Sperrstellung
drehbar ist. Der Sperrkegel ist hierbei gegen eine Federeinrichtung
verschiebbar auf einem Verbindungselement zu einer Rastenscheibe
einer Wählwelle
angeordnet.
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Des
weiteren beschreibt die
DE
41 27 991 C2 der Anmelderin eine Parksperre für Automatgetriebe
bei Kraftfahrzeugen mit einem durch einen Handwählhebel schaltbaren Parksperrenmechanismus,
der eine verschiebbare Betätigungsstange
aufweist, welche mit einer Parkklinke und einem Parkzahnrad zusammenwirkt.
Hierbei ist die Betätigungsstange
gleichzeitig die Kolbenstange eines im Inneren des Getriebegehäuses angeordneten,
einfach wirkenden Zylinders, der im drucklosen Zustand die Betätigungsstange
vorgeschoben und somit die Parksperre geschlossen hält und bei
Druckbeaufschlagung diese öffnet.
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Der
Sperrkegel bzw. das Sperrglied derartiger Parksperrenmechanismen
ist üblicherweise
im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke und einer Führungsplatte
bzw. einem Stützbolzen
eingeklemmt, um zu verhindern, dass die Sperrklinke aus der Zahnlücke des
Parksperrenrades herausgedrückt
wird.
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Bei
aus dem Stand der Technik bekannten Parksperrenmechanismen kann
es vorkommen, dass die Parkklinke bei steilen Hängen in nachteiliger Weise
nicht einrastet, was ein Rollen des Fahrzeugs zur Folge hat. Die
Ursache dafür
liegt darin, dass der auf der Betätigungs- bzw. Verbindungsstange
gegen die Kraft einer Feder verschiebbar angeordnete Sperrkegel
beim Einlegen der Parksperre aufgrund der Kraft der vorgespannten
Feder gegen die Führungsplatte
prallt und anschließend
von dieser zusammen mit der Sperr klinke abhebt (während dieses Vorgangs
bleibt der Sperrkegel mit der Sperrklinke in Wirkverbindung und
schiebt diese weg), so dass eine Mindestüberdeckung der Flanken des
Sperrkegels zwischen Führungsplatte
und Sperrklinke in axialer Richtung nicht eingehalten werden kann.
Hierbei weist die Kraft, die auf den Sperrkegel wirkt, auch eine
senkrecht zur Längsachse
der Verbindungsstange verlaufende Komponente auf, die das Abheben
des Sperrkegels bewirkt.
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Für den Fall,
dass sich die Sperrklinke vor dem Einlegen der Parksperre, d.h.
im vorgespannten Zustand der Feder, am Anfang eines Zahnes des Parksperrenrades
befindet, muss die Klinke den gesamten Zahn abfahren, um in die
Lücke einfallen
zu können,
wodurch das Fahrzeug relativ lange beschleunigt wird, was darin
resultiert, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Klinke und
Parksperrenrad hoch ist, so dass die Klinke zurückprallt und aufgrund der geringen Überdeckung
bezüglich
des Sperrkegels abhebt.
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Der
Grund für
ein „Nicht-Einrasten" liegt daran, dass
der Konus an der Klinke bleibt und diese wegschiebt. Der Konus bleibt
an der Klinge, da er mit ihr zusammen von der Führungsplatte abhebt (Geschwindigkeitsunabhängigkeit).
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Parksperrenmechanismus
für ein Kraftfahrzeug,
welches ein Automatgetriebe, insbesondere ein stufenlos verstellbares
Umschlingungsgetriebe umfasst, anzugeben, welcher den erwähnten Nachteil
des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll ein sicheres
Einrasten der Parksperre unabhängig
von der Hangneigung und der relativen Position der Sperrklinke bezüglich des
Parksperrenrades gewährleistet
werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird ein Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen,
welches ein Automatgetriebe, insbesondere ein stufenlos verstellbares
Umschlingungsgetriebe umfasst, der eine an einem Ende schwenkbar
angeordnete Sperrklinke, die bei eingelegter Parksperre mit einem
Zahn in ein auf der Abtriebswelle bzw. der Sekundärwelle drehfest
angeordnetes Parksperrenrad eingreift, und ein auf einer mit dem
Wählmechanismus
verbundenen Verbindungsstange gegen die Kraft einer Feder verschiebbar
angeordnetes Sperrglied aufweist, durch dessen Bewegung zwischen
der Sperrklinke und einer Führungsplatte
bzw. einem Stützbolzen aufgrund
der Kraft der Feder die Sperrklinke in Sperrstellung drehbar ist,
bei dem an dem dem Wählmechanismus
abgewandten Ende der Verbindungsstange bzw. an dem freien Ende der
Verbindungsstange Mittel zum Verhindern des Abhebens der Sperrgliedes
von der Führungsplatte
beim Einlegen der Parksperre vorgesehen sind.
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Im
Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
an dem freien Ende der Verbindungsstange ein Anschlag für die Verbindungsstange
vorgesehen.
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Durch
die erfindungsgemäße Konzeption wird
auf einfache Weise ein sicheres Einlegen der Parksperre unabhängig von
der Fahrbahnneigung gewährleistet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
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In
diesen stellen dar:
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1 eine
schematische Darstellung der Relativbewegungen von Sperrklinke,
Sperrkegel und Führungsplatte
sowie Sperrklinke und Parksperrenrad zueinander beim Einlegen einer
Parksperre nach dem Stand der Technik und
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2 eine
schematische Darstellung der Relativbewegungen von Sperrklinke,
Sperrkegel und Führungsplatte
sowie Sperrklinke und Parksperrenrad zueinander beim Einlegen einer
Parksperre gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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1 umfasst
zehn Teilfiguren, welche fünf einzelne
Stadien der Relativbewegungen von Sperrklinke 1, Sperrkegel 2 und
Führungsplatte 3 sowie Sperrklinke 1 und
Parksperrenrad 4 zueinander beim Einlegen einer Parksperre
veranschaulichen. Hierbei sind in der oberen Reihe die Relativbewegungen
und Kräfteverhältnisse
von Sperrklinke, Sperrkegel und Führungsplatte und in der unteren
Reihe die Relativbewegungen und Kräfteverhältnisse von Sperrklinke und
Parksperrenrad veranschaulicht. Übereinander angeordnete
Teilfiguren stellen die Situation zum selben Zeitpunkt dar. Mit
den Vektoren F sind die Kräfte dargestellt;
w bezeichnet die Winkelgeschwindigkeit des Parksperrenrades 4 und
v die Geschwindigkeit der Sperrklinke 1 relativ zum Parksperrenrad 4.
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In
den Teilfiguren A und A' der 1 ist
die Situation vor dem Einlegen der Parksperre dargestellt, wobei
die auf der Verbindungsstange 6 angeordnete Feder 5 noch
vorgespannt ist. In diesem Zustand liegt der Sperrkegel 2 an
der Sperrklinke 1 und an der Führungsplatte 3 an.
Hierbei befindet sich der Zahn 7 der Sperrklinke 1 vor
dem Einlegen der Parksperre, d.h. im vorge- spannten Zustand der
Feder 5, am Anfang eines Zahnes 8 der Parksperrenra des 4. Bei
der hier dargestellten Situation, wo die Sperrklinke 1 in
die Lücke
des Parksperrenrades 4 fällt, rutscht der Sperrkegel 2 an
der Schräge
der Sperrklinke 1 und der Führungsplatte 3 ab.
Da die Führungsplatte 3 fest
am Gehäuse
verschraubt ist, drückt
sich der Sperrkegel 1 mit der Sperrklinke 1 am
Ende der Schräge
der Führungsplatte 3 ab,
wie in den Teilfiguren B, C, D und E gezeigt, wobei er von dieser abhebt,
so dass eine Mindestüberdeckung
der Flanken des Sperrkegels 2 zwischen Führungsplatte 3 und Sperrklinke 1 in
axialer Richtung nicht eingehalten werden kann. In den Teilfiguren B', C' und D' sind
die entsprechenden Relativbewegungen von Sperrklinke 1 und
Parksperrenrad 4 zueinander dargestellt. Die Mindestüberdeckung
ist in der Teilfigur D mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet.
Diese Mindestüberdeckung 9 muss
eingehalten werden, da der Sperrkegel 2 nach dem Einlegen
der Parksperre etwas zurückwandert.
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Das
Nichteinhalten der Mindestüberdeckung 9 führt dazu,
dass der Sperrkegel 2 zwischen Sperrklinke 1 und
Führungsplatte 2 herausspringt,
so dass die Parksperre, wie in den Teilfiguren E und E' gezeigt,
nicht eingelegt werden kann.
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Gemäß der Erfindung
ist an dem freien Ende der Verbindungsstange 6 ein Anschlag 10 vorgesehen,
welcher ein Abheben der Sperrkegels 2 von der Führungsplatte 3 verhindert.
Die Wirkung des Anschlags 10 ist im Rahmen der in 2 enthaltenen Teilfiguren F, G, H bzw. F', G', H' veranschaulicht. Wie
in den Figuren gezeigt, ist der Anschlag 10 als Bohrung
ausgebildet, in die das freie Ende der Verbindungsstange 6 hineinragt,
derart, dass insbesondere eine Bewegung der Verbindungsstange seitwärts bzw.
in radialer Richtung verhindert wird.
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Die
Situation nach F bzw. F' entspricht der
in den A bzw. A' dargestellten
Situation. Wie bei 1 sind in der oberen Reihe die
Relativbewegungen und Kräfteverhältnisse
von Sperrklinke 1, Sperrkegel 2 und Führungsplatte 3 und
in der unteren Reihe die Relativbewegungen und Kräfteverhältnisse von
Sperrklinke 1 und Parksperrenrad 4 veranschaulicht. Übereinander
angeordnete Teilfiguren stellen die Situation zum selben Zeitpunkt
dar. Mit den Vektoren F sind die Kräfte dargestellt; w bezeichnet
die Winkelgeschwindigkeit des Parksperrenrades 4 und v
die Geschwindigkeit der Sperrklinke 1 relativ zum Parksperrenrad 4.
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Wie
in der Teilfigur G gezeigt, wird durch
den Anschlag 10 eine seitliche Bewegung der Verbindungsstange 6 verhindert,
so dass der auf der Verbindungsstange 6 verschiebbar angeordnete
Sperrkegel 2 nicht abheben kann, was in der Einhaltung der
Mindestüberdeckung 9 resultiert,
wie in H gezeigt. Dadurch kann die
Sperrklinke 1 den Sperrkegel 2 nicht nach oben
drücken
und bleibt mit dem Parksperrenrad 4 in Eingriff, wie in H' gezeigt.
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Selbstverständlich fällt auch
jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche
Ausgestaltung und Anordnung der Mittel zum Verhindern des Abhebens
des Sperrgliedes von der Führungsplatte
soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden
Ansprüche,
ohne die Funktion des Parksperrenmechanismus, wie sie in den Ansprüchen angegeben
ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit
in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.
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- 1
- Sperrklinke
- 2
- Sperrkegel
- 3
- Führungsplatte
- 4
- Parksperrenrad
- 5
- Feder
- 6
- Verbindungsstange
- 7
- Zahn
der Sperrklinke
- 8
- Zahn
des Parksperrenrades
- 9
- Mindestüberdeckung
- 10
- Anschlag