DE102005010211A1

DE102005010211A1 - Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst

Info

Publication number: DE102005010211A1
Application number: DE200510010211
Authority: DE
Inventors: Tobias Dipl.-Ing. Miller; Gerhard Dipl.-Ing. Höckl; Franz Dipl.-Ing. Philipp
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-03-05
Filing date: 2005-03-05
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-03-06
Also published as: DE102005010211B4

Abstract

Es wird ein Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst, vorgeschlagen, umfassend ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad, eine Sperrklinke (1), die in das Parksperrenrad ein- oder ausrastet, und ein auf einer Verbindungsstange (2) zur Rastenscheibe (3) angeordnetes Sperrelement (4), welches im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke (1) und einer Führungsplatte (5) eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Sperrklinke (1) aus einer Zahnlücke des Parksperrenrades zu verhindern, bei dem, radial betrachtet, zwischen der Verbindungsstange (2) und dem Sperrelement (4) auf der Verbindungsstange (2) eine Hülse (8) angeordnet ist, die einen Anschlag bzw. Anschlagbund (9) aufweist, der durch eine auf der Verbindungsstange (2) vorgesehene Federeinrichtung (6) angefedert ist und in Richtung des der Sperrklinke (1) zugewandten Endes der Verbindungsstange (2) gedrückt wird, wobei das auf dem Außendurchmesser der Hülse (8) angeordnete Sperrelement (4) nicht angefedert und nicht vorgespannt ist und sich frei drehen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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 Park- bzw. Sperrklinke und einem Parkzahnrad zusammen. Beim Einlegen der Parksperre wird die Sperrklinke durch ein üblicherweise als Sperrkegel ausgebildetes Sperrelement in die Verzahnung des Parksperrenrades gedrückt und stützt sich dabei gegen eine Führungsplatte oder einen Führungsbolzen ab.

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.

Des weiteren ist aus der U.S. 5,685,406 eine Ausführung einer Parksperre bekannt, bei der eine Getriebeabtriebswelle drehfest mit einem Parksperrenrad verbunden ist, welches an seinem Außendurchmesser eine Art Keilwellenprofil aufweist. Des weiteren ist eine Sperrklinke vorgesehen, welche bei aktivierter Parksperre radial in das Keilwellenprofil des Parksperrenrades formschlüssig eingreift, wodurch die Getriebeabtriebswelle dann blockiert ist. Beim Auslegen der Parksperre wird die Sperrklinke über einen mechanisch wirkenden Mechanismus aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad geführt, so dass das Parksperrenrad bzw. die Getriebeabtriebswelle entriegelt ist und der Antriebsstrang abtriebsseitig nicht mehr verblockt ist. Das Auslegen der Parksperre erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe, wobei der Fahrer hierzu den Wählhebel aus der Parkstellung in eine beliebige andere Wählhebelposition positionieren muss.

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.

Ein weiterer Parksperrenmechanismus ist aus der DE 41 27 991 C2 der Anmelderin bekannt. Er umfasst eine im Wesentlichen axial in eine geschlossene und eine offene Parksperrenposition verschiebbare Betätigungsstange, die mit einer Parkklinke und einem Parksperrenzahnrad zusammenwirkt, wobei die Betätigungsstange gleichzeitig die Kolbenstange eines einfach wirkenden Zylinders ist, der im drucklosen Zustand die Betätigungsstange vorgeschoben, d.h. die Parksperre geschlossen hält und bei Druckbeaufschlagung diese öffnet.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen sind die Bauteile, insbesondere das üblicherweise als Sperrkegel ausgebildete Sperrelement, die Führungsplatte und die Parksperrenklinke dynamisch und statisch sehr hoch belastet, was insbesondere bei Fahrzeugen mit hohem Gewicht in einem sehr hohen Verschleiß resultiert.

Um den Verschleiß hinauszuzögern bzw. zu verlangsamen, ist vorgeschlagen worden, die Bauteile ganz oder teilweise mit einer speziellen Beschichtung zu versehen, was die Herstellungskosten erheblich erhöht. Zudem wird dadurch lediglich eine Verschleißverzögerung erzielt.

Bei der dynamischen Dauererprobung von herkömmlichen Parksperrenmechanismen treten immer wieder Fälle auf, bei denen sich der Sperrkegel bzw. das Sperrelement währen der vielen Lastzyklen nicht dreht, wodurch die Last immer an dem gleichen Punkt aufgebracht wird. Hierbei sollte sich der Sperrkegel durch die Verschiebung der Kraftangriffspunkte, die Federkraft und die üblichen Vibrationen im Antriebsstrang ganz automatisch immer wieder frei drehen. Dies führt in nachteiliger Weise dazu, dass an dieser Stelle starker Verschleiß entsteht, der aufgrund des Verlustes der Selbsthemmung des Sperrkegels zum Ausfall des Parksperrenmechanismus führen kann.

Die Ursache, dass sich der Sperrkegel nicht dreht, kann einerseits darin liegen, dass die Reibkraft, die sich aus der Vorspannung der Feder ergibt, der freien Bewegung entgegenwirkt.

Ein weiterer Grund kann die Tatsache sein, dass der Sperrkegel durch Einschlagungen auf der Verbindungsstange, welche Materialaufwürfe verursachen können, an der Drehung behindert wird. Diese Einschlagungen entstehen beim Herausziehen des Sperrkegels aus dem Sperrbereich. Hierbei schießt der Sperrkegel schlagartig zurück, sobald er über die Sperrkante gezogen wird und gibt dadurch die Verbindungsstangenoberfläche frei. In diesem Moment schlägt die unter Last stehende Sperrklinke auf die Verbindungsstange, wodurch die Materialaufwürfe entstehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst, anzugeben, bei dem die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere soll zum einen die Drehbewegung des Sperrkegels bzw. des Sperrelementes durch Reduzierung der Reibkraft erleichtert werden und zum anderen sollen die Einschlagungen auf der Verbindungsstange und somit ein Klemmen des Sperrkegels bzw. des Sperrelementes auf der Verbindungsstange verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Parksperrenmechanismus vorgeschlagen, umfassend ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad, eine Sperrklinke, die in das Parksperrenrad ein- oder ausrastet, und ein auf einer Verbindungsstange zur Rastenscheibe angeordnetes Sperrelement, welches im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke und einer Führungsplatte eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Sperrklinke aus einer Zahnlücke des Parksperrenrades zu verhindern, bei dem radial betrachtet zwischen der Ver bindungsstange und dem Sperrelement eine Hülse (Drehhülse) auf der Verbindungsstange angeordnet ist, die einen Anschlag bzw. Anschlagbund aufweist, der durch eine auf der Verbindungsstange vorgesehene Federeinrichtung angefedert ist und in Richtung des der Sperrklinke zugewandten Endes der Verbindungsstange gedrückt wird. Hierbei ist das auf dem Außendurchmesser der Hülse angeordnete Sperrelement nicht angefedert und nicht vorgespannt und kann sich frei drehen.

Im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind der Anschlag bzw. Anschlagbund und die Hülse einstückig ausgebildet. Die Hülse ist auf der Verbindungsstange axial verschiebbar angeordnet und derart dimensioniert, dass ihre Länge größer ist als die Länge des Sperrelementes, so dass das auf dem Außendurchmesser der Hülse angeordnete Sperrelement nicht angefedert und vorgespannt ist, wodurch der Drehung des Sperrelementes keine zusätzliche Reibkraft entgegenwirkt. Des weiteren kann sich das Sperrelement auf dem Außendurchmesser der Hülse frei drehen. Bei dieser Konstruktion wird die Hülse gegen den an dem der Sperrklinke zugewandten Ende der Verbindungsstange vorgesehenen Anschlag gedrückt.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird der nach dem Stand der Technik entstehende Verschleiß, der bei nichtdrehendem Sperrkegel auftritt, durch Verminderung der Reibkraft, die der Drehung des Sperrkegels entgegenwirkt, weitgehend reduziert. Kommt es zusätzlich zu Einschlagungen, wird dadurch nur die Bewegung der Drehhülse und nicht die Bewegung des Sperrkegels beeinträchtigt.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Anschlagbund der Hülse getrennt vom Rest der Drehhülse auszuführen.

Hierbei kann die Hülse wahlweise fest oder lose auf der Verbindungsstange angeordnet sein. Vorzugsweise weist die Hülse eine deutlich höhere Härte bzw. Zugfestigkeit als die Verbindungsstange auf. Beim Herausziehen des Sperrkegels aus dem Sperrbereich gibt der Sperrkegel einen Teil der Oberfläche der Hülse frei, wobei die Hülse die Verbindungsstange abdeckt. Die Klinke schlägt auf die gehärtete Hülse, wodurch bei entsprechender Härte der Hülse keine plastische Verformung an der Hülse auftritt. Auf diese Weise werden Einschlagungen auf der Verbindungsstangenoberfläche weitgehend vermieden.

Durch die Erfindung wird auf einfache und kostengünstige Weise eine Drehbewegung des Sperrkegels bzw. des Sperrelementes durch Reduzierung der Reibkraft erleichtert. Des weiteren werden die Einschlagungen auf der Verbindungsstange und somit ein Klemmen des Sperrkegels bzw. des Sperrelementes auf der Verbindungsstange verhindert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sie in bereits bestehenden Getrieben integrierbar ist. Des weiteren entfällt die Notwendigkeit einer speziellen Beschichtung der Bauteile des Parksperrenmechanismus.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Parksperrenmechanismus nach dem Stand der Technik;

2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Parksperrenmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung; und

3 eine schematische Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines Parksperrenmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung.

Der in 1 gezeigte Parksperrenmechanismus umfasst eine Sperrklinke 1, die ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad (nicht dargestellt) ein- oder ausrastet, und ein auf einer Verbindungsstange 2 zur Rastenscheibe 3 angeordnetes Sperrelement, welches als Sperrkegel 4 ausgebildet ist und im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke 1 und einer Führungsplatte 5 eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Sperrklinke 1 aus einer Zahnlücke des Parksperrenrades zu verhindern. Der Sperrkegel 4 ist auf der Verbindungsstange 2 über ein Federelement 6 angefedert und vorgespannt. In der 1 ist die Rastenfeder der Rastenscheibe 3 mit 7 bezeichnet.
Bei dieser Konstruktion kann es vorkommen, dass aufgrund der Anordnung des Sperrkegels 4, der angefedert und vorgespannt ist, die Reibkraft der freien Drehbewegung des Sperrkegels 4 entgegenwirkt, so dass nur an einer Stelle hoher Verschleiß entsteht. Ferner wird beim Herausziehen des Sperrkegels 4 aus dem Sperrbereich die Oberfläche der Verbindungsstange 2 freigegeben, wobei die unter Last stehende Sperrklinke 1 auf die Verbindungsstange 2 schlägt, was in der Entstehung von Materialaufwürfen resultiert, die die freie Drehbewegung des Sperrkegels 4 auf der Verbindungsstange 2 beeinträchtigen.
Bezugnehmend auf 2 wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, radial betrachtet zwischen der Verbindungsstange 2 und dem Sperrelement 4 auf der Verbindungsstange 2 eine Hülse 8 axial verschiebbar anzuordnen. Die Hülse 8 ist derart dimensioniert, dass ihre Länge größer ist als die Länge des Sperrelementes bzw. Sperrkegels 4, so dass das auf dem Außendurchmesser der Hülse 8 angeordnete Sperrelement 4 nicht angefedert und vorgespannt ist. Dadurch wirkt der Drehung des Sperrelementes 4 keine zusätzliche Reibkraft entgegen und das Sperrelement 4 kann sich auf dem Außendurchmesser der Hülse 8 frei drehen. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist die Hülse 8 durch eine auf der Verbindungsstange 2 vorgesehene Federeinrichtung 6 über einen Anschlag bzw. Anschlagbund 9 angefedert und wird gegen den an dem der Sperrklinke 1 zugewandten Ende der Verbindungsstange 2 vorgesehenen Anschlag gedrückt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand der 3. Hierbei ist der Anschlagbund 9 der Hülse 8 getrennt vom Rest der Hülse 8 als separates Bauteil ausgebildet. Die Hülse 8 kann fest oder lose auf der Verbindungsstange 2 angeordnet sein und weist eine deutlich höhere Härte bzw. Zugfestigkeit als die Verbindungsstange 2 auf. Bei dieser Ausführungsform bewegt sich beim Lösen der Parksperre der Sperrkegel 4 mit dem Anschlagbund 9 nach links und gibt einen Teil der Oberfläche der Hülse 8 frei, wobei die Hülse 8 die Verbindungsstange 2 abdeckt. Die Sperrklinke 1 schlägt auf die gehärtete Hülse 8, wodurch bei entsprechender Härte der Hülse 8 keine plastische Verformung an der Hülse auftritt, so dass Einschlagungen auf der Verbindungsstangenoberfläche weitgehend vermieden werden.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile des erfindungsgemäßen Parksperrenmechanismus, insbesondere des Sperrelementes und der Hülse an sich sowie zueinander und 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.

1: Sperrklinke
2: Verbindungsstange
3: Rastenscheibe
4: Sperrelement, Sperrkegel
5: Führungsplatte
6: Federelement
7: Rastenfeder
8: Hülse
9: Anschlagbund

Claims

Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst, umfassend ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad, eine Sperrklinke, die in das Parksperrenrad ein- oder ausrastet, und ein auf einer Verbindungsstange zur Rastenscheibe angeordnetes Sperrelement, welches im gesperrten Zustand zwischen der Sperrklinke und einer Führungsplatte eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Sperrklinke aus einer Zahnlücke des Parksperrenrades zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass radial betrachtet zwischen der Verbindungsstange (2) und dem Sperrelement (4) auf der Verbindungsstange (2) eine Hülse (8) angeordnet ist, die einen Anschlag bzw. Anschlagbund (9) aufweist, der durch eine auf der Verbindungsstange (2) vorgesehene Federeinrichtung (6) angefedert ist und in Richtung des der Sperrklinke (1) zugewandten Endes der Verbindungsstange (2) gedrückt wird, wobei das auf dem Außendurchmesser der Hülse (8) angeordnete Sperrelement (4) nicht angefedert und nicht vorgespannt ist und sich frei drehen kann.
Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag bzw. Anschlagbund (9) und die Hülse (8) einstückig ausgebildet sind, und dass die Hülse (8) auf der Verbindungsstange (2) axial verschiebbar angeordnet und derart dimensioniert ist, dass ihre Länge größer als die Länge des Sperrelementes bzw. Sperrkegels (4) ist, wobei die Hülse (8) durch die Federeinrichtung (6) gegen den an dem der Sperrklinke (1) zugewandten Ende der Verbindungsstange (2) vorgesehenen Anschlag gedrückt wird.
Parksperrenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, welches ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe umfasst, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagbund (9) der Hülse (8) getrennt vom Rest der Hülse (8) als separates Bauteil ausgebildet ist, wobei die Hülse (8) fest oder lose auf der Verbindungsstange (2) angeordnet ist und eine deutlich höhere Härte bzw. Zugfestigkeit als die Verbindungsstange (2) aufweist, derart, dass sich beim Lösen der Parksperre der Sperrkegel (4) mit dem Anschlagbund (9) bewegt und einen Teil der Oberfläche der Hülse (8) freigibt, wobei die Hülse (8) die Verbindungsstange (2) abdeckt, wodurch die Sperrklinke (1) auf die Hülse (8) schlägt, so dass bei entsprechender Härte der Hülse (8) keine plastische Verformung an der Hülse auftritt und Einschlagungen auf der Verbindungsstangenoberfläche vermieden werden.