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Die Erfindung betrifft eine Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration für eine Parksperrenvorrichtung eines Getriebes, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Sperrmechanismus zum Sperren eines Sperrenrads in einem Drehmomentfluss, wobei von dem Sperrmechanismus in einem sperrenden Zustand das Sperrenrad blockiert und in einem freien Zustand das Sperrenrad freigegeben ist;
- - einen Betätigungsaktuator mit einem Betätigungselement, mittels welchem der Sperrmechanismus in einer aktiven Stellung des Betätigungselements aus dem sperrenden Zustand herausgeführt ist;
- - ein Entriegelungselement, mittels welchem in einer entriegelnden Position der freie Zustand des Sperrmechanismus haltbar ist und in einer normalen Position die normal-sperrende Funktion der Parksperre sichergestellt ist; und
- - eine Feststellvorrichtung zum Halten des Entriegelungselements in zumindest der entriegelnden Position. Die Parksperre ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das Entriegelungselement eine Rastaufnahme umfasst und die Feststellvorrichtung ein vorgespanntes Rastelement zum Halten des Entriegelungselements in der entriegelnden Position mittels feststellenden Eingreifens in die Rastaufnahme umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Parksperrenvorrichtung, ein Getriebe mit einer solchen Parksperrenvorrichtung für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einem solchen Getriebe, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
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Parksperren sind beispielsweise aus der
DE 10 2018 115 548 A1 bekannt. Kraftfahrzeuge mit Parksperre, beispielsweise mit sogenannter by-wire-Parksperre, in normal-gesperrter Konfiguration, also mit blockiertem Fahrwerk bei Systemausfall, welche im Produktionswerk lange Zeit verweilen, sind im Werk bei der Montage nicht ohne Energieversorgung frei verschiebbar. Es besteht die Notwendigkeit die Montagereihenfolge anzupassen und/oder eine temporäre Energieversorgung einzurichten. Eine Lösung dafür ist beispielsweise eine in der Parksperre enthaltene Notöffnungsschraube für die Verweildauer im Werk. Diese ist unbedingt vor der Auslieferung des Kraftfahrzeugs mittels eines manuellen Eingriffs zum Lösen der Notöffnungsschraube zu lösen.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Parksperre in einer normal-gesperrten Konfiguration für eine Parksperrenvorrichtung eines Getriebes, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Sperrmechanismus zum Sperren eines Sperrenrads in einem Drehmomentfluss, wobei im Einsatz von dem Sperrmechanismus in einem sperrenden Zustand das Sperrenrad blockiert und in einem freien Zustand das Sperrenrad freigegeben ist;
- - einen Betätigungsaktuator mit einem entlang einer Betätigungsachse zwischen einer passiven Stellung und einer aktiven Stellung bewegbaren Betätigungselement, mittels welchem der Sperrmechanismus in der aktiven Stellung des Betätigungselements aus dem sperrenden Zustand herausgeführt ist und die passive Stellung des Betätigungselements dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus entspricht;
- - ein Entriegelungselement, mittels welchem in einer entriegelnden Position der freie Zustand des Sperrmechanismus haltbar ist und in einer normalen Position die normal-sperrende Funktion der Parksperre sichergestellt ist; und
- - eine Feststellvorrichtung zum Halten des Entriegelungselements in zumindest der entriegelnden Position.
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Die Parksperre ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das Entriegelungselement eine Rastaufnahme umfasst und die Feststellvorrichtung ein vorgespanntes Rastelement zum Halten des Entriegelungselements in der entriegelnden Position mittels feststellenden Eingreifens in die Rastaufnahme umfasst.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Betätigungsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Die hier vorgeschlagene Parksperre ist in einer normal-gesperrten Konfiguration eingerichtet, sodass bei einem Systemausfall, beispielsweise einem Stromausfall aufgrund einer entleerten Batterie, der Sperrmechanismus das Sperrenrad blockiert und nur in einem bestromten Zustand das Sperrenrad von dem Sperrmechanismus freigegeben ist. In einem freigegebenen Zustand ist das Sperrenrad frei rotierbar, beispielsweise eingesetzt in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs, das Kraftfahrzeug rollbar. In einem blockierten Zustand des Sperrenrads ist in einem solchen Einsatz in einem Getriebe das Kraftfahrzeug nicht rollbar. Die Parksperre ist mittels des (beispielsweise elektrischen und/oder fluidischen, beispielsweise pneumatischen oder hydraulischen) Betätigungsaktuators beziehungsweise dessen Betätigungselement aktuiert. Das Betätigungselement ist, beispielsweise als Kolben oder Spindel, entlang seiner Betätigungsachse bewegbar. In seiner passiven Stellung ist keine externe Energieaufnahme notwendig, beispielsweise wird das Betätigungselement mittels eines (aktorseitigen) Energiespeicherelements in der passiven Stellung gehalten. In der aktiven Stellung ist eine externe Energieaufnahme notwendig, wobei die Gegenkraft des gegebenenfalls vorhandenen Energiespeicherelements (zum Vorspannen des Betätigungselements in die passive Stellung) und des Sperrmechanismus überwunden wird, indem eine externe Energie zugeführt wird, beispielsweise in Form von einer elektrischen Spannung oder einer Zufuhr einer hydraulischen Flüssigkeit in eine Nehmerkammer des Betätigungsaktuators.
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Bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung beziehungsweise Abfall einer fluidischen Versorgung, wird der Sperrmechanismus in den sperrenden Zustand überführt und somit das Sperrenrad blockiert. Um dies für einen Passivzustand (auch als Transportmodus bezeichnet, beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug während der Fertigung, des Transports oder in einer Werkstatt) abzuschalten, ist hier vorgeschlagen, dass ein Entriegelungselement vorgesehen ist, welches derart eingerichtet ist, dass damit der freigegebene Zustand des Sperrenrads entgegen der normal-gesperrten Konfiguration der Parksperre haltbar ist. In diesem Passivzustand ist damit sichergestellt, dass, wenn die Parksperre in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, das Kraftfahrzeug weiterhin rollbar bleibt. Um diesen Passivzustand aufzuheben, welcher im Betrieb der Parksperre eben unerwünscht ist, ist das Entriegelungselement wieder deaktivierbar.
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Die Feststellvorrichtung ist dazu eingerichtet, das Entriegelungselement in der entriegelnden Position zu halten. Wenn die Feststellvorrichtung das Entriegelungselement nicht in der entriegelnden Position hält, ist der freie Zustand des Sperrmechanismus von dem Entriegelungselement nicht haltbar. Das heißt, dass die entriegelnde Position und damit der freie Zustand des Sperrmechanismus einzig im Zusammenwirken von dem Entriegelungselement und der Feststellvorrichtung (dauerhaft) einstellbar ist. Die Feststellvorrichtung ist zumindest in jener der entriegelnden Position des Entriegelungselements entsprechenden (entriegelnden) Position selbsthaltend, beispielsweise mittels einer Verrastung oder einer Gegenmutter.
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Hier ist vorgeschlagen, dass die Feststellvorrichtung ein vorgespanntes Rastelement und das Entriegelungselement eine zu dem Rastelement korrespondierende Rastaufnahme umfasst. In der entsprechenden Position des Entriegelungselements, nämlich die entriegelnde Position, greift das Rastelement infolge der Vorspannung in die Rastaufnahme ein, sodass dann die entriegelnde Position des Entriegelungselements ohne externe Energiezufuhr gehalten ist. Das Rastelement ist beispielsweise als Stift ausgeführt, welcher mittels eines (feststellseitigen) Energiespeicherelements, beispielsweise einer Schraubendruckfeder, Stift-axial in Richtung der Rastaufnahme vorgespannt ist. In einer Ausführungsform ist das Rastelement von einer Kontur des Entriegelungselements ausgelenkt, wenn sich die Rastaufnahme des Entriegelungselements nicht in der relativen Auslenkung befindet, in welcher das Rastelement in die Rastaufnahme eingreifen kann. In einer anderen Ausführungsform ist ein weiteres Element von der Feststellvorrichtung umfasst, beispielsweise ein Notentriegelungselement, mittels welchem das Rastelement ausgelenkt haltbar ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass weiterhin eine Schaltvorrichtung umfasst ist, mittels welcher ein Eingreifen des Rastelements in die Rastaufnahme in einer blockierenden Stellung blockiert ist und in einer entriegelungsfreien Stellung möglich ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass weiterhin eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher schaltbar ist, ob das Rastelement in die Rastaufnahme eingreifen kann oder nicht. In einer Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung Teil der Feststellvorrichtung, und beispielsweise mittels eines Notentriegelungselements betätigbar. In einer anderen Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung Teil des Entriegelungselements, und beispielsweise mittels des Betätigungselements betätigbar. In einer Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung sowohl von einem externen Element, beispielsweise einem Notentriegelungselement, als auch von dem Betätigungsaktuator, beispielsweise mittels des Betätigungselements, betätigbar.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass das Entriegelungselement und die Schaltvorrichtung, bevorzugt um eine gemeinsame Schwenkachse, verschwenkbar ausgeführt sind.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Entriegelungselement derart schwenkbar gelagert, dass es zwischen seiner entriegelnden Position und seiner normalen Position um eine zu der Betätigungsachse windschief angeordnete Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Damit ist ein vorhandener Bauraum in einem Getriebe gut ausnutzbar und gleichzeitig das Entriegelungselement von außerhalb des Getriebes gut zugänglich angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich der Schwenkbereich des Entriegelungselements zumindest in der entriegelnden Position in einen Überschneidungsbereich mit dem Betätigungselement des Betätigungsaktuators, sodass in der entriegelnden Position das Betätigungselement blockiert ist oder gemäß einer anderen Ausführungsform von dem Entriegelungselement mitnehmbar ist.
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Ein solches schwenkbares Entriegelungselement ist kostengünstig herstellbar und eine Schwenkachse einfach in ein Getriebegehäuse integrierbar. Die Position des Entriegelungselements, in welcher die normal-sperrende Funktion (gemäß der normal-gesperrten Konfiguration) der Parksperre nicht behindert ist, wird hier entsprechend als normal bezeichnet.
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Weiterhin ist hier vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung schwenkbar gelagert ist, sodass ebenfalls die genannten Bauraumvorteile erzielbar sind und/oder zum Schalten der Schaltvorrichtung eine mechanische Verbindung mit dem Betätigungselement schaffbar ist. Eine solche mechanische Verbindung ist beispielsweise ein (zumindest beim Schalten) unmittelbarer Kontakt mit dem Betätigungselement.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Entriegelungselement und die Schaltvorrichtung um eine gemeinsame Schwenkachse verschwenkbar, besonders bevorzugt mittels desselben Bauteils gelagert. Beispielsweise sind das Entriegelungselement und die Schaltvorrichtung als Scheibensegmente ausgeführt, welche an ihrer jeweiligen Kreissegmentfläche eine Kontur aufweisen. Die Kontur des Entriegelungselements umfasst zumindest die Rastaufnahme, welche bevorzugt bei einer Schwenkbewegung in Richtung einer Entriegelung das Rastelement auslenkt und/oder in Richtung eines Lösens mittels einer (entriegelungsseitigen) Rampe ein Herausheben des Rastelements aus der Rastaufnahme bewirkt. Die Kontur der Schaltvorrichtung umfasst zumindest ein Blockierelement, mittels welchem das Rastelement daran gehindert ist, in die Rastaufnahme einzugreifen. Bevorzugt umfasst die Kontur weiterhin eine (schaltseitige) Rampe, mittels welcher unmittelbar oder mittelbar mittels des Betätigungselements bei einer Schwenkbewegung in Richtung Eingriff des Rastelements in die Rastaufnahme gelöst wird.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung mittels des Entriegelungselements zwischen der blockierenden Stellung und der entriegelungsfreien Stellung bewegbar ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass zusätzlich zu einem (anderweitigen) Kontakt zu dem Betätigungselement oder alternativ ein mittelbarer Kontakt über das Entriegelungselement zu dem Betätigungselement oder einem Notentriegelungselement geschaffen ist. Beispielsweise ist zwischen dem Entriegelungselement und der Schaltvorrichtung ein (zweiter) Anschlag gebildet, welcher infolge der Einnahme der Lösestellung des Betätigungselements und/oder einer entsprechenden Stellung eines Notentriegelungselements derart aktiv wird, dass die Schaltvorrichtung von dem Entriegelungselement in die blockierende Stellung überführt wird. Bevorzugt ist weiterhin oder alternativ ein (erster) Anschlag vorgesehen, welcher infolge des Verlassens der Lösestellung des Betätigungselements und/oder einer entsprechenden Stellung eines Notentriegelungselements derart aktiv wird, dass die Schaltvorrichtung von dem Entriegelungselement in die entriegelungsfreie Stellung überführt wird.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass das Betätigungselement zu dem Entriegelungselement gekoppelt ist und zumindest in der entriegelnden Position des Entriegelungselements aus der passiven Stellung herausgehoben ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass das Entriegelungselement mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, zumindest in der entriegelnden Position des Entriegelungselements. Damit ist das Betätigungselement aus der passiven Stellung herausgeführt, wenn sich das Entriegelungselement in der entriegelnden Position befindet. Diese abweichende Stellung des Betätigungselements ist beispielsweise mittels der Steuerungselektronik des Betätigungselements erfassbar. Damit ist eine Wiedergabe des freigegebenen Zustands des Sperrenrads beispielsweise für eine Schnittstelle in der Fertigungslinie beziehungsweise in der Werkstatt und/oder eine Anzeige in der Fahrerkabine beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug und/oder eine Sperrung der Betriebsfreigabe einrichtbar. Dazu ist also keine Kontrolle des Feststellelements notwendig, sowie keine zusätzliche Messelektronik für das Entriegelungselement notwendig.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung von dem Betätigungselement zwischen der blockierenden Stellung und der entriegelungsfreien Stellung bewegbar ist, bevorzugt mittels des Entriegelungselements nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die Schaltvorrichtung mittels des Betätigungselements zwischen der blockierenden Stellung und der entriegelungsfreien Stellung schaltbar ist, ist elektronisch beziehungsweise fluidisch das Rastelement in die Rastaufnahme einbringbar, wobei keine relative Koordination von der Position des Entriegelungselements beziehungsweise der Rastaufnahme und dem Rastelement durchgeführt werden muss. Vielmehr ist bei einem vorbestimmten Weg des Betätigungselements eine entsprechende Raststellung vorgesehen, in welcher die Schaltvorrichtung in die entriegelungsfreie Stellung geschaltet ist und die Rastaufnahme zu dem Rastelement derart ausgerichtet ist, dass das Rastelement (selbsttätig) in die Rastaufnahme eingreift und somit den Sperrmechanismus in den freien Zustand überführt. Es sei darauf hingewiesen, dass dann keine externe Energieaufnahme notwendig ist. Das Rastelement ist mittels räumlicher Zuordnung (beispielsweise mittels Schwerkraft) und/oder mittels Vorspannung in die Rastaufnahme gezwungen. In einer Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung derart ausgeführt, dass das Rastelement mittels der Schaltvorrichtung allein aus der entriegelungsfreien Stellung in die blockierende Stellung überführbar ist. Diese Bewegung ist bevorzugt ebenfalls von dem Betätigungsaktuator, besonders bevorzugt von dem Betätigungselement, auslösbar. Beispielsweise ist bei einem vorbestimmten Weg des Betätigungselements eine entsprechende Lösestellung erreicht.
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In einer Ausführungsform weist die Schaltvorrichtung eine Erhebung zum Blockieren der Rastaufnahme und eine (schaltseitige) Rampe zum Auslenken des Rastelements auf.
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In einer Ausführungsform ist die Raststellung des Betätigungselements auf einem Abschnitt des Betätigungswegs, bei welchem der freie Zustand des Sperrmechanismus eingestellt ist. Dann ist die Lösestellung des Betätigungselements in Richtung der aktiven Stellung der Raststellung nachgelagert. Die aktive Stellung ist mit der Lösestellung deckungsgleich oder der Lösestellung nachgelagert. Spätestens wenn die aktive Stellung erreicht ist, verbleibt die Schaltvorrichtung in der blockierenden Stellung. Die Raststellung wird bei dieser Ausführungsform mit jedem (vollständigen) Hub des Betätigungselements durchfahren.
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In einer anderen Ausführungsform ist die Raststellung des Betätigungselements dem Betätigungsweg als Überhub nachgelagert, also in Verlängerung des Betätigungswegs hin zu der aktiven Stellung vorgesehen. Dann ist die Lösestellung des Betätigungselements in weiterer Verlängerung des Betätigungswegs der Raststellung nachgelagert. Spätestens wenn die Lösestellung erreicht ist, verbleibt die Schaltvorrichtung in der blockierenden Stellung. Die Raststellung wird bei dieser Ausführungsform bei einem regulären Hub des Betätigungselements zwischen der passiven Stellung und der aktiven Stellung nicht durchfahren.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre vorgeschlagen, dass ein Notentriegelungselement vorgesehen ist, mittels welchem das Entriegelungselement in der entriegelnden Position haltbar ist, wobei bevorzugt das Notentriegelungselement ein, besonders bevorzugt selbsthemmender, Gewindestift ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass weiterhin ein Notentriegelungselement vorgesehen ist, mittels welchem zusätzlich oder alternativ das Entriegelungselement mittels des Notentriegelungselements in die entriegelnde Position überführbar ist. Dies ist beispielsweise bei einem Liegenbleiber und einem Ausfall einer Versorgungsspannung beziehungsweise eines Versorgungsdrucks vorteilhaft, sodass nicht zunächst eine externe Energiezufuhr notwendig ist, um den freien Zustand des Sperrmechanismus einzustellen.
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In einer Ausführungsform ist das Notentriegelungselement, mittels welchem das Entriegelungselement zumindest in der entriegelnden Position haltbar ist, von einem Gewindestift gebildet. Dies hat den Vorteil, dass bei entsprechenden Kräften über die Gewindesteigung des Gewindestifts eine Kraftübersetzung und somit eine Betätigung (das heißt Entriegelung) des Sperrmechanismus, bevorzugt ohne weitere Zwischenelemente, sehr direkt eingestellt ist. In einer besonders einfachen Ausführungsform ist das Entriegelungselement als Schwenkhebel ausgeführt und das Notentriegelungselement als Gewindestift und kein weiteres Element vorgesehen, mittels welchem der Sperrmechanismus während der entriegelnden Position des Entriegelungselements in dem freien Zustand gehalten ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Gewindestift selbsthemmend ausgeführt, sodass der Gewindestift in der jeweiligen eingestellten Stellung verbleibt, ohne dass dazu weitere Maßnahmen getroffen werden müssen oder eine weitere Vorrichtung, wie beispielsweise eine Kontermutter oder eine Rastvorrichtung, vorgesehen werden muss.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Parksperrenvorrichtung vorgeschlagen, aufweisend
ein Sperrenrad zum Anordnen in einem sperrbaren Drehmomentfluss und eine Parksperre nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei das Sperrenrad mittels des Sperrmechanismus blockierbar ist.
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Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung umfasst eine Parksperre und ein korrespondierendes Sperrenrad. Das Sperrenrad ist in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt in ein Getriebe, integriert und gemäß vorhergehender Beschreibung blockierbar, sodass es an einer Drehbewegung um seine Radachse gehindert ist.
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In einer Ausführungsform bilden die Parksperre und das Sperrenrad eine Baueinheit. Eine solche Baueinheit ist für den Einbau als zusammenhängendes Bauteil auslieferbar und ohne die Notwendigkeit, diese Baueinheit wieder auseinanderzunehmen, am vorgesehenen Montageort, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, montierbar. In einer Ausführungsform ist der Sperrmechanismus, und in einer Ausführungsform auch das Sperrenrad, eine Baueinheit, während der Betätigungsaktuator separat gebildet ist, wobei in einer Ausführungsform der Betätigungsaktuator eine separate weitere Baueinheit bildet.
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Das Sperrenrad ist im Einbau in einem Antriebsstrang derart angeordnet, dass zumindest einer der Verbraucher an einer Drehmomentweitergabe beziehungsweise Drehmomentaufnahme gehindert ist, wenn sich der Sperrmechanismus in dem sperrenden Zustand befindet, also das Sperrenrad blockiert ist.
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Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung ist unter anderem besonders einfach ausgeführt, in einen vorhandenen Bauraum einsetzbar und die Entriegelungsfunktion ist mit einfachen Mitteln sichergestellt, und bevorzugt zudem ohne zusätzliche Messelektronik ein freigegebener Zustand des Sperrenrads einfach erfassbar und/oder ohne manuellen Eingriff von außen (im Werk oder in der Werkstatt bei kurzzeitig vorhandener Energieversorgung) mittels des Betätigungsaktuators (Transportmodus) einstellbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Getriebe für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Parksperrenvorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung;
- - ein Drehmomentübertragungsgetriebe, welches das Sperrenrad umfasst; und
- - ein Getriebegehäuse, welches einen Getrieberaum umgibt,
wobei der Sperrmechanismus der Parksperre, bevorzugt vollständig, besonders bevorzugt die gesamte Parksperrenvorrichtung, in dem Getrieberaum angeordnet ist.
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Das Getriebe, beispielsweise ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfasst das Sperrenrad. Beispielsweise bildet das Sperrenrad ein Stirnrad eines als schaltbares Übersetzungsgetriebe ausgeführten Drehmomentübertragungsgetriebes. Das Getriebe weist einen Drehmomenteingang, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeeingangswellen, und einen Drehmomentausgang, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeausgangswellen, auf. In dem Getriebe wird das Drehmoment umgelenkt, untersetzt, übersetzt und/oder abnahmegerecht verteilt (als Differential). In einer Ausführungsform umfasst das Getriebe eine Kupplung, beispielsweise eine Reibkupplung oder eine Klauenkupplung, im Drehmomentfluss. Der Drehmomenteingang ist antriebsmaschinenseitig und der Drehmomentausgang ist verbraucherseitig angeordnet. Die Drehmomentrichtung ist jedoch auch umgekehrt von einem (in einem Hauptzustand) Verbraucher hin zu einer Antriebsmaschine beziehungsweise einem Generator möglich. Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Getriebes vorgeschlagen, dass die Parksperre insgesamt oder einzig der Sperrmechanismus in einen von einem Getriebegehäuse gebildeten Getrieberaum des Getriebes integriert ist.
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Das hier vorgeschlagene Getriebe ist unter anderem besonders einfach ausgeführt, Bauraum-neutral umsetzbar und die Entriegelungsfunktion ist mit einfachen Mitteln sichergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zudem ohne zusätzliche Messelektronik ein freigegebener Zustand des Sperrenrads einfach erfassbar und/oder ohne manuellen Eingriff von außen (im Werk oder in der Werkstatt bei kurzzeitig vorhandener Energieversorgung) mittels des Betätigungsaktuators (Transportmodus) einstellbar.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Getriebes vorgeschlagen, dass das Entriegelungselement und/oder die Schaltvorrichtung in dem Getriebegehäuse schwenkbar gelagert ist, und/oder
der Gewindestift nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung eine Gewindepaarung bildend in einem Muttergewinde des Getriebegehäuses aufgenommen ist,
wobei bevorzugt ein Außenraum mittels des Gewindestifts zu dem Getrieberaum des Getriebegehäuses, bevorzugt einzig mittels der Gewindepaarung, abgedichtet ist.
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In einer Ausführungsform ist (unabhängig von der Ausführung der Feststellvorrichtung) das Entriegelungselement schwenkbar unmittelbar in dem Getriebegehäuse gelagert. Beispielsweise ist in dem Getriebegehäuse eine Aufnahme für eine Passschraube vorgesehen, auf welcher das Entriegelungselement gehalten ist und deren Schraubenachse kongruent mit der Schwenkachse des Entriegelungselements ausgerichtet ist. Beispielsweise ist ein entriegelungsseitiges Energiespeicherelement als Schenkelfeder ausgeführt und (etwa) koaxial auf der Passschraube gelagert.
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Bei einer Ausführungsform ist das Notentriegelungselement als Gewindestift ausgeführt, welcher unmittelbar in dem Getriebegehäuse aufgenommen ist, welches für das Schraubengewinde des Gewindestifts ein entsprechendes Muttergewinde, bevorzugt als Gewindebohrung ausgeführt, aufweist. Es ist von dem Schraubengewinde und dem Muttergewinde eine Gewindepaarung gebildet, mit welcher eine entsprechende Übersetzung geschaffen ist, und bevorzugt eine Selbsthemmung eingestellt ist, wie dies vorhergehend beschrieben ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Getrieberaum zu dem Außenraum (beispielsweise die Umgebung) abgedichtet, indem der Gewindestift eine entsprechende Dichtung aufweist, beispielsweise einen Dichtring. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung einzig mittels der Gewindepaarung gebildet, also kein weiteres Dichtmittel vorgesehen, wobei bevorzugt diese Gewindedichtung mittels einer entsprechenden Beschichtung auf dem Gewindestift und/oder auf dem Muttergewinde bewerkstelligt ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Notentriegelungselement in jener der entriegelnden Position des Entriegelungselements entsprechenden Stellung von außen sichtbar verlagert, sodass die Verlagerung des Notentriegelungselements (beispielsweise im Frontspalt zwischen Stoßfänger und Getriebe in einem Kraftfahrzeug) den unmittelbaren Rückschluss erlaubt, ob sich das Entriegelungselement in der entriegelnden Position befindet oder nicht. Beispielsweise ist das Notentriegelungselement farblich markiert und infolge der Verlagerung ist die farbliche Markierung nicht mehr sichtbar und/oder eine Umgebung des Notentriegelungselements farblich markiert, wobei diese Umgebung erst sichtbar wird, wenn sich das Notentriegelungselement nicht mehr in jener der normalen Position des Entriegelungselements entsprechenden (normalen) Stellung befindet. Zusätzlich oder alternativ wird diese Notentriegelung bei einer Wiederinbetriebnahme elektronisch erfasst, beispielsweise mittels einer Abstandmesseinheit oder mittels der Steuerungselektronik des Betätigungsaktuators. Eine solche Abstandmesseinheit ist beispielsweise zum Erfassen eines Abstands zwischen dem Betätigungsaktuator und/oder dem Betätigungselement und der Traverse des Sperrmechanismus eingerichtet. Eine solche Steuerungselektronik des Betätigungsaktuators umfasst beispielsweise einen Wegmesser, welcher bei einer gekoppelten Verbindung zwischen dem Betätigungselement und dem Entriegelungselement eine Lage des Betätigungselements außerhalb der passiven Stellung erfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zumindest eine Antriebsmaschine zum Abgeben eines Drehmoments;
- - zumindest einen Verbraucher zum Aufnehmen eines Drehmoments; und
- - ein Getriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die zumindest eine Antriebsmaschine und der zumindest eine Verbraucher mittels des Getriebes drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.
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Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst zumindest eine Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine, welche zumindest in einem Hauptzustand die Drehmomentquelle eines Drehmomentflusses bildet. Weiterhin ist zumindest ein Verbraucher umfasst, beispielsweise ein Nutzaggregat und/oder Vortriebsräder eines Kraftfahrzeugs, welches zumindest in einem Hauptzustand die Drehmomentsenke des Drehmomentflusses bildet. Zwischengeschaltet ist ein Getriebe nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung, über welches der (bevorzugt gesamte radseitige) Drehmomentfluss geleitet ist. Ist das Getriebe gesperrt, so ist der Drehmomentfluss gesperrt und eine Drehmomentübertragung in dem Antriebsstrang zwischen Drehmomentquelle und Drehmomentsenke unterbunden.
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Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst ein Getriebe, welches eine Parksperrenvorrichtung in normal-gesperrter Konfiguration mit der Möglichkeit zur Entriegelung aufweist. Das Getriebe ist mit gleichem Bauraum und mit nur geringfügigen Zusatzkosten im Vergleich zu einer Parksperrenvorrichtung ohne die Möglichkeit zur Entriegelung ausführbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zudem ohne zusätzliche Messelektronik ein freigegebener Zustand des Sperrenrads einfach erfassbar und/oder ohne manuellen Eingriff von außen (im Werk oder in der Werkstatt bei kurzzeitig vorhandener Energieversorgung) mittels des Betätigungsaktuators (Transportmodus) einstellbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad und einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs ein Drehmoment von der zumindest einen Antriebsmaschine des Antriebsstrangs an das zumindest eine Vortriebsrad abgebbar ist, und
ein Rollen des Kraftfahrzeugs mittels der Parksperrenvorrichtung in dem sperrenden Zustand des Sperrmechanismus unterbunden ist.
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Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein motorisiertes Zweirad. Das Kraftfahrzeug weist einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung. Das von der zumindest einen Antriebsmaschine abgebbare Drehmoment wird über das Getriebe an das zumindest eine Vortriebsrad (Verbraucher) abgegeben. Das hier bezeichnete Getriebe ist bevorzugt ein schaltbares Übersetzungsgetriebe. Alternativ ist das Getriebe beispielsweise ein festes Übersetzungsgetriebe, also mit unveränderbarer Übersetzung, oder ein Differential oder eine Rutschkupplung. Die hier vorgeschlagene Parksperrenvorrichtung ist bevorzugt wie oben beschrieben ausgeführt und besonders bevorzugt in das Getriebe integriert.
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Eine Drehbewegung des zumindest einen Vortriebsrads ist in einer Parkschaltstellung nur möglich, wenn die Parksperre (und die gesetzlich vorgeschriebene Parkbremse) gelöst sind. Im Übrigen wird auf die obige Beschreibung zu der Parksperrenvorrichtung verwiesen.
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Das hier vorgeschlagene Kraftfahrzeug umfasst ein Getriebe, welches eine Parksperrenvorrichtung in normal-gesperrter Konfiguration mit der Möglichkeit zur Entriegelung aufweist. Das Getriebe ist mit gleichem Bauraum und mit nur geringfügigen Zusatzkosten im Vergleich zu einer Parksperrenvorrichtung ohne die Möglichkeit zur Entriegelung ausführbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zudem ohne zusätzliche Messelektronik ein freigegebener Zustand des Sperrenrads einfach erfassbar und/oder ohne manuellen Eingriff von außen (im Werk oder in der Werkstatt bei kurzzeitig vorhandener Energieversorgung) mittels des Betätigungsaktuators (Transportmodus) einstellbar.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: eine Parksperre in einem Getriebegehäuse;
- 2: eine schematische Darstellung der Parksperre gemäß 1 in passivem Zustand;
- 3: die Parksperre in der schematischen Darstellung gemäß 2 in einer Parksperrenvorrichtung im sperrenden Zustand;
- 4: die Parksperre in der schematischen Darstellung gemäß 2 im entriegelnden Zustand (Transportmodus);
- 5: die Parksperre in der schematischen Darstellung gemäß 2 beim Aufheben der Entriegelung;
- 6: die Parksperre in der schematischen Darstellung gemäß 2 in einer Zwischenstellung;
- 7: in einer schematischen Darstellung ein Ausschnitt einer Parksperre in einer alternativen Ausführungsform; und
- 8: ein Antriebsstrang mit einer Parksperrenvorrichtung in einem Kraftfahrzeug.
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In 1 ist eine Parksperre 1 in einem Getriebegehäuse 17 ohne Sperrmechanismus 4 (siehe dazu 3) in seitlicher Ansicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform verläuft die gemeinsame Schwenkachse 26 des Scheibensegment-artigen Entriegelungselements 10 und der Schaltvorrichtung 52 senkrecht zu der Bildebene. Die Betätigungsachse 8 des Betätigungsaktuators 7 verläuft in der Bildebene und ist windschief zur Schwenkachse 26 angeordnet. Der Betätigungsaktuator 7 umfasst ein Betätigungselement 9, welches entlang der Betätigungsachse 8 zwischen einer hier dargestellten passiven Stellung und einer aktiven Stellung (vergleiche 5) verfahrbar ist und ein Sperrenrad 5 einer Parksperrenvorrichtung 2 (vergleiche 3) in blockierten Zustand oder freigegebenen Zustand versetzt. Bei der normal-gesperrten Konfiguration der Parksperrenvorrichtung 2 wird bei Systemausfall das Sperrenrad 5 blockiert, indem mittels des aktorseitigen Energiespeicherelements 54 das Betätigungselement 9 in die passive Stellung gezwungen wird. Hier ist nun ein mit dem Betätigungselement 9 gekoppeltes Entriegelungselement 10 vorgesehen, welches derart eingerichtet ist, dass damit der freigegebene Zustand des Sperrenrads 5 entgegen der normal-gesperrten Konfiguration der Parksperre 1 ohne Zufuhr externer Energie haltbar ist.
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Bei dieser Ausführungsform umfasst das Entriegelungselement 10 ein (entriegelungsseitiges) Energiespeicherelement 14, hier eine auf einer die Schwenkachse 26 definierenden Passschraube 35 gelagerte Schenkelfeder, wobei mittels des Energiespeicherelements 14 das Entriegelungselement 10 entgegen seiner entriegelnden Position vorgespannt ist und dadurch der Sperrmechanismus 4 ohne eine weitere mechanische Kopplung sicher in einem sperrenden Zustand verbleibt. Das Entriegelungselement 10 weist eine (bevorzugt gerundete) Betätigungsspitze 49 auf, welche in eine korrespondierende Nut-artige Betätigungsaufnahme 36 (vergleiche 2) des Betätigungselements 9 eingreift. Damit sind das Entriegelungselement 10 und das Betätigungselement 9 in kraftübertragenden Kontakt gebracht. Bei einem Verfahren des Betätigungselements 9 wird das Entriegelungselement 10 um seine Schwenkachse 26 verschwenkt und (optional auch) umgekehrt mittels des Entriegelungselements 10 das Betätigungselement 9 entlang seiner Betätigungsachse 8 verfahren.
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In dieser Ausführungsform weist das Entriegelungselement 10 eine Rastaufnahme 50 auf, welche für die Aufnahme eines korrespondierenden Rastelements 51 der Feststellvorrichtung 11 vorgesehen ist, um das Entriegelungselement 10 in der entriegelnden Position, also im freigegebenen Zustand des Sperrenrads 5, zu halten. Dazu umfasst das Entriegelungselement 10 an seiner darstellungsgemäß links angeordneten Kreissegmentfläche eine entsprechende Kontur mit einer entriegelungsseitigen Rampe 55 und den als Rastaufnahme 50 gebildeten entriegelungsseitigen Absatz 56, wobei die entriegelungsseitige Rampe 55 und der Absatz 56 in unmittelbaren Kontakt mit dem mittels eines feststellseitigen Energiespeicherelements 57, hier (optional) einer Schraubendruckfeder, vorgespannten Rastelement 51, hier als Stift ausgeführt, stehen.
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Hier ist nun zusätzlich eine Schaltvorrichtung 52 darstellungsgemäß (optional) hinter dem Entriegelungselement 10 angeordnet, mittels welcher ein Eingreifen des Rastelements 51 in die Rastaufnahme 50 in einer blockierenden Stellung blockiert ist und in einer entriegelungsfreien Stellung möglich ist. Die Schaltvorrichtung 52 ist (optional) als Scheibensegment ausgeführt und weist an seiner Kreissegmentfläche eine Kontur mit einem Blockierelement 58 und einer schaltseitigen Rampe 59 auf. In der entsprechenden Stellung hindert das Blockierelement 58 das Rastelement 51 daran, in die Rastaufnahme 50 einzugreifen (blockierende Stellung). Die schaltseitige Rampe 59 dient dazu, den Eingriff des Rastelements 51 in der Rastaufnahme 50 zu lösen. Weiterhin weist die Schaltvorrichtung 52 an der darstellungsgemäß oberen Kreissegment-begrenzenden Kante einen ersten Anschlag 60 und an der darstellungsgemäß unteren Kreissegment-begrenzenden Kante einen zweiten Anschlag 61 auf. Das Entriegelungselement 10 ist zwischen dem zweiten Anschlag 61 und dem ersten Anschlag 60 relativ zu der Schaltvorrichtung 52 verschwenkbar gelagert. Mittels der Anschläge 61,60 wird die Schaltvorrichtung 52 bei einem Verschwenken des Entriegelungselements 10 (beispielsweise mittels des Betätigungselements 9) mitverschwenkt.
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Weiterhin ist auf einer gedachten Kreisbahn darstellungsgemäß links neben der Feststellvorrichtung 11 ein Schaltelement 62 angeordnet, welches in der hier gezeigten Ausführungsform mit der Feststellvorrichtung 11 baugleich ist. Auch hier ist ein mittels eines schaltseitigen Energiespeicherelements 63 vorgespannter Stift in der korrespondierenden Schaltaufnahme 64 in der Schaltvorrichtung 52 aufgenommen. Die Schaltaufnahme 64 ist Kerben-artig in der Kreissegmentfläche der Schaltvorrichtung 52 gebildet. Mittels des Schaltelements 62 ist eine undefinierte Lage der Schaltvorrichtung 52 ausgeschlossen. Vielmehr ist die Schaltvorrichtung 52 einzig mittels Zusammenwirkens des Entriegelungselements 10 und der oben beschriebenen Anschläge 61,60 verschwenkbar.
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In der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin (optional) ein Notentriegelungselement 53 in Form eines Gewindestifts 13 vorgesehen, welcher mit seinem (hier als verdeckte Kanten angedeuteten) Schraubengewinde 42 und dem Muttergewinde 24 in dem Getriebegehäuse 17 eine Gewindepaarung 23 bildet. Das Notentriegelungselement 53 ist zum Überführen des Entriegelungselements 10 in die entriegelnde Position eingerichtet, indem der Gewindestift 13 in Einschraubrichtung 30 in den Getrieberaum 18 hinein und gegen das Entriegelungselement 10 geschraubt wird. Der Gewindestift 13 ist bevorzugt selbsthemmend ausgeführt, sodass der Gewindestift 13 in der jeweiligen eingestellten Stellung verbleibt und das von dem Gewindestift 13 betätigte Entriegelungselement 10 ebenfalls in jener der eingestellten Stellung des Notentriegelungselements 53 entsprechenden Position verbleibt. Die Stellung des Gewindestifts 13 selbst ist in dem Muttergewinde 24 von dem Außenraum 25 aus, beispielsweise von Hand, verstellbar, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform die Gewindepaarung 23 als (besonders bevorzugt bei dem Notentriegelungselement 53 einzige) Dichtung zwischen dem Außenraum 25 und dem Getrieberaum 18 eingerichtet ist.
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Hier weist der Betätigungsaktuator 7 optional einen Stellungsdetektor 12 auf, beispielsweise einen Magnetfeldsensor 37, welcher mit dem in das Betätigungselement 9 integrierten Permanentmagneten 38 mit Nordpol 39 und Südpol 40 (siehe dazu 2 bis 6) ausgerichtet entlang der Betätigungsachse 8 zusammenwirkt. Beispielsweise ist in dem blockierten Zustand des Sperrenrads 5 das Magnetfeld des Permanentmagneten 38 so zu dem Magnetfeldsensor 37 ausgerichtet, dass der Magnetfeldsensor 37 ein Passiv-Signal ausgibt beziehungsweise bevorzugt kein Signal ausgibt, was dann als Passiv-Signal, also Parksperre 1 ist eingelegt, interpretiert und bei aktiver Abfrage (beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 22 bei mittels Zündschlüssel aktivierter Elektronik) ausgegeben wird, beispielsweise als Leuchtsymbol.
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In 2 ist eine schematische Darstellung der Parksperre 1 gemäß 1 gezeigt. Auf vorherige Beschreibung wird hiermit verwiesen. In der gezeigten Ansicht befindet sich der Betätigungsaktuator 7 in der passiven Stellung und das Entriegelungselement 10 so zu der Schaltvorrichtung 52 in einem initialen Zustand angeordnet, beispielsweise kurz nach der Montage in das Getriebegehäuse 17. In diesem initialen Zustand ist in dieser Ausführungsform das Entriegelungselement 10 bereits mit dem Betätigungselement 9 über die Betätigungsspitze 49 und die Betätigungsaufnahme 36 gekoppelt. Das Entriegelungselement 10 liegt an dem zweiten Anschlag 61 der Schaltvorrichtung 52 an und das Rastelement 51 der Feststellvorrichtung 11 ist mittels der Schaltvorrichtung 52 von dem Entriegelungselement 10 derart beabstandet gehalten, dass das Entriegelungselement 10 frei verschwenkbar ist. Das Entriegelungselement 10 ist in diesem initialen Zustand kontaktfrei mit der Feststellvorrichtung 11. Die Schaltvorrichtung 52 ist mittels des zweiten Anschlags 61 von dem Entriegelungselement 10 in die gezeigte Schwenkstellung geführt und von dem Schaltelement 62 im Zusammenwirken mit einer korrespondierenden Schaltaufnahme 64 fixiert. In dieser Lage ist beispielsweise das Entriegelungselement 10 zum Koppeln mit dem Betätigungselement 9 leicht, beispielsweise blind, montierbar. Das Betätigungselement 9 ist dafür bevorzugt ein Stück weit in Richtung aktive Stellung verfahren (vergleiche 3).
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In 3 ist die Parksperre 1 in der schematischen Darstellung gemäß 2 in einer Parksperrenvorrichtung 2 im gesperrten Zustand gezeigt. Bei dieser Ausführungsform verlaufen die Schwenkachse 26 des Entriegelungselements 10, die Radachse 27 des Sperrenrads 5 und die Klinkenachse 28 der Parksperrenklinke 29 optional zueinander parallel, darstellungsgemäß senkrecht zu der Bildebene. Hier ist zudem der Sperrmechanismus 4 der Parksperre 1 gezeigt. Der Sperrmechanismus 4 umfasst eine Parksperrenklinke 29, welche um ihre Klinkenachse 28 verschwenkbar gelagert ist und hier im sperrenden Zustand gezeigt ist, sodass das Sperrenrad 5 der Parksperrenvorrichtung 2 blockiert ist, weil die Parksperrenklinke 29 formschlüssig in das Sperrenrad 5 eingreift (Zahn-in-Lücke-Stellung). Die Parksperrenklinke 29 ist von einer Traversenrolle 65 einer Traverse 31 entgegen ihrer Vorspannung mittels eines klinkenseitigen Energiespeicherelements 32 in der Zahn-in-Lücke-Stellung gehalten. Die Traverse 31 wiederum ist von einer an einem festen Gestell 33 (hier ein separates Bauteil, welches mit dem Getriebegehäuse 17 verbunden ist) abgestützten Vorspannfeder 34 derart vorgespannt, dass mittels der Abstützung der Traverse 31 an dem festen Gestell 33 die Parksperrenklinke 29 in der gezeigten sperrenden Position geometrisch blockiert ist.
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In einem Normalbetrieb ist die Parksperrenklinke 29 einzig derart aus dem eingreifenden (sperrenden) Zustand in den freigebenden Zustand überführbar, indem der Betätigungsaktuator 7 mittels des Betätigungselements 9 entlang seiner Betätigungsachse 8 gegen die Traverse 31 in Entsperrrichtung 41 wirkt (darstellungsgemäß nach unten) und deren Vorspannfeder 34 spannt. Der Sperrmechanismus 4 bleibt also (einzig dann) in dem freien Zustand beziehungsweise die Parksperrenklinke 29 in einem freigebenden Position, solange das Betätigungselement 9 (aktiv, beispielsweise unter Aufnahme eines Leistungsstroms) gegen die Traverse 31 drückend die Vorspannfeder 34 auslenkt, die Parksperrenklinke 29 die freigebende Position einnimmt und letztlich das Sperrenrad 5 frei um seine Radachse 27 rotierbar ist. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Traverse 31 sowie das Betätigungselement 9 bei dem Verfahren in die aktive Stellung nicht mit der Parksperrenklinke 29, welche dann die freigebende Position einnimmt, kollidiert. Vielmehr sind bei gleicher Anordnung wie hier schematisch dargestellt die Komponenten zumindest in dem Kollisionsbereich in unterschiedlichen (zu der Bildebene parallelen) Ebenen angeordnet oder die Komponenten sind anders zueinander angeordnet, beispielsweise verschachtelt.
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Hier ist nun das Betätigungselement 9 (wieder) in passiver Stellung, das Rastelement 51 der Feststellvorrichtung 11 befindet sich hier bereits auf der entriegelungsseitigen Rampe 55, wobei dieser Zustand infolge eines Einziehens des Betätigungselements 9 in die passive Stellung erreicht ist. Die relative Lage von dem Entriegelungselement 10 zu der Schaltvorrichtung 52 hat sich demnach auch verändert. So liegt das Entriegelungselement 10 nun an dem zweiten Anschlag 61 der Schaltvorrichtung 52 an.
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In 4 ist die Parksperre 1 in der schematischen Darstellung gemäß 2 im entriegelnden Zustand gezeigt. Hier ist nun das Betätigungselement 9 soweit in Entsperrrichtung 41 verfahren worden, dass durch die damit verbundene Verschwenkung des Entriegelungselement 10 im darstellungsgemäßen Uhrzeigersinn die entriegelungsseitige Rampe 55 des Entriegelungselement 10 überwunden und das Rastelement 51 in der Rastaufnahme 50 aufgenommen ist. In diesem entriegelnden Zustand ist nun das Betätigungselement 9 blockiert und so in aktiver Stellung gehalten. Es ist zum Halten dieser Stellung keine Zufuhr von externer Energie notwendig. Das Betätigungselement 9 ist mittels Zusammenwirkens von dem Rastelement 51 und der Rastaufnahme 50 formschlüssig gehalten. Das Entriegelungselement 10 ist mittels der Vorspannung von dem entriegelungsseitigen Energiespeicherelement 14 und das Rastelement 51 von dem feststellseitigen Energiespeicherelement 57 in der entriegelnden Position fixiert.
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In 5 ist die Parksperre 1 in der schematischen Darstellung gemäß 2 beim Aufheben der Entriegelung gezeigt. Im Gegensatz zu 4 ist hier das Betätigungselement 9 mit einem Überhub weiter in Entsperrrichtung 41, also darstellungsgemäß nach unten, verfahren worden. Durch den kraftschlüssigen Kontakt von Entriegelungselement 10 und Schaltvorrichtung 52 über den ersten Anschlag 60 ist die Schaltvorrichtung 52 von dem Betätigungselement 9 mittels des Entriegelungselements 10 darstellungsgemäß im Uhrzeigersinn geschwenkt und damit die schaltseitige Rampe 59 überwunden. Nun ist das Rastelement 51 in dem (hier optional Kerben-artig ausgebildeten) Blockierelement 58 der Schaltvorrichtung 52 aufgenommen, mittels welchem das Rastelement 51 daran gehindert ist, bei der rückwärtigen Bewegung des Entriegelungselements 10 in die Rastaufnahme 50 des Entriegelungselements 10 einzugreifen (vergleiche 6). In diesem Zustand ist das Entriegelungselement 10 somit zwischen dem ersten Anschlag 60 und dem zweiten Anschlag 61 der Schaltvorrichtung 52 frei von einer Blockade verschwenkbar.
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In 6 ist die Parksperre 1 in der schematischen Darstellung gemäß 2 in einer Zwischenstellung gezeigt. Im Gegensatz zu 5 ist hier das Betätigungselement 9 wieder entgegen der Entsperrrichtung 41, darstellungsgemäß nach oben, verfahren worden. Das Entriegelungselement 10 ist somit darstellungsgemäß entgegen dem Uhrzeigersinn an den zweiten Anschlag 61 verschwenkt. Die entriegelungsseitige Rampe 55 taucht unter dem Rastelement 51 hindurch, welches von dem Blockierelement 58 der Schaltvorrichtung 52 daran gehindert ist, in die Rastaufnahme 50 des Entriegelungselements 10 einzugreifen. Das Betätigungselement 9 wird aktiv oder einzig passiv von dem aktorseitigen Energiespeicherelement 54 in die passive Stellung überführt. Das Entriegelungselement 10 nimmt dabei mittels des zweiten Anschlags 61 die Schaltvorrichtung 52 mit, sodass dann wieder die Lage wie gezeigt in 3 eingestellt ist. Dieser Ablauf von 3 bis 6 wiederholt sich mit jedem vollständigen Hub des Betätigungselements 9.
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In 7 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausschnitt einer Parksperre 1 in einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Hier weist das Entriegelungselement 10 einzig eine radiale Erhebung auf, welche in der Darstellung unten die Rastaufnahme 50 und gegenüberliegend die entriegelungsseitige Rampe 55 bildet. Wenn das Entriegelungselement 10 im (darstellungsgemäßen) Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 26 verschwenkt wird (bevorzugt mittels des Betätigungsaktuators 7 wie in 3 bis 6 gezeigt), schwenkt die Rastaufnahme 50 bei Erreichen der entriegelnden Position des Entriegelungselements 10 in die Winkellage, dass von der Feststellvorrichtung 11 das mittels des feststellseitigen Energiespeicherelements 57 vorgespannte Rastelement 51 in die Rastaufnahme 50 einklinkt. Der erste Anschlag 60 der Schaltvorrichtung 52 ist dann noch nicht erreicht beziehungsweise die Schaltvorrichtung 52 noch nicht um so viel mitverschwenkt, dass das Blockierelement 58 das Einklinken des Rastelements 51 verhindern kann. Erst ab einem Überhub des Entriegelungselements 10 (bevorzugt und des Betätigungselements 9, vergleiche 5) wird die Schaltvorrichtung 52 von dem Entriegelungselement 10 mittels des ersten Anschlags 60 derart weiter mitgenommen, dass die schaltseitige Rampe 59 das Rastelement 51 auf das Blockierelement 58 schiebt. Ein Eingreifen des Rastelements 51 in die Rastaufnahme 50 des Entriegelungselements 10 ist damit unterbunden. Erst wenn das Entriegelungselement 10 relativ zu der Schaltvorrichtung 52 derart verschwenkt ist, dass es mittels des zweiten Anschlags 61 die Schaltvorrichtung 52 mitverschwenkt (dann ist die Rastaufnahme 50 wieder vor dem Rastelement 51), wird die Blockade wieder aufgehoben. Dieser Vorgang beginnt wieder von vorne. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rastelement 51 erst bei einem Überhub der Traverse 31 mit dem Rastelement 51 verrastbar, sodass ein aktives Halten des Betätigungselements 9 in einer freigebenden Stellung möglich ist, ohne dass die Feststellvorrichtung 11 das Entriegelungselement 10 formschlüssig (also ohne Aufnahme externer Energie) halten kann. Damit ist die normal-sperrende Funktion der Parksperre 1 sichergestellt, zugleich aber ein Transportmodus einstellbar.
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In 8 ist rein schematisch ein Kraftfahrzeug 22 mit einem Antriebsstrang 15 in einer Draufsicht gezeigt, wobei in einer Quer-Front-Anordnung eine Antriebsmaschine 19, hier optional als elektrische Antriebsmaschine dargestellt, quer zu der Längsachse 43 und vor der Fahrerkabine 44 des Kraftfahrzeugs 22 angeordnet ist. Der Antriebsstrang 15 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 22 mittels Antreiben eines linken Vortriebsrads 20 und eines rechten Vortriebsrads 21 (hier optional der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 22) mittels einer Drehmomentabgabe von der Antriebsmaschine 19 über ein Getriebe 3 eingerichtet, und so der gestrichelt dargestellte Drehmomentfluss 6 (hier mit der Richtung entsprechend einem Zugmoment dargestellt) gebildet. Beispielsweise ist das Drehmomentübertragungsgetriebe 16 ein Teil des Getriebes 3, welches mittels des Getriebeschalthebels 45 in der Fahrerkabine 44 von einem Fahrzeugfahrer schaltbar ist.
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In dem Drehmomentfluss 6 ist nun eine Parksperrenvorrichtung 2 angeordnet, womit das linke Vortriebsrad 20 und das rechte Vortriebsrad 21 blockierbar sind. Die Parksperrenvorrichtung 2 umfasst die Parksperre 1 und ein Sperrenrad 5, beispielsweise ein Getrieberad oder ein zusätzliches Rad des Drehmomentübertragungsgetriebes 16. Die Parksperre 1 umfasst einen Sperrmechanismus 4 und einen Betätigungsaktuator 7, wobei der Sperrmechanismus 4 beispielsweise wie in 4 dargestellt ausgeführt ist. Hier ist eine Ausführungsform der Parksperrenvorrichtung 2 gezeigt, bei welcher (optional) der Sperrmechanismus 4 innerhalb des Getrieberaums 18 in dem Getriebegehäuse 17 des Getriebes 3 und der Betätigungsaktuator 7 außerhalb des Getriebegehäuses 17 offen zum Außenraum 25 (auch allgemein als Motorraum bezeichnet) angeordnet ist.
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Das Sperrenrad 5 ist in dem Drehmomentfluss 6 derart angeordnet, dass dadurch ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs 22 verhinderbar ist. Die Parksperrenvorrichtung 2 ist hier mit zumindest einem der folgenden Bedienelemente betätigbar:
- - von einem Getriebeschalthebel 45, beispielsweise mittels einer Parkschaltstellung [P],
- - einem Parkhebel 46; und
- - einem Zündknopf 47 (alternativ einem Zündschlüssel).
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Weiterhin ist bevorzugt die Parksperrenvorrichtung 2 automatisiert betätigbar: beispielsweise wird beim Verlassen des Kraftfahrzeugs 22 (beispielsweise nach Abschließen) die Parksperre 1 selbsttätig eingelegt. In einer bevorzugten Ausführungsform erhält ein Fahrer in der Fahrerkabine 44 eine Rückmeldung, wenn der Sperrmechanismus 4 mittels des Feststellelements (dauerhaft) entriegelt ist und damit die normal-sperrende Funktion der Parksperrenvorrichtung 2 deaktiviert ist. Eine solche Rückmeldung ist beispielsweise optisch und/oder akustisch und/oder ein Antreten der Fahrt ist unterbunden, beispielsweise die Zündung beziehungsweise das Schalten auf Betriebsbereit der Antriebsmaschine 19 ist unterbunden.
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Mit der hier vorgeschlagenen Parksperre ist sichergestellt, dass ein freier Zustand des Sperrmechanismus auf geringem Bauraum mit einfachen Mitteln einstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parksperre
- 2
- Parksperrenvorrichtung
- 3
- Getriebe
- 4
- Sperrmechanismus
- 5
- Sperrenrad
- 6
- Drehmomentfluss
- 7
- Betätigungsaktuator
- 8
- Betätigungsachse
- 9
- Betätigungselement
- 10
- Entriegelungselement
- 11
- Feststellvorrichtung
- 12
- Stellungsdetektor
- 13
- Gewindestift
- 14
- entriegelungsseitiges Energiespeicherelement
- 15
- Antriebsstrang
- 16
- Drehmomentübertragungsgetriebe
- 17
- Getriebegehäuse
- 18
- Getrieberaum
- 19
- Antriebsmaschine
- 20
- linkes Vortriebsrad
- 21
- rechtes Vortriebsrad
- 22
- Kraftfahrzeug
- 23
- Gewindepaarung
- 24
- Muttergewinde
- 25
- Außenraum
- 26
- Schwenkachse
- 27
- Radachse
- 28
- Klinkenachse
- 29
- Parksperrenklinke
- 30
- Einschraubrichtung
- 31
- Traverse
- 32
- klinkenseitiges Energiespeicherelement
- 33
- Gestell des Sperrmechanismus
- 34
- Vorspannfeder
- 35
- Passschraube
- 36
- Betätigungsaufnahme
- 37
- Magnetfeldsensor
- 38
- Permanentmagnet
- 39
- Nordpol
- 40
- Südpol
- 41
- Entsperrrichtung
- 42
- Schraubengewinde
- 43
- Längsachse
- 44
- Fahrerkabine
- 45
- Getriebeschalthebel
- 46
- Parkhebel
- 47
- Zündknopf
- 48
- Motorachse
- 49
- Betätigungsspitze
- 50
- Rastaufnahme
- 51
- Rastelement
- 52
- Schaltvorrichtung
- 53
- Notentriegelungselement
- 54
- aktorseitiges Energiespeicherelement
- 55
- entriegelungsseitige Rampe
- 56
- entriegelungsseitiger Absatz
- 57
- feststellseitiges Energiespeicherelement
- 58
- Blockierelement
- 59
- schaltseitige Rampe
- 60
- erster Anschlag
- 61
- zweiter Anschlag
- 62
- Schaltelement
- 63
- schaltseitiges Energiespeicherelement
- 64
- Schaltaufnahme
- 65
- Traversenrolle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018115548 A1 [0002]
