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Die Erfindung betrifft eine Parksperre, aufweisend eine Sperrklinke, die in einer Sperrstellung ein in einem Parksperrenrad verriegelbar und in einer Entsperrstellung mit dem Parksperrenrad außer Eingriff ist, einen durch eine Feder vorspannbaren Schlitten, durch den die Sperrklinke in die Sperrstellung bewegbar ist und ein Parksperrengehäuse, zu dem der Schlitten relativ beweglich ist.
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Die aus
DE 101 44 063 A1 bekannte Parksperre eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs weist einen auf einer Getriebewelle angeordneten Rastring mit Rastausnehmungen auf. Mittels eines schwenkbaren Wählhebels und eines daran angelenkten Gestänges wird eine Klinke im Sperrzustand der Einrichtung mit den Rastausnehmungen in Eingriff gebracht. Derartige Parksperren sind hohen Lasten ausgesetzt, die zu Verformungen der Bauteile führen können.
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In
DE 10 2018 131 263 B4 wird eine bewegliche Platte vorgeschlagen, die verkippen und damit Fertigungstoleranzen kompensieren kann. Durch die Lasteinleitung im Klinkenkontakt und Lastausleitung an dem Getriebegehäuse-/Plattenkontakt an zwei nicht gegenüberliegenden Kontaktstellen des Sperrelements kann dieses so lange kippen, bis die beiden Kontaktkraftvektoren sich wieder auf der Mittelachse des Sperrelements treffen. Allerdings sind andere Bauteile der Parksperre wie die Sperrklinke weiterhin Verformungen ausgesetzt.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Parksperre zu verbessern und die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und mit möglichst wenig Bauteilen eine hohe Steifigkeit sicherzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Parksperre mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
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Die Parksperre nach Anspruch 1 weist ein Gegenlager auf, an dem die durch die Sperrklinke eingeleitete Last über das Konuselement in der Sperrstellung abgestützt ist.
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Das Gegenlager übernimmt mehrere Funktionen. Zunächst können die in der Sperrstellung durch die Hangabtriebskraft über das Parksperrenrad und die Sperrklinke auf das Konuselement eingeleiteten Momente als radiale Last sicher abgestützt werden. Dazu umgibt das Gegenlager an seiner dem Angriffspunkt zwischen der Sperrklinke und dem Konuselement gegenüberliegenden Fläche das Konuselement. Idealerweise weist es eine Innenmantelfläche auf, die komplementär zu dem Abschnitt der Außenmantelfläche des Konuselements ist, mit dem es sich abstützt, so dass die Abstützung über einen Linien- oder Flächenkontakt erfolgt.
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Seinerseits kann das Gegenlager in einem Gehäuse abgestützt sein. Bei dem Gehäuse kann es sich um ein Bauteil handeln, das einen Teil der Parksperre bildet oder um ein Bauteil, das Teil des Getriebes ist, in dem die Parksperre verbaut werden soll. Das Gehäuse kann die Parksperre von mehreren Seiten einfassen, was allerdings nicht erforderlich ist. Ist das Gehäuse als Parksperrengehäuse ausgebildet, kann es zusätzlich oder alternativ die Betätigungsstange führen, die Sperrklinke lagern und/oder eine Rückholfeder für die Sperrklinke aufnehmen.
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Das Gegenlager ist mit dem Gehäuse fest verbunden. Dazu ist es beispielsweise verpresst, so dass es seinerseits gut abgestützt ist. Vorzugsweise ist es aus dem gleichen Werkstoff wie das Konuselement, beispielsweise Stahl, ausgebildet, so dass die Toleranzen innerhalb der Parksperre leicht auszulegen sind. Dabei kann das Gehäuse auch aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, bestehen.
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Die Sperrklinke ist eine um einen Drehpunkt bewegliche Klinke mit einem Sperrzahn an ihrem vom Drehpunkt abgewandten Ende, mittels dem die Sperrklinke in ein auf dem Parksperrenrad angeordnetes Zahnprofil formschlüssig verriegelbar ist. Auf der radial vom Parksperrenrad dem Sperrzahn abgewandten Seite weist die Sperrklinke einen Klinkenrücken mit einem Klinkenprofil auf, das beim Einlegen der Parksperre von dem Konuselement beaufschlagt wird. Das Klinkenprofil kann ein Profil im engeren Sinne bilden, dass es als ein Profilgebirge ausgebildet ist. In einer Variante ist das Klinkenprofil eine ebene Fläche mit einer Überhöhung, so dass auch am Klinkenrücken ein Formschluss in Sperrstellung vorliegt.
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Das Konuselement seinerseits kann einen Teil einer Betätigungseinheit bilden. Beispielsweise weist es eine Zentralausnehmung für eine Betätigungsstange auf, auf der es längsverschieblich geführt ist. Eine Feder umgibt die Betätigungsstange radial und kann das Konuselement vorspannen, so dass bei Anforderung der Sperrstellung und Verschiebung der Betätigungsstange die Feder komprimierbar ist. Sollte eine Zahn-auf-Zahn-Stellung des Sperrklinkenzahns und eines Zahns des Parksperrenrads ein sofortiges Verriegeln verhindern, kann die durch einen Aktor aufgebrachte Betätigungsenergie in der Feder zwischengespeichert werden, so dass die Verriegelung der Parksperre sichergestellt ist, sobald sich und das Parksperrenrad leicht verdreht. Zur Führung der Feder kann das Konuselement einen Dornfortsatz aufweisen, der die Feder führt, so dass deren Einknicken erschwert ist. Die Fußpunkte der Feder sind vorzugsweise durch das Konuselement und durch einen Ringabsatz an der Betätigungsstange gebildet.
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Die Betätigungsstange überträgt die extern eingeleitete Kraft zur Betätigung und/oder Entriegelung der Parksperre auf die Sperrklinke. Dabei bewegt sich die Betätigungsstange vorzugsweise linear; in der Regel ist diese Bewegungsrichtung in etwa parallel zur Sperrklinke in ihrem eingelegten Zustand. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakt bauende Parksperre.
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Damit die Sperrklinke in der Entsperrstellung weder schwerkraft- noch erschütterungsbedingt unerwünscht mit dem Parksperrenrad verriegelt, ist die Sperrklinke durch eine Rückholfeder gehalten. Beim Verriegeln der Parksperre durch die Betätigungseinheit muss diese gegen die Kraft der Rückholfeder das Konuselement in die Sperrstellung verschieben. Nach dem Lösen der Parksperre wird das Konuselement in eine Entsperrstellung verschoben, so dass durch die anliegenden Momente unterstützt durch die Rückholfeder ein Entriegeln erfolgt. Die Bewegung der Sperrklinke erfolgt so weit, bis ein Momentengleichgewicht zwischen dem der Rückholfeder und dem des durch das Eigengewicht der Sperrklinke bedingten Moments erfolgt. Damit ist der Weg, den die Sperrklinke zurücklegen muss, von der Stärke der Rückholfeder abhängig, was die Auslegung der Parksperre erschwert. In einer Ausbildung der Erfindung bildet daher das Gegenlager einen Anschlag für die Sperrklinke in der Entsperrstellung aus. Damit ist sichergestellt, dass ab einer gewissen Federstärke der Rückholfeder die Sperrklinke stets die gleiche Entsperrposition, nämlich am Anschlag, bildet. Damit können auch stärkere Rückholfedern verwendet werden, ohne dass sich der Weg der Sperrklinke ändert, so dass dieser kurz gehalten werden kann und die Parksperre auf Anforderung schnell verriegelt. Der Anschlag ist somit ein rotativer Endanschlag für die Sperrklinke in der Entsperrstellung NP. Er limitiert den Schwenkbereich der Sperrklinke.
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In einer Weiterbildung des Anschlags ist dieser als eine Schulter am Gegenlager ausgebildet. Die Schulter bildet zwei zueinander parallele Flächen aus, an denen sich die Sperrklinke linien- oder flächenförmig abstützen kann.
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In einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung bildet das Gegenlager zusätzlich oder alternativ einen Axialanschlag für die Sperrklinke. Relevant ist der Axialanschlag hauptsächlich oder ausschließlich im Falle wirksamer Parksperrenlast. Durch die Konusform biegt der Konus die Sperrklinke, so dass die Momente nicht völlig symmetrisch abgestützt sind. Durch einen Abstand zwischen dem Gegenlager und der Sperrklinke im lastfreien Fall ist sichergestellt, dass sich die Sperrklinke dann ungehindert aus der Entsperrstellung bewegen kann. Im Lastfall ist der Abstand so weit verkleinerbar ist, dass sich die Sperrklinke (auch) axial und vorzugsweise unmittelbar - also nicht über das Konuselement - an dem Gegenlager abstützt.
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Der Abstand ist im einfachsten Fall durch einen Spalt gebildet.
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Das Gegenlager ist in einer Ausbildung der Erfindung als eine zylindrische Hülse ausgebildet. Die Hülse weist eine Innenmantelfläche auf, deren Radius dem maximalen Außenradius des Konuselements entspricht, so dass dieses sich flächig am Gegenlager abstützen kann. Zur Sperrklinke hin gewandt weist die Mantelfläche ein in Umfangsrichtung verlaufendes Fenster mit jeweils zwei parallel verlaufenden Fensterrändern auf. Zwei gegenüberliegende Fensterränder können radial Anschläge für die Sperrklinke ausbilden. Ein weiterer Fensterrand bildet einen Axialanschlag für die Sperrklinke aus.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Parksperre mit einem Parksperrenrad,
- 2 die Parksperre aus 1 mit dem Parksperrenrad in einem vergrößerten Längsschnitt und
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Parksperre nach 1 in einem Querschnitt.
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1 zeigt eine Parksperre 1 und ein Parksperrenrad 3. Die Parksperre 1 weist eine Sperrklinke 2 auf, die um eine Drehachse 15 verdrehbar ist. Beim Verdrehen der Sperrklinke 2 um die Drehachse 15 bewegt sich ein mit ihr einteilig ausgebildeter Klinkenzahn 16 als Sperrzahn im Wesentlichen in Bezug auf die (nicht dargestellte) Getriebehauptwelle in radialer Richtung von einer Entsperrstellung in eine Sperrstellung oder umgekehrt.
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Die Parksperre 1 ist für den Einbau in ein Fahrzeuggetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und bewirkt ein Festsetzen eines Parksperrenrads 3, das mit der Getriebehauptwelle drehfest verbunden ist. Das Parksperrenrad 3 weist dazu eine an seinem Außenumfang angeordnete Sperrverzahnung 17 auf, in die der Klinkenzahn 16 in der Sperrstellung der Parksperre formschlüssig verriegelt. In der Entsperrstellung sind der Klinkenzahn 16 und die Sperrverzahnung 17 voneinander beabstandet und damit außer Eingriff.
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Die Sperrklinke 2 ist durch eine Rückholfeder 14 gehalten, die verhindert, dass die Sperrklinke 2 im unbelasteten Zustand schwerkraftbedingt unbeabsichtigt gegen das Parksperrenrad 3 verriegelt.
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Die Parksperre 1 weist ein durch eine Feder 4 vorgespanntes Konuselement 5 auf, so dass die Parksperre 1 auch bei einer Fehlfunktion eines das Konuselement 5 betätigenden, ebenfalls nicht dargestellten Aktuators verriegelbar ist, indem sie dieses so verschiebt, dass er über Konusabschnitte 11 die Sperrklinke 2 in die Sperrstellung bringt oder im Falle einer Zahn-auf-Zahn-Stellung des Klinkenzahns 16 mit der Sperrverzahnung 17 zumindest so vorbelastet, dass bei kleiner Bewegung des Parksperrenrads 3 ein Verrasten erfolgt.
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Das Konuselement 5 weist eine zentrale Durchführung 18 auf, ist also als ein Hohlzylinder ausgebildet. Durch die Durchführung erstreckt sich eine Betätigungsstange 19, zu der das Konuselement 5 linear relativ verschieblich ist und auf der das Konuselement 5 geführt ist. Die Feder 4 umgibt die Betätigungsstange 19 radial, die diese damit auch führen kann. Sie stützt sich an einem Ringabsatz 21 der Betätigungsstange 19 sowie an einem Dornfortsatz 20, der Teil des Konuselements 5 ist, ab.
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Das Konuselement 5 weist demnach auf seiner gesamten axialen Länge eine zylindrischen Innenmantel auf, dessen Radius dem der Betätigungsstange 19 entspricht. Die Außenmantelfläche 13 des Konuselements 5 gliedert sich in der dargestellten Ausführungsform in drei Abschnitte, einen Konusabschnitt 11, einen Zylinderabschnitt 12 und den Dornfortsatz 20.
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In der in 1 dargestellten Sperrstellung ist das Konuselement 5 in einem Gegenlager 6 angeordnet. Das Gegenlager 6 ist als eine Hülse ausgebildet, die in einem nicht gezeigten Gehäuse verpresst ist. Die von dem Parksperrenrad 3 über die Sperrklinke 2 auf das Konuselement 5 eingeleiteten Momente werden über den Zylinderabschnitt 12 am Gegenlager 6 abgestützt. Alternativ wird die radiale Last zusätzlich oder ausschließlich über den Konusabschnitt 11 ausgeleitet. Das Konuselement 5 ist vorliegend rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Das Gegenlager 6 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet; die Hülse weist allerdings zur Sperrklinke 2 orientiert ein Fenster 22 auf, in das die Sperrklinke 2 in der Entsperrstellung eintauchen kann. Das Fenster erstreckt sich daher über etwa den halben Radius der Hülse und ist stirnseitig offen, so dass es drei Fensterränder 23, 24, 25 aufweist. Der dritte Fensterrand 25 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Hülse und ist bei geringer Lasteinwirkung auf die Sperrklinke 2 durch einen Abstand 8 von dieser axial beabstandet. Der Abstand 8 kann ein Spalt konstanter Breite sein. Wird die auf die Sperrklinke 2 ausgeübte Last so groß, dass diese sich signifikant verformt, kann diese sich unter Verringerung des Abstandes 8 schließlich am Gegenlager 6 abstützen, so dass zusätzlich ein Axialanschlag in der Entsperrstellung vorliegt. Mit dieser axialen Lastabstützung werden Bauteilspannungen in der Sperrklinke 2 reduziert.
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Wird die Parksperre 1 freigegeben, kann sich das Konuselement 5 aus dem Gegenlager 6 heraus bewegen. Unterstützt wird die Bewegung durch die Rückholfeder 14, die verhindert, dass die Sperrklinke 2 in der Entsperrstellung durch Erschütterungen oder Schwerkraft unbeabsichtigt verriegelt. Dazu greift die Rückholfeder 14 an einem Vorsprung 24 der Sperrklinke 2 an, der auf der der Drehachse 15 abgewandten Seite angeordnet ist, um eine möglichst gute Hebelwirkung zu erreichen. Die Bewegung der Sperrklinke 2 um die Drehachse 15 wird begrenzt durch den ersten und den zweiten Fensterrand 23, 24, die zusammen eine Schulter 7 ausbilden. Die Schulter 7 bildet Endanschlag für die Sperrklinke 2 in der Entsperrstellung.
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Die Sperrklinke 2 weist auf der dem Klinkenzahn 16 abgewandten Seite einen konkaven Klinkenrückenabschnitt 9 auf, mit dem sich die Sperrklinke 2 am Konuselement 5 abstützt. Der Radius der Konkavität ist größer als der Radius des Konuselements 5, so dass bei Verdrehen der Sperrklinke 2 um die Drehachse 15 der Klinkenrückenabschnitt 9 am Konuselement 5 abrollt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parksperre
- 2
- Sperrklinke
- 3
- Parksperrenrad
- 4
- Feder
- 5
- Konuselement
- 6
- Gegenlager
- 7
- Schulter
- 8
- Abstand
- 9
- Klinkenrückenabschnitt
- 10
- Innenmantelfläche
- 11
- Konusabschnitt
- 12
- Zylinderabschnitt
- 13
- Außenmantelfläche
- 14
- Rückholfeder
- 15
- Drehachse
- 16
- Klinkenzahn
- 17
- Sperrverzahnung
- 18
- Durchführung
- 19
- Betätigungsstange
- 20
- Dornfortsatz
- 21
- Ringabsatz
- 22
- Fenster
- 23
- erster Fensterrand
- 24
- zweiter Fensterrand
- 25
- dritter Fensterrand
- d
- Distanz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10144063 A1 [0002]
- DE 102018131263 B4 [0003]
