DE3636978C2 - - Google Patents

Description

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 60-243541 vom 30.10.1985 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Parksperre für Automatik­ getriebe, und zwar insbesondere im Zusammenhang mit Nutzfahrzeugen, bei welchen ein Drehmomentwandler mit einem Getriebe kombiniert ist.

Eine Parksperre nach herkömmlicher Vorstellung ist in Fig. 4 gezeigt. Dabei wird ein Park-Getrieberad 102, das einstückig mit einer Ausgangswelle 100 ausgebildet ist, mit Hilfe eines Sperrarms 104 gesperrt, derart, daß eine Drehung der Ausgangswelle 100 während des Parkens nicht möglich ist.

Der Sperrarm 104 ist so ausgelegt, daß er durch den Nocken 108 einer mit dem Automatik-Schalthebel im Fahrgastraum verbundenen Schubstange 106 nach oben geschoben und mit dem Park-Getrieberad 102 in Eingriff gebracht werden kann, und zwar mit einer durch eine Feder 110 bewirkten Zeitverzögerung, derart, daß bei Auftreffen eines an dem Sperrarm 104 ausgebildeten Vorsprungs auf einer Zahnspitze des Park-Getrieberads 102 der Nocken 108 durch die Feder 110 mit elastischer Schubkraft beaufschlagt wird und der Vorsprung des Sperrarms 104 nach einer Drehbewegung des Park-Getrieberads 102 in einen Zahnzwischenraum desselben eingreift bzw. einrastet.

Der Sperrarm 104 ist über eine Welle 112 an dem Getriebegehäuse befestigt, und um die Welle 112 herum ist eine Rückholfeder 114 angeordnet, die den Sperrarm 104 von dem Park-Getrieberad 102 wegdrückt, wenn nicht die Parkstufe, sondern eine der Fahrstufen gewählt ist.

Bei schweren Nutzfahrzeugen wie zum Beispiel Lastkraftwagen verfügt der Sperrarm 104 als solcher über eine hohe Festigkeit und eine entsprechend große Masse. Darüber hinaus sind solche Lastkraftwagen in der Regel relativ hart gefedert, das heißt starke Erschütterungen werden auf das Fahrzeug übertragen. Dadurch besteht die Gefahr, daß der Sperrarm 104 gegen die Kraft der Rückholfeder 114 hochspringt und unbeabsichtigt gegen das Park-Getrieberad 102 schlägt.

Würde man angesichts dessen aber die Rückholfeder 114 noch stärker versteifen, so bedeutete dies einen höheren Kraftaufwand bei der Betätigung bzw. Steuerung der Schubstange, das heißt der Schaltbetrieb wäre für den Fahrer wesentlich anstrengender.

Parksperren dieser Art sind aus der DE-AS 12 18 291, der DE-OS 24 18 280 und dem DE-GM 70 45 687 bekannt. Es ist darüber hinaus grundsätzlich bekannt - Gesperre AWF - VDMA-VDI Getriebehefte, Heft 1, Bestell-Nummer AWF 6061/1955, Seiten 20, 22 und 25 - Blattfedern für Gesperre zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betätigungskraft für den manuellen Schalthebel des Getriebes zu verringern, ohne die Funktionssicherheit zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Parksperre mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Parksperre mit der dazu besonders geformten Blattfeder wird die Betätigungskraft für den manuellen Schalthebel verringert, wenn die Parkstufe gewählt ist, wogegen der Sperrarm zuverlässig von dem Park-Getrieberad ferngehalten wird, wenn nicht die Parkstufe, sondern eine der Fahrstufen gewählt ist, und daß eine Schubstange selbst dann leichtgängig positioniert werden kann, wenn der Abstand zwischen dem Sperrarm und einem mit dem Wahlschalthebel verbundenen getriebeseitigen Hebel kurz ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Parksperre, und zwar senkrecht zur axialen Richtung eines Planetenrädermechanismus innerhalb des Automatik- Getriebes gesehen;

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer her­ kömmlichen Ausbildung.

Fig. 1 zeigt eine Ausgangswelle 10, deren vorderes Ende mit einem Drehmomentwandler und deren hinteres Ende mit einer Antriebswelle verbunden ist. Bezugszif­ fer 12 bezeichnet ein Gehäuse und Bezugsziffer 14 eine Ölwanne.

Ein Park-Getrieberad 16 ist so an der Ausgangwelle 10 befestigt, daß es sich stets zusammen mit dieser dreht. An der äußeren Peripherie des Park-Getrieberads 16 sind abwechselnd Erhöhungen bzw. Zähne 20 und Zahn­ lücken 22 ausgebildet, die über schräge Zahnflanken 18 ineinander übergehen. Unterhalb des Park-Getriebe­ rads 16 befindet sich ein senkrecht zur Ausgangswelle 10 angeordneter Sperrhebel 24, dessen rechtes Ende in der Figur über eine Lagerbuchse 26 um eine Achse 28 frei schwenkbar ist. Ein der Rückholfeder 114 in Fig. 4 entsprechendes Element ist an der Welle bzw. Achse 28 nicht vorgesehen.

Auf der Oberfläche des Hebels 24, etwa in dessen Mit­ te, ist ein Vorsprung 30 ausgebildet, dessen Form so gewählt ist, daß er in die Zahnlücken 22 des Park-Getrieberads 16 paßt. Eine etwa halb-elliptische Kegelfläche 36, die sich mit einem Nocken 34 einer Schubstange 32 in Gleit­ kontakt befindet, ist am linken Ende des Hebels 24 an dessen Unterseite ausgebildet. Die Kegelfläche 36 bil­ det das Gegenstück zu einer Kegelfläche 38, die an dem Gehäuse 12 ausgebildet ist.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Kegelfläche 38 am rechten Ende einer Muffe 40 ausgebildet, die darüber hinaus eine Öffnung 42 zur Aufnahme des vorstehenden Endes der Schubstange 32 führt. Der Sperrhebel 24 befindet sich in Gleitkontakt mit einer Endfläche 44 der Muffe 40, und zwar derart, daß er in vertikaler Richtung, das heißt etwa senkrecht zur Längsrichtung der Schubstange 32 frei auf- und abbewegbar ist.

Der Nocken 34 sitzt frei beweglich an der Schubstange 32 wird durch eine die Schubstange umgreifende Schrau­ benfeder 46, die zwischen einem Flansch 32 a der Schub­ stange 32 und dem Nocken 34 angeordnet ist, nach links in der Figur beaufschlagt.

Das untere Ende einer Blattfeder 48 ist an der Schub­ stange 32 befestigt. Die Blattfeder 48 weist einen als Druckteil ausgebildeten Abschnitt 50, einen brücken­ förmigen Abschnitt 52 und einen schräg verlaufenden Abschnitt 54 auf, wobei das vordere Ende des Abschnit­ tes 50 derart ausgelegt ist, daß es auf die Oberfläche des Sperrhebels 24 drückt und diesen nach unten beauf­ schlagt, wenn nicht die Parkstufe, sondern eine Fahr­ stufe gewählt ist, wie das die durchgezogene Linie zeigt.

Das brückenförmige Teil 52 ist derart ausgebildet, daß es die Oberfläche des Sperrarms 24 überbrückt und da­ durch verhindert, daß die Federkraft auf den Sperrarm 24 übertragen wird, wenn die Parkstufe als Betriebsmo­ dus gewählt wird, wie das anhand der unterbrochenen Li­ nie in der Figur dargestellt ist. Die Schrägung des Abschnitts 54 erfolgt in einem vorgegebenen Winkel, und zwar derart, daß dieser Abschnitt beim Umschalten von einer Fahrstufe auf die Parkstufe von einem Zapfen bzw. Bolzen beabstandet ist, der nachfolgend näher er­ läutert wird.

Der Bolzen 55, der sich senkrecht zur Ebene von Fig. 2 erstreckt und durch das Gehäuse 12 gehalten ist, drückt auf die Oberfläche des brückenartigen Abschnit­ tes 52 und wirkt dadurch als Hebelstütze, die es der Blattfeder 48 ermöglicht, ihre Federkraft nach unten auszuüben, wenn nicht die Parkstufe (durchgezogene Li­ nie in Fig. 2), sondern eine der Fahrstufen (zum Bei­ spiel R oder L) als Betriebsmodus gewählt wird.

Ein Zapfen bzw. Bolzen 56, der ähnlich wie der Bolzen 55 an dem Gehäuse 12 gehalten ist, befindet sich unter der Schubstange 32 und hält diese in etwa horizontaler Lage, wenn nicht die Parkstufe, sondern eine andere Betriebsstufe gewählt wird.

Das vordere Ende einer Verbindungsstange 60 ist über eine Achse 58 mit dem hinteren Ende (rechts in Fig. 2) der Schubstange 32 verbunden, während das hintere Ende der Verbindungsstange 60 über eine Achse 62 mit einer Anlenkplatte 64 verbunden ist, die gemeinsam mit einer Welle 66 frei schwenkbar ist.

Die Anlenkplatte ist ein etwa halbkreisförmiges Schei­ ben- oder Plattenteil, an deren bodenseitiges Ende die Hülse 70 eines manuellen Ventils 68 angelenkt ist.

Das manuelle Ventil 68 ist mit einem später noch näher beschriebenen manuellen Wahlschalthebel am Fahrersitz verbunden und dient zum Umschalten eines hydraulischen Geschwindigkeitswechselstufen-Steuermechanismus, wäh­ rend es mit dem manuellen Wahlschalthebel verbunden ist. Durch die Betätigung des manuellen Ventils 68 läßt sich also der hydraulische Geschwindigkeitswechsel­ stufen-Steuermechanismus umschalten auf die Stufen P (Parkstufe), R (Rückwärtsgang), N (Leerlauf), D (Nor­ malgänge) und L (Lastgang).

Bezugsziffer 72 bezeichnet eine Stahlkugel, die durch eine nicht dargestellte Feder in Richtung auf die Mit­ te der Anlenkplatte 64 in eine Vertiefung 74 gedrückt wird, und zwar zur Festlegung der jeweils gewählten Schaltstufe.

Wie Fig. 3 zeigt, erstreckt sich eine Welle 66 in Richtung auf die Außenseite des Gehäuses 12, und ein Hebel 76 ist an der Welle 66 befestigt und über einen Anlenkmechanismus mit dem bereits erwähnten, jedoch nicht dargestellten manuellen Wahlschalthebel in der Nähe des Fahrersitzes verbunden. Bezugsziffer 78 be­ zeichnet einen Schlitzbolzen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Parksperre wird nachfolgend beschrieben.

Wenn sich die Welle 66 in Fig. 2 dreht, so bewegen sich die Welle 62 und die an die Anlenkplatte ange­ lenkte Hülse 70. Wenn zum Beispiel die N-Stufe als Be­ triebsmodus gewählt wird, wie anhand der durchgezoge­ nen Linie in Fig. 2 dargestellt, so trennt sich der Nocken 34 der Schubstange 32 von der konischen Fläche 38 und der Sperrhebel 24 wird über das Druckteil 50 der Blattfeder 48 nach unten gedrückt.

Der Bolzen 55 drückt auf den brückenförmigen Abschnitt 52 und dient zugleich als Hebelstütze für die Blattfe­ der 48, derart, daß diese ihre Federkraft über das Druckteil 50 nach unten ausüben kann, wodurch der Sperrhebel 24 von dem Park-Getrieberad 16 ferngehalten wird.

Wenn sich die Anlenkplatte 64 im Zuge der Wahl der Parkstufe gegen den Uhrzeigersinn dreht, so bewegt sich die Schubstange 32 nach links in Fig. 2 und schiebt dadurch die konische Fläche 36 des Sperrhebels 24 über den Nocken 34 nach oben und schließlich weiter in deren oberste Position, wie das anhand der kurz­ lang-gestrichelten Linie in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Moment bewegt sich die Blattfeder 48 zusam­ men mit der Schubstange 32 nach links in der Figur, und das Druckteil 50 verläßt die Oberfläche des Sperr­ hebels 24 und ermöglicht dadurch dem Abschnitt 52 eine Überbrückung des Sperrhebels 24, derart, daß die Feder­ kraft nicht mehr länger auf den Sperrhebel 24 wirkt. Darüber hinaus entsteht zwischen dem Bolzen 55 und dem schräg verlaufenden Abschnitt 54 ein Spielraum C, der den kontaktfreien bzw. berührungsfreien Zustand zwi­ schen dem Bolzen 55 und der Blattfeder 48 herstellt.

Sobald der Sperrhebel 24 in seine oberste Lage gescho­ ben wurde, gelangt der Vorsprung 30 in den Zahnzwi­ schenraum 22 des Park-Getrieberads 16 und verhindert dadurch dessen Drehung, das heißt der Parkzustand ist hergestellt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang des Umschal­ tens von der R-Stufe auf die P-Stufe wirkt die Feder­ kraft der Blattfeder 48 stets ohne Beeinträchtigung der Bewegung der Schubstange 32, während das bei herkömm­ lichen Parkbremsen in Automatikgetrieben nicht der Fall war. Darüber hinaus bleibt der Sperrhebel 24 auch in dem Zu­ stand unbeeinflußt von der Federkraft, in dem das Druck­ teil von der Oberfläche des Sperrhebels 24 weggeführt ist, was wiederum bedeutet, daß die Schubstange 32 leichtgängig ist und ein gutes Schaltgefühl vermit­ telt, wenn man von der R-Stufe auf die P-Stufe um­ schaltet.

Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt, der an dem Sperrhebel 24 ausgebildete Vorsprung 30 gegen eine Zahnspitze 20 des Park-Getrieberads 16 trifft, so verschiebt sich der in Fig. 2 gezeigte Nocken 34 relativ zur Schubstange 32 und ermöglicht dadurch, daß sich nur die Schubstan­ ge 32 nach vorne bewegt. Wenn dann der Vorsprung 30 nach einer kurzen Drehung des Park-Getrieberads in den Zahnzwischenraum 22 einrasten kann, wird der Nocken 34 durch die Kraft der Schraubenfeder 46 in die anhand der kurz-lang-gestrichelten Linie in Fig. 2 gezeigte Lage gedrückt und schiebt den Sperrhebel 24 nach oben in seine Verriegelungs- bzw. Sperrlage.

Wie vorstehend beschrieben, bewegt sich die Schubstan­ ge 32 bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Parksperre nach links in Fig. 2 und schiebt dabei die konische Fläche 36 des Sperrhebels 24 über den Nocken 34 nach oben, so daß sich das Park-Getrieberad 16 durch den an dem Sperrhebel 24 ausgebildeten Vorsprung 30 festle­ gen läßt, wie das anhand der kurz-lang-gestrichelten Linie in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn nun der Betriebsmodus von der P-Stufe auf die R- Stufe umgeschaltet wird, wirkt die Federkraft der Blattfeder 48 stets ohne Störung der Bewegung der Schubstange 32, nämlich anders als dies bei der her­ kömmlichen Ausbildung der Fall war. Darüber hinaus bleibt der Sperrhebel 24 dann von der Federkraft der Blattfeder 48 unbeeinflußt, wenn das Druckteil 50 von der Oberfläche des Sperrarms 24 weggeführt ist. Des­ halb ist die Schubstange 32 in ihrer Bewegung entspre­ chend leichtgängig, was dem Fahrer ein gutes Schaltge­ fühl vermittelt, wenn er von der R-Stufe auf die Park­ stufe umschaltet.

Hinzu kommt, daß beim Umschalten von der P-Stufe auf die R-Stufe oder L-Stufe das Druckteil 50 der Blatt­ feder 48 in der Lage ist, den Sperrhebel 24 von dem Park-Getrieberad 16 weg nach unten zu drücken. Das heißt, der Sperrhebel kann bei vorliegender Erfindung auch ohne die Anordnung der herkömmlichen Rückholfeder in dieser Lage gehalten werden.

In jeder anderen als der P-Stufe drückt die Blattfeder den Sperrarm zuverlässig von dem Park-Getrieberad weg, so daß auch bei einer nicht so hoch bemessenen Feder­ kraft kaum die Gefahr besteht, daß der Sperrhebel ge­ gen die Federkraft nach oben springt und gegen das Park-Getrieberad schlägt. Hinzu kommt, daß bei einer nicht so hoch ausgelegten Federkraft entsprechend we­ niger Kraft für die Betätigung des Schalthebels beim Umschalten von der R-Stufe auf die P-Stufe benötigt wird.

Des weiteren ist auch eine entsprechend preisgünstige Herstellung der Verbindungsteile wie zum Beispiel der Schubstange 32, der Schraubenfeder 46 sowie der Blatt­ feder 48 etc. möglich, wenn der Abstand zwischen der Schalthebelposition und dem Sperrhebel 24 kurz ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Parksperre eignet sich nicht nur für solche Automatikgetriebe, bei denen ein Drehmomentwandler mit einem Planetenrädermechanis­ mus kombiniert ist, sondern zum Beispiel auch für Au­ tomatikgetriebe mit Doppelwellenkonstruktion, die mit einer hinteren Stufe des Drehmomentwandlers verbunden sind.

Claims (4)

1. Parksperre für ein mit einer hinteren Stufe eines Drehmomentwandlers verbundenes Automatikgetriebe, in welchem ein Park-Getrieberad während des Parkens ge­ sperrt bzw. verriegelt ist, gekennzeich­ net durch eine Blattfeder (48), die an einer einen Sperrhebel (24) für das Park-Getrieberad (16) in Richtung auf letzteres bewegenden Schubstange (32) vorgesehen ist und den Sperrhebel (24) von dem Park- Getrieberad (16) fernhält, wenn nicht die Parkstufe, sondern eine der Fahrstufen gewählt ist, und durch einen Zapfen bzw. Bolzen (55), der als Hebelstütze für die Blattfeder (48) dient und dort an dem Getriebege­ häuse (12) befestigt ist, wo die Federkraft der Blatt­ feder (48) zum Einsatz kommt, nämlich den Sperrhebel (24) von dem Park-Getrieberad (16) fernhält, wenn eine andere Betriebsstufe als die Parkstufe gewählt ist, wobei die Blattfeder (48) so geformt ist, daß sie beim Umschalten von der R-Stufe auf die P-Stufe nicht mit dem Bolzen (55) in Kontakt gelangt.

2. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Blattfeder (48) einen als Druckteil ausgebildeten Abschnitt (50), einen brückenförmigen Abschnitt (52) und einen schräg ver­ laufenden Abschnitt (54) aufweist, wobei der als Druck­ teil ausgebildete Abschnitt (50) so ausgelegt ist, daß dieser auf die Oberfläche des Sperrhebels (24) drückt, nämlich zur Übertragung der Federkraft auf den Sperr­ hebel, wenn eine andere Betriebsstufe als die Parkstufe gewählt ist, wobei der brückenförmige Abschnitt (52) derart ausgebildet ist, daß er die Oberfläche des Sperrhebels (24) überbrückt und eine Übertragung der Fe­ derkraft auf diesen verhindert, wenn die Parkstufe als Betriebsstufe gewählt ist, und wobei der Abschnitt (54) derart schräg verlaufend ausgebildet ist, daß dieser von dem Bolzen (55) entfernt liegt, wenn die Parkstufe als Betriebsstufe gewählt ist.

3. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bolzen (55) derart an dem Gehäuse (12) gehalten bzw. befestigt ist, daß er, wenn eine andere Betriebsstufe als die Parkstufe gewählt ist, zur Übertragung der Federkraft auf den Sperrhebel (24) mit einem Teil bzw. Abschnitt der Blatt­ feder (48) in Kontakt gelangt.

4. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß gegenüber dem Bolzen (55) über der Schubstange (32) ein zusätzlicher Bolzen (56) an einer bestimmten Stelle vorgesehen ist, der die Schubstange (32) in einer etwa horizontalen Lage hält, wenn eine andere Betriebsstufe als die Parkstufe ge­ wählt ist.