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Die Erfindung betrifft eine Parksperrenvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem Parksperrenrad, umfassend eine Sperrklinke, die dazu eingerichtet ist, mit einer Verzahnung eines Parksperrenrades zusammenzuwirken, um in einer Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades freizugeben und in einer Sperrstellung in die Verzahnung des Parksperrenrades einzugreifen und eine Rotation des Parksperrenrades zu sperren.
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Parksperrenvorrichtungen greifen bei Betätigung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs mit der Sperrklinke in das Parksperrenrad, um eine mit dem Parksperrenrad wirkverbundene Antriebswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs gegen Rotation zu blockieren und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern.
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Aus dem Stand der Technik sind Parksperrenvorrichtungen bekannt, bei denen ein federbelastet eingespurter, exzentrisch gelagerter Hebel oder eine Klinke zum Verriegeln der Parksperren-Betätigungsstange vorgesehen ist, wobei der Hebel sowohl mittels Hubmagneten als auch redundant mittels Hydraulikkolben entriegelt werden kann. Ferner sind Verriegelungseinheiten bekannt, die dazu ausgebildet sind, den Hebel bzw. die Klinke in ihrer eingelegten und/oder ausgelegten Stellung zu arretieren.
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Beispielsweise geht aus der
DE 10 2021 116 952 A1 eine Parksperre für ein Kraftfahrzeuggetriebe hervor, aufweisend eine um eine Drehachse drehbare Sperrklinke mit einem Sperrzahn, der dazu ausgebildet ist, in einer Sperrstellung ein Parksperrenrad zu sperren und in einer Entsperrstellung das Parksperrenrad freizugeben. Ferner ist ein Sperrelement vorgesehen, mit dem die Sperrklinke in die Sperrstellung bewegbar ist. Außerdem ist eine Führungsstange vorgesehen, auf der das Sperrelement angeordnet ist. Ein Aktuator weist ein Betätigungsglied auf, durch welches die Führungsstange linear verschieblich ist. Das Betätigungsglied und die Führungsstange bilden ein Drehgelenk aus.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Parksperrenvorrichtung bereitzustellen, die resistent gegen Stoßkräfte ist. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Eine erfindungsgemäße Parksperrenvorrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Sperrelement, das schwenkbar um eine Drehachse gelagert ist, das Sperrelement umfassend einen Verriegelungshebel sowie einen damit einteilig verbundenen Entriegelungshebel, eine Entriegelungseinheit, ein Betätigungselement zur Aktivierung oder Deaktivierung der Parksperrenvorrichtung, sowie eine Rückstellfeder, wobei das Sperrelement derart von der Entriegelungseinheit betätigbar ist, dass das Sperrelement um die Drehachse von einer Sperrstellung in eine Entsperrstellung verschwenkt, wobei die Rückstellfeder derart mit dem Sperrelement wirkverbunden ist, dass das Sperrelement um die Drehachse in die Sperrstellung gedrückt wird, wobei ein Verriegelungsabschnitt des Verriegelungshebels in der Sperrstellung in eine zumindest teilweise umlaufende Sperrnut des Betätigungselements eingreift, um das Betätigungselement in einer axialen Position formschlüssig zu arretieren, und wobei am Sperrelement auf einer in Bezug auf den Entriegelungshebel und/oder den Verriegelungshebel entgegengesetzten Seite der Drehachse eine Ausgleichsmasse angeordnet ist.
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Das Sperrelement ist vorzugsweise aus einem Blech ausgebildet und kann durch Stanzen und optional Umformen die gewünschte Form erhalten. Das Sperrelement ist in Form einer Schaltklinke oder dergleichen um die Drehachse drehbar angeordnet. Der mögliche Verdrehbereich des Sperrelements ist durch zwei Endanschläge definiert und begrenzt, einerseits der Sperrstellung des Sperrelements und andererseits bzw. in entgegengesetzter Drehrichtung der Entsperrstellung des Sperrelements. Der Verriegelungshebel ist dazu ausgebildet, in der Sperrstellung des Sperrelements einen Formschluss mit dem Betätigungselement zu bilden, sodass das Betätigungselement an einer Längsverlagerung gehindert wird. Bevorzugt kommt der Verriegelungshebel in der Sperrstellung nur mit dem Verriegelungsabschnitt, der beispielsweise als Sperrzahn ausgebildet ist, am Betätigungselement zur Anlage. In der Entsperrstellung kommt der Verriegelungshebel nicht in Kontakt mit dem Betätigungselement, sodass das Betätigungselement ungehindert in seiner axialen Position verstellt werden kann, um die Parksperrenvorrichtung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.
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Die Entriegelungseinheit kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Entriegelungseinheit eine oder mehrere Betätigungselemente umfassen, die unterschiedlich betätigbar sind. Beispielsweise kann die Entriegelungseinheit eine elektromagnetisch schaltbare Entriegelungseinheit sein oder umfassen, das derart mit dem Sperrelement wirkverbunden ist, dass das Sperrelement um die Drehachse in die Entsperrstellung gedrückt wird. Die Entriegelungseinheit ist insbesondere ein Hubmagnet. Ein Hubmagnet ist ein elektromagnetisches Bauteil, das dazu dient, durch Anlegen einer elektrischen Spannung ferromagnetische Objekte anzuziehen und zu halten, wenn Strom durch dessen Spule fließt. Bei Betätigung des Hubmagneten wird das Sperrelement so betätigt, dass der Verriegelungshebel aus der Sperrnut herausgeführt wird, bis das Sperrelement in der Entsperrstellung vorliegt. Die Entsperrstellung wird gehalten, solange der Hubmagnet mit elektrischem Strom beaufschlagt wird bzw. aktiviert ist. Wird der Strom durch die Spule des Hubmagneten unterbrochen, verschwindet das magnetische Feld und die Betätigungskraft lässt nach. Dadurch wird das Sperrelement, unterstützt durch die Rückstellfeder in Richtung der Sperrstellung gedrückt, wobei, wenn der Verriegelungsabschnitt des Verriegelungshebels mit der Sperrnut fluchtet, der Verriegelungsabschnitt in die Sperrnut eingreift und dadurch das Betätigungselement axial festsetzt bzw. arretiert.
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Alternativ oder ergänzend ist oder umfasst die Entriegelungseinheit ein hydraulisch betätigbares Stellelement, das derart mit dem Sperrelement wirkverbunden ist, dass das Sperrelement um die Drehachse in die Entsperrstellung gedrückt wird. Beispielsweise ist das hydraulische Stellelement als zusätzlicher Entriegelungskolben der Parksperrenvorrichtung ausgebildet. Der Entriegelungskolben ist vorzugsweise im Bereich des Entriegelungshebels des Sperrelements angeordnet und wirkt bei Betätigung auf den Entriegelungshebel ein. Der Entriegelungskolben bzw. der Stößel des Hubmagneten haben die gleiche Funktion, nämlich die Betätigung des Sperrelements, sodass das Sperrelement von der Sperrstellung in die Entsperrstellung betätigt bzw. bewegt wird.
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In diesem Sinn umfasst die Entriegelungseinheit vorzugsweise einen Hubmagnet und/oder einen hydraulisch betätigbares Stellelement, wobei die Entriegelungseinheit derart mit dem Sperrelement wirkverbunden ist, dass das Sperrelement um die Drehachse in die Entsperrstellung gedrückt wird.
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Die Rückstellfeder ist zur Rückstellung des Sperrelements in die Sperrstellung vorgesehen. Die Rückstellfeder stützt sich am Gehäuse der Parksperrenvorrichtung ab. Die Rückstellfeder kommt einerseits am Gehäuse der Parksperrenvorrichtung und andererseits am Entriegelungshebel des Sperrelements zur Anlage. Die Rückstellfeder kann eine herkömmliche Spiralfeder sein, die bei Komprimierung, insbesondere wenn das Sperrelement in die Entsperrstellung verdreht wird, eine axial wirkende Rückstellkraft in Richtung der Sperrstellung des Sperrelements aufbringt. Auch andere Arten von Rückstellfedern sind denkbar, die eine sichere Betätigung des Sperrelements ermöglichen.
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Die Sperrnut ist eine wenigstens teilweise umlaufende Vertiefung am Außenumfang des Betätigungselements. Das Betätigungselement kann stab- oder hülsenförmig ausgebildet sein und ist in einem Gehäuse der Parksperrenvorrichtung axial geführt und radial positioniert.
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Die Sperrstellung ist als Normalposition der Vorrichtung zu verstehen, da die Rückstellfeder das Sperrelement selbsttägig in die Sperrstellung drückt. Der Verriegelungsabschnitt des Verriegelungshebels kann lediglich durch entsprechende Betätigung des Sperrelements zumindest mittels der Entriegelungseinheit aktiv aus der Sperrnut herausgeführt und in die Entsperrstellung gedrückt und, wenn erforderlich, gehalten werden.
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Die Ausgleichsmasse ist eine Zusatzmasse des Sperrelements, die derart angeordnet ist, dass ein Massenausgleichsabschnitt oder -hebel zum Ausgleich der Masse des Verriegelungshebels und des Entriegelungshebel realisiert wird. Die Ausgleichsmasse ist bevorzugt derart am Sperrelement angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Wirkrichtung von auf die Parksperrenvorrichtung einwirkenden Stoßkräften erstreckt. Die Ausgleichsmasse ist eine Art zusätzlicher „Arm“ am Sperrelement. Je nach Anordnung und Ausgestaltung der Ausgleichsmasse, kann die Rückstellfeder auch an der Ausgleichsmasse wirksam angeordnet sein, um die Rückstellung des Sperrelements in die Sperrstellung zu unterstützen bzw. auszuführen. Der Angriffspunkt für die Rückstellfeder kann in Abhängigkeit zum zur Verfügung stehenden Bauraum und/oder einer Montage- bzw. Demontagemöglichkeit angeordnet werden. In diesem Sinn kann die Rückstellfeder entweder direkt auf den Entriegelungshebel, direkt auf den Verriegelungshebel oder direkt auf die Ausgleichsmasse einwirken.
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Nach einem Ausführungsbeispiel erfolgt der Massenausgleich komplett, so dass unabhängig der Höhe einer Stoßkraft, nachfolgend auch „Impact“ genannt, keine ungewollte Verdrehung des Sperrelements um die Drehachse zur Folge hat. Eine ungewollte Verdrehung könnte ein ungewolltes Aktivieren der Parksperre zur Folge haben.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Masse des Verriegelungshebels und des Entriegelungshebel zumindest so weit durch die Ausgleichsmasse ausgeglichen, dass die geforderte oder gewünschte Impactsicherheit erfüllt wird, ohne die Rückstellfeder konstruktiv anpassen, also größer oder schlanker gestalten, zu müssen. In diesem Fall wird die zusätzliche Masse auf ein notwendiges Minimum reduziert, was sich positiv auf die Gesamtmasse, den Zusatzbauraumbedarf sowie den Materialaufwand der Parksperrenvorrichtung auswirkt.
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Die Ausgleichsmasse muss nicht zwingend direkt gegenüber dem ursprünglichen Schwerpunkt des Hebels ohne Ausgleichsmasse angeordnet sein. Dies erfordert dann zwar zum erforderlichen Massenausgleich um den Drehpunkt mehr Material, kann aber aus Bauraumgründen in Kauf genommen werden. Vielmehr wird der gewünschte Schutz vor Impacts bereits realisiert, wenn sich die Ausgleichsmasse im Wesentlichen senkrecht zur Wirkungsrichtung von Stoßkräften erstreckt. Da Stoßkräfte in der Regel vertikal wirken, ist es von Vorteil, wenn sich die Ausgleichsmasse im Wesentlichen in horizontaler Richtung erstreckt. In diesem Sinn verläuft eine Längserstreckung eines Riegels, der die Ausgleichsmasse bildet, senkrecht zur Wirkungsrichtung der Stoßkräfte, vorzugsweise in horizontaler Richtung. Als Ausgleichsmasse ist somit ausdrücklich kein bereits bestehender Abschnitt, Arm oder Bereich des Sperrelements zu verstehen, der ohnehin zur Ausgestaltung des Sperrelements vorgesehen oder erforderlich ist. Vielmehr ist die Ausgleichsmasse ein zusätzlicher Bauteilabschnitt, der an einem gezielten und vorab bestimmten Ort des Sperrelements angeordnet ist. Die optimale Stelle zur Anordnung der Ausgleichsmasse wird durch Tests, Versuche und/oder Simulationen ermittelt.
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Es kann von Vorteil sein, die Ausgleichsmasse nicht exakt gegenüber dem Entriegelungshebel und/oder dem Verriegelungshebel anzuordnen. Insbesondere bei gestanzten Bauteilen kann durch alternative Anordnung der Ausgleichsmasse eine bessere Ausnutzung einer Platine bzw. eines Blechs, aus dem das Sperrelement ausgestanzt wird, realisiert werden. Dadurch wird Verschnitt reduziert bzw. es können mehr Bauteile aus einer Platine hergestellt werden. Vor diesem Hintergrund kann auch die Form und Geometrie der Ausgleichsmasse entsprechend angepasst werden. In diesem Sinn ist die Ausgleichsmasse vorzugsweise einteilig mit dem Verriegelungshebel und dem Entriegelungshebel ausgebildet. Anders gesagt kann die Ausgleichsmasse gleich bei der Herstellung, z. B. eine Stanzprozess, des Sperrelements gleich einteilig mit dem Verriegelungshebel und dem Entriegelungshebel werkzeugfallend hergestellt werden.
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Alternativ ist die Ausgleichsmasse am Sperrelement befestigt. Anders gesagt kann die Ausgleichsmasse auch ein Zusatzteil sein, das beispielsweise durch Fügen oder einen anderen Befestigungsschritt am Sperrelement fixiert wird. Das Zusatzteil kann aus einem anderen Werkstoff als das übrige Sperrelement ausgebildet und/oder mit einem anderen Verfahren hergestellt worden sein. Mithin kann das Zusatzteil und das Sperrelement aus unterschiedlichen Werkstoffen mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften ausgebildet sein.
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Die Ausgleichsmasse kann tolerant ausgelegt werden, so dass kein Auswuchtprozess oder eine exakte Außenkontur erforderlich sind. Aus den geringen Anforderungen an die Toleranzen ergeben sich Aufwands- und Kostenvorteile für die Herstellung des Sperrelements.
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Indem die Ausgleichsmasse in Bezug auf die Drehachse des Sperrelements auf der entgegengesetzten Seite des Entriegelungshebels angeordnet ist, kann die Rückstellfeder schlanker, insbesondere mit geringeren Vorspannkräften, ausgestaltet werden, was gleichzeitig bedeutet, dass auch die Entriegelungseinheit schlanker gestaltet werden kann, weil geringere Entriegelungskräfte zur Betätigung des Sperrelements in die Entsperrstellung erforderlich sind. Die Parksperrenvorrichtung kommt demnach mit kleinen Federkräften und folglich mit kleinerer Entriegelungseinheit aus, wobei durch die Ausgleichsmasse gleichzeitig eine ausreichende Sicherung gegen Stoßkräfte gegeben ist. Mit einer solchen Parksperrenvorrichtung kann trotz der exzentrischen Lagerung des Sperrelements bei stärkeren Impacts eine unbeabsichtigte Entriegelung verhindert werden. Mithin kann ein ungewolltes und schädliches Einspuren einer Sperrklinke, die ein Aktivieren der Parksperre zur Folge hätte, vermieden werden.
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Vorzugsweise sind die Entriegelungseinheit und die Rückstellfeder jeweils am Entriegelungshebel, insbesondere auf entgegengesetzten Seiten des Entriegelungshebels, angeordnet und wirken entsprechend auf den Entriegelungshebel ein. In einem Ausführungsbeispiel weist der Entriegelungshebel einen ersten Formabschnitt auf, der der Rückstellfeder zugeordnet ist. Der erste Formabschnitt ist zur sicheren Aufnahme eines axialen Endabschnitts der Rückstellfeder ausgebildet. Alternativ oder ergänzend weist der Entriegelungshebel einen zweiten Formabschnitt auf, der der Entriegelungseinheit zugeordnet ist. Der zweite Formabschnitt dient als Anschlag oder Anschlagfläche zur Betätigung des das Sperrelements mittels eines Stößels der Entriegelungseinheit. Wenn die Entriegelungseinheit und die Rückstellfeder jeweils am Entriegelungshebel angeordnet sind, können die genannten Formabschnitte fluchtend zueinander auf entgegengesetzten Seiten des Entriegelungshebel angeordnet sein.
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Die Parksperrenvorrichtung umfasst ferner bevorzugt ein Schaltelement, mit dem eine Sperrklinke in eine Sperrstellung zum Sperren eines Parksperrenrades bewegbar ist, eine Führungsstange, auf der das Schaltelement angeordnet ist, sowie einen Aktuator mit einem Betätigungsglied, durch welches die Führungsstange linear verschieblich ist. Die Sperrklinke weist bevorzugt einen Sperrzahn auf, der dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung das Parksperrenrad zu sperren und in einer Entsperrstellung das Parksperrenrad freizugeben. Beispielsweise liegt eine Sperrstellung der Sperrklinke vor, wenn die Sperrklinke durch die Betätigungseinheit betätigt wird, sodass die Sperrklinke um die Drehachse herum verschwenkt wird und mit einem Rastabschnitt zumindest teilweise in die Verzahnung am Parksperrenrad eingreift, um einen Formschluss zu bilden. Die Rotation des Parksperrenrades ist durch den Formschluss zwischen der Sperrklinke und dem Parksperrenrad blockiert. Die Sperrklinke blockiert folglich die jeweilige mit dem Parksperrenrad wirkverbundene Welle des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Antriebswelle oder die Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs. Die Entsperrstellung der Sperrklinke liegt demgegenüber vor, wenn die Sperrklinke nicht durch die Betätigungseinheit betätigt wird und demzufolge auch nicht um die Drehachse verschwenkt ist. Die Entsperrstellung entspricht einer Ausgangsstellung bzw. Neutralstellung der Sperrklinke. Anders gesagt ist die Sperrklinke in der Entsperrstellung passiv und greift dabei mit dessen Rastabschnitt nicht in die Verzahnung am Parksperrenrad ein, sodass die Parksperre nicht eingelegt und somit eine Antriebswelle oder Abtriebswelle des Kraftfahrzeugs nicht blockiert ist. Mithin gibt die Sperrklinke in dessen Entsperrstellung eine Rotation des Parksperrenrades frei.
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Das Betätigungsglied des Aktuators ist mit dem genannten Betätigungselement, die als Hülse oder Stange ausgebildet sein kann, verbunden. Das Betätigungselement kann ebenfalls Teil des Aktuators sein.
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Vorzugsweise ist das Schaltelement als Sperrkonus ausgebildet, welcher im eingelegten Zustand der Parksperrenvorrichtung zumindest mittelbar an einem Gehäuse abgestützt ist. Anders gesagt kann der Sperrkonus in der Sperrstellung gestellfest abgestützt sein. Zwischen dem Gehäuse und dem Sperrkonus können auch weitere Bauteile angeordnet sein, die eine sichere Abstützung des Sperrkonus begünstigen. Beispielsweise kann eine Hülse vorgesehen sein, die gehäusefest angeordnet ist, wobei der Sperrkonus des Schaltelements im eingelegten Zustand der Parksperrenvorrichtung in die Hülse eintaucht und sich an dieser abstützt. Vorzugsweise ist das Schaltelement beweglich auf der Führungsstange angeordnet.
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In den meisten Fällen ist das Schaltelement federvorgespannt, so dass bei einer elektrischen Fehlfunktion die Parksperre automatisch auslösen kann. Die Federvorspannung kann durch eine Aktivierungsfeder erfolgen, die die Führungsstange umschließt, wobei sich die Aktivierungsfeder am Schaltelement und an der Führungsstange abstützt. Die Aktivierungsfeder kann sich somit an ihrem einen Federfußpunkt unmittelbar am Schaltelement und an ihrem anderen Fußpunkt an der Führungsstange abstützen.
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Soweit Elemente mit Hilfe einer Nummerierung bezeichnet sind, also beispielsweise „erstes Bauteil“, „zweites Bauteil“ und „drittes Bauteil“, so ist diese Nummerierung rein zur Differenzierung in der Bezeichnung vorgesehen und stellt keine Abhängigkeit der Elemente voneinander oder eine zwingende Reihenfolge der Elemente dar. Das heißt insbesondere, dass eine Vorrichtung nicht ein „erstes Bauteil“ aufweisen muss, um ein „zweites Bauteil“ aufweisen zu können. Auch kann die Vorrichtung ein „erstes Bauteil“, sowie ein „drittes Bauteil“ umfassen, ohne aber zwangsläufig ein „zweites Bauteil“ aufzuweisen.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
- 2 eine erste schematische Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung gemäß 1 und
- 3 eine zweite schematische Teilschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Parksperrenvorrichtung nach 1 und 2.
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1 zeigt eine Parksperrenvorrichtung 1 mit einer Sperrklinke 16 die um eine Drehachse 23 verdrehbar ist. Beim Verdrehen der Sperrklinke 16 bewegt sich ein mit ihr einteilig ausgebildeter Sperrzahn 24 im Wesentlichen entlang der in Bezug auf die (nicht dargestellte) Getriebehauptwelle radialen Richtung. Die Parksperrenvorrichtung 1 ist für den Einbau in ein Fahrzeuggetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und bewirkt ein Festsetzen eines Parksperrenrades 25, das mit der Getriebehauptwelle drehfest verbunden ist. Das Parksperrenrad 25 weist dazu eine an seinem Außenumfang angeordnete Sperrverzahnung auf, in die der Sperrzahn 24 formschlüssig verriegelbar ist. Die Sperrklinke 16 ist durch eine Rückholfeder 26 gehalten, die verhindert, dass die Sperrklinke 16 im unbelasteten Zustand schwerkraftbedingt unbeabsichtigt gegen das Parksperrenrad 25 verriegelt. Betätigt wird die Sperrklinke 16 nach 2 durch ein Schaltelement 15, das vorliegend eine Konusform aufweist und auf einer Führungsstange 17 linear und im Wesentlichen achsparallel zum Parksperrenrad 25 verschieblich ist. In einer Sperrstellung der Sperrklinke 16 stützt sich das Schaltelement 15 am Rücken der Sperrklinke 16 sowie gegenüberliegend an einer Hülse 20 ab. Die Hülse 20 ist fest mit einem Gehäuse 8 verbunden.
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Die Linearverschiebung der Führungsstange 17 erfolgt durch einen Aktuator 18, der mit einem federvorgespannten Betätigungsglied 19 auf die Führungsstange 17 einwirkt. Dazu weist die Führungsstange 17 eine zum Betätigungsglied 19 weisende, einteilig mit diesem ausgebildete, erste Stirnseite 27 auf, und das Betätigungsglied 19 weist eine zur Führungsstange 17 weisende und einteilig mit dieser ausgebildete, zweite Stirnseite 28 auf. Die erste Stirnseite 27 ist konkav und die zweite Stirnseite 28 ist konvex ausgebildet. beiden Stirnseiten 27, 28 bilden ein Drehgelenk um alle drei Drehachsen aus, um welches die Führungsstange 17 bei linearer Verlagerung verschwenken kann. Bei der Montage wird die Führungsstange 17 mit der ersten Stirnseite 27 durch ein hülsenförmiges Betätigungselement 7 gesteckt, welche im Anschluss auf das Betätigungsglied 19 mit entsprechender Gegenkontur montiert/gepresst wird.
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Beim Verriegeln und Entriegeln bzw. das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Parksperrenvorrichtung 1 verschwenkt die Führungsstange 17 relativ zum Betätigungsglied 19, sodass ein Verbiegen der Führungsstange 17 verhindert wird. In der Darstellung nach 2 wird die Führungsstange 17 beim Verriegeln nach rechts gedrückt und beim Entriegeln nach links gezogen. In der Entsperrstellung der Sperrklinke 16 ist das Schaltelement 15 durch eine auf der Führungsstange 17 angeordnete Aktivierungsfeder 21 mechanisch vorgespannt, um bei Aktivierung der Parksperre und dabei auftretender Zahn-auf-Zahn-Stellung zwischen dem Sperrzahn 24 der Sperrklinke 16 und einem der Zähne des Parksperrenrades 25 trotzdem eine Verlagerung der Führungsstange 17 in Richtung der Hülse 20 und ein damit einhergehendes Einrasten zu bewirken. Der Konus des Schaltelements 15 wandert in der vorliegenden Darstellung vorgespannt durch die Aktivierungsfeder 21 nach rechts, sobald sich durch Drehung des Parksperrenrades 25 eine Zahn-auf-Lücke-Position zur Aktivierung der Parksperre ergibt.
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Die Parksperrenvorrichtung 1 umfasst ferner eine Arretiereinheit, die in der Schnittdarstellung nach 3 näher gezeigt ist. Diese Arretiereinheit ist dazu ausgebildet, die Sperrklinke 16 in ihrer eingelegten und/oder ausgelegten Stellung zu arretieren. Nach 3 ist ein klinkenartiges bzw. gabelförmiges Sperrelement 3 schwenkbar um eine Drehachse 2 angeordnet. Ferner ist eine Entriegelungseinheit 6 sowie eine Rückstellfeder 9 in Form einer Spiralfeder vorgesehen. Die Entriegelungseinheit 6 umfasst vorliegend sowohl einen Hubmagneten 30 mit einem elektromagnetisch betätigbaren Stößel als auch ein optionales hydraulisch betätigbares Stellelement in Form eines hydraulisch betätigbaren Entriegelungskolbens 22 auf. Mittels des Entriegelungskolbens 22 ist auch bei Ausfall des Hubmagneten 30 ein Herausführen des Sperrelements 3 aus der Sperrstellung bzw. ein Verlagern des Sperrelements 3 in die Entsperrstellung realisierbar ist. Der Entriegelungskolben 22 und der Hubmagnet 30, also die Entriegelungseinheit 6 sind gemeinsam auf derselben Seite des Entriegelungshebels 5 angeordnet. Der Entriegelungskolben 22 und der Stößel 29 sind derart ausgebildet, dass bei deren jeweiliger Betätigung (in der vorliegenden Darstellung nach unten) das Sperrelement 3 um die Drehachse 2 in die Entsperrstellung gedrückt wird.
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Das Sperrelement 3 umfasst einen Verriegelungshebel 4 sowie einen damit einteilig verbundenen Entriegelungshebel 5. Auf einer in Bezug auf den Entriegelungshebel 5 und Verriegelungshebel 4 entgegengesetzten Seite der Drehachse 2 ist eine Ausgleichsmasse 10 in Form eines in der Sperrstellung im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Riegels angeordnet. Im Betrieb kann es zu Stoßkräften kommen, die auf das System einwirken. Die Stoßkräfte wirken in der Darstellung nach 3 hauptsächlich vertikal auf das System ein, weshalb es von Vorteil ist, die Ausgleichsmasse 10 zum wenigstens teilweisen Ausgleich der Masse des Entriegelungshebels 5 und des Verriegelungshebels 4 quer, vorliegend senkrecht, zur Wirkungsrichtung der Stoßkräfte anzuordnen. Aus diesem Grund ist die Ausgleichsmasse 10 vorliegend in der Sperrstellung des Sperrelements 3 bzw. in einer Ausgangsstellung im Wesentlichen horizontal angeordnet bzw. ausgerichtet. In diesem Beispiel ist die Längserstreckung der riegelförmigen Ausgleichsmasse 10 im Wesentlichen fluchtend zur Längserstreckung des Entriegelungshebels 5 angeordnet. Entsprechend ist die Längserstreckung der Ausgleichsmasse 10 schräg zur Längserstreckung des Verriegelungshebels 4 angeordnet. Der Verriegelungshebel 4 ist vorliegend mit einem Winkel zwischen 50° und 60° zum Entriegelungshebel 5 angeordnet. Entsprechend ist der Verriegelungshebel 4 mit einem Winkel zwischen 120° und 130° zur riegelförmigen Ausgleichsmasse 10 angeordnet.
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Vorliegend ist die Ausgleichsmasse 10 einteilig mit dem Verriegelungshebel 4 und dem Entriegelungshebel 5 ausgebildet. Das Sperrelement 3, umfassend die Ausgleichsmasse 10, den Verriegelungshebel 4 und den Entriegelungshebel 5 können in einem Schritt aus einem Blech gestanzt sein. Alternativ ist denkbar, die Ausgleichsmasse 10 als separates Zusatzteil auszubilden und dieses nach Herstellung des Sperrelements durch eine geeignete Verbindung am Sperrelement 3 zu befestigen. Dies kann bei begrenztem vorhandenem Bauraum von Vorteil sein, beispielsweise, wenn die Ausgleichsmasse 10 mit einer größeren Dichte, das heißt mit einer größeren Masse für ein bestimmtes Volumen, ausgebildet ist.
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Vorliegend weist der Entriegelungshebel 5 zwei Formabschnitte 13, 14 auf, die fluchtend zueinander auf entgegengesetzten Seiten des Entriegelungshebels 5 angeformt sind. Der erste Formabschnitt 13 ist auf der Unterseite des Entriegelungshebels 5 angeordnet und der Rückstellfeder 9 zugeordnet, wobei sich die Rückstellfeder 9 an einem Gehäuse 8 sowie am Entriegelungshebel 5 axial abstützt. Der zweite Formabschnitt 14 ist auf der entgegengesetzten Oberseite des Entriegelungshebels 5 angeordnet und der Entriegelungseinheit 6 zugeordnet. Der zweite Formabschnitt 14 kommt am axial verlagerbaren bzw. betätigbaren Stößel 29 der Entriegelungseinheit 6 zur Anlage.
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Der Entriegelungshebel 5 ist derart von der Entriegelungseinheit 6, also durch den Stößel 29 und/oder den Entriegelungskolben 22 betätigbar, dass das Sperrelement 3 um die Drehachse 2 von einer Sperrstellung als Ausgangsstellung bzw. Normalposition des Sperrelements 3 in eine Entsperrstellung verschwenkt.
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Die Rückstellfeder 9 ist demgegenüber derart mit dem Sperrelement 3 bzw. dem Entriegelungshebel 5 wirkverbunden, dass das Sperrelement 3 um die Drehachse 2 in die entgegengesetzte Richtung, das heißt in Richtung der Sperrstellung, gedrückt wird. Die Rückstellfeder 9 erzeugt bei Betätigung des Entriegelungshebels 5 durch die Entriegelungseinheit 6 mit entsprechender Verdrehung des Sperrelements 3 eine Rückstellkraft, die zur selbsttägigen Rückstellung des Sperrelements 3 in die Sperrstellung vorgesehen ist, wenn eine Betätigung der Entriegelungseinheit 6 beendet wird.
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Der Verriegelungshebel 4 weist einen Verriegelungsabschnitt 11 auf, der dazu ausgebildet ist, in eine zumindest teilweise umlaufende Sperrnut 12 des Betätigungselements 7 einzugreifen, wenn das Sperrelement 3 in Sperrstellung gelangt, wodurch das Betätigungselement 7 in einer axialen Position formschlüssig arretiert bzw. eine Längsverlagerung des Betätigungselements 7 blockiert wird.