DE19818752B4

DE19818752B4 - Parksperre für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19818752B4
Application number: DE1998118752
Authority: DE
Inventors: Gebhard Ing. Wöntner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: ATA77497A; DE19818752A1; AT404703B

Abstract

Parksperre für ein Kraftfahrzeug, bei der eine Klinkeneinheit mit einem Parkzahnrad zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass
a) die Klinkeneinheit (4) zwei in sich verschiebbare, im Öffnungssinn federbelastete Klinken (15, 16) und einen quer dazu verschiebbaren Schaltschieber (13) zum Einrücken der Klinken (15, 16) aufweist,
b) wobei die mit Zahnflanken (36) des Parkzahnrades (3) zusammenwirkenden Klinkenflanken (35) mit der Bewegungsrichtung der Klinken einen Winkel (37) einschließen, der größer als der Reibwinkel ist
c) und wobei der Schaltschieber (13) je eine mit dieser Klinke (15, 16) zusammenwirkende Rampe (28, 30) mit einem senkrecht zur Bewegungsrichtung der Klinken gerichteten Absatz (29) aufweist, der die Stellung der eingerückten Klinke bestimmt.

Description

Die Erfindung handelt von einer Parksperre für Kraftfahrzeuge, bei der eine Klinkeneinheit mit einem Parkzahnrad zusammenwirkt, um den Antriebsstrang eines Fahrzeuges zu blockieren. Dazu ist das Parkzahnrad meist an der Getriebeausgangswelle angebracht, jedenfalls aber so, daß zwischen ihr und den angetriebenen Rädern keine Unterbrechung mehr möglich ist.
Parksperren werden immer dann eingesetzt, wenn in einer Kraftübertragung nicht-mechanische Komponenten Verwendung finden, etwa bei automatischen Getrieben mit hydrodynamischem Drehmomentwandler oder bei Getrieben mit fluiddruckbetätigten Kupplungen, insbesondere auch bei kontinuierlich steuerbaren Leistungsverzweigungsgetrieben mit einem Summierungsgetriebe.
Bei Leistungsverzweigungsgetrieben wird Stillstand bei laufendem Motor durch gegenläufige Drehung der beiden Zweige erzielt, wovon der eine geregelt wird. Bei Wegfall des Steuerdruckes (bei Abstellen des Motors) oder wenn der Fahrer das Fahrzeug verläßt, muß die Parksperre eingerückt sein. Zum Wegfahren, egal ob vorwärts oder rückwärts, muß sie sich selbsttätig wieder öffnen.
Aus der DE 35 37 091 C1 ist beispielsweise eine Parksperre für ein Fahrzeug mit automatischem Getriebe bekannt, bei der eine Klinke in eine Zahnlücke des Parkzahnrades eingreift und durch Betätigen des Wählhebels mechanisch ausgerückt wird. Bei einer solchen Parksperre ist ein Öffnen unter Last in beiden Drehrichtungen nur unter größtem Kraftaufwand bis überhaupt nicht möglich. Bei automatischen Getrieben passiert das bei Fehlbedienungen, Leistungsverzweigungsgetriebe sind immer unter Last.
Soll eine Parksperre selbsttätig einfallen, muß ein Federspeicher vorgesehen sein, gegen den die Sperre während der Fahrt durch ein Druckmedium offengehalten wird. Bei Systemstörungen während der Fahrt, etwa bei Ausfall des Druckmediums, wird das Fahrzeug dann aber ganz blockiert. Abgesehen von der Gefahr, die ein plötzliches Einfallen der Parksperre während der Fahrt darstellt, ist es auch nicht akzeptabel, daß das Fahrzeug dann nicht abgeschleppt werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine auch selbsttätig von der Steuerung und unter Last ein- und ausrückbare Parksperre bereitzustellen, die bei Systemausfall in der momentanen Position (gesperrt oder offen) bleibt.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß

a) die Klinkeneinheit zwei in sich verschiebbare, im Öffnungssinn federbelastete Klinken und einen quer dazu verschiebbaren Schaltschieber zum Einrücken der Klinken aufweist,
b) wobei die mit Zahnflanken des Parkzahnrades zusammenwirkenden Klinkenflanken mit der Bewegungsrichtung der Klinken einen Winkel einschließen, der größer als der Reibwinkel ist,
c) und wobei der Schaltschieber je eine mit dieser Klinke zusammmenwirkende Rampe mit einem Senkrecht zur Bewegungsrichtung der Klinken gerichteten Absatz aufweist, der die Stellung der eingerückten Klinke bestimmt.

Durch die zwei getrennten Klinken, können deren Flanken so ausgebildet sein, daß sie auch bei geringem Raumbedarf hohe Momente aufnehmen können und daß trotzdem beide – eine bei einer Lastrichtung, eine bei der entgegengesetzten – auch unter Last ausrückbar sind. Dazu sind die Flanken entsprechend dem Reibwinkel geneigt.
Durch die Federbelastung im Öffnungssinn ist sichergestellt, daß auch die nicht belastete der beiden Klinken selbsttätig ausrückt, wenn der Schaltschieber die entsprechende Stellung einnimmt, bzw auch bei Systemausfall ausgerückt bleiben. Der Schaltschieber sorgt für die Gleichschaltung der beiden Klinken. Deren Absätze stellen sicher, daß bei Systemausfall in gesperrter Stellung die Klinken eingerückt bleiben.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Flanken einander abgekehrt und ihre Entfernung ist gleich der Lückenweite der Zähne des Parkzahnrades, vermehrt um eine oder mehrere Umfangsteilungen des Parkzahnrades (Anspruch 2). Dadurch sind die Flanken am Umfang des Parkzahnrades weiter voneinander entfernt, es ergeben sich günstigere Winkel der Klinkenflanken und der Zähne des Parkzahnrades.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Schaltschieber mit einem Kolben verbunden, der in einem doppeltwirkenden Fluidzylinder geführt ist (Anspruch 3). So kann durch Beaufschlagung des Kolbens von der einen oder anderen Seite auf Befehl der Steuerung die Parksperre geöffnet oder geschlossen werden.
Zur Verringerung des Raumbedarfes und Erhöhung der Betriebssicherheit kann der Fluidzylinder mit der Klinkeneinheit fest verbunden bzw ein Teil dieser sein (Anspruch 4).
Soll zusätzlich eine Betätigung von Hand vorgesehen und mit einem Minimum an Bauteilen möglich sein, so wirkt der Schalt schieber über eine Leerweg-Verbindung mit einer mechanischen Betätigung zusammen (Anspruch 5).
In einer vorteilhaften Ausbildung besteht dann die Leerweg-Verbindung aus einem auf einer Betätigungswelle befestigten Nocken und einer Durchbrechung der Schaltschieber, deren lichte Höhe in Bewegungsrichtung der Schaltschieber gleich dem maximalen Durchmesser des Nockens ist (Anspruch 6). So ist die Sperre in einer Stellung des Nockens von Hand eingerückt und arretiert, in der um etwa 90 Grad verdrehten Stellung des Nockens wird die Steuerung durch den Nocken nicht behindert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung beschrieben und erläutert.
Es stellen dar:
1: Querschnitt durch ein Getriebe mit der erfindungsgemäßen Parksperre in geöffneter Stellung,
2: Detail aus 1, vergrößert und mit abgenommenem Deckel,
3: Schnitt nach III-III in 2,
4: Detail aus 1, vergrößert und mit abgenommenem Deckel, in gesperrter Stellung,
5: Detailansicht V in 1, in einer Stellung,
6: Detailansicht V in 1, in einer anderen Stellung.
In 1 ist das Gehäuse eines beliebigen Getriebes mit 1 bezeichnet. Auf einer in diesem Gehäuse gelagerten Ausgangswelle 2 sitzt ein Parkzahnrad 3. Dieses wirkt mit einer ebenfalls im Getriebegehäuse befestigten Klinkeneinheit 4 zusammen. Aus dieser ragt eine Stange 5 heraus, die von einem Betätigungshebel 7 für Handbetätigung über eine Welle 6 und eine Leerweg-Verbindung 8 verschiebbar ist.
Die Klinkeneinheit 4 in 2 und 3 besteht aus einer Grundplatte 10, einem daran anschließenden bzw. damit einstückigen Fluidzylinder 11 und einem Deckel 12 (teilweise aufgerissen).
In der Grundplatte 10 ist ein Schaltschieber 13 längsbeweglich geführt, er geht in die Stange 5 über, die den Fluidzylinder 11 durchstoßt und einen Kolben 14 aufweist. Weiters ist in der Grundplatte 10 eine erste Klinke 15 und eine zweite Klinke 16 quer zum Schaltschieber 13 verschiebbar geführt. Die mit dem Schaltschieber 13 zusammenwirkenden Teile der Klinken 15, 16 sind gleich.
Die Klinke 15 (3) hat unten eine Ausnehmung 17, die eine sich auf einer Noppe 19 der Grundplatte 10 abstützende Druckfeder 18 aufnimmt. Auf ihrer Oberseite ist eine Schulter 20 ausgebildet, die von einer zur Bewegungsrichtung normalen Fläche 21 und einer schrägen Fläche 22 begrenzt wird. Der Schaltschieber 13 hat eine erste Kulisse 25, die mit der ersten Klinke 15 zusammenwirkt und eine zweite Kulisse 26, die mit der zweiten Klinke 16 zusammenwirkt. Beide Kulissen sind durch aufeinanderfolgende Flächen gebildet: eine zur Bewegungsrichtung der Klinke normale Grundfläche 27, eine untere Schräge 28, einen zur Bewegungsrichtung normalen Absatz 29 und eine obere Schräge 30. Die beiden Schrägen 28, 30 bilden eine Rampe. Diese Aufeinanderfolge stellt im Zusammenwirken mit den Federn 18 sicher, daß die Klinken 15, 16 in beiden möglichen Stellungen verbleiben, solange nicht durch Betätigung des Schaltschiebers 13 eingegriffen wird, auch bei Systemstörung.
Wenn die Sperre eingerückt werden soll, wird der Schaltschieber 13 aufwärts in die in 4 dargestellte Position bewegt. Dabei drückt die untere Schräge 28 der Rampe jeweils die zugehörige Klinke in Sperrstellung. Diese ist erreicht, wenn deren Flächen 21, 22 auf den Flächen 29, 30 des Schaltschiebers aufsitzen.
Die erste Klinke 15 hat an ihrem dem Parkzahnrad 3 zugekehrten Ende eine Klinkenflanke 35, die um einen Winkel 37 zu ihrer Bewegungsrichtung geneigt ist. Dieser Winkel kann gleich dem Winkel der entsprechenden Zahnflanke 36 des Parkzahnrades 3 sein. Jedenfalls ist er so gewählt, daß auf die Klinke unter Last eine geringe Kraft im Ausrücksinn ausgeübt wird, die größer als die entgegenwirkende Reibungskraft ist. Der Winkel 37 hängt auch mit dem Abstand der beiden Klinken 15, 16 voneinander in Umfangsrichtung des Parkzahnrades 3 zusammen. Auf den Umfang des Parkzahnrades 3 bezogen ist dieser im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Umfangsteilung 40 und eine Lückenweite 41.
In den 5,6 ist noch die Leerweg-Verbindung 8 im Detail dargestellt, in 5 in gesperrter, in 6 in geöffneter Stellung. Die Stange 5 weist eine Durchbrechung 45 auf, mit der ein auf der Betätigungswelle 6 befestigter Nocken 46 zusammenwirkt. Der größte Durchmesser des Nockens 46 ist gleich der lichten Höhe 47 der Durchbrechung 45. Deren Höhenlage ist auf der Stange 5 so gewählt, daß sich die Stange 5 und mit ihr der Schaltschieber 13 in der obersten Stellung (gesperrt) befindet, wenn der Nocken 46 in der Durchbrechung 45 aufrecht steht. Steht er quer, so kann sich die Stange zwischen der geöffneten und der gesperrten Stellung frei hin- und herbewegen.

Claims

Parksperre für ein Kraftfahrzeug, bei der eine Klinkeneinheit mit einem Parkzahnrad zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Klinkeneinheit (4) zwei in sich verschiebbare, im Öffnungssinn federbelastete Klinken (15, 16) und einen quer dazu verschiebbaren Schaltschieber (13) zum Einrücken der Klinken (15, 16) aufweist, b) wobei die mit Zahnflanken (36) des Parkzahnrades (3) zusammenwirkenden Klinkenflanken (35) mit der Bewegungsrichtung der Klinken einen Winkel (37) einschließen, der größer als der Reibwinkel ist c) und wobei der Schaltschieber (13) je eine mit dieser Klinke (15, 16) zusammenwirkende Rampe (28, 30) mit einem senkrecht zur Bewegungsrichtung der Klinken gerichteten Absatz (29) aufweist, der die Stellung der eingerückten Klinke bestimmt.
Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (35) der Klinken (15, 16) einander abgekehrt sind und ihre Entfernung gleich der Lückenweite (41) der Zähne des Parkzahnrades (3), vermehrt um eine oder mehrere Umfangsteilungen (40) des Parkzahnrades, ist.
Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (13) mit einem Kolben (14) verbunden ist, der in einem doppeltwirkenden Fluidzylinder (11) geführt ist.
Parksperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidzylinder (11) mit der Klinkeneinheit (4) fest verbunden bzw ein Teil dieser ist.
Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (13) über eine Leerweg-Verbindung (8) mit einer mechanischen Betätigung (7) zusammenwirkt.
Parksperre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerweg-Verbindung (8) aus einem auf einer Betätigungswelle (6) befestigten Nocken (46) und einer Durchbrechung (45) des Schaltschiebers (13) besteht, deren lichte Höhe (47) in Bewegungsrichtung des Schaltschiebers (13) gleich dem maximalen Durchmesser des Nockens (46) ist.