AT528207B9 - Parksperrenrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Parksperrenrad (5) mit einem ringförmigen Radkörper (11), der eine erste Stirnfläche (12) und eine zweite Stirnfläche (13) aufweist, der weiter eine Außenverzahnung (15) mit mehreren Zähnen (16) aufweist, wobei zwischen den Zähnen (16) Zahnlücken (17) für den Eingriff eines Sperrelements (9) angeordnet sind, und mit einer Wellenaufnahme (20), die radial unterhalb der Außenverzahnung (15) ausgebildet ist und die von einer inneren Mantelfläche (21) des Radkörpers (11) umgeben ist, wobei an dieser inneren Mantelfläche (21) zumindest ein Formschlusselement zur Ausbildung einer verdrehgesicherten Anordnung des Parksperrenrades (5) auf einer Antriebswelle (7) ausgebildet bzw. angeordnet ist, und wobei zumindest einzelne der Zähne (16) mit einer Vertiefung (23) in der ersten Stirnfläche (12) ausgebildet sind, sodass die Zähne (16) im Bereich der Vertiefung (23) in der Seitenansicht betrachtet u-profilförmig ausgebildet sind. Das zumindest eine Formschlusselement ist unterhalb der Zähne (16) der Außenverzahnung (15) des Radkörpers (11) angeordnet.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Parksperrenrad mit einem ringförmigen Radkörper, der eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufweist, der weiter eine Außenverzahnung mit mehreren Zähnen aufweist, wobei zwischen den Zähnen Zahnlücken für den Eingriff eines Sperrelements angeordnet sind, und mit einer Wellenaufnahme, die radial unterhalb der Außenverzahnung ausgebildet ist und die von einer inneren Mantelfläche des Radkörpers umgeben ist, wobei an dieser inneren Mantelfläche zumindest ein Formschlusselement zur Ausbildung einer verdrehgesicherten Anordnung des Parksperrenrades auf einer Antriebswelle ausgebildet bzw. angeordnet ist, und wobei zumindest einzelne der Zähne mit einer Vertiefung in der ersten Stirnfläche ausgebildet sind, sodass die Zähne im Bereich der Vertiefung in der Seitenansicht betrachtet u-profilförmig ausgebildet sind.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Parksperrenvorrichtung umfassend ein Parksperrenrad.

[0003] Zudem betrifft die Erfindung eine E-Achse umfassend einen Elektromotor und ein Parksperrenrad.

[0004] Eine Parksperre hat die Aufgabe, ein Fahrzeug im geparkten Zustand gegen Wegrollen zu sichern. Dazu kann in die Verzahnung eines Parksperrenrades eine Sperrklinke formschlüssig einrasten.

[0005] Parksperren mit Parksperrenrädern sind aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2006 058 858 A1 ein Parksperrenrad eines Automatikgetriebes mit einer Mehrzahl von Zähnen auf dem Umfang eines Radkörpers mit zentraler Wellenaufnahme, wobei im Radkörper entsprechend der Zähnezahl Durchbrüche vorgesehen sind, wobei jedem Zahn zu der Wellenaufnahme hin ein Durchbruch vorgelagert ist.

[0006] Aus der WO 2024/017957 A1 ist ein Parksperrenrad mit einem Radkranz und einer Radnabe bekannt, an dem wenigstens zwei Klinkenlücken vorhanden sind, die in einer axialen Richtung des Parksperrenrades eine Klinkenlückenbreite aufweisen, ein Radkranz zwischen den Klinkenlücken eine Radkranzbreite aufweist, die kleiner ist als die Klinkenlückenbreite. Die Radnabe und der Radkranz sind über Speichen miteinander verbunden.

[0007] Die DE 10 2020 215 532 A1 beschreibt eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine mit einem Rotor, eine Antriebswelle, wobei die Antriebswelle mit dem Rotor drehfest so verbunden ist, dass sich die Antriebswelle von einer ersten Seite des Rotors zu einer zweiten Seite des Rotors, welche der ersten Seite gegenüberliegt, durch den Rotor hindurch erstreckt, ein Getriebe, welches mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die zweite Seite dem Getriebe zugewandt ist, und eine Parksperreneinrichtung, umfassend ein Parksperrenrad, welches an der Antriebswelle angeordnet ist und mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist und der ersten Seite zugewandt ist, wobei die erste Seite dem Getriebe abgewandt ist.

[0008] Aus der DE 10 2019 118 828 A1 ist eine Parksperrenvorrichtung für eine elektrische Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs bekannt, umfassend ein Parksperrenrad, das dazu ausgebildet ist, koaxial sowie drehfest an einer Welle, die mit einer elektrischen Maschine drehfest verbunden ist, angeordnet zu sein, und eine Sperrklinke, die dazu ausgebildet ist, mit einer Verzahnung des Parksperrenrades zusammenzuwirken, um in einer Sperrstellung eine Rotation der Welle zu sperren und in einer Entsperrstellung eine Rotation der Welle freizugeben, wobei das Parksperrenrad topfförmig aus einem Rohrabschnitt und einem einteilig damit verbundenen Zahnradabschnitt ausgebildet ist. Der Zahnradabschnitt kann mehrere Ausnehmungen aufweisen, die stirnseitig ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen zumindest teilweise axial durch den Zahnradabschnitt durchbrechen.

[0009] Die JP 2002-282954 A beschreibt ein Parksperrenrad mit einem gezahnten Abschnitt an einem äußeren Umfang und einem Kerbzahnabschnitt an einem inneren Umfang, sowie einem dazwischen ausgebildeten Bodenplattenabschnitt, wobei das Parksperrenrad einstückig aus einem Plattenmaterial durch hydraulisches Umformen hergestellt ist.

[0010] Die CN 108799492 A beschreibt einen Parksperrenmechanismus, der eine Basis, eine Parkausführungsbaugruppe, eine Begrenzungsführungsrahmenbaugruppe und eine Verriegelungsbaugruppe umfasst, wobei die Begrenzungsführungsrahmenbaugruppe fest auf der Basis angeordnet ist. Dabei greift eine Sperrklinke in die Zahnnut eines Sperrrads ein, um einen Parkzustand zu erreichen. Das Sperrrad ist fest mit einem Differentialgetriebe verbunden.

[0011] Aus der DE 10 2020 003 311 A1 ist ein Parksperrensystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, umfassend ein Gehäuse, eine Sperrklinke, ein Parksperrenrad, eine Rückstellfeder, die einerseits an dem Gehäuse und andererseits an der Sperrklinke abgestützt ist, und einen Lagerbolzen, mittels welchem die Sperrklinke an dem Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei das Parksperrensystem einen Zentrierdom aufweist, welcher fest mit der Sperrklinke verbunden ist und welcher koaxial zu dem Lagerbolzen und diesen radial umgebend angeordnet ist.

[0012] Die DE 10 2021 204 981 A1 offenbart eine Parksperre mit einem Parksperrenrad und einer in dessen Außenverzahnung verrastbaren, mittels eines Aktuators betätigbaren Klinke und einem Flügelrad, welches drehfest auf einer Antriebswelle einer elektrischen Maschine oder eines Getriebes aufgenommen ist, wobei in einem sich im gefügten Zustand des Parksperrenrads und des Flügelrads ergebenden Hohlraum eine elastische Einlage aufgenommen ist, die schlagartig auftretende Drehmomentbelastungen zwischen dem Flügelrad und dem Parksperrenrad in beide Drehrichtungen dämpft.

[0013] Beim Betätigen der Parksperre, d.h. des Parksperrenmechanismus, wird ein Sperrelement, üblicherweise eine Sperrklinke, betätigt, die in die Zahnlücken zwischen den Zähnen des Parksperrenrades eingreifen soll, um damit eine weitere Drehung des Parksperrenrades zu verhindern, womit der Stillstand eines Fahrzeuges gesichert wird. Im Falle einer ungünstigen Stellung von Sperrklinke zu Zahnlücke erfolgt bei Betätigung der Parksperre jedoch kein Eingriff der Sperrklinke in die Zahnlücke, sondern schlägt die Sperrklinke auf den Zahnkopf eines Zahnes des Parksperrenrenrades. Letzteres dreht sich dann weiter, bis die Sperrklinke in der passenden Stellung in eine Zahnlücke eingreifen kann. Aufgrund der Vorspannung der Sperrklinke schleift dabei die Sperrklinke über die Oberfläche des Zahnes des Parksperrenrades, auf den die Sperrklinke aufgeschlagen hat.

[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Parksperre, insbesondere eine Parksperre eines Antriebes mit Elektromotor, in Hinblick auf diese Problematik zu verbessern.

[0015] Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Parksperrenrad gelöst, bei dem das zumindest eine Formschlusselement unterhalb der Zähne der Außenverzahnung des Radkörpers angeordnet ist.

[0016] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Parksperrenvorrichtung, die das erfindungsgemäße Parksperrenrad aufweist, und unabhängig davon mit der eingangs genannten E-Achse, die das erfindungsgemäße Parksperrenrad aufweist, gelöst.

[0017] Von Vorteil ist dabei, dass die Zahnköpfe breiter ausgeführt sind als die vertieften Bereiche, womit Schläge des Sperrelementes auf die Zahnköpfe von den Zähnen besser aufgenommen werden können. Das Parksperrenrad weist damit eine höhere Belastbarkeit auf, womit Beschädigungen, wie beispielsweise Mikrorisse, Absplitterungen, etc., vermieden werden können. Damit ist das Parksperrenrad auch an Stellen im Antriebsstrang eines Fahrzeuges besser einsetzbar, an denen höhere Kräfte wirken, wie beispielsweise in einem Getriebe, womit die Platzierung des Parksperrenrades in einem Fahrzeug variabler gestaltet werden kann, also nicht nur auf die Anordnung auf einer Antriebswelle beschränkt ist.

[0018] Zur weiteren Verbesserung dieser Effekte kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Zähne mit der Vertiefung in der ersten Stirnfläche auch in der zweiten Stirnfläche mit einer Vertiefung ausgebildet sind, sodass die Zähne im Bereich der Vertiefungen in der ersten und zweiten Stirnfläche in der Seitenansicht betrachtet I-profilförmig ausgebildet sind.

[0019] Eine einfache Möglichkeit der Ausbildung der Vertiefung(en) kann mit einer Ausführungs

variante der Erfindung erreicht werden, bei der die Vertiefungen in den Stirnflächen der Zähne zwischen einem an die Wellenaufnahme anschließend angeordneten erhabenen Ringsteg und einer erhabenen stegförmigen Axialkontur, die in der ersten Stirnflächen und/oder der zweiten Stirnfläche anschließend an die Mantelfläche des Radkörpers angeordnet ist, ausgebildet ist.

[0020] Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vertiefungen in den Stirnflächen der Zähne ausschließlich radial unterhalb der Zahnköpfe der Zähne angeordnet sind. Damit können die Abschnitte des Parksperrenrades unterhalb der Zahnlücken ebenfalls resistenter gegenüber Schlägen des Sperrelementes der Parksperrenvorrichtung ausgebildet werden.

[0021] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vertiefungen von gestuften Seitenwänden umgeben sind, sodass die Vertiefungen unterschiedlich tiefe Abschnitte aufweisen. Mit dieser Ausführungsvariante kann das Belastbarkeitsprofil des Parksperrenrades am Übergang zu den Vertiefungen verbessert werden.

[0022] Zur Reduktion des Massenträgheitsmoments des Parksperrenrades bei gleichzeitig verbesserter Belastbarkeit der Zähne kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vertiefungen eine maximale Tiefe zwischen 4 % und 90 % einer Dicke des Radkörpers in der Axialrichtung aufweisen.

[0023] Für eine Gewichtsreduktion des Parksperrenrades kann entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Abschnitte der mehreren Abschnitte der Vertiefungen, die die größte Tiefe aufweisen, zumindest teilweise als Durchbrüche durch den Radkörper ausgebildet sind.

[0024] Eine einfache Serienproduktion der Vertiefung des Parksperrenrades kann mit der Ausführungsvariante der Erfindung erreicht werden, nach der der Radkörper als Sinterbauteil oder Additives Fertigungsbauteil ausgebildet ist.

[0025] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0026] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0027] Fig. 1 eine E-Achse;

[0028] Fig. 2 eine Parksperrenvorrichtung;

[0029] Fig. 3 eine erste Ausführungsvariante eines Parksperrenrades in Schrägansicht;

[0030] Fig. 4 einen Schnitt durch einen Zahn des Parksperrenrades nach Fig. 3 in Seitenansicht;

[0031] Fig. 5 eine zweite Ausführungsvariante eines Parksperrenrades in Schrägansicht; [0032] Fig. 6 eine dritte Ausführungsvariante eines Parksperrenrades in Schrägansicht; [0033] Fig. 7 eine vierte Ausführungsvariante eines Parksperrenrades in Schrägansicht.

[0034] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0035] In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer E-Achse 1 für ein bzw. eines batterieelektrischen Fahrzeugs oder für Hybridanwendungen in einem Fahrzeug vereinfacht dargestellt. Da E-Achsen an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, sei zu weiteren Details dazu auf diesen einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Es sei nur so viel ausgeführt, dass die dargestellte EAchse 1 zumindest einen Elektromotor 2, zumindest ein Leistungselektronikmodul 3 und zumin-

dest ein Getriebe 4 aufweisen kann. Weiter weist die E-Achse 1 zumindest ein Parksperrenrad 5 auf. Das Parksperrenrad 5 kann Teil des Getriebes 4 sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Parksperrenrad 5 einem Rad 6 zugeordnet sein, d.h. auf einer Antriebswelle 7 für das Rad 6, die zwischen dem Rad 6 und dem Elektromotor 2 angeordnet ist, vorgesehen sein. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann auch mehr als ein Rad 6 ein Parksperrenrad 5 aufweisen. Weiter kann das Parksperrenrad 5 auch an einer anderen Stelle des Antriebsstranges eines Fahrzeuges angeordnet sein, solange es seine Funktion der Sicherung des Stillstands des Fahrzeugs erfüllt.

[0036] Obwohl die E-Achse 1 die bevorzugte Anwendung des Parksperrenrades 5 ist, kann das Parksperrenrad 5 auch in Anwendungen eingesetzt werden, in denen die Funktion der Verhinderung einer Drehbewegung eines Antriebselements bei dessen Stillstand benötigt wird.

[0037] Generell kann das Parksperrenrad 5 Teil einer Parksperrenvorrichtung 8 sein, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Parksperrenvorrichtung 8 umfasst neben dem Parksperrenrad 5 ein Sperrelement 9, wie beispielsweise eine Sperrklinke, das zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung bewegbar, beispielsweise verschenkbar, angeordnet sein kann. Dazu kann das Sperrelement 9 vorgespannt angeordnet sein, beispielsweise mit einem Federelement 10. Da derartige Parksperrenvorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt sind, sei zu weiteren Details dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

[0038] Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass — obwohl nicht dargestellt - auch bei der E-Achse 1 das Parksperrenrad 5 mit einem Sperrelement 9 zusammenwirkt.

[0039] In den Fig. 3 bis 7 sind verschiedene Ausführungsvarianten des Parksperrenrades 5 dargestellt.

[0040] Das Parksperrenrad 5 weist einen ringförmigen Radkörper 11 auf. Der Radkörper 11 weist eine erste Stirnfläche 12 und eine zweite Stirnfläche 13, die der ersten Stirnfläche 12 in einer Axialrichtung 14 gegenüberliegt, auf, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist.

[0041] Weiter weist das Parksperrenrad 5 eine Außenverzahnung 15 mit mehreren Zähnen 16 auf. Zwischen den Zähnen 16 sind Zahnlücken 17 für den Eingriff des Sperrelements 9 (siehe Fig. 2) angeordnet.

[0042] Die Zähne 16 können in einer Umfangsrichtung 18 des Parksperrenrades 5 alle eine gleiche Breite 19 aufweisen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Zähne 16 unterschiedliche Breiten 19 aufweisen. Beispielsweise kann jeder zweite Zahn 16 breiter sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, sodass also in der Umfangsrichtung 18 eine Abfolge breiter Zahn 16 — schmaler Zahn 16 (bezogen auf den breiten Zahn 16) vorhanden ist. Dabei können alle breiten Zähne 16 die gleiche Breite 19 und alle schmalen Zähne 16 die gleiche Breite aufweisen.

[0043] Mit der Ausbildung der Zähne 16 mit (zwei) unterschiedlichen Breiten 19 kann die Ausbildung der Sperrstellung des Sperrelements 9 aus der Offenstellung verbessert werden.

[0044] Generell können die Zähne 16 eine Breite 19 in der Umfangsrichtung 18 zwischen 5 mm und 50 mm aufweisen.

[0045] Die Form der Zahnlücken 17 ist vorzugsweise an die Form des in die Zahnlücken 17 eingreifenden Teils des Sperrelements 9 angepasst. Beispielsweise können die Zahnlücken 17 gerundet bzw. mit rundem Verlauf ausgeführt sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

[0046] Das Parksperrenrad 5 weist zudem radial unterhalb der Außenverzahnung 15 eine Wellenaufnahme 20 auf, die vorzugsweise als Durchbruch durch den Radkörper 11 in der Axialrichtung 14 ausgebildet ist. Die Wellenaufnahme 20 kann auch in Form eines Sacklochs ausgebildet sein. Insbesondere ist die Wellenaufnahme 20 koaxial zum Radkörper 11 ausgebildet.

[0047] An einer radial inneren Mantelfläche 21 des Radkörpers 11 ist zumindest ein Formschlusselement zur Ausbildung einer verdrehgesicherten Anordnung des Parksperrenrades 5 auf der Antriebswelle 7 (siehe Fig. 1) ausgebildet bzw. angeordnet. Beispielsweise kann die Verdrehsicherung in Form einer Steckverzahnung 22 ausgebildet sein. Die Verdrehsicherung kann aber auch mit anders ausgebildeten Formschlusselementen hergestellt werden, beispielsweise einem

oder mehreren Stegen, durch Aufschrumpfen, durch stoffschlüssiges Verbinden, beispielswiese Schweißen, etc. Sofern das Parksperrenrad 5 nicht auf der Antriebswelle 7 angeordnet wird, sondern beispielsweise mit einem Getriebezahnrad des Getriebes 4 verbunden ist, beispielsweise verschraubt ist, kann auch auf die Anordnung der Formschlusselemente auf der inneren Mantelfläche 21 des Radkörper 11 verzichtet werden.

[0048] Es ist vorgesehen, dass zumindest einzelne der Zähne 16 mit einer Vertiefung 23 in der ersten Stirnfläche 12 ausgebildet sind, sodass die Zähne 16 im Bereich der Vertiefung 23 in der Seitenansicht betrachtet u-profilförmig ausgebildet sind, wie dies aus Fig. 4 zu erkennen ist, die einen Schnitt durch einen Zahn 16 des Parksperrenrades 5 nach Fig. 3 zeigt. Anders ausgedrückt ist also der Radkörper 11 in den Bereichen neben der Vertiefung mit einer größeren axialen Breite ausgebildet.

[0049] Vorzugsweise weist jeder Zahn 16 eine Vertiefung 23 auf. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass nur jeder zweite oder jeder dritte Zahn 16 mit einer Vertiefung 23 in der ersten Stirnfläche 12 versehen ist, bzw. kann auch eine andere Anordnung von Vertiefungen 23 in der ersten Stirnfläche 12 der Zähne 16 gewählt werden.

[0050] Die Vertiefung(en) 23 kann/können ausschließlich im Zahn 16/den Zähnen 16 ausgebildet sein. Vorzugsweise erstrecken sie sich aber in einer Radialrichtung 24 bis auf eine Höhe unterhalb der Zahnlücken 17, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Ein radialer Abstand 25 der Vertiefung(en) 23 von der Wellenaufnahme 20 kann zwischen 2 mm und 20 mm betragen.

[0051] In der dargestellten Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 weisen die Vertiefungen 23 in der Stirnseitenansicht eine zumindest annährend trapezförmige Form auf, wobei die kürzere Grundseite radial unterhalb der Basis angeordnet ist. Es ist damit gemeint, dass die die Vertiefungen 23 begrenzenden Seitenwände 26 einen trapezförmigen Umfang der Vertiefungen 23 bilden.

[0052] Die Vertiefungen 23 können auch eine andere Form in der Stirnseitenansicht aufweisen, beispielsweise eine zumindest annähernd rechteckförmige, eine zumindest annähernd quadratische, eine zumindest annähernd sechseckförmige, eine zumindest annähernd achteckförmige, eine kreisrunde, eine ovale, etc.

[0053] Die Vertiefungen 23 eines Parksperrenrades 5 können alle die gleiche Form aufweisen oder zueinander unterschiedliche Formen.

[0054] Nach einer Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Zähne 16 mit der Vertiefung 23 in der ersten Stirnfläche 12 auch in der zweiten Stirnfläche 13 mit einer Vertiefung 23 ausgebildet sind, sodass die Zähne 16 im Bereich der Vertiefungen 23 in der ersten und zweiten Stirnfläche 12, 13 in der Seitenansicht betrachtet i-profilförmig ausgebildet sind, wie dies in Fig. 4 (teilweise strichliert) dargestellt ist. Auf diese Vertiefungen 23 in der zweiten Stirnfläche 13 können die Ausführungen zu den Vertiefungen 23 in der ersten Stirnfläche 12 übertragen werden, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen darauf verwiesen sel.

[0055] Vorzugsweise ist in jedem Zahn 16 des Parksperrenrades 5 eine Vertiefung 23 in der ersten Stirnfläche 12 und eine Vertiefung 23 in der zweiten Stirnfläche 13 ausgebildet.

[0056] Es ist auch bevorzugt, wenn sich alle Vertiefungen 23 in der ersten Stirnfläche 12 und alle Vertiefungen 23 in der zweiten Stirnfläche 13 in der Radialrichtung 24 bis zu einer Höhe unterhalb der Zahnlücken 17 erstrecken.

[0057] Es ist weiter bevorzugt, wenn die Vertiefung 23 in der ersten Stirnfläche 12 gleich zu den Vertiefung 23 in der zweiten Stirnfläche 13 ausgebildet sind, wobei weiter bevorzugt ist, dass die Vertiefungen 23 in der ersten Stirnfläche 12 und die Vertiefung 23 in der zweiten Stirnfläche 13 deckungsgleich ausgebildet sind.

[0058] Nur der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Vertiefungen 23 in der bevorzugten Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 keine Durchbrüche durch den Radkörper 11 in der Axialrichtung 14 sind.

[0059] In der Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 nach Fig. 3 (und den Fig. 6 und 7) sind die Vertiefungen 23 in der ersten Stirnflächen 12 und der zweiten Stirnfläche 13 (der Zähne 16) ausschließlich radial unterhalb von Zahnköpfen 27 der Zähne 16 angeordnet. Bei der Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 nach Fig. 5 sind die Vertiefungen 23 in der ersten Stirnflächen 12 und/oder der zweiten Stirnfläche 13 der Zähne 16 zwischen einem an die Wellenaufnahme 20 auf der ersten und/oder zweiten Stirnfläche 12, 13 anschließend angeordneten erhabenen Ringsteg 28 und einer erhabenen vollumfänglich ausgebildeten, stegförmigen Axialkontur 29, die auf der ersten und/oder zweiten Stirnfläche 12, 13 anschließend an eine radial äußere Mantelfläche 30 des Radkörpers 11 angeordnet bzw. ausgebildet ist, ausgebildet. Damit ist auf der ersten und/oder der zweiten Stirnfläche 12, 13 jeweils nur eine Vertiefung 23 ausgebildet, die sich durchgehend vollumfänglich erstreckt, also auch unterhalb der Zahnlücken 17.

[0060] Der Ringsteg 28 kann vollumfänglich mit der gleichen radialen Breite 31 ausgebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Ringsteg 28 der Kontur der Verdrehsicherung, also beispielsweise der Steckverzahnung 22, folgt bzw. eine andere Form aufweist.

[0061] Die Axialkontur 29 folgt in der Umfangsrichtung 18 bevorzugt der Kontur der Außenverzahnung 15, bildet also den Verlauf der Kante zwischen der ersten Stirnfläche 12 oder der zweiten Stirnfläche 13 und der Mantelfläche 30 nach. Zur einfacheren Herstellbarkeit bzw. zur Verbesserung der mechanischen Belastbarkeit kann die Axialkontur 29 an den Ubergängen von den Zahnköpfen 27 zu Zahnflanken 32 mit einer größeren radialen Breite 33 als in den anschließenden Abschnitten der Axialkontur 29 ausgebildet sein. Insbesondere können diese Übergänge auch gerundet ausgeführt sein, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

[0062] Die radiale Breite 31 des Ringsteges 28 kann zwischen 2 mm und 20 mm betragen. [0063] Die radiale Breite 33 der Axialkontur 29 kann zwischen 2 mm und 20 mm betragen.

[0064] Ein minimaler radialer Abstand 34 zwischen dem Ringsteg 28 und der Axialkontur 29 kann zwischen 2 mm und 30 mm betragen.

[0065] Anders als bei der Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 nach Fig. 3 sind die Seitenwände 26 der Vertiefungen 23 bei der Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 nach Fig. 6 gestuft ausgebildet. Konkret ist eine Stufe ausgebildet, es können aber auch mehrere Stufen in der Axialrichtung 14 ausgebildet sein. Durch diese Stufung weisen die Vertiefungen einen ersten Vertiefungsabsatz 35 auf und eine gegenüber diesen nochmals tiefer gelegene Bodenfläche 36.

[0066] Der Vertiefungsabsatz 35 kann eine Breite zwischen 0,5 mm und 30 mm aufweisen.

[0067] Die Tiefe des Vertiefungsabsatzes 35 gegenüber der ersten bzw. zweiten Stirnfläche 12, 13 kann zwischen 5 % und 75 % einer maximalen Tiefe 37 der jeweiligen Vertiefung 23 betragen.

[0068] Generell können die Vertiefungen 23 gemäß einer Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 eine maximale Tiefe zwischen 4 % und 90 % einer maximalen Dicke 38 (siehe Fig. 4) des Radkörpers 11 in der Axialrichtung 14 aufweisen. Die Vertiefungen 23 können nach einer Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 auch eine maximale Tiefe zwischen 0,2 mm und 2 mm aufweisen.

[0069] Aufgrund der gestuften Seitenwände 26 weisen die Vertiefungen 23 also zwei oder mehrere unterschiedlich tiefe Abschnitte auf.

[0070] Obwohl die Vertiefungen 23 vorzugsweise nicht als Durchbrüche ausgeführt sind, besteht nach einer weiteren Ausführungsvariante des Parksperrenrades 5 aber die Möglichkeit, dass Vertiefungen 23, die von gestuften Seitenwänden 26 begrenzt sind, derartige Durchbrüche 39 durch den Radkörper 11 in der Axialrichtung 14 aufweisen. Diese Durchbrüche 39 nehmen dabei aber nicht die gesamte Bodenfläche 36 der Vertiefungen 23 ein, sondern nur einen Teil davon. Beispielsweise kann ein Anteil zwischen 10 % und 70 % der Bodenfläche 36 einer Vertiefung 23 durch einen Durchbruch 39 ersetzt sein.

[0071] Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, dass die Durchbrüche 39 die gesamte Bodenfläche 36 ersetzen und damit die Vertiefungen 23 nur mehr die Vertie-

fungsabsätze 35 aufweisen.

[0072] Das, vorzugsweise einstückige, Parksperrenrad 5 ist bevorzugt aus zumindest einem metallischen Werkstoff hergestellt. Prinzipiell kann es beispielsweise ein gegossenes Bauteil sein, dass gegebenenfalls für die Ausbildung der Vertiefungen 23 mechanisch nachbearbeitet wird. In der bevorzugten Ausführungsvariante ist das Parksperrenrad 5 bzw. der Radkörper 11 als Sinterbauteil, d.h. nach einem pulvermetallurgischem Verfahren durch Sintern hergestellt, oder als Additives Fertigungsbauteil ausgebildet.

[0073] Sinterverfahren an sich aus dem Stand der Technik bekannt, sodass auf eine Wiedergabe dieses Verfahrens verzichtet wird. Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass diese Verfahren zumindest die Schritte Pressen des Pulvers oder der Pulvermischung zu einem Grünling in einer Form und Sintern des Grünlings zum Parksperrenrad 5 umfasst.

[0074] Die Vertiefungen 23 können bereits beim Pulverpressen zum Grünling in diesen eingebracht werden, indem der Oberstempel und/oder der Unterstempel entsprechende Vorsprünge aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Vertiefungen 23 auch in einem gegebenenfalls erfolgenden Kalibrierschritt mit einem Kalibrierwerkzeug nach dem Sintern in den Radkörper 11 eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich dazu ist auch eine spanende Bearbeitung des Grünlings oder des gesinterten Radkörpers 11 zur Ausbildung der Vertiefungen 23 möglich.

[0075] Es besteht weiter die Möglichkeit, dass die Vertiefungen 23 durch weiteres Verdichten des Grünlings oder des gesinterten Radkörpers 11 hergestellt werden. Damit kann das Parksperrenrad 5 im Bereich der Vertiefungen 23 eine höhere Dichte aufweisen als in den restlichen Bereichen des Radkörpers 11, womit das Parksperrenrad 5 auch in diesen Bereichen der Vertiefungen 23 eine höhere mechanische Belastung aufweisen kann. Diese zusätzliche Verdichtung kann beispielsweise mit einem Verdichtungswerkzeug, z.B. einem Verdichtungsstempel, und/oder im Zuge eines gegebenenfalls erfolgenden Kalibrierens erfolgen.

[0076] Anstelle mittels eines pulvermetallurgischem Verfahrens kann das Parksperrenrad 5 auch nach einem additiven Verfahren hergestellt sein. Beispielsweise kann das Parksperrenrad 5 mittels Selective Laser Sintering, Laser Powder Bed Fusion, Electron Beam Powder Bed Fusion, Binder Jetting, Pulverbettlasersintern, insbesondere Cold Metal Fusion, Direct Energy Deposition, Wire Arc Additive Manufacturing, Stereolithography-Verfahren und anderen Verfahren hergestellt werden.

[0077] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Parksperrenrad 5 dieses nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 E-Achse 1 31 Breite

2 Elektromotor 32 Zahnflanke

3 Leistungselektronikmodul 33 Breite

4 Getriebe 34 Abstand

5 Parksperrenrad 35 Vertiefungsabsatz 6 Rad 36 Bodenfläche

7 Antriebswelle 37 Tiefe

8 Parksperrenvorrichtung 38 Dicke

9 Sperrelement 39 Durchbruch

10 Federelement

11 Radkörper

12 Stirnfläche

13 Stirnfläche

14 Axialrichtung 15 Außenverzahnung 16 Zahn

17 Zahnlücke

18 Umfangsrichtung 19 Breite

20 Wellenaufnahme 21 Mantelfläche 22 Steckverzahnung 23 Vertiefung

24 Radialrichtung 25 Abstand

26 Seitenwand

27 Zahnkopf

28 Ringsteg

29 Axialkontur

30 Mantelfläche

Claims (11)

Patentansprüche

1. Parksperrenrad (5) mit einem ringförmigen Radkörper (11), der eine erste Stirnfläche (12) und eine zweite Stirnfläche (13) aufweist, der weiter eine Außenverzahnung (15) mit mehreren Zähnen (16) aufweist, wobei zwischen den Zähnen (16) Zahnlücken (17) für den Eingriff eines Sperrelements (9) angeordnet sind, und mit einer Wellenaufnahme (20), die radial unterhalb der Außenverzahnung (15) ausgebildet ist und die von einer inneren Mantelfläche (21) des Radkörpers (11) umgeben ist, wobei an dieser inneren Mantelfläche (21) zumindest ein Formschlusselement zur Ausbildung einer verdrehgesicherten Anordnung des Parksperrenrades (5) auf einer Antriebswelle (7) ausgebildet bzw. angeordnet ist, und wobei zumindest einzelne der Zähne (16) mit einer Vertiefung (23) in der ersten Stirnfläche (12) ausgebildet sind, sodass die Zähne (16) im Bereich der Vertiefung (23) in der Seitenansicht betrachtet u-profilförmig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement unterhalb der Zähne (16) der Außenverzahnung (15) des Radkörpers (11) angeordnet ist.

2. Parksperrenrad (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Zähne (16) mit der Vertiefung (23) in der ersten Stirnfläche (12) auch in der zweiten Stirnfläche (13) mit einer Vertiefung (23) ausgebildet sind, sodass die Zähne (16) im Bereich der Vertiefungen (23) in der ersten und zweiten Stirnfläche (12, 13) in der Seitenansicht betrachtet i-profilförmig ausgebildet sind.

3. Parksperrenrad (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (23) in der ersten Stirnflächen (12) und/oder der zweiten Stirnfläche (13) zwischen einem an die Wellenaufnahme (20) anschließend angeordneten erhabenen Ringsteg (28) und einer erhabenen stegförmigen Axialkontur (29), die in der ersten Stirnflächen (12) und/oder der zweiten Stirnfläche (13) anschließend an die radial äußere Mantelfläche (30) des Radkörpers (5) angeordnet ist, ausgebildet ist.

4. Parksperrenrad (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (23) in den Stirnflächen (12, 13) ausschließlich radial unterhalb der Zahnköpfe (27) der Zähne (16) angeordnet sind.

5. Parksperrenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (23) von gestuften Seitenwänden (23) umgeben sind, sodass die Vertiefungen (23) unterschiedlich tiefe Abschnitte aufweisen.

6. Parksperrenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (23) eine maximale Tiefe (37) zwischen 4 % und 90 % einer Dicke des Radkörpers in der Axialrichtung aufweisen.

7. Parksperrenrad (5) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte der mehreren Abschnitte der Vertiefungen (23) mit den gestuften Seitenwänden (26), die am tiefsten sind, zumindest teilweise als Durchbrüche (39) durch den Radkörper (11) ausgebildet sind.

8. Parksperrenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkörper (11) als Sinterbauteil oder Additives Fertigungsbauteil ausgebildet ist.

9. Parksperrenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Zähne (16) der Außenverzahnung (15) in einer Umfangsrichtung (18) des Parksperrenrades (5) unterschiedliche Breiten (19) aufweisen.

10. Parksperrenvorrichtung (8) umfassend ein Parksperrenrad (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.

11. E-Achse (1) umfassend einen Elektromotor (2) und ein Parksperrenrad (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen