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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Blockierung eines Kraftfahrzeugs
in Parkposition.
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Die Übertragung
des Moments, welches vom Antriebsmotor eines Fahrzeuges her kommt,
in Richtung der Räder
erfolgt, wie man weiß, über ein
Getriebesystem bzw. Differentialsystem, welches ein Gehäuse aufweist,
das die Bewegung über
Zahnkränze
empfängt,
die mit einer Antriebswelle verbunden sind und fähig sind, die Antriebskraft
zwischen zwei Planetengetrieberädern über eine
Anzahl von konischen Planetengetrieben aufzuteilen, welche frei um
eine Achse herum drehen, die durch eine Planetenträgerwelle
gebildet wird. Die Planetenträgerwelle wird
im Verhältnis
zum Gehäuse
des Getriebes durch die Tatsache blockiert, dass die zwei Enden
der Planetenträgerwelle
durch zwei Öffnungen
des Gehäuses
in Eingriff sind.
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Die
Fahrzeuge, welche mit einem automatischen Getriebe ausgestattet
sind, weisen einen Schalthebel auf, der manuell durch den Fahrer
des Fahrzeuges betätigt
wird. Der Hebel kann in verschiedene Stellungen gesetzt werden,
im Allgemeinen entsprechend dem Vorwärtsgang, der Stoppposition,
dem Rückwärtsgang
und einer als „Parken" bezeichneten Position,
in welcher das Fahrzeug mechanisch blockiert ist durch Zusammenwirkung
zwischen einem Element, das fest mit dem Fahrzeug verbunden ist,
und einem beweglichen Element, welches einen Teil des Antriebsstrangs
bildet. Das bewegliche Element wird im Allgemeinen durch ein ringförmiges Bauteil
gebildet, welches als „Parkrad" bezeichnet wird,
das mit einer Mehrzahl von vorragenden Zähnen ausgestattet ist und welches
mit einem Blockierbauteil zusammenwirken kann, das in Antwort auf
eine Aktion des Fah rers auf den Schalthebel des Getriebes verstellt
werden kann. Das Blockierbauteil kann sich in Form eines im Verhältnis zum Fahrzeug
festen Fingers darstellen, welcher zwischen zwei Zähnen des
Parkrades eingreifen wird.
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Das
Parkrad kann direkt durch den Wellenstrang getragen werden, welcher
die hintere Brücke des
Fahrzeuges antreibt, im Falle eines Antriebs über die Hinterräder. Allerdings
werden in diesem Fall in blockierter Position des Fahrzeuges oder
bei der Durchführung
des Eingriffs der Blockiervorrichtung oder Parkbremse die Zähne des
Antriebsritzels sowie der Differentialmechanismus und der Antriebsmechanismus
durch die Kräfte
belastet, welche sich aus der Blockierung des Fahrzeuges ergeben.
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Die
deutsche Patentanmeldung DE-A-101 31 735 (Volkswagen) löst diese
Schwierigkeit teilweise, indem das Parkrad auf dem Gehäuse des
Differentials montiert ist. Die 1 und 2 zeigen eine derartige bekannte
Vorrichtung. Das Parkrad 1 weist eine Mehrzahl von vorragenden
Zähnen 2 auf,
welche durch Aussparungen 3 voneinander getrennt sind,
in deren Innerem sich ein Finger 4 eines schwenkenden Blockierbauteils 5 einsetzen
kann, das einer Rückstellfeder 6 ausgesetzt
ist. Die Steuerung des Blockierbauteils 5 erfolgt mittels
eines in Translation beweglichen Betätigungsschlittens 7 unter
der Wirkung einer Steuerachse 8, welche betätigt wird,
wenn der Fahrer auf den Steuerhebel des Getriebes einwirkt.
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Wie
es in der 2 dargestellt
ist, nimmt das Gehäuse 9 des
Differentials das Parkrad 10 auf, welches mit dem Gehäuse 9 über Rillen 11 fest
verbunden ist. Die Kraft wird auf das Gehäuse 9 und auf das Parkrad 10 über den
Eingangskranz 12 übertragen, welcher
eine Zahnung 13 aufweist und welcher durch Nieten 14 an
einem radialen Flansch 15 befestigt ist, der fest mit dem
Gehäuse 9 verbunden
ist. Die Planetenträgerwelle 16 ist
selbst mit ihren Enden in Aufnahmen 17 des Gehäuses 9 in
Eingriff. Axiale Stifte 18 durchqueren Löcher 19,
die in dem Gehäuse 9 ausgeführt sind,
und Löcher 20,
die an dem Ende der Planetenträgerwelle 16 ausgeführt sind,
erlauben es, diese in dem Gehäuse 9 zu
blockieren.
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Bei
einer derartigen, bekannten Ausführungsform
ruft die Betätigung
des Einlegens der Blockiervorrichtung oder Parkbremse keine Belastung auf
das Antriebsritzel 12 hervor. Jedoch ist es notwendig,
das Gehäuse 9 des
Differentials derart zu verstärken,
dass es fähig
ist, die zusätzlichen
Kräfte aufgrund
der Parkbremse auszuhalten.
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Die
vorliegende Erfindung hat als Aufgabe, diese Schwierigkeiten zu
lösen und
eine Vorrichtung zur Blockierung eines Kraftfahrzeugs zu realisieren, bei
welcher der Mechanismus des Differentials und die Zahnung der verschiedenen
Getriebe bzw. Zahnräder,
wie z.B. das Antriebsritzel oder diejenigen des Antriebs, nicht
belastet sind und in welcher des Weiteren die Struktur des Gehäuses des
Differentials vereinfacht ist, wobei dennoch eine perfekte Blockierung
des Kraftfahrzeuges durch Blockierung des Parkrades in der Position
sichergestellt ist.
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In
einer Ausführungsform
ist die Vorrichtung zur Blockierung eines Fahrzeuges in Parkposition von
der Art, welche ein Parkrad aufweist, das mit einer Mehrzahl von
vorragenden Zähnen
versehen ist, die axial oder radial angeordnet sind, das an einem Gehäuse eines
Differentials montiert ist. Das Parkrad kann mit einem verstellbaren
Blockierbauteil zusammenwirken, das fest mit dem Gehäuse verbunden
ist. Das Differential umfasst mehrere Planetengetriebe, welche auf
einer Planetenträgerwelle
montiert sind, die über
ihre zwei Enden durch zwei Öffnungen
des Gehäuses
in Eingriff ist. Das Parkrad ist mit der Planetenträgerwelle
derart verbunden, dass das Haltemoment in blockierter Position über die
Planetenträgerwelle übertragen
wird.
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Auf
diese Weise wird der Mechanismus des Differentials in Parkposition
nicht belastet. Das Gehäuse
des Differentials ist nicht den Kräften aufgrund der Parkbremse
ausgesetzt, da diese Kräfte
direkt auf das Parkrad durch die Planetenträgerwelle übertragen werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist das Parkrad radiale Aufnahmen auf, um die Enden der Planetenträgerwelle
aufzunehmen.
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Die
radialen Aufnahmen können
die Dicke des Parkrads durchqueren, wobei Anschlagbauteile, wie
z.B. axiale Stifte, die fest mit dem Gehäuse verbunden sind, mit den
frontalen Enden der Planetenträgerwelle
in Kontakt gelangen, um sie in Position zu halten.
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Derartige
axiale Stifte können
in den Aufnahmen befestigt werden, die in einem Flansch ausgeführt sind,
der fest mit dem Gehäuse
verbunden ist, oder können
fest mit dem Parkrad verbunden sein.
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In
einer Variante können
die radialen Aufnahmen nicht-durchgehend sein, wobei das Parkrad
axial an dem Gehäuse
durch ein Anschlagmittel blockiert ist, wie z.B. einen Clip oder
jedes andere Mittel, wie z.B. ein Aufpressen bzw. ein Crimpen auf
das Gehäuse.
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Die
Erfindung wird beim Studium einiger Ausführungsbeispiele besser verstanden
werden, welche lediglich beispielhaft und keineswegs beschränkend zu
nehmen sind und welche durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt
sind, in welchen:
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1 ein
Parkrad von der herkömmlichen Art
und seine Betätigungsvorrichtung
darstellt;
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2 die
Montage eines Parkrads nach einer bekannten Ausführungsform darstellt;
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3 in
Perspektive die Montage eines Parkrads an einem Gehäuse eines
Differentials gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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4 eine
teilweise Schnittansicht gemäß IV-IV
aus 3 ist;
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5 eine
analoge Perspektivansicht zur 3 einer
anderen Ausführungsform
gemäß der Erfindung
ist;
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6 eine
teilweise Schnittansicht gemäß VI-VI
aus 5 ist; und
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7 eine
teilweise Axialsehnittansicht einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung
ist.
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Wie
es in den 3 und 4 dargestellt ist,
weist das Gehäuse 9 des
Differentials einen radialen Flansch 15 auf, an welchem
das in der Figur nicht dargestellte Antriebsritzel befestigt werden kann.
Das Parkrad 10 wird durch ein ringförmiges Bauteil gebildet, dessen
Durchmesser an eine zylindrische Oberfläche 21 des Gehäuses 9 angepasst ist.
Das Parkrad weist eine Mehrzahl von radialen Zähnen 2 auf, die durch
Aufnahmen 3 getrennt sind, welche mit einem Blockierbauteil
vom herkömmlichen
Typ zusammenwirken können,
das in der Figur nicht dargestellt ist. Die Planetenträgerwelle 16 ist
radial im Inneren des Gehäuses 9 montiert,
und ihre Enden dringen ins Innere von kreisförmigen Öffnungen 17 ein, deren
Durchmesser an denjenigen der Planetenträgerwelle 16 angepasst
ist. Die Länge
der Welle 16 ist derart, dass ihre Enden an der Außenseite
des Gehäuses 9 vorragen,
wie man es in der 4 sehen kann. Die Enden der
Welle 16 greifen somit in radiale Aufnahmen 22 ein,
in dem in den 3 und 4 dargestellten
Beispiel von einer kreisförmig ausgeführten Form, über die
gesamte Dicke des Parkrads 10. Um Material zu sparen und
die Gesamtheit leichter zu machen, weist das Parkrad 10 rechtwinklig
zu jeder der Aufnahmen 22 eine axiale Ausstülpung 23 auf,
die an dein Flansch 15 anliegt.
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Um
zu verhindern, dass die Planetenträgerwelle 16 aus ihren
durchgehenden Aufnahmen 22 herausgehen kann, dienen zwei
axiale Stifte 24 als Anschlagbauteile für die frontalen Flächen 16a der
jeweiligen Enden der Planetenträgerwelle 16 (4).
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Die
Stifte werden axial durch eine Bohrung hindurchgeführt, die
in der Dicke selbst des Parkrads 10 rechtwinklig zu jeder
der Aufnahmen 22 ausgeführt
ist.
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Man
versteht insbesondere bei der Überprüfung der 3 und 4,
dass das Parkrad 10 somit direkt mechanisch mit der Planetenträgerwelle 16 derart
verbunden ist, dass das Bremsmoment während der Blockierung des Fahrzeuges
direkt und ohne Zwischenbauteil vom Parkrad in Richtung zur Planetenträgerwelle 16 übergeht.
Das Differential wird als ein Zentrierungs- und Führungselement
des Parkrads 10 verwendet, welches an der zylindrischen Oberfläche 21 des
Gehäuses 9 montiert
ist und über die
Ausstülpungen 23 gegen
den Flansch 15 anliegt. Das Differential wird somit nicht
als ein Element zur Übertragung
der Kraft für
die Funktion der Blockierung des Fahrzeuges verwendet. Des Weiteren
ragen die Enden der Planetenträgerwelle 16 radial
zu der Außenseite
des Gehäuses 9 hervor,
wobei die Übertragung
des Moments über
einen maximal größeren Durchmesser
zum Durchmesser des Gehäuses 9 erfolgt,
was die an der Planetenträgerwelle 16 angelegten
Kräfte
reduziert. Schließlich
verhindert die Verwendung eines Stifts, der als Anschlagbauteil an
der frontalen äußeren Fläche 16a der
Welle 16 wirkt, jede Notwendigkeit einer Indexierung der
Planetenträgerwelle 16 während der
Montage der Vorrichtung, da die Stifte 24 nicht durch die
Welle 16 hindurchgehen.
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Die
Variante der 5 und 6, in welchen
identische Teile die gleichen Bezugszeichen tragen, unterscheidet
sich von der Variante der 3 und 4 durch
die Struktur des Parkrads 10 und die Mittel zum Blockieren
in der Position der Planetenträgerwelle 16.
In der in den 5 und 6 dargestellten
Variante sind tatsächlich
die von dem Parkrad vorragenden Zähne axial und nicht mehr radial
angeordnet, wie im Falle der 3 und 4.
Des Weiteren sind die Stifte 24 nicht mehr, wie bei der
Variante der 3 und 4, in Bohrungen
des Parkrades 10 montiert, sondern im Gegensatz dazu in
Bohrungen des Flanschs 15. Abgesehen von diesem Unterschied
findet man in der Variante der 5 und 6 die
gleiche Funktion der Stifte 24, welche als Anschlagbauteil
in Kontakt mit der frontalen Endfläche 16a der Planetenträgerwelle 16 wirken.
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Allerdings
ist in der Variante der 5 und 6 das Parkrad 10 von
einer geringeren Dicke als bei der Variante der 3 und 4,
und die Enden der Planetenträgerwelle 16 ragen
an der Außenseite des
Parkrades 10 hervor, nachdem sie die zylindrischen Aufnahmen 22 durchquert
haben.
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In
der Variante der 5 und 6 kann das
Rad 10, welches mit axialen Zähnen 2 ausgestattet
ist, durch Rollbiegen und Schweißen eines gestanzten metallischen
Blechs erhalten werden.
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Die
Ausführungsform
der 7, in welcher identische Teile die gleichen Bezugszeichen
tragen, unterscheidet sich von den vorherigen Varianten durch die
Tatsache, dass die Enden 16b der Planetenträgerwelle 16 in
Aufnahmen 25 in Eingriff sind, die radial und auf nicht-durchgehende
Art und Weise in der Dicke des Parkrades 10 ausgeführt sind.
Die Aufnahmen 25 erstrecken sich axial über die axiale Abmessung des
Rades 10 in einer Art und Weise, um die Montage zu erlauben.
Das Rad 10 wird sodann axial auf dem Gehäuse 9 blockiert,
z.B. durch einen nicht in der Fig. dargstellten Clip. Selbstverständlich kann
jedes andere axiale Anschlagmittel in Betracht gezogen werden, und
das Parkrad 10 kann ebenso auf dem Gehäuse 9 aufgepresst
sein.