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Die
Erfindung betrifft eine Parksperreneinrichtung in einem Getriebe,
mit einem Parksperrenrad, das drehfest mit einer Getriebewelle verbunden ist
und an seinem radial äußeren Umfang Zähne
aufweist, sowie mit einer Parksperrenklinke, die in Eingriff mit
der Außenverzahnung des Parksperrenrades bringbar ist.
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Eine
Parksperreneinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der
DE 103 31 374 A1 bekannt. Dort
ist ein Reduktionsgetriebe eines Mehrgruppengetriebes für
ein Fahrzeug beschrieben, mit einer Parksperreneinrichtung, die
eine Parksperrenklinke der ersten Abtriebswelle und eine Parksperrenklinke der
zweiten Antriebswelle aufweist. Bei aktivierter bzw. eingelegter
Parksperreneinrichtung stehen die Parksperrenklinken mit Außenverzahnungen
der genannten Abtriebswellen in Eingriff. Dadurch ist das Fahrzeug
selbst bei unterbrochenem Kraftfluss des Antriebsstranges gegen
selbsttätiges Rollen gesichert, da zwischen dem Abtrieb
des Fahrzeugs und der Parksperreneinrichtung der Kraftfluss nicht
unterbrochen ist.
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Ein
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, der mit einer Parksperreneinrichtung
versehen ist, ist ferner aus der
DE 10 2005 014 622 A1 bekannt.
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In
der
DE 102 96 459
T5 ist eine Parksperreinrichtung in einem Bremssattel beschrieben,
bei der Ausnehmungen in einer Lagerplatte bzw. in einem Gehäuse
vorgesehen sind. Die Ausnehmungen sind jedoch nicht in einem rotierenden
Teil der Parksperre angeordnet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Parksperreneinrichtung der
eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass das Parksperrenrad ein
geringes Gewicht aufweist und beim Einlegen der Parksperre während
der Fahrt eine Beschädigung der Parksperreneinrichtung
vermieden wird.
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Gelöst
wird die Aufgabe bei einer Parksperreneinrichtung der eingangs genannten
Art dadurch, dass das Parksperrenrad als Speichenrad ausgebildet
ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Parksperreneinrichtung besteht
das Parksperrenrad somit nicht aus Vollmaterial, sondern es sind
im Inneren des Parksperrenrades Ausnehmungen gebildet. Aufgrund
dieser Ausnehmungen bzw. durch Bildung der Speichen ist der Materialaufwand
zur Herstellung des Parksperrenrades deutlich geringer als bei einem
aus Vollmaterial bestehenden Parksperrenrad. Durch die Speichengestaltung
des Parksperrenrades ist dieses bei Einleitung eines Drehmomentes
zwischen Getriebewelle und Parksperrenklinke wesentlich weniger steif
als ein Parksperrenrad aus Vollmaterial, so dass das Parksperrenrad
torsionsweich ausgebildet ist.
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Diese
torsionsweiche Gestaltung des Parksperrenrades hat erhebliche Vorteile,
wenn, im Missbrauchsfall, die Parksperre bei zu hoher Geschwindigkeit
des Fahrzeuges aktiviert wird. Es ist in diesem Fall zwar grundsätzlich
vorgesehen, dass aufgrund von zwischen der Außenverzahnung
und der Parksperrenklinke wirksamen Abweisern die Parksperrenklinke
bei Betätigung des Wählhebels für die Parkstellung,
der dann unter Vorspannung einer Feder in Richtung des Parksperrenrades
gedrückt wird, nicht in die Außenverzahnung des
Parksperrenrades eingreifen kann. Dies ist erst dann möglich,
wenn das Fahrzeug sich mit einer deutlich geringeren Geschwindigkeit
bewegt, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 5 km/h.
Erst dann kann, unter Berücksichtigung der Abweiseinrichtung,
die Feder die Parksperrenklinke in Kontakt mit der Außenverzahnung
des Parksperrenrades bringen. Hierbei besteht die Gefahr eines dynamischen
Stoßes beim Einlegen der Parksperrenklinke und damit die
Gefahr der Beschädigung des Parksperrenrades, insbesondere
im Bereich der Außenverzahnung, die insbesondere Bestandteil
eines steifen äußeren Ringes des Parksperrenrades
ist.
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Die
erfindungsgemäß vorgesehene torsionsweiche Verbindung
von äußerem Ring des Parksperrenrades, der mit
der Außenverzahnung versehen ist und dem Inneren Ring des
Parksperrenrades, der drehfest mit der Getriebewelle verbunden ist,
ermöglicht es, dass bei dem Einlegen der Parksperrenklinke
bei rollendem Fahrzeug dieser dynamische Stoß auf die Außenverzahnung
durch die Verformung des torsionsweichen Parksperrenrades abgefedert
wird.
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Das
Parksperrenrad weist beispielsweise acht bis sechzehn Speichen auf.
Vorzugsweise besitzt es zehn bis vierzehn Speichen, insbesondere zwölf
Speichen.
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Das
Parksperrenrad ist insbesondere einteilig ausgebildet.
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Bevorzugt
ist die Parksperreneinrichtung so ausgelegt, dass das Parksperrenrad
unter dem Aspekt der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges, somit
eines eingelegten Vorwärtsgangs, bezüglich der
Torsionsweichheit des Parksperrenrades optimiert ist. Unter diesem
Aspekt ist die jeweilige Speiche, bezogen auf die Rotationsebene
des Parksperrenrads, gebogen gestaltet, insbesondere stetig in eine
Richtung gebogen. Die Speiche, ausgehend von derem der Getriebewelle
zugewandten Ende, ist insbesondere entgegengesetzt zur Drehrichtung
des Parksperrenrades bei eingelegtem Vorwärtsgang zur Außenverzahnung
hin gebogen. Dies bedeutet, infinitesimal gesehen, dass, bei Ausführen
eines dynamischen Stoßes auf das Parksperrenrad und beim
Einlegen der Parksperrenklinke, sich der steife äußere
Ring relativ zum inneren Ring verdreht und damit die Speichen den Außenring
etwas zur Ringmitte hinziehen.
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Die
torsionsweiche Ausbildung des Parksperrenrades lässt sich
weiter optimieren, wenn die Speichen aus biegeweichem Material gestaltet
sind.
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Kräfte,
die beim Einlegen der Parksperre in Fahrt vom Parksperrenrad in
die Parksperrenklinke eingeleitet werden, müssen von der
Lagerung der Parksperrenklinke aufge nommen werden. Um die Einleitung
der Kräfte, insbesondere unter der dem Aspekt einer bevorzugten
Fahrtrichtung des Fahrzeuges, konkret bei eingelegtem Vorwärtsgang,
zu optimieren, wird vorgeschlagen, dass die Parksperrenklinke im
Gehäuse des Getriebes gelagert ist und eine Tangente des
Parksperrenrades im Bereich des Eingriffszahns von Parksperrenklinke
und Parksperrenrad im wesentlichen durch die Schwenkachse der Parksperrenklinke
im Gehäuse verläuft.
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Bei
der Getriebewelle handelt es sich insbesondere um die Abtriebswelle
des Getriebes. Das Getriebe ist insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung erläutert und in der nachfolgenden Beschreibung
näher beschrieben. Es zeigt:
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1 einen
Längsschnitt durch ein die erfindungsgemäße
Parksperreneinrichtung aufweisendes Doppelkupplungsgetriebe, wobei
in der Schnittdarstellung Schnittführungen in unterschiedlichen Schnittebenen
wiedergegeben sind, so dass diese Darstellung der Erläuterung
des grundsätzlichen Aufbaus des Getriebes dient,
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2 eine
räumliche Ansicht der Parksperreneinrichtung,
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3 eine
Ansicht der Parksperreneinrichtung, gesehen in Längsachse
der das Parksperrenrad drehfest aufnehmenden Getriebewelle.
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Zunächst
wird bezüglich des grundsätzlicher Aufbaus des
Doppelkupplungsgetriebes auf die Darstellung der 1 Bezug
genommen:
Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist ein
Getriebegehäuse 2 auf, das durch ein Kupplungsgehäuse 3 und
einen mit diesem verschraubten Gehäusehinterdeckel 4 gebildet
ist.
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Das
Doppelkupplungsgetriebe 1 weist eine Kupplungsnabe 5 auf,
die von einer Antriebswelle eines nicht dargestellten Fahrzeugmotors
angetrieben wird. Mit der Drehachse 6 der Kupplungsnabe 5 fällt die
Drehachse einer Hohlwelle 7 des Doppelkupplungsgetriebes 1 zusammen,
in der eine gleichfalls um die Drehachse 6 drehbare Vollwelle 8 gelagert
ist. Die Vollwelle 8 ist über ein Festlager 9 im
Deckel 4 gelagert. Das dem Festlager 9 abgewandte
Ende der Vollwelle 8 ist über ein Loslager 11 in
der Antriebswelle 5 gelagert. Etwa auf der halben Länge
der Hohlwelle 7 ist diese über ein Festlager 12 im
Kupplungsgehäuse 3 gelagert. Das der Kupplungsnabe 5 abgewandte
Ende der Hohlwelle 7 ist über ein Loslager 13 in
der Vollwelle 8 gelagert. Etwa auf der halben Länge
der Vollwelle 8 ist die Anordnung von Hohlwelle 7 und
diese durchsetzender Vollwelle 8 in einer mit dem Kupplungsgehäuse 3 verschraubten Lagerplatte 14 gelagert,
und zwar über ein Loslager 15 zwischen Hohlwelle 7 und
Lagerplatte 14.
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Über
eine erste Kupplung 16 lässt sich die Kupplungsnabe 5 kraftschlüssig
mit der Vollwelle 8 verbinden, über eine zweite
Kupplung 17 die Kupplungsnabe 5 kraftschlüssig
mit der Hohlwelle 7 verbinden. Nach Betätigen
der ersten Kupplung 16 und damit Antreiben der Vollwelle 8 steht
die der Vollwelle 8 zugeordnete Gruppe von Getriebegängen,
vorliegend die Vorwärtsgänge 1, 3, 5 und 7 sowie
der Rückwärtsgang für den Antrieb zur
Verfügung, bei Betätigen der zweiten Kupplung 17 und
damit Antreiben der Hohlwelle 7 steht die dieser zugehörige Gruppe
von Getriebegängen, konkret die Vorwärtsgänge 2, 4 und 6 für
den Antrieb zur Verfügung. Die Umschaltung von einem Getriebegang
der einen Ganggruppe auf einen Getriebegang der anderen Ganggruppe
kann demzufolge ohne Zugkraftunterbrechung erfolgen.
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Innerhalb
des Kupplungsgehäuses 3 ist eine Ölpumpe 18 angeordnet,
die durch die Kupplungsnabe 5 ständig angetrieben
wird. Mehrere axial angeordnete, somit parallel zur Längsachse
von Hohlwelle 7 und Vollwelle 8 angeordnete, hydraulisch
betätigbare Schaltstangen 19 dienen dem Schalten
der einzelnen Gänge des Getriebes.
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Über
die mit der Hohlwelle 7 bzw. mit der Vollwelle 8 verbundenen
Zahnräder – Zahnräder V4, V6 und V2 der
Hohlwelle 7 bzw. Zahnräder R, V1, V3, V7 und V5
der Vollwelle 8 – wird das Drehmoment auf Zahnräder
einer parallel zur Hohlwelle 7 und zur Vollwelle 8 gelagerten
Vorgelegewelle 20 übertragen, die über
ein Festlager 21 im Deckel 4 des Getriebegehäuses 2 und über
ein Loslager 22 im Kupplungsgehäuse 3 sowie
ein Loslager 23 in der Lagerplatte 14 gelagert
ist. Im Deckel 4 ist im Bereich der Gänge V5 und
V7 eine Radsatzschale 10 gelagert, die zum Zwecke der Verminderung
der Panschverluste die Vorgelegewelle 20 und die mit dieser
verbundenen Zahnräder dieser Gangstufen wannenartig unten
umschließet. Von der Vorgelegewelle 20 wird das
Drehmoment mittels eines Zahnradpaares auf eine parallel zu dieser
angeordnete Ritzelwelle 24 übertragen, mit der
drehfest ein Parksperrenrad 25 verbunden ist. Die Ritzelwelle 24 ist
in einem Festlager 26 im Kupplungsgehäuse 3 und über
ein Loslager 27 im Deckel 4 gelagert. Über
ein Bestandteil der Ritzelwelle 24 bildendes Zahnrad 28 wird
das Drehmoment auf ein Zahnrad 29 in Art eines Querdifferentialgetriebes übertragen,
wobei das Zahnrad 29 drehfest mit der Abtriebswelle 30 des
Getriebes 1 verbunden ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die besondere Gestaltung
der Parksperreneinrichtung 31 mit dem Parksperrenrad 25 und
der Parksperrenklinke 32, wie sie in den 2 und 3 veranschaulicht
ist: Das Parksperrenrad 25 ist drehfest mit der Ritzelwelle 24 verbunden,
in einem dem Loslager 27 benachbarten Bereich, somit benachbart dem
Gehäusehinterdeckel 4.
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Das
Parksperrenrad 25 ist als regelmäßiges Speichenrad
ausgebildet. Es weist einen inneren Ring 33 auf, der drehfest
mit der Ritzelwelle 24 verbunden ist, ferner einen steifen äußeren
Ring 34, der mit einer Außenverzahnung 35 versehen
ist, des Weiteren zwölf identisch gestaltete Speichen 36,
die die beiden Ringe 33 und 34 miteinander verbinden. Die
jeweilige Speiche 36 kann aus biegeweichem Material hergestellt
sein. Die Außenverzahnung 35 ist durch zwölf
gleichmäßig am äußeren Umfang
des Parksperrenrades 25 verteilte Zähne 37 mit
zwischen benachbarten Zähnen angeordneter Ausnehmung 38 gebildet.
Die Pfeilrichtung A veranschaulicht die Drehrichtung des Parksperrenrades 5 bei
eingelegtem Vorwärtsgang, somit die Drehrichtung der Ritzelwelle 24 in
diesem Gang.
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Zum
Arretieren des Parksperrenrades 25 ist die Parksperrenklinke 32 vorgesehen,
die als Hebel ausgebildet ist und im Bereich eines Endes 39 über einen
Lagerbolzen 40 im Getriebegehäuse 2 gelagert ist.
Im Bereich seines anderen Endes 41 wirkt die Parksperrenklinke 32 mit
einer Betätigungseinrichtung 42 zusammen. Betätigt
wird die Betätigungseinrichtung 42 mittels eines
nicht veranschaulichten Getriebewählhebels für
den Zustand "Parken", der über einen Stellarm 43 eine
Querwelle 44 betätigt, die mit einem mittels einer
Blattfeder 45 vorgespannten Rastglied 46 verbunden
ist. Dieses Rastglied 46 ist mittels der Querwelle 44 schwenkbar
und verstellt eine Stellstange 47 in deren Axialrichtung,
die einen Konus 48 axial verschieblich aufnimmt. Dieser
Konus 48 ist mittels einer Feder 49 in Richtung
der Parksperrenklinke 32 vorgespannt, wobei er an einer nach
innen gewölbten Ausnehmung 50 der Parksperrenklinke 32 anliegt.
Eine Feder 51 bewirkt das Auslegen der Parksperrenklinke 32.
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Die
Parksperrenklinke 32 ist etwa auf der halben Länge
zwischen deren Enden 39 und 41 mit einem Klinkenvorsprung 52 versehen,
dessen Breite, bezogen auf die tangentiale Erstreckung der jeweiligen
Ausnehmung 38 der Außenverzahnung 35 des Parksperrenrades 25 geringer
ist als die tangentiale Erstreckung der jeweiligen Ausnehmung 38.
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Wird
bei zu hoher Geschwindigkeit des Fahrzeuges, somit im Missbrauchsfall,
der Wählhebel in die Stellung "Parken" bewegt, kann je
nach Fahrtrichtung des Fahrzeuges die Parksperrenklinke 32,
aufgrund der vorderen und hinteren Abweiskante 53 des Klinkenvorsprungs 52 und
der entsprechenden Geometrie der Ausnehmung 38 unter Berücksichtigung der
Rotationsgeschwindigkeit des Parksperrenrades 25, nicht
mit dem Parksperrenrad 25 rastieren. Die Parksperrenklinke 32 wird
demnach abgewiesen und hierbei drückt die Parksperrenklinke 32 den
Konus 48 entgegen der Kraft der Feder 49 zurück.
Bei reduzierter Geschwindigkeit, beispielsweise einer Geschwindigkeit
des Fahrzeuges von 3 bis 5 km/h kann aufgrund der Geometrie von
Klinkenvorsprung 52 und Ausnehmung 38 unter Einwirkung
des federbelasteten Konus 48 die Parksperrenklinke 32 mit
dem Klinkenvorsprung 52 in die diesem nächste
Ausnehmung 38 einrasten, wobei es hierbei zu einem dynamischen
Stoß kommt, weil das Parksperrenrad 25 schlagartig
blockiert ist. Dieser dynamische Stoß wird vom als Speichenrad
ausgebildeten Parksperrenrad 25 aufgenommen, insbesondere
aufgrund der unterschiedlichen Gestaltung des Parksperrenrades 25 im Bereich
des äußeren Rings 34, der steif ist und
im Bereich der Speichen 36, die aus biegeweichem Material
gestaltet sind. Wegen der torsionsweichen Ausbildung des Parksperrenrads 25 kann
dieses den dynamischen Stoß abfedern, so dass Kraftspitzen
nicht zwischen der Außenverzahnung 35 und der
Parksperrenklinke 32 aufgefangen werden müssen.
Unter Berücksichtigung der Drehrichtung der Ritzelwelle 24 und
damit des Parksperrenrades 25 bei eingelegtem Vorwärtsgang
im Sinne des Pfeiles A ist die gezeigte stetig gebogene Gestaltung
der jeweiligen Speiche 36 von besonderem Vorteil. Aufgrund
der Ausrichtung der Speiche, ausgehend vom inneren Ring 33, entgegen
der Drehrichtung A zum Außenring 34 hin, ergibt
sich beim Rastieren von Parksperrenrad 35 und Parksperrenklinke 32 eine
weitere Verformung des Parksperrenrades 25 mit einer quasi
Relativdrehung des dann stationären Außenringes 34 zu
dem sich geringfügig in Drehrichtung A weiter drehenden Innenring 33 aufgrund
der torsionsweichen Ausbildung des Parksperrenrades 25.
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Der 3 ist
zu entnehmen, dass die Tangente am Außenumfang des Parksperrenrades 25, ausgehend
vom Kontaktbereich des Klinkenvorsprungs 52 mit dem Zahn 37,
im wesentlichen durch die Schwenkachse 54 der Parksperrenklinke 32 verläuft.
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- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Getriebegehäuse
- 3
- Kupplungsgehäuse
- 4
- Gehäusehinterdeckel
- 5
- Kupplungsnabe
- 6
- Drehachse
- 7
- Hohlwelle
- 8
- Vollwelle
- 9
- Festlager
- 10
- Radsatzschale
- 11
- Loslager
- 12
- Festlager
- 13
- Loslager
- 14
- Lagerplatte
- 15
- Loslager
- 16
- Kupplung
- 17
- Kupplung
- 18
- Ölpumpe
- 19
- Schaltstange
- 20
- Vorgelegewelle
- 21
- Festlager
- 22
- Loslager
- 23
- Loslager
- 24
- Ritzelwelle
- 25
- Parksperrenrad
- 26
- Festlager
- 27
- Loslager
- 28
- Zahnrad
- 29
- Zahnrad
- 30
- Abtriebswelle
- 31
- Parksperreneinrichtung
- 32
- Parksperrenklinke
- 33
- Ring
- 34
- Ring
- 35
- Außenverzahnung
- 36
- Speiche
- 37
- Zahn
- 38
- Ausnehmung
- 39
- Ende
- 40
- Hülse
- 41
- Ende
- 42
- Betätigungseinrichtung
- 43
- Stellarm
- 44
- Querwelle
- 45
- Blattfeder
- 46
- Rastglied
- 47
- Stellstange
- 48
- Konus
- 49
- Feder
- 50
- Ausnehmung
- 51
- Feder
- 52
- Klinkenvorsprung
- 53
- Abweiskante
- 54
- Schwenkachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10331374
A1 [0002]
- - DE 102005014622 A1 [0003]
- - DE 10296459 T5 [0004]