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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Parksperre für ein
Getriebe insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Aus
der Fahrzeugtechnik sind Parksperrensysteme für automatische
oder automatisierte Kraftfahrzeug-Getriebe hinreichend bekannt.
Die bekannte Parksperre umfasst üblicherweise ein mit einer
Abtriebswelle eines Getriebes drehfest verbundenes Parksperrenrad,
welches eine Verzahnung aufweist, in die eine mechanisch oder elektrohydraulisch
betätigbare Sperrklinke derart formschlüssig eingerasten kann,
dass die Abtriebswelle blockiert ist. Auf diese Weise wird der Fahrzeugstillstand
sichergestellt, wenn sich das Getriebe in seiner Parkstellung befindet.
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Zum
Betätigen der Sperrklinke wird üblicherweise ein
Sperrkegelsystem verwendet, bei dem ein Sperrkegel gegen die Federkraft
einer Federeinrichtung auf einem Verbindungselement verschiebbar
ist. Zum Einlegen der Parksperre wird ein Wählhebel von dem
Fahrer des Fahrzeuges in die Parkstellung verstellt, wodurch über
eine Wählwelle und eine damit drehfest in Verbindung stehende
Rastenscheibe das Verbindungselement entsprechend bewegt wird. Aufgrund
der Verstellung des Wählhebels wird somit eine axiale Verschiebung
des Verbindungselementes bewirkt, wobei der Sperrkegel zusammen
mit dem Verbindungselement unter die Sperrklinke geschoben wird,
um die Sperrklinke zu betätigen. Auf diese Weise kann die
Sperrklinke in die Verzahnung des Parksperrenrades einrasten und
das Parksperrenrad sowie die drehfest verbundene Abtriebswelle des Getriebes
blockieren.
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Bei
der beschriebenen Anordnung ist die Last der Parksperrenanordnung
proportional zum Durchmesser des Parksperrenrades, in das die Sperrklinke
eingreift, und proportional zu der zwischen dem Parksperrenrad und
den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs vorgesehenen mechanischen Übersetzung.
Infolge der Einbaubedingungen des Getriebes im Fahrzeug ist auch
der Geometrie des Parksperrenrads insbesondere hinsichtlich dessen Verzahnungsdurchmessers
Grenzen gesetzt. Soll die Parksperrenanordnung bei unterschiedlichen Fahrzeugen
eingesetzt werden, die sich durch Gewicht und Übersetzung
im Antriebsstrang unterscheiden, so ist es bei dem bekannten Aufbau
der Parksperrenanordnung erforderlich, dass eine aufwändige
Anpassung des Durchmessers des Parksperrenrades und des jeweiligen
Getriebes an die jeweils aufzubringende Last vorgenommen werden
muss.
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Als
Alternative hierzu wird in der nicht vorveröffentlichen
Deutschen Patentanmeldung
DE
10 2007 026 428.5 der Anmelderin eine Parksperre vorgeschlagen,
die universell bei unterschiedlichen Fahrzeugklassen und Getriebegrößen
einsetzbar ist, ohne dass aufwändige Anpassungen an dem
jeweiligen Getriebe notwendig sind. Hierzu ist ein zweiteiliges
Parksperrenrad vorgesehen, umfassend zwei im montierten Zustand
formschlüssig miteinander verbundenen Parksperrenräder.
Das erste Parksperrenrad ist mit der Abtriebswelle des Kraftfahrzeug-Getriebes
verdrehfest verbunden und weist an seinem Außendurchmesser
eine Außenverzahnung auf. Das zweite Parksperrenrad ist
ringförmig ausgebildet, mit einer zur Außenverzahnung
des ersten Parksperrenrades korrespondierenden Innenverzahnung an
seinem Innendurchmesser, und mit einer Verzahnung an seinem Außendurchmesser,
in die eine betätigbare Sperrklinke des Getriebes zum Sperren
der Abtriebswelle formschlüssig in Eingriff bringbar ist.
Im montierten Zustand ist das ringförmige zweite Parksperrenrad
mit seiner Innenverzahnung auf die Außenverzahnung des
ersten Parksperrenrades aufgeschoben und hierdurch verdrehfest mit
dem ersten Parksperrenrad verbunden.
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Generell
ist die Parksperre eines Kraftfahrzeug-Getriebes ein sicherheitsrelevantes
Bauteil für das Fahrzeug, da sich der Fahrer darauf verlässt, dass
das Fahrzeug sicher festgesetzt ist, wenn er bei vorgewählter
Parkposition das Fahrzeug verlässt. Problematisch sind
mögliche Vorschädigungen des Parksperrensystems,
die von dem Fahrer auch nicht erkennbar sind und getriebeseitig
auch nicht diagnostizierbar sind. Vorschädigungen des Parksperrensystems
können beispielsweise hervorgerufen werden, wenn ein anderes
Fahrzeug auf das in Parkposition abgestellte Fahrzeug auffährt,
oder wenn das in Parkposition abgestellte Fahrzeug unsachgemäß verladen
und unsachgemäß transportiert wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre
der eingangs beschriebenen Gattung für ein Getriebe insbesondere
eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welche die Sicherheit des Kraftfahrzeugs
bei auftretenden Beschädigungen der Parksperre verbessert.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Parksperre mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 bzw. durch eine Parksperre mit den Merkmalen des Patentanspruchs
3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Demnach
werden zwei erfindungsgemäße Lösungen
der Aufgabe vorgeschlagen. Beide erfindungsgemäßen
Lösungen gehen aus von einer Parksperre für ein
Getriebe insbesondere eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein zum Festsetzen
einer Abtriebswelle des Getriebes ausgebildeten Parksperrenrad sowie
eine zum Festsetzen des Parksperrenrades an einem Gehäuse
des Getriebes ausgebildete, betätigbare Parkklinke. Wesentlich
hierbei ist, dass das Parksperrenrad zweiteilig ausgebildet ist. Dieses
zweiteilige Parksperrenrad weist einen radial inneren Ring auf,
welcher mit der Abtriebswelle verdrehfest verbunden oder wirkverbunden
ist, sowie einen radial äußeren Ring, welcher
den radial inneren Ring im montierten Zustand zumindest teilweise
konzentrisch umschließt und über eine Mitnahmevorrichtung
mit definierter radialer Überdeckung formschlüssig
mit dem radial inneren Ring verbunden ist. Dabei weist der radial äußere
Ring an seinem Außendurchmesser eine Parkklinken verzahnung
auf, in welche die am Gehäuse des Getriebes verschwenkbar
gelagerte Parkklinke zum Festsetzen des Parksperrenrades formschlüssig
eingreifen kann. Die genannte Mitnahmevorrichtung ist vorzugsweise
als ein Zahnprofil ausgebildet.
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In
der ersten erfindungsgemäßen Lösung der
Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der radial äußere
Ring zumindest eine Sollbruchstelle zum Aufbrechen des äußeren
Rings in Umfangsrichtung aufweist, wobei zumindest ein Abschnitt
des Gehäuses in Umfangsrichtung radial derart beabstandet
zum Außendurchmesser des radial äußeren
Rings angeordnet ist, dass der radiale Spalt zwischen diesem Gehäuseabschnitt
und dem Außendurchmesser des radial äußeren
Rings kleiner ist als die radiale Überdeckung der Mitnahmevorrichtung
der beiden Ringe des Parksperrenrads, sodass sich der radial äußere Ring
im Falle eines Bruchs radial aufweitet und sich dabei zwischen der
Mitnahmevorrichtung und dem genannten Gehäuseabschnitt
in Umfangsrichtung verkeilt.
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In
einer Ausgestaltung der ersten erfindungsgemäßen
Lösung wird vorgeschlagen, dass die Parkklinke derart ausgebildet
und derart im Gehäuse des Getriebes angeordnet ist, dass
auch nach einem Bruch des äußeren Rings des Parksperrenrades
der Formschluss zwischen Parkklinke und Parkklinkenverzahnung erhalten
bleibt, sodass sich der radial äußere Ring des
Parksperrenrads nach seinem Bruch im radial aufgeweiteten Zustand
zusätzlich auch an der Parkklinke in Umfangsrichtung abstützen
kann.
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In
der zweiten erfindungsgemäßen Lösung der
Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der radial äußere
Ring zumindest eine Sollbruchstelle zum Aufbrechen des äußeren
Rings in Umfangsrichtung aufweist, wobei zwischen dem Außendurchmesser
des radial äußeren Rings und der Parkklinke in
einem Abschnitt außerhalb der zwischen Parkklinkenzahn
und Parkklinkenverzahnung vorgesehen umfangsseitigen Überdeckung
ein definierter Radialspalt vorgese hen ist, der kleiner ist als
die radiale Überdeckung der Mitnahmevorrichtung der beiden
Ringe des Parksperrenrads, sodass sich der radial äußere
Ring im Falle eines Bruchs radial aufweitet und sich dabei zwischen
der Mitnahmevorrichtung und der Parkklinke in Umfangsrichtung verkeilt.
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In
einer Ausgestaltung der zweiten erfindungsgemäßen
Lösung wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Abschnitt
des Getriebegehäuses in Umfangsrichtung radial derart beabstandet
zum Außendurchmesser des radial äußeren
Rings des Parksperrenrads angeordnet ist, dass der radiale Spalt zwischen
diesem Gehäuseabschnitt und dem Außendurchmesser
des radial äußeren Rings kleiner ist als die radiale Überdeckung
der Mitnahmevorrichtung der beiden Ringe des Parksperrenrads, sodass sich
der radial äußere Ring des Parksperrenrads nach
seinem Bruch im radial aufgeweiteten Zustand zusätzlich
auch zwischen der Mitnahmevorrichtung und dem genannten Gehäuseabschnitt
in Umfangsrichtung verkeilen kann.
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Bei
beiden erfindungsgemäßen Lösungen ist vorzugsweise
vorgesehen, dass in jeder Zahnlücke der Parkklinkenverzahnung
des radial äußeren Rings des zweiteiligen Parksperrenrades
eine Sollbruchstelle zum Aufbrechen des äußeren
Rings angeordnet ist.
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Zudem
kann bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen
vorgesehen sein, dass das Gehäuse des Getriebes räumlich
gesehen im Bereich radial über der Parkklinkenverzahnung
des Parksperrenrades zumindest abschnittsweise ein Innenprofil aufweist, welches
zum Hemmen oder Blockieren einer Drehbewegung des nach einem Bruch
radial aufgeweiteten äußeren Rings des Parksperrenrades
ausgebildet ist.
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Der
wesentliche Vorteil beider erfindungsgemäßen Lösungen
liegt darin, das ein durch Überlast verursachtes Versagen
der Parksperre trotzdem zu einem sicheren Zustand des Fahrzeugs
führt, da der radial äußere Ring des zweiteiligen
Parksperrenrades das definiert schwächste Bauelement der
Parksperre bildet, welches bei Überlast zuerst versagt, aber
beim Versagen die Abtriebswelle des Getriebes dennoch blockiert.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittansicht
eines beispiellhaften Getriebes mit einer beispielhaften Ausführung
einer erfindungsgemäßen Parksperre.
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Das
in der Figur dargestellte Getriebe 1 ist beispielhaft als
ein Automatgetriebe in Planetengetriebebauweise ausgebildet, wobei
die Bauart des Getriebes an sich nicht erfindungswesentlich ist.
Mit 2 ist ein Gehäuse des Getriebes bezeichnet.
Innerhalb dieses Gehäuses ist ein Parksperrenrad 3 angeordnet,
welches zum Blockieren einer Abtriebswelle 7 des Getriebes 1 mittels
einer betätigbaren Parkklinke 13 ausgebildet ist.
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Wesentlich
ist, dass das Parksperrenrad 3 zweiteilig ausgeführt
ist, mit einem radial inneren Ring 4 und mit einem radial äußeren
Ring 8. Der radial innere Ring 4 des Parksperrenrads 3 ist
hier beispielhaft als ein Teil eines Planetenträgers 5 eines Planetenradsatzes 6 des
Getriebes 1 ausgeführt, wobei dieser Planetenträger 5 seinerseits
verdrehfest mit der Abtriebswelle 7 des Getriebes 1 verbunden ist.
Im dargestellten montierten Zustand umschließt der radial äußere
Ring 8 des Parksperrenrads 3 den radial inneren
Ring 4 des Parksperrenrads 3 konzentrisch und
ist über eine Mitnahmevorrichtung 9 formschlüssig
mit dem radial inneren Ring 4 verbunden. Die Mitnahmevorrichtung 9 ist
hier beispielhaft als ein Zahnprofil mit definierter radialer Überdeckung 10 ausgebildet.
An seinem Außendurchmesser 11 weist der radial äußere
Ring 8 des Parksperrenrades 3 eine Parkklinkenverzahnung 12 mit
am Umfang verteilt angeordneten Zahnlücken 19 auf,
in welche ein Parkklinkenzahn 15 der Parkklinke 13,
die auf einem in das Gehäuse 2 eingesetzten Bolzen 14 verschwenkbar
gelagert ist, zum Festsetzen des Parksperrenrades 3 formschlüssig
eingrei fen kann. In der Figur dargestellt ist der Zustand mit blockiertem
Parksperrenrad 3. Die Betätigungsvorrichtung zum
Verschwenken der Parkklinke 13 ist zur Vereinfachung in der
Figur nicht näher dargestellt; wobei aus dem Stand der
Technik hierfür mehrere Ausführungsformen bekannt
sind.
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Der
radial äußere Ring 8 des Parksperrenrads 3 weist
in jeder Zahnlücke 19 seiner Parkklinkenverzahnung 12 eine
Sollbruchstelle 18 zum Aufbrechen des äußeren
Rings 8 in Umfangsrichtung 20 auf. Im Falle einer Überlast
bricht der radial äußere Ring 8 an einer
dieser Sollbruchstellen 18 und weitet sich dann infolge
der auftretenden Kräfte in radialer Richtung auf. Die Auslegung
der Sollbruchstellen 18 ist derart, dass der radial äußere
Ring 8 des Parksperrenrads 3 das schwächste
Bauelement der Parksperre ist, bei Überlast also vor einem
Versagen der Parkklinke 13 und vor dem Versagen eines anderen Bauelementes
der Parksperre bricht.
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Damit
die Abtriebswelle 7 auch bei einem durch Überlast
verursachten Versagen der Parksperre weiterhin blockiert bleibt
oder blockiert wird, weist zumindest ein Abschnitt des Gehäuses 2 in
Umfangsrichtung zum Außendurchmesser 11 des radial äußeren
Rings 8 einen definierten radialen Spalt 17 auf,
der kleiner ist als die radiale Überdeckung 10 der Mitnahmevorrichtung 9 der
beiden Ringe 4, 8 des Parksperrenrads 3.
Hierdurch ist sichergestellt, dass sich der radial äußere
Ring 8 im Falle eines Bruchs an einer seiner Sollbruchstellen 18 im
radial aufgeweiteten Zustand zwischen der Mitnahmevorrichtung 9 und
dem genannten Gehäuseabschnitt in Umfangsrichtung 20 verkeilt.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass zwischen dem Außendurchmesser 11 des
radial äußeren Rings 8 des Parksperrenrads 3 und
der Parkklinke 13 in einem Abschnitt außerhalb
der zwischen Parkklinkenzahn 15 und Parkklinkenverzahnung 12 vorgesehen
umfangsseitigen Überdeckung ein definierter Radialspalt 16 vorgesehen
ist, der ebenfalls kleiner ist als die radiale Überdeckung 10 der
Mitnahmevorrichtung 9 der beiden Ringe 4, 8 des
Parksperren rads 3. Hierdurch kann sich der radial äußere
Ring 8 nach seinem Bruch an einer seiner Sollbruchstellen 18 im radial
aufgeweiteten Zustand auch zwischen Mitnahmevorrichtung 9 und
Parkklinke 13 in Umfangsrichtung 20 verkeilen.
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- 1
- Getriebe
- 2
- Gehäuse
des Getriebes
- 3
- Parksperrenrad
- 4
- radial
innerer Ring des Parksperrenrads
- 5
- Planetenträger
- 6
- Planetenradsatz
- 7
- Abtriebswelle
- 8
- radial äußerer
Ring des Parksperrenrads
- 9
- Mitnahmevorrichtung,
Zahnprofil der Ringe des Parksperrenrads
- 10
- radiale Überdeckung
der Mitnahmevorrichtung bzw. des Zahnprofils der Ringe des Parksperrenrads
- 11
- Außendurchmesser
des radial äußeren Rings des Parksperrenrads
- 12
- Parkklinkenverzahnung
des radial äußeren Rings des Parksperrenrads
- 13
- Parkklinke
- 14
- Bolzen
der Parkklinke
- 15
- Parkklinkenzahn
- 16
- Radialspalt
zwischen Parkklinke und Außendurchmesser des radial äußeren
Rings des Parksperrenrads
- 17
- radialer
Spalt zwischen Getriebegehäuse und Außendurchmesser
des radial äußeren Rings des Parksperrenrads
- 18
- Sollbruchstelle
des radial äußeren Rings des Parksperrenrads
- 19
- Zahnlücke
der Parkklinkenverzahnung
- 20
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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