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Die
Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für ein Automatikgetriebe für einen
Kraftwagen mit einem Parksperrenrad zum Verhindern eines Wegrollens
des Kraftwagens in einer Parkstellung des Getriebes, in welcher
das Parksperrenrad mit einem Getriebegehäuse drehfest über wenigstens
eine Sperrklinke verrastet ist.
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Derartige
Getriebe sind dem Stand der Technik als allgemein bekannt zu entnehmen.
In der Regel ist hierbei das Parksperrenrad des Getriebes drehfest
mit der Abtriebswelle verbunden und weist entlang seines Außenumfangs
eine Mehrzahl von Zähnen
auf. Beim Einlegen eines Getriebewählhebels in die Parkstellung
wird eine Sperrklinke so bewegt, dass sie in die Verzahnung des
Parksperrenrades eingreift und somit die Abtriebswelle über das Parksperrenrad
drehfest am Getriebegehäuse
festlegt.
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In
Ruhestellung des Fahrzeugs mit Getriebe in Parkstellung muss die
Parksperre nur ein relativ geringes Drehmoment abstützen, das
sich vor allem aus dem Gewicht des Fahrzeugs, der Achsgetriebeübersetzung,
dem Raddurchmesser und der Steigung, an der das Fahrzeug abgestellt
wird, ergibt. Da das Getriebe jedoch schon beim Ausrollen des Fahrzeugs
bei sehr kleinen Geschwindigkeiten in seine Parkstellung gebracht
werden kann, können
durch den Formschluss zwischen Parksperrenrad und Getriebegehäuse sehr
hohe Drehmomentspitzen entstehen. Die Drehmomentspitzen werden dabei
lediglich dadurch begrenzt, dass die blockierten Räder auf der
Straße
kurz durchrutschen. Bei Allradfahrzeugen mit Zentraldifferential
verdoppeln sich diese Drehmomentspitzen sogar noch, da beide Achsen über das
Parksperrenrad abgestützt
werden müssen.
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Derartige
Drehmomentspitzen können
zu lauten Einrastgeräuschen
und starken Rucken im Fahrzeug führen
und erhöhen
zudem den Verschleiß des
Getriebes. Um einer Beschädigung
des Getriebes vorzubeugen müssen
Komponenten des Antriebsstrangs und des Getriebes, insbesondere
das Parksperrenrad selbst sehr groß und massiv ausgelegt werden,
um solche Drehmomentspitzen betriebssicher abzufedern.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Drehmomentspitzen
im Antriebsstrang beim Aktivieren einer Parkstellung des Getriebes
zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Getriebe, insbesondere ein Automatikgetriebe
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein
solches Getriebe für
einen Kraftwagen weist ein Parksperrenrad zum Verhindern eines Wegrollens
des Kraftwagens in einer Parkstellung des Getriebes auf, in welcher
das Parksperrenrad mit einem Getriebegehäuse drehfest über wenigstens
eine Sperrklinke verrastet ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass
das Parksperrenrad eine Schlupfkupplung zum Abbau von Drehmomentspitzen
aufweist. Wird ein solches Getriebe in seine Parkstellung gebracht,
während
der Kraftwagen noch ausrollt, so kann die Schlupfkupplung des Parksperrenrades
zunächst
durchrutschen, so dass die in das Getriebe eingebrachte Energie
durch die Reibung in der Schlupfkupplung zumindest teilweise dissipiert wird,
und so die Belastung der Komponenten des Getriebes und des Antriebsstrangs
des Kraftwagens vermindert wird. Damit wird sowohl die Geräuschentwicklung
und der Verschleiß minimiert,
als auch das Auftreten von starken Rucken verhindert, was den Komfort
der Insassen des Kraftwagens erhöht.
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Bevorzugterweise
weist ein Parksperrenrad für
ein derartiges Getriebe einen achsseitigen Ring auf, welcher drehfest
mit der Abtriebswelle verbunden ist und einen gehäuseseitigen
Ring, welcher zu Interaktion mit der wenigstens einen Sperrklinke
ausgelegt ist, auf. Die Schlupfkupplung kuppelt dabei vorteilhaft
den achsseitigen Ring mit dem gehäuseseitigen Ring. Dies ist
eine besonders bauraumsparende Ausführungsform des Erfindungsgedankens, da
insbesondere in axialer Richtung eine solche Schlupfkupplung im
Vergleich mit einem üblichen Parksperrenrad
praktisch keine zusätzliche
Ausdehnung bedingt.
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Bevorzugt
ist die Schlupfkupplung hierbei als Lamellenkupplung ausgebildet.
Dabei umgreift bevorzugt ein am achsseitigen Ring angeordnetes inneres
Lamellenringpaar einen am gehäuseseitigen Ring
angeordneten äußeren Lamellenring.
Um das gewünschte
Ausmaß an
Schlupf der Lamellenkupplung einstellen zu können, ist weiterhin bevorzugt
ein Federelement zum Einstellen einer Vorspannung der Lamellenkupplung
vorgesehen. Damit kann das Ausmaß der noch zulässigen Drehmomentenübertragung genau
festgelegt werden und gleichzeitig sichergestellt werden, dass das
Getriebe in seiner Parkstellung einen abgestellten Kraftwagen zuverlässig auch
an großen
Steigungen hält.
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Vorteilhafterweise
ist das Federelement am gehäuseseitigen
Ring angeordnet. Die Vorspannung der Lamellenkupplung kann besonders
platzsparend eingestellt werden, wenn das Federelement als Tellerfeder
ausgebildet ist. Gleichzeitig wird durch die Tellerfeder ein möglichst
gleichmäßiger Anpressdruck
der Lamellen gegeneinander über
den gesamten Umfang der Lamellenanordnung gewährleistet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist am gehäuseseitigen
Ring des Parksperrenrades ein Impulsring angeordnet. Im Fahrbetrieb kann über diesen
die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes zuverlässig überwacht
werden. Gleichzeitig erlaubt die Anbringung des Impulsrings am gehäuseseitigen
Ring des Parksperrenrades eine Konstruktion der Schlupfkupplung,
die nicht mit dem Impulsring interferiert. Beim Einlegen der Parksperre bei
ausrollendem Fahrzeug kann über
den Impulsring gleichzeitig der Schlupf des Getriebes überwacht werden,
so dass beispielsweise eine nachlassende Vorspannung der Schlupfkupplung
detektiert werden kann und eine entsprechende Servicewarnung erstellt
werden kann.
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Besonders
vorteilhafterweise ist das Automatikgetriebe als Allradgetriebe
ausgebildet. Aufgrund des doppelten Momenteneintrags von Vorder- und
Hinterachse ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Parksperrenrades
hier von besonders großem
Vorteil. Auch die Gewichtsersparnis ist hier besonders groß.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin einen Kraftwagen mit einem Automatikgetriebe
der beschriebenen Art.
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Im
Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen
näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung durch ein Getriebe mit einem Parksperrenrad nach
dem Stand der Technik und
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2 eine
Schnittdarstellung durch den Bereich des Parksperrenrades eines
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Allrad-Automatikgetriebes.
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1 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Ganzen mit 10 bezeichneten,
dem Stand der Technik entsprechenden Automatikgetriebe. Es ist dabei
der abtriebsseitige Teil des Getriebes gezeigt, in welchem eine
Drehbewegung der Abtriebswelle 12 um ihre Achse 14 über ein
Verteilergetriebe 16 auf eine im Ausschnitt nicht gezeigte
zweite Abtriebswelle zur Vorderachse des Fahrzeugs umgelenkt wird.
An der Abtriebswelle des Getriebes ist ein Parksperrenrad 18 drehfest
festgelegt, welches eine umfänglich
umlaufende Verzahnung 20 aufweist. Über nicht dargestellte Sperrklinken
kann das Parksperrenrad 18 über die Verzahnung 20 mit
dem Getriebegehäuse 22 drehfest
verrastet werden. In dieser Parkstellung des Getriebes 10 wird
somit ein Wegrollen des Kraftwagens verhindert. Das Getriebe 10 weist
weiterhin einen am Parksperrenrad 20 festgelegten Impulsring 24 auf, über welchen
eine Drehzahl der Abtriebswelle 12 überwacht werden kann.
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Durch
die starre Verbindung des Parksperrenrads 18 mit der Abtriebswelle 12 kommt
es beim Einlegen der Parksperre bei rollendem Fahrzeug zu hohen
Drehmomentspitzen im Getriebe 10. Verschärft wird
dies noch durch die Auslegung des Getriebes 10 als Allradgetriebe,
da auch von der Vorderachse des Kraftwagens über das Verteilergetriebe 16 zusätzliche
Drehmomente in das Parksperrenrad 18 eingeleitet werden.
Wird die Parksperre also bei rollendem Fahrzeug eingelegt, kommt
es zu lauten Geräuschen
und starken Rucken, welche den Komfort der Fahrzeuginsassen beeinträchtigen.
Zudem wird die Belastung der Komponenten des Getriebes 10 erhöht, so dass
diese besonders massiv ausgelegt werden müssen, um vorzeitigen Verschleiß zu verhindern.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist in den in 2 dargestellten Ausschnitt aus
einem im Ganzen mit 10' bezeichneten
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Getriebes
eine Schlupfkupplung 26 im Parksperrenrad 18 vorgesehen.
Das Parksperrenrad 18 ist dabei zweigeteilt und umfasst
einen inneren, wellenseitigen Ring 28 und einen äußeren, gehäuseseitigen
Ring 30, welche über
eine Gleitlagerung 32 gegeneinander drehbar sind. Um eine kontrollierte
Drehmomentenübertragung
zwischen innerem 28 und äußerem Ring 30 – und damit
auch eine Festlegung der gesamten Anordnung durch die Verzahnung 20 des äußeren Rings 20 am
Gehäuse 22 – zu ermöglichen,
sind innerer 28 und äußerer Ring 30 über die
Schlupfkupplung 26 verbunden. Die Schlupfkupplung 26 ist
dabei als Lamellenkupplung ausgeführt. Der innere Ring 28 weist
einen ersten Lamellenträger 34 auf,
in welchem ein Lamellenpaar 36 drehfest mit dem inneren
Ring 28 festgelegt ist. Das Lamellenpaar 36 umgreift
eine weitere Lamelle 38, die in einem zweiten Lamellenträger 40 am äußeren Ring 30 des
Parksperrenrades 18 angeordnet ist.
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Durch
die Reibung zwischen dem Lamellenpaar 36 und der von diesem
umgriffenen Lamelle 38 können somit Drehmomente zwischen
dem inneren Ring 28 – und
damit der Welle 12 – und
dem äußeren Ring 30 – und damit
in Parkstellung dem Gehäuse 22 – übertragen
werden. Durch eine Tellerfeder 42, welche über eine
Andruckplatte 44 eine Vorspannung auf die Lamellen 36, 38 ausübt, wird
dabei das Ausmaß des
Schlupfes der Schlupfkupplung 26 festgelegt.
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Wird
nun das Getriebe 10' bei
rollendem Fahrzeug in seine Parkstellung verbracht, greift also eine
hier nicht dargestellte Sperrklinke in die Verzahnung 20 des
Parksperrenrades 18 ein, so können Drehmomentspitzen, die
hierdurch entstehen, zunächst
durch Schlupf der Lamellen 36 gegen die Lamelle 38 abgebaut
werden. Das Getriebe 10' ermöglicht somit
ein wesentlich sanfteres und komfortableres Einlegen der Parksperre
bei rollendem Fahrzeug. Durch die gesenkten Belastungen der Komponenten des
Getriebes 10' und
des gesamten Antriebsstranges können
diese Komponenten zudem leichter ausgelegt werden. Auch das Parksperrenrad 18 des
Getriebes 10' ist
mit einem Impulsring 24 verbunden. Dieser ist hier allerdings
an einem Außenumfang 46 des äußeren Rings 30 des
Parksperrenrades 18 festgelegt, so dass er nicht störend mit
der Schlupfkupplung 26 interagiert. Durch die Drehzahlbeobachtung am äußeren Ring 30 mittels
des Impulsrings 24 kann neben der Drehzahl der Welle 12 auch
das Schlupfverhalten der Schlupfkupplung 26 beobachtet
werden, so dass bei einem Nachlassen der Federspannung der Tellerfeder 42 und
damit erhöhtem
Schlupf der Schlupfkupplung 26 eine Servicewarnung bereitgestellt
werden kann, so dass das Parksperrenrad 18 immer eine hinreichende
Rückhaltefunktion
im abgestellten Fahrzeug gewährleisten
kann.