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Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für eine drehbar gelagerte Welle, z. B. eine Parksperre für eine Getriebewelle eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges.
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Um Kraftfahrzeuge gegen ungewolltes Wegrollen, z. B. an einem Hang, zu sichern, ist es bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetrieben vorgesehen, dass an einer Getriebewelle eine Rastvorrichtung angeordnet ist, die eine Rotation der Getriebewelle im Sperrzustand blockiert und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeuges verhindert.
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Durch die
DE 101 44 056 A1 ist eine Parksperre bekannt, die einen auf einer Getriebewelle angeordneten Rastring mit Rastaufnahmen und ein im Sperrzustand in die Rastaufnahmen einrastbares Sperrelement aufweist. Hierbei wird das als schaltbare Klinke ausgebildete und am Getriebegehäuse gelagerte Sperrelement mittels eines Gestänges in Eingriff mit den Rastausnehmungen gebracht.
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Durch die
DE 101 61 035 A1 ist eine Arretiervorrichtung für ein Schaltgestänge gezeigt. Diese umfasst ein Druckstück mit einem Gehäuse und eine in dem Gehäuse mit der Kraft einer Druckfeder beaufschlagte Rastkugel, welche im Sperrzustand in einer Ausnehmung des Gestänges verrastbar ist. Hierbei ist das Druckstuck an einem Getriebegehäuse stationär so angeordnet, dass die Rastkugel dem Schaltgestänge zugeordnet ist.
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Durch die
DE 10 2006 037183 A1 ist ein Arretierelement zur Postitionssicherung eines verschiebbaren und / oder verschwenkbaren Bauteiles eines Fahrzeuggetriebes bekannt, welches ein hülsenförmiges Gehäuse mit einer in dem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen bewegliches Rastelement aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Arretiervorrichtung für eine drehbar gelagerte Welle und ein Verfahren zum Schalten der Arretiervorrichtung zu schaffen, wobei federbelastete Rastmittel vorgesehen sein sollen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
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Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass die Arretiervorrichtung im Sperrzustand sicher verhindert, dass eine Welle z. B. eine Getriebewelle eines Schaltgetriebes sich drehen kann. Dies bedeutet bei einem Einsatz in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, dass das Fahrzeug gegen Wegrollen z. B. an einem Hang gesichert ist.
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Darüber hinaus kann die Arretiervorrichtung eine drehende Welle abbremsen, stoppen und im gestoppten Zustand verriegeln. Dies bedeutet in vorteilhafter Weise auch, dass die Arretiervorrichtung gegen Beschädigung durch die drehende Welle gesichert ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst ein axial verschiebbar angeordnetes Gehäuse der Arretiervorrichtung die Getriebewelle an ihrem Wellenende und weist Lagerstellen zur Lagerung der Getriebewelle auf.
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Zur Betätigung der Arretiervorrichtung ist das Gehäuse der Arretiervorrichtung entlang der Getriebewelle axial verschiebbar angeordnet.
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Die Getriebewelle weist einen Rastring mit einer Anzahl, vorzugsweise drei, von gleichmäßig am Umfang des Rastringes verteilt angeordneten Rastaufnahmen auf.
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Die Lagerstellen des Gehäuses der Arretiervorrichtung sind ein erstes Lager, welches auf einem Wellenzapfen der Getriebewelle angeordnet ist und zweites Lager mit einem größeren Durchmesser für den Rastring. Beide Lager sind so ausgebildet, dass sie eine Axialverschiebung des Gehäuses der Arretiervorrichtung aufnehmen können.
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Der Rastring ist stirnseitig konusförmig ausgebildet und weist eine Anlaufschräge für vorgesehene Rastelemente auf.
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Die Rastausnehmungen sind zur Stirnseite des Rastringes offen ausgebildet, so dass die Rastelemente leicht von der Stirnseite aus in die Aufnahmen eingreifen können.
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In Umfangsrichtung weisen die Rastaufnahmen ebenfalls Anlaufschrägen in Form von Rampen auf, die ein ruckfreies Eintauchen und Heraustreten der Rastelemente ermöglichen, wenn die Getriebewelle z. B. während des Sperrvorganges noch rotiert und erst durch die Rastelemente abgebremst wird.
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In besonders günstiger Ausgestaltung sind die Rastelemente als Druckstücke ausgebildet und weisen jeweils ein zylinderförmiges Gehäuse auf, welches im Gehäuse der Arretiervorrichtung befestigt ist. Das Gehäuse des Rastmittels trägt im Inneren ein federbelastetes Rastelement, z. B. einen Kugelkalottenkopf, welcher radial nach innen ausgerichtet ist und sowohl axial, als auch radial in die Rastaufnahmen eintauchen kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben.
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Es zeigen
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1 eine Arretiervorrichtung für eine Welle in einer Entriegelungsstellung in perspektivischer Ansicht.
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2 die Arretiervorrichtung in einer Sperrstellung.
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Eine Getriebewelle 1 eines Automatikgetriebesgetriebes (nicht dargestellt) ist gemäß 1 mittels eines Lagerzapfens 2 in einem Lager 3 eines Gehäuses 4 einer Arretiervorrichtung 5 gelagert, wobei das Gehäuse 4 die Getriebewelle 1 koaxial umfasst. Das Gehäuse 4 ist in einem Gehäuse des Automatikgetriebes entlang der Rotationsachse 6 der Getriebewelle 1 verschiebbar gelagert, wodurch auch der Lagerzapfen 2 der Getriebewelle 1 in dem Lager 3 verschiebbar angeordnet ist.
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Die Getriebewelle 1 trägt auf ihrem dem Wellenzapfen 2 zugewandten Ende einen Rastring 7, welcher an seinem Umfang gleichmäßig verteilt eine Anzahl von Rastaufnahmen 8 aufweist. Währed das Ausführungsbeispiel acht Rastaufnahmen zeigt, ist eine bevorzugte Anzahl drei Rastaufnahmen.
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Der Rastring 7 ist mittels eines Lagers 9 drehbar in dem Gehäuse 4 gelagert, wobei das Lager 9 eine Axialverschiebung des Gehäuses 4 aufnehmen kann. Der Rastring 7 ist stirnseitig konusförmig mit einer umfänglichen Anlaufschräge 11 versehen. Die Rastaufnahmen 8 sind stirnseitig offen gestaltet und weisen, in Umfangsrichtung gesehen, Anlaufschrägen 12 in Form von Rampen auf.
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Im Gehäuse 4 sind zylinderförmige Rastelemente 13 in vorgesehenen Bohrungen 14 des Gehäuses 4 befestigt.
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Die Rastelemente 13 sind als Druckstücke mit einem zylinderförmigen Gehäuse 15 ausgebildet, in welchem ein vorzugsweise als Kugelkalottenkopf 16 ausgebildetes Rastelement federnd verschiebbar angeordnet ist.
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Das Druckstück 13 ist mit dem Kugelkalottenkopf 16 radial nach innen weisend in der Bohrung 14 befestigt.
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Im Sperrzustand der Arretiervorrichtung 5 gemäß 2 verrasten die Kugelkalottenköpfe 16 federnd in den Rastaufnahmen 8 des Rastringes 7 und sichern somit die Getriebewelle 1 gegen Verdrehung.
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Zur Betätigung der Arretiervorrichtung 5 wird das Gehäuse 4 aus der in 1 gezeigten Position entlang der Rotationsachse 6 der Getriebewelle 1 verschoben. Hierbei greifen die Kugelkalottenköpfe 16 der Druckstücke 13 stirnseitig in die Rastaufnahmen 8 des Rastringes 7 ein.
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Für den Fall, dass die Getriebewelle beim Betätigen der Arretiervorrichtung noch rotiert, stoßen die Kugelkalottenköpfe 16 zunächst gegen die Anlaufschräge 11 des Rastringes 7 und werden dadurch federnd in ihren jeweiligen Gehäusen 15 verschoben. Von der Anlaufschräge 11 gelangen die Kugelkalottenköpfe 16 auf die Umfangsfäche des Rastringes 7 und können von dort radial über die Anlaufschrägen 12 der Rastaufnahmen 8 in diese eintauchen und dort verrasten.
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Solange ein Drehmoment der Getriebewelle 1 größer ist, als das durch die gefederten Druckstücke 13 erzeugte Bremsmoment, können die Kugelkalottenköpfe 16 wieder über die Anlaufschrägen 12 aus den Rastaufnahmen 6 herausgleiten. Dies wiederholt sich solange, bis das durch die Druckstücke erzeugte Bremsmoment dem Drehmoment der Getriebewelle 1 entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Welle (Getriebewelle)
- 2
- Wellenzapfen
- 3
- Lager (2)
- 4
- Arretiergehäuse
- 5
- Arretiervorrichtung
- 6
- Rotationsachse (1)
- 7
- Rastring
- 8
- Rastaufnahme
- 9
- Lager (7)
- 10
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- 11
- Anlaufschräge (7)
- 12
- Anlaufschräge (8)
- 13
- Druckstück
- 14
- Bohrung (4)
- 15
- Gehäuse (13)
- 16
- Kugelkalottenkopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10144056 A1 [0003]
- DE 10161035 A1 [0004]
- DE 102006037183 A1 [0005]
