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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parksperrenanordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse, mit einer Parksperrenklinke, die um eine Klinkenachse zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition verschwenkbar ist und einen Klinkenzahn aufweist, der in der Sperrposition zur Immobilisierung des Kraftfahrzeuges in eine Verzahnung eines Parksperrenrades greifen kann, wobei die Parksperrenklinke mit einem zumindest abschnittsweise kreisförmigen Führungsabschnitt eines Betätigungsrades derart gekoppelt ist, dass die Parksperrenklinke in der Freigeberposition von dem Führungsabschnitt formschlüssig gehalten ist, und mit einer Aktuatoranordnung zum Antreiben des Betätigungsrades, wobei die Aktuatoranordnung eine Schaltwalze aufweist, die an ihrem Umfang wenigstens eine Einstellkontur aufweist, die mit einem Einstellgliedmitnehmer einer Einstellanordnung zum Einstellen von einer Übersetzung des Getriebes gekoppelt ist und die mit dem Betätigungsrad gekoppelt ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer mit einem Abtrieb des Kraftfahrzeuges drehgekoppelten Welle, an der ein Parksperrenrad festgelegt ist, das eine Verzahnung aufweist, und mit einer Parksperrenanordnung der oben genannten Art.
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Parksperrenanordnungen dienen bei automatisierten Stufenwechselgetrieben dazu, ein Kraftfahrzeug bedarfsweise zu immobilisieren. Ein Parksperrenrad ist hierbei in der Regel mit einer Abtriebswelle des Getriebes fest verbunden, die mit einem Abtrieb wie einem Differential eines Antriebsstranges drehgekoppelt ist. Ein Rollen des Fahrzeuges führt folglich zwangsweise zu einem Verdrehen der Abtriebswelle. Die Immobilisierung erfolgt dadurch, dass ein Klinkenzahn einer Parksperrenklinke in eine Verzahnung des Parksperrenrades eingreift, so dass ein Wegrollen des Fahrzeugs verhindert ist.
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Auf dem Gebiet der Parksperrenanordnungen existieren vielfältige Lösungen zum Betätigen der Parksperrenklinke und ggf. zum Arretieren der Parksperrenklinke in der Sperrposition oder in der Freigabeposition.
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Ein üblicher Ansatz besteht darin, eine Parksperrenklinke mittels eines Keilelementes in die Sperrposition zu drücken, das sich zwischen einen Rücken der Parksperrenklinke und einen Gehäuseabschnitt schiebt. In derartigen Fällen ist die Parksperrenklinke in der Regel mittels einer Feder in die Freigabeposition vorgespannt. Dies kann bei starken Vertikalbewegungen des Kraftfahrzeuges zu einem versehentlichen Verschwenken der Parksperrenklinke führen.
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Eine weitere Möglichkeit der Betätigung einer Parksperrenklinke besteht darin, die Parksperrenklinke über ein Betätigungsrad zu betätigen, das mittels exzentrischer Betätigungsmittel an der Parksperrenklinke angreift, um diese in eine Sperrposition zu drücken. Auch in diesem Fall ist es üblich, dass die Parksperrenklinke in die Freigabeposition mittels einer Feder vorgespannt ist.
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Ferner weisen Parksperrenanordnungen generell eine sogenannte Einrückfeder auf. Die Einrückfeder dient dazu, einen Betätigungshub vollständig durchführen zu können, auch dann, wenn ein Klinkenzahn der Parksperrenklinke auf einem Zahn des Parksperrenrades aufliegt. In diesem Fall rutscht der Klinkenzahn bei einem Anrollen des Fahrzeugs sofort in die nächste Zahnlücke des Parksperrenrades, und zwar aufgrund einer in der Einrückfeder gespeicherten mechanischen Energie. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, einen Betätigungshebel in einem Kraftfahrzeug auch bei einer Situation Zahn-auf-Zahn in die Parksperrenposition P zu versetzen.
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Aus dem Dokument
DE 10 2014 000 772 A1 ist eine Parksperrenanordnung bekannt, bei der eine Sperranordnung zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition betätigbar ist. Die Sperranordnung ist mittels einer Betätigungsanordnung betätigbar. Die Betätigungsanordnung beinhaltet ein Schaltwalzensystem. Das Schaltwalzensystem beinhaltet mindestens eine Schaltwalze. Die Schaltwalze ist um mindestens eine Schaltwalzenachse herum antreibbar gelagert. Die Betätigungsanordnung beinhaltet wenigstens einen Hebel. Ferner beinhaltet die Betätigungsanordnung wenigstens ein Druckstück. Der Hebel, das Druckstück und das Schaltwalzensystem sind derart zueinander angeordnet, dass bei einem Überstreichen zumindest eines Teils mindestens eines ersten Winkelabschnittes der Schaltwalze eine Kraftübertragung von der Schaltwalze über das Druckstück zu dem Hebel stattfindet, um die Sperranordnung zu betätigen.
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Das Dokument
EP 2 916 045 A1 offenbart eine Parksperrenanordnung mit einem Betätigungsmechanismus für eine Parksperrenklinke und mit einer Aktuatoranordnung, wobei die Aktuatoranordnung ein Stellglied aufweist, das zwischen einer Grundposition und einer Parkposition versetzbar ist und das mit dem Betätigungsmechanismus gekoppelt ist. Dabei ist ein Betätigungsglied wie ein Betätigungshebel über eine lösbare Koppeleinrichtung mit dem Stellglied und mit dem Betätigungsmechanismus gekoppelt, wobei das Betätigungsglied ferner in eine Richtung mechanisch vorgespannt ist, um über den Betätigungsmechanismus die Parksperrenklinke in die Parksperrenposition zu drücken, und wobei die Koppeleinrichtung so ausgebildet ist, dass sie mittels eines elektrischen Lösesignals lösbar ist.
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Das Dokument
EP 2 829 774 A1 offenbart eine Parksperrenanordnung, bei der eine Kurvenscheibe einen Betätigungskurvenabschnitt aufweist, der sich über einen ersten Umfangsbereich der Kurvenscheibe erstreckt. Ein Hebel ist verschwenkbar an dem Gehäuse gelagert und mit einer Sperranordnung gekoppelt. Der Hebel ist mit einem Mitnehmer verbunden, der mit der Kurvenscheibe gekoppelt ist, derart, dass der Mitnehmer bei einer Verdrehung der Kurvenscheibe von dem Betätigungskurvenabschnitt so mitgenommen wird, dass der Hebel verschwenkt wird, um die Sperranordnung zu betätigen.
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Aus der eingangs genannten Druckschrift
EP 2 657 578 A2 ist eine Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, mit einem um eine erste Achse drehbar gelagerten Parksperrenrad, mit einer zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition beweglich gelagerten Parksperrenklinke und mit einer die Parksperrenklinke betätigenden Betätigungsanordnung, die um eine zweite Achse über einen Winkelbereich verdrehbar gelagert ist. Dabei weist der Winkelbereich einen ersten Winkelabschnitt auf, innerhalb dessen die Parksperrenklinke betätigbar ist, und weist einen zweiten Winkelabschnitt auf, innerhalb dessen die Parksperrenklinke in einer Freigabeposition gehalten wird.
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Die Parksperrenklinke weist dabei einen Mitnehmer auf, der in eine zumindest abschnittsweise kreisförmige Axialnut an einer Stirnseite eines Betätigungsrades eingreift. Ein Betätigungsrad ist über eine Außenverzahnung mit einer Schaltwalze gekoppelt. Die Schaltwalze weist eine Schaltkontur auf, in der ein Mitnehmer einer Schaltgabel geführt ist. Die Schaltgabel ist mit einer Schaltanordnung gekoppelt, insbesondere mit einem Schaltkupplungspaket, um eine oder zwei Gangstufen des Stufenwechselgetriebes ein- und auszulegen.
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Die bislang bekannt gewordenen Parksperrenanordnungen weisen eine vergleichsweise große Anzahl von Bauteilen auf. Ferner haben die bekannten Parksperrenanordnungen in der Regel ein relativ hohes Gewicht und sind relativ teuer. Zudem ist der von den Parksperrenanordnungen beanspruchte Bauraum innerhalb des Gehäuses des Stufenwechselgetriebes relativ groß.
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Parksperrenanordnung anzugeben.
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Die obige Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Parksperrenanordnung der eingangs genannten Art, wobei das Betätigungsrad koaxial zu der Schaltwalze angeordnet ist.
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Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere in Form eines Stufenwechselgetriebes, mit einer mit einem Abtrieb des Kraftfahrzeuges drehgekoppelten Welle, an der ein Parksperrenrad festgelegt ist, das eine Verzahnung aufweist, und mit einer Parksperrenanordnung der erfindungsgemäßen Art.
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Die mit dem Abtrieb des Kraftfahrzeuges drehgekoppelte Welle ist vorzugsweise eine Ausgangswelle des Stufenwechselgetriebes, die beispielsweise über einen Abtriebsradsatz mit einem Differential eines Antriebsstranges gekoppelt ist, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder des Kraftfahrzeuges verteilbar ist.
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Durch die Maßnahme, das Betätigungsrad koaxial zu der Schaltwelle anzuordnen, kann erheblicher Bauraum eingespart werden. Ferner kann ggf. die Teileanzahl reduziert werden, und die Kosten der Parksperrenanordnung können ggf. reduziert werden.
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Bei der Parksperrenanordnung ist das Gehäuse vorzugsweise ein Gehäuse des Stufenwechselgetriebes. Die Klinkenachse ist eine Achse, die vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Stufenwechselgetriebes ausgerichtet ist, also jener Achse, die entlang einer Eingangswellenanordnung des Stufenwechselgetriebes ausgerichtet ist.
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Das Parksperrenrad ist, wie gesagt, vorzugsweise an einer Ausgangswelle festgelegt, die parallel zu der Klinkenachse ausgerichtet ist. Das Betätigungsrad ist vorzugsweise um eine Achse verdrehbar, die vorzugsweise ebenfalls parallel zu der Klinkenachse ausgerichtet ist. Der Führungsabschnitt des Betätigungsrades ist abschnittsweise kreisförmig ausgebildet, und zwar vorzugsweise um eine Achse des Betätigungsrades herum.
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Der Führungsabschnitt beinhaltet vorzugsweise einen ersten Winkelabschnitt, innerhalb dessen die Parksperrenklinke mittels der Kopplung in der Freigabeposition gehalten wird.
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Ferner beinhaltet der Führungsabschnitt vorzugsweise einen zweiten Abschnitt, innerhalb dessen die Parksperrenklinke in die Sperrposition gedrückt wird oder drückbar ist.
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Die Schaltwalze dient zum Ein- und Auslegen von wenigstens zwei Gangstufen des Stufenwechselgetriebes. An der Schaltwalze können eine oder zwei oder mehr Schaltkonturen ausgebildet sein. Jede Schaltkontur ist vorzugsweise wenigstens einem Schaltkupplungspaket zugeordnet. Jedes Schaltkupplungspaket beinhaltet vorzugsweise eine oder zwei Schaltkupplungen, wobei jede Schaltkupplung dazu ausgebildet ist, ein an einer Welle des Stufenwechselgetriebes drehbar gelagertes Losrad mit der zugeordneten Welle drehfest zu verbinden. Durch die drehfeste Verbindung des Losrades mit der zugeordneten Welle wird in einem derartigen Stufenwechselgetriebe eine Gangstufe eingelegt.
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Die Schaltwalze ist vorzugsweise mittels eines Elektromotors angetrieben, der koaxial zu der Schaltwalze oder parallel versetzt hierzu angeordnet sein kann.
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Der Führungsabschnitt an dem Betätigungsrad ist vorzugsweise durch eine sich zumindest abschnittsweise kreisförmig erstreckende Axialnut in dem Betätigungsrad ausgebildet, ist also vorzugsweise an einer axialen Seite des Betätigungsrades angeordnet bzw. ausgebildet.
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Die Einstellanordnung zum Einstellen einer Übersetzung des Getriebes kann eine Einstellanordnung zum Einstellen einer Übersetzung eines stufenlosen Getriebes sein. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeuggetriebe jedoch ein Stufenwechselgetriebe, wobei die Einstellkontur eine Schaltkontur ist, die mit einem Schaltgliedmitnehmer einer Schaltanordnung zum Schalten von wenigstens einer Gangstufe des Stufenwechselgetriebes gekoppelt ist.
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Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, ist die Parksperrenklinke als zweiseitiger Hebel ausgebildet, wobei der Klinkenzahn an einer ersten Seite des Hebels ausgebildet ist und wobei eine Koppeleinrichtung zur Kopplung der Parksperrenklinke mit dem Führungsabschnitt an einer zweiten Seite des Hebels ausgebildet ist.
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Hierdurch ist es möglich, relativ lange Wege von dem Ort einer Erzeugung einer Aktuatorkraft bis hin zu dem Parksperrenrad effektiv zu überbrücken. Durch den zweiseitigen Hebel können zudem die Kräfte gut eingestellt werden, die zur Betätigung der Parksperrenanordnung notwendig sind.
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Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Parksperrenklinke folglich in eine Richtung quer zur Längsachse des Getriebes von einem Parksperrenrad bis hin zu der Schaltwalze, wobei eine Hebelachse des zweiseitigen Hebels dazwischen angeordnet ist. Die Hebelachse, die der Klinkenachse entspricht, kann durch einen Zapfen am Gehäuse oder dergleichen ausgebildet sein.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Klinkenachse durch eine in axialer Richtung verschiebliche Schaltstange der Schaltanordnung gebildet ist.
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Eine Schaltstange einer Schaltanordnung ist in der Regel mit einem Schaltglied wie einer Schaltgabel oder einer Schaltwippe starr gekoppelt und axial innerhalb des Getriebegehäuses verschieblich gelagert. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Parksperrenklinke zwischen der Schaltwalze und einer Welle des Getriebes erstreckt und die Klinkenachse dazwischen angeordnet ist, ist es in manchen Fällen bevorzugt, wenn die Klinkenachse durch eine derartige Schaltstange gekoppelt ist. Es versteht sich, dass die Parksperrenklinke in diesem Fall axial in Bezug auf das Gehäuse gelagert ist, so dass Axialbewegungen der Schaltstange zu Relativbewegungen zwischen der Schaltstange und der Parksperrenklinke führen.
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Generell ist es möglich, das Betätigungsrad auf beliebige Art und Weise mit der Schaltwalze zu koppeln.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn das Betätigungsrad drehfest mit der Schaltwalze verbunden ist, insbesondere starr mit der Schaltwalze verbunden ist und insbesondere durch die Schaltwalze selbst gebildet ist.
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Generell ist es möglich, das Betätigungsrad so auszubilden, dass die Parksperrenklinke daran in einem ersten Winkelabschnitt entsprechend einer Freigabeposition zwangsgeführt ist und folglich durch das Betätigungsrad in diesem ersten Winkelabschnitt in der Freigabeposition formschlüssig arretiert ist.
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Zum Überführen der Parksperrenklinke in die Sperrposition ist es generell denkbar, den Führungsabschnitt so auszubilden, dass die Parksperrenklinke zwangsweise in die Sperrposition versetzt ist, wenn eine Koppeleinrichtung sich in einem zweiten Winkelabschnitt befindet.
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Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Betätigungsrad mit einem Betätigungsnocken gekoppelt ist, der in der Sperrposition an der Parksperrenklinke angreift und der mit dem Betätigungsrad über eine Einrückfeder verbunden ist.
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Bei dieser Ausführungsform kann eine Verdrehung des Betätigungsrades bzw. der Schaltwalze in eine Drehposition entsprechend einer Sperrposition der Parksperrenklinke erfolgen, auch wenn die Parksperrenklinke sich in Bezug auf das Parksperrenrad in einer Situation Zahn-auf-Zahn befindet.
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Sofern die Betätigung der Parksperrenanordnung und die Verdrehung des Betätigungsrades erfolgt, wenn ein Einrasten des Klinkenzahns in eine Zahnlücke der Parksperrenradverzahnung möglich ist, so erfolgt dies durch Angriff des Betätigungsnockens an der Parksperrenklinke, wobei die Einrückfeder den Betätigungsnocken und das Betätigungsrad koppelt wie bei einer starren Kopplung. Die Einrückfeder wird nicht gespannt.
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Bei einer Situation Zahn-auf-Zahn wird das Betätigungsrad verdreht. Da sich die Parksperrenklinke jedoch nicht in die Sperrposition bewegen lässt, erfolgt eine Relatiwerdrehung zwischen dem Betätigungsrad und dem Betätigungsnocken, wodurch die Einrückfeder gespannt wird. Sobald das Fahrzeug weiterrollt und der Klinkenzahn in eine Zahnlücke der Verzahnung des Parksperrenrades greifen kann, wird die in der Einrückfeder gespeicherte mechanische Energie genutzt, um die Parksperrenklinke in die Sperrposition zu versetzen. Die Einrückfeder ist dabei vorzugsweise als Drehfeder ausgebildet, die koaxial zu der Schaltwalze angeordnet ist.
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Die Parksperrenklinke ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der Betätigungsnocken in der Sperrposition der Parksperrenklinke an einer Klinkenschulter angreift, und zwar so, dass die Parksperrenklinke in der Sperrposition arretiert wird. Der Betätigungsnocken wird dabei vorzugsweise mittels der Einrückfeder in Umfangsrichtung gegen die Parksperrenklinke gedrückt, wobei eine Nockenspitze an der sich im Wesentlichen tangential zu dem Betätigungsrad erstreckenden Klinkenschulter angreift.
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Insgesamt kann durch diese Ausführungsform erreicht werden, dass sowohl eine Arretierungseinrichtung zur Arretierung der Parksperrenklinke in der Freigabeposition als auch eine Einrückfeder unmittelbar in die Schaltwalze integriert sind. Auch ein Betätigungsnocken zum Betätigen der Parksperrenklinke ist in die Schaltwalze integriert. Der Betätigungsnocken ist vorzugsweise verdrehbar in Bezug auf eine Achse der Schaltwelle.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Einrückfeder auf einer dem Betätigungsnocken axial gegenüberliegenden Seite des Betätigungsrades angeordnet ist.
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Hierdurch kann die Einrückfeder optimal in die Schaltwalze integriert werden.
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Demgemäß ist es von besonderem Vorzug, wenn die Einrückfeder innerhalb eines zylindrischen Schaltwalzenkörpers der Schaltwalze angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Einrückfeder ein Federende auf, das sich axial in das Betätigungsrad hinein erstreckt und mit dem Betätigungsnocken verbunden ist.
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Ein anderes Federende kann sich in diesem Fall an dem Schaltwalzenkörper abstützen. Verdrehungen des Nockens in Bezug auf den Schaltwalzenkörper und folglich in Bezug auf das Betätigungsrad führen in diesem Fall vorzugsweise zu einem Spannen der Einrückfeder.
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Das Betätigungsrad kann generell an einem axialen Ende der Schaltwalze angeordnet sein, derart, dass eine Axialnut in dem Betätigungsrad, die den Führungsabschnitt bildet, an der Stirnseite der Schaltwalze ausgebildet ist.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn das Betätigungsrad in axialer Richtung zwischen einem ersten Schaltwalzenkörper bzw. Schaltwalzenabschnitt und einem zweiten Schaltwalzenkörper bzw. zweiten Schaltwalzenabschnitt angeordnet ist, wobei eine Schaltkontur an dem ersten Schaltwalzenkörper ausgebildet ist und/oder wobei eine Schaltkontur an dem zweiten Schaltwalzenkörper ausgebildet ist.
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Bei dieser Ausführungsform kann das Betätigungsrad in axialer Richtung zwischen zwei Schaltkonturen angeordnet sein.
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Die Schaltwalzenkörper können jeweils an einer Schaltwalzenwelle festgelegt sein. Das Betätigungsrad kann an einem der Schaltwalzenkörper festgelegt sein oder kann Teil dieses Schaltwalzenkörpers sein.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, erstreckt sich eine zweite Hebelseite der Parksperrenklinke in einen ringförmigen Axialspalt der Schaltwalze hinein.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Parksperrenklinke als zweiseitiger Hebel ausgebildet, wobei sich eine zweite Hebelseite der Parksperrenklinke in den Axialspalt hinein erstreckt und wobei der Klinkenzahn an einer ersten Hebelseite der Parksperrenklinke ausgebildet ist.
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Der Axialspalt ist insbesondere zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltwalzenkörper angeordnet. Der Ringspalt erstreckt sich vorzugsweise in radialer Richtung bis hin zu einer Schaltwalzenwelle, an der die zwei axial beabstandeten Schaltwalzenkörper angeordnet sind.
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Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine besonders kompakte und wenig Bauraum beanspruchende Bauweise, da sich die zweite Hebelseite der Parksperrenklinke in diesen Axialspalt hinein erstreckt.
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Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn das Betätigungsrad eine axiale Seite des Axialspaltes bildet.
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In diesem Fall kann ein Führungsabschnitt auf jener axialen Stirnseite des Betätigungsrades ausgebildet sein, der hin zu dem Axialspalt weist. Auf diese Weise kann sich die zweite Hebelseite der Parksperrenklinke in den Axialspalt hinein erstrecken, und eine Kopplung zwischen der Parksperrenklinke und dem Führungsabschnitt des Betätigungsrades kann konstruktiv einfach realisiert werden, beispielsweise über einen Stift, der sich von der Parksperrenklinke in eine Axialnut in dem Betätigungsrad hinein erstreckt.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn in dem Axialspalt ein Betätigungsnocken angeordnet ist, der an einer Welle der Schaltwalze verdrehbar gelagert ist.
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Der Betätigungsnocken ist vorzugsweise dazu ausgebildet, an der Parksperrenklinke anzugreifen, und zwar insbesondere an der zweiten Hebelseite der Parksperrenklinke. Der Betätigungsnocken ist vorzugsweise über eine Einrückfeder mit dem Betätigungsrad gekoppelt.
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Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn ein Betätigungsnocken, der in der Sperrposition an der Parksperrenklinke angreift, an einer Welle der Schaltwalze verdrehbar gelagert ist und wenn der Betätigungsnocken einen exzentrischen Axialvorsprung aufweist, der sich in eine in Umfangsrichtung der Welle länglich ausgebildete Nockenkoppelausnehmung hinein erstreckt, derart, dass eine Verdrehbarkeit des Betätigungsnockens in Bezug auf die Welle begrenzt ist.
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Die Nockenkoppelausnehmung ist vorzugsweise in dem Betätigungsrad ausgebildet und ist vorzugsweise als sich in Umfangsrichtung bzw. Tangentialrichtung erstreckende Durchgangsöffnung ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich ein Federende einer Einrückfeder in eine Axialvertiefung des Axialvorsprunges hinein.
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Der Axialvorsprung ist dabei vorzugsweise als Hülsenkörper ausgebildet, der sich von der Parksperrenklinke in axialer Richtung erstreckt und in dessen innere Öffnung hinein sich das Federende der Einrückfeder erstreckt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe ist es vorteilhaft, wenn das Getriebe wenigstens eine Schaltanordnung zum Schalten wenigstens einer Gangstufe des Getriebes aufweist, wobei die Schaltanordnung mittels eines Schaltgliedes wie einer Schaltgabel betätigbar ist, das axial verschieblich in dem Gehäuse des Getriebes gelagert ist und das einen Schaltgliedmitnehmer aufweist, der mit einer Schaltkontur einer Schaltwalze gekoppelt ist.
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Die Schaltwalze ist dabei vorzugsweise jene Schaltwalze, an der auch das Betätigungsrad angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltglied an einer sich in axialer Richtung erstreckende Schaltstange gelagert bzw. festgelegt, die die Klinkenachse bildet, um die herum die Parksperrenklinke verschwenkbar ist.
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Insgesamt betrifft die Erfindung folglich vorzugsweise eine integrierte Parksperrenanordnung, wobei eine Parksperrenklinke sich vorzugsweise direkt mittels eines Nockens betätigen lässt, der in Bezug auf die Schaltwalze begrenzt verdrehbar ist. Eine Einrückfeder und eine Arretierung befinden sich vorzugsweise innerhalb der Schaltwalze.
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Insgesamt ergibt sich eine Parksperrenanordnung mit kleinem Bauraum und wenigen Komponenten, so dass sich ein geringes Gericht und geringe Kosten ergeben.
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Ferner kann sich eine bessere Kraftübertragung von einem Antriebsmotor der Schaltwelle auf die Klinke ergeben.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stufenwechselgetriebes mit einer erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung;
- 2 eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Darstellung einer Schaltwalzenanordnung mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Parksperrenanordnung;
- 3 eine der 2 vergleichbare Darstellung ohne ein Betätigungsrad;
- 4 eine perspektivische Ansicht der Parksperrenanordnung der 2 und 3 mit einer Darstellung einer Kopplung zwischen Parksperrenklinke und Betätigungsrad;
- 5 eine axiale Draufsicht auf die Parksperrenanordnung der 4; und
- 6 eine Längsschnittansicht der Parksperrenanordnung der 2 bis 5.
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In 1 ist in schematischer Form eine axiale Draufsicht auf ein Stufenwechselgetriebe 10 eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Das Stufenwechselgetriebe 10 ist Teil eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges. Das Stufenwechselgetriebe 10 ist insbesondere ein automatisiertes Getriebe, mittels dessen sich Gangstufen automatisiert eine ein- und auslegen lassen. Eingangsseitig ist das Stufenwechselgetriebe vorzugsweise mit einer Kupplungsanordnung verbunden, die eine Trennkupplung zwischen dem Stufenwechselgetriebe 10 und einem Antriebsmotor wie einem Verbrennungsmotor darstellt. Ein Ausgang des Stufenwechselgetriebes ist vorzugsweise mit einem Differential verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder verteilbar ist.
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Wie es in 1 dargestellt ist, weist das Stufenwechselgetriebe 10 ein Gehäuse 12 auf, an dem eine Eingangswellenanordnung 14 drehbar gelagert ist. Die Eingangswellenanordnung 14 kann eine einzelne Eingangswelle sein, wenn es sich bei dem Stufenwechselgetriebe um ein automatisiertes Schaltgetriebe handelt. Vorzugsweise ist das Stufenwechselgetriebe jedoch ein Doppelkupplungsgetriebe, so dass die Eingangswellenanordnung 14 eine Hohlwelle und eine koaxial innenliegende Innenwelle aufweist.
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Ferner sind an dem Gehäuse 12 eine erste Ausgangswelle 16 und eine zweite Ausgangswelle 18 drehbar gelagert. Die Ausgangswellen 16, 18 sind über einen Abtriebsradsatz mit einem Eingangsglied eines Differentials 20 gekoppelt, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder verteilbar ist.
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Das Stufenwechselgetriebe kann zwei Gangstufen aufweisen, weist jedoch vorzugsweise 5, 6, 7 oder mehr Gangstufen auf, insbesondere acht Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe.
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Den Gangstufen sind jeweils Radsätze zugeordnet, die jeweils wenigstens ein Festrad, das mit einer der Wellen fest verbunden ist, und ein Losrad aufweisen, das drehbar an einer der Wellen gelagert ist. Das Ein- und Auslegen von Gangstufen erfolgt durch nicht näher dargestellte Schaltkupplungen, die zu Schaltkupplungspaketen zusammengefasst sein können. Die Schaltkupplungspakete sind jeweils über Schaltglieder betätigbar, die beispielsweise als Schaltgabeln ausgebildet sein können und in Umfangsnuten von Schaltmuffen solcher Schaltkupplungspakete greifen, wie es generell bekannt ist.
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Zur automatisierten Betätigung wenigstens einiger der Gangstufen des Stufenwechselgetriebes 10 ist eine Schaltwalzenanordnung 22 vorgesehen. Die Schaltwalzenanordnung 22 ist koaxial zu einer Schaltwalzenachse 24 ausgerichtet, die parallel zu den Wellen 14, 16, 18 ausgerichtet ist. An der Schaltwalzenanordnung 22 ist wenigstens eine Schaltwalzenkontur 26 ausgebildet, in die ein Schaltgliedmitnehmer 28 eines Schaltgliedes 30 greift. Durch Verdrehen der Schaltwalzenanordnung 22 kann der Schaltgliedmitnehmer 28 in axialer Richtung versetzt werden, um eine in 1 schematisch angedeutete Schaltanordnung 32 zu betätigen, die beispielsweise durch ein Schaltkupplungspaket gebildet sein kann.
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Das Stufenwechselgetriebe 12 beinhaltet ferner eine Parksperrenanordnung 40. Die Parksperrenanordnung 40 weist ein Parksperrenrad 42 auf, das drehfest mit einer der Ausgangswellen verbunden ist, vorliegend der zweiten Ausgangswelle 18. Ferner beinhaltet die Parksperrenanordnung 40 eine Parksperrenklinke 44, die in Bezug auf eine gehäusefeste Klinkenachse 46 verschwenkbar gelagert ist. Die Parksperrenklinke 44 weist einen Klinkenzahn 48 auf, der in einer Sperrposition SP in eine Zahnlücke einer Verzahnung 50 des Parksperrenrades 42 greift. Durch diesen Eingriff zwischen Klinkenzahn 48 und Verzahnung 5 wird die zugeordnete Ausgangswelle 18 blockiert, wodurch der Abtrieb des Stufenwechselgetriebes 10 blockiert wird und das Fahrzeug folglich immobilisiert wird.
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Die Parksperrenklinke 44 ist als zweiseitiger Hebel ausgebildet, mit einer ersten Hebelseite 52, an der der Klinkenzahn 48 ausgebildet ist, und mit einer zweiten Hebelseite 54, die sich hin zu der Schaltwalzenanordnung 22 erstreckt.
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Koaxial zu der Schaltwalzenanordnung 22 ist ein Betätigungsrad 56 vorgesehen, an dem ein Führungsabschnitt 58 ausgebildet ist. Die zweite Hebelseite 54 der Parksperrenklinke 44 ist über einen Koppelmitnehmer 60 mit dem Führungsabschnitt 58 des Betätigungsrades 56 gekoppelt. Hierdurch kann die Parksperrenklinke 54 aus der Sperrposition SP in eine in 1 gestrichelt angedeutete Freigabeposition FP gezogen werden. Ferner dient der Führungsabschnitt 58 dazu, die Parksperrenklinke 44 in der Freigabeposition zu halten, wenn die Schaltwalzenanordnung 22 zum Ein- und Auslegen von Gangstufen verdreht wird.
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In 1 ist ferner angedeutet, dass koaxial zu der Schaltwalzenanordnung 22 ein Betätigungsnocken 62 verdrehbar gelagert ist. Der Betätigungsnocken 62 ist vorzugsweise mit dem Betätigungsrad 56 über eine nicht näher dargestellte Einrückfeder verbunden. Zum Überführen der Parksperrenklinke 44 in die Sperrposition SP drückt der Betätigungsnocken 62 so auf die Parksperrenklinke 44, dass diese in die Sperrposition SP versetzt wird.
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Die Klinkenachse 46 der Parksperrenklinke 44 liegt in einem Bereich zwischen der Schaltwalzenanordnung 22 und dem Parksperrenrad 42. Die Klinkenachse 46 kann in manchen Fällen durch eine Schaltstange 64 gebildet sein, an der das Schaltglied 30 festgelegt ist.
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In den 2 bis 6 ist eine Schaltwalzenanordnung 22 dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Schaltwalzenanordnung 22 der 1 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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Die Schaltwalzenanordnung 22 weist eine Schaltwalze 70 auf, die einen ersten Schaltwalzenkörper 72 und einen zweiten Schaltwalzenkörper 74 beinhaltet. Die Schaltwalzenkörper 72, 74 sind an einer Schaltwalzenwelle 76 festgelegt, die drehbar in Bezug auf das in 2 nicht näher dargestellte Gehäuse 12 gelagert ist und über die die Schaltwalze 70 mittels eines Antriebsmotors via eines elektrischen Motors antreibbar ist.
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Der erste Schaltwalzenkörper 72 und der zweite Schaltwalzenkörper 74 sind voneinander axial beabstandet, wie es in 2 bei 75 gezeigt ist. Zwischen den Schaltwalzenkörper 72, 74 ist hierdurch ein Axialspalt 78 gebildet, der axial begrenzt ist durch die Schaltwalzenkörper 72, 74 und der radial innen begrenzt ist durch die Schaltwalzenwelle 76.
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2 zeigt ferner das Betätigungsrad 56, das als Scheibe ausgebildet ist, die über eine Betätigungsradbefestigung 80 mit dem zweiten Schaltwalzenkörper 74 starr verbunden ist. Die Betätigungsradbefestigung 80 kann beispielsweise durch drei in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Schrauben gebildet sein.
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An dem Betätigungsrad 56 ist eine Nockenkoppelausnehmung 82 ausgebildet, die als axiale Durchbrechung ausgebildet ist und die in Umfangsrichtung länglich ausgebildet ist.
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In die Nockenkoppelausnehmung 82 greift ein Axialvorsprung bzw. Koppelstift 84 eines Betätigungsnockens 62, der in dem Axialspalt 78 angeordnet ist, und zwar verdrehbar in Bezug auf die Schaltwalzenwelle 76, jedoch axial fixiert in Bezug auf diese. Wie es in 3 dargestellt ist, erstreckt sich der Axialvorsprung 84 in axialer Richtung von dem Betätigungsnocken 62. In radialer Richtung gesehen ist der Axialvorsprung 84 zwischen einer Drehachse des Betätigungsnockens 62 und einer Betätigungsspitze des Betätigungsnockens angeordnet.
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Auf der dem Betätigungsnocken 62 axial gegenüberliegenden Seite des Betätigungsrades 56 ist eine Einrückfeder 86 in Form einer Drehfeder angeordnet, die koaxial um die Schaltwalzenwelle 76 herum angeordnet ist. Ein Ende der Einrückfeder 86 ist mit einem Federhalter 88 verbunden, der fest mit dem zweiten Schaltwalzenkörper 74 verbunden ist.
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Ein zweites Ende der Einrückfeder 86 erstreckt sich in eine axiale Öffnung des Axialvorsprunges 84 hinein. Der axiale Vorsprung 84 ist hülsenartig ausgebildet, und das Ende der Einrückfeder 86 greift axial in den Axialvorsprung 84 hinein.
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Der Betätigungsnocken 62 ist durch diese Art der Kopplung der Einrückfeder 86 generell so mit dem Betätigungsrad 56 verbunden, dass der Betätigungsnocken 62 synchron hiermit dreht. Zum Versetzen der Parksperrenklinke 44 aus einer Freigabeposition in die in 2 und 3 dargestellte Sperrposition SP drückt der Betätigungsnocken mit seiner Nockenspitze gegen die zweite Hebelseite 54 der Parksperrenklinke 44, so dass diese in die Sperrposition SP verschwenkt wird.
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Sofern eine Situation Zahn-auf-Zahn vorliegt, wird die Schaltwalze 70 in eine Parksperrenposition bewegt. Da die Parksperrenklinke 44 in diesem Fall jedoch nicht in die Sperrposition SP bewegt werden kann, erfolgt eine Relatiwerdrehung zwischen Betätigungsnocken 62 und Betätigungsrad 56, wodurch die Einrückfeder 86 gespannt wird. Wenn die Situation Zahn-auf-Zahn aufgelöst wird, beispielsweise durch ein Anrollen des Kraftfahrzeuges, drückt die Einrückfeder 86 den Betätigungsnocken 62 so gegen die Parksperrenklinke 44, dass diese in die Sperrposition SP versetzt wird.
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In den 4 und 5 sind das Betätigungsrad 56 und die Parksperrenklinke 44 von der axialen Seite des Axialspaltes 78 aus gezeigt. Es ist zu erkennen, dass in dem Betätigungsrad 56 ein Führungsabschnitt 58 ausgebildet ist, der als Axialnut ausgebildet ist, in die ein Koppelmitnehmer 60 der Parksperrenklinke 44 eingreift. Der Koppelmitnehmer 60 kann an einer Lasche 90 festgelegt sein, die starr mit der Parksperrenklinke 44 verbunden ist. Wie es in 5 gezeigt ist, erstreckt sich der Führungsabschnitt 58 über einen ersten Winkelabschnitt 92, der in der Regel größer ist als 180° und innerhalb dessen die Schaltwalze, und folglich das damit festgekoppelte Betätigungsrad 56, sich in Drehpositionen befindet, die Gangschaltstellungen des Stufenwechselgetriebes 10 entsprechen, wie es in 5 durch die üblichen Bezeichnungen R, N, D angedeutet ist.
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Der Führungsabschnitt 58 beinhaltet ferner sich einen an den ersten Winkelabschnitt 92 anschließenden zweiten Winkelabschnitt 94, der der Parksperrenposition P zugeordnet ist. Der zweite Winkelabschnitt 94 ist kleiner als der erste Winkelabschnitt 92 und erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich kleiner 90°.
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Innerhalb des ersten Winkelabschnittes 92 ist der Koppelmitnehmer 60 so in dem Führungsabschnitt 58 geführt, dass die Parksperrenklinke 44 zwangsweise in der Freigabeposition FP gehalten bzw. dort arretiert wird.
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In dem zweiten Winkelabschnitt 94 ist diese Kopplung zwischen Koppelmitnehmer 60 und Führungsabschnitt 58 aufgehoben, derart, dass die Parksperrenklinke 44 in die Sperrposition SP gedrückt werden kann. Das Drücken der Parksperrenklinke 44 in die Sperrposition SP erfolgt jedoch nicht durch den Führungsabschnitt 58 sondern über den Betätigungsnocken 62.
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In der Sperrposition SP, die in 5 dargestellt ist, greift die Nockenspitze des Betätigungsnockens 62 an einer sich tangential erstreckenden Klinkenschulter 96 der Parksperrenklinke 44 an, so dass diese in der Sperrposition SP ebenfalls arretiert ist.
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Ein Aufheben der Sperrposition SP erfolgt durch Verdrehen des Betätigungsrades 56, derart, dass der Koppelmitnehmer 60 in den ersten Winkelabschnitt 92 gelangt. Hierdurch wird die Anlage des Betätigungsnockens 62 an der Parksperrenklinke 44 aufgehoben und die Parksperrenklinke 44 wird aufgrund des Eingriffes des Koppelmitnehmers 60 an dem Führungsabschnitt 58 zwangsweise in die Freigabeposition FP gezogen und dort arretiert.
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Wie es in 6 dargestellt ist, ist das Betätigungsrad 56, das fest mit dem zweiten Schaltwalzenkörper 74 verbunden ist, über einen Verbindungsstift 98 drehfest mit der Schaltwalzenwelle 76 verbunden.
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6 zeigt ferner, dass der zweite Schaltwalzenkörper 74 eine zentrale Ausnehmung hat, innerhalb der die Einrückfeder 86 angeordnet ist.
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Schließlich ist in 6 angedeutet, dass die Schaltwalzenwelle 76 mit einem Elektromotor 102 gekoppelt sein kann, um die Schaltwalze 70 in Drehrichtung anzutreiben.
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Der zweite Schaltwalzenkörper 72 kann einteilig oder zweiteilig ausgebildet sein und ist vorzugsweise ebenfalls in Drehrichtung mit der Schaltwalzenwelle 76 gekoppelt, obgleich dies in 6 nicht näher dargestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014000772 A1 [0008]
- EP 2916045 A1 [0009]
- EP 2829774 A1 [0010]
- EP 2657578 A2 [0011]
