DE102016200542A1

DE102016200542A1 - Parksperre mit axial verzahnter Kupplung

Info

Publication number: DE102016200542A1
Application number: DE102016200542.1A
Authority: DE
Inventors: Boris Jurka
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2017-07-20

Abstract

Bei einer Arretiervorrichtung für eine Welle, z. B. eine Parksperre für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugautomatikgetriebes, ist ein mit der Welle drehfest verbundenes Rastelement und ein in das Rastelement formschlüssig eingreifendes axial verschiebbares Rastmittel vorgesehen, wobei das Rastelement und das Rastmittel als axial verzahnte Kupplungsscheiben ausgebildet sind. Durch eine Ausbildung der Axialverzahnungen als Dachverzahnungen und einer Druckfederbeaufschlagung der einen Kupplungsscheibe kann eine Bremswirkung auf die Getriebewelle ausgeübt werden, die diese vor dem Arretieren abbremst und stoppt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung zum Festsetzen einer drehbar gelagerten Welle, z. B. eine Parksperre für eine Getriebewelle eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges.
Um Kraftfahrzeuge gegen ungewolltes Wegrollen, z. B. an einem Hang, zu sichern, ist es bei einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe vorgesehen, dass an einer Getriebewelle eine Rastvorrichtung angeordnet ist, die eine Rotation der Getriebewelle im Sperrzustand blockiert und somit ein Wegrollen des Kraftfahrzeuges verhindert.
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, in radialer Richtung schwenkbare Sperrelement mittels eines Gestänges in Eingriff mit den Rastausnehmungen gebracht.
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 Druckstück an einem Getriebegehäuse radial ausgerichtet angeordnet, so dass die Rastkugel dem Schaltgestänge zugeordnet ist.
Durch die DE 10 2006 037 183 A1 ist ein Arretierelement zur Positionssicherung eines verschiebbaren und / oder verschwenkbaren Bauteiles eines Fahrzeuggetriebes bekannt, welches ein hülsenförmiges Gehäuse mit einer in dem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen bewegliches Rastelement aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine axial wirkende Arretiervorrichtung zum Festsetzen einer drehbar gelagerten Welle und ein Verfahren zum Schalten der Arretiervorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass die Arretiervorrichtung zum Festsetzen der Welle im Sperrzustand sicher verhindert, dass die Welle, z. B. eine Getriebewelle eines Schaltgetriebes rotieren kann. Dies bedeutet bei einem Einsatz in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, dass das Fahrzeug gegen Wegrollen, z. B. an einem Hang, gesichert ist.
Darüber hinaus kann die Arretiervorrichtung die rotierende Welle abbremsen, stoppen und im gestoppten Zustand verriegeln. Dies bedeutet in vorteilhafter Weise auch, dass die Arretiervorrichtung gegen Beschädigung durch die rotierende Welle gesichert ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Arretiervorrichtung zum Festsetzen der Getriebewelle eine axial verzahnte Kupplung auf.
Die Kupplung besteht aus zwei jeweils axial verzahnten Kupplungsscheiben, wobei eine Kupplungsscheibe, als Rastring ausgebildet, drehfest auf der Getriebewelle sitzt und die andere Kupplungsscheibe, als Sperrelement ausgebildet, axial verschiebbar in einem vorzugsweise getriebefesten Gehäuse der Vorrichtung zum Festsetzen der Getriebewelle angeordnet ist.
Die axial verschiebbare Kupplungsscheibe ist unter der Kraft einer Feder, vorzugsweise einer Druckfeder unter Vorspannung in dem Gehäuse angeordnet und mittels Führungselementen, die in axial verlaufende Führungsnuten des Gehäuses eingreifen, axial verschiebbar geführt und gegen Verdrehung gesichert. Hierbei ist die verschiebbare Kupplungsscheibe mittels einer, vorzugsweise Gleitlagerung, z. B. Gleitbuchse, und einer Zentralbohrung in der Kupplungsscheibe verschiebbar auf dem Wellenende einer Getriebewelle gelagert.
Die Axialverzahnungen der Kupplungsscheiben weisen vorzugsweise die Form einer Dachverzahnung auf. Durch diese Maßnahme können die beiden Kupplungsscheiben formschlüssig miteinander in Kontakt gebracht werden, ohne dass eine Blockade der mit der Getriebewelle rotierenden Kupplungsscheibe erfolgt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Vorrichtung zum Festsetzen der Getriebewelle bereits aktiviert werden kann, obwohl die Getriebewelle noch dreht, bzw. das Kraftfahrzeug noch rollt.
Durch diese Maßnahme kann die Getriebewelle vor der Arretierung abgebremst und gestoppt werden. Darüber hinaus wird eine Beschädigung der Arretiervorrichtung und / oder der Getriebewelle vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben.
Es zeigen
1 eine Arretiervorrichtung zum Festsetzen einer drehbar gelagerten Welle in einer Verriegelungsstellung in perspektivischer Ansicht.
2a die Arretiervorrichtung in einer Entriegelungsstellung im Schnitt in schematischer Darstellung.
2b die Arretiervorrichtung in der Verriegelungsstellung im Schnitt in schematischer Darstellung.
3 eine Explosionszeichnung der Arretiervorrichung.
Eine Arretiervorrichtung 1 zum Festsetzen einer Getriebewelle 2, z. B. eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges, weist gemäß 2a, 2b ein, ein Wellenende 3 der Getriebewelle 2 koaxial umfassendes, zylinderförmiges Gehäuse 4 auf, welches stationär in dem Automatikgetriebe angeordnet ist.
Die Getriebewelle 2 trägt auf dem Wellenende 3 ein axial verschiebbares Rastmittel 7, welches als Kupplungsscheibe ausgebildet ist und als Sperrelement dient. Die Kupplungsscheibe 7 weist eine Zentralbohrung 5 auf, mittels welcher die Kupplungsscheibe 7 mittels einer Gleitbuchse 6 auf dem Wellenende 3 axial verschiebbar gelagert ist.
Eine Druckfeder 8 ist am Grund 9 des Gehäuses 4 abgestützt und wirkt axial auf eine Unterseite 11 der Kupplungsscheibe 7. Die Kupplungsscheibe 7 weist auf ihrer, der Unterseite 11 gegenüberliegenden Stirnseite 12, eine Axialverzahnung 13, vorzugsweise eine Dachverzahnung auf. Die Dachverzahnung 13 korrespondiert mit einer Dachverzahnung 14 einer Axialverzahnung eines Rastelementes 16, z. B. einer weiteren Kupplungsscheibe, welche drehfest auf der Getriebewelle 2 angeordnet ist und als Rastring dient.
Die Dachverzahnungen 13, 14 sind gemäß 2a unter der Kraft der vorgespannten Druckfeder 8 nach einer axialen Verschiebung der Kupplungsscheibe 7 entlang eines Schaltweges s formschlüssig miteinander in Kontakt bringbar.
Zur Sicherung der Kupplungsscheibe 7 gegen Drehung gegenüber dem Gehäuse 4, weist die Kupplungsscheibe 7 an ihrem Umfang verteilt mindestens eine, vorzugsweise eine Anzahl, z. B. 5, radial gerichtete Vorsprünge 17 auf, die in entsprechend ausgebildete Führungsschlitze 18 des Gehäuses 4 eingreifen.
Zur Betätigung der Arretiervorrichtung 1, z. B. um ein Kraftfahrzeug gegen Wegrollen zu sichern, wird die Kupplungsscheibe 7 unter der Kraft der Druckfeder 8 axial verschoben, wobei die Getriebewelle 2 und die Führungsschlitze 18 als Führungsmittel dienen. Eine Drehsicherung gegenüber dem Gehäuse 4 wird durch die Vorsprünge 17 gewährleistet, die in die Führungsschlitze 18 des Gehäuses 4 eingreifen. Nach Überbrückung des Schaltweges s greift die stirnseitige Dachverzahnung 13 der Kupplungsscheibe 7 in die korrespondierende Dachverzahnung 14 der weiteren Kupplungsscheibe 16 ein, die drehfest auf der Getriebewelle 3 sitzt und setzt somit die Getriebewelle 3 fest.
Das über die Dachverzahnungen 13, 14 aufgebrachte Bremsmoment ist so ausgelegt, dass dieses immer größer ist, als das durch das Kraftfahrzeug im Stillstand auf die Getriebewelle 3 aufbringbare Drehmoment.
Die Betätigung der Arretiervorrichtung 1 kann auch bereits dann erfolgen, wenn die Getriebewelle 3 noch rotiert, z. B. wenn ein Kraftfahrzeug noch nicht zum Stillstand gekommen ist. In diesem Fall wird die axial verschiebbar angeordnete Kupplungsscheibe 7 durch die Schrägen der Dachverzahnung 13, 14 gegen die Kraft der Druckfeder 8 solange axial hin – und her geschoben, bis das durch Reibung zwischen den Dachverzahnungen 13, 14 erzeugte Bremsmoment dem durch die Getriebewelle 3 erzeugten Drehmoment entspricht.
Bezugszeichenliste

1: Arretiervorrichtung
2: Getriebewelle
3: Wellenende (2)
4: Arretiergehäuse
5: Zentralbohrung (7)
6: Gleitbuchse
7: Rastmittel (Kupplungsscheibe)
8: Druckfeder
9: Grund (4)
10
11: Unterseite (7)
12: Stirnseite (7)
13: Axialverzahnung (Dachverzahnung)
14: Axialverzahnung (Dachverzahnung)
15
16: Rastelement (Kupplungsscheibe)
17: Vorsprung (7)
18: Führungsschlitz (4)
s: Schaltweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10144056 A1 [0003]
DE 10161035 A1 [0004]
DE 102006037183 A1 [0005]

Claims

Arretiervorrichtung zum Festsetzen einer drehbar gelagerten Welle mit einem mit der Welle drehfest verbundenen Rastelement und einem in das Rastelement eingreifenden schaltbaren Rastmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (16) und das Rastmittel (7) jeweils eine formschlüssig ineinander greifende Axialverzahnung (13; 14) aufweisen.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (7) und das Rastelement (16) jeweils als Kupplungsscheibe ausgebildet sind.
Arretiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialverzahnungen (13; 14) der Kupplungsscheiben (7, 16) als Dachverzahnungen ausgebildet sind.
Arretiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungsscheibe (7) unter der Kraft einer Feder (8) vorgespannt in einem Gehäuse (4) der Arretiervorrichtung (1) angeordnet ist.
Arretiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungsscheibe (7) an ihrem Umfang verteilt Vorsprünge (17) aufweist, die in axial angeordnete Führungsschlitze (18) des Gehäuses (4) eingreifen.
Arretiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungsscheibe (7) eine Zentralbohrung (5) aufweist und mittels eines Gleitlagers (6) auf der Getriebewelle (2) axial verschiebbar gelagert ist.
Arretiervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (8) als Druckfeder ausgebildet ist und an einem Grund (9) des Gehäuses (4) abgestützt ist.
Verfahren zum Festsetzen einer drehbar antreibbaren Welle mittels einer Arretiervorrichtung, wobei auf der Welle ein mit der Welle drehfest verbundenes Rastelement vorgesehen ist, welches mit einem auf der Welle axial verschiebbar angeordneten gegen Drehung gesichertes Rastmittel in Kontakt bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (7) mittels einer Druckfeder (8) axial verschoben wird, bis stirnseitig angeordnete Dachverzahnungen (13) des Rastmittels (7) in stirnseitig angeordnete Dachverzahnungen (14) des Rastelementes (16) eingreifen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (7) zum Abbremsen und Festsetzen der Welle (2) unter der Kraft und gegen die Kraft der Druckfeder (8) sowie über die Schrägen der Dachverzahnungen (13, 14) so oft axial hin – und her geschoben wird, bis ein durch Reibung der Dachverzahnungen (13, 14) erzeugtes Bremsmoment genauso groß ist, wie ein durch die Getriebewelle (2) erzeugtes Drehmoment.