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Die
Erfindung betrifft ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit einer
Parksperreinrichtung für
Kraftfahrzeuge, gemäß den Patentansprüchen 1 bzw.
2.
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Bei
automatischen Getrieben in Kraftfahrzeugen, sind sogenannte Parksperreinrichtungen üblich, bei
denen eine Abtriebswelle des Getriebes mittels eines wellenfesten
Sperrzahnrades und einer schwenkbaren Sperrklinke blockierbar ist.
Das automatische Getriebe kann auch ein Schaltgetriebe sein, bei
dem die Gänge
automatisch insbesondere mittels entsprechender Servomotoren geschaltet werden.
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Aus
der
EP 0 627 348 A1 ist
ein Getriebe mit einer Parksperreinrichtung bekannt, bei der kein
gesondertes Sperrzahnrad sondern die Verzahnung eines ansonsten
der Bewegungsübertragung
dienendes Zahnrad als Sperrverzahnung bei Eingriff einer Sperrklinke
dient. In der
US 5,799,536
A ist zudem eine Parksperreinrichtung in Verbindung mit
für einen Rückwärtsgang
benutzten Bauteilen realisiert. Zudem geht aus
JP 2002039380 A (Abstract)
eine Parksperreinrichtung hervor, bei der eine Schaltmuffe mit einer
Sperrverzahnung versehen ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe vorzuschlagen,
bei dem die Parksperreinrichtung mit einer baulich kompakten, einfachen
und kostengünstigen
Anordnung realisiert ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst bzw. in einer alternativen
Anordnung zudem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.
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Gemäß Anspruch
1 ist zusätzlich
zu einer Schaltgabel eine gesonderte Sperrklinke auf der die Schaltgabel
tragenden Schaltstange angeordnet. Dabei ist die Sperrklinke mit
ihren Sperrzähnen
in einem am Umfang der zugeordneten Schaltmuffe liegenden Sperrverzahnung
schwenkbar, wobei diese Sperrverzahnung zusätzlich zur Nut für den Eingriff der
Schaltgabel angebracht ist. Damit wird mit einer ohnehin vorhandenen
Schaltmuffe auf kleinem Bauraum und mit einer weiteren Funktion
die für
die Parksperreinrichtung erforderliche Sperrverzahnung zur Verfügung gestellt.
Eine konstruktiv einfache und kostengünstige Ausführung ergibt sich zudem nach Anspruch
3, wobei die Sperrklinke mit zwei Nabenabschnitten beiderseits der
Schaltgabel auf der Schaltstange gelagert ist.
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Gemäß Patentanspruch
2 ist eine von einer Schaltstange getragene Schaltgabel zusätzlich als Sperrklinke
mit mindestens einem Sperrzahn versehen und schwenkbar angeordnet
dergestalt, dass der wenigstens eine Sperrzahn oder ggf. weitere
Sperrzähne
je nach Schwenkstellung in eine korrespondierende, zusätzlich am
Umfang einer zugeordneten Schaltmuffe liegende Sperrverzahnung in
sperrenden Eingriff geschwenkt werden können, wobei die Nut der Schaltmuffe,
in die die Schaltgabel mit ihren Gabelenden eingreift, entsprechend
tief ausge führt ist,
damit der Eingriff der Schaltgabel in den beiden Schwenkstellungen
aufrechterhalten bleibt.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird zusätzlich zur
Schaltmuffe mit einer Sperrverzahnung für die Parksperreinrichtung
auch die Schaltgabel mit einer zusätzlichen Funktion einer Sperrklinke
mit Sperrzähnen
ausgeführt.
Damit kann die Parksperreinrichtung vorteilhaft ohne zusätzliche
Bauteile und ohne zusätzlichen
Bauraum unter Verwendung einer ohnehin vorliegenden Schaltmuffe
und einer zugeordneten Schaltgabel realisiert werden.
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Um
die Führung
der Schaltgabelenden sowie eine möglichst große Struktur der Sperrverzahnung
zur Abstützung
großer
Sperrkräfte
in der Sperrstellung sowie zur Verfügung zu stellen, wird mit Anspruch
4 vorgeschlagen, dass die Sperrverzahnung durch zwei beidseits der
Nut für
den Eingriff der Schaltgabel angeordnete Sperrverzahnungsbereiche
gebildet ist.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.
Die anliegende schematische Zeichnung zeigt in
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1 abschnittsweise in raumbildlicher
Darstellung die Schaltmuffe einer Gangschaltkupplung in einem Wechselgetriebe
für ein
Kraftfahrzeug mit einer Sperrverzahnung und einer Schaltgabel mit
einer benachbarten Sperrklinke;
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2 einen Schnitt entlang
der Linie II-II der 1 durch
die Schaltmuffe, mit mehreren Varianten gemäß Indizes a bis d;
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3 eine Seitenansicht einer
weiteren Schaltmuffe gemäß 1 mit in die Schaltgabel
integrierter Sperrklinke; und
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4 eine Draufsicht auf die
Schaltmuffe mit Schaltgabel nach 3.
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In
der 1 ist mit 10 eine
ringförmige Schaltmuffe
teilweise dargestellt, wie sie an Synchron-Gangschaltkupplungen
in Geschwindigkeits-Wechselgetrieben
für Kraftfahrzeuge
häufig verwendet
sind. Die Schaltmuffe 10 sitzt dabei auf einem wellenfesten
Kupplungskörper
und ist ausgehend von einer Mittelstellung axial verschiebbar, wobei
sie nicht dargestellte Gang-Zahnräder zum Schalten von Übersetzungsstufen
des Getriebes mit der Getriebewelle kuppelt. Die Funktion derartiger Gangschaltkupplungen
ist ausreichend bekannt und deshalb nicht weiter beschrieben.
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Die
axiale Verschiebung der Schaltmuffe 10 erfolgt mittels
einer Schaltgabel 12, die sich im wesentlichen zusammensetzt
aus einem Nabenteil 14 und einem Gabelteil 16,
dessen frei abragende Arme in eine umlaufende Nut 18 der
Schaltmuffe 10 um etwa 160 Grad über deren Umfang eingreifen.
Die innenverzahnte Schaltmuffe 10 ist dabei auf dem nicht dargestelltem
Kupplungskörper
entsprechend geführt.
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Die
Schaltmuffe 10 weist an ihren der Nut 18 benachbarten
ringförmigen
Flanken eine umlaufende Sperrverzahnung (einheitlich mit 20 bezeichnet)
auf, die im Zusammenwirken mit einer Sperrklinke 22 eine
Blockierung in Drehrichtung der Schaltmuffe 10 ermöglicht.
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Die
Sperrklinke 22 ist mit zwei Nabenabschnitten 24 schwenkbar
auf einer Schaltstange 26 gelagert (sie kann aber auch
auf einer separaten Achse oder Welle angeordnet sein), wobei die
Nabenabschnitte 24 beiderseits des Nabenteiles 14 der auf
der Schaltstange 26 festgelegten Schaltgabel 12 positioniert
sind. Ferner ist an der Sperrklinke 22 ein Sperrzahn 28 ausgebildet,
der in die Sperrverzahnung 20 entsprechend eingreifen kann.
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Die
Betätigung
der Sperrklinke 22 kann in an sich bekannter Weise erfolgen,
indem ein Nocken einer Betätigungswelle
(nicht dargestellt) an geeigneter Stelle auf die Sperrklinke 22 einwirkt
und diese auf die Sperrverzahnung 20 zu verschwenkt. Die
Betätigung
kann dabei wie bei Parksperren üblich
so sein, dass durch Vorsehung eines federbeaufschlagten Leerweges
bei einer „Zahn
auf Zahn" Stellung
der Parksperre die Sperrklinke 22 solange federnd vorgespannt
bleibt, bis sie in die Sperrverzahnung 20 einfahren kann.
Danach ist die Sperrklinke 22 durch die Betätigungsvorrichtung
formschlüssig
gesichert und kann sich nicht mehr lösen.
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Die 2a bis 2d zeigen Ausgestaltungen der Schaltmuffe 10 und
der integrierten Sperrverzahnung 20.
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So
zeigt 2a eine beidseitige
Sperrverzahnung 20 mit dazwischen befindlichen ringförmigen Borden 32,
während
in 2b eine Sperrverzahnung 20 nur
auf einer Seite der Nut 18 und ohne Bord 32 ausgeführt ist.
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In
der 2c ist eine beidseitige
Sperrverzahnung 20 eingearbeitet, die unmittelbar die Nut 18 begrenzt.
Je nach Ausführung
des Gabelteils 16 bzw. deren Führungslängen (Schaltplatten) in der
Nut 18 können
ggf. Anlaufscheiben 33 vorgesehen werden, um eventuell
auftretenden Geräuschen
zwischen der Schaltgabel 12 und der Schaltmuffe 10 im
Betrieb entgegenzuwirken.
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Gemäß 2d schließlich kann
die Sperrverzahnung 20 radial außerhalb der Nut 18 in
die Schaltmuffe 10 eingearbeitet sein. Dies hat sowohl fertigungstechnische
Vorteile, insbesondere wenn die Sperrverzahnung 20 spanend
hergestellt wird, als auch funktionelle Vorteile durch eine bessere
Entkopplung der Funktionen. Allerdings erhöht diese Konstruktion wie ersichtlich
den Außenumfang
der Schaltmuffe 10 entsprechend.
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Die 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführung mit
einer Schaltmuffe 10, die im wesentlichen wie vorbeschrieben
ausgeführt
sein kann. Abweichend zur 1 ist
die mit der Sperrverzahnung 20 zusammenwirkende Sperrklinke 40 in
die Schaltgabel 42 integriert, also mit dieser einstückig aus
Stahlblech hergestellt.
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Die
Schaltgabel 42 weist wiederum ein Nabenteil 44 auf,
mit dem die Schaltgabel 42 auf einer axial verschiebbaren
und begrenzt verdrehbaren Schaltstange 46 befestigt ist.
Der Gabelteil 48 der Schaltgabel 42 umfasst mit
seinen frei abragenden Armen über
ca. 160 Grad den Um fang der Schaltmuffe 10, wobei die Arme
in die Nut 18 der Schaltmuffe entsprechend eingreifen.
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Die
Sperrklinke 40 ist an das Gabelteil 48 der Schaltgabel 42 unmittelbar
angeformt, wobei sie in Form eines Sperrzahnes (vgl. 4) beiderseits in die Sperrverzahnungen 20 eingreifen
kann.
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Die
Schaltgabel 42 kann mittels der Schaltstange 46 über eine
nicht dargestellte Betätigung zum
Schalten der Gänge
axial verschoben werden; ferner kann sie mittels der Schaltstange 46 (oder durch
eine separate Betätigung)
begrenzt verschwenkt werden. Es versteht sich, dass die Nut 18 tiefer
als die Sperrverzahnung ausgeführt
sein muss, um die Verschwenkbarkeit der Schaltgabel 42 bei ständigem Formschluss
des Gabelteils 48 in der Nut 18 sicherzustellen
und dass die Arme bzw. das Gabelteil 48 die Schaltmuffe 10 bzw.
den Grund der Nut 18 mit Leerspiel umfassen muss.
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In
der einen Schwenkstellung ist die Schaltgabel 42 bzw. deren
Sperrklinke 40 außer
Eingriff mit den Sperrverzahnungen 20, in der anderen Schwenkstellung
greift die Sperrklinke 40 in die Sperrverzahnungen 20 ein.
Hingegen ist der Eingriff des Gabelteiles 48 der Schaltgabel 42 stets
vorhanden, so dass bei einer axialen Verschiebung der Schaltgabel 42 die
Gänge bzw. Übersetzungsstufen des
Getriebes schaltbar sind.
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Es
kann abhängig
von den baulichen Gegebenheiten sehr zweckmäßig sein, die die Schaltgabeln 12, 42 mit
den Sperrklinken 22, 40 tragenden Schaltstangen 26, 46 mit
einer zusätzlichen
Lagerstelle bzw. Abstützung
zum nicht dargestelltem Getriebegehäuse zu versehen, um eine zuverlässige Parksperre
mit den ggf. auftretenden hohen Blockiermomenten sicherzustellen.
Ferner sollte in nicht dargestellter Weise für die Anordnung der Sperrverzahnung 20 und
der Sperrklinke 22, 40 eine Gangschaltkupplung
verwendet werden, die abtriebsseitig einer hohen Übersetzung
unterliegt, z.B. eine Schaltkupplung für den 1. Gang (Anfahrgang)
oder für
den Rückwärtsgang,
weil damit die Blockiermomente an der Parksperre verringert und
somit geringer feste Bauteile an der Parksperre verwendbar sind.