DE3825286A1 - Parksperre eines gangwechselgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parksperre nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Parksperre dieser Art (ATZ 63, Heft 9, September 1961, Seiten 282, 285, Bilder 4, 10 und 11) weist eine im Getriebegehäuse schwenkbar gelagerte Sperr­ klinke einen einzelnen Sperrzahn auf, welcher mit einer am Außenumfang des Parksperrenrades vorgesehenen Stirnver­ zahnung zusammenarbeitet. Da das volle Abstützmoment der Abtriebswelle über den einzigen Sperrzahn übertragen wird, treten hohe Flächenpressungen an der Verzahnung auf, so daß eine Wärmebehandlung der Verzahnungsteile erforderlich ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine Parksperre zu schaffen, bei welcher der Herstellungsaufwand für die Verzahnungsteile insbesondere hinsichtlich von Nachbehandlungen verringert ist.

Ausgehend von einer Parksperre nach der eingangs genannten Art ist die erläuterte Aufgabe in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Parksperre nach der Erfindung zum Gegenstand.

Bei der Parksperre nach der Erfindung rückt der Gegen­ sperring anstelle einer Klinke - und zwar nunmehr axial - mit seiner vielzahnigen Gegensperrverzahnung in die Sperrverzahnung des Parksperrenrades ein. Dadurch ist die Flächenpressung auf eine Vielzahl von Sperrzähnen verteilt und somit beträchtlich verringert, so daß Parksperrenrad und Gegensperring einfach und kostengünstig als Sinter­ teile ausgeführt werden können, wobei eine Wärmebehandlung aufgrund des wesentlich ausgeglicheneren Tragverhaltens (alle Zähne im Eingriff) nicht mehr erforderlich ist.

Durch die Erfindung ist eine kleinere Zahnteilung für die Sperrverzahnung ermöglicht, so daß auch der Totweg, d. h. der Weg, den ein Fahrzeugrad zurücklegt, bis die Sperr­ verzahnung nach der Ausgangsstellung Zahn-auf-Zahn einrückt, verringert ist.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachste­ henden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den abtriebsseitigen Getriebeendteil eines Gangwechselgetriebes mit einer Parksperre nach der Erfindung in einer die mit einer Lagerachse zusammenfal­ lende Achse einer Abtriebswelle enthaltenden Ebene nach Linie I-I von Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Getriebeendteil von Fig. 1 in einer zur Lagerachse senk­ rechten Ebene nach Linie II-II von Fig. 3,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den abtriebsseiti­ gen Getriebeendteil von Fig. 1 in einer ebenfalls die Lagerachse enthaltenden, jedoch zur Ebene von Fig. 1 senkrechten Ebene nach Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4 eine Darstellung einer Parksperrenbetätigung für die Parksperre nach der Erfindung von Fig. 1 anhand eines Längsschnittes durch den Getriebeendteil von Fig. 1 nach Linie IV-IV von Fig. 2, und

Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch den Getriebe­ endteil von Fig. 1 in einer zur Lagerachse parallelen Ebene nach Linie V-V in Fig. 1.

Das Getriebegehäuse 7 des Gangwechselgetriebes weist einen Gehäusemittelteil 8 mit einer sich über den gesamten Gehäusequerschnitt erstreckenden Stirnöffnung 40 auf, welche durch einen stirnseitigen Gehäusedeckel 9 mit einem einen zentralen Druchgang 42 für eine Abtriebswelle 11 aufweisenden Lagerhals 41 verschlossen ist. Auf der durch ein Wälzlager 10 im Lagerhals 41 abgestützten Abtriebs­ welle 11 sind konzentrisch und bewegungsfest angeordnet: Eine Zahnradhülse 47 als Eingangsglied eines Tachometer­ antriebes, eine Nabe 48 eines Parksperrenrades 15 einer Parksperre 6, ein Innenlaufring 49 des Wälzlagers 10 und eine Nabe 50 eines Abtriebsflansches 51.

Die drehfeste Anordnung dieser Teile vermittelt u. a. eine Keilnutenverzahnung 54 der Abtriebswelle 11, während die axiale Fixierung durch einen auf der Abtriebswelle 11 festgelegten Sprengring 52 in der einen Richtung der mit der Lagerachse 12-12 zusammenfallenden Achse der Ab­ triebswelle 11 sowie durch einen auf der Abtriebswelle 11 verstemmten Gewindering 53 in der anderen Richtung ver­ mittelt wird.

Der Gehäusedeckel 9 weist einen gegenüber dem Gehäusemit­ telteil 8 verengten Gehäuseabschnitt 38 mit zwei ringför­ migen Verzahnungsabschnitten 18 und 19 auf, welche kon­ zentrisch zur Lagerachse 12-12 angeordnet und ebenso wie der Lagerhals 41 einteilig mit einer radialen Gehäusewand 21 des Gehäusedeckels 9 ausgebildet sind. Die Verzah­ nungsabschnitte 18 und 19 weisen je eine axiale Mitnahme (Keilnuten) -Verzahnung 20 auf, welche in der einen Rich­ tung der Lagerachse 12-12 durch die radiale Gehäusewand 21 geschlossen - dagegen in der anderen Richtung zum Innenraum 39 des Getriebegehäuses 7 offen sind. Die Parksperre 6 weist einen mit dem Parksperrenrad 15 zusammenarbeitenden Gegensperring 16 auf, welcher mittels einer an seinem Außenumfang vorgesehenen äußeren Mitnahme (Keilnuten)- Verzahnung 17 so in die Mitnahmeverzahnungen 20 ein­ greift, daß der Gegensperring 16 konzentrisch zur Lager­ achse 12-12 sowie an sich axial verschiebbar, jedoch drehfest zum Gehäusedeckel 9 angeordnet ist - und sich in der einen Axialrichtung an einem Ansatz der radialen Gehäusewand 21, dagegen in der entgegengesetzten Richtung über eine als Ausrückmittel verwendete Kegelfeder 22 an einem als Widerlager verwendeten Sicherungsring 44 ab­ stützt, welcher in einer Umfangsnut eines ringförmigen Ansatzes 43 der radialen Gehäusewand 21 sitzt, welcher konzentrisch zur Lagerachse 12-12 und radial zwischen dem Gegensperring 16 und der Nabe 48 liegt.

Das Parksperrenrad 15 und der Gegensperring 16 weisen an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten je eine als Sperrverzahnung verwendete Plan-Verzahnung 13 bzw. 14 auf, die gegenseitig durch Betätigung eines Parksperrengestän­ ges 23 axial einrückbar sind.

Das Parksperrengestänge 23 weist ein bügelförmiges Ge­ stängeteil 29 auf, welches an seinen Enden je einen Lagerzapfen 27 bzw. 28 zur Lagerung von zwei Nockenrollen 24 aufweist, die an diametral sich gegenüberliegenden Stellen des Gegensperringes 16 angeordnet sind. Die Nockenrollen 24 sind zwischen je zwei Nockenbahnen 25 und 26 geführt, welche an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Gegensperringes 16 und der radialen Gehäusewand 21 ausgebildet sind.

Die Nockenrolle 24 ist aus der gezeichneten Mittelstellung 60, in welcher der Gegensperring 16 noch in seiner ausge­ rückten Stellung 57 steht, längs den Nockenbahnen 25, 26 in eine radial äußere Endstellung 61 verfahrbar, welche durch eine Anschlagsfläche 63 der Gehäusewand 21 definiert ist. In dem zwischen den beiden Stellungen 60 und 61 der Nockenrollen 24 (und somit auch des Parksperrengestänges 23) liegenden Leergang 65 ist der gegenseitige Abstand der Nockenbahnen 25 und 26 so auf den Durchmesser der Nocken­ rollen 24 abgestimmt, daß der Gegensperring 16 in seiner ausgerückten Stellung 57 verharrt oder in diese Stellung durch die Ausrückmittel (Kegelfeder 22) betätigt wird, wenn die Nockenrolle 24 sich im Bereich des Leerganges 65 befinden.

In der Mittelstellung 60 des Parksperrengestänges 23 liegen die zugehörigen Nockenrollen 24 an je einer Noc­ kenrolle 46 an, welche auf einem in der Gehäusewand 21 bewegungsfest gehalterten Lagerbolzen 66 mittels eines Nadellagers drehbar gelagert ist und mit ihrem Außenumfang in der Nockenbahn 26 an einer Stelle (Lagerachse 55-55) liegt, an welcher sich der wirksame gegenseitige Abstand der Nockenbahnen 25 und 26 gegenüber dem Außendurchmesser der Nockenrollen 24 zu verengen beginnt. Diese Verengung endet in einem kleineren wirksamen Abstand 56 der Nockenbahnen 25 und 26, welcher wesentlich kleiner als der Außendurchmesser der Nockenrollen 24 ist und über einen Einrückweg 67 beibehalten wird, welchen die Nockenrollen 24 bei einer Betätigung des Parksperrengestänges 23 aus der Mittelstellung 60 heraus in eine zur ersten Endstel­ lung 61 entgegengesetzt liegende Endstellung 62 zurückle­ gen, in welcher der Gegensperring 16 in seine Einrückstel­ lung 58 betätigt ist, in welcher die Plan-Verzahnungen 13 und 14 in Eingriff stehen, da der nunmehrige gegenseitige Abstand der Nockenbahnen 25 und 26 von dem verengten Wert 56 auf einen etwa dem Außendurchmesser der Nockenrollen 24 entsprechenden Wert 59 vergrößert ist.

Die Endstellung 62 - welche üblicherweise als Parkstellung P eines Bereichswählhebels eines selbsttätig schaltenden Gangwechselgetriebes benannt ist - wird durch eine An­ schlagfläche 64 der Gehäusewand 21 fixiert, an welcher die jeweilige Nockenrolle 24 zur Anlage gelangt. Der in Richtung der Nockenbahnen 25, 26 gemessene Abstand der Anschlagfläche 64 zur Lagerachse 55-55 der Nockenrolle 46 ist um einen kleinen Totpunkt-Weg 68 größer als der Außenradius der Nockenrollen 24, so daß letztere beim Überfahren der Nockenrollen 46 quasi eine Totpunktstellung im Bereich der Lagerachse 55-55 durchlaufen und in der Endstellung 62 selbstarretierend durch gleichzeitigen Eingriff an der Nockenrolle 46, der Anschlagfläche 64 der Gehäusewand 21 und der Nockenbahn 25 gehalten sind.

Der mittlere Bereich 30 des quer zur Lagerachse 12-12 verlagerbaren bügelförmigen Gestängeteiles 29 greift in die offene gabelförmige Aufnahme 33 eines Hebelarmes eines Winkelhebels 31 ein, welcher in einem zweistegigen Lager­ bock 45 schwenkbar gelagert ist, welcher am abtriebsei­ tigen Ende des Gehäusemittelteiles 8 in Nähe der Stirn­ öffnung 40 vorgesehen ist. An dem anderen Hebelarm des Winkelhebels 31 ist das eine Ende eines sich bei seiner Betätigung etwa längs der Lagerachse 12-12 verlagernden Gestängeteiles 32 des Parksperrengestänges 23 angelenkt, dessen anderes Ende über eine axial federnde Gestänge­ kupplung 69 mit einem Anschlußstück 70 verbunden ist, welches in nicht mehr dargestellter Weise in kinematischer Verbindung mit einem Bereichswählhebel der selbsttätigen Schaltvorrichtung des Gangwechselgetriebes stehen kann.

Um den mittleren Bereich 30 des Gestängeteiles 29 am Heraustreten aus der Aufnahme 33 zu hindern, sind im Gehäusedeckel 9 zwei parallele Gehäusewände 36 vorgesehen, an denen zwei beiderseits des Eingriffsbereiches der Aufnahme 33 liegende Führungsbahnen (Führungsschienen) 35 ausgebildet sind, welche konzentrisch zur Schwenkachse 34-34 des Winkelhebels 31 verlaufen und jeweils zur Verminderung der Gleitreibung mit einem Gleitüberzug 71 aus Kunststoff versehen sind. Die Gleitüberzüge 71 sind zur Vereinfachung ihrer Montage, Halterung und Herstellung einteilig in Form einer Gleitkappe 37 ausgebildet.

Durch die Gestängekupplung 69 kann die Parksperre 6 auch in einer Stellung Zahn-auf-Zahn der Plan-Verzahnungen 13 und 14 vom Bereichswählhebel her so betätigt werden, daß eine nachfolgend auftretende Fahrzeugbewegung zu einer Relativdrehung der Abtriebswelle 11 und damit des Park­ sperrenrades 15 gegenüber dem Getriebegehäuse 7 und damit gegenüber dem Gegensperring 16 führt, so daß der Gegen­ sperring 16 durch die Federvorspannkraft der Gestänge­ kupplung 69 mit seiner Plan-Verzahnung 14 in die Plan- Verzahnung 13 des Parksperrenrades 15 eingerückt wird.

Claims (20)

1. Parksperre eines Gangwechselgetriebes, mit einem drehfest und konzentrisch zu einer in einem Getriebege­ häuse über ein Lager drehbar abgestützten Abtriebswelle angeordneten und eine zu seiner Radachse konzentrische Sperrverzahnung aufweisenden Parksperrenrad und mit einem zur Sperrverzahnung korrespondierende Formschluß-Mittel aufweisenden Gegensperrglied, das unter Belassung eines das Ein- und Ausrücken der Formschluß-Mittel in die bzw. aus der Sperrverzahnung ermöglichenden Freiheitsgrades gegenüber dem Getriebegehäuse undrehbar festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegensperring (16) in bezug auf die Lagerachse (12-12) konzentrisch und axial verschiebbar angeordnet und sowohl die Sperrverzahnung als auch die Formschluß-Mittel des Gegensperringes (16) als eine axial in und außer Eingriff bringbare Mitnahmeverzahnung (Plan-Verzahnung 13 bzw. 14) ausgebildet sind.

2. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeverzahnung als Plan-Verzahnung (13 bzw. 14 ausgebildet ist.

3. Parksperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegensperring (16) an seinem Außenumfang eine äußere axiale Mitnahmeverzahnung (17) aufweist.

4. Parksperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Getriebegehäuse (7) wenigstens ein zur Lagerachse (12-12) konzentrischer zylindrischer Verzahnungsabschnitt (18 bzw. 19) vorgesehen ist, der eine innere axiale Mitnahmeverzahnung (20) aufweist.

5. Parksperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzahnungsabschnitt (18 bzw. 19) mit einer Gehäusewand (21) des Getriebegehäuses (7) einteilig ausgebildet ist.

6. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegensperring (16) durch federnde Ausrückmittel (Kegelfeder 22) in Richtung einer radialen Gehäusewand (21) des Getriebegehäuses (7) betätigt sowie ein durch ein Parksperrengestänge (23) betätigbares Nocken-Element (Nockenrolle 24) zwischen zwei quer zur Lagerachse (12-12) verlaufenden Nockenbahnen (25 und 26) verfahrbar ist, die auf den einander zugekehrten Seiten von Gegensperring (16) und radialer Gehäusewand (21) vorgesehen sind.

7. Parksperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Nocken-Elemente (Nockenrollen 24) mit zugehörigen Nockenbahnen (25, 26) in etwa diametral zur Lagerachse (12-12) sich gegenüberliegenden Stellen des Gegensperringes (16) angeordnet sind.

8. Parksperre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nocken-Elemente (Nockenrollen 24) an den Enden (27, 28) eines bügelförmigen Gestängeteiles (29) gehaltert sind.

9. Parksperre nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bügelförmige Gestängeteil (29) quer Zur Lagerachse (12-12) angeordnet und in seinem mittleren Bereich (30) durch einen am Getriebegehäuse (7) schwenkbar gelagerten Winkelhebel (31) mit einem sich längs der Lagerachse (12-12) erstreckenden Gestängeteil (32) des Parksperrenge­ stänges (23) verbunden ist.

10. Parksperre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (30) des bügelförmigen Gestänge­ teiles (29) in eine gabelförmige Aufnahme (33) des Winkelhebels (31) eingreift und am Heraustreten durch eine konzentrisch zur Schwenkachse (34-34) des Winkelhebels (31) verlaufende, zum Getriebegehäuse (7) bewegungsfeste Führungsschiene (35) gehindert ist.

11. Parksperre nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (35) mit einer Gehäusewand (36) des Getriebegehäuses (7) einteilig ausgebildet und mit einem Gleitbelag (Gleitkappe 37) versehen ist.

12. Parksperre nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als Führungsschiene verwendete Gehäusewand (36) mit einer Gleitkappe (37) versehen ist.

13. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mitnahmeverzahnung (20) an einem verengten Gehäuseabschnitt (38) des Getriebegehäuses (7) liegt und in der einen Richtung der Lagerachse (12-12 f) durch die radiale Gehäusewand (21) verschlossen sowie in der entge­ gengesetzten Richtung zum Innenraum (39) des Getriebege­ häuses (7) offen ist.

14. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der die innere Mitnahmeverzahnung (20) aufweisende verengte Gehäuseabschnitt (38) an einem Gehäusedeckel (9) liegt, welcher eine über den gesamten Gehäusequerschnitt sich erstreckende Stirnöffnung (40) eines Gehäusemittel­ teiles (8) des Getriebegehäuses (7) verschließt und einen Lagerhals (41) mit einem zur Lagerachse (12-12) fluchten­ den Durchgang (42) für die Abtriebswelle (11) aufweist.

15. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der die innere Mitnahmeverzahnung (20) aufweisende verengte Gehäuseabschnitt (38) und die eine Nockenbahn (26) aufweisende radiale Gehäusewand (21) sowie der Lagerhals (41) einteilig ausgebildet sind.

16. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdeckel (9) einen von der radialen Gehäusewand (21) ausgehenden ringförmigen Ansatz (43) aufweist, welcher konzentrisch zur Lagerachse (12-12) und radial zwischen Gegensperring (16) und Abtriebswelle (11) liegt und das Widerlager (Sicherungsring 44) der federnden Ausrückmittel (Kegelfeder 22) aufweist.

17. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die als Führungsschiene verwendete Gehäusewand (36) und der die innere Mitnahmeverzahnung (20) aufweisende verengte Gehäuseabschnitt (38) sowie der Lagerhals (41) einteilig ausgebildet sind.

18. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (31) an einem im Gehäusemittelteil (8) angeordneten Lagerbock (45) gelagert ist.

19. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenbahn (26) der radialen Gehäusewand (21) eine zur Gehäusewand (21) ortsfest gelagerte Nockenrolle (46) an einer Stelle (55) aufweist, an welcher der wirksame Abstand (56) der Nockenbahnen (25, 26) in der ausgerückten Stellung (57) des Gegensperringes (16) kleiner ist als die den wirksamen Abstand (59) in der eingerückten Stellung (58) bestimmende Abmessung (Durchmesser) des Nocken-Ele­ mentes (Nockenrolle 24).

20. Parksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Nocken-Element des Parksperrengestänges (23) eine Nockenrolle (24) verwendet ist.