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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuggetriebe mit einem betätigbaren
Parksperrsystem mit einer Stellgliedführung mit offenem Ende.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Fahrzeuggetriebe,
insbesondere automatische Lastschaltgetriebe vom Planetengetriebetyp, haben
typischerweise einen Parkbremsmechanismus, um der einem Fahrzeug
eigenen Tendenz, eine geneigte Oberfläche hinabzurollen, entgegenzuwirken,
wenn das Fahrzeug geparkt ist. Die Inhalte der betätigbaren
Parkbremse umfassen im allgemeinen eine gewisse Art von Stellgliedführung.
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Fahrzeuge
mit komplizierten nicht herkömmlichen
Antriebssträngen
wie elektromechanische Fahrzeuge erfordern noch einen Parkbremsmechanismus.
Der Umbau einiger Komponenten des Getriebes kann jedoch erfordern,
dass die Parksperre und ihre komplementären Komponenten ebenso umgebaut
werden. Einige elektromechanische Hybridgetriebe erfordern zum Beispiel
die Verwendung von zwei Elektromotoren, um Leistung an die Abtriebswelle
des Getriebes zu liefern. Die beiden Motoren erhöhen signifikant den Umfang
an Einbauraum, der für
das Getriebe benötigt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist die Parkbremse für das elektromechanische Getriebe
verglichen mit den oben erwähnten
typischen Getrieben weiter nach hinten versetzt, um den zweiten
Elektromotor unterzubringen. Eine Abdeckung oder ein Gehäuse ist
erforderlich, um die Parkbremse und Stellgliedführung vor Verunreinigung zu
schützen,
wodurch die Notwendigkeit einer selbstabgedichteten Struktur der
Stellgliedführung
beseitigt wird. Daher liefert die vorliegende Erfindung ein Getriebe
mit einem betätigbaren
Parksperrsystem, das eine Stellgliedführung enthält, deren Ende ausreichend
offen ist, um zu ermöglichen,
dass die Verbindungsstange und das Stellglied des Parksperrsystems
zumindest teilweise durch die Stellgliedführung verlaufen.
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In
einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das Parksperrsystem
durch einen abnehmbaren Endabdeckteil des Getriebegehäuses teilweise
bedeckt, der verhindert, dass die Stellgliedführung nach außen freigelegt
ist.
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In
einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung enthält das Parksperrsystem einen
Verriegelungsstift, der in einen Schlitz in der Stellgliedführung eingesetzt
werden kann, um eine Bewegung der Stellgliedführung zu beschränken.
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Konkreter
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein betätigbares
Parksperrsystem mit einem Stellglied mit einem Nockenteil, einer
Parksperrklinke, die mit dem Nockenteil mechanisch verbunden und
drehbar ist, wenn sie mit dem Nockenteil in mechanischer Verbindung
steht, um das Parksperrsystem und eine Stellgliedführung zu
betätigen,
die die mechanische Verbindung der Parksperrklinke und des Nockenteils
beherbergt, wenn das Parksperrsystem betätigt wird. Außerdem enthält das Getriebe
einen Schaltwählhebel,
der das Parksperrsystem betätigt,
und eine Verbindungsstange, die ein mechanisches Signal vom Schaltwählhebel
zum Parksperrsystem sendet. Die Stellgliedführung hat ein ausreichend offenes
Ende, um zu ermöglichen, dass
die Verbindungsstange durch die Stellgliedführung durchgeht.
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Ein
anderer Gesichtspunkt dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Einsetzen
eines Parkeingriffsystems in einem Fahrzeuggetriebe. Das Verfahren beinhaltet:
Versehen des Getriebes mit einem Hauptgehäuseteil und einem abnehmbaren
Abdeckteil; Installieren eines Schaltwählhebels in dem Hauptgehäuseteil;
Installieren eines Eingriffzahnrads, einer Sperrklinke und einer
Stellgliedführung
im Abdeckteil; und Führen
einer Verbindungsstange in die Stellgliedführung.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres
ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
vorgenommen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Seitenrissansicht eines Gehäuses eines elektromechanischen Getriebes
mit einem Endabdeckteil und mit Teilen, die weggebrochen sind, um
die Elektromotoren in ihren jeweiligen Gehäusen zu zeigen;
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2a ist
eine perspektivische Ansicht des Parksperrsystems, mit einer partiellen
fragmentarischen Ansicht der Stellgliedführung, die vom Hauptgetriebegehäuse und
Endabdeckteil getrennt ist;
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2b ist
eine perspektivische Ansicht des Parksperrsystems, einschließlich einer
partiellen fragmentarischen Ansicht der Stellgliedführung, des Stellglieds,
der Verbindungsstange und des Verriegelungsstifts, die vom Hauptgetriebegehäuse und
dem Endabdeckteil getrennt sind; und
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3 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Endabdeckteils,
des Eingriffzahnrads, des Parksperrsystems und der Zugangsabdeckung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nach
den Zeichnungen, 1 bis 3, worin
gleiche Zeichen die gleichen oder entsprechenden Teile in den verschiedenen
Ansichten repräsentieren,
ist in 1 eine schematische Seitenrissansicht eines elektromechanischen
Hybridgetriebes 10 dargestellt. Zusammengefasst hat das
elektromechanische Getriebe 10 ein betätigbares Parksperrsystem 28 mit
einem Stellglied 48 mit einem Nockenteil 49, einer
Sperrklinke 42, die mit dem Nockenteil 49 mechanisch
verbunden ist und, wenn sie mit dem Nockenteil 49 mechanisch
verbunden ist, drehbar ist, um das Parksperrsystem 28 wie
in 2a dargestellt zu betätigen. Die Stellgliedführung 46 beherbergt, wie
in 2b hervorgehoben ist, die mechanische Verbindung
der Parksperrklinke 42 und des Nockenteils 49,
wenn das Parksperrsystem 28 betätigt wird. Auch enthalten ist
ein Schaltwählhebel 24,
der das Parksperrsystem 28 betätigt, und eine Verbindungsstange 26,
die ein mechanisches Signal von Schaltwählhebel 24 an das
Parksperrsystem 28 sendet. Die Stellgliedführung 46 hat
ein offenes Ende, um zu ermöglichen,
dass die Verbindungsstange 26 durch die Stellgliedführung 46 durchgeht.
Der Endabdeckteil 14 bedeckt, wie in 3 dargestellt
ist, die Parksperrklinke 42 und ihre abstimmenden Komponenten.
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Das
Getriebe 10 besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse: dem
Hauptgehäuse 12 und
dem Endabdeckteil 14. Das Hauptgehäuse 12 enthält zwei Elektromotoren
(A und B), welche ihre jeweiligen Gehäuse (oder Module) 16 und 18 aufweisen.
Die Motoren A und B sind auf der Hauptwelle 20 des Getriebes gelagert,
die selektiv mit der Abtriebswelle 22 des Getriebes gekoppelt
wird. Die Motoren (A, B) wirken dahingehend, selektiv mit (nicht
dargestellten) Kupplungen in Eingriff zu kommen, um die Hauptwelle 20 mit
verschiedenen Drehzahlen zu drehen und die Abtriebswelle 22 indirekt
zu drehen. Der verfügbare
Einbauraum im Hauptgehäuse 12 des
Getriebes 10 wird von den Trommelgehäusen (16 und 18)
für die
Elektromotoren A bzw. B (wie in 1 gezeigt)
beherrscht. Ein technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass sie ermöglicht,
dass das Hauptgehäuse 12 beide
Elektromotoren (A und B) aufnimmt, indem die Position anderer Getriebekomponenten
nämlich
des Parksperrsystems 28, neu geordnet wurde. Zwischen dem
Paar Motoren und von diesem umgeben gibt es einen Schaltwählhebel 24, der
(entweder mechanisch oder elektrisch) dem (nicht dargestellten)
Gangschalter des Getriebes und mit einem mechanischen Verbindungsglied
(oder einer Verbindungsstange 26) verbunden ist, das das Parksperrsystem 28 steuert.
Das Parksperrsys tem 28 ist vom Endabdeckteil 14 des
Getriebegehäuses umgeben
und dient dazu, mit einem Eingriffzahnrad 30, welches so
befestigt ist, dass es mit der Abtriebswelle 22 dreht,
selektiv in Wechselwirkung zu treten.
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2a und 2b zeigen
im Detail die Wechselwirkung zwischen dem Eingriffzahnrad 30, dem
Parksperrsystem 28 und dem Schaltwählhebel 24. Das Eingriffszahnrad 30 weist
auf seinem Umfang mehrere Zähne 32 und
Zahnaussparungen 34 auf. Auf dem Innendurchmesser des Eingriffzahnrads 30 gibt
es eine Reihe komplementärer
Kerbzähne 36, die
dazu dienen, das Eingriffzahnrad 30 direkt auf das Kupplungsgehäuse 72 (wie
in 3 dargestellt) und indirekt auf die Abtriebswelle 22 (dargestellt
in 1) zu befestigen. Wenn die Räder des Fahrzeugs sich durch äußere Kräfte wie
zum Beispiel das eigene Gewicht drehen, dreht sich auch die Antriebswelle
und bewirkt, dass sich die Abtriebswelle 22 und das Eingriffzahnrad 30 auf
dem Kupplungsgehäuse 72 drehen,
da das Eingriffzahnrad 30 so gestaltet ist, dass es mit
der Abtriebswelle 22 dreht.
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Nach 2a besteht
das Parksperrsystem 28 aus einem Sperrklinkenstift 38,
einer Torsionsfeder (oder Rückholfeder 40 für die Sperrklinke),
einer Sperrklinke 42 und der Stellgliedführung 46.
Die Sperrklinke 42, das Stellglied 48 und die
Stellgliedführung 46 sind
im Endabdeckteil 14 angeordnet, der so eingerichtet ist,
dass er die Sperrklinke 42 mit dem Eingriffzahnrad 30 für die Sperrklinke
axial ausrichtet. Die Sperrklinke 42 ist so gestaltet,
dass sie bei einer Betätigung
des Parksperrsystems 28 (wie bei 35 dargestellt)
in die Zahnaussparungen 34 auf dem Umfang des Eingriffzahnrads 30 passt.
Die Sperrklinke 42 ist auf dem Sperrstift 38 montiert
und kann um den Sperrstift 38 ungehindert drehen oder schwenken. Eine
Rückholfeder 40 für die Sperrklinke
wirkt dahingehend, die Sperrklinke 42 in der ausgerückten Zustand
zu halten, außer
wenn sie mechanisch in Eingriff gebracht ist. Die Sperrklinke 42 ist
der geschlitzten Stellgliedführung 46 und
dem Stellglied 48 benachbart montiert, so dass bei einer
Querbewegung des Stellglieds 48 die Sperrklinke 42 zwischen
der eingerückten
und ausgerückten
Stellung gedreht oder geschwenkt wird.
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Die
Stellgliedführung 46 umgibt
das Stellglied 48 und ist durch einen Verriegelungsstift 76 (durch
einen Stiftschlitz 77, der in 3 dargestellt ist)
bezüglich
des Endabdeckteils 14 gesichert. Der Endabdeckteil 14 ist
an einem gebohrten Loch 75 ausgehöhlt, um die Endform der Stellgliedführung 46 aufzunehmen
und zu beherbergen. Da der Endabdeckteil 14 das Ende der
Wirkzone des Stellglieds innerhalb des gebohrten Lochs 75 beherbergt,
kann die Stellgliedführung 46 ein
Aufbau mit offenem Ende sein und bleibt vor schädlichen Verunreinigungen geschützt. Die
Stellgliedführung 46 hat
einen inneren Hohlraum 54 (wie in 2a gezeigt
ist), der an die Form des Stellglieds 48 angepasst ist.
Die Stellgliedführung 46 hat
auf ihrem Umfang der Rückseite 43 der
Sperrklinke 42 benachbart einen Schlitz 50, der so
gestaltet ist, dass er die Schwenkbewegung der Sperrklinke 42 führt und
abstützt.
Eine Rückwärtsbewegung
des Stellglieds 48 bewirkt, dass der Nockenteil 49 und
der breite Teil 52 des Stellglieds mit der Rückseite 43 der
Sperrklinke zusammenstoßen
und die Parksperrklinke 42 zwingen, in einen Eingriff mit einer
Aussparung 34 in dem Eingriffzahnrad 30 (wie in 2a gezeigt)
zu drehen oder schwenken. Eine Vorwärtsbewegung des Stellglieds 48 bezüglich der Sperrklinke 42 bewegt
den Nockenteil 49 von der Rückseite 43 der Sperrklinke 42 weg,
um die Kraft des Nockens wegzunehmen, wodurch die Sperrklinke 42 aus
der Zahnaussparung 34 gelöst wird. Wenn die Sperrklinke 42 aus
den Zahnaussparungen 34 gelöst ist, dreht die Rückholfeder 40 für die Sperrklinke
die Sperrklinke 42 in die ausgerückte Stellung, was dem Eingriffzahnrad 30 ermöglicht,
ungehindert zu drehen.
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Das
Stellglied 48 ist mit einer Feder an einem Endteil 27 der
Verbindungsstange 26 wie in 2b dargestellt
montiert. Die axial angeordnete lineare Feder (oder Rückholfeder 58 für das Stellglied)
wirkt dahingehend, eine Schaltauswahl Parken ungeachtet der Stellung
der Sperrklinke 42 in Bezug auf das Eingriffzahnrad 30,
die Zähne 32 und
Zahnaussparungen 34 zu ermöglichen. Falls ein Zahn 32 des
Eingriffzahnrads sich über
oder nahe der Sperrklinke 42 befindet, wenn Parken ausgewählt ist,
wird die Sperrklinke 42 nicht in einer Aussparung 34 einrücken, sondern
das Ende 27 der Verbindungsstange wird sich bezüglich des
Stellglieds 48 gegen die Vorspannung der Feder 58 weiter
bewegen, und das Ende 27 der Verbindungsstange 26 wird
geringfügig über das Ende 55 des
Stellglieds 48 und die Stellgliedführung 46 mit dem offenen
Ende hinaus ausfahren. Die Rückholfeder 58 für das Stellglied
ermöglicht
eine Auswahl Parken, indem eine axiale Kraft oder Vorspannung auf
dem Stellglied 48 aufrechterhalten wird, bis das Eingriffzahnrad 30 zu
einem Punkt dreht, wo der Zahn 32 des Zahnrads der Sperrklinke 42 nicht
länger
benachbart ist. Mit der kontinuierlichen Vorspannung der Rückholfeder 58 für das Stellglied
wird dann die Sperrklinke 42 mit einer Zahnaussparung 34 bei
der ersten Gelegenheit (gewöhnlich wenn
das Fahrzeug zu rollen beginnt oder weiterrollt) einrücken. Das
Ende 27 der Verbindungsstange 26, die als ein
mechanisches Verbindungsglied zwischen dem Schaltwählhebel 24 und
dem Stellglied 48 dient, ist dann feststehend, da sich
das Stellglied 48 unter der Vorspannung der Stellgliedfeder 48 bewegt
und die Sperrklinke 42 mit der Zahnaussparung 34 in
Eingriff steht. Das offene Ende 27 der Verbindungsstange 26,
die als ein mechanisches Verbindungsglied zwischen dem Schaltwählhebel 24 und
dem Stellglied 48 dient, bewegt sich dann wieder bezüglich des
Stellglieds 48, da die Sperrklinke 42 mit der Zahnaussparung 34 in
Eingriff steht. Der offene Teil der Stellgliedführung 46 erweitert
geringfügig
die Wirkzone des Stellglieds, so dass die Verbindungsstange 26 des
Stellglieds 48 durchgehen kann, bis die Sperrklinke 42 mit
einer Zahnaussparung 34 in Eingriff kommen kann.
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Nach 1 und 2 ist die Verbindungsstange 26 bei 61 an
dem Arretierhebel 60 des Schaltwählhebels befestigt. Der Arretierhebel 60 ist
bezüglich
des Hauptgehäuses 12 des
Getriebes bei 62 schwenkbar befestigt, wo der (nicht dargestellte)
Schafthebel des Gangwählhebels
ebenfalls verbunden ist. Der Umfang des Arretierhebels 60 weist
auf seinem unteren Ende Einrastkerben 64 auf. Die Einrastkerben 64 sind
so gestaltet, dass sie mit dem zylindrischen Ende 66 einer
Arretierhaltefeder 68 in Eingriff kommen. Die Arretierhaltefeder 68 ist
bezüglich
des Hauptgehäuses 12 des
Getriebes indirekt montiert, so dass beim Parken des Fahrzeugs der
Schafthebel des Gangwählhebels
den Arretierhebel 60 dreht und das zylindrische Ende 66 der
Arretierhaltefeder 68 mit der hintersten Einrastkerben 70 des
Arretierhebels 60 in Eingriff kommt, um ihn an Ort und
Stelle zu sichern. Um diese Stellung zu erreichen, dreht sich der
Arretierhebel 60 im Uhrzeigersinn oder bezüglich des
Hauptgehäuses 12 rückwärts, was
die Verbindungsstange 26 rückwärts oder in Richtung auf den Endabdeckteil 14 des
Getriebegehäuses 10 bewegt.
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Der
Endabdeckteil 14 des Getriebegehäuses ist, wie in 3 dargestellt
ist, so entworfen, dass er das Eingriffzahnrad 30 und das
Parksperrsystem (38, 40, 42, 46 und 50)
umgibt. Der Endabdeckteil 14 ist bei 31 groß genug
ausgehöhlt,
um das Eingriffzahnrad 30 zu umgeben und ihm zu ermöglichen,
ungehindert zu drehen. Mit dem Eingriffzahnrad 30 ist ein Kupplungsgehäuse 72 kerbverzahnt,
das mit der Abtriebswelle 22 (nur in 1 dargestellt)
des Getriebes ebenfalls antreibbar verbunden ist. Der Endabdeckteil 14 enthält eine
Apertur 15, um zu ermöglichen,
dass die Abtriebswelle 22 sich aus dem Endabdeckteil 14 des
Getriebegehäuses
erstreckt. Wie in 3 gezeigt ist, definiert der
Endabdeckteil 14 einen zylindrischen Hohlraum 31,
der an einer Seite so gestaltet ist, dass er die Stellgliedführung 46 an
dem gebohrten Loch 75 bzw. einen geformten Hohlraumteil 74 umgibt
und abstützt.
Die Stellgliedführung 46 ist
am Endabdeckteil 14 durch einen Stift 76 befestigt,
der bei 78 durch den Endabdeckteil 14 und bei einem
Stiftschlitz 77 durch die Stellgliedführung 46 verläuft. Der
Endabdeckteil 14 ermöglicht
der Verbindungsstange 26 des Schaltwählhebels 24 (beide
in 2a dargestellt), vom Hauptgehäuse 12 des Getriebes
ungehindert zu dem Stellglied 48 und der Stellgliedführung 46 im
Endabdeckteil 14 durchzugehen. Zusätzlich zur Unterbringung des
Parksperrsystems 28 und dessen Komponenten definiert der
Endabdeckteil 14 auch mehrere Durchbrechungen (80, 82),
die jeweils einen Zugang zum Parksperrsystem von außerhalb
des Getriebes schaffen. Die erste Durchbrechung 80 definiert
eine Zugangsöffnung
für die
Montage und Wartung des Parksperrsystems einschließlich der
Stellgliedführung 46.
Die Durchbrechung 82 schafft auf dem Endabdeckteil 14 eine
Eingangsstelle, damit der Sperrstift 38 an der Sperrklinke 42 montiert
wird. Der Endabdeckteil 14 enthält ferner eine Kompressionsdichtung 84,
um den Endabdeckteil 14 sowie eine abnehmbare Zugangsabdeckung 86 abzudichten,
um den Endabdeckteil 14 des Getriebes zu schließen. Die
Kompressionsdichtung 84 und die Zugangsabdeckung 86 sind
durch mehrere Bauteileverbinder (oder Bolzen) 88 am Endabdeckteil 14 angebracht.
Der Endabdeckteil 14 kann durch ähnliche Bauteileverbinder wie
z.B. 88 an dazu passenden Durchbrechungen wie z.B. 90 am
Hauptgehäuse 12 angebracht
werden.
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Obgleich
der Endabdeckteil 14 durch mehrere Prozesse hergestellt
werden kann, wird der Endabdeckteil 14 in der bevorzugten
Ausführungsform durch
Spritzguss hergestellt. Spritzguss ist im Allgemeinen kompatibel
mit der Verwendung von Aluminiumlegierungen. Spritzguss liefert
außerdem
im Allgemeinen auch eine ausgezeichnete Maßgenauigkeit und Stabilität in Verbindung
mit hohen Stückzahlen. Der
Endabdeckteil 14 hat eine komplizierte Geometrie wie z.B.
das gebohrte Loch 75, die so gestaltet ist, dass sie die
Stellgliedführung 46 wie
in 3 gezeigt bedeckt, wobei der Spritzguss Umrisse
bildet, um das Parksperrsystem 28 und dessen komplementären Komponenten
zu ermöglichen – wie in 2a und 2b gezeigt
ist -, während
sie kompakt genug bleiben, um die oben erwähnten kompakten Einbauanforderungen
zu erfüllen.
Die (nicht dargestellte) Gussform für den Endabdeckteil 14 ist
mit Ausgestaltungen entworfen, um solche konturierten Oberflächen zu
schaffen.
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Insgesamt
geht, wie in 1 gezeigt ist, die Verbindungsstange 26 zwischen
dem Schaltwählhebel 24 und
dem Eingriffsystem 28 für
die Sperrklinke durch Gussöffnungen 94 im
Getriebegehäuse 12 und der
hinteren Abdeckung 14. Die Verbindungsstange 26,
das Stellglied 48 und die Rückholfeder 58 für das Stellglied
werden, wie in 2a und 2b gezeigt ist,
mit dem Hauptgehäuse 12 des
Getriebes zusammengebaut. Das Eingriffzahnrad 30 für die Sperrklinke,
die Sperrklinke 42, die Rückholfeder 40 für die Sperrklinke
und die Stellgliedführung 46 werden
mit dem Endabdeckteil 14 zusammengebaut. Das Stellglied 48,
die Rückholfeder 58 für das Stellglied
und die Verbindungsstange 26 werden durch das Hauptgehäuse 12 des
Getriebes und rückwärtige Gussfenster
oder Gestaltungen 74 der hinteren Abdeckung wie in 3 gezeigt
durchgeführt
und während
der Endmontage des Getriebes 10 in die Stellgliedführung 46 geführt.
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Obgleich
die besten Verfahren zum Ausführen
der Erfindung ausführlich
beschrieben wurden, erkennt der Fachmann für die Technik, auf die sich diese
Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen,
um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in die
Praxis umzusetzen.