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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung als Teil einer Parksperre mit einem Verriegelungselement und einer Schiebemuffe, die eine Außenverzahnung aufweist, welche mit dem Verriegelungselement in Eingriff bringbar ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Viele Kraftfahrzeuggetriebe weisen Parksperren auf, welche über einen mit einem Hebel verbundenen Seilzug mechanisch betätigt werden. Neuentwicklungen sehen auch teilweise elektrohydraulische oder elektromotorische Betätigungen, bei denen der Hebel elektrisch angesteuert wird.
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Zur Verriegelung von Parksperren dient üblicherweise eine Klinke, die in ein Parksperrenrad eingreift. Der grundlegende Aufbau einer Parksperre ist beispielsweise aus
DE 10 2010 003 508 A1 bekannt. Das Parksperrenrad ist auf der Getriebehauptwelle oder einer Vorgelegewelle angeordnet und erfordert zusätzlichen axialen Bauraum.
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Eine Parksperre, die weniger Bauraum benötigt, ist aus
DE 10 2006 059 677 A1 vorbekannt. Die Parksperre ist in eine Synchronisiereinrichtung integriert. Dazu weist die Schiebemuffe eine Außenverzahnung auf, in die die Parksperrenklinke eingreifen kann. Die Parksperrenklinke benötigt zum Verschwenken allerdings immer noch vergleichsweise viel Bauraum, wenn auch radial und nicht axial.
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre zu realisieren, die die vorstehend genannten Nachteile überwindet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch eine Parksperre gemäß Anspruch 1 gelöst. Dazu wird die Parksperrenfunktion durch einen Axialeingriff realisiert. Unter Axialeingriff ist zu verstehen, dass die Bewegung des Verriegelungszahns nicht senkrecht und damit nicht radial in die Außenverzahnung der Schiebemuffe erfolgt, sondern dass die Verriegelung durch eine axiale Relativbewegung der Schiebemuffe und des Verriegelungselements erfolgt. Dadurch wird der von einer Parksperrenklinke überstrichene Bereich eingespart, so dass ein Getriebe mit einer derartigen Parksperre kompakter baut.
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Das Verriegelungselement kann als ein zu einer der Zahnlücken der Schiebemuffe korrespondierender Zahn ausgebildet sein. In einer Ausbildung der Erfindung weist die Parksperre mehrere Verriegelungselemente auf, die im verriegelten Zustand gleichzeitig in die Außenverzahnung eingreifen. Beispielsweise kann ein erster Zahn die Bewegung in genau eine der Drehrichtungen unterbinden und erst ein zweiter Zahn die Bewegung in eine der anderen Drehrichtungen. Dies erleichtert das Einlegen der Parksperre, da das Zahnfenster größer als die Zähne ausgebildet sein kann und somit bei eine Axialbewegung der Schiebemuffe auch bei geringer Differenzgeschwindigkeit möglich ist. In einer anderen Variante tragen mehrere Zähne die Last gleichzeitig, so dass die Belastung der einzelnen Zähne geringer ausfallen kann.
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Das Verriegelungselement ist in einer Ausführungsform unmittelbar mit dem Getriebegehäuse verbunden. Dazu kann es als ein nach innen weisender Vorsprung des Getriebegehäuses ausgebildet sein. Alternativ ist es auf einem zum Getriebegehäuse separaten Bauteil ausgebildet, das dann drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Das Verriegelungselement kann dazu auf einem Parksperrenrad angeordnet oder einteilig mit diesem ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Verriegelungselement eine zur Außenverzahnung der Schiebemuffe komplementäre Innenverzahnung. Zum leichteren Ein- und Auslegen der Parksperre können die Verzahnungen konisch ausgebildet sein.
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Zur Verriegelung der Parksperre werden das Verriegelungselement und die Schiebemuffe relativ zueinander axial bewegt. Da für die Schiebemuffe ein Betätigungsmechanismus vorgesehen ist, empfiehlt sich eine axial feste Anordnung des Verriegelungselements. Alternativ kann aber vorgesehen sein, das Verriegelungselement axial zu verschieben. Dies kann vorteilhaft sein, weil die erforderliche Vorspannung, die das Einlegen der Parksperre auch in der Zahn-auf-Zahn-Stellung sicherstellt, unter Umständen bei dem Verriegelungselement leichter realisierbar ist.
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Die Außenverzahnung der Schiebemuffe ist vorzugsweise einteilig mit der Schiebemuffe hergestellt. Als Parksperrenverzahnung weist sie eine von ihrer Innenverzahnung deutlich abweichende Zahnteilung auf, die sich um etwa eine Größenordnung unterscheiden kann.
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Die Schiebemuffe mit der Außenverzahnung wird vorzugsweise zusätzlich für das Ein- und Auslegen eines Ganges oder zweier Gänge verwendet. Im ersten Fall ist auf der einen axialen Seite der Schiebemuffe ein Losrad angeordnet ist, das mit der Schiebemuffe zur Ausbildung jeweils eines Getriebeübersetzungsverhältnisses kuppelbar ist und auf der anderen axialen Seite der Schiebemuffe das Parksperrenrad. Im zweiten Fall ist beidseitig ein Losrad angeordnet, wobei bei geringer axialer Verschiebung der Schiebemuffe aus der Neutralstellung ein Formschluss mit dem jeweiligen Losrad hergestellt wird. Erst bei weiterer axialer Verschiebung, einem Überschalten, wird ein Formschluss mit dem Verriegelungselement erreicht.
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Während bei Parksperren mit Sperrklinke aus dem Stand der Technik bei geringer Relativgeschwindigkeit ein abruptes Verriegeln erfolgt, ist es bei der vorliegenden Parksperre auf unaufwändige Weise möglich, parksperrenseitig eine Synchronisiereinrichtung zur Komfortsteigerung zu nutzen, indem beispielsweise auch das Parksperrenrad eine konische Reibfläche aufweist, so dass die einzelnen Verzahnungen zueinander abzubremst werden können, bevor der Verriegelungsvorgang stattfindet.
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Die Schiebemuffe kann auf einer Vorgelegewelle angeordnet sein. Auch eine Integration in eine elektrisch angetriebene Achse ist möglich.
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Figurenliste
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 die wesentlichen Bauteile einer ersten erfindungsgemäßen Parksperre in einem Längsschnitt,
- 2 die Schiebemuffe der Parksperre gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht,
- 3 die Parksperre gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht im ausgelegten Zustand,
- 4 die Parksperre gemäß 1 mit dem Koppelelement im eingelegten Zustand und
- 5 eine weitere Parksperre in einem Längsschnitt.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die 1 bis 4 und 5 zeigen Parksperren 1 mit einer Synchronisiereinrichtung. Zu der Synchronisiereinrichtung gehören ein Synchronträgerkörper 8 mit einer Synchronträgerkörperaußenverzahnung 18 und eine Schiebemuffe 3 mit einer Innenverzahnung 13, die mit der Synchronträgerkörperaußenverzahnung 18 kämmt und über die ein oder zwei Losräder 6 und 7 als Gangräder kuppelbar sind. Die Losräder 6 und 7 sind drehbar, aber längs fest auf einer nicht weiter dargestellten Getriebewelle gelagert. Der Synchronträgerkörper 1 sitzt fest auf der Schaltwelle 5. Die Schiebemuffe 3 ist in Richtung eines der Losräder 6 oder 7 verschiebbar auf dem Synchronträgerkörper 1 angeordnet. An jeder Seite des Synchronträgerkörpers 1 ist längs zwischen dem Synchronträgerkörper 1 und dem Gangrad 3, 4 jeweils ein Satz Synchronringe 9, 10 angeordnet.
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Der Synchronträgerkörper 8 nimmt an seinem Umfang drei Arretierungen 11 auf, die an der Schiebemuffe 3 in ihrer neutralen Stellposition verrasten. Die Arretierungen 11 sind als Druckstücke ausgelegt und stützen sich in der neutralen Stellposition an dem Synchronträgerkörper 8 radial ab und spannen mit Rastelementen 12 gegen die Schiebemuffe 3 vor. Dabei greift die Arretierung 11 mit dem Rastelement 12 in eine Rastvertiefung 14 an der Schiebemuffe 3 ein (2).
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Radial außen weist die Schiebemuffe 3 eine aus zwei Ringen 15 gebildete Schaltgabelführung 16 auf, in die eine nicht dargestellte Schaltgabel eingreift, um die Schiebemuffe 3 axial zu verschieben. Die aus der neutralen Stellposition in die geschaltete Position längs auf dem Synchronträgerkörper 8 verschobene Schiebemuffe 3 greift in eine Kupplungsverzahnung 17 eines mit dem Losrad 6 fest verbundenen Kupplungskörpers 19 ein. Bei Eingriff der Innenverzahnung 13 der Schiebemuffe 3 in die Kupplungsverzahnung 17 ist die Getriebewelle über den Synchronträgerkörper 8 und die Schiebemuffe 3 mit dem Losrad 6 drehfest verbunden, wodurch der dem Losrad 6 zugeordnete Gang geschaltet ist.
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Bei der Schaltbewegung der Schiebemuffe 3 in die geschaltete Position nimmt diese zunächst die in die Rastvertiefung 14 eingreifende Arretierung 11 längs mit und verschiebt die Arretierung 11 gegen den Satz 6 Synchronringe. Der Prozess der Vorsynchronisation ist eingeleitet.
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Die weiter in Richtung der Kupplungsverzahnung 17 bewegte Schiebemuffe 3 zwingt das kugelförmige Rastelement 12 der sich an dem äußeren Synchronring 13 abstützenden Arretierung 11 aus der Rastvertiefung 14. Das Rastelement 12 federt dabei radial ein. Beim Lösen des Ganges bewegt sich die Schiebemuffe 3 aus der Stellung zurück in die neutrale Stellposition. Dabei greift das mit Vorspannung an der Schiebemuffe 3 anliegende Rastelement 12 erneut in die Rastvertiefung 14 ein.
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Die dargestellte Synchronisiereinrichtung ist Teil der Parksperre 1, die in den gezeigten Ausführungsformen ebenfalls durch die nicht dargestellte Schaltgabel einlegbar ist. Dazu weist die Parksperre 1 ein Verriegelungselement 2 in Form eines Parksperrenrads 5 auf. Das Parksperrenrad 5 ist ebenfalls auf der Getriebewelle angeordnet und ist fest zum nicht dargestellten Getriebegehäuse. Es weist einzelne Axialvorsprünge 20 auf, die in Eingriff mit der Außenverzahnung 4 bringbar sind.
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Die Schiebemuffe 3 weist an ihrem Außenumfang axial benachbart zur Schaltgabelführung 16 die Außenverzahnung 4 auf. Vorliegend ist sie separat vom Grundkörper 21 der Schiebemuffe hergestellt, kann aber auch einteilig mit dieser ausgebildet sein. Die Außenverzahnung 4 weist Zahnlücken 22 auf, die zu den Axialvorsprüngen 20 korrespondieren und gewährleisten, dass die Schiebemuffe 3 in der verriegelten Position nicht verdrehbar ist. Damit ist auch die Getriebewelle fest zum Getriebegehäuse.
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In der Ausführungsform nach 1 weist die Parksperre 1 auf ihrer einen, in der Figur linken Seite ein Losrad 6 mit einem Kupplungskörper 19 und einem Satz Synchronringe 9 auf. Indessen ist auf der anderen, in der 1 rechten Seite das Parksperrenrad 5 angeordnet, das das Losrad 6 ersetzt. Daher kann auf den Satz Synchronringe hier verzichtet werden.
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In der Ausführungsform nach 5 weist die Parksperre 1 auf beiden axialen Seiten der Schiebemuffe 3 Losräder 6, 7 auf, über die Gänge geschaltet werden können. Die Parksperrenfunktion kann zusätzlich realisiert werden, indem ein nicht dargestelltes, getriebegehäusefestes Parksperrenrad mit der Außenverzahnung 4 gekoppelt wird. Dazu wird das Parksperrenrad axial verschoben. Je nach gewünschter Anwendung kann die Sicherung in der Neutralposition oder in einer geschalteten Position erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Parksperre
- 2
- Verriegelungselement
- 3
- Schiebemuffe
- 4
- Außenverzahnung
- 5
- Parksperrenrad
- 6
- erstes Losrad
- 7
- zweites Losrad
- 8
- Synchronträgerkörper
- 9
- erster Satz Synchronringe
- 10
- zweiter Satz Synchronringe
- 11
- Arretierung
- 12
- Rastelement
- 13
- Innenverzahnung
- 14
- Rastvertiefung
- 15
- Ring
- 16
- Schaltgabelführung
- 17
- Kupplungsverzahnung
- 18
- Synchronträgerkörperaußenverzahnung
- 19
- Kupplungskörper
- 20
- Axialvorsprung
- 21
- Grundkörper
- 22
- Zahnlücke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010003508 A1 [0003]
- DE 102006059677 A1 [0004]
