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Die
Erfindung betrifft eine Sperrklinke mit einem Klinkenzahn für
ein Automatgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1
sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Sperrklinke nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 6.
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Automatgetriebe
für Kraftfahrzeuge sind mit einer Parksperrenvorrichtung
ausgerüstet, welche ein an der Abtriebswelle des Getriebes
befestigtes Parksperrenrad sowie eine Sperrklinke umfasst, welche
mit einem Klinkenzahn in das Parksperrenrad eingreift und dieses
mechanisch verriegelt. Durch diese Verriegelung wird das Fahrzeug
am Wegrollen gehindert. Der Klinkenzahn ist erhöhten Beanspruchungen
ausgesetzt und muss daher entsprechend dimensioniert werden, insbesondere
im Hinblick auf die bei der Verriegelung auftretende Flächenpressung
zwischen Parksperrenrad und Klinkenzahn. Im Allgemeinen werden Sperrklinken
für derartige Parksperrenvorrichtungen als Stanzteile hergestellt,
d. h. durch Schneiden oder Feinschneiden aus einem Blech mit konstanter
Blechdicke. Der Klinkenzahn weist daher eine Zahnbreite auf, welche
der Blechdicke der Sperrklinke entspricht. Bei größeren
Beanspruchungen des Klinkenzahnes wird daher eine größere
Blechstärke gewählt, wodurch sich das Gewicht der
Sperrklinke und deren Massenträgheitsmoment erhöhen.
Beides ist nicht erwünscht.
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Durch
die
DE 36 36 978 C2 wurde
eine Parksperrenvorrichtung für ein Automatgetriebe bekannt, wobei
ein schwenkbar gelagerter Sperrhebel, auch Sperrklinke genannt,
mit einem Vorsprung, auch Klinkenzahn genannt, in ein Parksperrenrad
eingreift. Der Klinkenzahn weist ein etwa trapezförmiges Zahnprofil
auf, welches in eine entsprechende Zahnlücke des Parksperrenrades
eingreift. Die Zahnbreite des Klinkenzahnes entspricht der Dicke
der Sperrklinke.
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Durch
die
DE 10 2006
033 985 A1 der Anmelderin wurde eine Sperrklinke mit einem
Rastzahn für eine Parksperrenvorrichtung bekannt, wobei
der Rastzahn eine Zahnbreite aufweist, welche der Dicke der Sperrklinke
entspricht.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sperrklinke der eingangs
genannten Art funktionsgerecht und gewichtsoptimiert zu gestalten.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten
Art bereitzustellen, welches eine wirtschaftliche Herstellung einer
gewichtsoptimierten Sperrklinke erlaubt.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche
1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die Sperrklinke im Bereich des Klinkenzahnes aufgedickt ist,
d. h. der Klinkenzahn weist eine Zahnbreite auf, welche größer
als die Blechdicke des Ausgangsmaterials zur Herstellung der Sperrklinke
ist. Aufgrund der erhöhten Zahnbreite ergibt sich eine
geringere Flächenpressung am Klinkenzahn, damit kann eine höhere
Umfangskraft am Parksperrenrad übertragen werden.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Aufdickung
durch Umformung des Bleches im Bereich des Klinkenzahnes herstellbar. Damit
wird der Vorteil erreicht, dass die Zahnbreite für die
auftretende Belastung, insbesondere Flächenpressung ausgelegt
werden kann, während der übrige Bereich der Sperrklinke
die geringere Dicke des Ausgangsmaterials aufweist. Damit kann eine
Gewichtsreduzierung oder -optimierung erreicht werden. Darüber
hinaus weist die Sperrklinke auch ein geringeres Massenträgheitsmoment
auf, wodurch der Schaltkomfort verbessert wird.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform weist der Klinkenzahn,
der etwa in der Mitte der Sperrklinke angeordnet ist, ein Zahnprofil
auf, welches bevorzugt trapezförmig ausgebildet ist. Die Zahnbreite,
d. h. die Aufdickung des Ausgangsmaterials erstreckt sich dabei
nur über einen Randbereich, welcher parallel zum Zahnprofil
verläuft. Außerhalb des Randbereiches fällt
die Zahnbreite auf die Blechdicke des Ausgangsmaterials ab. Damit
wird der Vorteil erreicht, dass die Materialaufdickung für
die optimale Zahnbreite auf einen minimalen Bereich beschränkt
ist, sodass die Festigkeitsanforderungen des Klinkenzahnes erfüllt
werden. Dies bedeutet eine minimale Verformungsarbeit und trägt
zur weiteren Gewichtsreduzierung bei.
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Erfindungsgemäß ist
bei einem Verfahren zur Herstellung der Sperrklinke vorgesehen,
dass zunächst ein Rohling aus einem Blech konstanter Dicke,
also aus einem Halbzeugmaterial bereitgestellt wird. Der Rohling
wird dann partiell, d. h. im Bereich des Klinkenzahnes durch Massivumformung
aufgedickt. Schließlich wird die Endform der Sperrklinke durch
Schneiden hergestellt. Die Massivumformung kann mittels einfacher
Umformwerkzeuge, ein Matrizen- und ein Patrizenwerkzeug, kostengünstig
durchgeführt werden. Durch die Massivumformung ergibt sich
gleichzeitig eine Kaltverfestigung des Materials, wodurch die Festigkeit
und Sicherheit der Sperrklinke weiter verbessert wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei
sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale
und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
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1 eine
Sperrklinke in einer Ansicht,
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2 die
Sperrklinke gemäß 1 in einer Draufsicht,
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2a eine
vergrößerte Einzelheit X aus 2,
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3 einen
Teilschnitt in der Schnittebene III-III in 2a,
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4 einen
Teilschnitt in der Schnittebene IV-IV in 2a,
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5 einen
Rohling mit einem vorgeformten Bereich in einer Draufsicht und
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6 einen
Schnitt durch den Rohling in der Schnittebene VI-VI in 5.
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1 zeigt
in einer Ansicht eine erfindungsgemäße Sperrklinke 1 mit
einem Klinkenzahn 2. Die Sperrklinke 1 ist aus
einem Stahlblech hergestellt und weist eine Blechdicke s auf, während
der Klinkenzahn 2 eine Zahnbreite b aufweist, welche größer als
die Blechdicke s ist. Die Sperrklinke 1 weist eine Oberseite 1a und
eine Unterseite 1b auf. Der Klinkenzahn 2 ist
bezüglich seiner Zahnbreite b gegenüber der Oberseite 1a um
das Maß b – s aufgedickt.
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2 zeigt
die eine Längsseite 1c aufweisende Sperrklinke 1 in
einer Draufsicht mit dem Klinkenzahn 2, welcher ein etwa
trapezförmig ausgebildetes Zahnprofil 2a aufweist
und im mittleren Bereich der Längsseite 1c angeordnet
ist. Die Sperrklinke 1 entspricht – mit Ausnahme
des Klinkenzahnes 2 – dem Stand der Technik: sie weist
an einem Ende eine Bohrung 3 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Schwenkzapfens
und am anderen Ende einen ausgesparten Betätigungsbereich 4 auf,
in welchen ein nicht dargestellter Sperrkegel einer Parksperrenvorrichtung
eingreift. Die Sperrklinke 1 ist somit schwenkbar in einem
nicht dargestellten Getriebegehäuse angeordnet, wobei der
Klinkenzahn 2 in ein nicht dargestelltes Parksperrenrad
eingreift und damit eine Verriegelung der Getriebeabtriebswelle
bewirkt.
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2a zeigt
eine Einzelheit X aus 2, d. h. den Klinkenzahn 2 in
vergrößerter Darstellung. Der Klinkenzahn 2 weist
einen Randbereich 2b auf, welcher sich parallel zu dem
trapezförmig ausgebildeten Zahnprofil 2a erstreckt
und nach innen durch eine ebenfalls trapezförmig ausgebildete
Linie 2c begrenzt ist.
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3 zeigt
einen Teilschnitt entsprechend der Schnittebene III-III in 2a.
Daraus ist die gegenüber der Blechdicke s aufgedickte Zahnbreite
b deutlich ersichtlich. Die Zahnbreite b erstreckt sich dabei lediglich über
den Randbereich 2b und fällt anschließend über
eine Schrägfläche 2d auf die Oberseite 1a der
Sperrklinke 1 ab.
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4 zeigt
einen Teilschnitt in der Schnittebene IV-IV in 2a.
Darin ist die gegenüber der Blechdicke s erhöhte
Zahnbreite b erkennbar. Der Randbereich 2b geht über
die Schrägfläche 2d in die Ebene der
Oberseite 1a über.
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5 zeigt
einen Rohling 5 aus einem Blech mit einem vorgeformten
Bereich 6 in einer Draufsicht. Der Rohling 5 weist
eine ebene Oberseite 5a mit erhabenen Bereichen 6a, 6b auf,
die durch durchgezogene Linien dargestellt sind. Ein auf der Unterseite 5b des
Rohlings 5 angeordneter vertiefter Bereich 6c ist
durch gestrichelte Linien dargestellt.
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6 zeigt
den Rohling 5 in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittebene
VI-VI in 5. Die erhabenen Bereiche 6a, 6b sowie
der vertiefte Bereich 6c werden durch Umformwerkzeuge hergestellt,
die einerseits als Matrize für die erhabenen Bereiche 6a, 6b und
andererseits als Patrize für den vertieften Bereich 6c ausgebildet
sind. Das Material des Rohlings 5, welches zunächst
eine durchgehende Blechdicke s aufweist, wird durch Massivumformung
aufgedickt, wobei der erhabene Bereich 6aentsprechend
der Form des Klinkenzahnes 2 (2) ausgeformt
ist. Nach der Massivumformung wird der vorgeformte Rohling 5 beschnitten,
wobei die Außenkonturen der fertigen Sperrklinke durch
die strichpunktierten Linien 7a, 7b angedeutet
sind. Die Endform der Sperrklinke 1 wird somit durch Schneiden
oder Feinschneiden hergestellt, wobei die vorgeformten Bereiche 6b, 6c außerhalb
des erhabenen Bereiches 6a entfallen.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, auch von dem dargestellten Ausführungsbeispiel
abweichende Zahnprofile nach dem gleichen Herstellungsverfahren,
allerdings mit angepassten Werkzeugen herzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sperrklinke
- 1a
- Oberseite
- 1b
- Unterseite
- 1c
- Längsseite
- 2
- Klinkenzahn
- 2a
- Zahnprofil
- 2b
- Randbereich
- 2c
- Begrenzungslinie
- 2d
- Schrägfläche
- 3
- Bohrung
- 4
- Betätigungsbereich
- 5
- Rohling
- 5a
- Oberseite
- 5b
- Unterseite
- 6
- vorgeformter
Bereich
- 6a
- erhabener
Bereich
- 6b
- erhabener
Bereich
- 6c
- vertiefter
Bereich
- 7a
- Außenkontur
Sperrklinke
- 7b
- Außenkontur
Sperrklinke
- s
- Blechdicke
- b
- Zahnbreite
- X
- Einzelheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3636978
C2 [0003]
- - DE 102006033985 A1 [0004]