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Title:
PARKING LOCK UNIT AND DRIVE ARRANGEMENT HAVING A PARKING LOCK UNIT OF SAID TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/206422
Kind Code:
A1
Abstract:
A parking lock unit for a drive arrangement, in particular with an electric motor, comprising: a parking lock casing, a parking lock wheel, which parking lock wheel is connected for conjoint rotation to a part of the drive arrangement which is mounted rotatably about an axis of rotation by means of at least one bearing, and which parking lock wheel has a connecting portion and a detent portion which are connected to one another by means of a web portion; a locking element which is mounted in the parking lock casing and which can lock and permit a rotational movement of the parking lock wheel about a longitudinal axis of the parking lock wheel, and a controllable locking actuator, which can transfer the locking element reversibly into a position in which it locks the parking lock wheel and a position in which it releases the parking lock wheel, wherein the parking lock wheel is designed such that the detent portion is axially offset relative to the connecting portion.

Inventors:
MIEBACH, Sascha (Walnussweg 22, Neunkirchen-Seelscheid, 53819, DE)
SCHMIDT, Mark (Forstbachweg 12, Königswinter, 53639, DE)
BROICHER, Simon (Klosterstraße 40, Hürth, 50354, DE)
SZILAGYI, Ervin (Krokusweg 19, Neunkirchen-Seelscheid, 53819, HU)
Application Number:
EP2018/060816
Publication Date:
October 31, 2019
Filing Date:
April 26, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GKN DRIVELINE INTERNATIONAL GMBH (Hauptstraße 130, Lohmar, 53797, DE)
International Classes:
B60T1/00; B60T1/06; F16H63/34
Domestic Patent References:
WO2018001476A12018-01-04
WO2018001476A12018-01-04
Foreign References:
DE102011082169A12013-03-07
DE102007007681A12008-08-21
DE10143386A12003-04-03
Attorney, Agent or Firm:
NEUMANN MÜLLER OBERWALLENEY & PARTNER PATENTANWÄLTE (Overstolzenstr. 2a, Köln, 50677, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Parksperreneinheit (2) für eine Antriebsanordnung (17), insbesondere mit ei nem Elektromotor (18), umfassend: ein Parksperrengehäuse (3), ein Parksperrenrad (5), das mit einem durch zumindest ein Lager (24, 24‘, 24“, 25, 25‘, 25“) um eine Drehachse (X1 ) drehbar gelagerten Teil (22) der An triebsanordnung (17) drehfest verbunden ist und einen Verbindungsabschnitt (10) sowie einen Rastabschnitt (8), die über einen Stegabschnitt (9) miteinan der verbunden sind, aufweist, ein Sperrelement (6), das in dem Parksperrengehäuse (3) gelagert ist und eine Drehbewegung des Parksperrenrades (5) um eine Längsachse des Parksper renrades (5) sperren und freigeben kann, und einen steuerbaren Sperraktuator (7), der das Sperrelement (6) reversibel in eine das Parksperrenrad (5) sperrende Position und eine das Parksperrenrad (5) freigebende Position überführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (5) so ausgestaltet ist, dass der Rastabschnitt (8) ge genüber dem Verbindungsabschnitt (10) axial versetzt ist.

2. Parksperreneinheit nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittenebene (E1 ) des Rastabschnitts (8) des Parksperrenrades (5) zu einer Mittenebene (E2) des Verbindungsabschnitts (10) des Parksperrenra des (5) einen ersten Abstand (A1 ) aufweist, der größer ist als eine kleinste axi ale Dicke (B2) des Stegabschnitts.

3. Parksperreneinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Stegabschnitt (9) zumindest in einem Teilbereich eine dünnere Wan dung aufweist, als der Rastabschnitt (8) und der Verbindungsabschnitt (10).

4. Parksperreneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (B2) der Wandung des Stegabschnitts (9) zumindest in einem Teilbereich von radial außen nach radial innen so zunimmt, dass die auftreten den Spannungen in diesem Teilbereich zumindest weitgehend konstant sind.

5. Parksperreneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (5) auf einem auskragenden, freien Wellenende (23) des drehbar gelagerten Teils (22) der Antriebsanordnung (17) angeordnet ist.

6. Parksperreneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenebene (E1 ) des Rastabschnitts (8) des Parksperrenrades (5) axial zwischen der Mittenebene (E2) des Verbindungsabschnitts (10) des Park sperrenrades (5) und einer Mittenebenen (E3) des dem Parksperrenrad nächst gelegenen Lagers (24, 24‘, 24“, 25, 25‘, 25“) angeordnet ist.

7. Parksperreneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des ersten Abstandes (A1 ) zu einem zweiten Abstand (A2) zwischen der Mittenebene (E2) des Verbindungsabschnitts (10) des Parksper renrades (5) und einer Mittenebene (E3) des dem Parksperrenrades nächstge legenen Lagers (24, 24‘, 24“, 25, 25‘, 25“), größer als 0,25, insbesondere grö ßer als 0,35, und/oder kleiner 1 , ist.

8. Parksperreneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des ersten Abstandes (A1 ) zu einem Außendurchmesser (Da) des Parksperrenrades (5) größer als 0,08, insbesondere größer als 0,10, und/oder kleiner als 0,5, insbesondere kleiner als 0,4, ist.

9. Parksperreneinheit nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des ersten Abstandes (A1 ) zu einer Breite (B1 ) des Park sperrenrades (5) an dem Außendurchmesser (Da) größer als 0,85, insbeson dere größer 0,9, insbesondere größer als 0,95, und /oder kleiner als 3, insbe sondere kleiner als 2,7, ist.

10. Parksperreneinheit nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von der Breite (B1 ) des Parksperrenrades (5) an dem Au ßendurchmesser (Da) zu einer Breite (B3) des Parksperrenrades (5) an einem Innendurchmesser (Di) kleiner 1 ,0, insbesondere kleiner 0,85, insbesondere 0,8, und/oder größer 0,7, insbesondere größer 0,75, ist.

1 1. Antriebsanordnung zum elektromotorischen Antreiben eines Kraftfahrzeugs, umfassend: eine Parksperreneinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, eine Gehäuseanordnung (15), einen Elektromotor (18), der mit der Gehäuseanordnung (15) verbunden ist und eine Motorwelle (16) aufweist, die drehend antreibbar ist; zumindest eine Getriebewelle (22), und eine Leistungsverzweigungseinheit (20), wobei die Motorwelle (16), die zumindest eine Getriebewelle (22) und die Leis tungsverzweigungseinheit (20) jeweils drehbar in der Gehäuseanordnung (15) gelagert und über zumindest eine Getriebestufe zur Bewegungs- und Drehmo- mentenübertragung miteinander verbunden sind, und wobei das drehbar gelagerte Teil (22), mit dem das Parksperrenrad (5) drehfest verbunden ist, eines der Teile Motorwelle (16), Getriebewelle (22) und Leis tungsverzweigungseinheit (20) ist.

Description:
Parksperreneinheit und Antriebsanordnung mit einer solchen Parksperreneinheit

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Parksperreneinheit für eine Antriebsanordnung eines Kraft fahrzeuges, insbesondere mit einem Elektromotor, sowie eine Antriebsanordnung mit einer solchen Parksperreneinheit.

In einer Antriebsanordnung kann eine Parksperreneinheit vorgesehen sein, deren Hauptaufgabe es ist, das Fahrzeug im geparkten Zustand sicher festzuhalten. Insbe sondere durch den Einsatz elektrisch betätigter Feststellbremsen anstatt mechani- scher betätigter Feststellbremsen ist die Parksperre immer häufiger die Hauptsiche rung gegen ungewolltes Bewegen des Fahrzeugs. Die sperrende Wirkung wird dabei in der Regel durch ein Sperrelement erreicht, das formschlüssig in ein Parksperrenrad einrastet. Die Parksperreneinheit ist dabei mechanisch oder elektromechanisch so ausgelegt, dass ein ungewolltes Einlegen oberhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 5 km/h ausgeschlossen wird. Unterhalb von 5 km/h kann es somit zu einem Ein legen der Parksperreneinheit kommen. Durch den resultierenden Drehmomentstoß werden die Maschinenelement im Leistungspfad zwischen der Parksperre und den Reifen einerseits und zwischen der Parksperre und der Antriebseinheit andererseits belastet und müssen dementsprechend dimensioniert werden.

Aus der WO 2018/001476 A1 ist eine Parksperreneinheit für eine Elektroantriebsan ordnung bekannt. Die Parksperreneinheit umfasst ein Parksperrengehäuse, einen hül senförmigen Wellenansatz, der im Parksperrengehäuse drehbar gelagert ist, wobei der Wellenansatz ein Verbindungsprofil zum drehfesten Verbinden mit einer Antriebs- welle der Elektroantriebsanordnung aufweist. Ein Sperrenrad ist mit dem Wellenansatz drehfest verbunden und weist einen geraden Radkörper auf. Ein Sperrelement, das in dem Parksperrengehäuse bewegbar gelagert ist und durch einen steuerbaren Aktua tor in eine Schließposition zum Blockieren des Sperrenrads und in eine Freigabeposi tion zum Freigeben des Sperrenrads überführbar ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Parksperreneinheit für eine Antriebsanordnung vorzuschlagen, die durch Ihren Aufbau die Belastung der Ma schinenelemente der Antriebsanordnung beim Einrasten der Parksperre reduziert. Die Aufgabe besteht ferner darin, eine entsprechende Antriebsanordnung mit einer sol chen Parksperreneinheit vorzuschlagen, die ein sicheres Blockieren des Leistungspfa- des ermöglicht, kinetische Energie beim Einlegen der Parksperre absorbieren kann und einen geringen Bauraum beansprucht.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Parksperreneinheit für eine Antriebsanordnung, ins besondere mit einem Elektromotor, vorgeschlagen, umfassend: Ein Parksperrenge- häuse, ein Parksperrenrad, das mit einem durch zumindest ein Lager um eine Dreh achse drehbar gelagerten Teil der Antriebsanordnung drehfest verbunden ist und ei nen Verbindungsabschnitt sowie einen Rastabschnitt, die über einen Stegabschnitt miteinander verbunden sind, aufweist; ein Sperrelement, das in dem Parksperrenge häuse gelagert ist und eine Drehbewegung des Parksperrenrades um eine Längs- achse des Parksperrenrades sperren und freigeben kann, und einen steuerbaren Sperraktuator, der das Sperrelement reversibel in eine das Parksperrenrad sperrende Position und eine das Parksperrenrad freigebende Position überführen kann, wobei das Parksperrenrad so ausgestaltet ist, dass der Rastabschnitt gegenüber dem Ver bindungsabschnitt axial versetzt ist.

Durch das Einlegen der Parksperre wird die kinetische Energie der rotierenden Teile des Leistungspfads zwischen dem Parksperrenrad und den Reifen einerseits und zwi schen dem Parksperrenrad und der Antriebseinheit andererseits in Stoßenergie um gewandelt. Durch den Stoß wirkt auf das Parkrad eine radiale Kraftkomponente und eine tangentiale Kraftkomponente, die zudem ein Torsionsmoment induziert. Durch den axialen Versatz des Rastabschnitts gegenüber dem Verbindungsabschnitt weist die vorgeschlagene Parksperreneinheit den Vorteil auf, dass die Torsionslänge des Leistungspfads zwischen der Parksperre und den Reifen einerseits und zwischen der Parksperre und der Antriebseinheit andererseits erhöht wird und die Torsionssteifigkeit des Leistungspfades kleiner wird. Zudem kann dadurch der Rastabschnitt des Park sperrenrades radial einfedern, sodass Deformationsenergie elastisch im Parkrad ge speichert werden kann. Durch die beiden zuvor genannten Effekte kann ein höherer Anteil der Stoßenergie beim Einlegen der Parksperre elastisch in Spannenergie bzw. Deformationsenergie umgesetzt und die Belastung der Maschinenelemente der An triebsanordnung verringert werden. In einer möglichen Ausführungsform kann daher eine Mittenebene des Rastabschnitts des Parksperrenrades zu einer Mittenebene des Verbindungsabschnitts des Parksperrenrades einen ersten Abstand aufweist, der grö ßer ist als eine kleinste axiale Dicke des Stegabschnitts.

Als Mittenebene der Bauteile bzw. der Abschnitte der Bauteile soll jeweils die gedachte Ebene verstanden werden, die normal auf der Rotationsachse des jeweiligen Bauteils steht und in der Mitte der Erstreckung des jeweiligen Bauteils bzw. Abschnitts des Bauteils entlang seiner Rotationsachse angeordnet ist.

Der Rastabschnitt des Parksperrenrades ist ein weitgehend ringförmiger Körper, der radial außenliegend angeordnet ist und mehrere Rastausnehmungen umfasst, die gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind. In die Rastausnehmungen kann das Sper relement eingreifen und den Rotationsfreiheitsgrad des Parksperrenrades blockieren. Die Ausnehmungen können zusammen mit dem Sperrelement derart gestaltet sein, dass oberhalb einer kritischen Rotationsgeschwindigkeit das Sperrelement abgewie sen und somit ein Einlegen der Parksperre mechanische verhindert wird (Ratcheting). Die Breite B1 des Rastabschnitts kann so gewählt werden, dass die beim Einlegen der Parksperre entstehenden Kräfte und Pressungen sicher übertragen werden können.

Der Verbindungsabschnitt des Parksperrenrades ist ein weitgehend ringförmiger Kör per, der den radial innenliegenden Teil des Parksperrenrades bildet. Die Schnittfläche eines Halblängsschnitts des Verbindungsabschnitts kann T-förmig gestaltet sein. Der Verbindungsabschnitt umfasst dann einen weitgehenden hülsenförmigen Teil, der sich um die Rotationsachse des Parksperrenrades erstreckt, und einen davon nach radial außen stehenden Teil. Der hülsenförmige Teil des Verbindungsabschnitts dient dazu, das Parksperrenrad mit einem drehbar gelagerten Teil einer Antriebsanordnung zu verbinden. Dazu kann der Bereich des Innenumfangs zylindrisch für einen Pressver- band gestaltet sein oder eine Verbindungsstruktur, beispielsweise eine Keilverzah nung, aufweisen. Es ist auch jede andere Ausgestaltung als Welle-Nabe-Verbdingung denkbar, die eine drehfeste Verbindung ermöglicht. Die Breite B3 des hülsenförmigen Teils, wird durch den Bereich definiert, der in Kontakt mit dem drehbar gelagerten Ele- ment der Antriebsanordnung steht und Drehmoment übertragen kann. Die Breite B3 ist dabei so gewählt, dass die auftretenden Drehmomente durch die Welle-Nabe-Ver bindung sicher übertragen werden können. In einer möglichen Ausführungsform kann das Verhältnis von der Breite B1 des Parksperrenrades an dem Außendurchmesser zu einer Breite B3 des Parksperrenrades an einem Innendurchmesser kleiner 1 ,0, ins- besondere kleiner 0,85, insbesondere kleiner als 0,8, und/oder größer 0,7, insbeson dere größer 0,75, sein. An den hülsenförmigen Teil kann in axialer Richtung ein Posi tionsabsatz anschließen, der so ausgestaltet ist, dass das Parksperrenrad gegenüber dem Bauteil, mit dem es drehfest verbunden ist, axial positioniert und abgestützt wer den kann.

Der Verbindungsabschnitt kann einen radial nach außenstehenden Teil umfassen, das der definierten Einleitung der Kräfte und Drehmomente vom Stegabschnitt in den hül senförmigen Teil des Verbindungsabschnitts dient. Der radial nach außenstehende Teil kann mittig zum hülsenförmigen Teil angeordnet sein, sodass eine gleichmäßige, insbesondere symmetrische, Lastverteilung in der Welle-Nabe-Verbindung gewähr leistet ist. Der Übergang in den Verbindungsabschnitt kann an der Stelle angeordnet sein, an der der Radkörper von einer geraden Form in eine angewinkelte Form über geht. Es ist auch denkbar, dass der radial nach außenstehende Teil entfällt und der Stegabschnitt direkt an den hülsenförmigen Teil des Verbindungsabschnitts an- schließt.

Die Mittenebenen des Rastabschnitts und des Verbindungsabschnitts sind entlang der Längsachse des Parksperrenrades beabstandet, sodass das Parksperrenrad eine ge kröpfte Form aufweist. In einer möglichen Ausführungsform kann das Verhältnis des ersten Abstandes A1 zu einem Außendurchmesser Da des Parksperrenrades größer als 0,08, insbesondere größer als 0,10, und/oder kleiner als 0,5, insbesondere kleiner als 0,4, sein. In einer weiteren Ausführungsform kann das Verhältnis des ersten Ab standes A1 zu einer Breite B1 des Parksperrenrades an dem Außendurchmesser grö ßer als 0,85, insbesondere größer 0,9, insbesondere größer als 0,95, und /oder kleiner als 3, insbesondere kleiner als 2,7, sein.

Zwischen den beiden zuvor beschriebenen Abschnitten des Parksperrenrades er streckt sich der Stegabschnitt, dessen Form so gewählt wird, dass im Vergleich zu einem geraden Radkörper die radiale Steifigkeit und die Torsionssteifigkeit des Park sperrenrades reduziert sind. Der Stegabschnitt kann somit auch als Federabschnitt bezeichnet werden. In einer möglichen Ausgestaltung kann dazu der Stegabschnitt zumindest in einem Teilbereich eine dünnere Wandung als der Rastabschnitt und der Verbindungsabschnitt aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann dazu eine Breite der Wandung des Stegabschnitts zumindest in einem Teilbereich von radial au ßen nach radial innen so zunehmen, dass die auftretenden Spannungen in diesem Teilbereich zumindest weitgehend konstant sind. Hierdurch wird eine effiziente Werk stoffbeanspruchung bei geringer Torsions- bzw. Biegesteifigkeit hergestellt. Unter zu mindest weitgehend konstanten Spannungen sollen auch Spannungen verstanden werden, die von einer konstanten Auslegungs-Nenn-Spannung um +-5% abweichen.

In einer möglichen Ausführungsform kann das Parksperrenrad auf einem auskragen den, freien Wellenende des drehbar gelagerten Teils der Antriebsanordnung angeord net sein. Durch die radiale Kraftkomponente beim Einrasten der Parksperre kann das freie Wellende wie ein Biegebalken in die Kraftwirkrichtung gebogen werden. Dadurch kann zusätzliche Deformationsenergie in dem freien Wellenende elastisch gespeichert und die Belastung auf die umliegenden Maschinenelemente somit verringert werden.

In einerweiteren Ausführungsform kann die Mittenebene des Rastabschnitts des Park- sperrenrades axial zwischen der Mittenebene des Verbindungsabschnitts des Park sperrenrades und einer Mittenebene des dem Parksperrenrad nächstgelegenen La gers angeordnet sein. Als nächstgelegenes Lager soll jeweils jenes Lager verstanden werden, das zusammen mit dem Parksperrenrad auf einem drehbar gelagerten Teil der Antriebsanordnung angeordnet ist und den geringsten Abstand zu dem Parksper- renrad aufweist. Hierdurch kann ein kompaktes axiales Baumaß der Parksperrenein heit erreicht werden. Zudem wird dadurch die Krafteingriffsebene der radialen Sperr kräfte in Richtung des jeweiligen nächstgelegenen Lagers verschoben und die resul tierende Belastung des Lagers verringert. Insbesondere kann dadurch der Rastab schnitt oberhalb des nächstgelegenen Lagers angeordnet werden. Dazu kann in einer Ausführungsform das Verhältnis des ersten Abstandes A1 zu einem zweiten Abstand A2 zwischen der Mittenebene des Verbindungsabschnitts des Parksperrenrades und einer Mittenebene des dem Parksperrenrades nächstgelegenen Lagers, größer als 0,25, insbesondere größer als 0,35, und/oder kleiner 1 , sein.

Im Parksperrengehäuse werden das Sperrelement und der Sperraktuator gelagert. Zu dem bildet das Parksperrengehäuse einen Raum in dem das Parksperrenrad aufge nommen werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum elektromotori schen Antreiben eines Kraftfahrzeugs, umfassend: Eine zuvor beschriebene Parksper reneinheit, eine Gehäuseanordnung, einen Elektromotor, der mit der Gehäuseanord nung verbunden ist und eine Motorwelle aufweist, die drehend antreibbar ist; zumin dest eine Getriebewelle, und eine Leistungsverzweigungseinheit, wobei die Motor welle, die zumindest eine Getriebewelle und die Leistungsverzweigungseinheit jeweils drehbar in der Gehäuseanordnung gelagert und über zumindest eine Getriebestufe zur Bewegungs- und Drehmomentenübertragung miteinander verbunden sind, und wobei das drehbar gelagerte Teil, mit dem das Parksperrenrad drehfest verbunden ist, eines der Teile Motorwelle, Getriebewelle und Leistungsverzweigungseinheit (20) ist.

Die Antriebsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Parksperreneinheit weist analog dieselben Vorteile auf, wie oben im Zusammenhang mit der Parksperreneinheit be schrieben, worauf abkürzend verwiesen wird.

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:

Figur 1 a eine erfindungsgemäße Parksperreneinheit in einem Längsschnitt;

Figur 1 b eine Teilansicht der Parksperreneinheit gemäß Figur 1 a in einem Quer schnitt;

Figur 2 ein Parksperrenrad der Parksperreneinheit gemäß Figur 1 in einer perspek tivischen Ansicht; Figur 3 eine Elektroantriebsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Parksperren einheit nach Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht;

Figur 4 die Antriebsanordnung nach Figur 3 in einem Längsschnitt IV-IV.

Die Figuren 1 und 2, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Parksperreneinheit 2 für eine Antriebsanordnung eines Kraft fahrzeugs. Eine Parksperre dient im Allgemeinen dazu den Leistungspfad der Antrie banordnung reversibel zu blockieren, um ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Kraft- fahrzeuges zu verhindern.

Die Parksperreneinheit 2 umfasst ein Parksperrengehäuse 3, ein Parksperrenrad 5, das mit drehbar gelagerten Teil 22 einer Antriebseinheit drehfest verbunden ist, ein Sperrelement 6, das in dem Parksperrengehäuse 3 bewegbar gelagert ist. Durch einen steuerbaren Aktuator 7 kann das Sperrelement 6 reversible von einer Sperrposition in eine Freigabeposition überführt werden. Das drehend gelagerte Teil ist vorliegend als Welle ausgestaltet, ohne hierauf eingeschränkt zu sein.

Das Sperrenrad 5 weist radial außenliegenden Rastabschnitt 8 auf, an dessen äuße- ren Umfangsfläche, die auf einem Außendurchmesser Da liegt, eine Vielzahl gleich mäßig verteilter Rastausnehmungen 13 angeordnet ist, in die das Sperrelement 6 mit einem Sperrzahn 14 formschlüssig eingreifen kann. Das Sperrelement 6 ist in einer Sperrsteilung dargestellt, in der es mit dem Sperrenrad 5 formschlüssig verbunden ist, so dass das Parksperrenrad 5 an einer Drehbewegung um die eigene Längsachse gehindert wird. Ausgehend von der Sperrposition kann der Aktuator 7 das Sperrele ment 6 reversibel in eine Freigabeposition überführen, in der es außerhalb des Wirk bereichs des Sperrenrad 5 positioniert ist, so dass die mit dem Parksperrenrad 5 dreh fest verbundene Welle 22 frei drehbar ist. Der Rastabschnitt 8 weist eine Breite B1 auf, die so dimensioniert ist, dass die durch das Einlegen der Parksperre auftretenden Kräfte und Pressungen sicher vom Parksperrenrad 5 ertragen werden können.

An den Rastabschnitt 8 schließt radial innen ein Stegabschnitt 9 an, der in dieser Aus führungsform weitgehend in einem Anstellwinkel a von 45° gegenüber der Rotations achse des Parksperrenrades 5 geneigt ist und dessen mittlere Breite B2 in etwa 25% der Breite B1 des Rastabschnitts 8 entspricht. Der Verlauf der Breite B2 des Stegab schnitts 9 von radial außen nach radial innen ist dabei so gewählt, dass die auftreten den Spannungen weitgehend konstant sind. Über die Breite B2 und den Anstellwinkel a lassen sich zudem sowohl die Torsionseigenschaften als auch die Biegeeigenschaf- ten des Stegabschnittes einstellen, sodass diese je nach Anwendungsfall variabel aus gelegt werden können. Alternativ ist auch denkbar, dass der Stegabschnitt 9 einen von gerade abweichenden Verlauf, insbesondere einen mäanderförmigen Verlauf, hat.

Das Parksperrenrad 5 weist zudem radial innenliegend eine Verbindungsabschnitt 10 auf, über den das Parksperrenrad 5 mit einer Welle 22 verbunden ist. In der darge stellten Ausführungsform ist die Verbindung als Keilwellenverzahnung mit einem Nenndurchmesser Di ausgeführt. Alternativ sind auch andere Welle-Nabe-Verbindun gen denkbar, beispielsweise eine Pressverbindung. Die Schnittfläche des Verbin dungsabschnitts 10 in einem Halblängsschnitt ist T-förmig ausgestaltet. Die Breite B3 des drehmomenttragenden Bereichs des zylindrischen Teils kann so gewählt werden, das auftretende Drehmomente sicher von dem Parksperrenrad 5 auf die Welle über tragen werden können. In der dargestellten Ausführung entspricht die Breite B1 des Rastabschnitts 8 in etwa dem 0,75-fachen der Breite B3 des Verbindungsabschnitts. Axial anschließend an den zylindrischen Teil des Verbindungsabschnitts 10 erstreckt sich ein Positionsabsatz 1 1 , mit dem das Parksperrenrad 5 axial gegenüber der Welle 22 positioniert und abgestützt werden kann. Der radial nach außenstehende Teil des Verbindungsabschnitts 10 dient im Wesentlichen der Anbindungen des Verbindungs abschnitts 10 an den Stegabschnitt 9. Je nach Ausgestaltung des Stegabschnitts 9 kann dieser Teil daher auch entfallen. Der Rastabschnitt 8 ist gegenüber dem Verbin- dungsabschnitt 10 axial versetzt. Dabei ist zwischen der gedachten Mittenebene E1 des Rastabschnitts 8, die normal auf der Rotationsachse des Parksperrenrades 5 steht, zur gedachten Mittenebene E2 des Verbindungsabschnittes 10 ein Abstand A1 gebildet. Der erste Abstand A1 entspricht in dieser Ausführungsform etwa der Breite B1 des Rastabschnittes bzw. 15% des Außendurchmessers Da des Parksperrenrades 5, ohne darauf beschränkt zu sein.

Durch Einrasten des Sperrelements 6 in das Parksperrenrad 5 wird die kinetische Energie der rotierenden Teile des Leistungspfads, mit dem die Parksperre verbunden ist, in Stoßenergie umgewandelt. Auf das Parksperrenrad 5 wirkt durch den Stoß eine radiale Kraftkomponente und eine tangentiale Kraftkomponente, die zudem ein Torsi onsmoment bzw. Bremsmoment induziert. Durch den axialen Versatz der Ebenen E1 und E2 und den dazwischen angeordneten Stegabschnitt 9 wird die Torsionslänge des Leistungspfads erhöht und die Torsionssteifigkeit des Leistungspfads reduziert. Zu dem kann der Rastabschnitt 8 des Parksperrenrades 5 radial einfedern. Beide zuvor genannten Effekte führen dazu, dass ein höherer Anteil der Stoßenergie beim Einras ten des Sperrelements 6 in das Parksperrenrad 5 in Spannenergie bzw. (elastische) Deformationsenergie umgesetzt werden kann und die Belastung der umliegenden Ma schinenelemente verringert wird.

Das Parksperrengehäuse 3 umfasst in der gezeigten Ausführungsform einen ersten Gehäuseabschnitt 4, der einen Ringraum bildet, und einen zweiten Gehäuseab schnitt 4‘ in Form eines Gehäusedeckels, der mit dem ersten Gehäuseabschnitt 4 ver schraubt ist. Der erste Gehäuseabschnitt 4 ist einteilig mit einem Getriebegehäuse 32 einer Antriebsanordnung ausgeführt. Alternativ ist auch denkbar, dass die Parksper reneinheit 2 modular ausgeführt werden kann und das Parksperrengehäuse 3 so aus gestaltet ist, dass der Gehäuseabschnitt 4 mit dem Gehäuse einer Antriebsanordnung verbindbar ist.

Die Figuren 3 und 4, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen einen Elektroantriebsanordnung 17 mit einer erfindungsgemäßen Parksperrenein heit 2 nach den Figuren 1 und 2.

Die Elektroantriebsanordnung 17 umfasst eine elektrische Maschine 18, ein mit der elektrischen Maschine 18 zur Übertragung eines Drehmoments antriebsverbundenes Untersetzungsgetriebe 19, eine wie zuvor beschriebene Parksperreneinheit 2 sowie ein mit dem Untersetzungsgetriebe 19 zur Übertragung eines Drehmoments antrieb verbundenes Differentialgetriebe 20. Die Elektroantriebsanordnung 17 umfasst ferner eine Gehäuseanordnung 15, in dem die elektrische Maschine 18, das Untersetzungs getriebe 19, die erfindungsgemäße Parksperreneinheit 2 und das Differentialge triebe 20 angeordnet sind.

Das Untersetzungsgetriebe 4 umfasst eine Getriebewelle 22, deren Längsachse pa rallel versetzt zu der Längsachse einer Motorwelle 16 angeordnet und die über zwei Lager 24, 25 drehbar gelagert ist. Die Getriebewelle 22 kann auch als Zwischenwelle bezeichnet werden. Auf der Getriebewelle 22 ist ein schaltbares Antriebsrad 27 gela gert, das mit einem Antriebsritzel 21 der Motorwelle 16 kämmt. Ein Abtriebsritzel 28 ist drehtest mit der Getriebewelle 22 verbunden und kämmt mit einem Ringrad 29 zum Antreiben des Differentialgetriebes 20. Das Ringrad 29 ist fest mit dem Differentialkorb 30 des Differentialgetriebes 20 verbunden und kann beispielsweise einteilig mit diesem ausgestaltet sein.

Das Parksperrenrad 5 der Parksperreneinheit 2 ist mit einem freien Wellenende 23 der Getriebewelle 22 über eine Welle-Nabe-Verbindung drehfest verbunden und durch ei- nen Sicherungsring 26 axial gesichert. Das Parksperrenrad 5 weist einen Rastab schnitt 8, einen Stegabschnitt 9 und einen Verbindungsabschnitt 10 auf. Die Mitten ebene E1 des Rastabschnittes 8 weist einen geringeren Abstand zu der Mittenebene E3 des Lagers 24 auf als die Mittenebene E2 des Verbindungsabschnittes 10. Der Rastabschnitt 8 ist teilweise in axialer Überdeckung mit einem Gehäuseabschnitt in dem das Lager 24 drehbar gelagert ist angeordnet. Hierdurch kann der axiale Bauraum der Elektroantriebsanordnung 17 verringert werden. Zudem rückt die Krafteingriffs ebene der radialen Kraftkomponente eines Stoßes beim Einrasten des Sperrelements 6 in das Parksperrenrad 5 an das Lager 24 heran. Dadurch wird die resultierende Be lastung des Lagers 24 verringert.

Durch den Stegabschnitt 9 wird die resultierende Torsionslänge des Leistungspfads zwischen dem Parksperrenrad und den Abtriebswellen des Differentials 20 (nicht dar gestellt) einerseits und zwischen dem Parksperrenrad und der Antriebseinheit ande rerseits erhöht und die Torsionssteifigkeit des Leistungspfades reduziert. Zudem kann der Rastabschnitt 8 beim Einrasten der Parksperre radial ausweichen. Durch diese beiden Effekte kann mehr Energie des Stoßes beim Einrasten des Sperrelements 6 in das Parksperrenrad 5 in Spannenergie bzw. (elastische) Deformationsenergie umge setzt werden, sodass die Belastung der Maschinenelemente der Elektroantriebsanord nung 17 reduziert wird.

Durch die Anordnung des Parksperrenrades 5 auf dem freien Wellenende 23 kann zusätzliche Deformationsenergie absorbiert werden, da bei radialer Belastung des Parkrades 5 das freie Wellenende 22 entsprechend eines Biegebalkens ebenfalls ra dial in Richtung der Krafteinleitungsrichtung ausweichen kann. Die Gehäuseanordnung 15 ist aus mehreren einzelnen Gehäuseteilen zusammenge setzt. Insbesondere umfasst die Gehäuseanordnung 15 einen ersten Gehäuseab schnitt 31 , in dem die elektrische Maschine 18 sowie das Lager 25 der Getriebewelle 22 aufgenommen ist, sowie einen zweiten Gehäuseabschnitt 32 und eine Zwischen platte 33, in denen das Differentialgetriebe 20 und das Lager 24 aufgenommen ist. Die Zwischenplatte 33 ist zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseabschnitt 31 , 32 an geordnet und mit diesen fest verbunden. Das Parksperrengehäuse 3 ist in dieser Aus führungsform teilweise in dem Gehäuseabschnitt 32 intergiert. Es ist aber auch denk- bar, dass das Parksperrengehäuse 3 separat ausgeführt wird und mit dem Gehäuse abschnitt 32 lösbar verbindbar ist.

Bezugszeichenliste

2 Parksperrenanordnung

3 Parksperrengehäuse

4, 4' Gehäuseabschnitt

5 Sperrenrad

6 Sperrelement

7 Aktuator

8 Rastabschnitt

9 Stegabschnitt

10 Verbindungsabschnitt

1 1 Positionsabsatz

12

13 Rastausnehmungen

14 Sperrzahn

15 Gehäuseanordnung

16 Motorwelle

17 Elektroantriebsanordnung

18 elektrische Maschine

19 Untersetzungsgetriebe

20 Differentialgetriebe

21 Antriebsrad

22 Getriebewelle

23 freies Wellenende

24, 24‘, 24“ Lager

25, 25‘, 25“ Lager

26 Sicherungsring

27 Antriebsrad

28 Abtriebsrad

29 Ringrad

30 Differentialkorb

31 Gehäuseabschnitt

32 Gehäuseabschnitt

33 Zwischenplatte A Abstand

B Breite

E Mittelebene a Anstellwinkel