Die Erfindung betrifft ein Sperrmechanismus für ein Fahrzeug, mit einem Gangzahnrad, wobei das Gangzahnrad axial vorstehende Klauen zur formschlüssigen Verbindung des Gangzahnrads mit einem Kupplungskörper aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem Sperrmechanismus.

Zum Schutz vor Diebstählen und auch aus versicherungstechnischen Gründen sind Fahrzeuge mit mechanischen und elektronischen Wegfahrsperren ausgerüstet. Diese sollen einen Dieb daran hindern, mit dem Fahrzeug wegzufahren und dieses zu stehlen. Bekannt sind hierbei mechanischen Wegfahrsperren wie die Lenkradsperre oder die Gangwahlhebelsperrung.

Das Dokument DE 4235 142 A1 , das wohl den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, beschreibt ein Kraftrad-Getriebeschloß, welches eine gute Absicherung gegen Diebstahl erreicht. Durch eine feste Verbindung zwischen Kraftrad und Getriebeschloß und indem das Getriebeschloß, im abgesperrten Zustand, den Fußschalthebel und die Schaltwelle blockiert, ist ein Aufbrechen, Durchtrennen usw. des Schlosses in kurzer Zeit nicht möglich bzw. zeigt nicht den gewünschten Erfolg. Hierdurch ist ein Einlegen eines Getriebeganges nicht mehr möglich.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Sperrmechanismus, welches eine verbesserte Diebstahlsicherung aufweist, anzugeben. Diese Aufgabe wird durch einen Sperrmechanismus mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren. Gegenstand der Erfindung ist ein Sperrmechanismus für ein Fahrzeug. Der Sperrmechanismus ist bevorzugt für ein Getriebe vorgesehen, insbesondere ein Mehrgang-Getriebe mit mehreren parallelen Wellen, insbesondere einer Getriebeausgangswelle und einer Zwischenwelle, wobei die Zwischenwelle mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Der Sperrmechanismus weist bevorzugt einen Getriebeausgang auf, wobei der Getriebeausgang mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Der Getriebeausgang ist vorteilhafterweise mit einem der Räder des Fahrzeugs wirkverbunden.

Der Sperrmechanismus weist ein Gangzahnrad auf. Vorzugsweise weist das Gangzahnrad eine Nabe auf, welche im Zentrum des Gangzahnrads angeordnet ist. Bevorzugt ist die Nabe zur Aufnahme der Zwischenwelle oder der Getriebeausgangswelle vorgesehen. Bevorzugt weist der Sperrmechanismus mehrere Gangzahnräder für verschiedene Gänge auf, welche jeweils paarweise auf der Zwischenwelle und der Getriebeausgangswelle angeordnet sind. Die auf der Getriebeausgangswelle angeordneten Gangzahnräder kämmen so mit korrespondierenden Gangzahnrädern auf der Zwischenwelle.

Das Gangzahnrad weist axial vorstehende Klauen zur formschlüssigen Verbindung des Gangzahnrads an einen Kupplungskörper auf. Die Klauen verlaufen dabei bevorzugt radial, das heißt in Richtung der Nabe. Dabei ist der Kupplungskörper bevorzugt ein anderes Gangzahnrad oder eine Schaltmuffe mit korrespondierenden Gegenklauen. Die Klauen können als Streben ausgestaltet sein.

Im Rahmen der Erfindung weist der Sperrmechanismus einen Sperrzapfen auf, wobei der Sperrzapfen zwischen zwei benachbarten Klauen reversible einfahrbar ist. Dadurch wird das Gangzahnrad gesperrt, insbesondere in Drehrichtung, gesperrt. Das Sperren des Gangzahnrades in einer der Drehrichtung wird dadurch bewirkt, dass der Sperrzapfen bei einer solchen Drehung an einer der Klauen anstößt und sich das Gangzahnrad in dieser Drehrichtung nicht mehr weiterdrehen kann, und somit fixiert ist. Analoges gilt für die umgekehrte Drehrichtung.

Wird nun der Sperrzapfen zwischen die benachbarten Klauen des Gangzahnrads eingefahren, so wird, wie oben beschrieben, ein Drehen des Gangzahnrades verhindert und demzufolge ein Drehen der Getriebeausgangswelle verhindert. Dadurch wiederum wird ein Drehen des mit dem Getriebeausgang wirkverbundenen Rades verhindert. Das heißt, dass durch die Sperrung des Gangzahnrades sich das mit dem Getriebeausgang gekoppelte Rad nicht mehr oder lediglich wenig bewegen lässt, so dass das Fahrzeug gegen Diebstahl/Wegschieben gesichert ist. Somit kann durch den zwischen die Klauen eingefahrenen Sperrzapfen das Fahrzeug gegen Wegfahren/Wegschieben gesperrt werden. Ein eingefahrener Sperrzapfen stellt somit einen abgesperrten Zustand des Fahrzeugs dar.

Der erfindungsgemäße Sperrmechanismus sichert einfach und effizient das Fahrzeug gegen Diebstahl durch Wegschieben/Wegfahren des Fahrzeugs. Durch die einfache Anordnung des Sperrzapfens zwischen den benachbarten Klauen sind keine hohen Toleranz- oder Fertigungsanforderungen notwendig. Dadurch sind keine hohen Fertigungskosten notwendig.

Insbesondere bevorzugt ist der Sperrzapfen radial einfahrbar. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt fährt der Sperrzapfen gehäusefest und/oder gestellfest ein, dass heißt, der Sperrzapfen ist am Gehäuse oder Gestell befestigt angeordnet. Dadurch wird das Gangzahnrad am Gehäuse/Gestell fixiert.

Das Gangzahnrad ist bevorzugt direkt auf der Getriebeausgangswelle oder auf der Zwischenwelle angeordnet, welche mit der Getriebeausgangswelle in Eingriff steht. Das Gangzahnrad ist dadurch vorteilhafterweise stets mit der Getriebeausgangswelle und dadurch mit dem Getriebeausgang wirkverbunden. Die Sperrung wird gelöst, indem der Sperrzapfen aus den beiden Klauen wieder hinausgefahren wird. ln einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird durch das Einfahren des Sperrzapfens zwischen die Klauen des Gangzahnrades die Getriebeausgangswelle unmittelbar gesperrt. Das Gangzahnrad ist in diesem Fall direkt drehfest auf der Getriebeausgangswelle angeordnet. Durch die Sperrung des Gangzahnrads wird somit auch die Getriebeausgangswelle gesperrt. Dies wirkt -wie oben bereits beschrieben- auf das mit der Getriebeausgangswelle gekoppelte Rad zurück. Vorzugsweise ist das Gangzahnrad als ein Schieberad oder als ein Festrad ausgestaltet. Dabei ist unter Schiebe-/Festrad ein auf einer Welle angeordnetes Gangzahnrad zu verstehen, wobei das Gangzahnrad fest mit der Welle drehverbundenen ist.

In alternativer Ausgestaltung ist das Gangzahnrad auf der Zwischenwelle angeordnet, wobei durch das Einfahren des Sperrzapfens zwischen die Klauen des Gangzahnrades die Getriebeausgangswelle mittelbar gesperrt wird. Das gesperrte Gangzahnrad der Zwischenwelle steht in diesem Fall mit einem korrespondierenden Gangzahnrad auf der Getriebeausgangswelle in Eingriff, wodurch durch die Sperrung des Gangzahnrads auf der Zwischenwelle das korrespondierende Gangzahnrad auf der Getriebeausgangswelle fixiert wird. Dadurch wird die Getriebeausgangswelle gesperrt. Das korrespondierende Gangzahnrad auf der Getriebeausgangswelle ist hierfür bevorzugt drehfest mit der Getriebeausgangswelle verbunden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Sperrmechanismus eine Zwischenwelle, eine Getriebeausgangswelle, ein Festrad und/oder ein Schieberad auf. Dabei ist das Gangzahnrad als Losrad ausgebildet und auf der Zwischenwelle angeordnet. Dabei ist unter Losrad ein auf einer Welle angeordnetes Gangzahnrad zu verstehen, wobei das Gangzahnrad nicht mit der Welle drehverbunden ist. Das Schieberad und/oder das Festrad ist auf der Getriebeausgangswelle angeordnet, wobei das Gangzahnrad stets mit dem Schieberad und/oder mit dem Festrad kämmt. Durch das Einfahren des Sperrzapfens zwischen die Klauen wird das als Losrad ausgestaltete Gangzahnrad fixiert. Dadurch, dass nun das Gangzahnrad mit dem Festrad und/oder dem Schieberad auf der Getriebeausgangswelle im ständigen Eingriff steht, kann sich durch die Fixierung des Gangzahnrades das korrespondierende Schieberad oder Festrad nicht mehr drehen. Dadurch kann sich die Getriebeausgangswelle nicht mehr drehen. Die Getriebeausgangswelle ist dadurch gesperrt.

Bevorzugt weist der Sperrmechanismus eine elektromechanische Antriebseinheit zum reversiblen Einfahren des Sperrzapfens auf. Die Antriebseinheit bildet gemeinsam mit dem Sperrzapfen einen Aktuator aus. Dabei kann die Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antrieb des Speerzapfens aufweisen. Der Aktuator kann vorteilhafterweise als linearer Aktuator ausgebildet sein. Mittels des Elektromotors kann der Sperrzapfen ein- und wieder ausgefahren werden. Die Antriebseinheit ist bevorzugt gehäusefest und/oder gestellfest angeordnet.

Vorzugsweise ist das Gangzahnrad für den mindestens fünften Gang ausgebildet. Hier lässt sich ein linearer Aktuator hinsichtlich des benötigten Einbauraums besonders gut in das Fahrzeug einbringen. Auch braucht ein potenzieller Dieb bei einer solchen Anordnung eine höhere Kraft um das Losbrechmoment zu überwinden und die Wegfahrsperre dadurch zu überwinden, als dies bei einem Gangzahnrad für den ersten Gang der Fall ist.

Bevorzugt weist der Sperrmechanismus, insbesondere der lineare Aktuator ein Tracking System auf, welches eine Ortung des Fahrzeugs bei Diebstahl ermöglicht. Im Alarmfall wird eine SMS vom Board aufs Handy geschickt und der Besitzer erhält die Positionsdaten sowie weitere Infos wie beispielsweise Trennung der Stromversorgung, Fahrzeugbewegung mit Tempoangabe etc. Auch andere GPS Ortungssysteme können zum Einsatz kommen. Dabei wird per Satellitenortung die aktuelle Position und Fahrtroute des Fahrzeug GPS überwacht. Durch die Anbringung im linearen Aktuator lässt sich ein solches Tracking System unauffällig am Fahrzeug anbringen. Auch kann ein solches Tracking System an anderen Stellen im Fahrzeug vorgesehen sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Sperrzapfen formschlüssig, ohne großes Spiel in den Raum zwischen den benachbarten Klauen eingefahren. Weiterhin bevorzugt ist der Sperrzapfen bzw. der Sperrmechanismus mit dem Sperrzapfen verspannt entriegelbar. Die Betätigung des Sperrzapfens erfüllt vorzugsweise gängige Sicherheitsanforderungen. Das Aktivieren des Sperrzapfens bzw. des linearen Aktuators kann beispielsweise durch Anziehen der herkömmlichen Bremse erfolgen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem wie oben beschriebenen Sperrmechanismus, wobei das Fahrzeug als ein E-Bike, ein Kraftfahrzeug oder ein Motorrad oder ein anderes Zweirad ausgebildet ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

Figur 1 : einen erfindungsgemäßen Sperrmechanismus mit aktivierten Sperrzapfen in einer Seitenansicht,

Figur 2: den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus mit aktivierten Sperrzapfen in Schnittansicht,

Figur 3: den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus mit nicht aktivierten Sperrzapfen in einer Seitenansicht,

Figur 4: ein Gangzahnrad des Stands der Technik in einer Seitenansicht.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines nicht näher dargestellten Getriebes mit einem erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 1 in einer Seitenansicht. Der Sperrmechanismus 1 ist für ein Mehrganggetriebe (nicht gezeigt) vorgesehen, welches eine Zwischenwelle 6 sowie eine parallel dazu angeordnete, nicht gezeigte Getriebeausgangswelle aufweist. Die Zwischenwelle 6 kann als Vorgelegewelle ausgebildet sein. Die Zwischenwelle 6 ist über die Getriebeausgangswelle (nicht gezeigt) mit einem Getriebeausgang (nicht gezeigt) gekoppelt. Der Getriebeausgang (nicht gezeigt) ist mit einem Rad (nicht gezeigt) wirkgekoppelt.

Der erfindungsgemäße Sperrmechanismus 1 weist ein Gangzahnrad 2 auf. Das Gangzahnrad 2 weist eine Nabe 3 zum Aufnehmen der Zwischenwelle 6 auf. Ferner weist das Gangzahnrad 2 Klauen 4 auf, welche axial vorstehend und zur Ankopplung eines weiteren Kupplungskörpers (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Die Klauen 4 können als Anlageflächen ausbildet sein. Dabei ist der weitere Kopplungskörper (nicht gezeigt) bevorzugt als ein benachbartes weiteres Gangzahnrad oder eine Schaltmuffe ausgebildet. Die Klauen 4 sind dabei als trapezförmige Anlageflächen ausgebildet, welche sich in Richtung der Nabe 3 verjüngen. Die Klauen 4 sind am Gangzahnrad 2 seitlich stoffschlüssig angebracht. An der Nabe 3 sind die Klauen 4 zumindest teilweise stoffschlüssig angebracht und stehen axial teilweise über die Nabe 3 hinaus.

Das Gangzahnrad 2 ist dabei als Losrad auf der Zwischenwelle 6 ausgebildet, welches stets mit einem Festrad oder einem Schieberad auf der Getriebewelle kämmt. Dabei ist unter Losrad ein auf einer Welle angeordnetes Gangzahnrad zu verstehen, wobei das Gangzahnrad nicht mit der Welle drehverbunden ist. Unter Schiebe-/ Festrad ist hier ein mit der Welle drehverbundenes Gangzahnrad auf einer Welle zu verstehen.

Der Sperrmechanismus 1 weist einen linearen Aktuator auf, welcher einen Sperrzapfen 5 und eine elektromechanische Antriebseinheit 7 aufweist. Die elektromechanische Antriebseinheit 7 weist einen Elektromotor (nicht gezeigt) auf, welcher den Sperrzapfen 5 ein- und ausfährt. Zum Sperren des Fahrzeugs wird der Sperrzapfen 5 zwischen zwei benachbarte Klauen 4 eingefahren, insbesondere radial eingefahren. Der Sperrzapfen 5 ist gehäusefest und/oder gestellfest angeordnet. Wird die Zwischenwelle 6 nun in die eine Drehrichtung gedreht, so stößt der Sperrzapfen 5 an einer der Klauen 4 an und verhindert so ein Weiterdrehen des Gangzahnrades 2. Analoges gilt für die Gegendrehrichtung. Durch das Einfahren des Sperrzapfen 5 zwischen zwei benachbarte Klauen 4 wird das Gangzahnrad 2 somit blockiert, das heißt, es kann sich nicht mehr oder nur noch wenig drehen. Dies hat zu Folge, dass das auf der Getriebewelle korrespondierenden Schiebe- oder Festrad, welches stets mit dem Gangzahnrad 2 kämmt ebenfalls blockiert. Das so blockierte Schiebe- oder Festrad ist drehfest mit der Getriebewelle verbunden, so dass durch das Blockieren des Gangzahnrads 2 die Getriebewelle blockiert ist. Die Getriebewelle ist durch einen Getriebeausgang an eines der Räder des Fahrzeugs gekoppelt. Diese wird durch die blockierte Getriebewelle ebenfalls blockiert, das heißt gesperrt. Dadurch kann das Fahrzeug im gesperrten Zustand nur noch wenig (nämlich analog zu dem Abstand zwischen den benachbarten Klauen 4 zwischen denen sich der Sperrzapfen 5 bewegen kann) bzw. gar nicht bewegt werden.

Das Gangzahnrad 2 ist bevorzugt für den fünften Gang ausgelegt. Dieser bietet besonders viel Einbauraum für den linearen Aktuator. Auch braucht ein potenzieller Dieb bei einer solchen Anordnung eine höhere Kraft um das Losbrechmoment zu überwinden, als dies bei einem Gangzahnrad für den ersten Gang der Fall ist. Der lineare Aktuator kann jedoch an einem beliebigen Gangzahnrad angebracht werden. Die Betätigung des linearen Aktuators kann automatisiert, beispielsweise durch ein Signal an den linearen Aktuator bei abstellen oder anlassen des Motors erfolgen.

Durch den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 1 wird eine einfache Wegfahrsperre angegeben, welche sich weder durch erhöhten Fertigungsbedarf hinsichtlich hoher Toleranzen noch durch höhere Kosten auszeichnet. Im Gegensatz zu elektronischen Sicherungsmechanismen kann das Fahrzeug nicht mehr bewegt werden, da die Räder blockiert sind, was zu einer erhöhten Diebstahlsicherung beiträgt.

Figur 2 zeigt den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 1 mit aktivierten Sperrzapfen 5 in Schnittansicht. Der Sperrzapfen 5 liegt hier zum Blockieren an einen der beiden Klauen 4 an. Je länger der Sperrzapfen 5 ausgebildet ist, desto tiefer dringt er in den Raum zwischen den beiden benachbarten Klauen 4 ein. Der Sperrzapfen 5 ist bevorzugt als Spindel, Tubus oder Zylinder ausgebildet. Der Sperrzapfen 5 kann eine geeignete Dicke, das heißt einen geeigneten Radius, aufweisen. Je größer der Radius des Sperrzapfens 5 ist, desto geringer ist das Spiel, welches durch den Raum zwischen den beiden benachbarten Klauen 4 vorgegeben ist.

Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus mit nicht aktivierten Sperrzapfen 5 in einer Seitenansicht. Durch das Herausziehen des Sperrzapfens 5 aus den benachbarten Klauen 4 kann das Gangzahnrad 2 wieder als Losrad fungieren. Dadurch wird die Blockade des Gangzahnrads 2, damit der Getriebewelle und zuletzt damit des Rades aufgehoben.

Figur 4 zeigt ein herkömmliches Gangzahnrad 8 nach dem Stand der Technik. Dieses Gangzahnrad 8 weist einen Außenring 9 und Klauen 4 auf. Das Gangzahnrad 2 (Figur 1 ) kann nun einfach durch Weglassen dieses Außenrings 9 bei der Fertigung hergestellt werden. Das Gangzahnrad 2 (Figur 1 ) kann einstückig oder mehrstückig hergestellt werden.

Bezugszeichenliste

Sperrmechanismus

Gangzahnrad

Nabe

Klauen

Sperrzapfen

Zwischenwelle

elektromechanische Antriebseinheit Gangzahnrad nach dem Stand der Technik Außenring