-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für Kraftfahrzeuggetriebe in
Vorgelegewellenbauweise, mit koaxialen Antriebs- und Abtriebswellen, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Der
Kostendruck zwingt Getriebehersteller, die notwendigen Varianten
einer Produktpalette mit einem Minimum von unterschiedlichen Bauteilen
zu realisieren. Entscheidend sind nicht allein die variablen Produktkosten,
d. h. Material- und Bearbeitungskosten, sondern auch die Komplexitätskosten,
die durch die Vielzahl von Bauteilen entstehen.
-
Veränderungen
bei Verbrennungsmotoren durch Einführung elektronischer Einspritztechnik
und das Bedürfnis
für kostenoptimale
Lösungen
für die unterschiedlichen
Einsatzbedürfnisse
der Fahrzeuge führen
zwangsläufig
zu unterschiedlichen Produkten.
-
Mehrbereichsgetriebe
mit oder ohne Splittergetriebe, Hauptgetriebe und Gruppengetriebe
sind heute weltweit verbreitet. Ein Beispiel ist das von der Anmelderin
unter der Bezeichnung ZF ECOSPLIT 16-Gang angebotene Getriebe, das
beispielsweise in der Veröffentlichung ”Johannes
Lohmann Zahnradgetriebe, 3. Auflage, Springerverlag, Berlin Heidelberg,
1996” auf
den Seiten 264 ff in verschiedenen Ausgestaltungen dargestellt ist.
Diese Lösung
für die Verwendung
gleicher Teile für
unterschiedliche Getriebe verwendet unterschiedliche Radbreiten
zur Übertragung
verschieden großer
Drehmomente. Unterschiedliche Übersetzungsreihen
ergeben Ausführungen
für Direktgang-
oder Schnellgangversionen.
-
Anpassungen
können
durch Längenänderungen
der Räder,
der Wellen, des Gehäuses,
der Schaltung, etc. vorgenommen werden. Zusätzliche Aggregate, wie ein
Intarder können
zu einer Änderung
des Gehäuses
und der antreibenden Verzahnungen führen.
-
Ein
weiteres bekannte Mehrbereichsgetriebe wird von der Anmelderin unter
der Bezeichnung ZF AS Tronic 12- oder 16 Gang in zwei Vorgelegewellenbauweise
hergestellt. Hiermit ist die Übertragung
verschieden großer
Drehmomente durch unterschiedlichen Radsatzaufbau und Verzahnungsbreite
möglich.
Der daraus resultierende maximal mögliche Gleichteilegrad ist
jedoch konzeptionell begrenzt.
-
Aus
der
DE 41 29 290 C1 ist
eine Getriebebaureihe bei einem mehrgängigen Getriebe zur Verringerung
der Teilevielfalt für
verschiedene zulässige Eingangsdrehmomente
bekannt. Hier sind aber nur Getriebe mit jeweils gleicher Anzahl
an Übersetzungsstufen
vorgesehen. Die Getriebebaureihen betreffen keine Getriebe mit unterschiedlicher
Gangzahl.
-
Vielfach
weisen diese Getriebe Versionen mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsreihen
auf. Dies wird von den Getriebeherstellern angeboten, damit den
Fahrzeugherstellern ansonsten baugleiche Getriebe zur Verfügung stehen,
die an unterschiedliche Verwendungszwecke der Fahrzeuge angleichbar
sind. So lassen sich beispielsweise Getriebe in Schnellgang- und
Direktgangversionen bilden, die für Gelände- oder Straßeneinsatz
eines Fahrzeugs verwendet werden.
-
Aus
der
DE 198 31 293
A1 der Anmelderin ist ein System von Bauformen zur Bildung
einer Baureihe mit Getrieben mit unterschiedlicher Gesamtübersetzung
oder einer unterschiedlichen Anzahl von Übersetzungsstufen für Getriebe
von Fahrzeugen bekannt, die aus drei hintereinander angeordneten Teilgetrieben
bestehen, nämlich
einem Hauptgetriebe, einem mehrgängigen
Splitgetriebe und einem mehrgängigen
Gruppengetriebe. Das Splitgetriebe und das Gruppengetriebe sowie
die Gangstufen eines jeden Hauptgetriebes weisen bei allen Bauformen
an allen Zahnrädern
die gleiche Zähnezahl
bei wenigstens denjenigen Zahnradpaarungen auf, die den Zahnradpaarungen
der Bauform des Getriebes mit der geringsten Anzahl von Übersetzungsstufen entspricht.
-
Hiermit
wird eine Baureihe von Getrieben geschaffen, wobei ausgehend von
einer Grundvariante, die eine bestimmte Anordnung von Zahnradpaaren aufweist,
eine weitere Variante erzeugt werden kann, indem in Form eines modularen
Baukastens nur ein Zahnradpaar geändert oder hinzugefügt wird.
Dadurch lassen sich entweder unter Beibehaltung der bisherigen Anzahl
an Übersetzungsstufen
eine veränderte
Gesamtübersetzung
des Getriebes erzielen oder eine höhere Anzahl an Übersetzungsstufen.
In allen Fällen
bleiben die Zahnräder
des Gruppengetriebes unverändert.
Alle Zahnradpaare der Variante mit der geringsten Anzahl an Übersetzungsverhältnissen
bleiben in allen Varianten erhalten.
-
Bei
diesem Baukastenkonzept werden die Getriebe mit unterschiedlicher
Drehmomentkapazität durch
eine unterschiedliche Anzahl von Vorgelegewellen gebildet. Nachteilig
an diesem Baukastenkonzept ist jedoch noch, dass das Drehmomentverhältnis zweier
Getriebe aus wirtschaftlichen Gründen nicht
frei wählbar
ist. Außerdem
ist eines der Getriebe als Zweivorgelegewellengetriebe auszuführen, was tendenziell
teuerer ist als eine drehmomentgleiche Lösung in Einvorgelegenwellebauweise.
-
Schließlich ist
aus der
US 3 703 031
A ein Getriebe mit einem gegossenen Gehäuse bekannt geworden. Das Getriebe
ist als ein Vorgelegegetriebe mit einer Hauptwelle und einer Vorgelegewelle ausgebildet.
Eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle sind koaxial zueinander
angeordnet.
-
Bei
einem baukastenförmigen
Getriebe, wie es eingangs unter der Bezeichnung ECOSPLIT beschrieben
wurde, wird das Getriebe mit dem geringeren Drehmoment, d. h. mit
schmalen Radbreiten tendenziell bezüglich Gewicht und Kosten benachteiligt im
Vergleich zu einer speziell auf dieses Segment optimierten Lösung. Ein
solcher Baukasten ist immer dann besonders geeignet, wenn die Hauptstückzahlen
auf dem größeren Getriebe
liegen.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, im Hinblick auf die Schaffung
eines Getriebebaukastens mit idealerweise gleichem Radsatzaufbau
für mehrere
Varianten durch Variation des Achsabstandes bei gleichem Längenaufbau,
d. h. gleichen Radbreiten der Getriebe, ein Gehäuse zu schaffen, mit dem unterschiedliche
Achsabstände
zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle bei geringen Kosten verwirklicht
werden können.
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen;
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Das
erfindungsgemäße Gehäuse ist
für Kraftfahrzeuggetriebe
in Vorgelegewellenbauweise bestimmt, mit koaxialen Antriebs- und
Abtriebswellen und umfassend eine Hauptwelle und eine Vorgelegewelle.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Gehäuse
ein Gußteil
ist, das Lagerstellen für
die Aufnahme der Vorgelegewelle aufweist, die derart ausgestaltet
sind, dass durch unterschiedliche Bearbeitung der Lagerstellen die
unterschiedlichen Achsabstände
zwischen der Hauptwelle und der Vorgelegewelle herstellbar sind.
-
Die
Lagerstellen werden zusammen mit dem Rest des Gehäuses durch
ein Gießverfahren
erhalten und weisen die Form zweier sich teilweise schneidender
Ringe auf, wobei der sich überlappende
Bereich der beiden Ringe offen ist. Vorzugsweise sind die beiden
Ringe napfförmig
ausgestaltet, mit einem Rand und einem den Rand an einer der beiden
Seiten teilweise verschließenden
Boden.
-
Zum
einen lassen sich mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Gehäuse Mehrgang-Handschaltgetriebe
in Vorgelegewellenbauweise mit einer oder mehrerer hintereinander
geschalteten Getriebegruppen und koaxialer Antriebs- und Abtriebswelle herstellen
und zwar innerhalb eines modularen Baukastens mit unterschiedlicher
Drehmomentkapazität durch
mindestens zwei unterschiedliche Achsabstände zwischen Hauptwelle und
Vorgelegewelle. Die einzelnen Getriebe des modularen Baukastens
weisen dabei den gleichen Radsatzaufbau auf und entsprechen damit
derselben Getriebeformel. Die einzelnen Getriebe des modularen Baukastens
besitzen den gleichen axialen Längenaufbau,
d. h. die gleiche Radbreite. Ebenso können für alle Getriebevarianten die
identischen Getriebeschaltungen verwendet werden. Für alle Getriebevarianten
werden die gleichen Gußteile
für die
Gehäuse
ver wendet, und die unterschiedlichen Positionen der Vorgelegewellen
durch entsprechend alternative Bearbeitung der Lagerstellen realisiert,
wobei die Gehäuse
derart ausgestaltet sind, dass ausreichend Material für beide
alternative Lagerstellen vorgesehen ist. In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
werden die Lagerstelle der Gehäuse
durch entsprechend ausgeführte Wechselschiebertechnik
(Druckgußwerkzeug)
immer nur für
die gewünschte
Variante vorgegossen und entsprechend bearbeitet.
-
Ferner
werden für
alle Getriebevarianten die gleichen Schaltelemente verwendet (Klauenschaltung
oder Synchronisierung). Ebenfalls werden für alle Getriebevarianten die
identische Lagerung der Wellen und Losräder verwendet, wobei die Hauptwelle
für alle
Varianten identisch ist und auch die Antriebswelle identisch ausgebildet
ist.
-
Werden
die Getriebe als Mehrbereichsgetriebe mit nachgeschalteter Bereichsgruppe
ausgestaltet, so sind für
alle Varianten die komplette Bereichsgruppe mitsamt dem Abtrieb
identisch ausgebildet, einschließlich dem notwendigen Abtriebsgehäuse.
-
Es
ist auch möglich,
das Gehäuse
für teilautomatisierte
und/oder vollautomatisierte Getriebe einzusetzen.
-
Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in
der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
dargestellt ist.
-
Es
zeigen:
-
1 das
Rohteil einer erfindungsgemäßen Lagerstelle
für die
Vorgelegewelle eines Getriebes, wobei die Lagerstelle in das Getriebegehäuse eingesetzt
ist,
-
2 die
bearbeitete Lagerstelle zur Ausbildung einer ersten Lageröffnung mit
einem ersten Achsabstand zur Hauptwelle und
-
3 die
bearbeitete Lagerstelle der Ausbildung einer zweiten Lageröffnung mit
einem zweiten Achsabstand zur Hauptwelle.
-
In
den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind, ist das eigentliche Gehäuse
für ein
Kraftfahrzeuggetriebe in Vorgelegewellenbauweise mit koaxialer Antriebs- und
Abtriebswelle nicht dargestellt; das Getriebe selbst kann ggf. eine
oder mehrere hintereinander geschaltete Getriebegruppen aufweisen,
wobei das Gehäuse
für die
verschiedenen Varianten die gleichen axialen Längenabmessungen aufweist, jedoch unterschiedliche
Achsabstände
zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle ermöglicht, sodass nach Einsetzen
der üblichen
bekannten Getriebebauteile in das Gehäuse Getriebe mit unterschiedlicher
Drehmomentkapazität
hergestellt werden können.
-
Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass das Gehäuse
ein Gußteil
ist, das Lagerstellen 10 für die Aufnahme der (nicht darstellten)
Vorgelegewelle aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass durch
unterschiedliche Bearbeitung der Lagerstellen 10 die unterschiedlichen
Achsabstände
zwi schen der (nicht darstellten) Hauptwelle und der Vorgelegewelle
herstellbar sind.
-
Wie 1 zeigt,
in der ein Rohteil einer Lagerstelle 10 dargestellt ist,
die als fester Bestandteil des Gehäuses zusammen mit dem Rest
des Gehäuses
durch ein Gießverfahren
erhalten wird, weist die Lagerstelle 10 die Form zweier
sich teilweise schneidender Ringe 1, 4 auf, wobei
der sich überlappende Bereich 7 der
beiden Ringe 1, 4 offen ist. Die beiden Ringe 1, 4 sind
vorzugsweise napfförmig
ausgestaltet, mit einem Rand und einem den Rand an einer der beiden
Seiten teilweise verschließenden
Boden 2, 5.
-
3 läßt erkennen,
dass durch eine Abtragsbearbeitung der Boden 2 des ersten
napfförmigen
Ringes 1 und der diesen napfförmigen Ring 1 durchsetzende
Teil 6 des zweiten napfförmigen Ringes 4 entfernt
worden ist, sodass eine erste Lageröffnung 9 für die Vorgelegewelle
gebildet ist, die einen ersten Abstand zur Hauptwelle aufweist.
-
2 läßt erkennen,
dass aus dem Rohteil durch eine Abtragsbearbeitung der Boden 5 des zweiten
napfförmigen
Ringes 4 und der diesen napfförmigen Ring durchsetzende Teil 3 des
ersten napfförmigen
Ringes 1 entfernt worden ist, sodass eine zweite Lageröffnung 8 für die Aufnahme
der Vorgelegewelle gebildet worden ist, die einen zweiten Achsabstand
zur Hauptwelle ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß ist also
vorgesehen, dass die Gehäuse
mit den mitgegossenen Lagerstellen prinzipiell gleich sind, wobei
jedoch die in die Gehäuse
eingesetzten Lagerstellen für
die Vorgelegewelle eine unterschiedliche Bearbeitung erfordern.
Durch geeignete Gestaltung der Rohteilgeometrie an dieser Stelle
können
aber die gleichen Gußteile
dafür verwendet
werden, wie es in den 1 bis 3 dargestellt
ist. Alternativ können
die Rohteile für
beide Varianten mit einer Wechselschiebertechnik hergestellt werden,
d. h. unterschiedliche Rohteile jedoch gemeinsames Druckgußwerkzeug.
-
Die
Drehmomente der beiden Getriebevarianten sind in relativ großen Grenzen
frei wählbar
und können
daher optimal den Marktbedürfnissen
angepaßt
werden. Die Achsabstände
können
für jede
einzelne Variante optimal und beliebig festgelegt werden. Prinzipiell
ist auch ein Baukasten mit mehr als zwei unterschiedlichen Achsabständen denkbar.
-
Die
Nebenabtriebe können
für beiden
Varianten über
das Rückwärtsgang-Zwischenrad
angetrieben werden. Es können
die gleichen Nebenabtriebe verwendet werden, wobei nur die Nebenabtriebs-Adapterwelle
mit jeweils einer unterschiedlichen Verzahnung für die beiden Varianten ausgestattet
werden muß.
-
Das
erfindungsgemäß ausgestaltete
Gehäuse
mit den Lagerstellen bietet folgende Vorteile:
- – die Drehmomente
für die
Geriebevarianten sind unabhängig
voneinander wählbar;
- – es
ist eine gewichts- und kostenoptimale Lösung für das jeweilige Drehmomentsegment
möglich;
- – ein
hoher Gleichteilegrad ist zwischen den Getriebevarianten realisierbar
(Rohteile für
die verschiedenen Gehäuse,
Innenschaltung, Lagerung, Planetengruppe/Abtrieb, Antriebswelle,
Hauptwelle, Schaltelemente, Synchronisierung, Peripherieteile, etc);
- – die
Installation der Getriebevarianten in das Fahrzeug ist aufgrund
der gleichen Einbaubreite und Einbaulänge identisch;
- – die Übersetzungen
und Spreizungen der Getriebevarianten können unterschiedlich sein und
für das
jeweilige Fahrzeugsegment optimiert werden;
- – die
Getriebevarianten sind auf dem gleichen Montageband einsetzbar;
- – die
größere Getriebevariante
ist gewichts- und kostenoptimal, wohingegen die kleinere Getriebevariante
durch das geringfügig
größere Gehäuse nur
minimale Gewichtsnachteile aufweist.
-
Damit
verbindet das erfindungsgemäße Baukastenkonzept
auf elegante, neue und überraschende
Weise die Vorteile der bekannten Lösungen, ohne deren Nachteile
aufzuweisen.
-
- 1
- Ring
- 2
- Boden
- 3
- Ringteil
- 4
- Ring
- 5
- Boden
- 6
- Ringteil
- 7
- Überlappungsbereich
- 8
- Lageröffnung
- 9
- Lageröffnung
- 10
- Lagerstelle