DE102004045997A1

DE102004045997A1 - Wellenlagerstruktur eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102004045997A1
Application number: DE102004045997A
Authority: DE
Inventors: Myoung Hun Yongin Kang
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2005-06-30
Also published as: JP4632234B2; US20050103141A1; JP2005147387A; KR100598874B1; KR20050047220A; CN1619176A; CN100353091C

Abstract

Wellenlagerstruktur eines Getriebes, aufweisend ein Gehäuseteil (205), eine Welle (210), deren beide Enden mittels Lagerteilen (251, 252) direkt an dem Gehäuseteil (205) drehbar abgestützt sind, und ein Antriebsrad (230) und ein Abtriebsrad (220), die an der Welle (210) derart angeordnet sind, dass deren eine Seite jeweils eines der Lagerteile (251, 252) berühren kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenlagerstruktur eines Getriebes, und insbesondere eine Wellenlagerstruktur mit verbesserten Montageeigenschaften durch Reduzierung der Länge des Getriebes mittels direkter Lagerung beider Enden der Getriebewelle unter Verwendung eines Lagerteils.
Im Allgemeinen ist ein Getriebe mit einem Gangschaltmechanismus ausgestattet, der typischerweise entsprechend der Motorleistung ein erforderliches Übersetzungsverhältnis des Getriebes schaltet. Die Motorleistung wird über eine Kupplungsvorrichtung übertragen, und eine Welle nimmt die von dem Gangschaltmechanismus abgegebene Leistung mit einem Abtriebsrad auf und überträgt diese über ein Antriebsrad auf ein Differentialrad. Daher ist ein Abtriebsrad typischerweise an einer Welle montiert, die Leistung von einem Gangschaltmechanismus aufnimmt, und dreht die Welle und ein Antriebsrad als einen Körper.
Das Abtriebsrad und das Antriebsrad sind im Allgemeinen Schrägstirnräder, um die Effizienz der Leistungsübertragung zu erhöhen. Wenn Leistung über einen Gangschaltmechanismus übertragen wird, liegt ein Vorwärtsantriebszustand vor, wenn ein Antriebsdrehmoment an einem Abtriebsrad aufgebracht wird, und ein Rückwärtsantriebszustand liegt vor, wenn während einer Fahrt bei Gefälle oder Trägheit vor dem Stoppen ein Antriebsdrehmoment von der Fahrzeugradseite über ein Differentialgetriebe an einem Antriebsrad aufgebracht wird. In solchen Fällen wird die Seitenkraft, die durch Kombination von Schrägstirnrädern auftritt, auf ein Lagerteil ausgeübt, das beide Enden der Welle trägt. Eine solche Seitenkraft drückt kräftig auf das Lagerteil, so dass sich die Möglichkeit der Trennung des Lagers von der Welle erhöht.
Daher wurden zusätzliche Teile, wie ein Lagerteilhalter und eine Sicherungsmutter, eingebaut. Diese Teile wurden verwendet, um die Lagerteile abzustützen und ein Wegbrechen der Lagerteile zu verhindern. Jedoch haben diese Lagerungen eine Verschlechterung der Montageeigenschaften in einem Motorraum infolge einer Erhöhung der Gesamtlänge des Getriebes verursacht. Insbesondere wird die Montage der Sicherungsmutter von Bearbeitungsvorgängen begleitet, wie Gewindedrehen an der Welle und Verstemmen der Mutter, um ein Lösen der befestigten Mutter zu verhindern. Dies erhöht die Herstellungskosten und die Zeit, die zur Herstellung und Montage der Bauteile erforderlich ist.

Mit der Erfindung wird eine Wellenlagerstruktur eines Getriebes geschaffen, bei der die Montageeigenschaften durch Reduzierung der Länge des Getriebes verbessert und die Bearbeitungsvorgänge und Herstellungskosten verringert werden.

Gemäß der Erfindung weist eine Wellenlagerstruktur eines Getriebes ein Gehäuseteil und eine Welle auf, deren beide Enden mittels eines ersten und eines zweiten Lagerteils direkt an dem Gehäuseteil drehbar abgestützt sind. Ein Antriebsrad und ein Abtriebsrad sind an der Welle derart angeordnet, dass deren eine Seite jeweils eines der Lagerteile berühren kann.

Vorzugsweise sind das Antriebsrad und das Abtriebsrad Schrägstirnräder, deren Schraubenlinien in derselben Richtung ausgebildet sind. Es ist erwünscht, dass die Schraubenlinie des Abtriebsrades in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle bei Vorwärtsantrieb des Getriebes ausgebildet ist.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Schnitt einer Wellenlagerstruktur eines Getriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 eine Ansicht der Schrägverzahnungen eines Antriebsrades und eines Antriebsrades einer Welle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Wellenlagerstruktur eines Getriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Gehäuseteil 205 sowie ein erstes Lagerteil 251 und ein zweites Lagerteil 252 auf, die mit deren einen Seite direkt an dem Gehäuseteil 205 abgestützt sind. Eine Welle 210 ist mit beiden Enden mittels der Lagerteile 251, 252 an dem Gehäuseteil 205 abgestützt. Ein Abtriebsrad 220 und ein Antriebsrad 230 sind an der Welle 210 derart positioniert, dass sie voneinander getrennt werden können und jeweils die andere Seite der Lagerteile 251, 252 abstützen.
Zwischen dem Gehäuseteil 205 und dem Lagerteil 252 ist ein Abstandshalter 290 eingebaut, so dass das Lagerteil 252 eng anliegend festgehalten und leicht betrieben werden kann. Durch den Abstandshalter 290 können die bei der Herstellung erzeugten Toleranzen und dergleichen absorbiert werden. Die Lagerteile 251, 252 sind aus Innengehäusen 251a, 252a, Außengehäusen 251b, 252b und Rollen 251c, 252c zusammengesetzt. Während die Außengehäuse 251b, 252b an einer Stufenbacke 205a des Gehäuseteils 205 abgestützt sind, sind die Innengehäuse 251a, 252a an Basisteilen 220a, 230a des Abtriebsrades 220 bzw. des Antriebsrades 230 abgestützt. Die Rollen 251c, 252c sind zwischen den Innengehäusen 251a, 252a und den Außengehäusen 251b, 252b in einem bestimmten Winkel in Richtung zu den beiden Enden der Welle 210 schräg abfallend eingebaut. Außerdem nimmt das Abtriebsrad 220 Leistung über einen Gangschaltmechanismus 270 innerhalb des Getriebes auf, um die Welle 210 und das Antriebsrad 230 zu drehen, während das Antriebsrad 230 festgelegt ist, um eine Rotationskraft auf ein Differentialrad 240 zu übertragen.
Andererseits sind das Abtriebsrad 220 und das Antriebsrad 230 jeweils als Schrägstirnräder ausgebildet, wobei deren Schraubenlinien vorzugsweise in derselben Richtung verlaufen, wie in 2 gezeigt ist.
2 zeigt die Schraubenlinienrichtungen des Abtriebsrades 220 und des Antriebsrades 230 der Welle 210 in dem Getriebe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Insbesondere sind die Schraubenlinien des Abtriebsrades 220 und des Antriebsrades 230 erwünscht, wenn sich die Welle 210 im ersten bis dritten Vorwärtsgang in 2 von links betrachtet im Uhrzeigersinn dreht.
Wie in 2 gezeigt ist, verläuft die Schraubenlinie 225 des Abtriebsrades 220 in Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Welle 210, d.h. in 2 von links betrachtet entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn und von vorn betrachtet in Richtung zu der Seite des Antriebsrades 230 nach rechts. Die Schraubenlinie 235 des Antriebsrades 230 verläuft in derselben Richtung wie die Schraubenlinie 225 des Abtriebsrades 220.
Durch die Anordnung des Abtriebsrades 220 und des Antriebsrades 230 an der Welle 210 zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerteil 251, 252 und durch die Ausrichtungen der Schraubenlinien 225, 235 werden eine Anzahl von Vorteilen realisiert.
Wenn die Leistung eines Motors über den Gangschaltmechanismus 270 auf das Abtriebsrad 220 an der Welle 210 übertragen wird, wirkt an dem Abtriebsrad 220 durch die Ausrichtung der Schraubenlinie 225 eine Seitenkraft F1 in 2 gesehen in Richtung nach rechts, die auf die Welle 210 übertragen wird.
Andererseits wird eine Rotationskraft des Abtriebsrades 220 über die Welle 210 auf das Antriebsrad 230 übertragen, während eine Rotationskraft des Antriebsrades 230 auf ein Differentialrad 240 übertragen wird. Hierbei tritt zwischen dem Antriebsrad 230 und dem Differentialrad 240 durch die Ausrichtung der Schraubenlinie 235 eine wechselseitige Seitenkraft auf.
In anderen Worten bringt das Antriebsrad 230 eine Seitenkraft F2 an dem Differentialrad 240 in 2 gesehen in Richtung nach rechts auf. Dadurch wird auch von dem Differentialrad 240 eine Seitenkraft -F2 an dem Antriebsrad 230 als eine Reaktionskraft aufgebracht, die auf die Welle 210 übertragen wird. Hierbei sind die an dem Abtriebsrad 220 wirkende Seitenkraft F1 und die an dem Antriebsrad 230 wirkende Seitenkraft -F2 gleichgroß und in Richtung aufeinander zu ausgerichtet.
Die in Richtung nach rechts wirkende Seitenkraft F1 und die in Richtung nach links wirkende Seitenkraft -F2 sind an der Welle 210 zueinander versetzt, so dass deren gesamte Drehung erleichtert werden kann, ohne das erste und das zweite Lagerteil 251, 252 zu überlasten.
Im Falle eines Leerlaufs in einem Neutralgang überträgt das Getriebe keine Motorleistung, so dass bei Aufnahme einer Reaktionskraft von der Straßenoberfläche leichte Seitenkräfte f1 und -f2 an dem Antriebsrad 220 und dem Antriebsrad 230 als Reaktionskräfte aufgebracht werden. In einem solchen Falle wirkt die Seitenkraft f1 des Abtriebsrades 220 nur auf das erste Lagerteil 251, während die Seitenkraft -f2 des Antriebsrades 230 nur auf das zweite Lagerteil 252 wirkt. Daher brauchen das erste und das zweite Lagerteil 251, 252 nur die Seitenkraft verteilen, die für jedes Lagerteil allein zuständig ist, wodurch die auf die Lagerteile 251, 252 ausgeübte Belastung verteilt wird.
Gemäß der Erfindung werden, wenn die Motorleistung beim Gangwechsel auf den Abtrieb übertragen wird, Seitenkräfte an einer Welle des Getriebes zueinander versetzt, so dass die Effizienz der Leistungsübertragung und die Haltbarkeit des Getriebes verbessert werden. Außerdem werden die für einen Leistungsübertragungsmechanismus eines solchen Getriebes erforderlichen Teile minimiert, so dass das Gewicht des Getriebes reduziert werden kann und infolgedessen der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges verbessert werden kann. Ferner können die Belastungen der mechanischen Teile nahe der Welle unter verschiedenen Antriebszuständen reduziert werden.

Claims

Wellenlagerstruktur eines Getriebes, aufweisend: ein Gehäuseteil (205); eine Welle (210), deren beide Enden mittels Lagerteilen (251, 252) direkt an dem Gehäuseteil (205) drehbar abgestützt sind; und ein Antriebsrad (230) und ein Abtriebsrad (220), die an der Welle (210) derart angeordnet sind, dass deren eine Seite jeweils eines der Lagerteile (251, 252) berühren kann.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Antriebsrad (230) und das Abtriebsrad (220) Schrägstirnräder sind, deren Schraubenlinien (225, 235) in derselben Richtung ausgebildet sind.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 2, wobei die Schraubenlinie (225) des Abtriebsrades (220) in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle (210) während des Vorwärtsantriebs ausgebildet ist.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 1, wobei jedes Lagerteil (251, 252) eine Rolle (251c, 252c) aufweist, die zwischen einem Innengehäuse (251a, 252a) und einem Außengehäuse (251b, 252b) angeordnet und derart montiert ist, dass sie zu dem jeweiligen Ende der Welle (210) schräg abfallend geneigt ist.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 4, wobei jedes Lagerteil (251, 252) mit der einen Seite dessen Innengehäuses (251a, 252a) an einem Basisteil (220a, 230a) des Abtriebsrades (220) bzw. des Antriebsrades (230) abgestützt ist und mit der einen Seite dessen Außengehäuses (251b, 252b) an dem Gehäuseteil (205) abgestützt ist.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 5, wobei jedes Außengehäuse (251b, 252b) an einer an dem Gehäuseteil (205) ausgebildeten Stufenbacke (205a) abgestützt ist.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 4, wobei das Innengehäuse (251a, 252a) und das Außengehäuse (251b, 252b) des jeweiligen Lagerteils (251, 252) als ein Körper ausgebildet sind.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Antriebsrad (230) und das Abtriebsrad (220) an der Welle (210) unabhängig voneinander montiert sind.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Abstandshalter (290), der zwischen dem Gehäuseteil (205) und einem der Lagerteile (252) montiert ist.
Wellenlagerstruktur eines Getriebes, aufweisend: ein Getriebegehäuse (205); innere Lagerteile (251a, 252a), die an einander gegenüberliegenden Enden einer Welle (210) angeordnet sind und an der Welle (210) durch Stufenabschnitte gegen eine Bewegung entlang der Welle (210) nach innen abgestützt sind; und äußere Lagerteile (251b, 252b), die mit den inneren Lagerteilen (251a, 252a) zusammenwirken und direkt an dem Getriebegehäuse (205) abgestützt sind.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 10, wobei die Stufenabschnitte an der Welle (210) ausgebildet sind.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 10, wobei die Stufenabschnitte durch ein Antriebsrad (230) und ein Abtriebsrad (220) gebildet werden.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 10, wobei das äußere Lagerteil (252b) an dem einen Ende der Welle (210) ferner mittels eines Abstandshalters (290) zum Begrenzen von Toleranzvariationen abgestützt ist.
Wellenlagerstruktur nach Anspruch 13, wobei das äußere Lagerteil (252b) an dem zu einem Antriebsrad (230) benachbarten Ende der Welle (210) mittels des Abstandshaltes (290) abgestützt ist.