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Die
Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse für ein Kraftfahrzeug gemäß der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Bei
bekannten Getriebegehäusen
für Kraftfahrzeuge
befinden sich die zur Befestigung des zugehörigen Gehäusedeckels vorgesehenen Schraubenlöcher in
höckerartigen
Materialansätzen
(Butzen) am äußeren Umfang
des Getriebegehäuses
um bezüglich
des Getriebegehäuses
Material und Gewicht zu sparen, andererseits aber eine hinreichend große Festigkeit
im Bereich der Verschraubung des Gehäusedeckels mit dem Getriebegehäuses zu
erhalten, vgl. Vieweg, Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 2. Auflage,
S. 249, Bild 5.4.–33.
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Diese
höckerartigen
Materialansätze
vergrößern jedoch
den erforderlichen Bauraum. Sie erschweren die Anordnung benachbarter
Bauteile, weil die sich zwischen den Materialansätzen vorhandenen Freiräume nicht
oder nur mit einer entsprechend angepassten Bauform des jeweils
benachbarten Bauteils ausnutzen lassen, wodurch dessen Formgebung
verteuert wird. Ferner ist ein weiterer Nachteil der höckerartigen
Materialansätze
darin zu sehen, dass sich in den dazwischen vorhandenen Freiräumen Schmutz
ansammeln kann, der nur aufwendig zu beseitigen ist.
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Mit
einer solchen Ausbildung lassen sich daher die Forderungen, den
innerhalb der Karosserie eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung stehenden
Bauraum optimal auszunutzen, nicht erfüllen; dies insbesondere unter
Berücksichtigung
der modernen Karosserieformen, da eine hinreichende Zugänglichkeit zu
den Bauteilen innerhalb der Karosserie zu gewährleisten ist. Zu berücksichtigen
ist ferner, dass für manche
Bauteile eine bestimmte Größe nicht
unterschritten werden darf, wie dies zum Beispiel bei einem Treibstofftank
der Fall ist, der ein hinreichend großes Volumen aufweisen muss,
um eine gewünschte
Reichweite des Kraftfahrzeug zu gewährleisten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Getriebegehäuse gemäß der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubilden, dass
eine gegenüber
den bekannten Getriebegehäusen
raumsparendere Konstruktion erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die
Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung und
Verlagerung der die Gewindelöcher
aufweisenden Teile der Schraubverbindung zwischen Getriebegehäuse und
Gehäusedeckel
in den Innenraum des Gehäuses
verringern sich die äußeren Abmessungen
des Getriebegehäuses
mindestens um das Maß der
Abmessungen der höckerartigen
Materialansätze,
wodurch das angestrebte Ziel erreicht wird. Außerdem wird durch den Fortfall
der Materialansätze die
Außenform
des Getriebegehäuses
vereinfacht und vergleichmäßigt, was
ebenfalls zur besseren Raumausnutzung beiträgt und außerdem die Verschmutzungsempfindlichkeit
verringert.
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Die
den Gehäusedeckel
mit dem Getriebegehäuse
verbindenden Kopfschrauben greifen dabei in bezüglich der Gehäusewandung
separate Bauteile ein, die jeweils als Riegelteile ausgebildet sind,
die durch eine Festschraub-Drehbewegung der zugehörigen Kopfschraube
aus einer Entriegelstellung in eine Riegelstellung bewegbar sind,
in der sie jeweils eine Schulterfläche der inneren Umfangswandung des
Getriebegehäuses
hintergreifen. Aus dieser Riegelstellung sind die Riegelteile durch
eine Losschraub-Drehbewegung in die Entriegelstellung bewegbar,
in der diese die Schulterflächen
freigeben. Hierbei werden die Riegelteile zur Umfangswand sowohl
verschwenkt als auch axial bewegt.
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Um
die Drehmitnahme zwischen den drehbeweglichen Riegelteilen und den
zugeordneten Gewindeschäften
der Kopfschrauben zu verbessern, ist es vorteilhaft, jeweils ein
reibungserhöhendes
Element zwischen dem Schraubenschaft und dem Gewindeabschnitt des
Riegelteils anzuordnen, das am einfachsten durch ein ringförmiges Reibungselement gebildet
ist.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung sind die Riegelteile bei Ihrer Bewegung aus der Entrie gelstellung
in die Riegelstellung und umgekehrt zwangsgeführt. Hierbei können die
Riegelteile jeweils durch eine Feder in Richtung auf die Entriegelstellung
vorgespannt sein.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
eines solchen Getriebegehäuses
ist besonders vorteilhaft für
die Anwendung als Differentialgetriebe oder als Hinterachsgetriebe,
das in enger Nachbarschaft zu einem Kraftstofftank angeordnet ist.
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Schraubverbindungen
bestehend aus Kopfschrauben und diesen zugeordneten, die Gewindelöcher tragenden
separaten Riegelteilen, die im Sperrzustand eine Gehäuseschulter
hintergreifen, sind an sich bekannt, vgl.
US 2,772,929 A . Es handelt
sich aber dort um das Festlegen eines Kugellagers gegenüber dem
dieses aufnehmenden Gehäuses
an einem Elektromotor.
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Ferner
sind aus der
US 2,232,478
A hakenförmige
Riegelschrauben zum Festlegen des Abschlussdeckels eines zwischen
stirnseitigen Flanschen eingespannten Röhrenbündels eines Wärmetauschers
bekannt, die mittels üblicher
Sechskantmuttern verspannt werden.
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Bei
diesen Schraubverbindungen treten die eingangs genannten Probleme
der Gestaltung eines Getriebegehäuses
für Kraftfahrzeuge
nicht auf, sie sind daher gattungsfremd.
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Die
der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch die Merkmale
des unabhängigen Anspruchs
7 gelöst.
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Auch
bei diesem erfindungsgemäßen Getriebegehäuse kommen
die äußeren Materialansätze in Fortfall,
wobei eine Umfangswand und ein Gehäusedeckel außen ohne
höckerartige
Ansätze
und somit gleichförmig
ohne Schrauben direkt durch ein Innengewinde und ein darin eingreifendes
Außengewinde verschraubt
sind, von denen das Außengewinde
auf einem bezüglich
des ersten zylindrischen Abschnitts axial nach innen versetzten
und verjüngten
zweiten Deckelabschnitt angeordnet ist, und das Innengewinde in
einem bezüglich
des hohlzylindrischen Randabschnitts nach innen versetzten und verjüngten Umfangswandabschnitt
angeordnet ist. Auch bei dieser Verschraubung lässt sich eine einfache und gute
Abdichtung des von An- und Abtriebswellen durchsetzten Getriebegehäuses im
Bereich des Randabschnitts der Umfangswand erreichen.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Es
zeigen
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1 einen
vertikalen Längsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Getriebegehäuse, von
dem aus Vereinfachungsgründen
nur ein linker oberer Getriebegehäuseteil dargestellt ist;
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2 den
Teilschnitt II-II in 1, wobei ein Riegelteil sich
in seiner Riegelstellung befindet;
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3 den
Teilschnitt II-II, wobei das Riegelteil sich in einer Freigabestellung
befindet;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines der 1 entsprechenden
Teilschnittes durch das Getriebegehäuse in abgewandelter Ausgestaltung;
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5 eine
Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Riegelteiles
nach 1;
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6 den
Schnitt V-V in 5;
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7 einen
der 1 entsprechenden Teilschnitt durch ein Getriebegehäuse in weiter
abgewandelter Ausgestaltung;
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8 einen
vertikalen Längsschnitt
durch einen im hinteren Bereich eines Personenkraftfahrzeugs angeordneten
Karosserieabschnitt als Anwendungsbeispiel der Erfindung.
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Das
in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Getriebegehäuse besteht
aus zwei Gehäuse-Längsabschnitten 10a, 10b,
die an einer quer zur Längsrichtung
des Getriebegehäuses 10 verlaufenden
Teilungsfuge 12 aneinander liegen, und von denen das rechte
Gehäuseteil 10a durch
eine Umfangswand 14 gebildet ist und das linke Gehäuseteil 10b durch
einen Gehäusedeckel 16 mit
einer Mittelachse 16a gebildet ist.
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Die
Umfangswand 14 kann Teil eines topfförmigen Gehäuseteils sein, oder sie kann
auf ihrer dem Gehäusedeckel 16 gegenüberliegenden
Stirnseite ebenfalls durch einen nicht dargestellten Gehäusedeckel
geschlossen sein.
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Der
Gehäusedeckel 16 weist
eine Flanschwand 18 auf, die von einer Nabe 20 nach
außen absteht,
insbesondere in deren mittleren Längsbereich nach außen absteht,
und an ihrem freien Rand außen
mehrere axial abstehende Ansätze 22 mit
einer radialen Stirnfläche 24 und
an ihrer Innenseite einen hohlzylindrischen Ringansatz 26 aufweist,
der bezüglich
des Umfangs der Flanschwand 18 radial verjüngt ist,
so dass er von einer Ringnut 30 umgeben ist, die radial
nach innen von der Mantelfläche 26a des
hohlzylindrischen Ringansatzes 26 begrenzt ist und deckelseitig
von der eine Schulterfläche 32 bildenden
Innenseite des Gehäusedeckels 16 begrenzt
ist. Die Umfangswand 14 sitzt mit einem endseitigen Randabschnitt 14a auf
dem Ringansatz 26, wobei ihre dem Gehäusedeckel 16 zugewandte Stirnfläche 34 an
der Schulterfläche 32 anliegt
und die Teilungsfuge 12 bildet. Der Umfangswandabschnitt 14a ist
bezüglich
der übrigen
Umfangswand durch eine Innenringnut 14b verjüngt, wodurch
eine radial gedrungene Bauweise erreicht wird.
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Zur
Abdichtung der so gebildeten Steckverbindung ist eine zwischen der
Umfangswand 14 und dem Ringansatz 26 wirksame
Ringdichtung 28 mit einem Dichtring 28a vorgesehen,
der z. B. in einer Ringnut sitzt, die beim Ausführungsbeispiel im Ringansatz 26 angeordnet
ist.
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Zur
Verbindung der Umfangswand 14 mit dem Gehäusedeckel 16 sind
eine Mehrzahl Verschraubungen vorgesehen mit auf einem Teilumfang 36,
der zum Beispiel ein Teilkreis sein kann, verteilt angeordneten
achsparallelen Schraubenlöchern 38 in
der Flanschwand 18, die sich in radialer Richtung im mittleren
Bereich der Ansätze 22, 26 befinden.
In den Schraubenlöchern 38 sind
Kopfschrauben 40 mit Mittelachsen 40a von außen eingesetzt,
die bezüglich
den Schraubenlöchern 38 durch
jeweils eine Ringdichtung abgedichtet sind. Es können z. B. die Schraubenköpfe durch
Dichtringe 42 abgedichtet sein.
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Der
Abstand a der Mittelachsen 40a von der Innenmantelfläche der
Umfangswand 14 ist wenigstens etwa 2 mm, insbesondere etwa
3 mm bis 5 mm oder mehr, größer ist
als der Radius des zugehörigen Schraubenschaftes.
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Die
Kopfschrauben 40 sind mit ihren Gewindeschäften jeweils
in ein Gewindeloch 46 eines Schraubabschnitts S eingeschraubt,
der an der Innenseite der Umfangswand 14 angeordnet ist
und in der längs
der Mittelachse 16a des Gehäusedeckels 16 gerichteten
Längsrichtung
an der Umfangswand 14 abgestützt ist, z. B. daran angeformt
sein kann, was nicht dargestellt ist.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 1 bis 3 sind die Schraubabschnitte
S jeweils durch einen Riegel 44 mit einem vorzugsweise
zylindrisches Riegelbasisteil 44a gebildet, von dem ein
Riegelsteg 44b radial absteht, der an seiner dem Gehäusedeckel 16 zugewandten
Seite eine radiale Riegelfläche 44c aufweist.
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Die
auf dem Umfang verteilt angeordneten Riegelteile 44 sind
jeweils durch eine Festschraub-Drehbewegung der zugehörigen Kopfschraube 40 aus
einer Entriegelstellung gemäß 3,
in der der zugehörige
Riegelsteg 44b eine Schulterfläche 50a an der Umfangswand 14 nicht hintergreift
sowie bezüglich
dieser radial nach innen versetzt ist, und einer Riegelstellung
gemäß 1,
in der der Riegelsteg 44b die Schulterfläche 50a hintergreift,
bewegbar. Durch eine Losschraub-Drehbewegung der jeweils zugehörigen Kopfschraube 40 wird das
Riegelteil 44 aus seiner Riegelstellung gemäß 1 wieder
in seine Entriegelstellung gemäß 3 zurückbewegt.
Bei dieser Riegelbewegung und Entriegelbewegung wird das Riegelteil 44 beim
Ausführungsbeispiel
nach 1 bis 3 gedreht, wobei eine direkte
Drehmitnahme aufgrund der Reibung zwischen der Kopfschraube 40 und
dem Riegelteil 44 erfolgt. Um die Funktionssicherheit zu
verbessern, ist es vorteilhaft, zwischen der Kopfschraube 40 und dem
Riegelteil 44 ein die Reibung erhöhendes Reibungselement 48 anzuordnen,
das vorzugsweise zwischen dem Außenumfang des Schraubenschaftes
und dem Innenumfang des Gewindeloches 46 angeordnet ist.
Es kann sich z. B. um ein Ringelement handeln, das vorzugsweise
im Gewindeloch 46 sitzt, die Ringnut überragt und radial zusammengedrückt ist.
Das Reibungselement 48 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
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Die
Riegelflächen
der Verschraubungen sind jeweils durch eine innere Schulterfläche an der
Umfangswand 14 gebildet, und sie können jeweils durch eine Innennut 50 gebildet
sein, die sich segmentförmig
in der Innenmantelfläche
der Umfangswand 14 erstreckt und vorzugsweise konkav gerundet
ist, um die Umfangswand 14 möglichst wenig zu schwächen. Die äußeren Seitenflächen der
Innenuten 50 bilden Stütz-
und Schalterflächen 50a für die Riegel 44.
Die Schalterflächen 50a sind
somit innerhalb der axialen Projektion der Umfangswand 14 angeordnet. Deshalb
sind die Schalterflächen 50a tragende
innere Anbauteile der Umfangswand 14 nicht erforderlich, die
den freien Innenraum des Getriebegehäuses 10 verengen würden.
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Zur
Stabilisierung der Riegelteile 44 erstreckt sich im Bereich
jedes Schraubenlochs 38 ein Stützteil 52 vom Ringansatz 26 parallel
zur Deckelachse 16a nach innen, in dem in der Verlängerung
des zugehörigen
Schraubenlochs 38 eine Locherweiterung angeordnet ist,
die eine schalenförmige,
das zugehörige
Riegelbasisteil 44a radial innen und seitlich stützende Stützfläche 52a bildet.
Die Stützfläche 52a kann
sich als ein Führungsloch 52b auch
im inneren Endbereich des Ringansatzes 26 erstrecken, in
das sich das runde Riegelbasisteil 44a hinein erstreckt und
darin drehgelagert ist. Der Durchmesser des Führungslochs 52b und/oder
des Riegelbasisteils 44a kann bis 2 mal a betragen.
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Zur
Begrenzung der Drehbewegungen des Riegelteils 44 in der
Entriegelstellung und in der Riegelstellung sind zwei Anschläge A1, A2
vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel
am Stützteil 52 angeordnet
sind und bezüglich
dessen Dreh- bzw. Schwenkbewegung einander gegenüberliegende Anschlagflächen für den Riegelsteg 44b bilden,
s. 2 und 3.
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Für eine Montage
des Gehäusedeckels 16 an
der Umfangswand 14 wird der Gehäusedeckel 16 mit den
Dichtringen 28a, 42, den Kopfschrauben 40 und
den Riegelteilen 44 in deren Entriegelstellung vormontiert.
Dabei werden die Riegelteile 44 in einer Stellung aufgeschraubt,
in der sie sich in einer passenden Querebene mit den Innennuten 50 befinden. Durch
ein Festschrauben der Kopfschrauben 40 werden die Riegelteile 44 zunächst in
ihre Riegelstellungen in den Innennuten 50 geschwenkt,
in denen sie die Schalterflächen 50a hintergreifen.
Durch ein weiteres Festschrauben werden die Umfangswand 14 und
der Gehäusedeckel 16 gegeneinander
verschraubt.
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Für eine Demontage
werden die Kopfschrauben 40 losgeschraubt, wobei die Riegelteile 44 aufgrund
der Drehmitnahme in die Entriegelstellung bewegt werden, in der
der Gehäusedeckel 16 entfernt werden
kann.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 4 und 5, bei dem gleiche oder vergleichbare
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, unterscheidet sich
von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
dadurch, dass die Schraubabschnitte S und die Riegelteile 44 voneinander
getrennte Bauteile sind. Die Riegelteile 44 sitzen jeweils
mit einem quer zur Umfangswand 14 verlaufenden Langloch 44d auf dem
Schaft der zugehörigen
Kopfschraube 40. Hierdurch sind die Riegelteile 44 quer
zur Umfangswand 14 zwischen einer in 5 dargestellten
Riegelstellung, in der sie sich in der Innennut 50 befinden
und die Schalterfläche 50a hintergreifen,
und einer nicht dargestellten Entriegelstellung, in der sie so weit
radial nach innen versetzt sind, dass sie die Schalterfläche 50a nicht
mehr hintergreifen und somit freigeben, bewegbar und durch eine
Drehsicherung drehgesichert.
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Um
zu gewährleisten,
dass die Riegelteile 44 die durch ein Drehen der Kopfschrauben 40 von
außen
herbeigeführ ten
Riegel- oder Entriegelbewegungen tatsächlich ausführen, ist jeweils vorzugsweise eine
Zwangsführung 54 vorgesehen,
in der das zugehörige
Riegelteil 44 zwischen seiner Entriegelstellung und Riegelstellung
drehgesichert bewegbar ist. Die Zwangsführung 54 kann z. B.
eine Führungsnut 54a im
Ringansatz 26 sein, in der das zugehörige Riegelteil 44 als
Schieber geführt
bewegbar ist. Zur Drehsicherung in der Führung eignet sich ein unrunder,
z. B. viereckiger, Querschnitt für
die Führungsnut 54a und
das Riegelteil 44 wie es 5 zeigt.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Zwangsführung 54 eine
Schrägführung, die
im Sinne einer schiefen Ebene die durch die zugehörige Kopfschraube 40 erzeugbare
Längsbewegung
in eine quer zur Umfangswand 14 gerichtete Querbewegung
umwandelt. Der nach innen offene Winkel W, den die Zwangsführung 54 mit
der Mittelachse der Kopfschraube 40 einschließt, kann
etwa 30° bis
45° betragen.
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Beim
Lösen der
Verriegelung durch ein Losschrauben der Kopfschrauben 40 werden
die Riegelteile jeweils durch eine Feder 54c in die nicht
dargestellte Entriegelung geschoben, die durch eine zwischen dem
Gehäusedeckel 16 und
dem Riegelteil 44 auf der jeweils zugehörigen Kopfschraube 40 angeordnet
ist.
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Damit
die Riegelteile 44 bei einer Bewegung aus der Riegelstellung
in die Entriegelstellung ebenfalls zwangsgeführt sind, weist die schiefe
Ebene bzw. Führungsnut 54a eine
Hinterschneidung 54b auf, in die ein Führungsschieber am Riegelteil 44 formschlüssig einfasst.
Beim Ausführungsbeispiel
ist eine schwalben schwanzförmige
Führungsnut 54a mit
zwei seitlichen Hinterschneidungen 54b ausgebildet, in
die seitliche Führungsstege 44e am
Riegelteil 44 einfassen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 4 und 5 ist jeweils die Innennut 50 wegen
der Schrägbewegung
der Riegelteile 44 mit einer solchen Breite b auzubilden,
dass die Riegelteile 44 bei ihrer schrägen Bewegung darin ein- und
ausfahrbar sind.
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Bei
diesen Schrägbewegungen
bewegen sich die Riegelteile 44 bezüglich den zugehörigen Schraubabschnitten
S rechtwinklig zur Kopfschraube 40, wobei sie mit ihren
Innenseiten an den nach außen
gerichteten Stirnseiten der Schraubabschnitte S gleiten.
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Die
Schraubabschnitte S sind jeweils in einem quer zur Umfangswand 14 verlaufendes
Langloch 56 an der Innenseite der Riegelteile 44 drehgesichert
angeordnet. Dabei können
die Schraubabschnitte S vorzugsweise durch Muttern gebildet sein, die
mit ihrer Schlüsselweite
in das Langloch 56 passen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 7, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile ebenfalls
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind die Umfangswand 14 und
der Gehäusedeckel 16 ohne
Kopfschrauben direkt durch den Eingriff eines Außengewindes 58 am
Gehäusedeckel 16 und
eines Innengewindes 60 in der Umfangswand 14 miteinander
verschraubt. Vom Ringansatz 26 erstreckt sich nach innen
ein verjüngter
innerer Ringansatz 62, auf dem das Außengewinde 58 angeordnet
ist. Das dazu passende Innengewinde 60 ist in einer bezüglich des Randab schnitts 14a nach
innen versetzten und verjüngten
Ringstufe 64 angeordnet.
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An
der Außenseite
des Gehäusedeckels 16 sind
zwei oder mehrere bezüglich
seiner Mittelachse 16a einander gegenüberliegend oder sternförmig verteilt
angeordnete Angriffselemente 16b, z. B. Löcher, für ein nicht
dargestelltes Drehwerkzeug angeordnet.
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8 veranschaulicht
den Raumgewinn, der mit einem erfindungsgemäßen Getriebegehäuse 10 erzielbar
ist. Da beim Getriebegehäuse 10 gestrichelt angedeutete
nach außen
abstehende Höcker,
wie sie bei bekannten Getriebegehäusen vorhanden sind, entfallen,
kann ein benachbart angeordneter Tank 66, z. B. eine Tankblase,
näher am
Getriebegehäuse 10 und
somit größer ausgebildet
werden, wodurch sein Fassungsvermögen und die Reichweite des Kraftfahrzeugs
vergrößert werden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 7 ist das Getriebegehäuse 10 Teil eines
Hinterachsgetriebes, das in einem vertikalen Abstand c unter einem Ladeboden 68 im
Kofferraum angeordnet ist, wobei der Tank 66 zwischen dem
Getriebegehäuse 10 und dem
Ladeboden 68 angeordnet ist.