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Die
Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1
ein Vorgelegegetriebe und gemäß dem abhängigen Patentanspruch
3 ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.
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Aus
der
DE 196 09 209
C2 ist bereits ein Getriebegehäuse eines Vorgelegegetriebes
bekannt, innerhalb dessen Schaltgabeln und Schaltschwingen vorgesehen
sind.
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Die
DE 198 32 380 C2 betrifft
die Lagerung von Schaltschienen innerhalb eines Getriebegehäuses eines
Vorgelegegetriebes.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, möglichst
kostengünstig
verschiedene Varianten eines Vorgelegegetriebes herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Gemäß einem
Vorteil der Erfindung weisen verschiedenen Varianten eines Vorgelegegetriebes eine
hohe Bauteilgleichheit auf. Dabei kann das Getriebegehäuse der
verschiedenen Varianten in der selben Gussform hergestellt werden.
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Beim
Vorgelegegetriebe betätigen
Schaltgabeln oder Schalt schwingen die Gangwechselkupplungen. Diese
Schaltgabeln oder Schaltschwingen sind mit Hülsen verbunden, die auf gehäusefesten Schaltachsen
geführt
sein können.
Schaltschienen betätigen
die Schaltgabeln oder Schaltschwingen. Um nun verschiedene Getriebevarianten
herzustellen, sind die Hülsen
mit den Schaltschienen in verschiedenen Positionen verschweißbar. Dabei
kann insbesondere ein verzugsarmes Schweißverfahren Anwendung finden.
Verzugsarme Schweißverfahren sind
beispielsweise das Laser-Schweißverfahren und
das Elektronenstrahlschweißverfahren.
Die Verschweißung
kann in einer Schweißvorrichtung
erfolgen, welche die Hülse
gegenüber
der Schaltschiene in den verschiedenen möglichen Stellungen positioniert.
Jede Bauweise hat ihre eigene Schweißvorrichtung. Beispielsweise
können
zwei Typen von Schweißvorrichtungen
vorgesehen sein. Bei der einen Schaltvorrichtung werden die Schaltschienen 90° verdreht
zu der Position der Schaltschiene in der anderen Schaltvorrichtung
verschweißt.
Somit können
im Getriebegehäuse
stehende und liegende Schaltschienen hergestellt werden. Die Schaltschienen
sind gemeinsam als Paket gelagert.
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Verschiedene
Getriebevarianten können
insbesondere sein:
- a.) Ein Standard-Vorgelegegetriebe,
bei welchem der direkte Gang der höchste Gang ist. Ein solches
Getriebe kann insbesondere bei Benzinmotoren Anwendung finden.
- b.) Ein Vorgelegegetriebe mit einem Schnellgang über dem
direkten Gang, um relativ hohe Drehmomente bei einer relativ hohen
Spreizung zu ermöglichen.
Ein solches Getriebe kann bei Benzinmotoren und Dieselmotoren Anwendung
finden.
- c.) Ein Vorgelegegetriebe mit zwei Schnellgängen, um sehr hohe Drehmomente
bei einer entsprechend hohen Spreizung zu ermöglichen. Ein solches Getriebe
kann insbesondere bei Dieselmotoren Anwendung finden.
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Gemäß einem
Vorteil der Erfindung werden bei diesen Varianten verschiedene Schaltvorrichtungen
eingesetzt. Die jeweilige Schaltvorrichtung dient dabei zum Wählen und
Schalten von Gängen.
Die Schaltvorrichtung umfasst mehrere Bauteile, die von einer Übertragungseinrichtung
außerhalb
des Getriebegehäuses
betätigt
werden. Diese Übertragungseinrichtung überträgt Wähl- und
Schaltbefehle eines Handschalthebels oder einer automatischen Gangwechselsteuerung.
Die Übertragungseinrichtung kann
beispielsweise
- – eine Einstangenschaltung,
- – ein
Paar Bowdenzüge,
- – hydraulische
Stellglieder,
- – elektrische
Stellglieder
- – elektrohydraulische
Stellglieder oder
- – weitere
Mischformen dieser Übertragungseinrichtungen
umfassen.
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Diese
verschiedenen Übertragungseinrichtungen
und die verschiedenen Einbaulagen des Vorgelegegetriebes im Fahrzeug
bedingen verschiedene Platzierungen der Schaltvorrichtung am Getriebegehäuse. Dabei
ist die Schaltvorrichtung im Bereich eines Gehäuseabgangs angeordnet. Da die
Schalt- und Wählbewegungen
von außen
in das Getriebegehäuse
hinein übertragen
werden, muss dieser Gehäuseabgang
demzufolge eine Öffnung
aufweisen, deren Platzierung von
- – der Art
der Übertragungseinrichtungen
und
- – der
Einbaulagen des Vorgelegegetriebes abhängt.
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Diese Öffnung wird
gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung
gemäß den Verfahrensansprüchen mittels
zwei Schiebern in der Gussform des Getriebegehäuses hergestellt. Dabei sind
in der Gussform weitere Schieber vorgesehen, so dass mehrere Gehäuseabgänge vorbereitet
sind. Je nach Getriebegehäusevariante
kann demzufolge einer der Gehäuseabgänge mit
einer entsprechenden Öffnung
produziert werden. An den Abgängen,
wo für
die jeweilige Getriebegehäusevariante
keine Öffnung
benötigt wird,
verbleibt ein Spalt zwischen den Schiebern, so dass dort das Gussmaterial
den Gehäuseabgang des
Getriebegehäuses
verschließt.
Somit sind in vorteilhafter Weise verschiedene Ausführungen
für Bowdenzuganbindungen
möglich.
Auch ist als eine Getriebevariante ein automatisiertes Schaltgetriebe möglich. Eine
Einstangenschaltungsversion ist vorhanden. Eine Variation dieser
Einstangenschaltungsversion kann auch als Direktschaltung ausgeführt sein.
Insbesondere ist es möglich,
eine Schaltwelle quer-vorne über
den Schaltschienen zu platzieren.
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Werden
verschiene Getriebegehäusevarianten
produziert, die sämtlich
mit Bowdenzugschaltung ausgeführt
sind, so kann in vorteilhafter Weise immer die gleiche Schaltvorrichtung
außen
am Getriebegehäuse
angeschraubt sein.
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Weitere
Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung vor.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Teil einer inneren Schaltung eines Vorgelegegetriebes, das Schaltschienen
umfasst,
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2 in
einer ersten Ausgestaltungsalternative eine mögliche Konfiguration der Schaltschienen gemäß 1,
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3 in
einer zweiten Ausgestaltungsalternative eine mögliche Konfiguration der Schaltschienen
gemäß 1,
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4 in
einer dritten Ausgestaltungsalternative eine mögliche Konfiguration der Schaltschienen gemäß 1,
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5 in
einer vierten Ausgestaltungsalternative eine mögliche Konfiguration der Schaltschienen
gemäß 1,
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6 schematisch
eine Schaltvorrichtung, die zur Betätigung der in 2 und 3 gezeigten Schaltschienen
Anwendung finden kann,
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7 schematisch
eine Schaltvorrichtung, die zur Betätigung der in 4 und 5 gezeigten Schaltschienen
Anwendung finden kann,
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8 in
einer ersten Ansicht schematisch eine Schaltvorrichtung, die zur
Betätigung
der in 2 und 3 gezeigten Schaltschienen Anwendung
finden kann,
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9 die
Schaltvorrichtung aus 8 in einer anderen Ansicht,
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10 in
einer perspektivischen Ansicht schematisch eine Schaltvorrichtung,
die zur Betätigung
der in 4 und 5 gezeigten Schaltschienen Anwendung
finden kann und
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11 eine
direkte Schaltung in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt
einen Teil einer inneren Schaltung eines Vorgelegegetriebes. Diese
innere Schaltung umfasst vier Schaltschienen 1, 2, 3, 4,
die als Schaltschienenpaket 5 nebeneinander gelagert sind. Die
Schaltschienen 1, 2, 3, 4 sind
gegenüber
einem in 6 schematisch dargestellten
Getriebegehäuse 6 längsverschieblich
gelagert. Dabei ist jede Schaltschiene 1, 2, 3, 4 mittels
einer Laserschweißnaht 7 bzw. 8 bzw. 9 bzw. 10 verzugsfrei
mit einer Hülse 11, 12, 13, 14 verschweißt. Diese
Hülsen 11, 12, 13, 14 sind
längsverschieblich
auf Schaltachsen 15, 16 gelagert, welche im Getriebegehäuse 6 festgelegt
sind.
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Die
Hülsen 11, 12, 13, 14 sind
jeweils mit einer Schaltgabel 17 bzw. 18 bzw. 19 bzw. 20 verschweißt. Die
Schaltgabeln 17, 18, 19, 20 greifen
in üblicher
Weise in nicht näher
dargestellten Schaltmuffen von Gangwechselkupplungen ein, so dass eine
Längsverschiebung
der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 einen
Gang ein- oder ausrückt.
Dazu weisen die Schaltschienen 1, 2, 3, 4 an
deren Enden Schaltmäuler 21, 22, 23, 24 auf,
die gemeinsam eine Schaltnut 25 bilden, wenn die Schaltmäuler 21, 22, 23, 24 in
der in 1 dargestellten Weise miteinander fluchten. Diese
zueinander fluchtende Stellung der Schaltmäuler 21, 22, 23, 24 wird
erreicht, wenn sich die Gangwechselkupplungen in einer Neutralstellung
befinden. In dieser Neutralstellung sind sämtliche Gangwechselkupplungen
ausgerückt.
Zum Einrücken
eines Ganges aus dieser Neutralstellung wird eine der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 mittels
eines in 2 bis 5 in vier
Ausgestaltungsalternativen I bis IV dargestellten Schaltfingers 26 verschoben. 2 bis 5 sind
dabei in Einbaulage der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 dargestellt.
Den Ausgestaltungsalternativen I bis IV ist dabei gemein, dass eine Schaltwelle 27 schwenkbar
gegenüber
dem Getriebegehäuse 6 gelagert
ist, wobei sich der Schaltfinger 26 derart radial von der
Schaltwelle 27 hinfort erstreckt, dass dieser zur Längsverschiebung
der jeweiligen Schaltschiene 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4 in
jedes der vier Schaltmäuler 21 bzw. 22 bzw. 23 bzw. 24 eingreifen
kann.
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Gemäß 2 – d.h. Ausgestaltungsalternative
I – ist
die Schaltwelle 27 zum Auswählen einer der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 bzw.
eines Ganges längsverschieblich
und zum Schalten des gewählten Ganges
schwenkbar. Damit ist die Schaltwelle 27 quer zu den Schaltschienen 1, 2, 3, 4 angeordnet, weshalb
die Schaltwelle 27 auch als Querschaltwelle bezeichnet
werden kann. Die Einbaulage der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 und
der Schaltwelle 27 ist waagerecht.
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Gemäß 3 – d.h. Ausgestaltungsalternative
II – ist
die Schaltwelle 27 zum Auswählen einer der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 bzw.
eines Ganges ebenfalls längsverschieblich
und zum Schalten eines Ganges ebenfalls schwenkbar. Dabei ist die
Schaltwelle 27 quer zu den Schaltschienen 1, 2, 3, 4 angeordnet,
weshalb die Schaltwelle 27 auch als Querschaltwelle bezeichnet
werden kann. Die Schaltwelle 27 ist senkrecht angeordnet,
da die Schaltschienen 1, 2, 3, 4 liegend
angeordnet sind, so dass die Schaltnut 5 stehend ausgerichtet
ist.
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Gemäß 4 – d.h. Ausgestaltungsalternative
III – ist
die Schaltwelle 27 zum Auswählen einer Schaltschiene 1, 2, 3, 4 bzw.
eines Ganges schwenkbar und zum Schalten eines Ganges längsverschieblich.
Damit ist die Schaltwelle 27 parallel zu den Schaltschienen 1, 2, 3, 4 angeordnet.
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Gemäß 5 – d.h. Ausgestaltungsalternative
IV – ist
die Schaltwelle 27 zum Auswählen einer Schaltschiene 1, 2, 3, 4 bzw.
eines Ganges ebenfalls schwenkbar und zum Schalten eines Ganges
ebenfalls längsverschieblich.
Damit ist die Schaltwelle 27 parallel zu den Schaltschienen 1, 2, 3, 4 angeordnet. Jedoch
ist die Schaltnut 25 stehend ausgerichtet.
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6 zeigt
schematisch eine Schaltvorrichtung 55, die zur Betätigung der
Schaltschienen gemäß den Ausgestaltungsalternativen
I, II Anwendung finden kann.
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Diese
Schaltvorrichtung 55 ragt im Bereich eines Gehäuseabgangs 51 durch
eine Öffnung 54 des
Getriebegehäuses 6.
Diese Schaltvorrichtung 55 umfasst
- – die Schaltwelle 27,
- – eine
Schalteinrichtung 28,
- – eine
Wähleinrichtung 29,
- – eine
Aufnahme 30 der Schalt- und Wählkräfte,
- – eine
Kupplung 31 der Aufnahme 30 mit der Schaltwelle 27 und
- – ein
inneres Schaltungsblech 32, welches eine Schaltkulissenführung 33 und
die Kontur 34 einer Zentralrastierung 35 aufweist.
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Die
Schalteinrichtung 28 weist einen Kugelkopf 36 auf,
welcher einem Kugelgelenk zugehörig ist.
An diesem Kugelgelenk ist ein nicht näher dargestellter erster Bowdenzug
gelenkig befestigt. Dieser Bowdenzug führt zu einem Handschalthebel,
so dass Schaltkräfte über einen
Hebel 37 die Aufnahme 30 verschwenken. Die Aufnahme 30 weist
ferner eine Ringnut 38 auf, in die ein Gleitstein 39 der
Wähleinrichtung 29 eingreift.
Die Wähleinrichtung 29 weist ebenfalls
einen Kugelkopf 40 auf, welcher einem weiteren Kugelgelenk
zugehörig
ist. An diesem weiteren Kugelgelenk ist ein nicht näher dargestellter
zweiter Bowdenzug gelenkig befestigt. Dieser zweite Bowdenzug führt zu einem
Handschalthebel, so dass Schaltkräfte über einen Hebel 41 die
Aufnahme 30 in Längsrichtung
verschieben. Die Aufnahme 30 ist mittels der Kupplung mit
der Schaltwelle 27 verbunden, so dass die Schwenk- und
Längsbewegungen über die
Kupplung 31 unmittelbar auf die Schaltwelle 27 übertragen
werden.
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Die
Schaltwelle 27 weist einen Stift 42 auf, der sich
radial von der Schaltwelle 27 hinfort erstreckt. Dieser
Stift 42 ist in der Schaltkulissenführung 33 geführt, welche
ein H-Schaltbild
nachbildet. Neben der Schaltkulissenführung 33 weist das
innere Schaltungsblech 32 die Zentralrastierung 35 auf,
welche die Schaltwelle 27 in den Schaltgassen und der Wählgasse
der Schaltkulissenführung 33 positioniert.
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7 zeigt
schematisch eine Schaltvorrichtung 55a, die zur Betätigung der
Schaltschienen 1, 2, 3, 4 gemäß den Ausgestaltungsalternativen
III, IV Anwendung finden kann.
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Der
Aufbau ist grundsätzlich ähnlich dem Aufbau
gemäß 6,
weshalb gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind,
wohingegen abweichende Bauteile mit dem Index a versehen sind. Der
erste Kugelkopf 36a ist im Gegensatz zu 6 den
Wählbewegungen
zugeordnet, wohingegen der zweite Kugelkopf 40a den Schaltbewegungen
zugeordnet ist. Da somit Wählkräfte die
Schaltwelle 27 verschwenken, wohingegen Schaltkräfte die Schaltwelle 27 verschieben,
ist auch die Schaltkulissenführung 33a um
90° verdreht
gegenüber
der Schaltkulissenführung 33 aus 6.
Die Schaltvorrichtung 55a weist ebenfalls eine Zentralrastierung auf,
die jedoch zeichnerisch nicht näher
dargestellt ist.
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8 und 9 zeigen
in zwei Ansichten schematisch eine Schaltvorrichtung 55b,
die zur Betätigung
der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 gemäß den Ausgestaltungsalternativen
I, II Anwendung finden kann. Diese Schaltvorrichtung 55b findet
Anwendung bei einem Handschalthebel, der über eine Einstangenschaltung 43 mit
der Schaltwelle 27 verbunden ist. Dabei wird die Schaltwelle 27 gemäß 9 zum Wählen in
Längsrichtung
verschoben. Hingegen wird die Schaltwelle zum Schalten gemäß 8 verschwenkt.
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10 zeigt
hingegen in einer perspektivischen Ansicht schematisch eine Schaltvorrichtung 55c,
die zur Betätigung
der Schaltschienen 1, 2, 3, 4 gemäß den Ausgestaltungsalternativen
III, IV Anwendung finden kann. Diese Schaltvorrichtung 55c findet
Anwendung bei einem Handschalthebel, der über eine Einstangenschaltung 43a mit
der Schaltwelle 27 verbunden ist. Dabei wird die Schaltwelle 27 zum
Wählen
verschwenkt. Hingegen wird die Schaltwelle 27 zum Schalten
in Längsrichtung
verschoben.
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11 zeigt
eine direkte Schaltung in einer perspektivischen Ansicht. Bei dieser
direkten Schaltung wird eine Schaltvorrichtung 55d von
einem doppelten Kardangelenk 57 gebildet. Dieses doppelte Kardangelenk 57 koppelt
einen Handschalthebel 44 unmittelbar mit dem Schaltfinger 26,
der in die Schaltnut 25 des Schaltschienenpaketes 5 eingreift.
Somit lässt
sich entsprechend den vorangegangenen Beispielen eine einzelne der
Schaltschienen 1, 2, 3, 4 auswählen und
zum Schalten verschieben.
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12 zeigt
einen geschlossenen Gehäuseabgang 45 des
Getriebegehäuses 6,
der für
eine der vorgenannten Schaltvorrichtung 55, 55a, 55b, 55c, 55d vorgesehen
ist. Dabei weist das Getriebegehäuse 6 mehrere
solcher geschlossenen Gehäuseabgänge 45 auf.
Ein geschlossener Gehäuseabgang 45 wird
beim Gießen
des Getriebegehäuses 6 produziert,
indem zwei Schieber 46, 47 aus zwei Formhälften 48, 49 einer
Gussform 56 bis auf einen Spalt 50 aufeinander
zu fahren. Der verbliebene Spalt 50 stellt sicher, dass
der einfließende
heiße
Gusswerkstoff das Getriebegehäuse 6 in
diesem Gehäuseabgang 45 verschließt.
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13 zeigt
einen anderen Gehäuseabgang 51 des
Getriebegehäuses 6 gemäß 12.
An diesem Gehäuseabgang 51 werden
zwei andere Schieber 52, 53 bis auf Kontakt aufeinander
zu gefahren. Das stellt sicher, dass am Gehäuseabgang 51 nach dem
Herausnehmen des erkalteten Getriebegehäuses 6 aus der Gussform 56 eine Öffnung 54 verbleibt. In
diese Öffnung 54 wird
in einer späteren
Fertigungsstufe die zuvor in den Ausführungsbeispielen genannte Schaltvorrichtung 55 bzw. 55a bzw. 55b bzw. 55c bzw. 55d eingesetzt.
Vor dem Einsetzen der Schaltvorrichtung kann die Öffnung 54 beispielsweise
mit einem Fräser
oder Bohrer nachbearbeitet werden.
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Dabei
ist es auch möglich,
die beiden Schieber 46, 47 gemäß 12 voll
auf Kontakt aneinander zu fahren und die beiden Schieber 52, 53 gemäß 13 bis
einen Spalt aufeinander zu fahren. Somit ist es möglich, die Öffnung dort
zu platzieren, wo es bei der jeweiligen Variante des Getriebes für das Einsetzen
der Schaltvorrichtung notwendig ist.
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Anstelle
der Verwendung von zwei Schiebern 46, 47 bzw. 52, 53 kann
auch ein einziger Schieber pro Gehäuseabgang 45 bzw. 51 vorgesehen sein.
In diesem Fall fährt
der einzige Schieber auf Kontakt mit der gegenüber liegenden Formhälfte der Gussform,
wenn keine Öffnung
hergestellt werden soll. Soll hingegen eine Öffnung hergestellt werden, so
wird zwischen dem Schieber und der gegenüber liegenden Formhälfte ein
Spalt belassen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist anstelle der
in 1 gezeigten zwei Schaltachsen 15, 16 ausschließlich eine
Schaltachse vorgesehen, die sämtlich
Hülsen
bzw. Schaltgabeln trägt.
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Es
kann auch nur eine Schaltschiene mit einer Hülse vorgesehen sein, wobei
die übrigen
Schaltgabeln/Schaltschwingen in anderer Weise betätigt werden.
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Bei
dem Vorgelegegetriebe gemäß
1 kann
eine aktive Verriegelung vorgesehen sein, welche die Schaltschienen
an einer Verschiebung gegeneinander hindert, wenn ein Gang eingelegt
ist. Eine solche Verriegelung ist beispielsweise in der
DE 197 42 065 C1 dargestellt.
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Bei
den beschriebenen Ausgestaltungsalternativen handelt es sich nur
um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale
für unterschiedliche
Ausgestaltungsalternativen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht
beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind
den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile
zu entnehmen.