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Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit einer Mehrzahl von Getriebewellen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und einer Schaltvorrichtung mit einer Betätigungsstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In einem Getriebe wird in der Regel ein Gangwechsel durch die Betätigung einer Synchronisierungseinrichtung bewirkt, indem mittels einer Schaltvorrichtung mit Hilfe einer Betätigungsstange ein Schaltelement in eine bestimmte Stellung gebracht wird. Dabei ist bei automatisierten Getrieben die Betätigungsstange üblicherweise innerhalb eines Schaltzylinders angeordnet, wobei die Betätigungsstange an einem Schaltkolben befestigt ist.
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Aus der
DE 15 76 175 B ist eine Schaltvorrichtung beschrieben, bei der ein Stufenkolben in einem Arbeitszylinder mit einer Betätigungsstange abgedichtet geführt ist. Dabei ist der Stufenkolben auf der Betätigungsstange mit zwei Sicherungsringen befestigt. Zur Abdichtung der beiden Arbeitsräume des Arbeitszylinders gegeneinander sind am Schaltkolben Dichtmittel vorgesehen. Da bei den heutigen Schaltgetrieben, insbesondere bei den Doppelkupplungsgetrieben, unterschiedliche Betriebsöle verwendet werden können, ist eine zuverlässige Abdichtung der Arbeitsräume des Arbeitszylinders gegenüber einer äußeren Umgebung zur Verhinderung einer Ölvermischung notwendig. Aus der nachveröffentlichten Druckschrift
DE 10 2006 030 450 A1 ist ein Schaltgetriebe bekannt bei dem das Befestigungsmittel als Ringscheibe ausgebildet ist, wobei benachbart hierzu ein O-Ring als Dichtmittel vorgesehen ist. Der Aufbau und die Montage sind jedoch sehr teuer und damit kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ausgestaltung einer Befestigungseinrichtung für die Betätigungsstange in einem Arbeitszylinder eines Getriebes zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass das Befestigungsmittel als eine Befestigungsschraube ausgebildet ist. Vorzugsweise ist hierbei die Befestigungsschraube als eine Bundschraube ausgebildet. Das Dichtmittel kann in Form eines O-Rings ausgebildet sein, wobei jede für das und am Befestigungsmittel passende und unmittelbar positionierbare Dichteinrichtung denkbar ist. Hierbei kann die vorgesehene O-Ring-Dichtung am Umfang des Schraubenschaftes angeordnet sein. Hierdurch wird eine zuverlässige Abdichtung der Druckräume im Schaltzylinder gegenüber einer äußeren Umgebung innerhalb eines Getriebegehäuses bewirkt.
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Bei der vorliegenden Schaltvorrichtung kann bei der Montage des Schaltgetriebes die Betätigungsstange zu einem späteren Zeitpunkt bzw. nach dem Montieren der Betätigungsstange an einem Radsatz in den Schaltkolben eingeschoben werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schaltvorrichtung in einem Bereich positioniert, in dem eine Ölraumtrennung zwischen einer Radsatzölumgebung und einer Hydraulikölumgebung verläuft. Hier wird durch die unmittelbare Anordnung des Dichtmittels an der Befestigungsschraube eine zuverlässige Abdichtung im jeweiligen Bereich der Ölraumtrennung herbeigeführt, so dass eine Vermischung von zwei Betriebsölen, welche sich im Getriebe befinden, verhindert wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vor einem Montageschritt zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Betätigungsstange und dem Schaltkolben die Betätigungsstange auf einem Radsatz vormoniert, so dass die Betätigungsstange im verbundenen Zustand mit dem Radsatz eine erste vormontierte Montageeinheit bilden. In einem weiteren Montageschritt wird dann die Betätigungsstange mit dem Schaltkolben anhand der mit dem Dichtmittel versehenen Befestigungsschraube verbunden. Hierdurch wird eine optimierte Montage des Schaltgetriebes erzielt, bei der eine Beschädigung der Dichtmittel innerhalb des Getriebes vermieden wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vor einem Montageschritt zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Betätigungsstange und dem Schaltkolben der Schaltkolben in den Arbeitszylinder vormontiert, so dass der Arbeitszylinder und der Schaltkolben eine zweite vormontierte Montageeinheit bilden, die mit Hilfe der Befestigungsschraube mit der ersten Montageeinheit verbindbar ist. Demnach kann hier eine genaue Positionierung des Schaltkolbens innerhalb des Arbeitszylinders erzielt werden. Weiterhin können die am Umfang des Schaltkolbens vorgesehenen Kolbendichtmittel sowie weitere Dichtmittel am Arbeitszylinder vor dem Einbau des Arbeitszylinders in das Getriebegehäuse zuverlässig zusammengefügt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vor einem Montageschritt zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Betätigungsstange und dem Schaltkolben die erste vormontierte Montageeinheit in das Getriebegehäuse eingeführt, so dass die erste Montageeinheit mit dem Getriebegehäuse eine dritte vormontierte Montageeinheit bilden. Diese kann dann mit der zweiten Montageeinheit verbunden werden. Hierdurch kann eine genaue Montage und Befestigung der Betätigungsstange innerhalb der Schaltvorrichtung des Schaltgetriebes und gleichzeitig eine optimierte Ölraumtrennung bewirkt werden.
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Die vorliegende Anordnung eignet sich insbesondere für solche Schaltgetriebe, die als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet sind, und bei denen für den Betrieb ein Hydraulik- und ein Radsatzöl erforderlich sind, wobei sich diese nicht vermischen dürfen.
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Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen, einer Hauptwelle und einer Ausgangswelle,
- 2 einen vormontierten Radsatz, ein Getriebegehäuse und einen vormontierten Schaltzylinder des Doppelkupplungsgetriebes nach 1,
- 3 eine Schnittdarstellung einer Schaltvorrichtung für das Doppelkupplungsgetriebe nach 1,
- 4 eine schematische Darstellung eines vormontierten Schaltzylinders der Schaltvorrichtung nach 3,
- 5 eine detaillierte Ansicht des Radsatzes aus 2 und
- 6 eine schematische Ansicht des Radsatzes aus 5 nach dessen Einführung in das Getriebegehäuse des Doppelkupplungsgetriebes nach 1.
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Das in 1 schematisch dargestellte Schaltgetriebe 1 ist als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, bei dem eine Doppelkupplungsanordnung 4 eingangsseitig über eine Kurbelwelle mit einem nicht dargestellten Motor verbunden ist. Dabei ist die Doppelkupplungsanordnung 4 ausgangsseitig mit zwei Getriebeeingangswellen 5 und 5a verbunden. Hier ist die erste Eingangswelle 5 als Vollwelle und die zweite Eingangswelle 5a als Hohlwelle ausgebildet. Auf der ersten Eingangswelle 5 sind Zahnräder für ein Teilgetriebe mit den ungeraden Gängen angeordnet, wobei auf der zweiten Eingangswelle 5a Zahnräder für ein weiteres Teilgetriebe mit den geraden Gängen angeordnet ist.
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Zur Erzielung der einzelnen Gangstufen im Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1 sind auf einer parallel und im Abstand zu den Getriebeeingangswellen 5 und 5a angeordneten Hauptwelle 5c Zahnräder vorgesehen, die mit den Zahnrädern der Getriebeeingangswellen 5 und 5a kämmend in Eingriff stehen, wobei die Zahnräder auf der Hauptwelle 5c als Los- oder als Festräder ausgebildet sein können. Weiterhin weist das Doppelkupplungsgetriebe 1 eine Ausgangswelle 6 auf, welche mit der Hauptwelle 5c durch eine Konstante verbunden ist. Am Ende der Ausgangswelle 6 ist ein Ritzel angeordnet, das mit einem Achsgetriebe in Verbindung steht. Vorzugsweise stellt das Achsgetriebe ein Hinterachsgetriebe dar, das in einem Fahrzeug mit einem Heckmotor oder Mittelmotor, insbesondere einem Boxermotor, angeordnet ist.
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Weiterhin weist das Schaltgetriebe ein Getriebegehäuse auf, das aus zwei Gehäusehälften 2 und 3, wobei die eine Gehäusehälfte als ein Kupplungsgehäuse 3 ausgebildet ist. Hier ist die Doppelkupplungsanordnung 4 im Kupplungsgehäuse 3 angeordnet.
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Für den Betrieb der Kupplungsanordnung 4 sowie der Schaltvorrichtungen ist ein Hydrauliköl, insbesondere ATF-ÖI, vorgesehen, wobei für den Betrieb der Zahnräder ein Getriebeöl, insbesondere Hypoidöl, vorgesehen ist. Dabei dürfen sich beide Ölsorten nicht vermischen, so dass eine Hydraulikölumgebung 18, 19 und 19a gegenüber einer Getriebeölumgebung bzw. Radsatzölumgebung 20 abgedichtet ist. Hierzu sind gemäß 1 an den entsprechenden Stellen unterschiedliche Dichtungseinrichtungen 23 vorgesehen. Beim vorliegenden Doppelkupplungsgetriebe 1 ist die Schaltvorrichtung, die einen Arbeitszylinder 10 und einen mit einer Betätigungsstange 7 mittels einer Befestigungsschraube 11 verbundenen Schaltkolben 9 aufweist, in einem Bereich positioniert ist, in dem eine Ölraumtrennung zwischen der Radsatzölumgebung 20 und der Hydraulikölumgebung 18 und 19 verläuft.
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Durch die Schaltvorrichtung wird die Stellung eines mit der Betätigungsstange 7 verbundenen Schaltelementes 8, hier als Schaltgabel ausgebildet, verändert. Im Arbeitszylinder 10 befindet sich Hydrauliköl, wobei sich außerhalb des Arbeitszylinders 10 im Bereich der Betätigungsstange 7 Radsatzöl befindet. Vorzugsweise ist der Schaltkolben 9 derart ausgebildet, dass sich auf der der Betätigungsstange 7 zugewandten Seite eine mit dem Schaltkolben 9 einstückig ausgebildete Hülse 9a um die Betätigungsstange erstreckt. Durch diese Ausgestaltung kann eine zuverlässige Abdichtung eines ersten Arbeitsraumes 18 des Schaltzylinders 10 mittels einer Lippendichtung 17 gegenüber der Radsatzölumgebung 20 erzielt werden. Gemäß 3 ist der Arbeitszylinder 10 im montierten Zustand gegenüber der Radsatzölumgebung 20 mittels einer Dichteinrichtung 16 in Form eines O-Rings abgedichtet.
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Darüber hinaus ist an der Befestigungsschraube 11 eine Dichtung 12 in Form eines O-Rings 12 vorgesehen, um eine Abdichtung des zweiten Arbeitsraumes 19 des Arbeitszylinders 10 gegenüber der Radsatzölumgebung 20 zu erzielen. Der O-Ring 12 wird vor der Anbringung der Befestigungsschraube 11 an der Betätigungsstange 7 um den Schaft der Befestigungsschraube 11 positioniert. Vorzugsweise ist die Befestigungsschraube 11 als eine Bundschraube ausgebildet. Durch die Verwendung einer Bundschraube wird die Anordnung des O-Rings 12 an einem Abschnitt zwischen Schraubenkopf und Gewinde ermöglicht. Weiterhin ist die Anbringung eines definierten Moments zwischen Schraube 11 und Betätigungsstange 7 durchführbar, ohne den Schaltkolben 9 zu beschädigen. Vorzugsweise ist der Schaltkolben 9 aus Kunststoff hergestellt.
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Zur Erzielung einer zuverlässigen Abdichtung bzw. zur Umsetzung einer zuverlässigen Ölraumtrennung zwischen dem Hydrauliköl, ATF-ÖI und dem Radsatzöl, Hypoidöl sieht die vorliegende Erfindung folgende Montageschritte vor. In einem ersten Montageschritt werden die Radsätze auf den Getriebeeingangswellen 5 und 5a sowie auf der Hauptwelle 5c angebracht und befestigt, so dass im ersten Montageschritt zur Komplettierung des vormontierten Radsatzes die Betätigungsstangen 7 mit den entsprechenden Schaltelementen 8, hier Schaltgabeln, am Radsatz angebracht werden. Somit wird eine erste Montageeinheit 13 gebildet.
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In einem zweiten Montageschritt wird das Kupplungsgehäuse 3 auf die erste Montageeinheit 13 aufgeschoben, die sich vorzugsweise senkrecht stehend auf einem Montageträger befindet. Nachdem das Getriebegehäuse 3 auf den Radsatz aufgeschoben ist, sind die Betätigungsstangen 7 in entsprechenden Bohrungen innerhalb des Kupplungsgehäuse 3 gemäß 6 positioniert. In einem weiteren Montageschritt werden die einzelnen vormontierten Arbeitszylinder 10 mit den entsprechenden Dichtungen 16 und 22 bestückt und danach in das Kupplungsgehäuse 3 eingeführt. Dabei sind die Schaltkolben 9, welche mit einer Kolbendichtung 21 und der Lippendichtung 17 bestückt sind, im jeweiligen Arbeitszylinder 10 bereits vormontiert. Nachdem nun die Betätigungsstangen 7 in die entsprechenden Schaltkolben 9 eingeführt sind, werden diese mittels der Befestigungsschrauben 11, welche bereits mit den O-Ringen 12 bestückt sind, miteinander verschraubt.
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Demnach wird im Bereich der Ölraumtrennung zwischen dem Hydrauliköl und dem Radsatzöl mit der vorgeschlagenen Anordnung eine zuverlässige Abdichtung erzielt. Hierdurch wird eine zuverlässige Ölraumtrennung ermöglicht, wobei durch die vorgeschlagene Montagereihenfolge die Fertigungszeiten durch die Komplettierung des vormontierten Radsatzes verkürzt werden. Weiterhin wird durch die Integration des O-Rings 12 in die Befestigungsschraube 11 eine zuverlässige Montage im Hinblick auf die Dichtheit ermöglicht. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. erfindungsgemäße Befestigung der Betätigungsstangen 7 im Schaltkolben 9 eine leichtere Demontage des Schaltgetriebes ermöglicht.
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Das Ausführungsbeispiel bzw. die vorgeschlagene Befestigung der Betätigungsstange am Schaltkolben ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung für jede Bauart von Getrieben verwendbar und ist daher nicht auf Doppelkupplungsgetriebe beschränkt. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Automatgetrieben sowie mit anderen Ausführungsformen von Schaltgetrieben verwendet werden.
