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Die
Erfindung betrifft ein Wandlergetriebe nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Bekannte
Wandlergetriebe, wie sie bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden,
umfassen einen Wandlerteil als Anfahrelement und einen Getriebeteil zur
automatischen Schaltung von Übersetzungen. Der Wandlerteil
umfasst einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der im Wesentlichen
aus einem angetriebenen Pumpenrad, einem abtreibenden Turbinenrad
sowie einem Leitrad besteht, welches gegen über dem Gehäuse
des Getriebeteils abgestützt ist. Das Leitrad nimmt das
Wandlerdrehmoment auf, d. h. das Differenzmoment zwischen Pumpenrad-
und Turbinenradmoment. Das Leitrad ist über einen Freilauf
auf einer Leitradwelle gelagert, welche als Hohlwelle ausgebildet
und am Getriebegehäuse abgestützt ist.
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Durch
die
DE 42 00 910 C2 der
Anmelderin wurde ein Automatgetriebe mit einem hydrodynamischen
Wandler bekannt, dessen Leitrad über eine als Hohlwelle
ausgebildete Leitradwelle an einer so genannten Zwischenplatte abgestützt
ist. Die Zwischenplatte ist Teil des Getriebegehäuses und
zwischen dem Wandler und dem Getriebeteil angeordnet. Bei einer
bekannten Ausführung der Anmelderin ist die Leitradwelle
gegenüber der Zwischenplatte mittels einer Schneidverzahnung
gegen Verdrehen und durch eine Materialumformung (Verstemmen) in axialer
Richtung gesichert. Die am Leitrad wirkenden Kräfte sowie
eine etwaige Taumelbewegung des Leitrades werden über die
Leitradhohlwelle übertragen und können zu einer
Lockerung oder einem Versagen der Materialumformung führen,
zumal das Material der Zwischenplatte eine Druckgusslegierung ist und
eine Materialumformung aus einer Druckgusslegierung keine hohe Dauerhaltbarkeit
aufweist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abstützung
und Sicherung einer Leitradwelle im Getriebegehäuse derart
zu gestalten, dass eine hohe Sicherheit gegen Ausfall oder Versagen
erreicht wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die Leitradwelle gegenüber dem Getriebegehäuse
durch ein mit dem Getriebegehäuse verschraubbares Sicherungselement
abgestützt ist, welches formschlüssig in die Leitradwelle
eingreift. Die von der Leitradwelle übertragenen Axialkräfte
werden somit formschlüssig in das Sicherungselement eingeleitet,
welches diese Kräfte aufnimmt und über die Verschraubung
in das Getriebegehäuse weiterleitet. Das Gewinde der Verschraubung
ist derart dimensioniert, dass das Material des Gehäuses,
bevorzugt eine Druckgusslegierung, nicht überbeansprucht
wird und somit eine dauerhafte Sicherung gegeben ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sicherungselement
als Überwurfmutter ausgebildet, welche einen hohlzylindrischen
Bereich – für das Innengewinde – und
einen stirnseitigen Bereich mit einer Abstützfläche
aufweist. Das Sicherungselement ist somit als einfach herstellbares
und leicht montierbares Teil ausgebildet.
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Bevorzugt
ist das Gewinde als Feingewinde ausgebildet. Damit kann eine Feineinstellung
bei der Verspannung der Leitradwelle gegenüber dem Gehäuse
erreicht werden. Darüber hinaus wird eine gleichmäßige
Krafteinleitung in das Getriebegehäuse erreicht.
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Das
Gewinde ist bevorzugt als Linksgewinde ausgebildet, um ein unbeabsichtigtes
Lösen zu verhindern. Darüber hinaus kann die Überwurfmutter durch
formschlüssige Sicherungselemente, z. B. Lappen gegenüber
dem Getriebegehäuse gesichert werden.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Sicherungselement
aus Stahl oder einer höherfesten Aluminiumknetlegierung
hergestellt. Durch die höhere Materialfestigkeit des Sicherungselementes
wird eine zuverlässige und dauerhafte Sicherung erreicht.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebegehäuse
einen Gehäusestutzen auf, auf dessen Außenseite
ein Außengewinde zur Verschraubung mit der Überwurfmutter
angeordnet ist. Der Gehäusestutzen weist eine Stufenbohrung
auf, in welcher die Leitradwelle aufgenommen und gegen Verdrehen,
insbesondere durch eine Schneidverzahnung gesichert ist. Durch den
Absatz in der Stufenbohrung wird eine ringförmige Anlagefläche
für die Leitradwelle, d. h. ein axialer Anschlag gebildet.
Den zweiten axialen Anschlag bildet die Überwurfmutter,
sodass die Leitradwelle in beiden axialen Richtungen fixiert ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform weist der stirnseitige
Bereich der Überwurfmutter eine erste Planfläche
auf, welche dem gehäuseseitigen Stutzen zugewandt ist und
auf dessen Stirnfläche aufliegt. Die erste Planfläche
setzt sich nach innen in einer Ringfläche fort, welche
die formschlüssige Anlage an der Leitradwelle bildet und
damit deren axiale Abstützung bewirkt.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der stirnseitige
Bereich der Überwurfmutter eine zweite Planfläche
auf, welche eine Anlage für ein Axiallager bildet. Bevorzugt
sind der stirnseitige Bereich verstärkt und die zweite
Planfläche derart ausgebildet, dass sie als Lauffläche
für die Wälzkörper des Axiallagers fungiert.
Damit wird ein Laufring des Wälzlagers in die Überwurfmutter,
d. h. deren stirnseitigen Bereich integriert, wodurch sich eine
Verringerung der Anzahl der Bauteile und ein Gewinn an axialem Bauraum
ergibt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher
beschrieben, wobei sich aus de Beschreibung und/oder der Zeichnung
weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
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1 eine
gegenüber einem Getriebegehäuse abgestützte
und gesicherte Leitradwelle eines Wandlers und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem abgewandelten
Sicherungselement.
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1 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Wandlergetriebe, auch Automatgetriebe
genannt, welches für Kraftfahrzeuge verwendbar ist. Eine
teilweise dargestellte Leitradwelle 1, welche als Hohlwelle
ausgebildet ist, ist mit einem nicht dargestellten Leitrad eines
hydrodynamischen Drehmomentwandlers, welcher ferner ein Pumpen-
und ein Turbinenrad umfasst, verbunden. Die Leitradwelle 1 ist
gegenüber einer teilweise dargestellten Zwischenplatte 2,
die Teil eines nicht dargestellten Getriebegehäuses ist, abgestützt.
Die Zwischenplatte 2 ist, wie im eingangs genannten Stand
der Technik beschrieben und dargestellt, zwischen dem Wandler und
dem Getriebe angeordnet. Die Zwischenplatte 2 weist eine
Stufenbohrung 3 mit einer ersten Bohrung 3a, einem
Absatz 3b und einer zweiten Bohrung 3c auf. Die
Leitradwelle 1 weist einen Wellenbund 1a auf,
welcher am Absatz 3b in axialer Richtung abgestützt
und in Umfangsrichtung über eine Schneidverzahnung 4 gegenüber
der Zwischenplatte 2 gesichert ist. Die Leitradwelle 1,
hergestellt aus Stahl, weist also eine Verzahnung auf, welche in
das weichere Material, eine Leichtmetalldruckgusslegierung, der
Zwischenplatte 2 eingeschnitten ist. Damit wird eine in
Umfangsrichtung spielfreie Verbindung erreicht. Die Zwischenplatte 2 weist
einen Stutzen 2a mit einer Stirnfläche 2b und
einem Außengewindeabschnitt 2c auf. Die Zwischenplatte 2 und
der Stutzen 2a werden auch als Getriebegehäuse 2 bzw.
als Getriebestutzen 2a bezeichnet. Auf den Stutzen 2a ist
ein als Überwurfmutter 5 ausgebildetes Sicherungselement
aufgeschraubt und sichert die Leitradwelle 1 in axialer Richtung
gegenüber der Zwischenplatte 2. Das Sicherungselement,
im Folgenden Überwurfmutter 5 genannt, ist im
Schnitt L-förmig ausgebildet und weist einen hohlzylindrischen
Abschnitt 5a sowie einen stirnseitigen Abschnitt 5b auf.
Im hohlzylindrischen Abschnitt 5a ist ein Innengewinde 5c vorgesehen, welches
in das Außengewinde 2c des Stutzens 2a eingreift.
Der stirnseitige Abschnitt 5b weist eine erste Planfläche 5d und
eine zweite Planfläche 5e auf. Der radial innen
liegende Bereich der ersten Planfläche 5d bildet
eine Ringfläche 5f, welche am Wellenbund 1a der
Leitradwelle 1 anliegt und diese formschlüssig
in axialer Richtung sichert. Der übrige Teil der ersten
Planfläche 5d liegt an der Stirnfläche 2b des
Stutzens 2a an. Die Überwurfmutter 5 sichert
die Leitradwelle 1 somit formschlüssig gegenüber
der Zwischenplatte 2. Das Gewinde der Gewindeabschnitte 2c/5c ist
vorzugsweise linksgängig ausgebildet, um ein unbeabsichtigtes
Lösen des Gewindes zu verhindern – die vom Wandler
eingeleitete Drehbewegung ist im Uhrzeigersinn gerichtet. Das Gewinde der
Gewindeabschnitte 2c/5c kann vor zugsweise als Feingewinde,
d. h. mit einer geringeren Steigung ausgebildet sein, womit eine
verbesserte Krafteinleitung und eine genauere Verspannung erreicht
werden. Darüber hinaus kann die Überwurfmutter 5 durch
nicht dargestellte formschlüssige Sicherungselemente wie
z. B. Lappen gegenüber der Zwischenplatte 2 gegen
Verdrehen gesichert werden. Das Material der Überwurfmutter 5 ist
vorzugsweise Stahl oder auch eine Aluminiumknetlegierung von höherer Festigkeit.
Das Material der Zwischenplatte 2 bzw. des Getriebegehäuses 2 ist
vorzugsweise eine Aluminiumdruckgusslegierung, also ein weicherer
Werkstoff als der der Überwurfmutter 5. Die äußere
Stirnfläche der Überwurfmutter 5, d.
h. die zweite Planfläche 5e stützt sich
gegen ein als Wälzlager ausgebildetes Axiallager 6 ab.
Das Axiallager 6 weist einen ersten an der zweiten Planfläche 5e abgestützten Laufring 6a,
Wälzkörper 6c sowie einen zweiten Laufring 6b auf.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem
abgewandelten Sicherungselement, welches hier mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet
ist. Ansonsten werden für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern
wie in 1 verwendet. Die Überwurfmutter 7 weist
im Unterschied zur Überwurfmutter 5 gemäß 1 einen
verdickten, L-förmigen stirnseitigen Bereich 7b auf,
d. h. die erste Planfläche 7d und die zweite Planfläche 7e weisen
einen größeren axialen Abstand zueinander auf
als die beiden Planflächen 5d und 5e in 1.
Die veränderte Form des stirnseitigen Bereiches 7b resultiert
daraus, dass der erste L-förmige Lagerring 6a des
Axiallagers 6 (1) in die Überwurfmutter 7 integriert
wurde, d. h. die zweite Planfläche 7e fungiert
als Lauffläche für die Wälzkörper 6c.
Der zweite Laufring 6b ist unverändert beibehalten
worden. Da die Überwurfmutter 7 vorzugsweise aus
Stahl hergestellt ist, weist die zweite Planfläche 7e eine
hinreichende Festigkeit für einen Laufring eines Axiallagers
auf. Die Sicherung und Abstützung der Leitradwelle 1 gegenüber
der Zwischenplatte 2 (Getriebegehäuse 2)
bleibt dieselbe wie in 1.
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- 1
- Leitradwelle
- 1a
- Wellenbund
- 2
- Zwischenplatte
(Getriebegehäuse)
- 2a
- Stutzen
(Gehäusestutzen)
- 2b
- Stirnfläche
- 2c
- Gewindeabschnitt
- 3
- Stufenbohrung
- 3a
- erste
Bohrung
- 3b
- Absatz
- 3c
- zweite
Bohrung
- 4
- Schneidverzahnung
- 5
- Überwurfmutter
(Sicherungselement)
- 5a
- hohlzylindrischer
Abschnitt
- 5b
- stirnseitiger
Abschnitt
- 5c
- Innengewinde
- 5d
- erste
Planfläche
- 5e
- zweite
Planfläche
- 5f
- Ringfläche
- 6
- Axiallager
- 6a
- erster
Laufring
- 6b
- zweiter
Laufring
- 6c
- Wälzkörper
- 7
- Überwurfmutter
- 7a
- hohlzylindrischer
Abschnitt
- 7b
- stirnseitiger
Abschnitt
- 7d
- erste
Planfläche
- 7e
- zweite
Planfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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Zitierte Patentliteratur
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