DE102011086004A1

DE102011086004A1 - Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE102011086004A1
Application number: DE102011086004A
Authority: DE
Inventors: Rainer Wanjelik; Sven Hofmann; Alexander Pabst; Florian Böhm
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-16
Also published as: CN103104681A

Abstract

Nutzfahrzeuggetriebe werden oftmals in einer sogenannten Gruppenbauweise umgesetzt. In dieser Bauform besteht beispielsweise ein 16-Gang-Getriebe aus einem Hauptgetriebe mit vier Gängen, einem nachgeschalteten Range-Getriebe mit zwei unterschiedlichen Übersetzungen. Es wird eine Getriebeanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebegehäuse 8, mit einem Schaltgetriebe 3, welches eine Ausgangswelle 6 aufweist, mit einer Bereichsgruppe 4, wobei die Bereichsgruppe 4 einen Planetentrieb 10 aufweist, der über die Ausgangswelle 6 angetrieben wird, wobei das Schaltgetriebe 3 und die Bereichsgruppe 4 in dem Getriebegehäuse 8 angeordnet sind, mit einer Lagereinrichtung 21, wobei die Lagereinrichtung 21 als ein Wälzlager ausgebildet ist, in einem Übergangsbereich zwischen dem Schaltgetriebe 3 und der Bereichsgruppe 4 angeordnet ist und die Ausgangswelle 6 gegenüber dem Getriebegehäuse 8 lagert, wobei das Getriebegehäuse 8 einen Stützabschnitt 24 aufweist, wobei an dem Stützabschnitt 24 ein sich in axialer Richtung erstreckender und die Ausgangswelle 6 umlaufender Kragenabschnitt 23 angeordnet ist, welcher an der radialen Innenseite eine Anlagefläche 22 für die Lagereinrichtung 21 bildet, wobei die Lagereinrichtung 21 einen spanlos gefertigten Außenring 25 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebegehäuse, mit einem Schaltgetriebe, welches eine Ausgangswelle aufweist, mit einer Bereichsgruppe, wobei die Bereichsgruppe einen Planetentrieb aufweist, der über die Ausgangswelle angetrieben wird, wobei das Schaltgetriebe und die Bereichsgruppe in dem Getriebegehäuse angeordnet sind, mit einer Lagereinrichtung, wobei die Lagereinrichtung als ein Wälzlager ausgebildet ist, in einem Übergangsbereich zwischen dem Schaltgetriebe und der Bereichsgruppe angeordnet ist und die Ausgangswelle gegenüber dem Getriebegehäuse lagert, wobei das Getriebegehäuse einen Stützabschnitt aufweist, wobei an dem Stützabschnitt ein sich in axialer Richtung erstreckender und die Ausgangswelle umlaufender Kragenabschnitt angeordnet ist, welcher an der radialen Innenseite eine Anlagefläche für die Lagereinrichtung bildet.
Nutzfahrzeuggetriebe werden oftmals in einer sogenannten Gruppenbauweise umgesetzt. In dieser Bauform besteht beispielsweise ein 16-Gang-Getriebe aus einem Hauptgetriebe mit vier Gängen, einem nachgeschalteten Range-Getriebe mit zwei unterschiedlichen Übersetzungen, sodass diese beiden Baugruppen bereits 2 × 4 Gänge darstellen. Durch die Vorschaltung eines zweistufigen Split-Getriebes wird die Anzahl der Gänge ein weiteres Mal verdoppelt, sodass 16 Gänge zur Verfügung stehen.
Das Range-Getriebe wird auch als Range- oder Bereichsgruppe bezeichnet und übersetzt die Drehzahlen in einem so hohen Maß, dass ein neuer Übersetzungsbereich entsteht, der sich nicht mit dem Bereich der ersten Stufe überschneidet. Typisch sind Übersetzungen von 3–4:1.
Die Druckschrift DE 198 06031 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Schalteinrichtung für die Schaltungsbetätigung einer derartigen Bereichsgruppe, wobei die Bereichsgruppe ein Planetengetriebe umfasst. Die Schalteinrichtung kann ein Hohlrad des Planetengetriebes wahlweise drehfest mit einem Gehäuse des Getriebes oder drehfest mit einem Kupplungskörper koppeln, welcher drehfest auf einer Ausgangswelle des vorgeschalteten Schaltgetriebes aufgesetzt ist. Durch die Schalteinrichtung ist es möglich, zwischen den zwei Übersetzungen der Bereichsgruppe zu schalten. In der Schalteinrichtung ist die Ausgangswelle des vorgeschalteten Getriebes über ein Wälzlager gegenüber dem Gehäuse gelagert.
Gebiet der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches eine hohe Lebensdauer aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Getriebeanordnung vorgestellt, die für ein Kraftfahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Nutzfahrzeug, insbesondere Schwerlastfahrzeug, im speziellen um einen Lastkraftwagen oder ein anderes Kraftfahrzeug mit einer Masse im beladenen Zustand > 10 Tonnen, vorzugsweise > 20 Tonnen. Die Getriebeanordnung ist insbesondere als ein Nutzfahrzeuggetriebe ausgebildet.
Die Getriebeanordnung umfasst ein ein- oder mehrteiliges Getriebegehäuse, welches besonders bevorzugt als ein Aluminiumdruckgussgehäuse ausgebildet ist. In dem Getriebegehäuse ist ein Schaltgetriebe angeordnet, welches bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung vier unterschiedliche Gänge schalten kann. Das Schaltgetriebe weist eine Ausgangswelle auf, welche das übersetzte Drehmoment aus dem Schaltgetriebe herausführt.
Zudem umfasst die Getriebeanordnung eine Bereichsgruppe – auch Range-Getriebe oder Range-Gruppe genannt –, die einen Planetentrieb aufweist, wobei der Planetentrieb über die Ausgangswelle angetrieben wird. Die Ausgangswelle des vorgeschalteten Schaltgetriebes bildet somit die Eingangswelle in dem Planetentrieb. Bevorzugt weist die Bereichsgruppe eine Abtriebswelle auf, welche mit Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar ist. Die Bereichsgruppe ist vorzugsweise ausgebildet, das über die Ausgangswelle eingeleitete Drehmoment beziehungsweise die eingeleitete Drehzahl über mindestens oder genau zwei unterschiedliche Übersetzungen umzusetzen.
Optional ergänzend weist die Getriebeanordnung ein Split-Getriebe auf, welches vom Drehmomentfluss betrachtet vor dem Schaltgetriebe angeordnet ist und bevorzugt ebenfalls zwei unterschiedliche Übersetzungen des Drehmoments beziehungsweise der Drehzahl ermöglicht.
Die Getriebeanordnung weist mindestens eine Lagereinrichtung auf, welche als ein Wälzlager ausgebildet ist und die in einem Übergangsbereich zwischen dem Schaltgetriebe und der Bereichsgruppe angeordnet ist. Die Lagereinrichtung ist so angeordnet und/oder ausgebildet, dass diese die Ausgangswelle gegenüber dem Getriebegehäuse lagert. Die Lagerung kann unmittelbar oder mittelbar erfolgen. Insbesondere ist die Lagereinrichtung in einem Bereich positioniert, in dem rechnerisch betrachtet keine aufzunehmenden Radiallasten auftreten. Allerdings kann es in diesem Bereich aufgrund von Unwuchten und/oder Radialversätzen der Ausgangswelle zu radialen Belastungen kommen, die über die Lagereinrichtung in das Getriebegehäuse ausgeleitet werden.
Das Getriebegehäuse weist einen radial nach innen gerichteten Stützabschnitt auf, wobei an dem Stützabschnitt ein sich in axialer Richtung erstreckender und die Ausgangswelle umlaufender Kragenabschnitt angeordnet, insbesondere angeformt ist, wobei der Kragenabschnitt an der radialen Innenseite eine Anlagefläche für die Lagereinrichtung bildet. Insbesondere sind der Stützabschnitt und der Kragenabschnitt einstückig in dem Getriebegehäuse ausgebildet, insbesondere gemeinsam mit diesem urgeformt.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Lagereinrichtung, insbesondere das Wälzlager, einen spanlos gefertigten Außenring aufweist. Insbesondere ist der Außenring als eine Rollenhülse insbesondere mit einem Festbord und einem Bördelbord ausgebildet. Insbesondere ist die Lagereinrichtung als ein Wälzlager mit Zylinderrollen ausgebildet.
In dieser Ausgestaltung wird für die Lagereinrichtung ein geringerer radialer Bauraum bei gleicher oder ähnlicher Tragfähigkeit wie bei einem Wälzlager mit einem massiven Außenring benötigt. Durch diese konstruktive Ausgestaltung wird die Möglichkeit eröffnet, den Kragenabschnitt in radialer Richtung nach innen dicker und somit steifer auszubilden, sodass statische und dynamische Belastungen von dem Kragenabschnitt besser und insbesondere verschleißfreier aufgenommen werden können. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Stützkonstruktion, nämlich des Kragenabschnitts und/oder des Stützabschnitts, der Lagereinrichtung und folglich der Getriebeanordnung insgesamt vergrößert.
Es ist dabei insbesondere eine Überlegung der Erfindung, dass es durch Unwuchten oder Radialversätze und den gegebenen Bauraum am Lagersitz zu bleibenden Verformungen beziehungsweise Plastifizierungen des Kragenabschnitts kommen kann, die dazu führen, dass für den Außenring der Lagereinrichtung keine geeignete Unterstützung mehr vorhanden ist. Erschwerend kommt hinzu, dass durch Temperatureinflüsse beim Betrieb in Verbindung aufgrund der Materialpaarung des Außenrings und des Gehäuses, insbesondere der Materialpaarung Stahl-Aluminiumlegierung, es zu einer weiteren Lockerung des Lagersitzes kommen kann. Aus der Lockerung resultiert eine mögliche Verdrehbarkeit des Außenrings und damit ein Risiko für einen dauerhaften Ausfall der Lagereinrichtung durch Verschleiß und Abtrag an der Stützkonstruktion. Die Funktion der Wellenführung durch die Lagereinrichtung kann somit nicht mehr sichergestellt werden.
Durch den Einsatz eines spanlos gefertigten Außenrings kann zum einen – wie bereits erläutert – der den Lagersitz tragende Kragenabschnitt in radialinnere Richtung stärker ausgebildet werden. Zudem kann der Außenring mit einer höheren Einpressüberdeckung in den Kragenabschnitt eingepresst werden, sodass ein längerer Festsitz bei Temperaturanstieg erreicht wird und ein Mitdrehen des Außenrings verhindert wird. Die höhere Einpressüberdeckung wird wiederum dadurch erreicht, dass der erfindungsgemäße Außenring im Vergleich zu einem massiven Außenring von der Materialstärke her bei gleicher Tragfähigkeit der Lagereinrichtung dünner ausgeführt sein kann und somit beim Einpressen elastisch stärker verformt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kragenabschnitt und/oder die Anlagefläche beziehungsweise der Lagersitz in axialer Richtung auskragend zu dem Stützabschnitt angeordnet. Diese auskragende Position muss aus Platzgründen in der Getriebeanordnung oftmals umgesetzt werden, obwohl diese nachteilig für die Abstützung der Lagereinrichtung ist. Insbesondere in dieser Einbausituation hat sich die Verwendung des erfindungsgemäßen Außenrings als besonders vorteilhaft erwiesen.
Um diesen Aspekt nochmals hervorzuheben ist es bevorzugt, dass auf der radialen Außenseite des Kragenabschnitts in radialer Projektion in Bezug zu der Ausgangswelle der Anlagefläche eine Freifläche vorgesehen ist, wobei der Stützabschnitt in axialer Richtung versetzt zu der Freifläche an den Kragenabschnitt anschließt. Anders ausgedrückt ist die radial abgewandte Seite des Kragenabschnitts als Freifläche realisiert.
Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Kragenabschnitt in einem Längsschnitt durch die Ausgangswelle in einer Keilform ausgebildet, wobei die Lagereinrichtung an einem freien Ende der Keilform und der Stützabschnitt an dem breiten Ende der Keilform angeordnet ist.
Bei einer möglichen Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass Teile eines Bords des Außenrings verformt, insbesondere umgebogen sind und formschlüssig/oder kraftschlüssig in den Kragenabschnitt eingreifen, um eine vorzugsweise formschlüssige Verdrehsicherung zu bilden. Auch diese Ausgestaltung ist nur bei einem spanlos gefertigten Außenring möglich, da die Borde eines massiv gefertigten Außenrings nicht mehr so weit verformt werden können, ohne den Außenring zu beschädigen.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist der Außenring einen Außendurchmesser von > 80 mm, vorzugsweise > 90 mm und insbesondere > 100 mm auf. Um die Vorteile der Erfindung besonders effektiv nutzen zu können, ist vorgesehen, dass bei den genannten Außendurchmessern die Dicke des Außenrings im Bereich der Laufbahn oder eines Bandmaterials, aus dem der Außenring hergestellt wurde, zwischen 1,5 mm bis 2,5 mm beträgt. Die sehr schwach ausgeführte materialstärke des Außenrings ist jedoch an der genannten Einbausituation in der Getriebeanordnung ausreichend, da – wie eingangs bereits erwähnt – rechnerisch keine Radiallasten abgetragen werden müssen und real nur Unwuchten und Radialversätze kompensiert werden müssen.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung wird die Lagereinrichtung bei einem Bandmaterial zur Herstellung des Außenrings mit einer Dicke von 1,5 mm bis 2 mm oder 2,5 mm gemäß der folgenden Formel dimensioniert:
mit:

D_A: Außendurchmesser in [mm]
D_I: Innendurchmesser oder Hüllkreis in [mm]
D_WK: Wälzkörperdurchmesser in [mm]
B: Gesamtbreite der Lagereinrichtung oder des Außenrings in [mm]
L_WK: Wälzkörperlänge in [mm]
m: Gesamtmasse der Lagereinrichtung in [kg]

Bei einer möglichen konstruktiven Realisierung der Erfindung wird die Innenlauffläche für die Lagereinrichtung durch eine Außenfläche der Ausgangswelle gebildet. Anders ausgedrückt laufen die Wälzkörper der Lagereinrichtung unmittelbar oder kontaktierend auf der Ausgangswelle ab. Auch diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass Bauraum in radialer Richtung eingespart wird, sodass ein maximaler Bauraum für die Dimensionierung des Kragenabschnitts verbleibt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Ausgangswelle und der Lagereinrichtung ein Kupplungsglied angeordnet, wobei das Kupplungsglied drehfest mit der Ausgangswelle gekoppelt ist und über eine Kupplungs- und/oder Schalteinrichtung mit einem Eingang des Planetentriebs koppelbar ist. In einer besonders bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung wird das Sonnenrad des Planetentriebs durch die Ausgangswelle gebildet, wobei der Planetenträger mit der Abtriebswelle der Getriebeanordnung gekoppelt ist. In dieser Ausgestaltung ist es besonders bevorzugt, dass das Kupplungsglied über die Kupplungs- und/oder Schalteinrichtung mit dem Hohlrad des Planetentriebs koppelbar ist, um eine erste Übersetzung der Bereichsgruppe zu realisieren. Wird die Kupplungs- und/oder Schalteinrichtung umgeschaltet, so wird das Hohlrad drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden.
In dem ersten Schaltzustand ist der Planetentrieb gehemmt, sodass die Drehzahl der Abtriebswelle der Drehzahl der Ausgangswelle entspricht. In dem zweiten Schaltzustand wird das Drehmoment beziehungsweise die Drehzahl der Ausgangswelle über den Planetentrieb zum Beispiel in einem Verhältnis von 3–4:1 auf die Abtriebswelle umgesetzt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eine Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Illustration der Bereichsgruppe in der Getriebeanordnung in der 1;
3 ein schematischer Längsschnitt der Lagereinrichtung in der 2;
4 ein Detailausschnitt aus der Getriebeanordnung in der 1.
Die 1 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung eine Getriebeanordnung 1 für ein Nutzfahrzeug als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung umfasst ein Splitgetriebe 2, ein Schaltgetriebe 3 sowie eine Bereichsgruppe 4. Splitgetriebe 2 und Schaltgetriebe 3 sind über eine Eingangswelle 5 miteinander gekoppelt. Das Schaltgetriebe 3 ist mit der Bereichsgruppe 4 über eine Ausgangswelle 6 gekoppelt.
An die Bereichsgruppe 4 schließt sich eine Abtriebswelle 7 an. In dem Schaltgetriebe 3 werden beispielsweise vier, oder bei anderen Ausführungsformen auch fünf oder sechs Gänge bereitgestellt. Durch die Nachschaltung der Bereichsgruppe 4, welche zwei unabhängige Übersetzungen bereitstellt, werden bereits 2 × vier Gänge dargestellt. Durch die Vorschaltung des zweistufigen Split-Getriebes 2 wird die Anzahl der Gänge ein weiteres Mal verdoppelt, sodass 16 Gänge zur Verfügung stehen. Für den Fall, dass das Schaltgetriebe fünf Gänge zur Verfügung stellt, multipliziert sich die Gesamtanzahl der verfügbaren Gänge dann auf 20.
Das Drehmoment wird in die Getriebeanordnung 1 zunächst über das Split-Getriebe 2 eingeleitet und gegebenenfalls umgesetzt. Über die Eingangswelle 5 des Schaltgetriebes 3 wird das von dem Split-Getriebe 2 umgesetzte Drehmoment an das Schaltgetriebe 3 übertragen. Dort wird es – in Abhängigkeit des gewählten Ganges – weiter umgesetzt. Das in dem Schaltgetriebe 3 umgesetzte Drehmoment wird über die Ausgangswelle 6 in die Bereichsgruppe 4 geführt. In der Bereichsgruppe wird das Drehmoment in Abhängigkeit der gewählten Übersetzung wieder umgesetzt und über die Abtriebswelle 7 ausgegeben.
Das Split-Getriebe 2, das Schaltgetriebe 3 und die Bereichsgruppe 4 sind gemeinsam in einem Getriebegehäuse 8 angeordnet, welches als ein Aluminiumdruckgussgehäuse ausgebildet ist.
Die 2 zeigt in einer stark schematisierten Prinzipskizze den Getriebeaufbau in der Bereichsgruppe 4. Von links wird die Ausgangswelle 6 des vorgeschalteten Schaltgetriebes 3 zugeführt, auf der rechten Seite ist die Abtriebswelle 7 dargestellt. In der Bereichsgruppe 4 wird das Drehmoment in Abhängigkeit einer Schaltstellung einer Kupplungs- und/oder Schalteinrichtung 9 in einem Planetengetriebe 10 umgesetzt.
Die Ausgangswelle 6 ist drehfest mit einem Sonnenrad 11 des Planetengetriebes 10 verbunden, wobei das Sonnenrad 11 mit Planetenrädern 12, die auf einem gemeinsamen Planetenträger 13 über Bolzen 14 drehbar angeordnet sind. Das Sonnenrad 11 ist auf der Ausgangswelle 6 aufgesteckt und über eine axial verlaufende Verzahnung drehfest mit der Ausgangswelle 6 gekoppelt. Das Sonnenrad 11 und die Planetenräder 12 sind als Stirnzahnräder ausgebildet, welche auf ihren Umfang verteilte Zähne aufweisen. Die Planetenräder 12 kämmen mit einem Hohlrad 15, welches hierfür eine Innenverzahnung aufweist.
Die Schalt-/oder Kupplungseinrichtung 9 weist ein Schaltglied 16 auf, welches beispielsweise als eine Schaltmuffe ausgebildet sein kann. Das Schaltglied 16 kann zwei Schaltstellungen I und II einnehmen.
In der Schaltstellung I ist das Schaltglied 16 drehfest mit einem Kupplungsglied 17 gekoppelt, welches drehfest auf der Ausgangswelle 6 angeordnet ist. In der Schaltstellung I ist das Planetengetriebe 10 blockiert, sodass das Eingangsdrehmoment beziehungsweise die Eingangsdrehzahl der Ausgangswelle 6 dem Ausgangsdrehmoment beziehungsweise der Ausgangsdrehzahl der Abtriebswelle 7 entspricht, so dass das Planetengetriebe 10 einen übersetzungsfreien Direktantrieb bildet.
In der Schaltstellung II ist das Schaltglied 16 mit einem Gehäuseabschnitt 30 drehfest verbunden, sodass das Hohlrad 15 drehfest zu dem Getriebegehäuse 8 angeordnet ist. In diesem zweiten Schaltzustand II wird das Drehmoment über das Sonnenrad 11 und die Planetenräder 12 an den Planetenträger 13 und damit an die Abtriebswelle 7 übertragen, wobei eine Umsetzung des Drehmoments erfolgt. Durch die Schalt-/oder Kupplungseinrichtung 9 können somit zwei unterschiedliche Übersetzungsstufen in der Bereichsgruppe 4 angesteuert werden.
Das Kupplungsglied 17 weist einen radial verlaufenden Schaltabschnitt 18 sowie einen axial verlaufenden Hohlwellenabschnitt 19 auf, welcher über eine axial verlaufende Innenverzahnung 20 mit der Ausgangswelle 6 drehfest gekoppelt ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Bereichsgruppe 4 ist die Anzahl der Planetenräder 12 ungeradzahlig, sodass die Ausgangswelle 6 durch das Planetengetriebe 10 zentriert wird. Im Bereich des Kupplungsglieds 17, also in dem Übergangsbereich zwischen Schaltgetriebe 3 und Bereichsgruppe, 4 treten somit – zumindest rechnerisch – keine Radialbelastungen auf. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass aufgrund von Unwuchten und Radialversätzen geringe Radialbelastungen auftreten können, sodass eine Lagereinrichtung 21 die Ausgangswelle 6 über das Kupplungsglied 17, insbesondere den Hohlwellenabschnitt 19, an dem Getriebegehäuse 8 abstützt.
Die Lagereinrichtung 21 ist als ein Wälzlager ausgeführt, dessen genauer Aufbau im Zusammenhang mit der 3 später erläutert wird. Radial innen wälzt die Lagereinrichtung 21 an einer eine Laufbahn bildende Außenseite des Hohlwellenabschnitts 19 des Kupplungsglieds 17 ab. Auf der radialen Außenseite der Lagereinrichtung 21 wird eine Anlagefläche 22 als Lagersitz durch einen in axialer Richtung verlaufenden Kragenabschnitt 23 bereitgestellt. Der Kragenabschnitt 23 wird über einen Stützabschnitt 24 an dem Getriebegehäuse 8 abgestützt. Allerdings ist es aus konstruktiven Gründen nicht möglich, den Kragenabschnitt 23 beziehungsweise die Anlagefläche 21 in radialer Richtung überlappend zu dem Stützabschnitt 24 anzuordnen. Vielmehr sind Kragenabschnitt 23 und Stützabschnitt 24 zumindest im Anschlussbereich zwischen Kragenabschnitt und Stützabschnitt 24 zueinander in axialer Richtung versetzt angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Kragenabschnitt 23 bzw. die Anlagefläche 22 auskragend zu dem Stützabschnitt 24 angeordnet. Dadurch ergibt sich auf der der Anlagefläche 21 abgewandten Seite eine Freifläche 29 an dem Kragenabschnitt 23. Der begrenzte Bauraum kann insbesondere dadurch entstehen, dass die Schalt- und/oder Kupplungseinrichtung 9 in radialer Projektion überlappend zu der Lagereinrichtung 21 angeordnet ist.
Mit dem Ziel, eine möglichst hohe Lebensdauer der Lagereinrichtung 21 beziehungsweise deren Stützkonstruktion zu erreichen, wird als Lagereinrichtung 21 ein Rollenhülsenlager gewählt, wie dieses in der 3 dargestellt ist.
Die 3 zeigt die Lagereinrichtung 21 in einem schematischen Längsschnitt durch die Ausgangswelle 6 (1 und 2). Die Lagereinrichtung 21 umfasst einen Außenring 25, welcher als Rollenhülse ausgebildet ist. Der Außenring 25 ist spanlos, insbesondere durch Tiefziehen, gefertigt.
In den Außenring 25 ist ein Rollensatz 26 mit Zylinderrollen 27 angeordnet, welche voneinander durch einen Käfig 28 beabstandet und geführt sind. Bei der Fertigung der Lagereinrichtung 21 wird zunächst der Außenring 25 mit einem Festbord umformtechnisch hergestellt. In einem nächsten Schritt wird der Rollensatz 26 in dem Käfig 28 in den Außenring 25 eingesetzt und der Außenring 25 geschlossen, indem der sogenannte Bördelbord umgeformt wird.
Der freie Innendurchmesser D_I der Lagereinrichtung 21 ist größer als 100 mm ausgebildet. Die Rollen 27 weisen eine Länge von 10 mm bei einem Durchmesser < 5 mm auf. Das Bandmaterial zur Herstellung des Außenrings 25 beziehungsweise der Außenring 25 selbst weist im Bereich der Laufbahn eine Materialdicke zwischen 1,5 und 2,5 mm auf.
Insbesondere kann die Dimension der Lagereinrichtung 21 nach der weiter oben bereits genannten Formel bestimmt werden.
Durch den Einsatz einer Rollenhülse als Außenring 25 werden eine Vielzahl von Vorteilen erreicht:
Zum einen wird ein längerer Festsitz des Außenrings 25 auch bei Temperaturänderung aufgrund einer höheren Einpressüberdeckung erreicht und somit ein Mitdrehen des Außenrings 25 sehr gut verhindert, was die Lebensdauer der Lageranordnung erhöht.
Im Vergleich zu einem massiven Außenring wird bei dem als Rollenhülse ausgeführten Außenring 25 ein geringerer axialer Bauraum bei gleicher Tragfähigkeit der Lagereinrichtung 21 erreicht, sodass eine dickere und steifere Ausbildung des Kragenabschnitts 23 möglich ist und dadurch durch radiale Belastungen weniger Plastifizierungen oder Beschädigungen zu erwarten sind, sodass auch dadurch ein Mitdrehen des Außenrings 25 verhindert und die Lebensdauer erhöht wird.
Optional ergänzend kann ein Teil der Borde umformtechnisch umgeklappt oder umgebogen werden, um formschlüssig in den Kragenabschnitt 23 einzugreifen und ein Mitdrehen des Außenrings 25 durch den Formschuss verhindern.
In der 4 ist ein schematischer Längsschnitt eines Details der Bereichsgruppe 4 im Bereich der Lagereinrichtung 21 gezeigt. Wie sich aus der Darstellung ergibt, ist der Kragenabschnitt 23 keilförmig ausgebildet, wobei die axial und konzentrisch zur Drehachse der Ausgangswelle 6 verlaufende radiale Innenseite die Anlagefläche 22 bildet. Radial außenseitige zu der Freifläche 29 ist ein Bauraum für weitere Komponenten, insbesondere die Schalt- und Kupplungseinrichtung 9 bereitgestellt. Der Stützabschnitt 24 schließt sich axial versetzt zu der Anlagefläche 22 an, so dass diese frei auskragend zu dem Stützabschnitt 24 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeanordnung
2: Splitgetriebe
3: Schaltgetriebe
4: Bereichsgruppe
5: Eingangswelle
6: Ausgangswelle
7: Abtriebswelle
8: Getriebegehäuse
9: Kupplungs- und/oder Schaltanordnung
10: Planetengetriebe
11: Sonnenrad
12: Planetenräder
13: Planetenträger
14: Bolzen
15: Hohlrad
16: Schaltglied
17: Kupplungsglied
18: Schaltabschnitt
19: Hohlwellenabschnitt
20: Innenverzahnung
21: Lagereinrichtung
22: Anlagefläche
23: Kragenabschnitt
24: Stützabschnitt
25: Außenring
26: Rollensatz
27: Rollen
28: Käfig
29: Freifläche
30: Gehäuseabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19806031 A1 [0004]

Claims

Getriebeanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebegehäuse (8), mit einem Schaltgetriebe (3), welches eine Ausgangswelle (6) aufweist, mit einer Bereichsgruppe (4), wobei die Bereichsgruppe (4) einen Planetentrieb (10) aufweist, der über die Ausgangswelle (6) angetrieben wird, wobei das Schaltgetriebe (3) und die Bereichsgruppe (4) in dem Getriebegehäuse (8) angeordnet sind, mit einer Lagereinrichtung (21), wobei die Lagereinrichtung (21) als ein Wälzlager ausgebildet ist, in einem Übergangsbereich zwischen dem Schaltgetriebe (3) und der Bereichsgruppe (4) angeordnet ist und die Ausgangswelle (6) gegenüber dem Getriebegehäuse (8) lagert, wobei das Getriebegehäuse (8) einen Stützabschnitt (24) aufweist, wobei an dem Stützabschnitt (24) ein sich in axialer Richtung erstreckender und die Ausgangswelle (6) umlaufender Kragenabschnitt (23) angeordnet ist, welcher an der radialen Innenseite eine Anlagefläche (22) für die Lagereinrichtung (21) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (21) einen spanlos gefertigten Außenring (25) aufweist.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragenabschnitt (23) und/oder die Anlagefläche (22) in axialer Richtung auskragend zu dem Stützabschnitt (24) angeordnet ist.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der radialen Außenseite des Kragenabschnitts (23) in radialer Projektion der Anlagefläche (22) eine Freifläche (29) vorgesehen ist, wobei der Stützabschnitt (24) in axialer Richtung versetzt zu der Freifläche (29) an den Kragenabschnitt (23) anschließt.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragenabschnitt (23) in einem Längsschnitt durch die Ausgangswelle (6) eine Keilform aufweist.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (25) als eine Rollenhülse mit einem Bördelbord ausgebildet ist.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (25) einen Außendurchmesser von größer als 80 mm, vorzugsweise größer als 90 mm und insbesondere größer als 100 mm aufweist.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Außenrings (25) im Bereich der Laufbahn zwischen 1,5 mm bis 2,5 mm beträgt.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring gemäß der folgenden Formel dimensioniert ist:
mit: D_A Außendurchmesser in [mm] D_I Innendurchmesser oder Hüllkreis in [mm] D_WK Wälzkörperdurchmesser in [mm] B Gesamtbreite der Lagereinrichtung oder des Außenrings in [mm] L_WK Wälzkörperlänge in [mm] m Gesamtmasse der Lagereinrichtung in [kg]
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlauffläche für die Lagereinrichtung durch eine Außenfläche der Ausgangswelle (6) gebildet ist.
Getriebeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausgangswelle (6) und der Lagereinrichtung (21) ein Kupplungsglied (17) angeordnet ist, wobei das Kupplungsglied (17) drehfest mit der Ausgangswelle (6) gekoppelt ist und über eine Kupplungs- und/oder Schalteinrichtung (9) mit einem Teil des Planetentriebs (10) koppelbar ist.