DE102016210656A1

DE102016210656A1 - Getriebeanordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016210656A1
Application number: DE102016210656.2A
Authority: DE
Inventors: Martin Dressel; Pascal Kothes
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Es wird eine Getriebeanordnung vorgeschlagen mit funktional und konstruktiv verbesserter Schaltansteuerung. Die Getriebeanordnung 1 umfasst eine Getriebewelle 2, ein erstes Losrad 3, wobei das erste Losrad 3 auf der Getriebewelle 2 drehbar gelagert ist, wobei die Getriebewelle 2 eine Hauptachse H definiert, eine erste Schaltmuffe 9 zur Kopplung der Getriebewelle 2 mit dem ersten Losrad 3, eine erste Schaltwelle 5, wobei die Getriebewelle 2 als eine Hohlwelle ausgebildet ist und wobei die erste Schaltwelle 5 in der Getriebewelle 2 angeordnet ist, und ein erstes Verbindungselement 7 zur Verbindung der ersten Schaltwelle 5 mit dem ersten Losrad 3 auf, so dass die erste Schaltwelle 5 und die erste Schaltmuffe 9 miteinander verschiebefest verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einer Getriebewelle, mit einem ersten Losrad, wobei das erste Losrad auf der Getriebewelle drehbar gelagert ist, wobei die Getriebewelle eine Hauptachse definiert, mit einer ersten Schaltmuffe zur Kopplung der Getriebewelle mit dem ersten Losrad, mit einer ersten Schaltwelle, wobei die Getriebewelle als eine Hohlwelle ausgebildet ist und wobei die erste Schaltwelle in der Getriebewelle angeordnet ist, mit einem ersten Verbindungselement zur Verbindung der ersten Schaltwelle mit dem ersten Losrad, so dass die erste Schaltwelle und die erste Schaltmuffe miteinander verschiebefest verbunden sind.
Bei Fahrzeugen werden Getriebe eingesetzt, um Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Traktionsmotor und den angetriebenen Rädern zu ändern. Neben Getrieben mit kontinuierlich zu ändernden Übersetzungsverhältnissen arbeiten die meisten Getriebe als Schaltgetriebe. Bei den Schaltgetrieben werden in Abhängigkeit der gewünschten Übersetzung Losräder mit Antriebswellen drehfest gesetzt beziehungsweise entkoppelt. In dem gekoppelten Zustand verläuft ein Momentenweg von dem Traktionsmotor zu den angetriebenen Rädern über das jeweilige Losrad, im entkoppelten Zustand wird der Momentenweg über andere Getriebekomponenten geführt.
Somit müssen die Losräder zum einen so ausgelegt sein, dass diese bei einer Kopplung mit der Getriebewelle drehfest sind und im entkoppelten Zustand sich frei relativ zu der Getriebewelle, auf der sie angeordnet sind, drehen können.
Die Druckschrift EP 2 551 537 B1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, betrifft eine Losradlagerung für ein Kraftfahrzeuggetriebe. Bei der Losradlagerung ist vorgesehen, dass das Losrad zum einen mittels einer Nadellagerung gegenüber der Getriebewelle und mittels einer Axiallagerung gegenüber einem Tragkörper einer Synchronisationseinrichtung gelagert ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Schaltmechanik-Konzept in der An- und/oder Abtriebswelle vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Getriebeanordnung, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist die Getriebeanordnung in einem Antriebsstrang zwischen Traktionsmotor des Fahrzeugs und den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs getrieblich angeordnet. Die Getriebeanordnung kann als ein Gangräderwechselgetriebe, Schaltgetriebe, Automatikgetriebe, etc. ausgebildet sein.
Die Getriebeanordnung weist eine Getriebewelle auf, welche zumindest in einigen Betriebszuständen der Getriebeanordnung zur Führung eines Drehmoments, insbesondere eines Traktionsdrehmoments, des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Getriebewelle definiert eine Hauptachse in der Getriebeanordnung. Die Getriebewelle ist als eine Hohlwelle ausgebildet. Die Getriebewelle definiert mit ihrer Rotationsachse eine Hauptachse.
Die Getriebeanordnung weist ein erstes Losrad auf, wobei das erste Losrad auf der Getriebewelle zumindest in einem ungekoppelten Zustand drehbar angeordnet ist. Insbesondere sind Getriebewelle und das erste Losrad koaxial und/oder konzentrisch zueinander und/oder zu der Hauptachse angeordnet. Insbesondere weist das erste Losrad einen Zahnradabschnitt und einen Lagerabschnitt auf, wobei der Zahnradabschnitt radial nach außen gerichtet ist und der Überleitung des Drehmoments von und zu dem Losrad dient. Die Getriebeanordnung umfasst vorzugsweise eine Lagereinrichtung, wobei das Losrad über die Lagereinrichtung auf der Getriebewelle drehbar angeordnet ist. Die Lagereinrichtung ist beispielsweise als Gleitlagereinrichtung oder Wälzkörperlagereinrichtung ausgebildet.
Die Getriebeanordnung weist eine Schaltmuffe auf – auch Schiebemuffe genannt. Die Schaltmuffe ist auf der Getriebewelle angeordnet und in axialer Richtung zu der Hauptachse verschiebbar. Die Schaltmuffe ist ausgebildet, die Getriebewelle mit den ersten Losrad zu koppeln. Insbesondere umfasst die Getriebeanordnung eine Reibringeinrichtung zur reibschlüssigen Kopplung von Schaltmuffe und ersten Losrad. Insbesondere reihen sich in radialer Richtung zur Hauptachse Schaltmuffe und Reibring und/oder Losrad aneinander. Schaltmuffe und Losrad sind koaxial und/oder konzentrisch angeordnet.
Ferner umfasst die Getriebeanordnung eine Schaltwelle, wobei die Getriebewelle als eine Hohlwelle ausgebildet ist und wobei die erste Schaltwelle in der Getriebewelle angeordnet ist. Die Schaltwelle ist zur Übertragung von Schaltbewegungen ausgebildet. Die Schaltwelle ist in der Getriebewelle, insbesondere koaxial und/oder konzentrisch, angeordnet. Insbesondere ist es möglich, die Schaltwelle in der Getriebewelle axial zu verschieben.
Die Getriebeanordnung umfasst ein erstes Verbindungselement zur Verbindung der ersten Schaltwelle mit dem ersten Losrad. Insbesondere ist das Verbindungselement zur verschiebefesten Verbindung in axialer Richtung zur Hauptachse.
Insbesondere ist das Verbindungselement als ein Anbindungsbolzen, vorzugsweise mit konstantem Querschnittprofil, ausgebildet. Der Anbindungsbolzen ist ausgebildet, die Schiebemuffe und die Schaltwelle miteinander verschiebefest zu verbinden. Neben einem kreisrunden Querschnittprofil kann der Anbindungsbolzen auch ein anderes Querschnittsprofil, wie zum Beispiel viereckig, mehreckig, etc. aufweisen. Mit einem kreisrunden Querschnittprofil ist die Getriebeanordnung besonders einfach und damit kostengünstig umzusetzen.
Ferner weist das erste Losrad eine Innenverzahnung auf und die erste Schaltmuffe eine Außenverzahung auf. Die Innen- und Außenverzahnung sind insbesondere in Eingriff bringbar. Vorzugsweise weist die Schaltmuffe eine Kopplungsverzahnung und die Getriebewelle eine Gegenkopplungsverzahnung auf, wobei diese Verzahnungen so ausgestaltet sind, dass die Schaltmuffe und die Getriebewelle in Umlaufrichtung um die Getriebewelle drehfest zueinander angeordnet sind, jedoch in axialer Richtung zueinander verschoben werden können.
Somit weist die Getriebeanordnung den Vorteil auf, dass eine besonders platzsparende Variante der Integration einer Schaltmuffe zur Kopplung von Getriebewelle und Losrad erzielt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in dem ersten Losrad ein erster Aufnahmeraum ausgebildet, wobei die Schaltmuffe in dem Aufnahmeraum angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Schaltmuffe in dem Aufnahmeraum verliersicher angeordnet. Der erste Aufnahmeraum kann zum Beispiel als eine ringförmige Aussparung im ersten Losrad ausgebildet sein. Insbesondere ist der Aufnahmeraum als ein Ringraum ausgebildet. Das Losrad bildet beispielsweise mit der Lagereinrichtung und der Getriebewelle einen Ringraum aus.
Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung, dass die Getriebewelle ein erstes Langloch zur Durchführung des ersten Verbindungselements aufweist. Insbesondere weist die Getriebewelle ein in axialer Richtung verlaufendes Langloch auf, sodass das erste Verbindungselement, insbesondere der Betätigungsbolzen, über die Schaltwelle in axialer Richtung verschoben werden kann und die Schaltmuffe mitführt. Besonders bevorzugt ist der Betätigungsbolzen radial zu der Hauptachse der Getriebewelle ausgerichtet und/oder kreuzt die Hauptachse. Das Langloch weist insbesondere eine Längserstreckung und einen Durchmesser auf, wobei die Längserstreckung von zwei Halbkreisen begrenzt wird, der Durchmesser der Halbkreise entspricht dem Durchmesser des Langloches. Der Durchmesser des Langloches ist vorzugsweise wenige Millimeter größer als der Durchmesser des Verbindungselements, insbesondere 100 Mikrometer größer und im Speziellen 1 Millimeter größer. Die Längserstreckung des Langloches wird insbesondere vom dem axial benötigten Platzbedarf beim Verschieben der Schaltwelle/n in einem Schaltvorgang bestimmt. Vorzugsweise ergibt sich die Längserstreckung des Langloches durch den Weg, den ein Verbindungselement beim Schaltvorgang relativ zu einer darüber und/oder darunter liegenden Schaltwelle und/oder Getriebewelle macht.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung mindestens eine weitere Schaltwelle, ein weiteres Losrad und eine weitere Schaltmuffe und ein weiteres Verbindungselement. Insbesondere ist die erste Schaltwelle als eine Hohlwelle ausgebildet ist, und wobei die mindestens eine weitere Schaltwelle in der ersten Schaltwelle angeordnet ist und wobei die erste Schaltwelle und/oder die Getriebewelle jeweils ein Langloch zur Durchführung des weiteren Verbindungselements aufweisen. Vorzugsweise sind die die Langlöcher zumindest abschnittsweise deckungsgleich.
Die mindestens eine weitere Schaltmuffe ist ausgebildet, das mindestens eine weitere Losrad mit der Getriebewelle zu koppeln. Vorzugweise sind die mindestens eine weitere Schiebemuffe, das mindestens eine weitere Losrad, die mindestens eine weitere Schaltwelle angeordnet und ausgebildet wie in den vorherigen Ansprüchen und/oder der Beschreibung beschrieben. Insbesondere sind die mindestens eine weitere Schiebemuffe, das mindestens eine weitere Losrad, die mindestens eine weitere Schaltwelle angeordnet und ausgebildet nach einer beliebigen Variation der Beschreibung und/oder der Ansprüche.
Vorzugsweise umfasst die Getriebeanordnung mehr als zwei weitere Schaltwellen, mehr als zwei weitere Losräder, mehr als zwei weitere Schaltmuffen und/oder mehr als zwei weitere Verbindungselemente. Insbesondere sind die Schaltwellen als Hohlwellen ausgebildet, wobei die Schaltwellen unterschiedliche Innen- und Außendurchmesser aufweisen. Die als Hohlwellen ausgebildeten Schaltwellen sind insbesondere koaxial angeordnet und/oder ineinander gesteckt.
Insbesondere sind das erste und ein weiteres Losrad gespiegelt auf der Getriebewelle angeordnet, wobei der Abstand zwischen dem ersten und dem weiteren Losrad geringer als 1 Millimeter ist. Insbesondere sind erstes und weiteres Losrad so angeordnet, dass sich die beiden Losräder berühren und/oder sowohl der Aufnahmeraum des ersten Losrades als auch der Aufnahmeraum des weiteren Losrades nach Außen zeigen. Insbesondere weisen die beiden Aufnahmeräume in entgegengesetzte axiale Richtung. Vorzugsweise sind das erste Losrad und das weitere Losrad mit jeweils axial nach außen weißender Innenverzahnung angeordnet.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung zwei Verbindungselemente, wobei die Verbindungselemente durch ein gemeinsames Langloch geführt sind und in dem gemeinsamen Langloch rangierbar sind. Vorzugsweise ist für eine erste Schaltwelle die in einer weiteren Schaltwelle angeordnet ist, ein Langloch in der weiteren Schaltwelle angebracht, um das Verbindungselement durch die weitere Schaltwelle zu führen. Insbesondere ist mindestens ein Langloch in der Getriebewelle angeordnet, um mindestens ein Verbindungselement durch die Getriebewelle nach außen zu führen. Insbesondere ist für zwei nebeneinander angeordnete Losräder ein gemeinsames Langloch als Durchführung für die beiden Verbindungselemente nutzbar.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung Betätigungsorgane, wobei die Betätigungsorgane am freien Ende angeordnet sind. Die Betätigungsorgane sind insbesondere als Schaltungsanbindung ausgebildet.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Getriebeanordnung eine Reibringeinrichtung. Die Reibringanordnung ist vorzugsweise im Aufnahmeraum angeordnet. Die Reibringeinrichtung ist insbesondere Teil einer Synchronisierungsvorrichtung. Die Reibringeinrichtung ist zur reibschlüssigen Kopplung von der Schaltmuffe und Losrad ausgebildet. Die Reibringeinrichtung kann einen oder mehrere Reibringe, insbesondere einen oder mehrere Reibkonen, aufweisen. Die Reibringeinrichtung ist vorzugsweise koaxial und/oder konzentrisch zu der Schiebemuffe angeordnet. Insbesondere wird die Reibringeinrichtung durch die Schaltmuffe getragen. Mit dieser Weiterbildung ist es möglich, die Getriebeanordnung als eine höchst kompakte und zugleich zuverlässige Synchronisationsanordnung auszubilden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1 eine geschnittene, dreidimensionale Darstellung einer Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine geschnittene, dreidimensionale Darstellung einer Getriebeanordnung als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schräge Draufsicht auf drei ineinander gesteckte Schaltwellen;
4 einen Längsschnitt durch die drei ineinander gesteckten Schaltwellen;
5 einen Längsschnitt durch eine Getriebewelle.
Die 1 zeigt ein einem Schnitt entlang einer Hauptachse H einen Teil einer Getriebeanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung 1 weist eine Getriebewelle 2 auf, auf der ein Losrad 3 aufgesetzt ist. Die Getriebewelle 2 ist als eine Hohlwelle ausgebildet. Die Getriebeanordnung 1 dient dazu, die Getriebewelle 2 und das Losrad 3 formschlüssig drehfest zu koppeln. In gleicher Weise dient die Getriebeanordnung 1 dazu, diese Kopplung wieder zu lösen.
Das Losrad 2 ist über eine Lagereinrichtung 4 auf der Getriebewelle 2 drehbar gelagert. Die Lagereinrichtung 4 bildet damit ein Losradlager und ist als ein Kugellager, insbesondere als ein Rillenkugellager, ausgebildet, welches Druckkräfte sowohl in radialer als auch in axialer Richtung übertragen kann. Insbesondere ist die Lagereinrichtung 4 als ein Vierpunktlager ausgebildet.
Ferner weist die Getriebeanordnung 1 eine Schaltwelle 5 auf, welche koaxial zu der Getriebewelle 2 und in der Getriebewelle 2 angeordnet ist. Die Schaltwelle 5 ist in der Getriebewelle 2 in axialer Richtung zu der Hauptachse H verschiebbar angeordnet.
An einem freien Ende trägt die Schaltwelle 5 ein Betätigungsorgan 6 zur Schaltungsanbindung. An dem in der Getriebewelle 2 befindlichen Ende ist ein Verbindungselement 7 angeordnet, welches als ein Anbindungsbolzen ausgebildet ist und welches sich mit seiner Bolzenlänge l (4) in radialer Richtung zu der Hauptachse H erstreckt und/oder die Hauptachse H kreuzt. Das Verbindungselement 7 ist mit der Schaltwelle 5 formschlüssig verbunden, sodass dieses bei einer axialen Bewegung der Schaltwelle 5 ebenfalls in axialer Richtung mitgeführt wird. Optional ist das Verbindungselement 7 mit der Schaltwelle 5 verpresst und dadurch form- und/oder kraftschlüssig gekoppelt. Das Verschiebeelement 7 wird durch ein Langloch 8 in der Getriebewelle 2 radial nach außen geführt.
Auf der Getriebewelle 2 ist eine Schaltmuffe 9 angeordnet, welche über das Verbindungselement 7 mit der Schaltwelle 5 in axialer Richtung zu der Hauptachse H verschiebefest gekoppelt ist. Beispielsweise ist die Schaltmuffe 9 mit dem Verbindungselement 7 verpresst. Die Schaltmuffe 9 weist eine Kopplungsverzahnung auf, welche in eine Gegenkopplungsverzahnung der Getriebewelle 2 eingreift, sodass Getriebewelle 2 und Schaltmuffe 9 in Umlaufrichtung um die Hauptachse H formschlüssig zueinander angeordnet sind, die Schaltmuffe 9 jedoch in axialer Richtung zu der Hauptachse H verschiebbar ist. Über die Verzahnungen wird das Drehmoment von der Getriebewelle 2 zum Losrad 3 beziehungsweise in Gegenrichtung übertragen.
Auf einer Außenzylindermantelfläche der Schaltmuffe 9 sitzt eine Reibringeinrichtung 10, welche zur Synchronisation der Drehzahlen der Getriebewelle 2 und des Losrads 3 dient. In der 1 ist mit einer gestrichelten Linie die Position der Reibringeinrichtung 10 angedeutet. Die Reibringeinrichtung 10 ist konzentrisch zu der Schaltmuffe 9 angeordnet. Insbesondere wird die Reibringeinrichtung 10 ausschließlich von der Schaltmuffe 9 getragen. Die Reibringeinrichtung 10 weist eine Innenzylindermantelfläche auf, welche auf der Außenzylindermantelfläche der Schaltmuffe 9 aufliegt. Die Reibringeinrichtung 10 kann als ein Ringpaket ausgebildet sein, welches eine oder mehrere Reibkonen aufweist.
Das Losrad 3 kann in axialer Richtung in einen Zahnradabschnitt 11, einen Zwischenabschnitt 12 und einen Lagerabschnitt 13 unterteilt werden. Der Zwischenabschnitt 12 verbindet den Zahnradabschnitt 11 mit dem Lagerabschnitt 13. Der Zahnradabschnitt 11 trägt an dem radialen Außenumfang eine Losradverzahnung 14, welche zum Eingriff in ein weiteres Zahnrad dient. An seiner radialen Innenseite trägt der Zahnradabschnitt eine Innenverzahnung 15, welche mit einer Außenverzahung 16 auf der Schaltmuffe 9 in Eingriff tritt, wenn die Schaltmuffe 9 und das Losrad 3 formschlüssig miteinander gekoppelt sind.
Die Lagereinrichtung 4 weist einen Innenring 17, welcher auf der Getriebewelle 2 aufgesetzt ist und einen Außenring 18 auf, welcher relativ zu dem Innenring 17 über eine Reihe Kugeln 19 verdrehbar angeordnet ist. Auf dem Außenring 18 ist der Lagerabschnitt 13 aufgesetzt und vorzugsweise aufgepresst, um einen dauerhaften Halt sicherzustellen. Statt einer kraftschlüssigen Verbindung ist auch eine stoffschlüssige, formschlüssige oder sonstige Verbindung denkbar.
Zwischen dem Zahnradabschnitt 11 und der Lagereinrichtung 4 und der Getriebewelle 2 wird durch das Losrad 3 ein Aufnahmeraum 20 gebildet, welcher einerseits durch die Innenverzahnung 15 des Zahnradabschnitts 11 und andererseits durch die Lagereinrichtung 4 begrenzt ist. In diesem Aufnahmeraum 20 ist zum einen die Schaltmuffe 9 und zum anderen die Reibeinrichtung 10 angeordnet. Damit sind Schaltmuffe 9 und Reibeinrichtung 10 in dem Aufnahmeraum 20 unverlierbar gehalten oder gefangen.
2 zeigt eine als Hohlwelle ausgebildete Getriebewelle 2, wie diese in der Getriebeanordnung in der 1 eingesetzt werden kann. Die Getriebewelle 2 weist an der äußeren Mantelfläche einen Antriebsabschnitt 21 auf, welcher als Schrägverzahnung ausgebildet ist. Die Getriebewelle 2 umfasst drei Langlöcher 8a, 8b und 8c, wobei die Langlöcher 8a, 8b und 8c eine unterschiedliche Längserstreckung L in Richtung der Hauptachse H aufweisen.
In der als Hohlwelle ausgebildete Getriebewelle 2 verlaufen koaxial drei Schaltwellen 5a, 5b und 5c. Die Schaltwellen 5a, 5b und 5c sind ineinander gesteckt, wobei die Schaltwellen 5a, 5b und 5c unterschiedliche Innen- und Außendurchmesser aufweisen und die Innen- und Außendurchmesser von radial außen nach innen abnehmen. An den aus der Getriebewelle herausragenden Enden der Schaltwellen 5a, 5b und 5c sind Betätigungsorgane 6 angeordnet, wobei die Betätigungsorgane 6 zur Schaltungsanbindung ausgebildet sind.
Jede der Schaltwellen 5 weist ein Verbindungselement 7, insbesondere weisen die Schaltwellen 5a, 5b und 5c die Verbindungselemente 7a, 7b und 7c. Die Verbindungselemente 7a, 7b und 7c sind bolzenförmig ausgebildet und mit der jeweiligen Schaltwelle 5a, 5b und 5c form- und kraftschlüssig verpresst. Die Verbindungselemente 7a, 7b und 7c sind ausgebildet, bei einer axialen Verschiebung der Schaltwellen 5a, 5b und 5c in analoger in axialer Richtung verschoben zu werden.
Die Verbindungselemente 7 werden durch die Langlöcher 8a, b, c durch die Getriebewelle 2 radial nach außen geführt. Insbesondere wird das Verbindungselement 7a durch das Langloch 8a, das Verbindungselement 7b durch das Langloch 8b und das Verbindungselement 7c durch das Langloch 8c nach außen geführt. Die Langlöcher 8a, 8b und 8c sind so ausgestaltet, dass die Verbindungselemente 7a, 7b und 7c in dem jeweiligen Langloch axial rangierbar sind.
Zur Steigerung der mechanischen Stabilität sind die Verbindungselemente 7a, 7b und 7c radial durchgängig ausgebildet. Die innenliegenden Schaltwellen 5a und 5b weisen Langlöcher 8d und 8e auf. Durch die Langlöcher 8d und 8e sind die Verbindungselemente 8b und 8c der Schaltwellen geführt. Die Langlöcher 8d und 8e sind so ausgebildet, dass die Verbindungselemente 7a und 7b in den jeweiligen Langlöchern 8d und 8e rangierbar sind.
3 zeigt in einer schrägen Draufsicht drei ineinander gesteckte Schaltwellen 5a, 5b und 5c. In einer Ebene senkrecht zur Hauptachse H sind die Schaltwellen 5a, 5b und 5c ringförmig mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet. Sowohl die Innen- als auch die Außendurchmesser der der Schaltwellen 5a, 5b und 5c nehmen von außen nach innen, von Schaltwelle 5c zu Schaltwelle 5a ab. Die Schaltwelle 5a weist einen Außenradius r_a ^A und einen Innenradius r_a ^I auf, die Schaltwelle 5b weist einen Außenradius r_b ^A und einen Innenradius r_b ^I auf und die Schaltwelle 5c weist einen Außenradius r_c ^A und einen Innenradius r_c ^I auf. Für die Radien gilt r_a ^I < r_a ^A < r_b ^I < r_b ^A < r_c ^I < r_c ^A.
Die innenliegenden Schaltwellen 5b und 5c weisen Langlöcher 8d auf, um die radial durchgängigen Verbindungselemente 7b und 7c der außenliegenden Schaltwellen 5b und 5c durch die innen liegenden Schaltwellen 5b und/oder 5a zu führen. Insbesondere sind die Langlöcher 8d zumindest abschnittsweise deckungsgleich Die innerste Schaltwelle 5a weist kein Langloch 8 zur Durchführung eines Verbindungselementes 7 auf.
4 zeigt einen Längsschnitt durch die drei Schaltwellen 5a, 5b und 5c aus 3. Die Verbindungselemente 7a, 7b und 7c sind als Bolzen ausgebildet und weisen eine Bolzenlänge l auf, wobei die Bolzenlänge l für alle Verbindungselemente gleich ist. Die Verbindungselemente weisen in einem Schnitt senkrecht zur Bolzenlänge l einen kreisrunden Querschnitt mit Bolzendurchmesser d auf.
Die die Verbindungselemente 7b und 7c der äußeren Schaltwellen 5b und 5c werden durch Langlöcher 8 geführt, so dass die Verbindungselemente 7 radial durchgängig ausgestaltbar sind. Die Langlöcher 8 weisen einen Längserstreckung L und einen Durchmesser D auf, wobei der Durchmesser der doppelte Langlochradius R ist. Die Langlöcher 8 sind an Enden der Längserstreckung L kreisförmig abgerundet, um so das ebenfalls kreisrunde Verbindungselement 7 formschlüssig aufnehmen zu können. Insbesondere gilt R = d/2 + Δx, wobei 0,01mm ≤ Δx ≤ 5 mm.
Die Längserstreckung L der Langlöcher 8 ergibt sich aus dem benötigten axialen Platzbedarf durch das relativ Verschieben zweier Schaltwellen 5, zum Beispiel im Schaltbetrieb. Anders ausgedrückt ergibt sich die Längserstreckung L durch den Weg den ein Verbindungselement 7 zur Synchronisation und/oder zum Schalten relativ zu einer darüber und/oder darunter liegenden Schaltwelle 5 macht.
5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Getriebewelle 2. Die Getriebewelle 2 weist zwei Gegenkopplungsverzahnungen 22 auf, worauf Schiebemuffen 9 mit Kopplungsverzahnung 22 in Umlaufrichtung um die Getriebewelle 2 drehfest zueinander und axial verschiebbar angeordnet werden können. Die Getriebewellen 2 umfassen zur radialen Durchführung der Verbindungselemente 7 nach außen Langlöcher 8a und 8b. Die Langlöcher 8a und 8b in der Getriebewelle 2 sind insbesondere abschnittsweise deckungsgleich mit den Langlöchern 8 in den Schaltwellen 5.
5 zeigt zwei Langlöcher 8a und 8b mit unterschiedlicher Längserstreckung L, wobei die Längserstreckung L_a < L_b ist. Das Langloch 8a mit einer größeren Längserstreckung L_b bietet die Möglichkeit zwei Verbindungselemente 7 für zwei zu schaltende Losräder 3, wobei die zwei Losräder 3 direkt nebeneinander angeordnet sind, in dem einen Langloch 8a zu rangieren und/oder zu schalten. Das Langloch 8b mit der geringeren Längserstreckung L_a bietet hingegen nicht genügend Platz um zwei Verbindungselemente 7 rangieren zu können, so dass nur ein Verbindungselement 7 zum Schalten eines Losrades 3 darin führbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeanordngung
2: Getriebewelle
3: Losrad
4: Lagereinrichtung
5, 5a, 5b, 5c: Schaltwelle
6: Betätigungsorgan
7, 7a, 7b, 7c: Verbindungselement
8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e: Langloch
9: Schaltmuffe
10: Reibringeinrichtung
11: Zahnradabschnitt
12: Zwischenabschnitt
13: Lagerabschnitt
14: Losradverzahnung
15: Innenverzahnung
16: Außenverzahnung
17: Innenring
18: Außenring
19: Kugeln
20: Aufnahmeraum
21: Antriebsabschnitt
22: Gegenkopplungsverzahnungen
l: Bolzenlänge
d: Bolzendurchmesser
H: Hauptachse
L: Längserstreckung
R: Langlochradius
r_n ^A: Außenradius nten-Schaltwelle
r_n ^I: Innenradius nten-Schaltwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2551537 B1 [0004]

Claims

Getriebeanordnung (1) mit einer Getriebewelle (2), mit einem ersten Losrad (3), wobei das erste Losrad (3) auf der Getriebewelle (2) drehbar gelagert ist, wobei die Getriebewelle (2) eine Hauptachse (H) definiert, mit einer ersten Schaltmuffe (9) zur Kopplung der Getriebewelle (2) mit dem ersten Losrad (3), mit einer ersten Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c), wobei die Getriebewelle (2) als eine Hohlwelle ausgebildet ist und wobei die erste Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) in der Getriebewelle (2) angeordnet ist, mit einem ersten Verbindungselement (7, 7a, 7b, 7c) zur Verbindung der ersten Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) mit dem ersten Losrad (3), so dass die erste Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) und die erste Schaltmuffe (9) miteinander verschiebefest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Losrad (3) eine Innenverzahnung (15) und die erste Schaltmuffe (9) eine Außenverzahnung (16) aufweisen.
Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Losrad (3) ein erster Aufnahmeraum (20) ausgebildet ist, wobei die Schaltmuffe (9) in dem Aufnahmeraum (20) angeordnet ist.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (2) ein erstes Langloch (8, 8a, 8b, 8c) zur Durchführung des ersten Verbindungselements (7, 7a, 7b, 7c) aufweist.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c), eine weiteres Losrad (3) und eine weitere Schaltmuffe (9) und ein weiteres Verbindungselement (7, 7a, 7b, 7c), wobei die erste Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) als eine Hohlwelle ausgebildet ist, und wobei die weitere Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) in der ersten Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) angeordnet ist und wobei die erste Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) und die Getriebewelle (2) jeweils ein Langloch (8, 8a, 8b, 8c) zur Durchführung des weiteren Verbindungselements (7, 7a, 7b, 7c) aufweisen.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehr als zwei Schaltwellen (5, 5a, 5b, 5c).
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gemeinsames Langloch (8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e), zur Durchführung von zwei Verbindungselementen (7, 7a, 7b, 7c) durch das gemeinsame Langloch (8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e).
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1) Betätigungsorgane (6) an dem freien Ende der Schaltwelle (5, 5a, 5b, 5c) umfasst.
Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Reibringeinrichtung (10) in dem Aufnahmeraum (20).