DE102022118290A1

DE102022118290A1 - Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung

Info

Publication number: DE102022118290A1
Application number: DE102022118290.8A
Authority: DE
Inventors: Simon Martin; Gerhard Spengler; Andre GEISSER; Dmitry MEZHEVITIN
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2024-02-01
Also published as: CN117469364A; US20240026954A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) mit einem drehbar und schwimmend gelagerten Zwischenwellen-Körper (22), der eine außenseitige Antriebsverzahnung (24) und eine außenseitige Abtriebsverzahnung (28) drehfest trägt, wobei die Antriebsverzahnung (24) zu der Abtriebsverzahnung (28) entgegengesetzt schräggestellt ist, so dass die resultierenden Axialkräfte zueinander entgegengesetzt wirken, wobei der Zwischenwellen-Körper (22) ausschließlich durch Los-Radial-Wälzlager (30,30`) gelagert ist, und wobei die beiden Längsenden (23,23`) des Zwischenwellen-Körpers (22) jeweils durch ein Axiallager (40,40`) axial gelagert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebezwischenwellen-Anordnung eines Kraftfahrzeug-Getriebes zwischen einem elektrischen und/oder verbrennendem Traktionsmotor einerseits und den angetriebenen Kraftfahrzeug-Rädern andererseits.
Das Kraftfahrzeug-Getriebe kann ein starres Getriebe oder ein schaltbares Getriebe sein. Das Getriebe ist beispielsweise zweistufig ausgebildet. Die Getriebezwischenwelle verbindet über drehfest mit der Getriebezwischenwelle verbundene Zahnräder in der Regel eine Antriebswelle mit einer Abtriebswelle des Getriebes. Typisch für ein Kraftfahrzeug- (Kfz-) Getriebe sind insbesondere bei Einbindung eines elektrischen Traktionsmotors die relativ hohen Drehzahlen, die eine Radiallagerung der beteiligten Wellen mit Wälzlagern erfordern. Ein derartiges Kfz-Getriebe ist beispielsweise bekannt aus DE 10 2016 106 544 1 und CN 209 324 937 U . Die axiale Fixierung der Zwischenwelle erfolgt entweder durch eine Kombination eines Fest-Radiallagers mit einem Los-Radiallager oder durch Getriebestufen mit Pfeilverzahnung, die für die Zentrierung der Zwischenwelle sorgt.
Eine Pfeilverzahnung ist aufwendig in der Herstellung und erlaubt nur eine indirekte axiale Zentrierung der Zwischenwelle. Ein Fest-Radiallager ist grundsätzlich aufwendig und raumgreifend.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine kompakte und einfach herstellbare Getriebezwischenwellen-Anordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Getriebezwischenwellen-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Getriebezwischenwellen-Anordnung ist Teil eines Kfz-Getriebes, durch das das Antriebs-Drehmoment eines Traktionsmotors auf die angetriebenen Räder übertragen wird. Die Getriebezwischenwelle ist weder unmittelbar mit dem Traktionsmotor noch unmittelbar mit den Rädern verbunden, sondern ist mittelbar über eine Getriebestufe mit dem Traktionsmotor und über eine weitere Getriebestufe mit den angetriebenen Kfz-Rädern verbunden.
Die Getriebezwischenwellen-Anordnung weist einen drehbar und axial schwimmend gelagerten Zwischenwellen-Körper auf, der eine außenseitige Antriebsverzahnung und eine außenseitige Abtriebsverzahnung drehfest trägt. Über die Antriebsverzahnung wird ein Drehmoment von einem Traktionsmotor eingeleitet, und über die Abtriebsverzahnung wird das eingeleitete Drehmoment ausgeleitet. Der Zwischenwellen-Körper ist radial ausschließlich durch Los-Radial-Wälzlager drehbar und schwimmend gelagert. Es sind bevorzugt genau zwei Los-Radial-Wälzlager vorgesehen.
Die Antriebsverzahnung und die Abtriebsverzahnung sind zueinander entgegengesetzt schräggestellt, so dass die resultierenden Axialkräfte bzw. Verzahnungskräfte zueinander entgegengesetzt wirken, sich im Idealfall also weitgehend neutralisieren. Weder die Antriebsverzahnung noch die Abtriebsverzahnung weist also eine aufwendig herzustellende Pfeilverzahnung auf.
Die beiden Längsenden des Zwischenwellen-Körpers sind jeweils durch ein einfaches Axiallager axial gelagert. Da die Antriebsverzahnung und die Abtriebsverzahnung zueinander entgegengesetzt schräggestellt sind und somit allenfalls eine geringe resultierende Axialkraft axial abgestützt werden muss, kann das Axiallager einfach aufgebaut und kompakt dimensioniert werden.
In der Summe verzichtet die Lageranordnung des Zwischenwellen-Körpers vollständig auf ein Fest-Radiallager und kommt mit auf relativ niedrige Axialkräfte ausgelegten Axiallagern aus.
Das Axiallager kann jeweils als reines Drucklager ausgebildet sein. Die Axiallager und der betreffende Zwischenwellen-Körper können axial derart spielbehaftet angeordnet und ausgelegt sein, dass auch unter ungünstigen Temperaturbedingungen praktisch keine oder allenfalls eine relativ geringe Axialspannung auftritt. Hierdurch wird der Verschleiß der Axiallager auf ein Minimum reduziert, was wiederum kompakte und einfache Axiallager erlaubt.
Vorzugsweise ist der Zwischenwellen-Körper als Hohlwelle ausgebildet. In dem Hohlraum des Zwischenwellen-Körpers können beispielsweise Anordnungen zur Schmierung der Lager und der Getriebestufen vorgesehen sein.
Vorzugsweise stützen die beiden Axiallager jeweils unmittelbar die Stirnseite des Zwischenwellen-Körpers ab. Die Axiallager stützen also nicht eine ringartige Stufe im Verlauf der axialen Erstreckung des Zwischenwellen-Körpers ab. Hierdurch wird eine radial kompakte Konstruktion des Zwischenwellen-Körpers ermöglicht.
Vorzugsweise werden die Innenringe der beiden Radial-Wälzlager von dem Zwischenwellen-Körper unmittelbar gebildet. Hierdurch ergibt sich ein kompakter, einfacher und leichter Aufbau der beiden Radial-Wälzlager.
Vorzugsweise sind die Außenringe der beiden Radial-Wälzlager jeweils von einem Blech-Außenring gebildet. Besonders bevorzugt bildet der Blech-Außenring jeweils eine Rollenhülse für Zylinder-Wälzkörper. Der Blech-Außenring ist einfach und preiswert herstellbar, und ist leichter als eine massive Konstruktion des Außenrings.
Vorzugsweise sind die Laufflächen der als Wälzlager ausgebildeten beiden Axiallager jeweils von einem Blechkörper gebildet. Hierdurch wird eine einfache, preiswert herstellbare und leichte Konstruktion der Axiallager realisiert.
Vorzugsweise sind die beiden Längsenden des Zwischenwellen-Körpers jeweils durch eines der Los-Radial-Wälzlager gelagert. Die beiden Radial-Wälzlager sind also in den axialen Endbereichen des Zwischenwellen-Körpers angeordnet, und rahmen axial die Antriebsverzahnung und die Abtriebsverzahnung ein.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen schematischen Längsschnitt einer Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung mit einer schwimmend gelagerten Zwischenwelle, und
2 eine detaillierte Darstellung eines Zwischenwellen-Endes mit einem Radial-Wälzlager und einem Axiallager.

Die Figuren zeigen eine zweistufige Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung 10 als Teil eines Kfz-Getriebes, durch das die in das Getriebe eingeleitete rotatorische Antriebsleistung eines beispielsweise elektrischen Traktionsmotors untersetzt wird. Die Getriebezwischenwellen-Anordnung 10 weist in einem Getriebegehäuse 12 eine drehbare und schwimmend gelagerte Zwischenwelle 20 auf, die auf einem als Hohlwelle ausgebildeten Zwischenwellen-Körper 22 eine außenseitige Antriebsverzahnung 24 und eine ebenfalls außenseitige Abtriebsverzahnung 28 drehfest trägt. Die Zwischenwelle 20 bzw. der Zwischenwellen-Körper 22 dreht sich um eine Rotations-Axiale 11.
Die Antriebsverzahnung 24 ist außenseitig auf einem separaten Antriebsrad 25 angebracht, das drehfest mit dem Zwischenwellen-Körper 22 verbunden ist. Die Abtriebsverzahnung 28 ist an dem Zwischenwellen-Körper 22 selbst ausgebildet. Die schräggestellte Antriebsverzahnung 24 ist entgegengesetzt geschrägt zu der ebenfalls schräggestellten Abtriebsverzahnung 28, so dass die resultierenden Axialkräfte bei einer Drehmomenten-Übertragung zueinander entgegengesetzt wirken, und sich im Betrieb im Wesentlichen neutralisieren.
Axial zwischen der Antriebsverzahnung 24 und der Abtriebsverzahnung 28 ist vorliegend eine Feststell-Verzahnung 26 vorgesehen, die keine Getriebefunktion hat, sondern nur der vorübergehenden rotatorischen Blockade der Zwischenwelle 20 in einem Parkmodus des Kraftfahrzeugs dient.
Die Zwischenwelle 20 bzw. der Zwischenwellen-Körper 22 ist an den beiden Längsenden 23,23` jeweils durch ein Los-Radial-Wälzlager 30,30' radial und jeweils ein Axiallager 40,40` axial gelagert.
Die Radial-Wälzlager 30,30` weisen jeweils zylinderförmige Wälzkörper 36 auf. Die Innenringe 32 der Radial-Wälzlager 30,30` werden jeweils von einer zylindrischen Oberfläche 32' des Zwischenwellen-Körpers 22 gebildet. Die Außenringe 34 der beiden Radial-Wälzlager 30,30' werden jeweils von einem Blech-Außenringkörper 34' gebildet, der eine Rollenhülse für die Wälzkörper 36 bildet. Der Außenringkörper 34` sitzt radial außen in einer hohlzylindrischen Aufnahmestufe einer Gehäusewand 12'.
Das Axiallager 40,40` ist jeweils zwischen einer in einer Querebene stehenden ringförmigen Stirnseite 41 des Zwischenwellen-Körpers 22 und einer ebenfalls in einer Querebene liegenden gegenüberliegenden und parallelen Stirnwand 49 einer statischen Gehäusewand 12' angeordnet. Die Querebenen stehen jeweils senkrecht zu der Rotations-Axialen 11.
Die Laufflächen 42,45 der beiden jeweils als Wälzlager ausgebildeten Axiallager 40,40` sind jeweils von einem Blechkörper 43,44 gebildet, wobei zwischen den Blechkörpern 43, 44 zylindrische Wälzkörper 46 durch einen entsprechenden Käfig unverlierbar in Position gehalten sind. Die Axiallager 40,40` stehen unter allen Temperaturbedingungen allenfalls unter einer geringen axialen Vorspannung, so dass der Lagerverschleiß gering ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1020161065441 [0002]
CN 209324937 U [0002]

Claims

Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) mit einem drehbar und schwimmend gelagerten Zwischenwellen-Körper (22), der eine außenseitige Antriebsverzahnung (24) und eine außenseitige Abtriebsverzahnung (28) drehfest trägt, wobei die Antriebsverzahnung (24) zu der Abtriebsverzahnung (28) entgegengesetzt schräggestellt ist, so dass die resultierenden Axialkräfte zueinander entgegengesetzt wirken, wobei der Zwischenwellen-Körper (22) ausschließlich durch mehrere Los-Radial-Wälzlager (30,30`) gelagert ist, und wobei die beiden Längsenden (23,23`) des Zwischenwellen-Körpers (22) jeweils durch ein Axiallager (40,40`) axial gelagert sind.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Zwischenwellen-Körper (22) eine Hohlwelle ist.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die beiden Axiallager (40,40`) jeweils unmittelbar die Stirnseite (41) des Zwischenwellen-Körpers (22) abstützen.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Innenringe (32) der beiden Radial-Wälzlager (30,30`) von dem Zwischenwellen-Körper (22) gebildet sind.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Außenringe (34) der beiden Radial-Wälzlager (30,30`) jeweils von einem Blech-Außenring (34`) gebildet sind.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Außenringe (34) der beiden Radial-Wälzlager (30,30`) jeweils eine Rollenhülse für Zylinder-Wälzkörper (36) bilden.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Laufflächen (42,45) der als Wälzlager ausgebildeten Axiallager (40,40`) jeweils von einem Blechkörper (43,44) gebildet sind.
Kfz-Getriebezwischenwellen-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Los-Radial-Wälzlager (30,30`) die beiden Längsenden (23,23`) des Zwischenwellen-Körpers (22) lagern.