DE10250733A1

DE10250733A1 - Getriebe mit einer Lagereinheit

Info

Publication number: DE10250733A1
Application number: DE10250733A
Authority: DE
Inventors: Martin Schetter
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: FR2832481A1; DE10250733B4

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Getriebe mit zumindest einer Lagereinheit, in der zumindest zwei Getriebewellen in einem Zwischenbereich zwischen zwei Endlagerbereichen gelagert sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Lagereinheit zumindest eine Teilungsebene und zumindest zwei fest miteinander verbindbare Lagerteile aufweist, die jeweils zumindest einen Teil einer Lagerstelle für eine der Getriebewellen bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit zumindest einer Lagereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um bei Vorgelegewellengetrieben für leistungsstarke Brennkraftmaschinen eine Wellendurchbiegung zu reduzieren, ist bekannt, in einem Zwischenbereich zwischen zwei Endlagerbereichen eine Lagerplatte vorzusehen, die eine dritte Lagerebene bildet.
Bei der Montage derartiger Getriebe müssen dessen Getriebewellen nach einer Montage erster Zahnräder auf ihren Achsabstand gebracht werden, um anschließend die Lagerplatte und die restlichen, noch fehlenden Zahnräder zur Vervollständigung eines Radsatzes des Getriebes montieren zu können.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Getriebe mit einem vereinfachten Montageablauf bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Getriebe mit zumindest einer Lagereinheit, in der zumindest zwei Getriebewellen in einem Zwischenbereich zwischen zwei Endlagerbereichen gelagert sind.
Es wird vorgeschlagen, daß die Lagereinheit zumindest eine Teilungsebene und zumindest zwei fest miteinander verbindbare Lagerteile aufweist, die jeweils zumindest einen Teil einer Lagerstelle für eine der Getriebewellen bilden. Die Getriebewellen können unabhängig voneinander vollständig komplettiert bzw. können jeweils sämtliche Zahnräder auf die Getriebewellen aufgebracht werden. Die komplettierten Getriebewellen können anschließend auf ihren vorbestimmten Achsabstand zusammengeführt und die Lagerteile der Lagereinheit können fest miteinander verbunden werden. Die Montage kann erheblich vereinfacht, Montagezeit kann eingespart und Kosten können reduziert werden. Die vorgeschlagene Lösung eignet sich für sämtliche, dem Fachmann als geeignet erscheinende Getriebekonzepte, insbesondere jedoch für Vorgelegewellengetriebe mit einer Hauptwelle und einer parallel zur Hauptwelle angeordneten Vorgelegewelle für leistungsstarke Brennkraftmaschinen.
Ferner können durch die erfindungsgemäße Lösung insbesondere bestehende Getriebekonzepte einfach auf höhere Leistungen mit breiteren Zahnrädern und längeren Getriebewellen ausgelegt werden.
Die Lagereinheit kann in verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Stellen und Ebenen geteilt ausgeführt sein, beispielsweise in ein oder mehreren horizontalen und/oder ein oder mehreren vertikalen und/oder auch diagonalen Teilungsebenen. Verläuft die Teilungsebene durch eine oder vorzugsweise durch zumindest zwei Lagerstellen, können die Lagerteile der Lagereinheit nach der Komplettierung der Getriebewellen montiert werden, und zwar insbesondere wenn die Lagerteile senkrecht zu wenigstens einer der Getriebewellen geteilt sind, so dass zumindest ein Lagerteil in radialer Richtung zu wenigstens einer Getriebewelle montiert werden kann. Verläuft die Teilungsebene neben einer Lagerstelle einer Hauptwelle und einer Vorgelegewelle durch eine Lagerstelle einer Zentralschaltwelle eines Schaltmoduls, kann ferner vorteilhaft erreicht werden, daß das Schaltmodul mit der zentralen Schaltwelle in radialer Richtung zur vormontierten Hauptwelle und Vorgelegewelle montiert werden kann, ohne zuvor ein Lagerteil der Lagereinheit am Schaltmodul zu montieren.
Sind die Lagerteile in einer Getriebegehäusehälfte abgestützt und insbesondere in einer Getriebegehäusehälfte abgestützt, kann ein die Lagereinheit tragendes oder die Lagereinheit bildendes Zwischengehäuse vermieden und es können zusätzliche Dichtstellen verhindert werden. Mit einem Zwischengehäuse kann dagegen einfach ein Längenausgleich von einem Standardgetriebe zu einem für höhere Leistungen ausgelegten Getriebe mit breiteren Zahnrädern und längeren Getriebewellen erreicht werden.
Die Lagerteile können aus verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Materialien und mit verschiedenen Verfahren hergestellt sein, wie beispielsweise aus Gußeisen mit einem Gießverfahren. Sind die Lagerteile von tiefgezogenen Stahlblechen gebildet, können spanende Bearbeitungsschritte vermieden und es kann eine besonders kostengünstige und leichte Lagereinheit erreicht werden.
Die Lagerteile können grundsätzlich vollständig getrennt voneinander hergestellt werden. Um jedoch eine möglichst präzise Positionierung der Lagerstellen zueinander einfach zu erreichen, werden zumindest die Lagerstellen vorteilhaft im verbundenen Zustand der Lagerteile bearbeitet.
Ferner wird vorgeschlagen, daß ein Lageraußenring an wenigstens eines der Lagerteile angeformt ist, wodurch zusätzliche Lagerteile, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können. Ist der angeformte Lageraußenring durch ein am Lagerteil befestigtes Mittel versteift, kann eine Wellendurchbiegung gegenüber einer Lösung ohne Versteifung weiter reduziert und es kann durch eine höhere Steifigkeit eine präzisere Lagerung erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Lagerteile zueinander über wenigstens ein Zentriermittel zentriert sind, wodurch einfach eine präzise Positionierung der Lagerteile zueinander und zu den Endlagerbereichen erreicht werden kann.
Besitzt die Lagereinheit eine Lagerbrille für ein Schaltmodul, kann das Schaltmodul vorteilhaft einfach montiert und in der Lagereinheit integriert gelagert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Lagereinheit wenigstens ein Befestigungsmittel für ein Schaltmodul aufweist. Die Lagereinheit kann kostengünstig auf ein entsprechendes Schaltmodul ausgelegt und es kann eine einfache Montage des Schaltmoduls erreicht werden, und zwar insbesondere wenn das Befestigungsmittel von einem abstehenden Steg gebildet ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Handschaltgetriebe in einer Seitenansicht,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Fig. 2 durch ein alternatives Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Ausschnitt eines schematisch dargestellten Handschaltgetriebes mit einer alternativen Lagereinheit schräg von der Seite und
Fig. 7 die Lagereinheit aus Fig. 6 von vorn.
Fig. 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Handschaltgetriebe für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug mit einer leistungsstarken Brennkraftmaschine. Das Handschaltgetriebe besitzt eine Lagereinheit 10, in der zwei Getriebewellen, und zwar eine Hauptwelle 25 und eine Vorgelegewelle 26, in einem Zwischenbereich zwischen zwei Endlagerbereichen 36, 37 in einer dritten Lagerebene gelagert sind.
Die Lagereinheit 10 wird von einem Zwischengehäuse gebildet, das zwischen einer ersten und einer zweiten Getriebegehäusehälfte 38, 39 angeordnet ist. Die Lagereinheit 10 besitzt eine horizontale Teilungsebene 12 quer durch eine Lagerstelle 23 der Hauptwelle 25 und besitzt zwei fest miteinander verspannte, von Gußteilen gebildete Lagerteile 18, 19, von denen das untere eine geschlossene Lagerstelle 24 für die Vorgelegewelle 26 und einen Teil der geteilten Lagerstelle 23 bildet (Fig. 2). Das obere Lagerteil 19 bildet den restlichen Teil der Lagerstelle 23 für die Hauptwelle 25. Die Lagerteile 18, 19 sind senkrecht zu den Getriebewellen 25, 26 geteilt.
Bei der Herstellung der Lagereinheit 10 werden zunächst an den noch getrennten Lagerteilen 18, 19 Fügeflächen in der Teilungsebene 12 bearbeitet sowie Paßhülsen-Zentrierbohrungen 40, zugehörige Verschraubungsbohrungen 41 und Gewinde 42 eingebracht und nachbearbeitet. Anschließend werden die Lagerteile 18, 19 nach Einsetzen von Paßhülsen 32 und unter Zuhilfenahme entsprechend angeordneter Spannflächen mit Spannschrauben 43 zusammengespannt und als Bearbeitungs-Zusammenbau fertig bearbeitet.
Bei der Montage wird die Vorgelegewelle 26 mit ihren Zahnrädern ZK', Z2', Z3', Z4', Z6' ihren nicht näher dargestellten Synchronisiereinheiten und mit dem Lagerteil 19, in welches ein Rollenlager 44 eingepreßt ist, und die Hauptwelle 25 mit ihren Zahnrädern ZK, 21, 22, 23, 24, 26, ZR, ihren nicht näher dargestellten Synchronisiereinheiten und mit einem Rollenlager 45 zur Lagerung im Lagerteil 18 komplettiert. Anschließend werden die Hauptwelle 25 und die Vorgelegewelle 26 auf ihren vorbestimmten Achsabstand zusammengefügt, und die Lagerteile 18, 19 werden miteinander verschraubt, wobei das obere Lagerteil 18 in radialer Richtung auf die Hauptwelle 25 aufgeschoben wird. Eine durch einen Freiraum 47 des oberen Lagerteils 18 geführte Zentralschaltwelle 46 kann entweder im in das Lagerteil 18 eingeführten Zustand gemeinsam mit dem Lagerteil 18 radial montiert oder nach der radialen Montage des Lagerteils 18 in axialer Richtung durch den Freiraum 47 eingeführt werden.
Die Lagerteile 18, 19 werden mit zwei Spannschrauben 43, die im unmittelbar radial äußeren Bereich der Lagerstelle 23 der Hauptwelle 25 angeordnet sind und Spreizkräfte innerhalb der Lagereinheit 10 aufnehmen, sowie mit mehreren, im äußeren Bereich der Lagerteile 18, 19 angeordneten Schrauben 48 miteinander verspannt. Die Schrauben 48 durchgreifen an die Lagerteile 18, 19 angeformte Flansche 49, 50 und dienen zur Abdichtung der Lagereinheit 10 nach außen.
Die Lagereinheit 10 könnte zusätzlich zur Teilungsebene 12 oder anstatt in der Teilungsebene 12 in einer horizontalen Teilungsebene 13 zwischen den Lagerstellen 23, 24, in einer horizontalen Teilungsebene 14 durch die Lagerstelle 24 der Vorgelegewelle 26 und/oder in einer vertikalen Teilungsebene 15 durch beide Lagerstellen 23, 24 geteilt sein, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Die Teilungsebene 12 hat den Vorteil, daß einfach ausreichende Wandstärken in der Lagereinheit 10 erzielt werden können, dagegen hätte die Teilungsebene 13 zwischen den Lagerstellen 23, 24 den Vorteil, daß Übergänge zwischen zwei Bauteilen in den Lagerstellen 23, 24 vermieden werden könnten. Die vertikale Teilungsebene 15 würde eine besonders flexible Montage ermöglichen.
In den Fig. 3 bis 7 sind alternative Lagereinheiten 10a, 11 dargestellt. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2 verwiesen werden. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2.
Die in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Lagereinheit 11 besitzt zwei horizontale Teilungsebenen 16, 17 bzw. besitzt drei Lagerteile, und zwar ein Lagerteil 20 für eine Vorgelegewelle 26, ein Lagerteil 21 für eine Hauptwelle 25 und eine Lagerbrille 22 für ein Schaltmodul 35 mit einer Zentralschaltwelle 34 und zwei in der Lagerbrille 22 gelagerten Schaltstangen 51, 52. Die Zentralschaltwelle 34 ist mit einem Abstand zur Lagerbrille 22 durch eine Ausnehmung 75 derselben geführt. Die Hauptwelle 25 und die Vorgelegewelle 26 werden bei der Montage getrennt voneinander mit den Lagerteilen 20, 21 komplettiert.
Die Lagerteile 20, 21, 22 werden von tiefgezogenen Stahlblechen gebildet und sind in axialer Richtung in einer Getriebegehäusehälfte 27 verschraubt. Hierfür sind an die in der Draufsicht im wesentlichen runden Lagerteile 20, 21 für die Vorgelegewelle 26 und die Hauptwelle 25 sich in radialer Richtung erstreckende Laschen 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 angeformt. Im montierten Zustand sind in der Teilungsebene 16 zwei an die Getriebegehäusehälfte 27 angeformte, sich radial nach innen erstreckende Vorsprünge 61, 62, die Lagerbrille 22 und zwei obere Laschen 58, 59 des Lagerteils 21 überlappend angeordnet und mit zwei Schrauben 63, 64 in axialer Richtung verspannt, wobei die direkt auf den Vorsprüngen 61, 62 der Getriebegehäusehälfte 27 aufliegende Lagerbrille 22 zusätzlich an deren oberen Bereich über ihre oberen Laschen 58, 59 mit zwei weiteren Schrauben 65, 66 mit den Vorsprüngen 61, 62 der Getriebegehäusehälfte 27 in axialer Richtung verspannt ist.
In der Teilungsebene 17 sind zwei an die Getriebegehäusehälfte 27 angeformte, sich radial nach innen erstreckende Vorsprünge 67, 68, zwei untere Laschen 57, 60 des Lagerteils 21 und zwei obere Laschen 55, 56 des Lagerteils 20 überlappend angeordnet und mit zwei Schrauben 69, 70 in axialer Richtung verspannt. Das Lagerteil 20 ist mit seinen oberen Laschen 55, 56 auf den unteren Laschen 57, 60 des Lagerteils 21 angeordnet und ist in seinem unteren Bereich zusätzlich über seine unteren Laschen 53, 54 mit zwei weiteren Schrauben 71, 72 mit an die Getriebegehäusehälfte 27 angeformten Vorsprüngen 73, 74 verspannt.
Die Lagerteile 20, 21, 22 sind zueinander und zur Getriebegehäusehälfte 27 mit jeweils die Schrauben 63, 64, 65, 66, 69, 70, 71, 72 umschließenden Zentrierhülsen 33 formschlüssig zentriert.
An die Lagerteile 20, 21 sind Lageraußenringe 28, 29 für Rollenlager 76, 77 angeformt, in denen die Hauptwelle 25 bzw. die Vorgelegewelle 26 gelagert sind. Die Lägeraußenringe 28, 29 sind zudem mit aufgepreßten Versteifungsringen 30, 31 versteift.
Die Lagereinheit 10a in den Fig. 6 und 7 stellt im wesentlichen eine Kombination der Lagereinheit 10 und der Lagereinheit 11 dar. Die Lagereinheit 10a weist wie die Lagereinheit 10 eine horizontale Teilungsebene 12a quer durch eine Lagerstelle 23a einer Hauptwelle auf und umfaßt zwei fest miteinander verspannte, von Gußteilen gebildete Lagerteile 18a, 19a, von denen das untere eine geschlossene Lagerstelle 24a für eine Vorgelegewelle und einen Teil der geteilten Lagerstelle 23a bildet. Das obere Lagerteil 19a bildet den restlichen Teil der Lagerstelle 23a für die Hauptwelle. Die Lagerteile 18a, 19a sind senkrecht zu den Getriebewellen geteilt.
Die Lagerteile 18a, 19a sind ferner wie die Lagereinheit 10 über nicht näher dargestellte Zentrierhülsen zueinander fixiert und sind im wesentlichen wie die Lagereinheit 11 in einer Gehäusehälfte 39a verschraubt.
Auf einer dem Lagerteil 19a abgewandten Seite des Lagerteils 18a ist ferner ein Aufnahmebereich für ein nicht näher dargestelltes Schaltmodul angeformt. Der Aufnahmebereich umfaßt Befestigungsmittel 78, 78', 79, 79', 80, 80', 81 für das Schaltmodul, und zwar ein von einer nachbearbeiteten Lagerfläche gebildetes Befestigungsmittel 81, von Zentrierbohrungen gebildete Befestigungsmittel 78, 78', 79, 79', die in Ausformungen eingebracht sind, und von abstehenden, keilförmigen Stegen gebildete Befestigungsmittel 80, 80'. An den von Stegen gebildeten Befestigungsmitteln 80, 80' kann eine Lagerbrille des Schaltmoduls bei der Montage vorteilhaft eingehängt und ein Verkippen derselben bei der Montage vermieden werden. Bezugszeichenliste 10 Lagereinheit
11 Lagereinheit
12 Teilungsebene
13 Teilungsebene
14 Teilungsebene
15 Teilungsebene
16 Teilungsebene
17 Teilungsebene
18 Lagerteil
19 Lagerteil
20 Lagerteil
21 Lagerteil
22 Lagerteil
23 Lagerstelle
24 Lagerstelle
25 Getriebewelle
26 Getriebewelle
27 Getriebegehäusehälfte
28 Lageraußenring
29 Lageraußenring
30 Mittel
31 Mittel
32 Zentriermittel
33 Zentriermittel
34 Zentralschaltwelle
35 Schaltmodul
36 Endlagerbereich
37 Endlagerbereich
38 Getriebegehäusehälfte
39 Getriebegehäusehälfte
40 Paßhülsen-Zentrierbohrung
41 Verschraubungsbohrung
42 Gewinde
43 Spannschraube
44 Rollenlager
45 Rollenlager
46 Zentralschaltwelle
47 Freiraum
48 Schraube
49 Flansch
50 Flansch
51 Schaltstange
52 Schaltstange
53 Lasche
54 Lasche
55 Lasche
56 Lasche
57 Lasche
58 Lasche
59 Lasche
60 Lasche
61 Vorsprung
62 Vorsprung
63 Schraube
64 Schraube
65 Schraube
66 Schraube
67 Vorsprung
68 Vorsprung
69 Schraube
70 Schraube
71 Schraube
72 Schraube
73 Vorsprung
74 Vorsprung
75 Ausnehmung
76 Rollenlager
77 Rollenlager
78 Befestigungsmittel
79 Befestigungsmittel
80 Befestigungsmittel
81 Befestigungsmittel
ZK Zahnrad
Z1 Zahnrad
Z2 Zahnrad
Z3 Zahnrad
Z4 Zahnrad
Z6 Zahnrad
ZR Zahnrad

Claims

1. Getriebe mit zumindest einer Lagereinheit, in der zumindest zwei Getriebewellen in einem Zwischenbereich zwischen zwei Endlagerbereichen gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (10, 10a, 11) zumindest eine Teilungsebene (12, 12a, 13, 14, 15, 16, 17) und zumindest zwei fest miteinander verbindbare Lagerteile (18, 18a, 19, 19a, 20, 21) aufweist, die jeweils zumindest einen Teil einer Lagerstelle (23, 23a, 24, 24a) für eine der Getriebewellen (25, 26) bilden.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsebene (12, 12a) durch eine Lagerstelle (24, 24a) verläuft.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsebene (15) durch zumindest zwei Lagerstellen (23, 24) verläuft.

4. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile (18, 18a, 19, 19a, 20, 21) senkrecht zu wenigstens einer der Getriebewellen (25, 26) geteilt sind.

5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile (18a, 19a, 20, 21) in einer Getriebegehäusehälfte (27, 39a) verschraubt sind.

6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile (20, 21) von tiefgezogenen Stahlblechen gebildet sind.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lageraußenring (28, 29) an wenigstens eines der Lagerteile (20, 21) angeformt ist.

8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der angeformte Lageraußenring (28, 29) durch ein am Lagerteil (20, 21) befestigtes Mittel (30, 31) versteift ist.

9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile (18, 18a, 19, 19a, 20, 21) zueinander über wenigstens ein Zentriermittel (32, 33) zentriert sind.

10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (11) eine Lagerbrille (22) für ein Schaltmodul (35) aufweist.

11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (10a) wenigstens ein Befestigungsmittel (78, 79, 80, 81) für ein Schaltmodul aufweist.

12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (80) von einem abstehenden Steg gebildet ist.

13. Lagereinheit für ein Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der zumindest zwei Getriebewellen in einem Zwischenbereich zwischen zwei Endlagerbereichen lagerbar sind, gekennzeichnet durch zumindest eine Teilungsebene (12, 12a, 13, 14, 15, 16, 17) und zumindest zwei fest miteinander verbindbare Lagerteile (18, 18a, 19, 19a, 20, 21), die jeweils zumindest einen Teil einer Lagerstelle (23, 23a, 24, 24a) für eine der Getriebewellen (25, 26) bilden.

14. Verfahren zur Herstellung einer Lagereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Lagerstellen (23, 23a, 24, 24a) im verbundenen Zustand der Lagerteile (18, 18a, 19, 19a, 20, 21) bearbeitet werden.