DE10351132A1

DE10351132A1 - Anordnung von Kupplungen und Zahnrädern in einem Räderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE10351132A1
Application number: DE2003151132
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Herlitzek
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2005-08-18

Abstract

Es wird eine Anordnung von Kupplungen und Zahnrädern in einem Räderwechselgetriebe vorgestellt, umfassend eine Welle (1), Lager, Zahnräder (2, 3), mindestens ein Losrad (4, 5) und mindestens ein Kupplungselement, so dass das zumindest eine Losrad (4, 5) kraft- oder formschlüssig mit dem Kupplungselement verbindbar ist, um mit der Welle (1) rotationsbezogen eine Einheit zu bilden, wobei die Lagerbasis der Welle (1) auf ein Minimum reduziert ist und wobei im Bereich der größten Durchbiegung der Welle (1) ein Wellenquerschnitt mit hohem Widerstandsmoment erreicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung von Kupplungen und Zahnrädern in einem Räderwechselgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge sind vielfältig bekannt. So beschreibt die DE A 44 29 546 ein mehrgängiges Stufenwechselgetriebe mit einer Eingangswelle und einer in axialer Verlängerung der Eingangswelle angeordneten Hauptwelle, die die Ausgangswelle des Getriebes darstellt und mit einer parallel zur Eingangswelle und zur Hauptwelle angeordneten Vorgelegewelle, wobei Eingangswelle, Hauptwelle und Vorgelegewelle Zahnräder aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen und dadurch Übersetzungsstufen des Getriebes bilden.

Üblicherweise befinden sich Zahnräder und die zu schaltenden Losräder und Kupplungselemente auf einer Welle zwischen links und rechts angeordneten Wellenlagern, über die sich diese Welle radial und axial im Getriebegehäuse abstützt.

Diese Konstruktion weist den Nachteil auf, dass, auch wenn nur ein Kupplungselement auf der Welle angeordnet ist, die Lagerbasis der Welle relativ groß dimensioniert ist. Dies hat negative Folgen für die Durchbiegung und Neigung der Welle, so dass eine entsprechend große Dimensionierung erforderlich ist; außerdem wird durch den Kupplungsdurchmesser noch mehr Bauraum benötigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Kupplungen und Zahnrädern in einem Räderwechselgetriebe anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll durch die erfindungsgemäße Anordnung die Welle klein dimensioniert sein; zudem soll durch eine kompakte Bauweise der erforderliche Bauraum reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei der ein Wellenquerschnitt mit hohem Widerstandsmoment im Bereich der größten Durchbiegung erreicht wird. Dies wird im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht, dass die Zahnräder direkt in den Wellenkörper eingearbeitet, aufgeschrumpft oder mittels weiterer Mittel drehfest mit der Welle verbunden sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Zahnräder und Kupplungselemente wird die Lagerbasis der Welle auf ein Minimum reduziert, ohne den Nachteil außerhalb der Lagerbasis liegender Räder in Kauf nehmen zu müssen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine schematische Schnittansicht einer Anordnung von Zahnrädern und Kupplungselementen nach dem Stand der Technik; und
2: Eine schematische Schnittansicht einer Anordnung von Zahnrädern und Kupplungselementen gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine Anordnung mit einer Welle 1, zwei Kupplungselementen 22, 23 sowie Zahnrädern 24, 25 dargestellt. Die Welle stützt sich über Wellenlager 26, 27 radial und axial im Getriebegehäuse ab, wobei die Kupplungselemente 22, 23 und die Zahnräder 24, 25 zwischen den Lagern angeordnet sind. Hierbei entsteht, wie bereits erläutert, der Nachteil, dass die Lagerbasis der Welle 1 relativ groß dimensioniert ist, so dass, um negative Folgen für die Durchbiegung und Neigung der Welle zu vermeiden, eine entsprechend große Dimensionierung erforderlich ist.
In 2 ist eine Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Hierbei weist die Welle 1 zwei Zahnräder 2, 3 auf, welche direkt in den Wellenkörper eingearbeitet sind. Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsform sieht vor, dass die Zahnräder 2, 3 aufgeschrumpft oder über weitere geeignete Mittel drehfest mit der Welle verbunden sind. Dadurch lässt sich ein Wellenquerschnitt mit hohem Widerstandsmoment im Bereich der größten Durchbiegung erreichen.
Ferner sind Lösräder 4, 5 vorgesehen, welche radial über Lager 6, 7 auf der Welle 1 gelagert sind; ferner sind die Lösräder 4, 5 über Lager 8, 9 in einer nicht dargestellten Gehäusewand des Getriebes gelagert. Wie der Figur zu entnehmen ist, sind die Losräder 4, 5 axial über die Axiallager 10, 11, 12 und 13 auf der Welle 1 fixiert.
Des weiteren ist die Welle 1 über die Radiallager 14 und 15 in den Losrädern 4 bzw. 5 gelagert und axial über die Lamellenträger 18, 19 und die Lager 16 und 17 durch die Gehäusebauteile 20 und 21 fixiert. Hierbei sind die Lamellenträger 18 und 19 drehfest mit der Welle 1 verbunden und können über nicht dargestellte Kupplungsbauteile kraft- oder formschlüssig mit den Losrädern 4 und 5 verbunden werden, sodass Losrad 4, 5 und Welle 1 rotationsbezogen eine Einheit bilden.
In vorteilhafter Weise wird über die nach außen hinter den Lagern (8), (14) bzw. (9), (15) liegende Wellen- und Losradgeometrie lediglich Drehmoment übertragen, wodurch sich eine sehr steife und kurze Welle (1) ergibt. Die Kupplungen können kleine Innendurchmesser aufweisen und eine Schmier- und Druckölzuführung ist unproblematisch möglich.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Lager 16, 17 zwischen Losrad 4 bzw. 5 und der Gehäusewand angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Radial-/Axiallagerkombination durch ein Lager zu ersetzen, welches beide Funktionen in sich vereinigt.
Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung kann auch realisiert werden, wenn nur ein Losrad mit einer Kupplung auf der Welle angeordnet ist. Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Zahnräder und der Kupplungselemente an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Welle
2: Zahnrad
3: Zahnrad
4: Losrad
5: Losrad
6: Lager
7: Lager
8: Lager
9: Lager
10: Axiallager
11: Axiallager
12: Axiallager
13: Axiallager
14: Radiallager
15: Radiallager
16: Lager
17: Lager
18: Lamellenträger
19: Lamellenträger
20: Gehäusebauteil
21: Gehäusebauteil
22: Kupplungselement
23: Kupplungselement
24: Zahnrad
25: Zahnrad
26: Lager
27: Lager

Claims

Anordnung von Kupplungen und Zahnrädern in einem Räderwechselgetriebe, umfassend eine Welle (1), Lager, Zahnräder (2, 3), mindestens ein Losrad (4, 5) und mindestens ein Kupplungselement, so dass das zumindest ein Losrad (4, 5) kraft- oder formschlüssig mit dem Kupplungselement verbindbar ist, um mit der Welle (1) rotationsbezogen eine Einheit zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Losrad (4, 5) radial über Lager (6, 7) auf der Welle (1), über Lager (8, 9) in einer Gehäusewand des Getriebes gelagert und axial über Axiallager (10, 11, 12, 13) auf der Welle (1) fixiert ist.
Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2, 3) direkt in den Wellenkörper eingearbeitet, aufgeschrumpft oder mittels weiterer geeigneter Mittel drehfest mit der Welle (1) verbunden sind.
Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbasis der Welle (1) auf ein Minimum reduziert ist, wobei im Bereich der größten Durchbiegung der Welle (1) ein Wellenquerschnitt mit hohem Widerstandsmoment erreicht wird.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) über Radiallager (14, 15) in das zumindest eine Losrad (4, 5) gelagert und axial über Lamellenträger (18, 19) der Kupplungselemente und Lager (16, 17) durch die Gehäuse bauteile (20, 21) fixiert ist, wobei die Lamellenträger (18, 19) drehfest mit der Welle (1) verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (16, 17) zwischen Losrad (4, 5) und der Gehäusewand angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radial-/Axiallagerkombinationen durch ein Lager ersetzt sind, welches beide Funktionen in sich vereinigt.