DE112005001329T5

DE112005001329T5 - Getriebe für ein motorisiertes Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebes

Info

Publication number: DE112005001329T5
Application number: DE112005001329T
Authority: DE
Inventors: Johan TRÄFF
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2007-05-03
Also published as: SE528294C2; WO2005121604A1; SE0401458D0; SE0401458L

Abstract

Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) für ein motorisiertes Fahrzeug, umfassend wenigstens eine erste Endwand (3, 103, 203) und eine zweite Endwand (4, 104, 204), die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und eine Hauptwelle (8, 10, 108, 110, 208), die in den Endwänden (3, 4, 103, 104, 203, 204) gelagert ist und die durch wenigstens eine der Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) hindurch verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein Gehäuse (2, 102, 202) mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst, die jeweils durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang einer Kurve im Raum erhalten werden und die eine Längsachse (40) aufweisen, wobei die Endwände (3, 4, 103, 104) auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses (2, 102, 202) entlang der Längsachse angeordnet sind, und dass sie wenigstens ein Befestigungselement (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222) umfasst, das dazu angeordnet ist, um auf die äußeren Flächen der...

Description

Technisches Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung für ein motorisiertes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Übertragungsvorrichtung.
Motorisierte Fahrzeuge sind meist mit Übertragungsvorrichtungen, wie beispielsweise Getrieben, Differentialsperren und Übertragungsgetrieben ausgerüstet. Ein verbreitet auftretender Getriebetyp sind Zahnradgetriebe, die gewöhnlicherweise ein Gehäuse mit einer Hauptwelle und einer Vorgelegewelle aufweisen, die zueinander parallel angeordnet sind. Die Hauptwelle umfasst eine Eingangswelle und eine Primärwelle, die gewöhnlicherweise dazu ausgebildet sind, relativ zueinander versperrbar zu sein. Eine Eingangswelle ist mit dem Motor über eine Kupplung verbunden und ein Zahnrad, das auf der Eingangswelle angeordnet ist, treibt ein Zahnrad an, das auf der Vorgelegewelle angeordnet ist. Eine Mehrzahl von Zahnrädern, die paarweise in gegenseitigem Eingriff stehen, sind auf der Primärwelle und der Vorgelegewelle angeordnet. Die Zahnräder auf der Primärwelle sind dazu ausgelegt, relativ zu der Primärwelle festlegbar zu sein. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Primärwelle und der Vorgelegewelle hängt davon ab, welches Zahnrad relativ zu der Primärwelle festgelegt ist. Ein Getriebesteuerelement in dem Zahnradgetriebe ist dazu ausgebildet, um zu ermöglichen, dass die Zahnräder auf der Primärwelle festgelegt werden. Es ist möglich, mittels eines mit dem Getriebesteuerelement verbundenen Zahnradträgers dasjenige Zahnrad zu ändern, das relativ zu der Primärwelle festzulegen ist.

Heutzutage umfassen Getriebe oftmals ein gegossenes Gehäuse, in dem die Wellen angeordnet sind. Ein Beispiel eines derartigen Getriebes ist im US Patent 5,284,067 beschrieben. Befestigungspunkte für das Befestigen des Getriebes in dem motorisierten Fahrzeug sind an dem Getriebe angeordnet. Die meisten derartigen Befestigungspunkte sind an verschiedenen Orten vorgesehen, in Abhängigkeit von dem Fahrzeug, in dem das Getriebe einzubauen ist. Es ist manchmal auch erwünscht, Ausrüstungskomponenten an dem Getriebe anzubringen, wobei in diesem Fall Aus rüstungsbefestigungspunkte für derartige Komponenten vorgesehen sind. Die Orte der Befestigungspunkte und der Ausrüstungsbefestigungspunkte variieren jeweils in Abhängigkeit von dem motorisierten Fahrzeug, in das das Getriebe einzusetzen ist, und in Abhängigkeit von der Ausrüstung, die an dem Getriebe zu installieren ist. Es ist auch üblich, dass das Getriebe hinsichtlich der Anzahl der Getriebestufen modifiziert werden kann. Wenn angestrebt wird, die Anzahl der Getriebestufen zu vergrößern, muss die Länge der Wellen in dem Getriebe und die Anzahl der auf den Wellen angeordneten Zahnräder vergrößert werden. Das Bereitstellen von Raum für längere Wellen in dem Getriebe führt zu einer Vergrößerung der Länge des Getriebes. Wenn Änderungen an dem Getriebegehäuse hinsichtlich der Länge des Getriebegehäuses, der Befestigungspunkte oder der Ausrüstungsbefestigungspunkte vorgenommen werden müssen, muss allerdings auch die verwendete Gussform modifiziert werden, wobei jedoch Formmodifikationen kostenintensiv sind.

Ein weiteres Problem hinsichtlich des Stands der Technik besteht darin, dass die eingesetzte Gusstechnologie eine nachfolgende Bearbeitung mit sich bringt, um den Gussteilen eine hinreichende Dimensionsgenauigkeit zu verleihen.

Die vorstehend hinsichtlich von Zahnradgetrieben beschriebenen Probleme treffen auch auf weitere Übertragungsvorrichtungen für einen Motor zu, wie beispielsweise Differentialsperren und Übertragungsgetriebe.

Es besteht ein Bedarf für eine Übertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die die Probleme des Stands der Technik löst und die einfacher als bekannte Übertragungsvorrichtungen modifiziert werden kann, ohne dass die Gussform modifiziert werden muss.

Abriss der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Alternative zu bekannten Übertragungsvorrichtungen für motorisierte Fahrzeuge bereitzustellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Übertragungsvorrichtung bereitzustellen, die weniger kostenintensiv hergestellt werden kann als heutige Übertragungsvorrichtungen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Übertragungsvorrichtung bereitzustellen, die einfacher im Hinblick auf verschiedene motorisierte Fahrzeuge modifiziert werden kann als bekannte Übertragungsvorrichtungen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Übertragungsvorrichtung bereitzustellen, bei der es einfacher ist, Ausrüstungen ohne Modifikationen an der Übertragungsvorrichtung zu installieren.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Übertragungsvorrichtung bereitzustellen, welches kostengünstiger ist, als bekannte Verfahren zum Herstellen einer Übertragungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Diese Aufgaben werden durch eine Übertragungsvorrichtung und ein Verfahren gemäß der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Vorteile werden durch die Merkmale erreicht, die in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.

Eine Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst wenigstens eine erste Endwand und eine zweite Endwand, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Übertragungsvorrichtung umfasst auch eine Hauptwelle, die in den einander gegenüberliegenden Endwänden gelagert ist und die durch wenigstens eine der Endwände hindurchläuft. Die Übertragungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens ein Gehäuse mit einer Innenfläche und einer Außenfläche aufweist, die jeweils durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang einer Kurve in einem Raum erhalten werden und die eine Längsachse aufweisen, wobei die Endwände an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses entlang der Längsachse angeordnet sind, und dass sie wenigstens ein Befestigungsmittel aufweist, das dazu ausgelegt ist, auf die äußeren Flächen der Endwände entlang der Längsachse einwärts auf das Gehäuse zu eine Kraft auszuüben.

Eine Oberfläche, die durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang einer Kurve im Raum erhalten wird, ist die allgemeine Definition einer Zylinderfläche. Ein üblicher Spezialfall einer derartigen Zylinderfläche ist eine Kreiszylinderfläche, die durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang eines Kreises senkrecht zu dem Kreis erhalten wird. Im vorliegenden Anwendungsfall umfasst allerdings die Zylinderfläche alle Formen von Zylinderflächen, wie beispielsweise ovale Zylinderflächen, quadratische Zylinderflächen, dreieckige Zylinderflächen und alle weitere Formen von Zylinderflächen. Die Form der Innenfläche kann von der der Außenfläche abweichen, wobei das Gehäuse variierende Materialstärke aufweist. Die gerade Linie, die durch parallele Bewegung die Zylinderfläche definiert, kann als parallel hinsichtlich der Längsachse definiert werden.

Die Übertragungsvorrichtung kann eine große Anzahl verschiedener Gestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann die Übertragungsvorrichtung eine Differentialsperre, ein Übertragungsgetriebe oder ein Zahnradgetriebe sein.

Das Gehäuse kann auf eine Mehrzahl verschiedener Arten hergestellt werden. Das Gehäuse ist bevorzugt durch Extrusion hergestellt, wobei in diesem Fall die Längsachse durch die Richtung definiert ist, in der das Gehäuse extrudiert wird. Extrusion ist ein kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung von Rohren und ermöglicht eine große Variation hinsichtlich der Rohrform. Ein extrudiertes Gehäuse kann weniger kostenintensiv hergestellt werden als gegossene Gehäuse nach dem Stand der Technik und bringt eine weniger aufwendige maschinelle Bearbeitung mit sich als gegossene Getriebegehäuse. Es ist auch möglich, die Endwände aus herkömmlichem Blech herzustellen, wobei die Endwände nach dem Zuschneiden des Blechs maschinell zur Formgebung der Endwände bearbeitet werden können.

Das Befestigungsmittel kann in einer großen Anzahl verschiedener Arten ausgebildet sein. Gemäß einer Alternative ist das Befestigungsmittel durch beide Endwände hindurchlaufend angeordnet. Ein Vorteil hiervon besteht darin, dass das Zahnradgetriebe leicht und kompakt hergestellt werden kann und dass es möglich ist, das Befestigungsmittel zwischen den Endwänden als Lager für Komponenten innerhalb des Zahnradgetriebes zu nutzen. Alternativ kann das Befestigungsmittel die Form einer Schraube und eines Gewindes in dem Gehäuse annehmen, wobei in diesem Fall die Schraube durch ein Loch in der Endwand hindurchläuft.

Das Befestigungsmittel kann somit auf eine Vielzahl verschiedener Wege konfiguriert werden. Gemäß einer Variante nimmt das Befestigungsmittel die Form einer Gewindestange an wenigstens einer ihrer Enden an und ist mit einer Mutter an dem Gewindeende und einem Gegenhalter an ihrem anderen Ende versehen, wobei der Gegenhalter an einer Endwand und die Mutter an der anderen Endwand anliegt. Die Kraft, durch die die Mutter auf die Stange aufgespannt wird, bestimmt die Kraft auf die Endwände. Der Gegenhalter kann auf eine Vielzahl verschiedener Wege ausgebildet sein. Die Stange ist bevorzugt an beiden Enden mit Gewinden versehen, wobei in diesem Fall der Gegenhalter die Form einer auf die Stange aufgeschraubten Mutter annimmt. Es ist selbstverständlich möglich, ein Befestigungsmittel ohne irgend ein Gewinde zu verwenden.

Die Übertragungsvorrichtung kann auch wenigstens eine Vorgelegewelle aufweisen, die in den Endwänden gelagert ist, mit wenigstens einem Vorgelegewelle-Zahnrad, wobei in diesem Fall die Hauptwelle wenigstens ein Zahnrad aufweist, das in Eingriff mit dem wenigstens einen Vorgelegewelle-Zahnrad auf der Vorgelegewelle steht. Es gibt Vorgelegewellen in vielen verschiedenen Übertragungsvorrichtung, beispielsweise in Zahnradgetrieben und in Übertragungsgetrieben. In Zahnradgetrieben kann eine Vielzahl von Vorgelegewellen angeordnet sein, um das Drehmoment auf eine Vielzahl von Vorgelegewellen zu verteilen.

Die Erfindung zeigt insbesondere große Vorteile hinsichtlich Zahnradgetrieben. Ein Zahnradgetriebe umfasst wenigstens eine Vorgelegewelle mit einer Mehrzahl von Vorgelegewellen-Zahnrädern, die auf der einen Vorgelegewelle angeordnet sind. In diesem Fall umfasst die Hauptwelle eine Eingangswelle mit wenigstens einem Zahnrad in Eingriff mit einem Vorgelegewellen-Zahnrad auf der Vorgelegewelle und eine Primärwelle mit einer Vielzahl von Primärzahnrädern, die relativ zu der Primärwelle zur Wahl eines Übersetzungsverhältnisses festgelegt werden können und die jeweils in Eingriff mit ihren jeweiligen Vorgelegewellen-Zahnrädern auf der Vorgelegewelle gebracht werden können.

In Fällen, in denen die Getriebevorrichtung ein Zahnradgetriebe ist, kann diese auch ein Getriebesteuerelement umfassen, um das Festlegen der Zahnräder auf der Primärwelle zu bewirken. Das Getriebesteuerelement kann integral mit einer der Endwände ausgebildet sein, kann jedoch alternativ auch die Form eines separaten Elements annehmen, das zwischen einer der Endwände und dem Gehäuse angeordnet ist. Das Getriebesteuerelement wird fest durch die Befestigungsmittel in Position gehalten. In Fällen, in denen das Befestigungsmittel durch beide Endwände hindurch verläuft, wird das Getriebesteuerelement durch die Kraft in Position gehalten, die auf die entfernten Enden der beiden Endwände einwirkt. Das Getriebesteuerelement kann auch mit einem Flansch versehen sein, um jegliche Möglichkeit zu verhindern, dass sich dieses relativ zu der Längsachse des Gehäuses quer bewegt.

Das Getriebesteuerelement umfasst einen Zahnradträger, um ein. Festlegen der Zahnräder auf der Primärwelle zu bewirken, wobei der Zahnradträger einen Zahnradträgerschaft aufweist. Der Zahnradträgerschaft kann auf Gleitlagern zum Gleiten in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet sein.

Die Hauptwelle kann natürlich auch relativ zu der Eingangswelle festlegbar sein, wobei in diesem Fall das Festlegen durch den Zahnradträger bewirkt wird.

In Fällen, in denen die Übertragungsvorrichtung ein Zahnradgetriebe ist, kann diese auch ein Planetengetriebe umfassen, das mit der Hauptwelle verbunden ist. Wenn das Zahnradgetriebe ein Planetengetriebe umfasst, kann es auch eine dritte Endwand und ein zweites Gehäuse aufweisen, die eine zweite Innenfläche und eine zweite Außenfläche aufweisen, welche zylindrische Flächen gemäß der vorangehend angegebenen Definition sind, wobei das zweite Gehäuse zwischen der zweiten Endwand und der dritten Endwand angeordnet ist, und wobei das Planetengetriebe zwischen der zweiten Endwand und der dritten Endwand innerhalb des zweiten Gehäuses angeordnet ist. Eine derartige dritte Endwand trägt zur Stabilität des Zahnradgetriebes bei. In Fällen, in denen das Befestigungsmittel die Form von Gewindestangen annimmt, können letztere als Stangen mit zwei verschiedenen Durchmessern ausgebildet sein. Ein erster Abschnitt der Stange, der durch die erste und zweite Endwand verläuft, kann für diesen Zweck einen ersten Durchmesser aufweisen und mit demselben Gewinde an beiden Enden versehen sein. Ein zweiter Abschnitt der Stange, der eine Fortsetzung des ersten Abschnitts bildet und durch die zweite Endwand verläuft, weist einen kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt der Stange auf. Bei einer derartigen Stange kann die Mutter, die sich an die zweite Endwand anlegen soll, einfach über den zweiten Abschnitt der Stange aufgeschoben werden und auf den ersten Abschnitt der Stange aufgeschraubt werden. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Stangen als Befestigungsmittel angeordnet. Das zweite Gehäuse kann auch extrudiert werden, und zwar mit denselben Vorteilen, wie vorstehend beschrieben.

Das Zahnradgetriebe kann Dichtungsringe aufweisen, die zwischen dem Gehäuse und der ersten Endwand und zwischen dem Gehäuse und der zweiten Endwand angeordnet sind. In Fällen, in denen ein separates Getriebesteuerelement vorgesehen ist, können die Dichtungsringe zwischen dem Getriebesteuerelement und dem Gehäuse und zwischen dem Getriebesteuerelement und der ersten Endwand angeordnet werden.

Die Außenseite des Gehäuses in dem Zahnradgetriebe kann wenigstens eine Vertiefung aufweisen, die entlang der Längsachse des Gehäuses verläuft und deren Breite in einer Richtung quer zur Längsachse außerhalb vom Zentrum des Gehäuses variiert und ein lokales Maximum aufweist. Eine derartige Vertiefung macht es relativ ein fach, eine zusätzliche Ausrüstung sicher zu befestigen. In solchen Fällen ist die Ausrüstung auf einer Halterung angeordnet, die im Wesentlichen der Form der Vertiefung entspricht. Die Tatsache, dass die Vertiefung eine Breite mit einem lokalen Maximum aufweist, bedeutet, dass die Halterung mit der Zusatzausrüstung nicht quer zur Längsachse gerade aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Die Halterung mit der Zusatzausrüstung kann in der Vertiefung befestigt werden, so dass sie sich nicht entlang der Vertiefung bewegen kann.

In entsprechender Weise kann der Innenraum des Gehäuses in dem Zahnradgetriebe wenigstens eine Vertiefung aufweisen, die entlang der Längsachse des Gehäuses verläuft und deren Bereite in einer Richtung quer zur Längsachse einwärts zum Zentrum des Gehäuses variiert und ein lokales Maximum aufweist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Übertragungsvorrichtung mit wenigstens einer ersten Endwand und einer zweiten Endwand vorgesehen, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und mit einer Hauptwelle, die in den Endwänden gelagert ist. Das Verfahren zeichnet sich durch die Tatsache aus, dass es die Schritte aufweist des Bereitstellens eines Rohrs mit einer Längsachse, des Ausschneidens eines Gehäuses aus dem Rohr, des Anordnens von Endwänden an den jeweiligen Seiten des Gehäuses, des Anordnens von wenigstens einem Befestigungsmittel zum Ausüben einer Kraft auf die seitlichen Flächen der Endwände einwärts auf das Gehäuse zu und des Anordnens der in den Endwänden gelagerten Welle.

Das Rohr wird bevorzugt durch Extrusion hergestellt, wobei in diesem Fall die Längsachse durch die Pressrichtung definiert wird. Die Vorteile von Extrusion wurden vorangehend im Zusammenhang mit der Beschreibung des Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.

Es ist selbstverständlich möglich, weitere Verarbeitungsschritte vorzunehmen, nachdem das Gehäuse aus dem extrudierten Rohr herausgeschnitten wurde.

Die Merkmale, die im Zusammenhang mit der Getriebevorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben wurden, können natürlich in entsprechenden Fällen auch in einem Verfahren zur Herstellung einer Übertragungsvorrichtung eingesetzt werden.

Die verschiedenen beschriebenen Merkmale können natürlich, wo anwendbar, in demselben Ausführungsbeispiel miteinander kombiniert werden. Ausführungsbeispie le der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt im Querschnitt ein Zahnradgetriebe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
2 stellt im Querschnitt ein Zahnradgetriebe gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
3 ist eine perspektivische Ansicht von Bestandteilen eines Getriebes gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1.
4 stellt schematisch einen Querschnitt einer Differentialsperre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
5 stellt schematisch einen Querschnitt eines Übertragungsgetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 stellt ein Getriebe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Das Getriebe umfasst ein erstes extrudiertes Gehäuse 2, eine erste Endwand 3, eine zweite Endwand 4 und ein Getriebesteuerelement 5. Das erste extrudierte Gehäuse 2 weist eine Längsachse 40 auf, die der Pressrichtung während der Herstellung des extrudierten Gehäuses entspricht. Die erste Endwand 3 und die zweite Endwand 4 sind im Wesentlichen parallel zueinander an entgegengesetzt liegenden Seiten des Gehäuses 2 entlang der Längsachse des Gehäuses angeordnet. Das Zahnradgetriebe 1 umfasst auch eine Vorgelegewelle 6, auf der eine Vielzahl von Vorgelege-Zahnrädern 7 angeordnet ist, eine Eingangswelle 8 mit wenigstens einem Zahnrad 9, das sich in Eingriff mit einem der Vorgelegewellen-Zahnräder 7 auf der Vorgelegewelle 6 befindet, und eine Primärwelle 10 mit einer Mehrzahl von Primärzahnrädern 11, die relativ zu der Primärwelle 10 für eine Getriebeübersetzungsauswahl festlegbar sind und die jeweils mit ihrem jeweiligem Vorgelegewellen-Zahnrad 7 auf der Vorgelegewelle 6 in Eingriff stehen.
Die Eingangswelle 8 und die Primärwelle 10 bilden zusammen eine Hauptwelle. Die Hauptwelle und die Vorgelegewelle 6 erstrecken sich durch das Gehäuse 2 und sind durch Lager 12 gelagert, die in den Endwänden 3, 4 angeordnet sind. Die Hauptwelle läuft auch durch beide Endwände 3, 4. Das Getriebesteuerelement 5 ist mit einem ersten Flansch 13 auf der Seite versehen, die an einem ersten Endwandflansch 14 der Endwand 3 angeordnet ist, und mit einem zweiten Flansch an der entgegengesetzten Seite, der an einem ersten Gehäuseflansch 16 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Die zweite Endwand ist mit einem zweiten Endwandflansch 17 versehen, der gegen einen zweiten Gehäuseflansch 18 des Gehäuses auf der Seite entgegengesetzt zu dem ersten Gehäuseflansch 16 angeordnet ist. Eine erste Stange 19 weist einen ersten Stangenabschnitt 20 und einen zweiten Stangenabschnitt 21 auf. Eine zweite Stange 22 weist einen ersten Stangenabschnitt 23 und einen zweiten Stangenabschnitt 24 auf. Die ersten Stangenabschnitte 20, 23 der Stangen 19, 22 weisen größere Durchmesser auf, als die zweiten Stangenabschnitte 21, 24 und sind an beiden Enden mit Gewinden versehen. Die ersten Stangenabschnitte 20, 23 verlaufen durch die erste Endwand 3, das Gehäuse 2, das Getriebesteuerelement 5 und die zweite Endwand 4. An jedem Ende der ersten Stangenabschnitte 20, 23 sind Muttern 25 vorgesehen, die auf die ersten Stangenabschnitte 20, 23 aufgeschraubt sind und eine Kraft auf die Außenseiten der Endwände 3, 4 ausüben.
Das Getriebesteuerelement 5 umfasst eine Mehrzahl von Zahnradträgern 26, von denen lediglich einer in den Zeichnungen erscheint, um eines der Primärzahnräder 11 auf der Primärwelle 10 festzulegen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 8 und der Primärwelle 10 hängt davon ab, welches der Primärzahnräder 11 auf der Primärwelle 10 festgelegt ist. Die Eingangswelle 8 ist relativ zu der Primärwelle 10 mittels des Zahnradträgers 26 festlegbar. Wenn die Eingangswelle 8 zu der Primärwelle 10 festgelegt ist, dann ist keines der Primärzahnräder 11 relativ zu der Primärwelle 10 festgelegt. Der Zahnradträger 26 umfasst einen Zahnradträgerschaft 50 und bewirkt ein Verriegeln des Primärzahnrads auf der Primärwelle in einer Weise, wie sie dem Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Ein zweites extrudiertes Gehäuse 27 ist zwischen der zweiten Endwand und einer dritten Endwand 28 angeordnet, wobei ein dritter Gehäuseflansch 29 des zweiten extrudierten Gehäuses 27 an einem dritten Endwandflansch 30 der zweiten Endwand 4 angeordnet ist. Ein vierter Gehäuseflansch 31 des zweiten extrudierten Gehäuses 27 ist an einem vierten Endwandflansch 32 der dritten Endwand 28 angeordnet. Eine Gummidichtung 33 ist zwischen den Flanschen an jeder Flanschausnehmung angeordnet, um die Verbindung zwischen den Flanschen abzudichten. Wie in den Zeich nungen erkennbar ist, sind die Gummidichtungen zwischen den Oberflächen angeordnet, deren Lote quer zur Längsachse 40 verlaufen. Eine Ausgangswelle 34 ist in der dritten Endwand 28 gelagert. Die Primärwelle 10 und die Ausgangswelle 34 sind durch ein Planetengetriebe 37 miteinander verbunden. Die zweiten Stangenabschnitte 21, 24 sind durch die dritte Endwand 28 hindurch angeordnet. Die dritte Endwand 28 ist fest mit dem zweiten extrudierten Gehäuse 27 durch Muttern 38 verspannt, die auf die relativ zu den ersten Stangenabschnitten 20, 23 äußeren Enden der zweiten Stangenabschnitte 21, 24 aufgeschraubt sind.
Die Funktion des Zahnradgetriebes 1 mit dem Planetengetriebe 37 wird hier im Detail nicht beschrieben, da die Funktion Fachleuten von ähnlichen Zahnradgetrieben 1 bereits bekannt ist.
2 stellt ein Zahnradgetriebe gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Das Zahnradgetriebe entspricht weitgehend dem Zahnradgetriebe gemäß 1, weist jedoch nur zwei Endwände 3, 4 auf. Der Gegenanschlag 51 an den Stangen nimmt die Form eines Vorsprungs an den Stangen 19, 22 an.
3 ist eine perspektivische Ansicht von Bestandteilen des Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung zeigt das erste extrudierte Gehäuse 2 mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, die beide zylindrische Flächen gemäß vorangehender Definition besitzen. Eine Vertiefung 41, die entlang der gesamten Länge des Gehäuses verläuft, ist in dem extrudierten Gehäuse vorgesehen. Die Breite der Vertiefung in einer Richtung quer zur Längsachse auswärts zum Umfang des Gehäuses variiert und weist ein lokales Maximum auf. Die Vertiefung weist somit in einer Richtung nach auswärts und zum Umfang des Gehäuses hin von dem lokalen Maximum eine abnehmende Breite und ein lokales Minimum auf. Die Vertiefung 41 kann zum Befestigen von Zusatzausrüstung an einer Halterung 42 verwendet werden, die an die Vertiefung angepasst ist, indem sie eine Breite aufweist, die größer als das lokale Minimum und kleiner als das lokale Maximum ist. Eine derartige Halterung 42 ist somit dazu ausgelegt, um über eines der Enden der Vertiefung in der Richtung der Längsachse in die Vertiefung hinein oder aus dieser heraus geschoben zu werden. Der Zahnradträgerschaft 50 ist derart angeordnet, dass er auf Gleitlagern 52 gleitet, die in den Endwänden 3, 4 angeordnet sind.
3 stellt auch die erste Endwand 3 dar, die eine Ausnehmung 43 aufweist, welche in dieser für ein Lager für die Vorgelegewelle 6 vorgesehen ist und durch die ein Loch 50 für ein Lager für die Eingangswelle und ein Loch 44 für vier Stangen 19, 22, 45, 46 aufweist. Die Zeichnung zeigt die vier Stangen 19, 22, 45, 46, die alle ähnlich ausgebildet sind. Die erste Stange weist einen ersten Stangenabschnitt 20 und einen zweiten Stangenabschnitt 21 auf, wobei der Durchmesser des ersten Stangenabschnitts größer als der Durchmesser des zweiten Stangenabschnitts 21 ist. Das zweite Endwandelement 4 weist auch Löcher 47 für Lager auf und weist Löcher 48 für die vier Stangen 19, 22, 45, 46 auf, die durch dieses hindurch laufen. Das zweite extrudierte Gehäuse 27 weist auf ähnliche Weise eine Innenfläche und eine Außenfläche auf, die beide zylindrische Flächen gemäß der vorangehenden Definition bilden, und weist dieselbe Art einer Vertiefung 49 auf, wie das erste extrudierte Gehäuse 2. Das erste extrudierte Gehäuse 2 und das zweite extrudierte Gehäuse 27 sind mittels derselben Form extrudiert. Das Getriebesteuerelement 5 ist angeordnet, um mit dem Zahnradträger 26 verbunden zu werden. Schließlich weist die dritte Endwand 28 vier Löcher 36 auf, die für die vier Stangen 19, 22, 45, 46 durch diese hindurch laufen.
Die Teile gemäß 3 werden miteinander verbunden, um das Zahnradgetriebe gemäß 1 zu bilden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnradgetriebes gemäß der Erfindung umfasst die Schritte des Extrudierens eines Rohrs mit einer Längsachse, die durch die Extrusionspressrichtung definiert ist, des Ausschneidens eines ersten Gehäuses 2 aus dem Rohr, des Anordnens von Endwänden 3, 4 jeweils auf der jeweiligen Seite des Gehäuses 2, des Anordnens von Stangen 19, 22 mit Muttern 25, so dass diese eine Kraft auf die Außenflächen der Endwände 3, 4 einwärts auf das Gehäuse 2 zu ausüben, und des Anordnens der Hauptwelle, umfassend die Primärwelle 10 und die Eingangswelle 8, und der Vorgelegewelle 6, zwischen den Endwänden 3, 4, wobei die Wellen 6, 8, 10 in den Endwänden 3, 4 gelagert sind.
4 stellt schematisch eine Differentialsperre 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Eine erste Endwand 103 und eine zweite Endwand 104 sind jeweils an deren jeweiliger Seite eines extrudierten Gehäuses 102 angeordnet. Schrauben 125 sind an beiden Enden einer ersten Stange 119 und einer zweiten Stange 122 angeordnet und drücken die Endwände 103, 104 einwärts auf das extrudierte Gehäuse 102 zu. Eine Einganswelle 108 und eine Primärwelle 110 bilden zusammen eine Hauptwelle. Differentialsperrenscheiben 131, die einander gegenüberliegen, sind an den proximalen Enden der Eingangswelle 108 und der Primärwelle 110 angeordnet. Innerhalb der Differentialsperre zwischen den Endwänden 103, 104 ist eine viskose Flüssigkeit vorgesehen, die derart ausgelegt ist, dass sie klebrig (haftend) wird, wenn sie sich erwärmt. Die Eingangswelle kann beispielsweise mit den Hinterrädern eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) verbunden werden, wohingegen die Primärwelle 110 mit der Vorderachse des Fahrzeugs verbunden ist.
Während des Betriebs wird zugelassen, dass die Eingangswelle 108 und die Primärwelle 110 sich mit verschiedenen Drehzahlen drehen. Wenn allerdings die Drehzahldifferenz zwischen der Eingangswelle 108 und der Primärwelle 110 zu groß wird, wird sich die viskose Flüssigkeit aufwärmen und dadurch klebrig (haftend) werden. Die Wellen werden dann dazu gebracht, dass sie sich mit derselben Drehzahl drehen. Wenn die Differentialsperre zwischen den Hinterrädern und den Vorderrädern eines Motors angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben, wird die Differentialsperre 101 somit den Antrieb auch mit den Vorderrädern verbinden, wenn das Hinterrad beginnt, sich schnell zu drehen.
5 stellt schematisch einen Querschnitt eines Übertragungsgetriebes 201 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Eine erste Endwand 203 und eine zweite Endwand 204 sind jeweils an jeweiligen Seiten eines extrudierten Gehäuses 202 angeordnet. Muttern 225 sind an beiden Enden einer ersten Stange 219 und einer zweiten Stange 222 angebracht und drücken die Endwände 203, 204 einwärts auf das extrudierte Gehäuse 202 zu. Eine Hauptwelle 208 ist in den Endwänden 203, 204 gelagert und läuft durch die beiden Endwände 203, 204 und das extrudierte Gehäuse 202. Eine Vorgelegewelle 206 ist in beiden Endwänden gelagert und läuft durch die erste Endwand 203. Ein Vorgelegewelle-Zahnrad 207 ist auf der Vorgelegewelle angeordnet und ein Zahnrad 209, das in Eingriff mit dem Vorgelegewelle-Zahnrad 207 auf der Vorgelegewelle 206 steht, ist auf der Hauptwelle 208 angeordnet. Die Vorgelegewelle wird somit durch die Hauptwelle angetrieben. Das Übertragungsgetriebe kann mit der Antriebswelle eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) verbunden sein, um Leistung für einen Leistungsabtrieb bereitzustellen, der mit der Vorgelegewelle verbunden ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschränkt. Ein Fachmann auf dem Fachgebiet kann die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele in vielerlei Hinsicht modifizieren, ohne die Erfindung zu verlassen, welche allein durch die beiliegenden Ansprüche beschränkt ist.
Obgleich das Gehäuse 2 als ein extrudiertes Gehäuse beschrieben wurde, ist es natürlich auch möglich, das Gehäuse 2 auf andere Arten herzustellen, die dem Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Zusammenfassung
Getriebe für ein motorisiertes Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebes
Es wird eine Übertragungsvorrichtung (1) beschrieben, die wenigstens eine erste Endwand (3) und eine zweite Endwand (4) umfasst, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und eine Hauptwelle (8, 10) umfasst. Die Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) weist ein Gehäuse (2, 102, 202) mit einer Innenfläche und einer Außenfläche auf, die durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang einer Kurve im Raum erhalten werden, wobei die Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) jeweils an ihren jeweiligen Seiten des Gehäuses (2, 102, 202) angeordnet sind und wenigstens ein Befestigungsmittel (19, 22, 45, 46) aufweisen, das dazu angeordnet ist, um auf die äußeren Flächen der Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) eine Kraft einwärts auf das Gehäuse (2, 102, 202) auszuüben. Ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) ist ebenfalls beschrieben.

Claims

Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) für ein motorisiertes Fahrzeug, umfassend wenigstens eine erste Endwand (3, 103, 203) und eine zweite Endwand (4, 104, 204), die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und eine Hauptwelle (8, 10, 108, 110, 208), die in den Endwänden (3, 4, 103, 104, 203, 204) gelagert ist und die durch wenigstens eine der Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) hindurch verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein Gehäuse (2, 102, 202) mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst, die jeweils durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang einer Kurve im Raum erhalten werden und die eine Längsachse (40) aufweisen, wobei die Endwände (3, 4, 103, 104) auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses (2, 102, 202) entlang der Längsachse angeordnet sind, und dass sie wenigstens ein Befestigungselement (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222) umfasst, das dazu angeordnet ist, um auf die äußeren Flächen der Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) eine Kraft entlang der Längsachse einwärts gerichtet auf das Gehäuse (2, 102, 202) auszuüben.
Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmittel (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222) derart angeordnet ist, dass es durch beide Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) hindurch läuft.
Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) nach Anspruch 2, wobei das Befestigungsmittel wenigstens eine Stange (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222) aufweist, die an wenigstens einem Ende mit einem Gewinde und mit einer Mutter (25, 125, 225) an dem Gewindeende der Stange und mit einem Gegenhalter (51) an ihrem anderen Ende versehen ist, so dass die Kraft, mit der die Mutter (25) auf die Stange (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222) aufgespannt ist, die Kraft auf die Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) bestimmt.
Übertragungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine Vorgelegewelle (6, 206), die in den Endwänden gelagert ist, mit wenigstens einem Vorgelegewellen-Zahnrad (7, 207), wobei die Hauptwelle wenigstens ein Zahnrad (9, 209) aufweist, das in Eingriff mit wenigstens einem des wenigstens einen Vorgelegewellen-Zahnrads (7, 207) auf der Vorgelegewelle (6, 206) steht.
Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Mehrzahl an Vorgelegewellen-Zahnrädern (7, 207) auf der Vorgelegewelle (6, 206) angeordnet ist, wobei die Hauptwelle (8, 10, 108, 208, 210) eine Eingangswelle (8) mit wenigstens einem Zahnrad (9, 209) aufweist, das in Eingriff mit einem Vorgelegewellen-Zahnrad (207) auf der Vorgelegewelle (206) steht, und eine Primärwelle (10) mit einer Mehrzahl von Primärzahnrädern (11), die relativ zu der Primärwelle (10) für die Wahl eines Übersetzungsverhältnises festlegbar sind und die in Eingriff mit ihrem jeweiligen Vorgelegewellen-Zahnrad (7, 207) auf der Vorgelegewelle (6, 206) stehen.
Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) nach Anspruch 5, welche ferner ein Getriebesteuerelement (5) mit einem Zahnradträger (26) zum Bewirken des Festlegens der Primärzahnräder (11) auf der Primärwelle (10) umfasst, wobei der Zahnradträger (26) dazu ausgelegt ist, um auf dem wenigstens einem Befestigungsmittel (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222) zulaufen.
Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) nach Anspruch 5 oder 6, welche ferner ein Planetengetriebe (37) umfasst, das mit der Primärwelle (10, 110) verbunden ist.
Übertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, welche ferner eine dritte Endwand (28) und ein zweites Gehäuse (27) mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst, die beide durch eine parallele Bewegung einer geraden Linie entlang einer Kurve im Raum erhalten werden, wobei das zweite Gehäuse (27) zwischen der zweiten Endwand (4) und der dritten Endwand (28) angeordnet ist, und wobei das Planetengetriebe (37) zwischen der zweiten Endwand (4) und der dritten Endwand (28) innerhalb des zweiten Gehäuses (27) angeordnet ist.
Übertragungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend Dichtungsringe (33), die zwischen dem Gehäuse (2) und der ersten Endwand (3) und zwischen dem Gehäuse (2) und der zweiten Endwand (4) angeordnet sind.
Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse an seiner Außenseite wenigstens eine Vertiefung (41) umfasst, deren Breite in einer Richtung quer zur Längsachse (40) auswärts vom Zentrum des Gehäuses (2) variiert und ein lokales Maximum aufweist.
Übertragungsvorrichtung (1, 101, 201) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse extrudiert ist und wobei die Längsachse parallel zu der Richtung verläuft, in der das Gehäuse (2, 102, 202) extrudiert ist.
Verfahren zum Herstellen einer Übertragungsvorrichtung (1, 102, 201), umfassend wenigstens eine erste Endwand (3, 103, 203) und eine zweite Endwand (4, 104, 204), die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und eine Primärwelle (10) und eine Hauptwelle, die in den Endwänden (3, 4, 103, 104, 203, 204) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst des Bereitstellens eines Rohrs mit einer Längsachse (40), des Ausschneidens eines Gehäuses (2, 102, 202) aus dem Rohr, des Anordnens von Endwänden (3, 4, 103, 104, 203, 204) jeweils auf ihren jeweiligen Seiten des Gehäuses (2, 102, 202) entlang der Längsachse (40), des Anordnens wenigstens eines Befestigungsmittels (19, 22, 45, 46, 119, 122, 219, 222), das eine Kraft auf die äußeren Flächen der Endwände (3, 4, 103, 104, 203, 204) entlang der Längsachse einwärts auf das Gehäuse (2, 102, 202) zu, und des Anordnens der Welle (6, 8, 10, 108, 110, 206, 208) zwischen den Endwänden (3, 4, 103, 104, 203, 204), wobei die Welle (6, 8, 10, 108, 110, 206, 208) in den Endwänden (3, 4, 103, 104, 203, 204) gelagert ist.
Verfahren nach Anspruch 12, welches auch den Schritt des Formens des Rohrs durch Extrusion umfasst, wobei die Längsachse (40) durch die Pressrichtung definiert ist.